DE4121344A1 - Hermetically sealable, esp. sterilisation, chamber - contg. rotary part magnetically coupled to external drive - Google Patents
Hermetically sealable, esp. sterilisation, chamber - contg. rotary part magnetically coupled to external driveInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine hermetisch verschließbare Kammer, insbesondere zur Erzeugung einer vorgebbare Drücke, Tempera turen und/oder Konsistenzen aufweisenden Atmosphäre, mit einem innerhalb der Kammer drehbar angeordneten Drehteil und einem außerhalb der Kammer angeordneten Antrieb für das Drehteil.The invention relates to a hermetically closable chamber, in particular for generating a prescribable pressure, tempera atmosphere and / or consistency, with a within the chamber rotatably arranged rotating part and one drive for the rotating part arranged outside the chamber.
Kammern der in Rede stehenden Art sind in der Praxis aus den unterschiedlichsten Bereichen bekannt. Beispielsweise werden Kammern der in Rede stehenden Art im Rahmen sogenannter Steri lisatoren verwendet. Insbesondere bei Sterilisatoren, die nach dem Dampf-Luftgemisch-Verfahren arbeiten, müssen die Sterili sierkammern höchsten Anforderungen genügen. Beispielsweise die nen sie in der pharmazeutischen Industrie zum Sterilisieren von Lösungen, Medikamenten, Instrumenten, Wäsche, Einweg- und Pla stikartikeln, etc. In der Forschung dienen die Sterilisatoren und somit die dort verwendeten Sterilisierkammern zum Sterili sieren von Flüssigkeiten und Nährböden. In der Nahrungsmittel industrie werden Nahrungsmittel sterilisiert. Botanische Insti tute und Saatzuchtbetriebe sterilisieren Erde, Samen, etc. So gar die Papier-, Textil-, Kunststoff-, Kosmetik- und Bauindu strie benötigen Sterilisatoren mit Kammern der in Rede stehen den Art.Chambers of the type in question are in practice from the various areas known. For example Chambers of the type in question in the context of so-called steri lisators used. Especially with sterilizers that follow the steam-air mixture process, the sterile must sierkammern meet the highest requirements. For example the in the pharmaceutical industry for the sterilization of Solutions, medicines, instruments, laundry, disposable and pla plastic articles, etc. The sterilizers are used in research and thus the sterilization chambers used there for sterilization liquid and nutrient media. In the food Food is sterilized in the industry. Botanical Insti tute and seed farms sterilize soil, seeds, etc. even the paper, textile, plastic, cosmetics and construction industries strie need sterilizers with chambers in question the Art.
Mit zunehmendem Gefahrenpotential der zu sterilisierenden Ge genstände bzw. Substanzen wird es immer wichtiger, die Sterili sierkammer auch tatsächlich hermetisch abzuschließen. Dies gilt vor allem für den Türbereich. Des weiteren ist es in Sterili sierkammern, die nach dem Dampf-Luftgemisch-Verfahren (DLGV) arbeiten, erforderlich, zur Zirkulation des unter Druck stehen den Dampfes innerhalb der Sterilisierkammer ein Gebläse oder dergleichen vorzusehen. Ganz allgemein ist also innerhalb der Kammer ein Drehteil angeordnet und außerhalb der Kammer befin det sich der Antrieb für das Drehteil. Im Falle einer Sterili sierkammer bedeutet dies, daß außerhalb der Sterilisierkammer ein Elektromotor vorgesehen ist, der über eine Wellendurchfüh rung mit einem innerhalb der Sterilisierkammer angeordneten Lüfterrad wirkverbunden ist und somit das Lüfterrad antreibt. Folglich stellt die Wellenabdichtung zwischen Welle und Wandung der Kammer ein besonderes Problem dar, zumal bei verschleißbe dingten Undichtigkeiten einerseits kontaminierte Luft aus der Sterilisierkammer austreten kann, andererseits keimbeladene Fremdluft in die Sterilisierkammer eindringen kann und dabei die Sterilisierung zunichte macht.With increasing danger potential of the Ge to be sterilized objects or substances, it is becoming more and more important, the sterile sealing chamber actually hermetically sealed. this applies especially for the door area. Furthermore, it is in sterile sierkammern, which according to the steam-air mixture process (DLGV) work, required to circulate the pressurized the steam inside the sterilization chamber a blower or to provide the like. So in general is within the Chamber arranged a rotating part and located outside the chamber the drive for the turned part. In the case of a sterile sierkammer this means that outside the sterilization chamber an electric motor is provided which has a shaft passage tion with a arranged inside the sterilization chamber Fan wheel is operatively connected and thus drives the fan wheel. Consequently, the shaft seal between the shaft and the wall the chamber is a special problem, especially when it comes to wear due to leaks on the one hand contaminated air from the Sterilization chamber can emerge, on the other hand germ-laden External air can penetrate into the sterilization chamber while doing so sterilization nullifies.
Bislang war es aufgrund der ständig verschleißenden Wellendich tungen erforderlich, diese Dichtungen ständig zu überwachen und gegebenenfalls auszutauschen. Dazu mußte die Wellendurchführung insgesamt ausgetauscht werden, was einerseits sehr zeitaufwen dig, andererseits äußerst kostenaufwendig ist. Zur Vermeidung eines Schadfalles, d. h. zur Vermeidung austretender kontami nierter Luft und zur Vermeidung eindringender keimbehafteter Luft, müssen aufwendige Prüf- und Überwachungseinrichtungen zum Überwachen der Dichtigkeit der Wellendurchführung vorgesehen werden.So far it was due to the constantly wearing waves necessary to constantly monitor these seals and replace if necessary. For this, the shaft bushing had to be used be exchanged overall, which on the one hand is very time consuming dig, on the other hand, is extremely expensive. To avoid a claim, d. H. to avoid leakage of contami nated air and to avoid the ingress of germ-laden Air, complex testing and monitoring equipment must be used Monitoring the tightness of the shaft bushing provided will.
Die voranstehend am Beispiel der Sterilisierkammer erörterte Problematik tritt stets überall dort auf, wo eine Drehbewegung in hermetisch verschließbare Kammern hinein übertragen wird. Diese Problematik ist beispielsweise auch bei sogenannten Ab zugshauben bekannt, wie sie in chemischen Labors verwendet wer den. Auch hier sind zur Manipulation von Gegenständen bzw. zum Anrühren von chemischen Substanzen Drehbewegungen in die Ab zugshaube bzw. Kammer hinein zu übertragen, wobei die Kammer hermetisch verschließbar ist. Auf beispielhafte Nennung weite rer Anwendungsbeispiele kann hier verzichtet werden.The one discussed above using the example of the sterilization chamber Problems always arise wherever there is a rotary movement is transferred into hermetically sealed chambers. This problem is also so-called Ab hoods known as used in chemical laboratories the. Also here are for the manipulation of objects or for Mixing chemical substances Rotating movements in the Ab hood or chamber to transfer into, the chamber is hermetically sealable. Wide on exemplary mention rer application examples can be omitted here.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die hermetisch verschließbare Kammer der eingangs genannten Art so aus zugestalten und weiterzubilden, daß mit einfachen technischen Mitteln Drehbewegungen unter Vermeidung von Verschleißteilen in die Kammer übertragbar sind, wobei die Kammer quasi wartungs frei sein soll.The invention is based on the object, the hermetic closable chamber of the type mentioned above design and develop that with simple technical Average rotary movements while avoiding wearing parts the chamber are transferable, the chamber being virtually maintenance-free should be free.
Die erfindungsgemäße Kammer löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach besteht die eingangs genannte Kammer zumindest im Bereich des Drehteils aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff. Das Drehteil ist kon taktlos über eine dauermagnetische Kupplung mit dem Antrieb des Drehteils wirkverbunden.The chamber according to the invention achieves the above object by the features of claim 1. Then there is initially mentioned chamber at least in the region of the rotating part a non-magnetizable material. The turned part is con tactlessly via a permanent magnetic coupling with the drive of the Turned part operatively connected.
Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß das Problem der wartungsintensiven Wellendurchführung durch die Wandung der hermetisch verschließbaren Kammer nicht durch konstruktiv auf wendige Wellendichtungen, sondern vielmehr durch eine gänzlich andere Kraftübertragung-bzw. Bewegungsübertragung gelöst werden kann. Erfindungsgemäßerweise wird das Drehteil nämlich kontakt los angetrieben, wobei als Kupplung eine dauermagnetische Kupp lung verwendet wird. Damit die dauermagnetische Kupplung auch langfristig störungsfrei arbeitet, ist die Kammer zumindest im Bereich des Drehteils aus einem nicht magnetisierbaren Werk stoff hergestellt. Folglich wird die Wirkung der zu verwenden den Dauermagneten durch die Wandung der Kammer nicht oder nur unwesentlich beeinflußt.According to the invention it was first recognized that the problem the maintenance-intensive shaft bushing through the wall of the hermetically closable chamber not by constructively agile shaft seals, but rather through an entirely other power transmission or Motion transfer can be solved can. According to the invention, the rotating part is in contact loosely driven, with a permanent magnetic coupling as a clutch lung is used. So that the permanent magnetic clutch too works trouble-free in the long term, the chamber is at least in Area of the turned part from a non-magnetizable movement fabric made. Consequently, the effect of using it the permanent magnet through the wall of the chamber not or only insignificantly influenced.
Hinsichtlich der Ausgestaltung der dauermagnetischen Kupplung ist es von besonderem Vorteil, wenn einerseits dem Drehteil in nerhalb der Kammer, andererseits dem Antrieb außerhalb der Kam mer ein Magnetring zugeordnet ist. Die beiden Magnetringe müß ten dann hinsichtlich ihrer Polarität weitgehend identisch aus geführt sein. Grundsätzlich kommen dabei unterschiedliche Kupp lungsarten in Frage. Beispielsweise könnte es sich konkret um eine Stirndrehkupplung, eine Zentraldrehkupplung, eine Hyste resekupplung oder eine Wirbelstromkupplung handeln. Der exakte Kupplungstyp bzw. der exakte Typ des Magnetrings läßt sich je denfalls entsprechend den aufzubringenden Momenten und entspre chend der maximal zulässigen Baugröße auswählen.With regard to the design of the permanent magnetic clutch it is particularly advantageous if, on the one hand, the turned part in inside the chamber, on the other hand the drive outside the chamber a magnetic ring is assigned. The two magnetic rings must then largely identical in terms of their polarity be led. Basically there are different dome types of solutions in question. For example, it could be specific an end rotary coupling, a central rotary coupling, a hyster act as a clutch or an eddy current clutch. The exact one Coupling type or the exact type of the magnetic ring can each if necessary, according to the moments to be applied and correspond Select according to the maximum permissible size.
Des weiteren könnte der dem Drehteil zugeordnete Magnetring in tegraler Bestandteil des Drehteils sein. So könnte beispiels weise das Drehteil sintertechnologisch hergestellt sein und an seinem Antriebsende eine Scheibe bzw. einen Ring aus magneti siertem Material enthalten.Furthermore, the magnetic ring assigned to the rotating part in be a integral part of the turned part. For example instruct the turned part to be sintered and manufactured its drive end a disc or a ring made of magneti material included.
Die Magnetringe sind in weiter vorteilhafter Weise mehrpolig ausgeführt. Dabei bewirkt die Mehrpoligkeit, daß ein Abrutschen der Magnetringe, d. h. ein Entkuppeln der Magnetringe weitgehend verhindert ist.The magnetic rings are advantageously multipolar executed. The multiple poles cause slipping the magnetic rings, d. H. a decoupling of the magnetic rings largely is prevented.
Der Antrieb des Drehteils ist vorzugsweise als elektrischer Mo tor ausgeführt. Damit dieser Motor beim Anfahren kein Entkup peln der Magnetringe hervorruft, ist eine elektronische Rege lung des Motors vorgesehen, wodurch ein langsames bzw. allmäh liches Anfahren möglich ist. Bei einmal beschleunigtem Drehteil ist die Gefahr der Entkupplung weitgehend eliminiert. Der elek trische Motor könnte sowohl als Gleichstrommotor als auch als Drehstrommotor ausgeführt sein. Ebenso wäre es denkbar, den An trieb als Schrittmotor auszuführen, wodurch eine definierte Drehposition ansteuerbar wäre.The drive of the rotating part is preferably an electrical Mo gate executed. So that this motor does not decouple when starting of the magnetic rings is an electronic control development of the motor is provided, which causes a slow or gradual starting is possible. With the rotary part accelerated once the risk of decoupling is largely eliminated. The elec tric motor could be both as a DC motor as well Three-phase motor. It would also be conceivable to driven as a stepper motor, creating a defined Rotational position would be controllable.
Insbesondere dann, wenn innerhalb der Kammer eine Drehbewegung des Drehteils zwingend erforderlich ist, wenn beispielsweise der Erfolg eines Sterilisationsprozesses von einer ordnungsge mäßen Zirkulation abhängt, ist es von besonderem Vorteil, wenn zur Überwachung der Drehbewegung des Drehteils mindestens ein Sensor vorgesehen ist. Dieser Sensor arbeitet in besonders vor teilhafter Weise kontaktlos und kann beispielsweise auf die Schaufeln eines Lüfterrades ausgerichtet sein. Ein periodisches Detektieren des Vorhandenseins einer Lüfterschaufel würde somit eine konstante Drehung des Drehteils indizieren. Der Sensor selbst kann nach dem Wirbelstromprinzip, induktiv oder kapazi tiv arbeiten. Entsprechend des Materials des Drehteils lassen sich die voranstehend genannten Verfahren sinnvoll auswählen.Especially when there is a rotary movement within the chamber of the turned part is mandatory if, for example the success of a sterilization process from an orderly one dependent circulation, it is particularly advantageous if to monitor the rotary movement of the rotating part at least one Sensor is provided. This sensor works in particular partially contactless and can for example on the Blades of a fan wheel to be aligned. A periodic This would detect the presence of a fan blade indicate a constant rotation of the turned part. The sensor itself can be based on the eddy current principle, inductive or capacitive work tiv. Leave according to the material of the turned part choose the above-mentioned methods sensibly.
Hinsichtlich einer Anwendung der erfindungsgemäßen Kammer ist die besonders vorteilhafte Verwendung bei der Sterilisation hervorzuheben. Somit könnte es sich bei der Kammer um eine Ste rilisierkammer handeln, die in einem Sterilisator, insbesondere zur Anwendung des Dampf-Luftgemisch-Verfahrens, verwendet wird. Das Drehteil wäre dann ein Lüfterrad zum Erhalt einer Dampfzir kulation innerhalb der Sterilisierkammer. Sämtliche zuvor erör terten Merkmale könnten bei der hier eingesetzten Sterilisier kammer realisiert sein.With regard to an application of the chamber according to the invention the particularly advantageous use in sterilization to emphasize. Thus, the chamber could be a Ste Rilisierkammer act in a sterilizer, in particular to apply the steam-air mixture process. The rotating part would then be a fan wheel for obtaining a steam wheel calculation within the sterilization chamber. All previously discussed Characteristics could be with the sterilization used here chamber can be realized.
Ebenso könnte das Drehteil ein Magnetrührer zum Rühren einer in einem in der Sterilisierkammer stehenden Behältnis befindlichen Flüssigkeit sein. Auch hier ließe sich die Sterilisierkammer nach den zuvor erörterten Merkmalen ausgestalten und weiterbil den.Likewise, the rotating part could be a magnetic stirrer for stirring one in a container located in the sterilization chamber Be liquid. The sterilization chamber could also be used here design and refinish according to the features discussed above the.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt There are now several ways to teach the present the present invention in an advantageous manner and white to train. On the one hand, this is based on the claim 1 subordinate claims, on the other hand to the subsequent Er purification of an embodiment of the invention using the Reference drawing. In connection with the explanation of the preferred embodiment of the invention based on the Drawing are also generally preferred configurations and further training of teaching explained. In the drawing shows
Fig. 1 in schematischer Darstellung, geschnitten, ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kammer, wo bei es sich hier um einen Sterilisator handelt, der in seiner Sterilisierkammer ein Lüfterrad zur Luft zirkulation aufweist und Fig. 1 in a schematic representation, sectioned, from an exemplary embodiment of a chamber according to the invention, where it is a sterilizer that has a fan wheel for air circulation in its sterilizing chamber and
Fig. 2 in schematischer Darstellung, geschnitten, ein wei teres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kammer, wobei es sich hier ebenfalls um einen Steri lisator handelt, der in seiner Sterilisierkammer ein Behältnis mit einem Magnetrührer aufweist. Fig. 2 in a schematic representation, sectioned, a white teres embodiment of a chamber according to the invention, which is also a sterilizer, which has a container with a magnetic stirrer in its sterilizing chamber.
Fig. 1 zeigt eine hermetisch verschließbare Kammer 1, die im vorliegenden Falle als Sterilisierkammer eines Sterilisators ausgeführt ist. Innerhalb dieser Kammer 1 werden nach dem Dampf-Luftgemisch-Verfahren Atmosphären mit vorgebbaren Drücken, Temperaturen und Konsistenzen erzeugt. Innerhalb der Kammer 1 ist ein Drehteil 2 vorgesehen, wobei das Drehteil 2 als Lüfterrad ausgeführt ist. Außerhalb der Kammer 1 ist ein Antrieb 3 für das Drehteil 2 vorgesehen. Fig. 1 shows a hermetically sealable chamber 1, which is carried out in the present case as a sterilization chamber of a sterilizer. In this chamber 1 , atmospheres with predeterminable pressures, temperatures and consistencies are generated by the steam-air mixture method. A rotating part 2 is provided within the chamber 1 , the rotating part 2 being designed as a fan wheel. Outside the chamber 1 , a drive 3 for the rotating part 2 is provided.
Erfindungsgemäß besteht die Kammer 1 aus einem nicht magneti sierbaren Werkstoff, beispielsweise aus V4A. Das Drehteil 2 ist kontaktlos über eine dauermagnetische Kupplung 4 mit dem An trieb wirkverbunden.According to the invention, the chamber 1 consists of a non-magnetizable material, for example of V4A. The rotating part 2 is non-contact operatively connected via a permanent magnetic coupling 4 to the drive.
Fig. 1 zeigt des weiteren, daß einerseits dem Drehteil 2 inner halb der Kammer 1, andererseits dem Antrieb 3 außerhalb der Kammer 1 ein Magnetring 5, 6 zugeordnet ist. Die Magnetringe 5, 6 sind hinsichtlich ihrer Polarität identisch ausgeführt. Ange sichts der Darstellung in Fig. 1 ist durchaus vorstellbar, daß der dem Drehteil 2 zugeordnete Magnetring 6 integraler Bestand teil des Drehteils 2 ist. Des weiteren sind die Magnetringe 5, 6 mehrpolig ausgeführt, was jedoch den Figuren nicht zu entnehmen ist. Fig. 1 further shows that on the one hand the rotating part 2 inside half of the chamber 1 , on the other hand, the drive 3 outside the chamber 1, a magnetic ring 5 , 6 is assigned. The magnetic rings 5 , 6 are identical in terms of their polarity. In view of the illustration in FIG. 1 is entirely conceivable that the said rotary member 2 associated magnetic ring 6 is an integral component of the rotary member 2. Furthermore, the magnetic rings 5 , 6 are designed with multiple poles, but this cannot be seen from the figures.
Der Antrieb 3 des Drehteils 2 ist als elektrischer Motor ausge führt und weist eine elektronische Regelung zum langsamen An fahren des Antriebs 3 auf. Bei dem elektrischen Motor kann es sich sowohl um einen Gleichstrommotor als auch um einen Dreh strommotor handeln.The drive 3 of the rotating part 2 is out as an electric motor and has an electronic control for driving slowly to the drive 3 . The electric motor can be both a DC motor and a three-phase motor.
Sensoren zur Überwachung der Drehbewegung des Drehteils 2 sind in vorteilhafter Weise zwar vorgesehen, in den Figuren jedoch nicht dargestellt.Sensors for monitoring the rotary movement of the rotating part 2 are advantageously provided, but are not shown in the figures.
Fig. 2 zeigt wie Fig. 1 eine als Sterilisierkammer ausgeführte erfindungsgemäße Kammer 1. Bei dem anzutreibenden Drehteil 2 handelt es sich hier um einen Magnetrührer, der wiederum aus einem Antriebsteil 7 und einem Rührelement 8 besteht. Dieser Magnetrührer dient zum Rühren einer Flüssigkeit, die sich in einem Behältnis 9 befindet. Vorzugsweise steht das Behältnis 9 auf einem Tisch 10, unter dem das Antriebsteil 7 des Magnetrüh rers angeordnet ist. Dieses Antriebsteil 7 weist den dem Dreh teil zugeordneten Magneten bzw. Magnetring 6 auf, wobei das An triebsteil 7 selbst als Magnetring ausgeführt sein kann.Like FIG. 1, FIG. 2 shows a chamber 1 according to the invention designed as a sterilization chamber. The driven part 2 to be driven here is a magnetic stirrer, which in turn consists of a drive part 7 and a stirring element 8 . This magnetic stirrer is used to stir a liquid which is located in a container 9 . Preferably, the container 9 is on a table 10 , under which the drive part 7 of the Magnetrüh rers is arranged. This drive part 7 has the rotating part associated magnet or magnetic ring 6 , wherein the drive part 7 itself can be designed as a magnetic ring.
Abschließend sei hervorgehoben, daß der Kern der vorliegenden Erfindung - Übertragung einer Drehbewegung in eine hermetisch verschließbare Kammer ohne Verwendung von verschleißenden Wel lendurchführungen - auch bei anderen Vorrichtungen als Sterili satoren realisiert werden kann. Die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele dienen lediglich zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Lehre, schränken diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele ein.In conclusion, it should be emphasized that the essence of the present Invention - transfer of a rotary motion into a hermetic lockable chamber without the use of wearing wel leadthroughs - also for devices other than sterile can be realized. The ones discussed above Exemplary embodiments only serve for better understanding the teaching of the invention, however, do not limit it the embodiments.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914121344 DE4121344A1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Hermetically sealable, esp. sterilisation, chamber - contg. rotary part magnetically coupled to external drive |
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DE19914121344 DE4121344A1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Hermetically sealable, esp. sterilisation, chamber - contg. rotary part magnetically coupled to external drive |
Publications (1)
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DE4121344A1 true DE4121344A1 (en) | 1993-01-14 |
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ID=6434933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19914121344 Withdrawn DE4121344A1 (en) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Hermetically sealable, esp. sterilisation, chamber - contg. rotary part magnetically coupled to external drive |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4121344A1 (en) |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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