DE4302867A1 - Vorrichtung zur Mischung und Lösung eines Gases in Flüssigkeiten - Google Patents
Vorrichtung zur Mischung und Lösung eines Gases in FlüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Mischung
und Lösung eines Gases in Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
Eine derartig aufgebaute Vorrichtung ist aus der DE-PS
35 01 175 bekannt geworden.
Beim Einsatz von Flüssigkeiten mit groben Verschmutzungen
besteht die Gefahr, daß diese Verschmutzungen sich an und in
der Düsenplatte festsetzen und somit die Düsenlöcher
verstopfen können, so daß die Effektivität dieser Vorrichtung
beeinträchtigt wird.
Zur Reinigung der Düsenplatte muß dann durch die Vorrichtung
Reinwasser gedrückt werden oder aber es ist eine Demontage von
Vorrichtungsteilen erforderlich, so daß in beiden Fällen eine
Unterbrechung im Mischungs- und Lösungsprozeß entsteht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 aufgebaute Vorrichtung dahingehend zu
verbessern, daß ihr Mischreaktor im düsenförmigen
Flüssigkeitsdurchströmbereich in einfacher und sicherer Weise
ohne Demonatagearbeiten und Unterbrechung des Misch- und
Lösungsprozesses selbstreinigend ausgeführt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Düsenplatte im Mischreaktor in mindestens zwei, im Bereich
ihrer Düsenlöcher getrennte und zur Selbstreinigung der
Düsenplatte gegeneinander bewegbare Plattenteile aufgeteilt
ist.
Die Unteransprüche beinhalten Gestaltungsmerkmale, welche
vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der
Aufgabenlösung darstellen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Mischreaktor als
selbstreinigender Druckbelüfter ausgebildet, in dem die
Düsenplatte, durch welche die mit Gas zu mischende und zu
lösende Flüssigkeit hindurchgedrückt wird, in zwei oder
mehrere Teile aufgeteilt worden ist, von denen ein oder
mehrere Teile fest stehend und das andere oder weitere Teile
bewegbar vorgesehen sind; die Teilung der Düsenplatte erfolgt
dabei im Bereich der Düsenlöcher, so daß durch das
Auseinanderfahren der Düsenplatte eine große Öffnung zwischen
den Düsenteilen entsteht und auch die Düsenlöcher als halbe
Löcher vorliegen, wodurch dann die Reinigung durch die
durchfließende Flüssigkeiten erfolgt, indem diese die
Verschmutzungen (Schwebstoffe, Partikel usw.) aus den
Düsenlöchern und auch von der Düsenplatte wegspült.
Die Düsenplatte läßt sich dabei von Zeit zu Zeit
auseinanderfahren oder aber wird druckabhängig in die
Reinigungsstellung auseinander bewegt.
Die Düsenplatte ist äußerst einfach aufgebaut und auch in
ihrer Teilung konstruktionsmäßig günstig gelöst und ergibt
aufgrund ihrer Auseinander- und Zusammenfahrbarkeit einen
hohen Gebrauchswert für die gesamte Vorrichtung.
Aufgrund dieser Gestaltung der Düsenplatte und des
Selbstreinigungseffektes des Mischreaktors können in der
Vorrichtung auch Medien mit hoher Viskosität behandelt werden,
z. B. läßt sich der Eintrag von Gasen in der
Nahrungsmittelindustrie mit dieser Vorrichtung durchführen.
Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es
zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht im teilweisen Schnitt einer
Misch- und Lösungsvorrichtung mit in einen
Lösungstank eingesetzten Mischreaktor mit
zweigeteilter Düsenplatte,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Mischreaktor mit
zweigeteilter Düsenplatte in zusammengefahrener
Arbeitsstellung der beiden Düsenplattenteile,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die in einen
Düsenring und einen Düsenkolben aufteilte
Düsenplatte bei ineinanderliegender
Arbeitsstellung beider Plattenteile,
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den Düsenring,
aus dem zur Düsenplattenreinigung der
Düsenkolben herausgefahren ist,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine im Bereich ihrer
Düsenlochreihen in mehrere Düsenringe und einen
Düsenkolben aufgeteilte Düsenplatte,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Düsenplatte nach
Fig. 5 mit ineinanderliegenden Plattenteilen,
Fig. 7 einen Querschnitt durch die Düsenplatte gemäß
Fig. 6 bei feststehenden und in die
Reinigungsstellung herausgefahrenen Platten
teilen.
Die Vorrichtung zur Mischung und Lösung eines Gases in
Flüssigkeiten weist einen mit Lösung (L) bis zu einem
einstellbaren Niveau gefüllten, unter einem mittleren Druck
stehenden, vertikalen Lösungstank (1) auf.
In diesen Lösungstank (1) ist von oben her ein Mischreaktor
(2) eingesetzt, der mit einem vertikalen, einen Reaktionsraum
bildenden Reaktionsrohr (3) in den Tank (1) auf eine gewisse
Länge hineinragt. Weiterhin ist in den Tank (1) von oben her
neben dem Mischreaktor (2) eine Gaszuleitung (4)
hineingeführt.
Das im Tank (1) stehende untere Ende des Reaktionsrohres (3)
ist durch eine Prallfläche (5) geschlossen.
Der Mischreaktor (2) besitzt im oberen Bereich außerhalb des
Tankes (1) einen Zuführanschluß (6) für die Flüssigkeit und
eine in Flüssigkeit-Einströmrichtung (A) dahinter angeordnete,
im oberen Tankbereich liegende Düsenplatte (7). Oberhalb der
Prallfläche (5) sind seitliche Austrittsöffnungen (8) für das
Gas-Flüssigkeit-Lösungsgemisch im unteren Ende des
Reaktionsrohres (3) und unterhalb der Düsenplatte (7)
seitliche Eintrittsöffnungen (9) für das Gas vorgesehen. Am
unteren Ende des Lösungstankes (1) ist ein Entspannungsventil
(10) angeordnet, an das eine Ableitung für das Lösungsgemisch
angeschlossen wird.
Der Mischreaktor (1) wird durch eine in einen oberen Flansch
(11) des Lösungstankes (1) einmontierte Verschraubung (12) am
Tank (1) gehalten. In dieser Verschraubung (12) sitzt die
Düsenplatte (7) und unter der Düsenplatte (7) ist mit einem in
die Verschraubung (12) eingreifenden Einschraubteil (13) das
Reaktionsrohr (3) gehalten, welches mit seinem oberen, offenen
Rohrende in das Einschraubteil (13) einfaßt. Durch die
Verschraubung (12) und das Einschraubteil (13) sind unter der
Düsenplatte (7) und oberhalb des oberen Rohrendes des
Reaktionsrohres (3) die seitlichen Gas-Eintrittsöffnungen (9)
in Lochform geführt.
Die Prallfläche (5) wird von einer auf dem unteren Ende des
Reaktionsrohres (3) festgelegten Kappe gebildet; die
seitlichen Austrittsöffnungen (8) sind in Lochform in der
Kappe (5) und dem Reaktionsrohr (3) ausgespart.
Die Düsenplatte (7) ist in mindestens zwei, im Bereich ihrer
Düsenlöcher (12) getrennte und zur Selbstreinigung der
Düsenplatte (7) gegeneinander bewegbare Plattenteile (7 a,
7b) aufgeteilt, wie in Fig. 1 bis 4 dargestellt ist.
Die Trennung der Düsenplatte (7) in ihre Düsenteile (7a,
7b) liegt jeweils auf dem halben Durchmesser einer
Düsenlochreihe.
Die Düsenplatte (7) gemäß Fig. 1 bis 4 weist eine auf einem
gemeinsamen Teilkreis (15) liegende Reihe an Düsenlöchern (14)
auf und die Düsenplatte (7) ist in diesem Teilkreis (15) in
einen feststehenden Düsenring (7a) und in einen diesem
gegenüber axial verschiebbaren Düsenkolben (7b) aufgeteilt,
wodurch der Düsenkolben (7b) auf seinem Außenumfang und der
Düsenring (7a) auf seinem Innenumfang jeweils halbe
Düsenlöcher (14a, 14b) zeigt.
Gemäß der weiteren Ausführung nach Fig. 5 bis 7 besitzt die
Düsenplatte (70) mehrere auf unterschiedlichen Teilkreisen
(15) liegende Reihen an Düsenlöchern (14); die Düsenplatte
(70) ist dabei in jedem Teilkreis (15) getrennt und in zwei
feststehende Düsenringe (70a, 70c) und zwei gegenüber diesen
axial bewegbare, von einem Düsenring (70b) und einem
Düsenkolben (70d) gebildete Plattenteile aufgeteilt, wobei
alle Plattenteile (70a bis 70d) jeweils halbe Düsenlöcher
(14a, 14b) haben.
Von den vier Plattenteilen (70a bis 70d) sind jeweils zwei
Plattenteile (70a und 70c, 70b und 70d) im Wechsel
miteinander bewegungsstarr verbunden, vorzugsweise durch Stege
(16, 17) zu einer freistehenden und einer bewegbaren Einheit
zusammengehalten.
Wie aus Fig. 7 deutlich sichtbar, ist der äußere Düsenring (70
a) mit dem übernächsten (dem inneren) Düsenring (70c) zu
einem feststehenden Düsenringpaar und der mittlere Düsenring (70
b) mit dem zentralen Düsenkolben (70d) zu einem bewegbaren
Düsenteilepaar verbunden.
Die beiden Düsenringe (70a, 70c) sind durch an der Oberseite
der Düsenplatte (70) liegende Stege (16) und der Düsenring (70b)
ist mit dem Düsenkolben (70d) durch an der Unterseite der
Düsenplatte (70) liegende Stege (17) verbunden.
Jeweils der äußere Düsenring (7a/70a) der Düsenplatte
(7/70) ist in der Verschraubung (12) festgelegt, wie Fig. 2
zeigt. Bei der Ausführung nach Fig. 7 ist dann an dem äußeren
in der Verschraubung (12) sitzenden Düsenring (70a) der
innere Düsenring (70c) durch die Stege (16) ebenfalls
fest stehend gehalten.
Das bewegbare Plattenteil, nämlich der Düsenkolben (7a/70d)
steht mit einer Schiebestange (18) in Verbindung, die in
Längsrichtung des Mischreaktors (2) hin- und herbewegbar ist
und den Düsenkolben (7a/70d) verschiebeführt.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist die Schiebestange (18)
ebenfalls an den Düsenkolben (70d) angeschlossen und mit dem
Düsenkolben (70d) wird der mittlere Düsenring (70b)
mitbewegt.
Die Schiebestange (18) bewegt also den Düsenkolben (7 a) in
den Düsenring (7b) bzw. den Düsenkolben (70d) mit Düsenring
(70b) in die feststehenden Düsenringe (70a, 70c) hinein, so
daß alle Düsenlöcher (14) ihren vollen Querschnitt einnehmen
(Fig. 3, 5 und 6) und die Flüssigkeit unter Druck durch die
Düsenlöcher (14) strömen kann. Zum Reinigen und Freispülen der
Düsenlöcher (14) wird durch die Schiebestange (18) der
Düsenkolben (7b) aus dem Düsenring (7a) bzw. der Düsenkolben
(70d) mit Düsenring (70b) aus den Düsenringen (70a, 70c)
axial herausgefahren, wie in Fig. 4 und 7 gezeigt, so daß eine
große Öffnung zwischen feststehenden und bewegbaren
Düsenplattenteilen (7a, 7b/70a bis 70d) entsteht, durch
die die Verschmutzungen durch die weiter durchfließende
Flüssigkeit automatisch weggespült werden.
Die Schiebestange (18) ist in einer Ausführung mit einem
pneumatischen Kolbenantrieb (19) zur
Schiebestangenverschiebung verbunden, der koaxial am oberen
außerhalb des Tanks (1) liegenden und auch oberhalb des
seitlichen Zuführanschlusses (6) sich befindenden Ende des
Mischreaktors (2) angeordnet ist.
Dieser Kolbenantrieb (19) ist an einem Ende eines den
Zuführanschluß (6) aufweisenden T-Stückes (20) befestigt und
dieses T-Stück (20) ist mit seinem anderen Ende mit der
Verschraubung (12) verbunden.
Der Kolbenantrieb (19) hat eine in das T-Stück (20)
eingeschraubte Gehäusebuchse (21), in der ein unter
einstellbarer Federspannung stehender Kolben (22) verschiebbar
gelagert ist; die Schiebestange (18) steht mit dem Kolben (22)
in bewegungsstarrer Verbindung und der Kolben (22) wird durch
einen seitlich in der Gehäusebuchse (21) vorgesehenen
Druckluftanschluß (23) mit Druckluft beaufschlagt, so daß der
Kolben (22) die Schiebestange (18) und somit den Düsenkolben
(7b/70d, 70b) aus dem Düsenring (7a/70c, 70a)
herauszieht oder -schiebt, und zwar entgegen der Kraft der
einstellbaren Druckfeder (24).
Bei Druckluftentlastung bringt die Druckfeder (24) die
Düsenkolben (7b/70d, 70b) wieder in die geschlossene
Düsenplattenstellung gemäß Fig. 2 und 6 zurück.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung ist die
Schiebestange (18) mit einem elektrischen Antrieb zur
Schiebestangenverschiebung gekoppelt. Der pneumatische oder
elektrische Antrieb (19) läßt sich mit einer Zeitsteuerung
ausstatten, so daß von Zeit zu Zeit, z. B. alle 2 Stunden, die
Düsenplatte (7, 70) in ihre Spülstellung auseinander gefahren
wird. Weiterhin kann der pneumatische oder elektrische Antrieb
(19) von einem durch die geschlossene Düsenplatte (7, 70) bei
ansteigendem Druck auf die Düsenplatte (7, 70) angesteuerten
Druckaufnehmer gesteuert werden.
Wie in Fig. 2 und 6 gezeigt, sind die Düsenlöcher (14) von
zylindrischen Injektordüsen und/oder von stromauf
zylindrischen und stromab sich konisch erweiternden Mischdüsen
gebildet. Die Flüssigkeit wird unter hohem Druck der
vorzugsweise runden Düsenplatte (7, 70) zugeführt, so daß sie
abstromseitig unter einem mittleren Druck in den vorzugsweise
zylindrischen Reaktionsraum (3) von oben mit dem Gas sich
mischend einströmt und diesen zu einem Teil füllt, aus dem das
Gas-Lösungsgemisch seitlich aus den Öffnungen (8) in den
Lösungstank (1) ausströmt, in dem sich überschüssiges Gas
entmischt und von dem dieses von oben in den Reaktionsraum (3)
wiederholt erneut durch einen Sog, der durch die aus den Düsen
(14) ausströmende Flüssigkeit entsteht, durch die Öffnungen
(9) einströmt und von dem die gesättigte Lösung vorzugsweise
unten an ein drittes, niedriges Druckniveau abgeführt wird.
Der gesamte Düsenplattenströmungswiderstand wird zweckmäßig so
gewählt, daß etwa die Hälfte des zur Verfügung stehenden
Flüssigkeitsdruckes zu dessen Durchströmung und die andere
Hälfte zur Intensivierung des Lösungsvorganges dient. Während
des Misch- und Lösungsvorganges wird die Düsenplatte (7/70)
zeit- oder druckabhängig in die geöffnete Spülstellung
auseinander gefahren.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung ist die
Düsenplatte (7, 70) in einzelne, feststehende und bewegbare
Plattensegmente aufgeteilt.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Mischung und Lösung eines Gases in
Flüssigkeiten, mit einem Lösungstank, in den von oben her ein
Mischreaktor mit einem vertikal in den Tank hineinragenden,
einen Reaktionsraum bildenden und am unteren Ende unter
Bildung einer Prallfläche geschlossenen Reaktionsrohr
eingesetzt und eine Gaszuleitung neben dem Mischreaktor
hineingeführt ist, wobei der Mischreaktor im oberen Bereich
einen Zuführanschluß für die Flüssigkeit und eine in
Flüssigkeit-Einströmrichtung dahinter angeordnete Düsenplatte
aufweist, sowie oberhalb der Prallfläche seitliche
Austrittsöffnungen für das Gas-Flüssigkeit-Lösungsgemisch und
unterhalb der Düsenplatte seitliche Eintrittsöffnungen für das
Gas hat, und mit einem an unteren Ende des Lösungstankes
angeordneten Entspannungsventil, an das eine Ableitung für das
Lösungsgemisch angeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Düsenplatte (7/70) in mindestens zwei, im Bereich ihrer
Düsenlöcher (14) getrennte und zur Selbstreinigung der
Düsenplatte (7/70) gegeneinander bewegbare Plattenteile (7a,
7b/70a bis 70d) aufgeteilt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trennung der Düsenplatte (7/70) in ihre Düsenteile (7a,
7b/70a bis 70d) jeweils auf dem halben Durchmesser einer
Düsenlochreihe liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (7) eine auf einem
gemeinsamen Teilkreis (15) liegende Reihe an Düsenlöchern (14)
aufweist, die Düsenplatte (7) in einen feststehenden Düsenring
(7a) und einen diesem gegenüber axial verschiebbaren
Düsenkolben (7b) aufgeteilt ist und der Düsenkolben (7b) auf
seinen Außenumfang und der Düsenring (7a) auf seinem
Innenumfang jeweils halbe Düsenlöcher (14b/14a) hat.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (70) mehrere auf
unterschiedlichen Teilkreisen (15) liegende Reihen an
Düsenlöchern (14) aufweist, in jedem Teilkreis (15) getrennt
ist und in zwei feststehende Düsenringe (70a, 70c) und zwei
gegenüber diesen axial bewegbare, von einem Düsenring (70b)
und einem Düsenkolben (70d) gebildete Plattenteile aufgeteilt
ist, wobei alle Plattenteile (70a bis 70d) jeweils halbe
Düsenlöcher (14a, 14b) haben.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
von den vier Plattenteilen (70a bis 70d) jeweils zwei
Plattenteile (70a, 70c/70b, 70d) im Wechsel miteinander
bewegungsstarr verbunden, vorzugsweise durch Stege (16, 17) zu
einer feststehenden und einer bewegbaren Einheit
zusammengehalten sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das bewegbare Plattenteil (7b/70d, 70b)
an einer Schiebestange (18) in Längsrichtung des
Mischreaktors (2) verschiebbar geführt gehalten ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schiebestange (18) mit einem
pneumatischen Kolbenantrieb (19) zur
Schiebestangenverschiebung verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schiebestange (18) mit einem
elektrischen Antrieb zur Schiebestangenverschiebung gekoppelt
ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der pneumatische oder elektrische Antrieb
(19) mit einer Zeitsteuerung ausgestattet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der pneumatische oder elektrische Antrieb
(19) von einem durch die geschlossene Düsenplatte (7, 70) bei
ansteigendem Druck auf die Düsenplatte (7, 70) angesteuerten
Druckaufnehmer steuerbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Mischreaktor (1) durch eine in einen
oberen Flansch (11) des Lösungstankes (1) einmontierte
Verschraubung (12) am Tank (1) gehalten und in dieser
Verschraubung (12) die Düsenplatte (7, 70) eingesetzt ist und
unter der Düsenplatte (7) mittels eines in die Verschraubung
(12) eingreifenden Einschraubteiles (13) das mit seinem
oberen, offenen Rohrende in das Einschraubteil (13)
einfassende Reaktionsrohr (3) festgelegt ist, wobei durch die
Verschraubung (12) und das Einschraubteil (13) unter der
Düsenplatte (7) und oberhalb des oberen Rohrendes des
Reaktionsrohres (3) die seitlichen Gas-Eintrittsöffnungen (9)
in Lochform durchgeführt sind (Fig. 2).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prallfläche (5) von einer auf dem
unteren Ende des Reaktionsrohres (3) festgelegten Kappe
gebildet ist und die seitlichen Austrittsöffnungen (8) in
Lochform in der Kappe (5) und dem Reaktionsrohr (3) ausgespart
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4302867A DE4302867C2 (de) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | Vorrichtung zur Mischung und Lösung eines Gases in einer Flüssigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4302867A DE4302867C2 (de) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | Vorrichtung zur Mischung und Lösung eines Gases in einer Flüssigkeit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4302867A1 true DE4302867A1 (de) | 1994-08-04 |
DE4302867C2 DE4302867C2 (de) | 1996-12-05 |
Family
ID=6479432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4302867A Expired - Lifetime DE4302867C2 (de) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | Vorrichtung zur Mischung und Lösung eines Gases in einer Flüssigkeit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4302867C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10250707B4 (de) * | 2002-10-31 | 2010-08-12 | Roland Damann | Vorrichtung zur Lösung von Gas in Flüssigkeit |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3501175C2 (de) * | 1985-01-16 | 1988-07-14 | Franz-Josef Dipl.-Ing. 4791 Lichtenau De Damann | |
DE4016727C2 (de) * | 1990-05-24 | 1992-03-12 | Apv Rosista Gmbh, 4750 Unna, De |
-
1993
- 1993-02-02 DE DE4302867A patent/DE4302867C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3501175C2 (de) * | 1985-01-16 | 1988-07-14 | Franz-Josef Dipl.-Ing. 4791 Lichtenau De Damann | |
DE4016727C2 (de) * | 1990-05-24 | 1992-03-12 | Apv Rosista Gmbh, 4750 Unna, De |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4302867C2 (de) | 1996-12-05 |
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R071 | Expiry of right | ||
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