EP0166190B1 - Reinigungsvorrichtung für Regenerativ-Wärmetauscher - Google Patents
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- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
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- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
- F28G9/00—Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents
- F28G9/005—Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents of regenerative heat exchanger
Definitions
- the invention relates to a device for cleaning the heat-exchanging surfaces of the fixed storage masses of regenerative heat exchangers with rotatingly driven hoods by means of a cleaning fluid which emerges from at least one nozzle of a nozzle tube essentially parallel to the planes of the heat-exchanging surfaces, the nozzle tube on the hood of the Regenerative heat exchanger attached and so the nozzle can be moved relative to the fixed storage mass and wherein the nozzle tube is connected by a feed line to a transfer device arranged in the center of rotation of the hood, which comprises a tube piece rotating with the hood and a stationary housing sealed with respect to the tube piece.
- Cleaning devices for the storage masses of regenerative heat exchangers are known both for rotating storage masses and fixed guide devices as well as for fixed storage masses and rotating hoods.
- Compressed air or superheated steam is preferably used as the cleaning agent, but sometimes also water, to which anti-corrosion inhibitors and wetting agents or solvents can be added.
- the cleaning device consists of a nozzle tube attached to the hood, which is provided with nozzles over the entire length.
- the nozzle tube sweeps over a circular ring and thus cleans the heat-exchanging surfaces of the fixed storage masses underneath.
- the cleaning fluid is fed to the nozzle pipe via a radial feed line which opens into an axial feed line, the latter being connected to a transfer device arranged in the center of rotation of the hoods.
- a disadvantage of this known cleaning device is that the nozzle tube lies completely in the flow area within the regenerative heat exchanger and thus adversely affects the flow conditions.
- a further disadvantage of the known cleaning device is that the throughput quantities of the cleaning fluid are very high, since the nozzle tube has a large number of nozzles.
- Another cleaning device for a regenerative heat exchanger is known from BE-A-879 153.
- This consists of a rotatably driven heat exchanger, which is essentially cylindrical.
- a fixed cleaning device is arranged, which consists of a telescopic nozzle tube with a fixed part.
- the cleaning fluid is supplied via a hole in the fixed part to the nozzle tube.
- the cleaning of the heat exchanger is carried out in such a way that it rotates and that the nozzle tube is telescopically displaced back and forth, so that the leakage of the cleaning fluid sprays the entire top of the heat exchanger for cleaning.
- the object of the invention is to further develop the known cleaning device in such a way that the nozzle tube requires only a small amount of space, so as to minimize the disruptive influence of the nozzle tube on the flow conditions within the regenerative heat exchanger hold.
- the invention proposes that the nozzle is arranged at the end of an at least two-part, telescopic nozzle tube which is formed from a base part arranged on the hood and a displaceable part that can be displaced relative to the base part, one end of the base part in the region of the The center of rotation and the opposite end of the base part is arranged on the outer circumference of the hood and the entire base part lies in the area of the hood that covers the storage mass, while only the displaceable travel part protrudes into the flow cross section of the flow media.
- a particularly space-saving and simple cleaning device is created, which essentially consists only of the telescopic nozzle tube and the known transfer device.
- the nozzle tube provided with at least one nozzle is adjusted in the radial direction relative to the storage mass, so that all the heat-exchanging surfaces of the storage masses are successively cleaned by the rotating movement of the hood.
- the main part of the telescopic nozzle tube, namely the base part lies in the area of the hood that covers the storage mass, so that only the extendable end of the nozzle tube, namely the moving part, projects into the actual flow cross section of the flow media.
- the inflow area of this extendable part of the nozzle tube is so small that no or virtually no disturbances in the flow occur.
- the special arrangement of the telescopic nozzle tube makes it possible in a simple manner to move the nozzle formed at the front end of the displaceable moving part over the entire radius of the standing storage mass.
- the cleaning device according to the invention can be used for targeted cleaning are, so that the advantage is further achieved that the throughput of the cleaning fluid can be reduced compared to known designs.
- the moving part of the nozzle tube containing the nozzle is adjustable by an actuator depending on the extent of the surface in each case acted upon by the cleaning fluid, and the telescopic movement of the moving part of the nozzle tube is derived from the rotary movement of the hood.
- the moving part is connected to an endless, flexible tension element, which is guided via two deflection rollers and whose one deflection roller is connected to a drive wheel, which is driven step by step by at least one stationary stop during the rotary movement of the hood.
- FIG. 1 The schematic plan view of a regenerative heat exchanger according to FIG. 1 shows a fixed storage mass 1, which is equipped with heat-exchanging surfaces in the direction of view, through which hot flue gases and fresh air to be warmed up alternately flow.
- the change of these two flow media is achieved by a rotating hood 2.
- Such a hood 2 is arranged on each of the two end faces of the cylindrical storage mass 1.
- the direction of rotation of the hood 2 is indicated in Fig. 1 by arrows.
- a cleaning device is arranged on the hood 2 and thus rotates together with the hood 2.
- 1 shows a housing 3 of this cleaning device and the front end of a telescopic nozzle tube 4, in which at least one nozzle is formed.
- a cleaning fluid emerges from this nozzle essentially parallel to the planes of the heat-exchanging surfaces of the storage mass 1.
- An embodiment of this cleaning device is shown in Fig. 2.
- the nozzle tube 4 is designed in two parts and telescopic according to the embodiment of FIG. 2. It consists of a base part 4a fastened to the hood 2 and of a moving part 4b which has nozzle openings 4c at its front end.
- the tubular travel part 4b which is closed at the front end except for the nozzle openings 4c, can be displaced in the longitudinal direction on the base part 4a, as indicated by the double arrow and the dash-dotted lines in FIG. 2.
- Seals 4d are arranged between base part 4a and travel part 4b, which prevent cleaning fluid from escaping between base part 4a and travel part 4b in any position of the displacement part 4b relative to the base part 4a.
- the cleaning fluid is fed to the nozzle tube 4 through a feed line 5, which is connected to a stationary line 7 by means of a transfer device 6.
- a housing 6a is arranged at the end of this line 7 coming from a pressure source for the cleaning fluid.
- This housing 6a is located in the center of rotation of the hood 2 and is aligned concentrically with the axis of rotation of the hood 2.
- the open end of a pipe section 6b which is provided with a sealing ring 6c located in the housing 6a, projects into this fixed housing 6a.
- This piece of pipe 6b with the sealing ring 6c rotates with the hood 2 and, as can be seen in FIG. 2, is connected to the feed line 5.
- the moving part 4b is designed to be displaceable on the base part 4a.
- 3 and 4 show an exemplary embodiment of the adjustment device required for this.
- two deflection rollers 8a and 8b are rotatably mounted in the housing 3, over which an endless flexible tension element, for example a rope 9, runs.
- a driver 9a is attached to this rope 9.
- the cable 9 is driven with the aid of a drive wheel 10, which is connected in a rotationally fixed manner to the deflection roller 8a via its shaft 10a.
- the drive wheel 10 is shown in dashed lines. It can be seen from this illustration that the drive wheel 10 protrudes slightly from the circumference of the hood 2. In this way, the drive wheel 10 provided with projections 10b can be rotated by means of fixed stops 11 when the hood 2 rotates past these fixed stops 11 with the drive wheel 10. The gradual rotation of the drive wheel 10 can be controlled by the arrangement and number of the stops 11, it being possible according to the double arrows drawn in FIG. 3 to either push the stops 11 into the movement area of the projections 10b of the chain wheel 10 or out of this movement area withdraw.
- the circulating movement of the cable 9 generated with the aid of the drive wheel 10 is used to adjust the moving part 4b relative to the base part 4a.
- driving bolts 4e are arranged on the moving part 4b.
- Fig. 4 it is shown that when the driver 9a rotates, first the moving part 4b from the collapsed position of the telescopic nozzle tube 4, in which the nozzle openings 4c are the radially innermost part of the storage mass 1 brush, move radially outwards until the end position of the feed movement is reached. Subsequently, the driver 9a starts the return after its rotation around the deflection roller 8b.
- the moving part 4b is carried along via the second driving bolt 4e in the direction of the end position of the return movement.
- the driving bolts 4e are slightly offset from one another in the longitudinal direction of the moving part 4b, as is shown in particular in FIG. 4.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung der wärmetauschenden Flächen der feststehenden Speichermassen von Regenerativ-Wärmetauschern mit drehend angetriebenen Hauben mittels eines Reinigungsfluids, das aus mindestens einer Düse eines Düsenrohres im wesentlichen parallel zu den Ebenen der wärmetauschenden Flächen austritt, wobei das Düsenrohr an der Haube des Regenerativ-Wärmetauschers befestigt und so die Düse relativ zur feststehenden Speichermasse verfahrbar ist und wobei das Düsenrohr durch eine Zuführleitung mit einer im Drehmittelpunkt der Haube angeordneten Überleitungsvorrichtung verbunden ist, die ein mit der Haube drehendes Rohrstück und ein feststehendes, gegenüber dem Rohrstück abgedichtetes Gehäuse umfaßt.
- Reinigungsvorrichtungen für die Speichermassen von Regenerativ-Wärmetauschern sind sowohl für drehende Speichermassen und feststehende Leitvorrichtungen als auch für feststehende Speichermassen und drehende Hauben bekannt. Als Reinigungsmittel wird vorzugsweise Druckluft oder Heißdampf verwendet, teilweise jedoch auch Wasser, dem Antikorrosionsinhibitoren und Netz- bzw. Lösungsmittel zugesetzt sein können.
- Aus der US-A-1 858 508 ist eine Reinigungsvorrichtung für die wärmetauschenden Flächen der feststehenden Speichermassen von Regenerativ-Wärmetauschern mit drehend angetriebenen Hauben der eingangs angegebenen Art bekannt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4 besteht die Reinigungsvorrichtung aus einem an der Haube befestigten Düsenrohr, das über die gesamte Länge mit Düsen versehen ist. Beim Drehen der Haube überstreicht das Düsenrohr einen Kreisring und reinigt so die darunterliegenden wärmetauschenden Flächen der feststehenden Speichermassen. Die Zuführung des Reinigungsfluids zu dem Düsenrohr erfolgt über eine radiale Zuführungsleitung, die in einer axialen Zuführungsleitung mündet, wobei letztere mit einer im Drehmittelpunkt der Hauben angeordneten Überleitungsvorrichtung verbunden ist.
- Bei dieser bekannten Reinigungsvorrichtung ist von Nachteil, daß das Düsenrohr voll im Strömungsbereich innerhalb des Regenerativ-Wärmetauschers liegt und somit die Strömungsverhältnisse ungünstig beeinflußt. Darüber hinaus ist bei der bekannten Reinigungsvorrichtung von Nachteil, daß die Durchsatzmengen des Reinigungsfluids sehr hoch sind, da das Düsenrohr eine Vielzahl von Düsen aufweist.
- Aus der BE-A-879 153 ist eine weitere Reinigungsvorrichtung für einen Regenerativ-Wärmetauscher bekannt. Dieser besteht aus einem drehend angetriebenen Wärmetauscher, der im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Oberhalb dieses rotierenden Wärmetauschers ist eine feststehende Reinigungsvorrichtung angeordnet, die aus einem teleskopierbaren Düsenrohr mit einem feststehenden Teil besteht. Die Zuführung des Reinigungsfluids erfolgt dabei über eine Bohrung im feststehenden Teil zu dem Düsenrohr. Die Reinigung des Wärmetauschers erfolgt dergestalt, daß dieser sich dreht und daß das Düsenrohr teleskopartig hin und her verschoben wird, so daß das Austreten des Reinigungsfluids die gesamte Oberseite des Wärmetauschers zur Reinigung besprüht.
- Ausgehend von einer Reinigungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Reinigungsvorrichtung derart weiterzubilden, daß das Düsenrohr nur einen geringen Raumbedarf benötigt, um so den störenden Einfluß des Düsenrohres auf die Strömungsverhältnisse innerhalb des Regenerativ-Wärmetauschers so gering wie möglich zu halten.
- Als technische Lösung wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die Düse am Ende eines mindestens zweiteiligen, teleskopierbaren Düsenrohres angeordnet ist, das aus einem an der Haube angeordneten Basisteil und einem relativ zum Basisteil verschiebbaren Verfahrteil ausgebildet ist, wobei das eine Ende des Basisteiles im Bereich des Drehmittelpunktes und das entgegengesetzte Ende des Basisteiles am Außenumfang der Haube angeordnet ist und wobei das gesamte Basisteil in demjenigen Bereich der Haube liegt, der die Speichermasse abdeckt, während lediglich das verschiebbare Verfahrteil in den Strömungsquerschnitt der Strömungsmedien hineinragt.
- Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag mit einem teleskopierbaren Düsenrohr wird eine besonders raumsparende und einfache Reinigungsvorrichtung geschaffen, die im wesentlichen nur aus dem teleskopierbaren Düsenrohr und der bekannten Überleitungsvorrichtung besteht. Das mit mindestens einer Düse versehene Düsenrohr wird in radialer Richtung relativ zur Speichermasse verstellt, so daß durch die Drehbewegung der Haube nacheinander sämtliche wärmetauschenden Flächen der Speichermassen gereinigt werden. Der Hauptteil des teleskopierbaren Düsenrohres, nämlich das Basisteil, liegt hierbei in demjenigen Bereich der Haube, der die Speichermasse abdeckt, so daß lediglich das ausfahrbare Ende des Düsenrohres, nämlich das Verfahrteil, in den eigentlichen Strömungsquerschnitt der Strömungsmedien hineinragt. Die Anströmfläche dieses ausfahrbaren Teils des Düsenrohres ist jedoch derart klein, daß keine oder so gut wie keine Störungen in der Strömung auftreten. Durch die spezielle Anordnung des teleskopierbaren Düsenrohres ist es somit auf einfache Weise möglich, die am vorderen Ende des verschiebbaren Verfahrteils ausgebildete Düse über den gesamten Halbmesser der stehenden Speichermasse zu verschieben. Weiterhin kann durch die verschiebbare Anordnung der Düsen mit der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung gezielt gereinigt werden, so daß weiterhin der Vorteil erreicht wird, daß die Durchsatzmengen des Reinigungsfluids gegenüber bekannten Ausführungen verkleinert werden können.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ist das die Düse enthaltende Verfahrteil des Düsenrohres von einem Stellantrieb in Abhängigkeit vom Umfang der jeweils vom Reinigungsfluid beaufschlagten Fläche verstellbar und die Teleskopierbewegung des Verfahrteils des Düsenrohres ist von der Drehbewegung der Haube abgeleitet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform für eine einfache Teleskopierbarkeit des Düsenrohres ist das Verfahrteil mit einem endlosen, über zwei Umlenkrollen geführten, biegsamen Zugelement verbunden, dessen eine Umlenkrolle mit einem Antriebsrad verbunden ist, das bei der Drehbewegung der Haube von mindestens einem ortsfesten Anschlag schrittweise angetrieben ist.
- Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung dargestellt, und zwar zeigen :
- Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Regenerativ-Wärmetauscher mit drehend angetriebener Haube und angebauter Reinigungsvorrichtung,
- Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch das teleskopierbare Düsenrohr und die Überleitungsvorrichtung für das Reinigungsfluid,
- Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der in einem Gehäuse untergebrachten Reinigungsvorrichtung und
- Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 3 zwecks Erläuterung der Verschiebewegung des Verfahrteils.
- Die schematische Draufsicht auf einen Regenerativ-Wärmetauscher gemäß Fig. 1 zeigt eine feststehende Speichermasse 1, die in Blickrichtung mit wärmeaustauschenden Flächen ausgestattet ist, welche abwechselnd von heißen Rauchgasen und aufzuwärmender Frischluft durchströmt werden. Der Wechsel dieser beiden Strömungsmedien wird durch eine drehende Haube 2 erzielt. Eine derartige Haube 2 ist an jeder der beiden Stirnseiten der zylindrischen Speichermasse 1 angeordnet. Die Drehrichtung der Haube 2 ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet.
- An der Haube 2 ist eine Reinigungsvorrichtung angeordnet, die somit zusammen mit der Haube 2 umläuft. In Fig. 1 ist ein Gehäuse 3 dieser Reinigungsvorrichtung sowie das vordere Ende eines teleskopierbaren Düsenrohres 4 zu erkennen, in dem mindestens eine Düse ausgebildet ist. Aus dieser Düse tritt ein Reinigungsfluid im wesentlichen parallel zu den Ebenen der wärmetauschenden Flächen der Speichermasse 1 aus. Ein Ausführungsbeispiel dieser Reinigungsvorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt.
- Das Düsenrohr 4 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zweiteilig und teleskopierbar ausgeführt. Es besteht aus einem an der Haube 2 befestigten Basisteil 4a und aus einem Verfahrteil 4b, das an seinem vorderen Ende Düsenöffnungen 4c aufweist. Das rohrförmige, am vorderen Ende bis auf die Düsenöffnungen 4c geschlossene Verfahrteil 4b ist auf dem Basisteil 4a in Längsrichtung verschiebbar, wie mit dem Doppelpfeil und den strichpunktierten Linien in Fig. 2 angedeutet ist. Zwischen Basisteil 4a und Verfahrteil 4b sind Dichtungen 4d angeordnet, die in jeder Stellung des Vertahrteiles 4b relativ zum Basisteil 4a verhindern, daß Reinigungsfluid zwischen Basisteil 4a und Verfahrteil 4b austritt.
- Das Reinigungsfluid wird dem Düsenrohr 4 durch eine Zuführleitung 5 zugeführt, die mit Hilfe einer Überleitungsvorrichtung 6 mit einer ortsfesten Leitung 7 in Verbindung steht. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Ende dieser von einer Druckquelle für das Reinigungsfluid kommenden Leitung 7 ein Gehäuse 6a angeordnet. Dieses Gehäuse 6a befindet sich im Drehmittelpunkt der Haube 2 und ist konzentrisch zur Drehachse der Haube 2 ausgerichtet. In dieses feststehende Gehäuse 6a ragt das offene Ende eines Rohrstückes 6b hinein, das mit einem im Gehäuse 6a liegenden Dichtring 6c versehen ist. Dieses Rohrstück 6b mit Dichtring 6c dreht mit der Haube 2 und steht - wie Fig. 2 erkennen läßt - mit der Zuführleitung 5 in Verbindung.
- Wie durch strichpunktierte Linien in den Fig. 1 und 2 angedeutet ist, ist das Verfahrteil 4b auf dem Basisteil 4a verschiebbar ausgeführt. Ein Ausführungsbeispiel für die hierzu benötigte Verstelleinrichtung zeigen die Fig. 3 und 4.
- Bei dieser Ausführungsform sind im Gehäuse 3 zwei Umlenkrollen 8a und 8b drehbar gelagert, über die ein endloses biegsames Zugelement, beispielsweise ein Seil 9 läuft. An diesem Seil 9 ist ein Mitnehmer 9a befestigt. Der Antrieb des Seiles 9 erfolgt mit Hilfe eines Antriebsrades 10, das über seine Welle 10a mit der Umlenkrolle 8a drehfest verbunden ist.
- In Fig. 1 ist das Antriebsrad 10 gestrichelt eingezeichnet. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß das Antriebsrad 10 geringfügig aus dem Umfang der Haube 2 hervorsteht. Auf diese Weise kann das mit Vorsprüngen 10b versehene Antriebsrad 10 durch ortsfeste Anschläge 11 in Umdrehungen versetzt werden, wenn die Haube 2 mit dem Antriebsrad 10 an diesen ortsfesten Anschlägen 11 vorbeidreht. Durch die Anordnung und Zahl der Anschläge 11 kann die schrittweise erfolgende Verdrehung des Antriebsrades 10 gesteuert werden, wobei es gemäß den in Fig. 3 eingezeichneten Doppelpfeilen möglich ist, die Anschläge 11 entweder in den Bewegungsbereich der Vorsprünge 10b des Kettenrades 10 vorzuschieben oder aus diesem Bewegungsbereich zurückzuziehen.
- Die mit Hilfe des Antriebsrades 10 erzeugte Umlaufbewegung des Seiles 9 wird dazu benutzt, das Verfahrteil 4b relativ zum Basisteil 4a zu verstellen. Zu diesem Zweck sind am Vertahrteil 4b Mitnahmebolzen 4e angeordnet. In Fig. 4 ist gezeigt, daß bei einem Umlauf des Mitnehmers 9a zuerst das Verfahrteil 4b aus der zusammengeschobenen Lage des teleskopierbaren Düsenrohres 4, in der die Düsenöffnungen 4c den radial am weitesten innenliegenden Teil der Speichermasse 1 bestreichen, radial nach außen verfahren wird bis die Endlage der Vorschubbewegung erreicht ist. Anschließend tritt der Mitnehmer 9a nach seinem Umlauf um die Umlenkrolle 8b den Rücklauf an. Während dieses Rücklaufes des Mitnehmers 9a wird das Verfahrteil 4b über den zweiten Mitnahmebolzen 4e in Richtung auf die Endlage der Rücklaufbewegung mitgenommen. Zu diesem Zweck sind die Mitnahmebolzen 4e in Längsrichtung des Verfahrteiles 4b geringfügig zueinander versetzt, wie dies insbesondere die Fig. 4 zeigt.
- Über die Anzahl der ortsfesten Anschläge 11 und deren gesteuerte Einbringung in den Bewegungsbereich der Vorsprünge 10b des Antriebsrades 10 kann erreicht werden, daß entweder besonders gefährdete Stellen der Speichermasse 1 besonders gründlich mit Reinigungsfluid beaufschlagt werden oder eine gleichmäßige Reinigung der Speichermasse 1 erfolgt, und zwar in Abhängigkeit vom Umfang der jeweils vom Reinigungsfluid beaufschlagten Fläche der Speichermasse 1.
- Bezugsziffernliste :
- 1 Speichermasse
- 2 Haube
- 3 Gehäuse
- 4 Düsenrohr
- 4a Basisteil
- 4b Verfahrteil
- 4c Düsenöffnung
- 4d Dichtung
- 4e Mitnahmebolzen
- 5 Zuführleitung
- 6 Überleitungsvorrichtung
- 6a Gehäuse
- 6b Rohrstück
- 6c Dichtring
- 7 Leitung
- 8a Umlenkrolle
- 8b Umlenkrolle
- 9 Seil
- 9a Mitnehmer
- 10 Antriebsrad
- 10a Welle
- 10b Vorsprung
- 11 Anschlag
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