EP0625377B1 - Sprühkopf zur Verarbeitung von flüssigen Farbmitteln - Google Patents

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EP0625377B1
EP0625377B1 EP94107655A EP94107655A EP0625377B1 EP 0625377 B1 EP0625377 B1 EP 0625377B1 EP 94107655 A EP94107655 A EP 94107655A EP 94107655 A EP94107655 A EP 94107655A EP 0625377 B1 EP0625377 B1 EP 0625377B1
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spray
face
bell
annular duct
nozzle
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Harald Sonnleitner
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ABB Patent GmbH
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ABB Patent GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/55—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B05B3/10—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces
    • B05B3/1007—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B3/1014—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements discharging over substantially the whole periphery of the rotating member, i.e. the spraying being effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0403—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0407—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell

Definitions

  • the invention relates to a spray head for processing liquid colorants with a housing with a rotating spray bell with an end face, with a non-rotatable, longitudinally displaceable protective shroud called Shroud, which has an annular channel that is at least partially open to the spray bell and at least one spray nozzle for Acting on the end face of the spray bell, which is connected to a flushing line through which detergent can be supplied for cleaning the end face, the protective jacket being withdrawn at least up to the height of the end face in the working position and being moved into a position in front of the end face in the cleaning position.
  • Shroud non-rotatable, longitudinally displaceable protective shroud
  • the invention also relates to a spray head according to the preamble of claim 6.
  • Paint application devices with rotating spray bells for applying the respective paint are generally known in the prior art.
  • the respective colorant is fed through a channel arranged centrally or axially parallel, which ends in the spray bell, and distributed and thrown off due to the centrifugal force to the edge of the spray bell, electrostatic fields also determining the direction of application of the colorant.
  • a spray head of the type mentioned is known from JP-A-61107976, in which, in the event of a color change, the end face and the inner face of the spray bell are first cleaned before the new colorant is added in order to avoid undesired color mixtures.
  • Purpose is supplied with detergent via a detergent line arranged inside a protective jacket comprising the spray bell, referred to as Shroud.
  • Shroud a detergent line arranged inside a protective jacket comprising the spray bell, referred to as Shroud.
  • This takes place via at least one spray nozzle which is provided in an annular channel which is arranged inside the protective jacket and is at least partially radially inward, that is to say toward the spray bell, which is connected to the flushing agent line and acts on the end face of the spray bell and remains of paint from the previous colorant exempted.
  • the inner surface of the bell is cleaned and the excess cleaning agent, as far as it emerges from the end face, is collected in the ring channel.
  • a perforated diaphragm is used in the ring channel, which essentially serves, taking into account the negative pressure generated by the rotation of the spray bell relative to the Shroud, to distribute the detergent supplied to the ring channel as evenly as possible radially inward to the end face of the spray bell and thus to achieve a good cleaning effect .
  • the at least one spray nozzle by means of which flushing agent is applied to the end face of the spray bell, is designed such that not only the chemical Solving effect of the detergent contributes to the cleaning of the end face, but the cleaning is also achieved by mechanical jet effect.
  • the detergent emerges from the spray nozzle with appropriate pressure and strikes the end face of the spray bell. This can be achieved, for example, by a direct beam or by beam deflection on the ring channel wall.
  • the at least one spray nozzle has an outlet opening arranged laterally in the nozzle body, the central axis of which is set at an angle to the longitudinal axis of the nozzle body.
  • the central axis of the outlet opening can assume a position between the tangent to the circumference of the spray bell and its diameter, so that areas of the end face that are particularly at risk of contamination can be detected in a targeted manner.
  • a plurality of spray nozzles can be provided which direct their spray of washing-up liquid onto the end face of the spray bell at different spray angles.
  • the perforated diaphragm inserted into the ring channel is designed as an annular circular disk which serves to feed the water from the outside, there by means of a separate pump, e.g. B. Venturi pump, generated negative pressure and thus to equalize the outlet flow of the supplied detergent over the circumference, so that the end face of the spray bell is acted upon as evenly as possible with detergent and is thus cleaned without residue from the colorant.
  • a separate pump e.g. B. Venturi pump
  • the perforated diaphragm is advantageously inserted into the annular channel in such a way that the opening of the annular channel facing the spray bell is arranged above an annular bead which surrounds the perforated disk and is located radially on the inside. Further a further annular bead can be provided above the outlet opening facing the spray bell, which, like the lower annular bead, also serves in the same way to form a collecting channel.
  • This ring bulge forms a collecting channel for excess, possibly flowing back cleaning agent, which, due to the air flow arising peripherally on the rotating bell outer surface, is pressed into a circumferential collecting chamber formed in the shroud, where the cleaning agent is collected and discharged for reprocessing.
  • FIG. 1 shows a partial longitudinal section through a spray head 10 according to the invention in the rinsing position, in which a spray bell 12 rotating during operation at high speed is shown.
  • This spray bell 12 is encompassed by a protective jacket 14, referred to as a Shroud, which has an annular channel 16 which has a circumferential annular slot-like opening 18 radially inward towards the spray bell 12 and is axially displaceable along its longitudinal axis.
  • the protective cap 14 is in this position extended and stands in front of the end face 13 of the spray bell 12.
  • At least one feed line 20 opens into the annular channel 16, through which flushing agent can be fed, which acts on the end face 13 of the spray bell 12 through the radial opening 18.
  • a perforated diaphragm 26 which is designed as an annular circular disk, is inserted into the annular channel 16 of the protective jacket 14. It serves in particular to equalize the suction effect caused by negative pressure in the annular channel 16 or in a collecting space 28 adjoining it. This effect results from the fact that the vacuum generated separately and supplied to the spray head 10 acts through the openings of the perforated diaphragm 26 evenly distributed over the circumference of the spray head 10, namely in the peripherally extending annular channel 16, so that no preferred region with pressure differences from the rest Ring area results.
  • the perforated diaphragm 26 forms a barrier which prevents the cleaning agent to be removed after cleaning from flowing back into the spray area 13 of the spray bell 12 during the subsequent painting process.
  • a negative pressure is additionally generated which is superimposed on the negative pressure generated by an externally supplied pump, for example a Venturi pump, not shown here.
  • the vacuum generated, as mentioned, outside the spray head 10 is fed to the annular channel.
  • a uniform distribution of the cleaning agent is ensured in this way, so that all areas of the end face 13 of the spray bell 12 to be cleaned are grasped and uniformly acted upon with cleaning agent.

Landscapes

  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sprühkopf zur Verarbeitung von flüssigen Farbmitteln mit einem Gehäuse mit einer rotierenden Sprühglocke mit einer Stirnfläche, mit einem drehfesten, längs verschieblichen als Shroud bezeichneten Schutzmantel, welcher einen Ringkanal aufweist, der zur Sprühglocke hin zumindest teilweise offen ist und wenigstens eine Spritzdüse zur Beaufschlagung der Stirnfläche der Sprühglocke aufweist, die mit einer Spülleitung verbunden ist, durch welche Spülmittel zur Reinigung der Stirnfläche zuführbar ist, wobei in Arbeitsstellung der Schutzmantel wenigstens bis in Höhe der Stirnfläche zurückgezogen ist und in Reinigungsstellung in eine Position vor der Stirnfläche verschoben ist.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Sprühkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
  • Farbauftragvorrichtungen mit rotierenden Sprühglocken zum Auftragen der jeweiligen Farbe sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Bei derartigen Farbauftrageinrichtungen wird das jeweilige Farbmittel durch einen zentral oder achsparallel angeordneten Kanal, der in der Sprühglocke endet, zugeführt und infolge der Fliehkraft an den Rand der Sprühglocke verteilt und abgeschleudert, wobei elektrostatische Felder die Auftragrichtung des Farbmittels mitbestimmen.
  • Ein Sprühkopf der eingangs genannten Art ist aus der JP-A-61107976 bekannt, bei welchem im Falle eines Farbwechsels zunächst die Stirnfläche und die Innenfläche der Sprühglocke gereinigt werden, bevor das neue Farbmittel zugeführt wird, um ungewollte Farbmischungen zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird Reinigungsmittel über eine innerhalb eines die Sprühglocke umfassenden, als Shroud bezeichneten Schutzmantels angeordnete Spülmittelleitung zugeführt. Dies erfolgt über wenigstens eine Spritzdüse, die in einem innerhalb des Schutzmantels angeordneten, zumindest teilweise radial nach innen, das heißt zur Sprühglocke hin, offenen Ringkanal vorgesehen ist, die mit der Spülmittelleitung verbunden ist und die Stirnfläche der Sprühglocke beaufschlagt und von Farbresten des bisherigen Farbmittels befreit. Gleichzeitig wird die Innenfläche der Glocke gereinigt und das überschüssige Reinigungsmittel, soweit es aus der Stirnfläche austritt, im Ringkanal aufgefangen.
  • Wie die Praxis zeigt, gelingt dies nicht zufriedenstellend, da einerseits ein hoher Spülmittelverbrauch erforderlich ist und zum anderen auch trotz hohen Spülmittelverbrauchs gelegentliche Verunreinigungen sich nicht vermieden lassen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen Sprühkopf der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei möglichst verringertem Spülmittelbedarf die Reinigung der Stirnfläche des Sprühkopfes von Farbmittel gewährleistet ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1, bzw. des Patentanspruchs 6, vorgesehen. Dementsprechend ist in dem Ringkanal eine Lochblende eingesetzt, welche im wesentlichen dazu dient unter Berücksichtigung des durch die Rotation der Sprühglocke relativ zum Shroud erzeugten Unterdrucks das dem Ringkanal zugeführte Spülmittel möglichst gleichmäßig radial nach innen zur Stirnfläche der Sprühglocke zu verteilen und so eine gute Reinigungswirkung zu erzielen. Dabei ist die wenigstens eine Spritzdüse, mittels welcher die Stirnfläche der Sprühglocke mit Spülmittel beaufschlagt wird, so gestaltet, daß nicht allein der chemische Lösungseffekt des Spülmittels zur Reinigung der Stirnfläche beiträgt, sondern die Reinigung auch durch mechanischen Strahleffekt erzielt wird. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, daß das Spülmittel mit entsprechendem Druck aus der Spritzdüse austritt und auf die Stirnfläche der Sprühglocke auftrifft. Dies kann beispielsweise durch direkten Strahl oder auch durch Strahlumlenkung an der Ringkanalwand erreicht werden.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die wenigstens eine Spritzdüse eine seitlich im Düsenkörper angeordnete Austrittsöffnung aufweist, deren Zentralachse unter einem Winkel zur Längsachse des Düsenkörpers angestellt ist. Hierbei kann die Zentralachse der Austrittsöffnung eine Lage zwischen der Tangente an den Umfang der Sprühglocke und ihrem Durchmesser einnehmen, so daß gezielt besonders verschmutzungsbedrohte Bereiche der Stirnfläche erfaßt werden.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung können mehrere Spritzdüsen vorgesehen sein, die unter unterschiedlichem Spritzwinkel ihren Spülmittelstrahl auf die Stirnfläche der Sprühglocke richten.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die in den Ringkanal eingesetzte Lochblende als ringförmige Kreisscheibe ausgebildet, welche dazu dient, den von außerhalb zugeführten, dort mittels einer separaten Pumpe, z. B. Venturi-Pumpe, erzeugten Unterdruck und damit den Austrittsstrom des zugeführten Spülmittels über den Umfang zu vergleichmäßigen, so daß die Stirnfläche der Sprühglocke möglichst gleichmäßig mit Spülmittel beaufschlagt ist und so rückstandsfrei vom Farbmittel gereinigt wird.
  • Vorteilhafterweise ist die Lochblende derart in den Ringkanal eingesetzt, daß die zur Sprühglocke weisende Öffnung des Ringkanals oberhalb eines die Lochscheibe einfassenden, radial innen liegenden Ringwulstes angeordnet ist. Ferner kann ein weiterer Ringwulst oberhalb der zur Sprühglocke weisenden Austrittsöffnung vorgesehen sein, welcher ebenfalls wie der untere Ringwulst in gleicher Weise dazu dient, eine Auffangrinne zu bilden.
  • Dieser Ringwulst bildet eine Auffangrinne für überschüssiges, eventuell zurückfließendes Reinigungsmittel, welches aufgrund des peripher an der rotierenden Glockenaußenfläche entstehenden Luftstroms in eine im Shroud gebildete umlaufende Auffangkammer gedrückt wird, wo das Reinigungsmittel aufgefangen und zur Aufbereitung für eine erneute Verwendung abgeleitet wird.
  • Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles, sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Teillängsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Sprühkopf
    Figur 2
    einen gegenüber Figur 1 geschwenkten Teillängsschnitt durch den erfindungsgemäßen Sprühkopf
  • In Figur 1 ist ein teilweiser Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Sprühkopf 10 in Spülstellung gezeigt, in welchem eine im Betrieb mit hoher Drehzahl rotierende Sprühglocke 12 gezeigt ist. Diese Sprühglocke 12 wird umfaßt von einem als Shroud bezeichneten Schutzmantel 14, der einen Ringkanal 16 besitzt, welcher radial nach innen zur Sprühglocke 12 hin eine umlaufende ringschlitzähnliche Öffnung 18 aufweist und entlang seiner Längsachse axial verschieblich ist. In dieser Stellung ist die Schutzkappe 14 ausgefahren und steht vor der Stirnfläche 13 der Sprühglocke 12.
  • In den Ringkanal 16 mündet wenigstens eine Zuführleitung 20, durch welche Spülmittel zuführbar ist, welches durch die radiale Öffnung 18 die Stirnfläche 13 der Sprühglocke 12 beaufschlagt.
  • Ferner befindet sich in dem Schutzmantel eine Spritzdüse 22 mit einer Austrittsöffnung 24, durch welche Spülmittel durch die Zuführleitung 20 zugeführt wird und durch die Austrittsöffnung 24 so austritt, daß die Stirnfläche 13 der Sprühglocke 12 mit einem scharfen Strahl beaufschlagt wird.
  • Schließlich ist in den Ringkanal 16 des Schutzmantels 14 eine Lochblende 26 eingesetzt, die als ringförmige Kreisscheibe ausgebildet ist. Sie dient insbesondere dazu, die infolge Unterdruck hervorgerufene Sogwirkung im Ringkanal 16 bzw. in einem sich hieran anschließenden Auffangraum 28 zu vergleichmäßigen. Diese Wirkung resultiert daraus, daß der separat erzeugte und dem Sprühkopf 10 zugeführte Unterdruck durch die Öffnungen der Lochblende 26 gleichmäßig verteilt über den Umfang des Sprühkopfes 10, nämlich im peripher sich erstreckenden Ringkanal 16, angreift, so daß sich keine bevorzugte Region mit Druckunterschieden zum übrigen Ringbereich ergibt.
  • Gleichzeitig bildet die Lochblende 26 eine Sperre, welche verhindert, daß das nach der Reinigung zu entfernende Reinigungsmittel während des nachfolgenden Lackiervorgangs in den Sprühbereich 13 der Sprühglocke 12 zurückfließt.
  • Aufgrund der Relativgeschwindigkeit zwischen dem drehfesten Schutzmantel 14 und der rotierenden Sprühglocke 12 wird zusätzlich ein Unterdruck erzeugt, der sich dem von extern zugeführten, mittels einer hier nicht näher gezeigten Pumpe, z.B. Venturipumpe, erzeugten Unterdruck überlagert.
  • Um dennoch die ausreichende Reinigung deren Stirnfläche zu gewährleisten, wird dem Ringkanal der, wie erwähnt, außerhalb des Sprühkopfes 10 erzeugte Unterdruck zugeführt. Im Zusammenwirken mit der Lochblende 26 wird auf diese Weise für eine gleichmäßige Verteilung des Reinigungsmittels gesorgt, so daß alle Bereiche der zu reinigenden Stirnfläche 13 der Sprühglocke 12 erfaßt werden und gleichmäßig mit Reinigungsmittel beaufschlagt werden.
  • Überschüssiges oder eventuell zurückfließendes Reinigungsmittel wird, wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist, aufgrund des an der Außenfläche der rotierenden Sprühglocke 12 entstehenden Luftstroms 17 von hinter Wulsten 19 gebildeten Auffangrinnen in einen vor der Lochblende 26 gebildeten Auffangraum 28 gedrückt, wo es durch einen Trichter 30 abgesaugt wird. Die weiteren Merkmale entsprechen den in Figur 1 erläuterten Merkmalen.

Claims (6)

  1. Sprühkopf (10) zur Verarbeitung von flüssigen Farbmitteln mit einem Gehäuse mit einer rotierenden Sprühglocke (12) mit einer Stirnfläche (13), mit einem drehfesten, längs verschieblichen, als Shroud bezeichneten Schutzmantel (14), welcher einen Ringkanal (16) aufweist, der zur Sprühglocke (12) hin zumindest teilweise offen ist und wenigstens eine Spritzdüse (22) zur Beaufschlagung der Stirnfläche (13) der Sprühglocke (12) aufweist, die mit einer Spülleitung (20) verbunden ist, durch welche Spülmittel zur Reinigung der Stirnfläche (13) zuführbar ist, wobei in Arbeitsstellung der Schutzmantel (14) wenigstens bis in Höhe der Stirnfläche (13) zurückgezogen ist und in Reinigungsstellung in eine Position vor der Stirnfläche (13) verschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ringkanal eine Lochblende (26) eingesetzt ist, welche dazu dient, das dem Ringkanal zugeführte Spülmittel möglichst gleichmäßig radial nach innen zur Stirnfläche der Sprühglocke zu verteilen.
  2. Sprühkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Spritzdüse (22) eine seitlich im Düsenkörper angeordnete Austrittsöffnung (24) aufweist, deren Zentralachse unter einem Winkel zur Längsachse des Düsenkörpers angestellt ist.
  3. Sprühkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spritzdüsen (22) vorgesehen sind.
  4. Sprühkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Ringkanal (16) eingesetzte Lochblende (26) als ringförmige Kreisscheibe ausgebildet ist.
  5. Sprühkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblende (26) derart in den Ringkanal (16) eingesetzt ist, daß die zur Sprühglocke (12) weisende Öffnung (18) des Ringkanals (16) oberhalb eines die Lochscheibe (26) einfassenden radial innen liegenden Ringwulstes (19) angeordnet ist.
  6. Sprühkopf (10) zur Verarbeitung von flüssigen Farbmitteln mit einem Gehäuse mit einer rotierenden Sprühglocke (12) mit einer Stirnfläche (13), mit einem drehfest ausgebildeten, die Sprühglocke (12) umfassenden als Shroud bezeichneten Schutzmantel (14), welcher einen Ringkanal (16) aufweist, der zur Sprühglocke (12) hin zumindest teilweise offen ist und wenigstens eine Spritzdüse (22) zur Beaufschlagung der Stirnfläche (13) der Sprühglocke aufweist, die mit einer Spülmittelleitung (20) verbunden ist, durch welche Spülmittel zur Reinigung der Stirnfläche (13) der Sprühglocke (12) zuführbar ist, wobei in Arbeitsstellung der Schutzmantel (14) wenigstens bis in Höhe der Stirnfläche (12) zurückgezogen ist und in Reinigungsstellung in eine Position vor der Stirnfläche verschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühglocke (12) relativ zum Schutzmantel (14) längs verschieblich ausgebildet ist, und daß in den Ringkanal eine Lochblende (26) eingesetzt ist.
EP94107655A 1993-05-21 1994-05-18 Sprühkopf zur Verarbeitung von flüssigen Farbmitteln Expired - Lifetime EP0625377B1 (de)

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