ES2233322T3 - Dispositivo de produccion y de proyeccion de particulas solidas sublimables. - Google Patents
Dispositivo de produccion y de proyeccion de particulas solidas sublimables.Info
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Abstract
Dispositivo de producción y de proyección de partículas sólidas sublimables de CO2, comprendiendo el citado dispositivo, al menos: - un medio (1) para preparar partículas sólidas sublimables; y - un medio (22) que recibe las partículas sólidas sublimables preparadas y en el cual las citadas partículas son propulsadas hacia un extremo de proyección (25), caracterizado porque el medio para preparar las partículas sólidas sublimables, comprende: - un recipiente (10) dispuesto para recibir las partículas sólidas sublimables o uno o varios bloques o elementos de material sólido sublimable (18), - un embudo (20) que prolonga el citado recipiente (10), comunicando la parte inferior del citado embudo, por un conducto (21, 24), con el extremo de proyección (25), - un disco (14) situado entre el recipiente (10) y el embudo (20), presentando el citado disco (14) una cara superior vuelta hacia el recipiente (10) y una cara inferior vuelta hacia el embudo (20), estando dispuesta la citada cara superiorpara estar en contacto con partículas o bloques o elementos de CO2 sólido (18), presentando la citada primera cara, al menos, una serie de dientes (15), estando dispuestos los dientes (15) del disco para formar, durante la rotación del disco, partículas (19) de diámetro medio inferior a 6 mm a partir de las partículas o los bloques (18) presentes dentro del recipiente (10) y en el cual los dientes (15) están asociados a uno o varios pasos (15A) para permitir el paso a través del disco (14) de las partículas formadas, cayendo las citadas partículas (19) que pasan a través del disco (14) en el citado embudo (20), - un medio para arrastrar en rotación el disco.
Description
Dispositivo de producción y de proyección de
partículas sólidas sublimables.
La presente invención tiene por objeto un
dispositivo de producción y de proyección de partículas sólidas
sublimables, comprendiendo el citado dispositivo, al menos:
- -
- un medio para preparar partículas sólidas sublimables;
- -
- un medio que recibe las partículas sólidas sublimables preparadas y en el cual las citadas partículas son propulsadas o desplazadas hacia un extremo de proyección, o un medio de proyección.
Un dispositivo de esta clase es ventajoso para la
limpieza de piezas inaccesibles manualmente, en particular, piezas
de pequeña dimensión.
En la presente memoria, se entiende por
partículas sólidas sublimables, partículas que están realizadas de
un material que, a la temperatura y a la presión del medio en el
cual se proyectan las partículas, son aptas para sublimarse. Tales
partículas están constituidas, ventajosamente, por partículas de gas
solidificado a una temperatura inferior a 20ºC, en particular, a una
temperatura inferior a 0ºC, preferentemente a una temperatura
inferior a -20ºC. Tales partículas son, por ejemplo, partículas de
CO_{2} o que contienen CO_{2} sólido.
Por el documento
EP-A-0768934
(WO-A-96/01168), se conoce un
aparato de producción y de proyección a petición de gránulos
sublimables. Este aparato comprende un sistema de granulación que
comprende bordes de corte montados giratorios, un dispositivo de
arrastre de los bordes de corte, un dispositivo de alimentación
destinado a hacer avanzar el CO_{2} sólido hacia el sistema de
granulación, un conducto que guía los gránulos de CO_{2} hacia un
distribuidor que lleva los gránulos a un conducto por el cual
circula un gas de propulsión, y una cabeza de proyección montada en
el extremo libre del conducto.
En este aparato, unas cuchillas actúan sobre
bloques de CO_{2} sólidos para arrancar rebanadas de CO_{2}
sólidas que se transforman o se rompen en gránulos de tamaño
variable. Además, este aparato es costoso, puesto que comprende un
medio para empujar los comprimidos de CO_{2} hacia el sistema de
granulación. Este aparato conocido puede ser llevado en la espalada
de una persona.
Finalmente, por el documento WO9109800 se conoce
un sistema de encaminamiento de partículas, pudiendo utilizarse un
sistema de esta clase en un aparato de proyección de gránulos
sublimables.
La presente invención tiene por objeto un
dispositivo del tipo descrito en el primer apartado de la presente
memoria. Este dispositivo está caracterizado porque el medio para
preparar las partículas sólidas sublimables comprende:
- -
- un recipiente dispuesto para recibir partículas sólidas sublimables o uno o varios bloques o elementos de material sólido sublimable,
- -
- un embudo que prolonga el citado recipiente, comunicando la parte inferior del citado embudo por un conducto con el extremo de proyección,
- -
- un disco situado entre el recipiente y el embudo, presentando dicho disco una cara superior vuelta hacia el depósito y una cara inferior vuelta hacia el embudo, estando dispuesta dicha cara superior para estar en contacto con partículas o bloques o elementos de CO_{2} sólido, presentando la citada primera cara, al menos, una serie de dientes, estando dispuestos los dientes del disco para formar, durante la rotación del disco, partículas de diámetro medio inferior a 6 mm a partir de partículas o bloques presentes en el recipiente y en el cual los dientes están asociados a uno o varios pasos para permitir el paso a través del disco de las partículas formadas, cayendo las citadas partículas que pasan a través del disco en el citado embudo,
- -
- un medio para arrastrar en rotación el disco.
Las partículas sólidas sublimables así producidas
tienen, por ejemplo, un tamaño medio comprendido entre 0,1 mm y 6
mm, en particular, un tamaño medio comprendido entre 0,5 mm y 4 mm.
La repartición de la granulometría de las partículas puede ser
monomodal, pero, ventajosamente, es bimodal (mezcla que presenta una
gran proporción de primeras partículas que presentan una primera
granulometría y una gran proporción de segundas partículas que
presentan una segunda granulometría diferente de la primera
granulometría).
De acuerdo con una forma de realización
ventajosa, el disco forma un fondo del recipiente, de modo que las
partículas del recipiente son, al menos, empujadas o arrastradas
hacia el disco gracias a la gravedad. Preferentemente, las
partículas o los bloques presentes en el recipiente sensiblemente
son empujados o arrastrados hacia el disco únicamente por la fuerza
de la gravedad.
El disco presenta, preferentemente, dientes
preparados para raspar las partículas o el bloque del recipiente en
pequeñas partículas.
Preferentemente, los dientes están dispuestos en
series sucesivas, extendiéndose cada serie, ventajosamente,
sensiblemente a lo largo de un radio del disco. El disco presenta,
por ejemplo, 4 o más de 4, ventajosamente 6 o más de 6,
preferentemente 8 o más de 8, series de dientes.
Los dientes del disco están situados,
ventajosamente, de manera que definen recorridos diferentes durante
la rotación del disco. De acuerdo con una forma de realización, el
disco comprende, al menos, dos series de dientes, formando los
dientes de una primera serie uno o varios recorridos situados entre
recorridos definidos por dientes de la segunda serie. Disponiendo de
modo adecuado los dientes de las citadas series y la inclinación de
los dientes, es posible, entonces, crear un movimiento en forma de
espiral (movimiento centrífugo o centrípeto) de las partículas o del
bloque a nivel del disco. De acuerdo con una forma de realización
particular, los dientes tienen un borde libre en forma de U o
siguiendo los bordes o lados de un triángulo, de un cuadrado, de un
rectángulo, de un semihexágono, de un semitrapecio, de un
semioctógono, de un semipentágono, etc., y presentan medios para
guiar las partículas formadas a través del disco.
Preferentemente, el disco presenta, al menos, una
serie de dientes adaptados para formar, al menos, una arista en las
partículas formadas. Por ejemplo, el disco presenta dientes para
producir partículas que presentan, al menos, una arista, por
ejemplo, definida entre dos caras planas que forman entre sí un
ángulo de menos de 90º (por ejemplo, de menos de 60º, o de menos de
45º), y dientes para producir partículas irregulares, pero
sensiblemente esféricas.
El medio de arrastre del disco es, por ejemplo,
un medio que permite regular o controlar la velocidad de rotación
del disco. La velocidad de rotación del disco puede ser regulada o
controlada, por ejemplo, entre 1 vuelta/minuto y 500 vueltas/minuto,
en particular, entre 5 y 100 vueltas/minuto, ventajosamente, entre
10 y 75 vueltas/minuto. La regulación de la velocidad de rotación
del disco puede ser continua o progresiva y/o discontinua o con un
nivel de velocidad predeterminada. La velocidad del disco dependerá,
igualmente, del diámetro del disco, del número de dientes, del
tamaño de los dientes, de la forma de los dientes, etc.
La invención tiene, también, por objeto un
procedimiento de tratamiento de, al menos, una cara de un objeto por
proyección de partículas de materiales sublimables preparadas por un
dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1
a 8.
De modo ventajoso, se utilizan uno o varios
bloques, gránulos o comprimidos que contienen CO_{2} sólido para
preparar partículas de diámetro inferior a 6 mm. En particular, se
utilizan bloques, gránulos o comprimidos o bastoncillos de CO_{2}.
Puede utilizarse cualquier otra forma de CO_{2} cristalizada
(hilo, mecha, espiras, etc.).
Preferentemente, se utiliza un disco que lleva
dientes adaptados para formar partículas que presenten, al menos,
una arista.
De acuerdo con una característica de un
procedimiento ventajoso de según la invención, al menos la gravedad
empuja el bloque o los bloques, gránulos, bastoncillos o comprimidos
hacia el disco que lleva dientes. Preferentemente, sensiblemente
únicamente la gravedad empuja el bloque o los bloques, bastoncillos,
gránulos o comprimidos hacia el disco que lleva dientes.
La invención tiene, también, por objeto un medio
de preparación de partículas sólidas sublimables para un dispositivo
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, siendo este medio
tal como se define en la reivindicación 1 y comprendiendo,
ventajosamente, una o varias características tales como las
definidas en las reivindicaciones 2 a 8.
Particularidades y detalles de la invención se
deducirán de la descripción detallada que sigue, en la cual se hace
referencia a los dibujos anejos.
En estos dibujos,
- la figura 1 es una vista esquemática de un
dispositivo de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista desde arriba de un
disco utilizado en el dispositivo de la figura 1;
- la figura 3 es una vista en corte de un detalle
del disco de la figura 2;
- la figura 4 es una vista en corte a lo largo de
la línea IV-IV del detalle de la figura 3;
- la figura 5 es una vista de un detalle de otro
disco;
- la figura 6 es una vista en corte según la
línea VI-VI del detalle de la figura 5,
- la figura 7 es una vista esquemática de otro
dispositivo de acuerdo con la invención.
El dispositivo representado en la figura 1,
comprende:
- -
- un medio 1 para preparar partículas sólidas sublimables; y
- -
- un medio 2 que recibe las partículas sólidas sublimables preparadas y en el cual las citadas partículas son propulsadas hacia un extremo de proyección 25, provisto, ventajosamente, de un medio o cabeza de proyección.
El medio para preparar las partículas sólidas
sublimables, comprende:
- -
- un recipiente 10 dispuesto para recibir las partículas sólidas sublimables o un bloque de material sólido sublimable, presentando dicho recipiente una capa de aislamiento 11 y una tapa 12 provista de una capa aislante 13,
- -
- un disco 14 dispuesto para estar en contacto en una primera de sus caras con partículas o el bloque de material sólido sublimable, presentando dicha primera cara una serie de dientes 15,
- -
- un medio 16 para arrastrar en rotación el disco 14, este medio, tal como un motor eléctrico o neumático, es mantenido en posición dentro del recipiente por medio de brazos 17.
Las partículas 19 de material sublimable que son,
así, preparadas por el efecto de raspado del disco 14 sobre los
bloques o comprimidos 18 colocados dentro del contenedor 10, pasan a
través del disco 14 para caer en una tolva o embudo 20 provisto de
una capa aislante. La parte inferior de la tolva o embudo 20
comunica, por el conducto 21, con un distribuidor 22 en el cual las
partículas 19 son llevadas por una corriente de aire comprimido
(proveniente de una fuente 23) a un conducto 24 cuyo extremo está
provisto de una cabeza de pulverización 25. El conducto 21
comprende, ventajosamente, un flexible o una parte flexible 26.
Los dientes 15 del disco 14 están dispuestos para
formar durante la rotación del disco partículas de diámetro medio en
peso inferior a 6 mm a partir de partículas o bloques presentes
dentro del recipiente y en el cual los dientes están asociados a uno
o varios pasos para permitir el paso a través del disco de las
partículas formadas.
Los comprimidos o bloques de material sublimable
colocados dentro del recipiente 10 son empujados hacia el disco 14
por la fuerza de la gravedad. Se ha observado que, utilizando la
fuerza de la gravedad para empujar comprimidos o bloques de
CO_{2}, hacia el disco 14, se obtenía una buena producción de
partículas de diámetro inferior a 6 mm, siendo esta producción más
fácil que una producción que necesite la aplicación de fuerzas
importantes para empujar los comprimidos o bloques hacia el disco.
Cuando el dispositivo de acuerdo con la invención no comprende
dispositivo suplementario para empujar los comprimidos o bloques
hacia el disco 14, el dispositivo de acuerdo con la invención es
menos, pesado y, por tanto, más fácilmente transportable. De acuerdo
con una variante posible, éste puede ser llevado en la espalada de
un usuario por medio de un sistema apropiado, tal como un sistema
que comprende una o varias correas o cinchas (por ejemplo, un
sistema similar al sistema utilizado para llevar en su espalda
dispositivos de pulverización).
El disco 14 comprende en su cara superior series
de dientes (solamente están representadas ocho series a título de
ejemplo), presentando cada serie de dientes, dientes alienados a lo
largo de un radio del disco 14. Los dientes están distantes uno de
otro una distancia de, al menos, 1 mm, de modo ventajoso de, al
menos, 2 mm. Los dientes de una serie no están situados,
ventajosamente, en el recorrido circular de los dientes de otra
serie.
Los dientes 15 del disco 14 presentan un borde de
ataque que define con la cara superior del disco una forma
triangular. La acción de un diente de este tipo sobre un comprimido
o bloque provoca el arranque de una o varias partículas. Sin
embargo, dado que los comprimidos o bloques de CO_{2} son
empujados sobre el disco sensiblemente únicamente por la fuerza de
la gravedad (eventualmente, la fuerza de la gravedad + el peso de
las partículas o comprimidos situados por encima de los comprimidos
en contacto con el disco), sensiblemente a través del disco pasan
únicamente partículas de CO_{2}. Cada diente 15 está asociado a un
paso 15A que permite el paso de partículas a través del disco 14
(véanse las figuras 3 y 4).
En la forma de realización representada en la
figura 5, los dientes 15 tienen un borde de ataque apto para
preparar partículas que presentan una forma abombada. Son posibles
otras formas, tales como una forma según los bordes de un cuadrado,
de un rectángulo, de un trapecio, de un paralelogramo, de una parte
de octógono, de una parte de pentágono, de una parte de hexágono, de
una parte de una elipse, etc. Eventualmente, un mismo disco puede
presentar dientes de formas distintas.
La figura 7 es una vista esquemática de otro
dispositivo de acuerdo con la invención que es similar al
dispositivo representado en la figura 1. En este dispositivo, es
llevado aire comprimido por un conducto 30 a nivel de la tolva o
embudo, favoreciendo este aire comprimido la salida de las
partículas 19 hacia el distribuidor o mezclador 22. En una forma de
realización posible, todo el aire comprimido es llevado a la tolva o
el embudo, estando conectados, entonces, la tolva o el embudo
directamente al conducto 24 cuyo extremo está provisto de una cabeza
de proyección 25.
Los dispositivos representados esquemáticamente
en las figuras 1 y 2 han sido utilizados para la preparación y la
proyección de partículas de CO_{2} de diámetro medio en peso
comprendido entre 0,1 mm y 6 mm, por ejemplo, aproximadamente, de 3
mm.
En estos dispositivos se han utilizado
comprimidos o bloques (de formas diversas, cilíndrica, sensiblemente
esférica, aplanada, forma irregular, etc.) que presentan diámetros
medios comprendidos entre 2 mm y 50 mm (en particular, entre 5 mm y
50 mm) para la preparación de partículas de CO_{2} de diámetro
medio en peso de 3 mm. Los diferentes lotes de partículas o
comprimidos de CO_{2} utilizados tenían un diámetro medio en peso,
respectivamente, de 2 mm, 3 mm, 6 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30
mm y 50 mm. Por diámetro medio en peso, se entiende la media en peso
del diámetro equivalente de las partículas, los comprimidos o
bloques, correspondiendo el diámetro equivalente de una partícula,
un bloque, etc., a:
6 x (volumen de
la partícula / superficie externa de la
partícula)
La velocidad de rotación del disco se ha
modificado para modificar el caudal de producción de partículas
llevadas hacia el distribuidor.
Los dispositivos de las figuras 1 y 7 se han
utilizado para la limpieza, la desinfección, para eliminar capas de
barniz, de pintura, etc. Las partículas que presentan una arista
eran las más propicias para obtener una limpieza eficaz.
El distribuidor 22 es, ventajosamente, un sistema
de venturi. Eventualmente, la tolva o el embudo 20 pueden estar
asociados a un sistema de venturi para asegurar una mejor salida de
las partículas por el conducto 21.
El aire comprimido utilizado para la salida y la
proyección de las partículas es, por ejemplo, aire que presenta una
presión superior a 2.10^{5} Pa, por ejemplo, una presión
comprendida entre 3.10^{5} Pa y 20.10^{5} Pa, en particular
entre 4.10^{5} Pa y 10.10^{5} Pa. Este aire comprimido es,
preferentemente, aire comprimido seco o sensiblemente seco y,
ventajosamente es enfriado para limitar la sublimación de partículas
de CO_{2}. En el caso en que el aire comprimido no sea enfriado,
una parte de las partículas de CO_{2} puede sublimarse en el
conductos 24, de manera que enfría la temperatura del aire.
A la salida de la cabeza de proyección, que puede
tener la forma de un eyector plano o no, las partículas salen con
una velocidad suficiente para que éstas golpeen violentamente la
superficie que hay que tratar, sublimándose las partículas, al menos
parcialmente, durante el contacto con la superficie que hay que
tratar. Esta velocidad puede variar, por ejemplo, entre 1 m/s y 100
m/s, en particular, entre 5 m/s y 50 m/s. Es posible, igualmente,
hacer variar esta velocidad de acuerdo con las necesidades.
Aunque en los dispositivos de las figuras 1 y 7,
se utiliza sensiblemente únicamente la gravedad para empujar los
bloques o comprimidos hacia el disco, puede preverse, si es
necesario, la utilización de un sistema de presión suplementario,
tal como un gato, etc. Sin embargo, la utilización de un sistema
suplementario de este tipo recarga el dispositivo y le hace menos
manejable.
El dispositivo de acuerdo con la invención, en
particular, tal como el representado en las figuras, está provisto,
ventajosamente, de uno o varios raspadores 50, 51 que actúan en la
proximidad del disco 14. Un raspador de este tipo es, por ejemplo,
fijo con respecto al recipiente 10. Este raspador 50 está dispuesto,
preferentemente, para ejercer un esfuerzo de raspado sobre la cara
del disco 14 que lleva los dientes 15 o (pero, preferentemente)
sobre las partículas o los bloques de CO_{2} en contacto o
dirigidas hacia la cara del disco que lleva los dientes. Este
raspador 50, llegado el caso, puede ser móvil, o ser arrastrado en
rotación en el sentido de rotación del disco, pero con una velocidad
de rotación diferente (por ejemplo, más pequeña que la del disco), o
en un sentido de rotación opuesto al sentido de rotación del disco.
Eventualmente, puede ser interesante prever un órgano de raspado 51
para raspar la cara del disco opuesta a la que lleva los dientes 15.
Un órgano de este tipo puede ser útil para evitar una eventual
aglomeración de partículas en esta cara opuesta.
En los ejemplos anteriores, se ha utilizado aire
como gas portador. Está claro que habrían podido utilizarse otros
gases portadores, tal como el nitrógeno, CO_{2} gaseoso, oxígeno
(por ejemplo, si se requiere una oxidación del soporte), etc.
Claims (13)
1. Dispositivo de producción y de proyección de
partículas sólidas sublimables de CO_{2}, comprendiendo el citado
dispositivo, al menos:
- un medio (1) para preparar partículas sólidas
sublimables; y
- un medio (22) que recibe las partículas sólidas
sublimables preparadas y en el cual las citadas partículas son
propulsadas hacia un extremo de proyección (25),
caracterizado porque el medio para
preparar las partículas sólidas sublimables, comprende:
- un recipiente (10) dispuesto para recibir las
partículas sólidas sublimables o uno o varios bloques o elementos de
material sólido sublimable (18),
- un embudo (20) que prolonga el citado
recipiente (10), comunicando la parte inferior del citado embudo,
por un conducto (21, 24), con el extremo de proyección (25),
- un disco (14) situado entre el recipiente (10)
y el embudo (20), presentando el citado disco (14) una cara superior
vuelta hacia el recipiente (10) y una cara inferior vuelta hacia el
embudo (20), estando dispuesta la citada cara superior para estar en
contacto con partículas o bloques o elementos de CO_{2} sólido
(18), presentando la citada primera cara, al menos, una serie de
dientes (15), estando dispuestos los dientes (15) del disco para
formar, durante la rotación del disco, partículas (19) de diámetro
medio inferior a 6 mm a partir de las partículas o los bloques (18)
presentes dentro del recipiente (10) y en el cual los dientes (15)
están asociados a uno o varios pasos (15A) para permitir el paso a
través del disco (14) de las partículas formadas, cayendo las
citadas partículas (19) que pasan a través del disco (14) en el
citado embudo (20),
- un medio para arrastrar en rotación el
disco.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el disco (14) forma un fondo del
recipiente (10), de modo que las partículas (18) del recipiente (10)
son, al menos, empujadas o arrastradas hacia el disco gracias a la
gravedad.
3. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el disco (14)
presenta dientes (15) dispuestos para raspar las partículas del
recipiente (18) en partículas más pequeñas (19).
4. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los dientes (15)
están dispuestos en series sucesivas, extendiéndose cada serie a lo
largo de un radio del disco.
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los dientes (15)
tienen un borde libre en forma de U o de triángulo, y presentan
medios (15A) para guiar a través del disco (14) las partículas
formadas.
6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque el disco presenta, al menos, una
serie de dientes (15) adaptados para formar, al menos, una arista en
las partículas formadas (19), estando situados los dientes,
ventajosamente, de manera que definen recorridos diferentes durante
la rotación del disco.
7. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende,
al menos, un raspador que coopera con el disco.
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado porque comprende, al menos, un raspador
dispuesto para ejercer un esfuerzo de raspado en la cara del disco
(14) que lleva los dientes (15) o en las partículas o los bloques de
CO_{2} en contacto o dirigidos hacia la cara del disco (14) que
lleva los dientes (15).
9. Procedimiento de tratamiento de, al menos, una
cara de un objeto por proyección de partículas de materiales
sublimables preparadas por un dispositivo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación precedente, caracterizado porque se utilizan
uno o varios bloques, gránulos o comprimidos que contienen CO_{2}
sólido para preparar partículas de diámetro inferior a 6 mm.
11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque se
utiliza un disco que lleva dientes adaptados para formar partículas
que presentan, al menos, una arista.
12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque, al
menos, la gravedad empuja el bloque o los bloques, gránulos, o
comprimidos hacia el disco (14) que lleva dientes (15).
\newpage
13. Medio de preparación de partículas sólidas
sublimables para un dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, siendo este medio tal como el definido en la
reivindicación 1 y comprendiendo, ventajosamente, una o varias
características tales como las definidas en las reivindicaciones 2 a
8.
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