ES2291764T3 - Un refinador para pulpa. - Google Patents
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- D21D1/303—Double disc mills
Abstract
Un refinador (100) para pulpa o materiales finales, el refinador (100) comprende una carcasa (10) que tiene una cámara (16), una entrada que admite material (18) y una salida (20); los primeros y segundos miembros de refinamiento separados (26, 30) montados en dicha cámara (16); y un montaje que comprende un cubo (102, 160) y un tercer miembro de refinamiento rotatorio (104) en donde el tercer miembro de refinamiento rotatorio (104) está dispuesto en dicha cámara (16) entre dichos primeros y segundos miembros de refinamiento (26, 30), dicha tercer miembro de refinamiento (104) tiene una abertura central (124), dichos miembros de refinamiento (26, 30, 104) son coaxiales uno con el otro, una primera senda (A) para el movimiento del material desde la entrada (18) se define entre los primeros y terceros miembros de refinamiento (26, 104), una segunda senda (B) para el movimiento del material a la salida (20) se define entre los segundos y terceros miembros de refinamiento (30, 104) dichos primeros y segundos miembros de refinamiento (26, 30) tiene respectivamente primeros y segundas proyecciones de desmenuzamiento (74, 80) adyacentes a dicha primera y segunda senda (A, B) y dicho tercer miembro de refinamiento (104) tiene terceras y cuartas proyecciones de desmenuzamiento (76, 78) adyacentes a dicha primera y segunda senda (A, B) respectivamente, cooperando con dichas primeras y segundas proyecciones (74, 80) para refinar el material que fluye a lo largo de dichas primeras y segundas rutas (A, B), dicho refinador (100) tiene además medios adaptados para rotar dicho tercer miembro de refinamiento y comprende un eje (50) que se extiende a través de la abertura central (56) proporcionada en dicho primer miembro de refinamiento (26), dicho cubo (102, 160) esta rígidamente conectado a dicho eje (50), dicho cubo (102, 160) tiene un centro (112) y dicho cubo (102, 160) es recibido en dicha tercera abertura central del miembro de refinamiento (124), caracterizado por que dicho cubo (102,160) comprende radialmente entre dicha tercera abertura central del miembro de refinamiento (124) y dicho centro (112) de dicho cubo (102, 160) por lo menos un puerto (136) desde dicha primera senda (A) a dicha segunda senda (B).
Description
Un refinador para pulpa.
La presente invención se relaciona con un
refinador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Tal
refinador es conocido en la US 3984057.
Ya es conocida la utilización, en un disco o
refinador rotor, de dos placas coaxiales o excéntricas o discos,
cada uno de los cuales es impulsado por una fuente primaria y que
tienen superficies vecinas proporcionadas con costillas, o
proyecciones configuradas de otra forma, que muelen el material a
ser tratado mientras que el material avanza desde la entrada a la
salida de la cámara de almacenamiento.
Es además conocido utilizar un par de discos,
uno de los cuales, es estacionario y el otro de los cuales rota con
relación al disco estacionario.
De la US 6053440 y la US 4036443 también es
conocida la disposición de dos discos rotatorios entre dos discos
estacionarios de tal forma que cada disco rotatorio coopera con un
disco estacionario diferente. Los discos rotatorios están montados
en lados opuestos de un portador con forma de disco que es impulsado
por un eje. El almacenamiento es alimentado a través de uno de los
discos estacionarios para ingresar al espacio entre uno de los
discos estacionarios y el disco rotatorio respectivo, y a algunos de
los almacenamientos se les permite pasar a través de aberturas
relativamente pequeñas en los discos rotatorios o ingresar al
espacio entre el otro disco rotatorio y el otro disco
estacionario.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un refinador novedoso y mejorado para pulpa u otros
tipos de almacenamiento fibroso utilizados para la elaboración de
papel e industrias relacionadas.
Un objeto adicional de la invención es
proporcionar un refinador en donde el miembro de refinación
rotatorio simple pueda cooperar con miembros de refinación
estacionarios y en donde el desgaste de todos los miembros de
refinación sea esencialmente el mismo.
Aún otro objeto de la invención es proporcionar
un refinador mejorado con medios novedosos para asegurar la
distribución uniforme del almacenamiento a ser tratado entre varias
rutas discretas a lo largo de las cuales avanza el almacenamiento
proveniente de la entrada hacia la salida de la cámara de
almacenamiento.
Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un miembro rotatorio novedoso y mejorado de refinación,
y vértices para su uso en el refinador anteriormente descrito.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un diámetro mayor efectivo de ranura de vértice con un
número creciente de dientes y unas fuerzas de contacto de dientes de
ranura de vértice reducidas.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar unas tensiones de ranuras de vértice reducidas en los
dientes y un desgaste de ranura de vértice reducido.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un incremento en la vida útil del servicio de refinado
y proporcionar un refinador con áreas de flujo cruzada que sean
iguales o que excedan los puertos convencionales.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
refinador con una pérdida de flujo reducida, debida a la fricción
de línea, y a proporcionar un refinador con una pérdida de flujo
reducida debido a la propia fricción de entrada.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
refinador con un balance de carga de presión mejorada entre los
ajustes interiores y exteriores de las placas del refinador.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
refinador con un gradiente de presión creciente, entre los lados de
los discos o las placas rotatorias, que ayudaran al flujo a través
de los porta huecos de flujo de almacenamiento.
Estos objetos se logran por un refinador como se
reivindicó en la reivindicación 1.
La figura 1 es una vista en sección vertical
longitudinal fragmentaria de un refinador de la técnica actual;
La figura 2 es una vista en relación lateral de
un miembro de refinamiento rotatorio en el refinador de la figura
1;
La figura 3 es una vista en sección axial como
se ve en la dirección de las flechas de la línea 3-3
de la figura 2;
La figura 4 es una vista en elevación
fragmentaria de un primer miembro de refinamiento en el refinador de
la figura 1;
La figura 5 es una vista en elevación de un
vértice que forma parte de los medios para rotar el tercer miembro
de refinamiento en el refinador de la figura 1;
La figura 6 es una vista en elevación lateral de
otra modalidad del miembro de refinamiento de la técnica anterior
mostrado en la figura 2;
La figura 7 es una vista en sección vertical
longitudinal parcialmente fragmentaria de un refinador con un
vértice y disco que forman un miembro de refinamiento rotatorio de
acuerdo con la presente invención;
La figura 8 es una vista en sección vertical
longitudinal parcialmente fragmentaria similar a la figura 7,
mostrando solamente un vértice alternativo y una construcción de
placa de extremo;
La figura 9 es una vista de elevación lateral
del vértice y el miembro de refinamiento rotatorio mostrado en la
figura 7 y 8.
Antes de que se explique una modalidad de la
presente invención en detalle, se debe entender que la invención
está limitada en su aplicación a los detalles de la construcción y
la disposición de los componentes establecidos en la siguiente
descripción o ilustrados en los dibujos. La invención es capaz de
otras modalidades y de hacerse práctica al ser llevada a cabo de
varias maneras. También, se debe entender que la fraseología y la
terminología utilizadas aquí se realizan con el propósito de una
descripción y no debe ser considerada como limitante. El uso de que
"incluye" y "que comprende" y variaciones de esta como se
utiliza aquí significa comprender los ítems listados posteriormente
y equivalentes de estos así como también los ítems tradicionales. El
uso de "consiste de" y variaciones de esta como se utiliza
aquí pues significa comprender solo los ítems listados
posteriormente y los equivalentes de estos. Además, se debe entender
que términos tales como "adelante", "atrás",
"izquierda", "derecha", "hacia arriba" y "hacia
abajo", etc. son palabras de conveniencia y no deben ser
considerados como términos limitantes.
En relación a la primer figura 1, se muestra un
refinador de disco de la técnica anterior que tiene una carcasa 10
que incluye varias secciones unidas con pernos, dos de las cuales
son mostradas en 12 y 14. La descripción de las figuras 1 a 5 viene
de tal construcción de la técnica anterior, como se muestra en la
Patente Pilas US No 3.984.057. La carcasa define una cámara de
almacenamiento 16 y tiene una entrada 18 para la admisión de pulpa,
por ejemplo, de una salida de una bomba, una primera salida 20 para
la evacuación de pulpa refinada, por lo menos en parte bajo la
acción de la fuerza centrífuga, y una segunda salida 22 que están
normalmente cerrada por una válvula adecuada 24. La salida 20 se
extiende hacia arriba y la salida 22 se extiende hacia abajo; la
válvula 24 está abierta cuando los ayudantes desean drenar el
portador liquido para pedazos de madera o similares de la cámara
16.
La cámara 16 acomoda tres miembros de
refinamiento 26, 28, 30 mostrados aquí como discos coaxiales que
tienen diámetros exteriores idénticos. En otras modalidades, (no
mostradas), dos discos, espalda contra espalda, se pueden utilizar
en lugar de un disco simple 28. En aún otras modalidades (no
mostradas), se pueden utilizar grupos de discos adicionales. En aun
otra modalidad, (no mostrada), los miembros de refinamiento pueden
constituir conos u otros tipos de miembros de refinamiento.
El disco 26 es estacionario y se fija de manera
segura en la sección de carcasa 12 por tornillos 32 o aseguradores
análogos. El disco 30 no rota. Este disco está separado del disco 26
y se asegura a un soporte axialmente movible 34 por medio de los
tornillos 36 o similares. El soporte 34 está montado en la sección
de carcasa 14 y es axialmente movible de los discos 26, 28 por un
motor eléctrico reversible 38 que puede impulsar un tornillo sin
fin 40. Este último se engrana con una rueda del tornillo sin fin 42
que tiene roscas internas engranadas con roscas externas en el
extremo de ángulo recto de un uso 44 que es rígido con el soporte
34. El soporte 34 tiene una o más proyecciones radiales o
seguidores 46 deslizables en ranuras alargadas 48 de la sección de
carcasa 14. Las ranuras 48 son paralelas al eje común de los discos
26, 28, y 30. En otras modalidades, se pueden utilizar otros
mecanismos para soportar el
disco 30.
disco 30.
El disco 28 es rotable en relación a los discos
26 y 30 y es movible axialmente entre éstos. Los medios para rotar
el disco 28 comprenden un eje de impulsión 50 que se rota en un
manguito 52 montado en la sección de carcasa 12. El manguito 52
está rodeado por una caja de empaquetadura 54 que evita el escape de
la pulpa de la cámara 16 hacia la porción a mano izquierda de la
sección de carcasa 12. Esa porción de extremo del eje 50 que se
extiende desde la sección de carcasa 12 lleva preferiblemente una
polea o rueda dentada impulsada por un motor eléctrico y otra
fuente primaria adecuada a través del medio de una correa de cadena
sin fin. Otros tipos de trasmisiones entre la fuente primaria del
eje 50 se pueden utilizar con ventaja igual.
El disco 26 tiene una abertura central
relativamente grande 56 que comunica con la entrada 18 y circunda el
eje 50 con una cantidad sustancial de espacio. Esa porción de
extremo del eje 50 que se extiende mas allá de la abertura 56 y en
la parte central de la cámara 16 lleva un cubo 58 que se asegura a
esta por una llave 60, una tapa 62 y un tornillo 64 de tal forma
que el cubo 58 comparte todos los movimientos angulares del eje 50.
El cubo 58 transmite un par de torsión al disco centralmente
localizado 28 por medio de varios tornillos 66 pero el disco 28
tiene libertad limitada de movimiento axial con relación a los cubos
58 y los tornillos 66. El cubo se suministra con una perforación
ciega excéntrica 68 para un pasador guía 70 una porción de la cual
se extiende hacia un orificio ciego alineado 72 del disco 28. Se
dice que el disco 28 "flota" entre los discos 26, 30 y
encuentra automáticamente una posición central entre los discos
estacionarios 26, 30, no solamente en respuesta al desgaste de las
superficies sobre las proyecciones de molienda sobre los discos sino
también sobre el ajuste axial del disco 30.
Los discos 26, 28 y 28, 30 respectivamente
definen primeras y segundas rutas A y B a lo largo de las cuales se
puede avanzar la pulpa desde el interior 18 hacia la primer salida
20 (la segunda salida 22 se sume que se sella cuando el refinador
esta en uso). La senda A está flanqueada por unas proyecciones de
molienda en forma de costilla 74, 76 de los discos 26, 28, y la
senda B está flanqueada por las proyecciones de molienda en forma
de costilla 78, 80 de los discos 28, 30. La abertura 56 del disco 26
admite la pulpa desde la entrada 18 hacia la porción central de la
primer senda A, y tal pulpa fluye radialmente hacia fuera entre las
proyecciones 74, 76 hacia la salida 12. La porción central del
disco 28, como se muestra en la Figura 2 tiene tres aberturas en
forma de riñón 82 cuya área de sección trasversal combinada es menos
que el área efectiva de la abertura 56. La abertura 82 conectada a
la senda A con la senda B de tal forma que algo de la pulpa que se
admite por vía de la abertura 56 fluye a través de las aberturas 82
y hacia la senda B para ser desmenuzadas por las proyecciones 78,
80 en subida hacia la salida 20. Las aberturas 82 son parcialmente
separadas una de la otra por las porciones que se extienden
radialmente hacia el interior 84 una de las cuales tiene un orificio
ciego 72 y cada una de las cuales tiene uno o más orificios sin
tapa 86 para los respectivos tornillos 66.
La figura 4 muestra una porción del disco 26 que
puede ser idéntica con el disco 30. El diámetro de la abertura 56
en el disco 26 es la mitad del diámetro exterior de este disco. El
área efectiva de la abertura 56 es esta área de esta abertura que
circunda la porción correspondiente del eje 50. El área efectiva
combinada de las aberturas 82 en el disco 28 es más pequeña que el
área efectiva de la abertura 56 porque el disco 28 recibe el cubo
58 y también por que el disco esta formado con las porciones 84. Sin
embargo, el área efectiva combinada en las aberturas 82 es
suficientemente mayor para asegurar que la cantidad de pulpa que
fluye desde la abertura 82 hacia la senda B es prácticamente
idéntica con la cantidad de la pulpa que fluye desde la abertura 56
hacia la senda A.
La figura 5 muestra el cubo de la técnica
anterior 58. Este cubo tiene una vía de llave 59 para la llave 60 y
tres brazos que se extienden radialmente hacia fuera 61 que se
sobrepone y se aseguran a las porciones 84 del disco 28. Uno de los
brazos 61 tiene la perforación 68 para una porción del pasador guía
70 y cada brazo tiene por lo menos un orificio con tapa 63 para el
vástago del respectivo tornillo 66.
En otra modalidad, (no mostrada), el diámetro
exterior del cubo de la técnica anterior es ranurado y es de un
diámetro que se calcula que es de una resistencia adecuada aunque
permaneciendo dentro del puerto de cabeza de cruce requerido para
proporcionar lo almacenado a la segunda senda B. El cubo es
mantenido en su lugar sobre el eje con la tapa 62 y el tornillo 64,
centrados sobre el extremo del eje 50. La tapa 62 puede ser de un
diámetro para también retener el disco 28 de descentrar el extremo
del cubo ranurado.
Como se muestra en la figura 6, otro disco
rotatorio de la técnica anterior 90 es una placa plana larga
redondeada, usualmente con labios de retención sobre el diámetro
exterior de ambos lados del disco 90, para ayudar a colocar y
retener los discos 26 y 30. El disco 90 se diseña para ser ubicado
entre los dos discos estacionarios 26 y 30 y para impulsar el cubo
ranurado descrito anteriormente. El disco 90 tiene un puerto de
flujo cruzado 94 localizado entre la ranura 96 que acopla la ranura
del cubo y el diámetro interior del disco 90.
Los huecos del puerto de porte de flujo cruzado
94 son usualmente limitados en el tamaño debido a los requisitos
para la tensión del anillo para la ranura 96 y la carga de torsión a
través del área entre los puertos 94.
La figura 7 muestra un refinador 100 con un cubo
102 y un disco 104 formando un miembro de refinamiento rotatorio de
acuerdo con esta invención. Mas particularmente, el refinador,
excepto para el cubo 102, el disco 104 y tapa 150 es esencialmente
el mismo que aquel mostrado en la figura 1.
Más particularmente, como se muestra en las
figuras 7, 8 y 9 el cubo 102 es rígido con el eje de impulsión 50 y
tiene un centro 112 y un exterior ranurado 140. Aun más
particularmente, como se muestra en la Figura 9 el cubo 102 tiene
un orificio redondeado estándar convencional 154 con una vía de
llave 158 para una vía de llave estándar de industria 159. El
exterior del cubo 102 es mayor que los cubos ranurados
convencionales, y el cubo 102 es solamente ligeramente mayor que el
diámetro interior de la placa de refinador estándar para cualquier
tamaño dado. El diámetro de la ranura mayor produce muchos más
dientes que los cubos ranurados estándar que deben permanecer
dentro de los porta huecos 94 (como se muestra en la Figura 6) para
las cabezas rotatorias de flujo pasantes. El diámetro efectivo de
la ranura mayor 102 del cubo con el número creciente de dientes
reduce las fuerzas de contacto del diente reduciendo así la tensión
en el diente y reduciendo el desgaste, incrementando así la vida de
servicio del refinador 100.
El cubo 102 es recibido en la tercera abertura
central del disco de refinamiento 124, y el cubo 102 tiene por lo
menos un puerto 136 en el cubo 102 de la primera senda A a la
segunda senda B y entre la tercera abertura central del disco de
refinamiento 124 y el centro 112 del cubo 102. En una modalidad
preferida el cubo 102 tiene dos puertos 136, como se muestra en la
figura 9. El refinador 100 incluye además medios para trasmitir un
par de torsión desde el cubo 102 al tercer disco 104, los medios que
trasmiten el par de torsión comprenden ranuras 140 sobre la
superficie exterior del cubo y la tercera abertura central del disco
de refinamiento 124 que tiene ranura 144 que acoplan las ranuras
del cubo 140. Las ranuras del cubo 140 y las terceras ranuras del
disco 144 le permiten al tercer disco 104 moverse axialmente a lo
largo del cubo 102. En otras modalidades, otros medios para
conectar el cubo 102 al disco 104 se pueden utilizar.
En la modalidad preferida, el tercer disco de
refinamiento o rotatorio 104 comprende un portador o soporte en
forma de disco central 120 que tiene una abertura central 124, y una
primera placa 128 asegurada por tornillos a un lado del soporte
central 120 y una segunda placa 132 asegurada por tornillos al lado
opuesto del soporte central 120. En razón a que los puertos de
flujo cruzado están ahora localizados dentro del cubo 102, el tercer
disco 104 no tiene puertos de flujo de cruce. En modalidades menos
preferidas (no mostrada) sin embargo, algunos de los puertos de
flujo cruzado pueden estar provistos en el tercer disco 104.
En la modalidad preferida mostrada en las
figuras 7 y 8 el cubo es mantenido en un extremo del eje de
impulsión 50 por una hoja de mezcla 150 en lugar de una tapa. El
diseño más simple de la hoja de mezcla 150 es una barra plana de
algún grosor. La barra plana sólo cubre parcialmente los puertos.
Esta actúa como un propulsor de hoja plana que impulsa el
almacenamiento alejándolo del eje del disco hacia el conjunto
exterior de placas del refinador.
La hoja de mezcla se puede modificar con dos o
más hojas agregadas (como se muestra en transparencia en la figura
7); que aplanan o barren para mejorar adicionalmente la distribución
de flujo desde los puertos de flujo cruzado. Estas también
mejorarán el flujo a través del cubo al crear una presión
diferencial mayor a través del cubo al crear una presión
diferencial mayor a través del cubo. En otras modalidades, las hojas
se pueden omitir.
La Figura 8 es una vista en sección de vertical
fragmentaria parcialmente longitudinal similar a la Figura 7,
mostrando solamente un cubo alternativo 160 y la construcción 164 de
la hoja de mezcla. En esta construcción el diámetro exterior del
cubo 160 es más estrecho en la dirección axial que la porción
central del cubo 102 con el fin de mejorar adicionalmente el flujo
de lo almacenado en las rutas de flujo entre los discos. Y en este
momento, la hoja de mezcla 104 tiene extensiones agregadas 168 que
enfrentan el cubo 160.
El cambio significativo que la presente
invención proporciona sobre la técnica anterior estriba en la
localización de los porta huecos de flujo cruzado 136 en el cubo.
Estos porta huecos 136 están diseñados en menor número para reducir
las pérdidas de fricción de flujo. Las áreas de flujo cruzado son
iguales a, o exceden, los puertos convencionales, y la hoja de
mezcla 150 está reubicada para influenciar el flujo.
Otras diversas características y ventajas de la
presente invención serán evidentes a partir de las siguientes
reivindicaciones.
Claims (7)
1. Un refinador (100) para pulpa o materiales
finales, el refinador (100) comprende
una carcasa (10) que tiene una cámara (16),
una entrada que admite material (18) y
una salida (20);
los primeros y segundos miembros de refinamiento
separados (26, 30) montados en dicha cámara (16); y un montaje que
comprende un cubo (102, 160) y un tercer miembro de refinamiento
rotatorio (104) en donde el tercer miembro de refinamiento
rotatorio (104) está dispuesto en dicha cámara (16) entre dichos
primeros y segundos miembros de refinamiento (26, 30), dicha tercer
miembro de refinamiento (104) tiene una abertura central (124),
dichos miembros de refinamiento (26, 30, 104) son coaxiales uno con
el otro,
una primera senda (A) para el movimiento del
material desde la entrada (18) se define entre los primeros y
terceros miembros de refinamiento (26, 104), una segunda senda (B)
para el movimiento del material a la salida (20) se define entre
los segundos y terceros miembros de refinamiento (30, 104) dichos
primeros y segundos miembros de refinamiento (26, 30) tiene
respectivamente primeros y segundas proyecciones de desmenuzamiento
(74, 80) adyacentes a dicha primera y segunda senda (A, B) y
dicho tercer miembro de refinamiento (104) tiene
terceras y cuartas proyecciones de desmenuzamiento (76,78)
adyacentes a dicha primera y segunda senda (A,B) respectivamente,
cooperando con dichas primeras y segundas proyecciones (74, 80)
para refinar el material que fluye a lo largo de dichas primeras y
segundas rutas (A, B),
dicho refinador (100) tiene además medios
adaptados para rotar dicho tercer miembro de refinamiento y
comprende un eje (50) que se extiende a través de la abertura
central (56) proporcionada en dicho primer miembro de refinamiento
(26),
dicho cubo (102, 160) esta rígidamente conectado
a dicho eje (50), dicho cubo (102, 160) tiene un centro (112) y
dicho cubo (102, 160) es recibido en dicha tercera abertura central
del miembro de refinamiento (124),
caracterizado porque dicho
cubo (102, 160) comprende radialmente entre dicha tercera abertura
central del miembro de refinamiento (124) y dicho centro (112) de
dicho cubo (102, 160) por lo menos un puerto (136) desde dicha
primera senda (A) a dicha segunda senda
(B).
2. Un refinador como se definió en la
reivindicación 1, en donde dicho tercer miembro de refinamiento
(104) es movible axialmente sobre dicho cubo (102, 160).
3. Un refinador como se definió en la
reivindicación 1, que además incluye medios para trasmitir un par de
torsión desde dicho cubo (102, 160) a dicho tercer miembro de
refinamiento (104).
4. Un refinador, como se definió en la
reivindicación 3, en donde dicho medio que trasmite un par de
torsión comprende dicho cubo (102, 160) que tiene un exterior
rasurado (140), y dicha tercera abertura central del miembro de
refinamiento (124) tiene ranuras (144) que acoplan dicho exterior
rasurado del cubo (140).
5. Un refinador como se definió en la
reivindicación 1, en donde dicho tercer miembro de refinamiento
(104) comprende un soporte central (120) que tiene dicha abertura
central (124), y una primera placa (128) sobre un lado de dicho
soporte central (120) y una segunda placa (132) sobre el lado
opuesto de dicho soporte central (120).
6. Un refinador como se definió en la
reivindicación 1, en donde dicho cubo (102, 160) tiene por lo menos
dos puertos (136) en dicho cubo (102, 160).
7. Un refinador como se definió en la
reivindicación 1, en donde dicho tercer miembro de refinamiento
(104) no tiene puertos de flujo cruzado.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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