ES2678120T3 - Sistema de válvulas encapsuladas - Google Patents
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Abstract
Un sistema de válvulas encapsuladas (2, 80, 120, 150) para procesos de fluidos higiénicos que comprende: una primera parte de carcasa (4, 84, 122, 152) que tiene una primera superficie enfrentada (30, 85, 178), comprendiendo la primera superficie enfrentada (30, 85, 178) una pluralidad de vías de bifurcación (32, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 180) formadas como una cavidad en la primera superficie enfrentada, en la que la cavidad tiene forma semicilíndrica; una segunda parte de carcasa (6, 86, 124, 154) que tiene una segunda superficie enfrentada (36, 87, 182), que comprende la segunda superficie enfrentada (36, 87, 182) una pluralidad de vías de bifurcación (38, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 184) formadas como una cavidad en la segunda superficie enfrentada, en la que la cavidad tiene forma semicilíndrica; una pieza unitaria de conducto desechable (8, 88) hecha de tubos de polímero sin reforzar configurada para estar interpuesta entre la primera y la segunda parte de carcasa y dispuesta dentro de la cavidad de la primera superficie enfrentada y la cavidad de la segunda superficie enfrentada, la pieza unitaria de conducto desechable que tiene una pluralidad de bifurcaciones correspondientes a las vías de bifurcación de la primera parte de carcasa y de la segunda parte de carcasa y en la que las respectivas cavidades de la primera parte de carcasa y de la segunda parte de carcasa rodean concéntricamente la pieza unitaria de conducto desechable en un exoesqueleto; y una pluralidad de accionadores de válvula de estrangulación de control automático (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 20 88, 90, 92, 128, 130, 132, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174) montados en una o ambas de la primera parte de carcasa y la segunda parte de carcasa, teniendo la pluralidad de accionadores de válvula de estrangulación respectivos elementos de estrangulación configurados para contactar directamente y estrangular el conducto desechable en vías de bifurcación selectivas; una o más sujeciones (54, 94, 134, 200) configuradas para mantener la primera parte de carcasa contra la segunda parte de carcasa para formar el exoesqueleto que impide la formación de aneurismas en los tubos de polímero sin reforzar cuando se exponen a fluido a alta presión.
Description
DESCRIPCION
Sistema de valvulas encapsuladas 5 Campo de la invencion
El campo de la invencion se refiere, en general, a dispositivos de gestion de fluidos y, en particular, a sistemas de valvulas. Mas espedficamente, la invencion esta relacionada con sistemas de valvulas que se usan en aplicaciones farmaceuticas y biologicas u otras industrias de procesos higienicos.
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Antecedentes de la invencion
Muchos productos comerciales se producen usando tanto procesos qmmicos como biologicos. Por ejemplo, los productos farmaceuticos se producen en cantidades comerciales usando reactores de escala aumentada y otros 15 equipos. Los productos biologicos son medicamentos u otros compuestos que se producen o afslan de entidades vivas, tales como celulas o tejido. Los productos biologicos pueden estar compuestos de protemas, acidos nucleicos o combinaciones complejas de estas sustancias, incluso pueden incluir entidades vivas tales como celulas. Para producir productos biologicos a escala comercial se necesita equipo sofisticado y caro. Por ejemplo, en los productos farmaceuticos y biologicos antes de obtener el producto final deben tener lugar varios procesos. Por ejemplo, en el 20 caso de los productos biologicos, las celulas se pueden cultivar en una camara de cultivo o similar y puede ser necesario modular cuidadosamente los nutrientes en la camara de cultivo. Tambien puede ser necesario retirar, de forma controlada, de la camara de fermentacion los residuos que producen las celulas. Como otro ejemplo, puede ser necesario extraer y concentrar los productos biologicos que producen las celulas vivas u otros organismos. Este proceso puede conllevar varias tecnicas de filtrado y separacion.
25
Dado que se requieren una serie de procesos individuales para producir el producto final, con frecuencia varios reactivos, disoluciones y productos de lavado se bombean o transportan de otro modo a varios subsistemas usando conductos y valvulas asociadas. Estos sistemas pueden ser bastante incomodos y complejos, desde el punto de vista organizativo, debido a la gran cantidad de conductos, valvulas, sensores y similares que pueden ser necesarios 30 en dichos sistemas. Estos sistemas no son solo visualmente complejos (por ejemplo, semejantes a espaguetis), tambien incluyen muchos componentes que requieren que se esterilicen entre usos para evitar problemas de contaminacion cruzada. De hecho, en el caso de la preparacion de medicamentos y preparados farmaceuticos, la Administracion de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en ingles) es cada vez mas estricta con los procedimientos de esterilizacion que requieren los medicamentos y preparados farmaceuticos. Esto es 35 especialmente importante porque muchos de estos productos se producen en lotes que requerinan repetir la esterilizacion de varios componentes. Se ha intentado incorporar distintos elementos desechables en el sistema. Por ejemplo, los conductos o lmeas que conectan distintos sistemas o elementos se han hecho de silicona. Lamentablemente, con frecuencia hay que reforzar la periferia de los tubos o conductos de silicona para evitar la posibilidad de fugas a traves de un aneurisma o similar que se desarrolla en la pared de los tubos. No obstante, los 40 tubos de silicona reforzada son bastante caros y no son tan flexibles como la silicona sin reforzar. Los sistemas que son desechables o incorporan elementos desechables son ventajosos porque evitan la necesidad de limpieza in situ (CIP, por sus siglas en ingles), desinfeccion o reesterilizacion. Otro problema de los sistemas de regulacion por valvula y gestion de fluidos existentes es que contienen un volumen residual considerable. Concretamente, el volumen contenido dentro de todos los conductos y otros constituyentes del proceso puede ser considerable. Es 45 aconsejable reducir el volumen residual del interior del sistema a fin de disminuir el tamano total del sistema. No obstante, quiza mas importante, puede haber una perdida de dinero considerable en el producto residual que esta contenido en un sistema. Por ejemplo, algunos productos biologicos hay que producirlos en cantidades muy pequenas, incluso para aplicaciones comerciales. Por consiguiente, el coste real del medicamento por masa unitaria (o volumen) es muy elevado. Incluso una pequena cantidad de producto que se pierde en el volumen residual se 50 puede traducir en una cantidad de dinero considerable.
En los documentos US 2.931.387 A1 y US 7.383.853 B2 se describen valvulas en las que un conducto que esta hecho parcialmente de material elastico se puede estrangular con accionadores de accionamiento manual. Estas valvulas no son adecuadas para procesos de fluidos higienicos y el mantenimiento o sustitucion del conducto es 55 incomodo.
Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema de valvulas mejorado que aproveche los beneficios de componentes desechables. El sistema de valvulas debena reducir la complejidad organizativa de los sistemas existentes. Ademas, en la mayona de aplicaciones sena beneficioso que el sistema de valvulas pudiera reducir la cantidad de volumen 60 residual del interior del sistema.
Resumen de la invencion
Un sistema de valvulas encapsuladas para procesos de fluidos higienicos que comprende: una primera parte de 5 carcasa que tiene una primera superficie enfrentada, comprendiendo la primera superficie enfrentada una pluralidad de vfas de bifurcacion formadas como una cavidad en de la primera superficie enfrentada, en la que la cavidad tiene forma semicilfndrica; una segunda parte de carcasa que tiene una segunda superficie enfrentada, comprendiendo la segunda superficie enfrentada una pluralidad de vfas de bifurcacion formadas como una cavidad en la segunda superficie enfrentada, en la que la cavidad tiene forma semicilfndrica; una pieza unitaria de conducto desechable, 10 que comprende tubos de polfmero sin reforzar, configurada para estar interpuesta entre las primera y la segunda parte de carcasa y dispuesta dentro de la cavidad de la primera superficie enfrentada y la cavidad de la segunda superficie enfrentada, teniendo la pieza unitaria de conducto desechable una pluralidad de bifurcaciones correspondientes a las vfas de bifurcacion de la primera parte de carcasa y de la segunda parte de carcasa y en el que las respectivas cavidades de la primera parte de carcasa y de la segunda parte de carcasa rodean 15 concentricamente la pieza unitaria de conducto desechable en un exoesqueleto; y una pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion de control automatico montados en una o ambas de la primera parte de carcasa y la segunda parte de carcasa, teniendo la pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion respectivos elementos de estrangulacion configurados para contactar directamente y estrangular el conducto desechable en vfas de bifurcacion selectivas; una o mas sujeciones configuradas para mantener la primera parte de carcasa contra la 20 segunda parte de carcasa para formar el exoesqueleto que impide la formacion de aneurismas en los tubos de polfmero sin reforzar cuando se exponen a fluido a alta presion.
Segun un aspecto de la invencion, la primera y la segunda parte de carcasa se pueden formar de un metal tal como, por ejemplo, acero inoxidable. No obstante, la primera y la segunda parte de carcasa pueden ser de otros 25 materiales. Por ejemplo, para encapsular el conducto desechable se puede usar un material polimerico, tal como un plastico.
El sistema de valvulas encapsuladas puede incluir cualquier cantidad de vfas de bifurcacion. Por ejemplo, el sistema de valvulas puede incluir una unica entrada que se bifurca en una pluralidad de salidas. Alternativamente, puede 30 haber una pluralidad de entradas que se bifurcan en una pluralidad de salidas. En otra configuracion, puede haber una pluralidad de entradas y una unica salida. En un aspecto, la pluralidad de vfas de bifurcacion incluye una primera via que se extiende a traves de la primera y la segunda superficie enfrentada y una segunda via independiente que se extiende a traves de la primera y la segunda superficie enfrentada. Una tercera via conecta la primera y la segunda via. En esta configuracion, las distintas vfas pueden tener forma de H.
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Segun la invencion, los adaptadores de brida estan dispuestos en cada posicion en la que la pluralidad de vfas de bifurcacion sale de la primera y la segunda parte de carcasa o entran en estas. Los adaptadores de brida pueden comprender primeras y segundas mitades que estan situadas en respectivas primera y segunda parte de carcasa. Cuando la primera y la segunda parte de carcasa estan colocadas en una disposicion enfrentada, se forman los 40 adaptadores de brida completos. Los adaptadores de brida estan configurados de manera que otros dispositivos y componentes se puedan sujetar a los adaptadores. Por ejemplo, se pueden acoplar a los adaptadores de brida conductos adicionales, valvulas y similares.
En otro aspecto de la invencion, el conducto desechable puede opcionalmente incluir anillos o juntas de 45 estanqueidad que estan situadas en extremos. Los anillos o juntas de estanqueidad estan dimensionados para encajar en respectivos adaptadores de brida situados en el sistema de valvulas encapsuladas. Los anillos o juntas de estanqueidad se pueden moldear o integrar de otro modo en el conducto desechable. Se pueden formar con el mismo material que se usa en el conducto desechable subyacente (por ejemplo, silicona o plastico). La pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion esta formada por accionadores de control automatico. Estos incluyen, a 50 modo de ejemplo, accionadores neumaticos, electricos, por solenoide, graduales o servo. En un unico sistema de valvulas encapsuladas, puede haber uno o mas accionadores de control manual en combinacion con uno o mas accionadores de control automatico. No obstante, esta solucion, no es parte de la invencion.
Para sujetar la primera parte de carcasa a la segunda parte de carcasa se usan sujeciones. Las sujeciones pueden 55 ser extrafbles para poder abrir la primera y la segunda parte de carcasa de manera que se pueda desechar el conducto desechable. Las sujeciones pueden incluir tornillos, abrazaderas, pernos o similares. Incluso se puede usar una union adhesiva entre la primera y la segunda parte de carcasa.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 ilustra una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un sistema de valvulas encapsuladas.
La figura 2 ilustra otra vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un sistema de valvulas encapsuladas.
5 La figura 3 ilustra una vista en perspectiva de la primera parte de carcasa del sistema de valvulas encapsuladas, junto con una vista en perspectiva transversal del conducto desechable.
La figura 4 ilustra una vista transversal lateral de la segunda parte de carcasa del sistema de valvulas encapsuladas que ilustra los accionadores de valvula de estrangulacion.
10
La figura 5 ilustra una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un sistema de valvulas encapsuladas segun otra forma de realizacion.
La figura 6 ilustra una vista en perspectiva de la primera parte de carcasa del sistema de valvulas encapsuladas de 15 la figura 5, junto con una vista en perspectiva transversal del conducto desechable.
La figura 7 ilustra una vista en perspectiva de la segunda parte de carcasa del sistema de valvulas encapsuladas de la figura 5, junto con una vista en perspectiva transversal del conducto desechable.
20 La figura 8 ilustra una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un sistema de valvulas encapsuladas segun otra forma de realizacion.
La figura 9 ilustra una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un sistema de valvulas encapsuladas segun otra forma de realizacion.
25
La figura 10 ilustra una vista en perspectiva de la parte inferior de una primera parte de carcasa del sistema de valvulas encapsuladas de la figura 9.
La figura 11 ilustra una vista en perspectiva de la parte inferior de una segunda parte de carcasa del sistema de 30 valvulas encapsuladas de la figura 9.
La figura 12 ilustra una vista en perspectiva, en despiece ordenado, de un sistema de valvulas encapsuladas segun otra forma de realizacion.
35 Descripcion detallada de las formas de realizacion que se ilustran
Las figuras 1 a 3 ilustran un sistema de valvulas encapsuladas 2 segun una forma de realizacion. El sistema de valvulas encapsuladas 2 incluye una primera parte de carcasa 4, una segunda parte de carcasa 6 y un conducto desechable 8 que, en un estado ensamblado, esta interpuesto entre la primera parte de carcasa 4 y la segunda 40 parte de carcasa 6. El sistema de valvulas encapsuladas 2 incluye ademas una pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24. Como se ve en la figura 1, los accionadores de valvula de estrangulacion 10, 12, 14 y 16 estan montados en la primera parte de carcasa 4, mientras que los accionadores de valvula de estrangulacion 18, 20, 22 y 24 estan montados en la segunda parte de carcasa 6. Aunque en las figuras 1 y 2 se ilustran ocho (8) accionadores de valvula de estrangulacion (en la figura 3 se ilustran cuatro (4)), se pueden 45 incluir mas o menos dependiendo de la configuracion especffica del sistema de valvulas encapsuladas 2.
Haciendo referencia aun a las figuras 1 y 2, la primera parte de carcasa 4 tiene una primera superficie enfrentada 30 que incluye una pluralidad de vfas de bifurcacion 32 formadas como una cavidad en la primera superficie enfrentada 30 de la primera parte de carcasa 4. En particular, las cavidades que forman la pluralidad de vfas de bifurcacion 32 50 se pueden fresar, labrar o moldear en la primera superficie enfrentada 30. La primera parte de carcasa 4 y la segunda parte de carcasa 6 se pueden formar de un material metalico, tal como, por ejemplo, acero inoxidable. Alternativamente, la primera parte de carcasa 4 y la segunda parte de carcasa 6 se pueden formar de un material polimerico, tal como plastico o similar. De manera similar, como se ve mejor en la figura 2, la segunda parte de carcasa 6 tiene una segunda superficie enfrentada 36 e incluye una pluralidad de vfas de bifurcacion 38 formadas 55 como una cavidad en la segunda superficie enfrentada 36 de la segunda parte de carcasa 6. Las cavidades formadas en la segunda superficie enfrentada 36 se pueden formar del mismo modo que las cavidades de la primera superficie enfrentada 30. En particular, las vfas de bifurcacion 32, 38 estan formadas en la primera y en la segunda superficie enfrentada 30, 36, respectivamente, en forma invertida, de manera que las cavidades correspondientes coincidan para formar una via sustancialmente concentrica (cavidades unidas 32, 28) cuando la primera superficie 60 enfrentada 30 se pone en contacto con (o muy cerca de) la segunda superficie enfrentada 36.
En referencia ahora a las figuras 1 a 3, la pluralidad de vfas de bifurcacion 32, 38 terminan en respectivos adaptadores de brida 40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b. Cada adaptador de brida representa una mitad del adaptador de brida completo. Por consiguiente, cuando la primera superficie enfrentada 30 y la segunda superficie enfrentada 36 se juntan o estan muy cerca se forma el adaptador de brida completo. El 5 adaptador de brida completo (por ejemplo, 40a y 40b) presenta una forma circular, si bien se pueden utilizar otras geometrfas. Los adaptadores de brida 40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b se pueden formar para que se ajusten a las normas uniformes de la aplicacion o industria pertinente. Por ejemplo, hay formas y tamanos universales que normalmente se utilizan en varias aplicaciones. Aunque se contempla que los adaptadores de brida 40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b se puedan disenar para que se ajusten a estas 10 normas o convenciones comerciales, tambien se contempla que otros tamanos esten dentro del alcance de la invencion. Cada adaptador de brida 40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b incluye opcionalmente una cavidad 52 que esta dimensionada para recibir un anillo o junta de estanqueidad (se explica mas adelante). En este sentido, se puede colocar un anillo o junta de estanqueidad en la cavidad 52, de manera que se pueda formar un buen sellado de fluidos entre otros dispositivos y aparatos y los distintos adaptadores de brida 15 completos.
Como alternativa a los adaptadores de brida 40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b que se han descrito anteriormente, las vfas de bifurcacion 32, 38 pueden terminar en remates de tubos planos u otros tipos de conectores conocidos para los expertos en la materia. Los conectores se pueden formar integrados en la primera y 20 en la segunda parte de carcasa 4, 6 o se pueden sujetar tras la formacion de la primera y de la segunda parte de carcasa 4, 6. Por ejemplo, los remates o conectores se pueden soldar, adherir o fijar de otro modo a la primera y a la segunda parte de carcasa 4, 6. Los remates o conectores se pueden configurar para que se adapten a otros tipos de uniones mecanicas o termosoldables conocidas para los expertos en la materia. Opcionalmente, la primera y la segunda parte de carcasa 4, 6 pueden no tener adaptadores de brida, por ejemplo, como se ilustra en la figura 8.
25
En referencia aun a las figuras 1 a 3, la primera parte de carcasa 4 y la segunda parte de carcasa 6 estan sujetas entre si por medio de una sujecion 54. En la forma de realizacion que se ilustra en las figuras 1 a 3, la sujecion 54 es un tornillo o perno que atraviesa aberturas 56 que estan situadas en la primera parte de carcasa 4 y en la segunda parte de carcasa 6. La sujecion 54 puede incluir otros dispositivos tales como abrazaderas, pernos o similares. Se 30 puede incluso usar una union adhesiva hidrosoluble entre la primera parte de carcasa 4 y la segunda parte de carcasa 6. En un aspecto de la invencion, las sujeciones 54 estan configuradas para que sean extrafbles, de manera que la primera parte de carcasa 4 se pueda separar de la segunda parte de carcasa 6 para extraer el conducto desechable interno 8.
35 En referencia ahora a la figura 3, a lo largo de partes previamente seleccionadas de las vfas de bifurcacion 32 hay provistas aberturas 60 que estan dimensionadas para recibir un elemento de estrangulacion 62 (se ve en la figura 4) de respectivos accionadores de valvula de estrangulacion 10, 12, 14, 16. Abertura similares 60 estan situadas en las vfas de bifurcacion 38 de la segunda parte de carcasa 6. Una de dichas aberturas 60 se ve en la figura 2. Las posiciones de las distintas aberturas 60 se eligen para proporcionar la capacidad de regular por valvula o dar 40 entrada a un medio fluido en una o mas vfas de bifurcacion 32, 38 seleccionadas. En un aspecto, las posiciones de las aberturas de la primera parte de carcasa 4 pueden ser distintas a las de la segunda parte de carcasa 6. En este sentido, el conducto desechable 8 se estrangula solo en un lateral dentro de la via respectiva 32, 38. En esta configuracion, los distintos accionadores 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 y 24 funcionan en una denominada disposicion de bloqueo y purga. Determinados accionadores, tales como, por ejemplo, los accionadores de valvula de 45 estrangulacion 10, 12, 14 y 16 pueden hacer las veces de accionadores de bloqueo que bloquean zonas seleccionadas de la lfnea comun 8a del conducto desechable 8, como se ve en la figura 3. Otros accionadores tales como, por ejemplo, los accionadores de valvula de estrangulacion 18, 20, 22, 24 pueden hacer las veces de accionadores de purga que estrangulan lfneas de bifurcacion 8b, como se ve en la figura 3. Alternativamente, las aberturas 60 de la primera parte de carcasa 4 estan alineadas con la posicion de las aberturas de la segunda parte 50 de carcasa 6. En este sentido, el conducto desechable 8 se puede estrangular con respectivos elementos de estrangulacion 62 de accionadores de valvula de estrangulacion opuestos (por ejemplo, accionadores de valvula de estrangulacion 10 y 18).
La figura 4 ilustra una vista transversal de los accionadores de valvula de estrangulacion 18, 20, 22 y 24 montados 55 en la segunda parte de carcasa 6. Cada accionador de valvula de estrangulacion 18, 20, 22, 24 incluye un elemento de estrangulacion 62 que, cuando se acciona, se desplaza hacia abajo dentro de la via de bifurcacion 38 para estrangular el conducto desechable 8 (a efectos de claridad no se muestra en la figura 4). En la forma de realizacion que se ilustra en las figuras 1 a 4, los accionadores de valvula de estrangulacion 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 son accionadores de control automatico. En particular, los accionadores de valvula de estrangulacion 10, 12, 14, 16, 18, 60 20, 22, 24 son accionadores de valvula de estrangulacion de accionamiento neumatico. Por ejemplo, se usa aire
comprimido o a presion (o incluso presion en vacfo) para controlar los accionadores en un estado de conexion/desconexion. Por ejemplo, el estado de “desconexion” puede incluir cuando el respectivo elemento de estrangulacion 62 esta recogido, mientras que el estado de “conexion” puede incluir cuando el respectivo elemento de estrangulacion 62 esta extendido en la via de bifurcacion 32, 38. Cada uno de los accionadores de valvula de 5 estrangulacion 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 puede incluir una entrada 66 y una salida 68 (se ilustra en el accionador de valvula de estrangulacion 10). Los accionadores de valvula de estrangulacion 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 pueden incluir accionadores de aire-resorte o aire-aire.
Aunque en las figuras 1 a 4 se ilustran accionadores de valvula de estrangulacion de accionamiento neumatico 10, 10 12, 14, 16, 18, 22, 24, los accionadores de valvula de estrangulacion pueden ser electricos. Estos incluyen, a modo de ejemplo, distintos tipos de accionadores que incluyen accionadores de bobina de solenoide, accionadores de motor gradual o accionadores de servomotor. En otra alternativa, que no es parte de la invencion, los accionadores de valvula de estrangulacion 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 incluso se pueden controlar manualmente mediante el uso de un boton, una palanca o similar. Ademas, unos accionadores de valvula de estrangulacion se pueden controlar 15 automaticamente mientras que otros se pueden controlar manualmente.
Volviendo ahora a las figuras 1 a 3, el conducto desechable 8 puede incluir un anillo o junta de estanqueidad 70 situado en extremos del mismo. En las figuras 1 a 3 se ilustran seis (6) de dichos anillos de estanqueidad 70. Los anillos de estanqueidad 70 estan dimensionados para encajar en la cavidad 52 de cada adaptador de brida 40a, 20 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b. En este sentido, se puede colocar un anillo de estanqueidad 70 en la cavidad 52 de manera que se pueda formar un buen sellado de fluidos entre otros dispositivos y aparatos y los distintos adaptadores de brida completos. Naturalmente, como se indica en este documento, en determinadas formas de realizacion, se pueden utilizar otros tipos de conectores o extremos distintos a los adaptadores de brida 40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b que se ilustran especfficamente. Estos incluyen extremos 25 o tubos planos configurados para adaptarlos a otros tipos de conectores, tales como, por ejemplo, el Conector Aseptico Desechable BioQuate (DAC, por sus siglas en ingles) comercializado por BioQuate, Inc., Clearwater, FL o el conector esteril KLEENPAK (Pall Life Sciences Products, East Hills, NY).
El conducto desechable 8 puede ser de tubos de silicona sin reforzar. De este modo, no es necesario usar tubos 30 reforzados caros y no flexibles. La primera parte de carcasa 4 y la segunda parte de carcasa 6 sirven para encapsular el conducto desechable 8 en una especie de exoesqueleto que impide la formacion de aneurismas dentro del conducto desechable 8. La estructura encapsulada tambien permite relaciones entre presiones muy altas para el sistema de valvulas encapsuladas 10. Aunque para el conducto desechable 8 se pueden usar tubos de silicona sin reforzar, otros materiales adecuados a tal efecto incluyen, a modo de ejemplo, tubos C-FLEX (Saint- 35 Gobain, Francia) o tubos de STA-PURE (W. L. Gore & Associates, Newark, DE) u otros tipos de tubos de elastomeros termoplasticos (TPE), elastomericos o de silicona u otros materiales conocidos para los expertos en la materia. Por lo general, los tubos sin reforzar son de un material polimerico.
Las figuras 5 a 7 ilustran una forma de realizacion alternativa de un sistema de valvulas encapsuladas 80. En esta 40 forma de realizacion, el sistema de valvulas encapsuladas 80 incluye una primera parte de carcasa 84, una segunda parte de carcasa 86 y un conducto desechable 88 que, en el estado ensamblado, esta interpuesto entre la primera parte de carcasa 84 y la segunda parte de carcasa 86. El sistema de valvulas encapsuladas 80 incluye ademas una pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion 88, 90, 92. Como se ve en la figura 5, el accionador de valvula de estrangulacion 88 esta montado en la primera parte de carcasa 84, mientras que los accionadores de 45 valvula de estrangulacion 90, 92 estan montados en la segunda parte de carcasa 86.
La primera parte de carcasa 84 y la segunda parte de carcasa 86 se pueden sujetar entre si usando una sujecion 94 que atraviesa la abertura 95. Naturalmente, tambien se pueden usar otras sujeciones del tipo que se han descrito en este documento. El conducto desechable 88 se puede formar de los mismos materiales que se han descrito 50 anteriormente en relacion con las formas de realizacion de las figuras 1 a 4. El conducto desechable 88 puede incluir un anillo o junta de estanquidad 89 situado en extremos del mismo. El anillo o junta de estanquidad 89 se puede formar integrado en el conducto 88 o, alternativamente, como una estructura independiente. Por consiguiente, el conducto desechable 88 propiamente dicho puede terminar en un anillo o junta de estanqueidad 89. Ademas, la primera parte de carcasa 84 y la segunda parte de carcasa 86 incluyen adaptadores de brida 96a, 96b, 98a, 98b, 55 100a, 100b y 102a, 102b que se unen (como mitades) para formar adaptadores completos, como se ha descrito anteriormente. Los accionadores de valvula de estrangulacion 88, 90, 92 que se ilustran son de accionamiento neumatico, como se ha descrito anteriormente. Naturalmente, se pueden utilizar otros tipos distintos de accionadores de valvula de estrangulacion.
60 La figura 6 ilustra una vista transversal tomada a traves del conducto desechable 88 que esta dentro de las vfas de
bifu rcacion 104. Se ilustra la primera superficie enfrentada 85 de la primera parte de carcasa 84. La figura 7 ilustra la segunda parte enfrentada correspondiente 87 de la segunda parte de carcasa 86 que se pone en contacto con (o cerca de) la primera superficie enfrentada 85 cuando el conducto desechable 88 esta interpuesto entre dos partes de carcasa 84, 86. En esta forma de realizacion, una primera via 106 se extiende a traves de la primera superficie 5 enfrentada 85 de la primera parte de carcasa 84 y de la segunda superficie 87 de la segunda parte de carcasa 86 (figura 7). Una segunda via 108 se extiende a traves de la primera superficie enfrentada 85 de la primera parte de carcasa 84 y de la segunda superficie 87 de la segunda parte de carcasa 86 (figura 7). Una tercera via 1l0 esta formada tanto en la primera superficie enfrentada 85 como en la segunda superficie enfrentada 87 y conecta la primera via 106 a la segunda via 108. Como se ve en la figura 6, la tercera via 110 incluye una abertura 112 que 10 esta dimensionada para recibir un elemento de estrangulacion del accionador de valvula de estrangulacion 88 que es igual al que se ha descrito previamente en este documento.
La figura 7 ilustra la parte inferior de la segunda parte de carcasa 86. Como se ve en esta figura, dos aberturas 114, 116 estan formadas en la primera via 106 y en la segunda via 108. Las aberturas 114, 116 estan dimensionadas 15 para recibir elementos de estrangulacion de respectivos accionadores de valvula de estrangulacion 90, 92 que son iguales a los que se han descrito previamente en este documento. En esta configuracion, las vfas de bifurcacion 106, 108, 110 forman una H. El conducto desechable 88 tambien tiene forma de H con dos partes laterales 88a, 88b y una parte de conexion 88c. En esta configuracion, el accionador de valvula de estrangulacion 88, cuando se acciona, bloquea el flujo entre la primera y la segunda via 106, 108. El resto de accionadores de valvula de 20 estrangulacion 90, 92 impiden que el fluido pase a las vfas 106, 108 o salga de estas. Nuevamente, esta forma de realizacion del sistema de valvulas encapsuladas 80 puede funcionar en una denominada disposicion de bloqueo y purga.
La figura 8 ilustra una forma de realizacion alternativa de un sistema de valvulas encapsuladas 120. En esta forma 25 de realizacion, el sistema de valvulas encapsuladas 120 incluye una primera parte de carcasa 122, una segunda parte de carcasa 124 y un conducto desechable 126 que, en un estado ensamblado, esta interpuesto entre la primera parte de carcasa 122 y la segunda parte de carcasa 124. El sistema de valvulas encapsuladas 120 incluye ademas una pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion 128, 130, 132. Como se ve en la figura 8, un accionador de valvula de estrangulacion 128 esta montado en la primera parte de carcasa 122, mientras que los 30 accionadores de valvula de estrangulacion 130, 132 estan montados en la segunda parte de carcasa 124. Los distintos accionadores de valvula de estrangulacion 128, 130, 132 funcionan de un modo similar al que se ha descrito en este documento. Haciendo referencia aun a la figura 8, una pluralidad de vfas de bifurcacion incluye una primera via 138, una segunda via 140 y una via de conexion 142.
35 La primera parte de carcasa 122 y la segunda parte de carcasa 124 se pueden sujetar entre sf usando una fijacion 134 que atraviesa la abertura 136. Naturalmente, tambien se pueden usar otras sujeciones del tipo que se han descrito en este documento. El conducto desechable 126 se puede formar de los mismos materiales que se han descrito anteriormente en relacion con la forma de realizacion de las figuras 1 a 7. En esta forma de realizacion, la primera parte de carcasa 122 y la segunda parte de carcasa 124 no incluyen adaptadores de brida. Por el contrario, 40 la primera y la segunda via 138 y 140 terminan simplemente en un agujero (o salida segun el caso) en las respectivas mitades de la primera parte de carcasa 122 y la segunda parte de carcasa 124. En la forma de realizacion de la figura 8, los extremos 144 del conducto desechable se pueden construir opcionalmente para que incluyan adaptadores 146 que estan disenados para interconectar o conectar con otros componentes. El adaptador especffico 146 puede incluir un elemento de sellado, junta de estanqueidad o similar que se puede usar para crear 45 un sellado de fluidos con otro dispositivo o componente. Naturalmente el adaptador especffico 146 puede variar segun la aplicacion especffica en la que se use el sistema de valvulas encapsuladas 120.
Las figuras 9 a 11 ilustran un sistema de valvulas encapsuladas 150 segun otra forma de realizacion. El sistema de valvulas encapsuladas 150 incluye una primera parte de carcasa 152, una segunda parte de carcasa 154 y un 50 conducto desechable 156 que, en un estado ensamblado, esta interpuesto entre la primera parte de carcasa 152 y la segunda parte de carcasa 154. El sistema de valvulas encapsuladas 150 incluye ademas una pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174. Como se ve en las figuras 9 a 11, los accionadores de valvula de estrangulacion 160, 162, 164, 166 estan montados en la segunda parte de carcasa 154, mientras que el accionador de valvula de estrangulacion 168 esta montado en la primera parte de carcasa 152. 55 El resto de accionadores de valvula de estrangulacion 170, 172, 174 estan montados a lo largo de la interconexion o junta 176 creada entre la primera parte de carcasa 152 y la segunda parte de carcasa 154. Estos accionadores de valvula de estrangulacion 170, 172, 174, por lo general, estan orientados perpendiculares u ortogonales a los accionadores de valvula de estrangulacion 160, 162, 164, 166, 168. Aunque en las figuras 9 a 11 se ilustran ocho (8) accionadores de valvula de estrangulacion, se pueden incluir mas o menos dependiendo de la configuracion 60 especffica del sistema de valvulas encapsuladas 150.
En referencia a las figuras 9 y 10, la primera parte de carcasa 152 tiene una primera superficie enfrentada 178 que incluye una pluralidad de vfas de bifurcacion 180 formadas como una cavidad en la primera superficie enfrentada 178 de la primera parte de carcasa 152. En particular, las cavidades que forman la pluralidad de vfas de bifurcacion 5 180 se pueden fresar, labrar o moldear en la primera superficie enfrentada 178, como se ha descrito previamente en este documento. De manera similar, como se ve mejor en la figura 11, la segunda parte de carcasa 154 tiene una segunda superficie enfrentada 182 e incluye una pluralidad de vfas de bifurcacion 184 formadas como una cavidad en la segunda superficie enfrentada 182 de la segunda parte de carcasa 154. Las cavidades formadas en la segunda superficie enfrentada 182 se pueden formar del mismo modo que las cavidades de la primera superficie 10 enfrentada 178. En particular, las vfas de bifurcacion 180, 184 estan formadas en la primera y en la segunda superficie enfrentada 178, 182, respectivamente, en forma invertida, de manera que las cavidades correspondientes coincidan para formar una via sustancialmente concentrica cuando la primera superficie enfrentada 178 se pone en contacto con (o muy cerca de) la segunda superficie enfrentada 182.
15 En referencia ahora a las figuras 9 a 11, la pluralidad de vfas de bifurcacion 180, 184 terminan en respectivos adaptadores de brida 186a, 186b, 188a, 188b, 190a, 190b, 192a, 192b, 194a, 194b, 196a, 196b. Cada adaptador de brida representa una mitad del adaptador de brida completo. Por consiguiente, cuando la primera superficie enfrentada 178 y la segunda superficie enfrentada 182 se juntan o estan muy cerca se forma el adaptador de brida completo. El adaptador de brida completo (por ejemplo, 186a y 186b) presenta una forma circular, aunque se 20 pueden utilizar otras geometnas. Los adaptadores de brida 186a, 186b, 188a, 188b, 190a, 190b, 192a, 192b, 194a, 194b, 196a, 196b se pueden formar para que se ajusten a las normas uniformes de la aplicacion o industria pertinente. Aunque se contempla que los adaptadores de brida 186a, 186b, 188a, 188b, 190a, 190b, 192a, 192b, 194a, 194b, 196a, 196b se puedan disenar para que se ajusten a estas normas o convenciones comerciales, tambien se contempla que otros tamanos esten dentro del alcance de la invencion. Cada adaptador de brida 186a, 25 186b, 188a, 188b, 190a, 190b, 192a, 192b, 194a, 194b, 196a, 196b incluye opcionalmente una cavidad 198 (figura 9) que esta dimensionada para recibir un anillo o junta de estanqueidad similar al que se ha analizado en este documento en relacion con la forma de realizacion de las figuras 1 a 3.
Asimismo, como alternativa a los adaptadores de brida 186a, 186b, 188a, 188b, 190a, 190b, 192a, 192b, 194a, 30 194b, 196a, 196b que se han descrito anteriormente, las vfas de bifurcacion 180, 184 pueden terminar en remates de tubos planos u otros tipos de conectores conocidos para los expertos en la materia. Los conectores se pueden formar integrados en la primera y en la segunda parte de carcasa 152, 154 o se pueden sujetar tras la formacion de la primera y de la segunda parte de carcasa 152, 154. Por ejemplo, los remates o conectores se pueden soldar, adherir o fijar de otro modo a la primera y a la segunda parte de carcasa 152, 154. Los remates o conectores se 35 pueden configurar para que se adapten a otros tipos de uniones mecanicas o termosoldables conocidas para los expertos en la materia. Opcionalmente, la primera y la segunda parte de carcasa 152, 154 pueden no tener adaptadores de brida, por ejemplo, como se ilustra en la figura 8.
En referencia a la figura 9, la primera parte de carcasa 152 y la segunda parte de carcasa 154 se pueden sujetar 40 entre sf por medio de una fijacion 200. La fijacion 200 es un tornillo o perno que atraviesa aberturas 202 que estan situadas en la primera parte de carcasa 152 y en la segunda parte de carcasa 154. La sujecion 200 puede incluir otros dispositivos tales como abrazaderas, pernos o similares. Se puede incluso usar una union adhesiva entre la primera parte de carcasa 152 y la segunda parte de carcasa 154. Las sujeciones 200 estan configuradas para que sean extrafbles, de manera que la primera parte de carcasa 152 se pueda separar de la segunda parte de carcasa 45 154 para extraer el conducto desechable interno 156.
Como se ve mejor en las figuras 10 y 11, a lo largo de partes previamente seleccionadas de las vfas de bifurcacion 180, 184 hay provistas aberturas 206 que estan dimensionadas para recibir un elemento de estrangulacion 208 (se ve en la figura 10) de respectivos accionadores de valvula de estrangulacion 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 50 174). Las distintas aberturas 206 estan asociadas a un accionador respectivo segun se ha descrito en este documento. Las posiciones de las distintas aberturas 206 se eligen para proporcionar la capacidad de regular por valvula o dar entrada a un medio fluido en una o mas vfas de bifurcacion seleccionadas 180, 184 segun se ha descrito previamente.
55 Una ventaja de tener accionadores de valvula de estrangulacion 170, 172, 174 situados a lo largo de la junta o interconexion 176 formada entre la primera parte de carcasa 152 y la segunda parte de carcasa 154 es que se reduce el espacio ocupado o tamano total del sistema de valvulas encapsuladas 150. Esto es especialmente importante dado que en una operacion o proceso espedfico se pueden usar varios sistemas de valvulas encapsuladas 150. Por ejemplo, como aspecto alternativo, el accionador 168 incluso se puede desplazar a una 60 posicion lateral a lo largo de la junta 176. Esto reducina la altura total del sistema de valvulas encapsuladas. Otra
ventaja de la forma de realizacion de las figuras 9 a 11 es que se puede reducir la cantidad de volumen residual de fluido contenido en el sistema de valvulas encapsuladas 150.
La figura 12 ilustra una forma de realizacion similar a la que se ilustra en la figura 5 a excepcion de que la segunda 5 parte de carcasa 86 no incluye adaptadores de brida 96a, 96b, 98a, 98b, 100a, 100b y 102a, 102b. La forma de realizacion que se ilustra en la figura 12 tampoco incluye un anillo o junta de estanqueidad 89 situado en los extremos del conducto desechable 88. Por el contrario, los extremos del conducto desechable 88 simplemente terminan en un extremo cortado que se puede acoplar a cualquier configuracion higienica o no higienica conocida para los expertos en la materia.
10
Aunque la figura 12 ilustra los accionadores de valvula de estrangulacion 88, 90, 92 en laterales opuestos de la primera y de la segunda parte de carcasa 84, 86, se deberfa entender que los accionadores de valvula de estrangulacion 88, 90, 92 pueden estar situados a lo largo de una junta como la que se ilustra en las figuras 9 a 11. Lo mismo es aplicable a la forma de realizacion de la figura 5.
15
Aunque se han mostrado y se han descrito formas de realizacion de la presente invencion, se pueden hacer distintas modificaciones sin apartarse del alcance de la presente invencion. Por lo tanto, la invencion no estarfa limitada, salvo a las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes.
Claims (12)
- REIVINDICACIONES1. Un sistema de valvulas encapsuladas (2, 80, 120, 150) para procesos de fluidos higienicos que comprende:5una primera parte de carcasa (4, 84, 122, 152) que tiene una primera superficie enfrentada (30, 85, 178), comprendiendo la primera superficie enfrentada (30, 85, 178) una pluralidad de vfas de bifurcacion (32, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 180) formadas como una cavidad en la primera superficie enfrentada, en la que la cavidad tiene forma semicilfndrica;10 una segunda parte de carcasa (6, 86, 124, 154) que tiene una segunda superficie enfrentada (36, 87, 182), que comprende la segunda superficie enfrentada (36, 87, 182) una pluralidad de vfas de bifurcacion (38, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 184) formadas como una cavidad en la segunda superficie enfrentada, en la que la cavidad tiene forma semicilfndrica;una pieza unitaria de conducto desechable (8, 88) hecha de tubos de polfmero sin reforzar configurada para estar 15 interpuesta entre la primera y la segunda parte de carcasa y dispuesta dentro de la cavidad de la primera superficie enfrentada y la cavidad de la segunda superficie enfrentada, la pieza unitaria de conducto desechable que tiene una pluralidad de bifurcaciones correspondientes a las vfas de bifurcacion de la primera parte de carcasa y de la segunda parte de carcasa y en la que las respectivas cavidades de la primera parte de carcasa y de la segunda parte de carcasa rodean concentricamente la pieza unitaria de conducto desechable en un exoesqueleto; y 20 una pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion de control automatico (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 88, 90, 92, 128, 130, 132, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174) montados en una o ambas de la primera parte de carcasa y la segunda parte de carcasa, teniendo la pluralidad de accionadores de valvula de estrangulacion respectivos elementos de estrangulacion configurados para contactar directamente y estrangular el conducto desechable en vfas de bifurcacion selectivas;25 una o mas sujeciones (54, 94, 134, 200) configuradas para mantener la primera parte de carcasa contra la segunda parte de carcasa para formar el exoesqueleto que impide la formacion de aneurismas en los tubos de polfmero sin reforzar cuando se exponen a fluido a alta presion.
- 2. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que la primera y la segunda parte de 30 carcasa (4, 6, 84, 86, 122, 124, 152, 154) comprenden un metal.
- 3. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que la primera y la segunda parte de carcasa (4, 6, 84, 86, 122, 124, 152, 154) comprenden un plastico.35 4. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de vfas debifurcacion (32, 38, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 180, 184) comprenden al menos una entrada y una pluralidad de salidas.
- 5. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de vfas de 40 bifurcacion (32, 38, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 180, 184) comprenden al menos una salida y una pluralidadde entradas.
- 6. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, que comprende ademas una parte de adaptador de brida (40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b, 96a, 96b, 98a, 98b, 100a, 100b, 102a, 102b, 186a, 186b, 188a, 188b, 190a, 190b, 192a, 192b, 194a, 194b, 196a, 196b) dispuesta en cada posicion45 en la que la pluralidad de vfas de bifurcacion (32, 38, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 180, 184) salen de la primera y de la segunda parte de carcasa (4, 6, 84, 86, 122, 124, 152, 154) o entran en estas.
- 7. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 6, comprendiendo el conducto desechable una pluralidad de juntas de estanqueidad (70, 89) dispuestas en extremos del mismo, la pluralidad de juntas de50 estanqueidad (70, 89) configuradas para encajar en respectivos adaptadores de brida (40a, 40b, 42a, 42b, 44a, 44b, 46a, 46b, 48a, 48b, 50a, 50b, 96a, 96b, 98a, 98b, 100a, 100b, 102a, 102b, 186a, 186b, 188a, 188b, 190a, 190b, 192a, 192b, 194a, 194b, 196a, 196b).
- 8. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de accionadores de 55 valvula de estrangulacion (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 88, 90, 92, 128, 130, 132, 160, 162, 164, 166, 168, 170,172, 174) comprenden accionadores de control neumatico.
- 9. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que los tubos de polfmero sin reforzar comprenden tubos de silicona.
- 10. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que las sujeciones (54, 94, 134, 200) son extrafbles.
- 11. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de vfas de 5 bifurcacion (32, 38, 104, 106, 108, 110, 138, 140, 142, 180, 184) comprenden una primera via (32, 38, 104, 106,108, 138, 140, 180, 184) que se extiende a traves de la primera y de la segunda superficie enfrentada, una segunda via (32, 38, 104, 106, 108, 138, 140, 180, 184) que se extiende a traves de la primera y de la segunda superficie enfrentada y una tercera via (32, 38, 110, 142, 180, 184) que conecta la primera y la segunda via.10 12. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 11, en el que un primer accionador de valvulade estrangulacion (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 88, 90, 92, 128, 130, 132, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174) esta montado en una de la primera parte de carcasa o la segunda parte de carcasa (4, 6, 84, 86, 122, 124, 152, 154), el primer accionador de valvula de estrangulacion configurado para estrangular el conducto desechable situado dentro de la primera via (32, 38, 104, 106, 108, 138, 140, 180, 184).15
- 13. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 12, en el que un segundo accionador de valvula de estrangulacion (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 88, 90, 92, 128, 130, 132, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174) esta montado en una de la primera parte de carcasa o la segunda parte de carcasa (4, 6, 84, 86, 122, 124, 152, 154), el segundo accionador de valvula de estrangulacion configurado para estrangular el conducto desechable20 situado dentro de la segunda via (32, 38, 104, 106, 108, 138, 140, 180, 184).
- 14. El sistema de valvulas encapsuladas de la reivindicacion 13, en el que un tercer accionador de valvula de estrangulacion (10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 88, 90, 92, 128, 130, 132, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174) esta montado en una de la primera parte de carcasa o la segunda parte de carcasa (4, 6, 84, 86, 122, 124, 152,25 154), el tercer accionador de valvula de estrangulacion configurado para estrangular el conducto desechable situado dentro de la tercera via (32, 38, 110, 142, 180, 184).
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