FR2623427A1 - PNEUMATIC TURBO-SEPARATOR - Google Patents
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- B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
- B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes
Abstract
L'invention se rapporte à la séparation pneumatique des solides. Ce turbo-séparateur pneumatique, destiné à séparer des matières solides en différentes fractions granulométriques, est du type qui comprend des turbo-éléments assemblés au rotor. Pour supprimer les inconvénients d'usure rapide et de difficulté de remplacement des turbo-éléments, les turbo-éléments 15, 16, 17 qui sont fixés aux disques annulaires 11', 12, 13, 14 sont faits d'une matière résistante à l'usure et sont fixés aux disques annulaires par des liaisons démontables. Principales applications : séparation d'une fraction fine.The invention relates to the pneumatic separation of solids. This pneumatic turbo-separator, intended to separate solids into different particle size fractions, is of the type which comprises turbo-elements assembled to the rotor. To eliminate the drawbacks of rapid wear and the difficulty of replacing the turbo-elements, the turbo-elements 15, 16, 17 which are fixed to the annular discs 11 ', 12, 13, 14 are made of a material resistant to water. 'wear and are fixed to the annular discs by removable links. Main applications: separation of a fine fraction.
Description
1i - 2623427 L'invention se rapporte à un turbo-séparateur1i - 2623427 The invention relates to a turbo separator
pneumatique destiné à séparer des matières solides granu- tire for separating granular solids
laires en différentes fractions granulométriques, compo- different particle size fractions,
sé d'un carter cylindrique qui est muni d'une partie in- of a cylindrical housing which is provided with a
férieure conique et de raccordements pour l'introduction conical bell and connections for the introduction
et l'évacuation de solides et de gaz, ainsi que d'un ro- and the evacuation of solids and gases, as well as a rock
tor de séparateur, monté en position centrale dans le carter, sur un arbre d'entratnement et qui présente au separator torch, mounted centrally in the crankcase, on a drive shaft and which
moins deux disques annulaires montés sur l'arbre d'en- minus two annular disks mounted on the shaft of
traînement à un certain écartement mutuel et munis à leur périphérie de turbo-éléments uniformément répartis at a certain distance from one another and provided at their periphery with uniformly distributed turbo-elements
sur la circonférence.on the circumference.
On connaît déjà, - par le brevet européen 0-023 320, un turbo-séparateur pneumatique du genre de construction ci-dessus dans lequel les turboéléments montés extérieurement sur les disques annulaires sont fixés rigidement aux disques annulaires. Toutefois, état donné que, dans le fonctionnement du turbo-séparateur pneumatique, les turbo-éléments sont exposés à une usure plus ou moins forte, ils doivent être remplacés de temps à autre. Malheureusement, dans ce cas, le remplacement des turboéléments uses par des éléments neufs est très coûteux en temps et en frais parce que, pour cela, on doit déposer le rotor du séparateur et séparer les turbo-éléments usés des disques annulaires au moyen de chalumeaux coupeurs ou équivalents. D'un autre côté, la European patent 0-023 320 already discloses a pneumatic turbo-separator of the above construction type in which the turboelements mounted externally on the annular disks are fixed rigidly to the annular disks. However, given that in the operation of the pneumatic turbo-separator, the turboelements are exposed to more or less wear, they must be replaced from time to time. Unfortunately, in this case, the replacement of used turbines with new elements is very expensive in time and expense because, for this, we must remove the rotor of the separator and separate the spent turbo-elements of the annular discs with torches cutters or equivalents. On the other hand,
fixation rigide des turbo-éléments aux disques an- rigid attachment of turbo-elements to
nulaires, par soudage, brasage ou équivalent implique aussi une somme importante de travail, de temps et de welding, brazing or equivalent also involves a significant amount of work, time and
frais, sans compter le fait que cette fixation est dif- costs, not to mention the fact that this fixation is dif-
ficile à exécuter dans de nombreux cas. A ceci s'ajoute le fait que ces turbo-éléments déjà connus doivent être remplacés relativement fréquemment parce qu'ils sont faits d'une matière ordinaire et non résistante à difficult to execute in many cases. Added to this is the fact that these already known turbo-elements must be replaced relatively frequently because they are made of an ordinary material and not resistant to
l'usure. La forte usure des turbo-éléments et la fréquen- wear. The high wear of turbo-elements and the frequency
ce résultante du remplacement des turbo-éléments usés par des neufs ont encore pour conséquence une grande this resultant replacement of used turbocharged elements with new ones
2 26234272 2623427
perte de matière qui, à son tour, conduit à une augmenta- loss of material which, in turn, leads to an increase in
tion des coûts.costs.
En partant de ce turbo-séparateur pneumatique Starting from this pneumatic turbo-separator
connu, le but de l'invention consiste à améliorer consi- known, the object of the invention is to improve the
dérablement les turbo-éléments, en particulier sous l'as- pect de leur configuration, de leur disposition et de turbo-elements, particularly in terms of their configuration, layout and
leur durabilité.their durability.
Ce problème est résolu par le fait que les tur- This problem is solved by the fact that
bo-éléments montés sur les disques annulaires sont faits d'une matière résistante à l'usure et sont assemblés aux disques annulaires par des liaisons démontables. Grâce Bo-elements mounted on the annular discs are made of a wear-resistant material and are assembled to the annular discs by removable links. grace
au fait que les turbo-éléments montés sur les disques an- turbo-elements mounted on the discs
nulaires sont faits d'une matière résistante -à l'usure, nails are made of a material resistant to wear,
la durabilité des turbo-éléments est très considérable- the durability of turbo-elements is very considerable-
ment améliorée et, de cette façon, ils n'ont à être rem- and in this way they need not be replaced
placés par des turbo-éléments neufs que relativement ra- placed by new turbo-elements that relatively
rement. On peut utiliser pour ces turbo-éléments, en qua- surely. For these turbo-elements, it is possible to use four
lité de matières résistantes à l'usure, des aciers à fort pourcentage d'alliage, des carbures de tungstène lity of wear-resistant materials, steels with a high percentage of alloy, tungsten carbides
frittés, des céramiques et équivalents. La haute durabi- sintered, ceramics and the like. The high durability
lité des matières de ce type conduit également à une ré- This type of material also leads to a
duction considérable des pertes de matière et des frais considerable loss of material and costs
liés à ces pertes. Etant donné que, en outre, les turbo- related to these losses. Since, in addition, turbo
éléments sont assemblés aux disques annulaires par des liaisons démontables, le remplacement des turbo-éléments elements are assembled to the annular disks by removable links, the replacement of the turbo-elements
usés par des neufs peut s'effectuer d'une façon particu- worn by new ones can be carried out in a particularly
lièrement simple et avec une somme de travail, de temps simple and with a lot of work, time
et de frais très réduite. En outre, dans cette opéra- and very low fees. In addition, in this operation
tion, on n'a pas à déposer le rotor de séparateur puis- tion, it is not necessary to remove the separator rotor
que le remplacement des turbo-éléments peut s'effectuer par le côté, à travers une ouverture refermable ménagée that the replacement of the turbo-elements can be carried out by the side, through a closed reclosable opening
dans la paroi du carter.in the housing wall.
Selon une autre caractéristique avantageuse de According to another advantageous characteristic of
l'invention, les disques annulaires sont munis intérieu- the invention, the annular discs are internally provided with
rement de segments annulaires, les turbo-éléments étant montés amovibles entre les segments annulaires. De cette annular segments, the turbo-elements being removably mounted between the ring segments. Of this
façon, le remplacement des turbo-éléments est particu- the replacement of turbo-elements is particularly
lièrement simple puisque, pour les remplacer, on a sim- simple because, to replace them, we simply
plement à débloquer le segment annulaire, qui peut être monté sur le disque annulaire par boulonnage ou d'une the annular segment, which can be mounted on the annular disk by bolting or
autre façon quelconque.some other way.
Les figures du dessin annexé, donné uniquement Figures in the attached drawing, given only
à titre d'exemiple, feront bien comprendre comment 1'in- as an example, will make clear how the
vention meut être réalisée. Sur ce dessin, la figure 1 représente en coupe longitudinale vention can be made. In this drawing, FIG. 1 represents in longitudinal section
un turbo-séparateur vneumatique équipé d'un rotor de sé- a turbo-pneumatic separator equipped with a rotor of se-
parateur, comprenant des disques annulaires disposés en paratrooper, comprising annular disks arranged in
étages les uns au-dessus des autres, et des turbo-élé- floors one above the other, and turbo-electric
ments placés entre ces disques; la figure 2 représente en coupe longitudinale placed between these discs; FIG. 2 represents in longitudinal section
et à échelle agrandie, un rotor de séparateur pneumati- and on an enlarged scale, a pneumatic separator rotor
que comprenant seulement deux disques annulaires dispo- that comprising only two annular discs
sés l'un au-dessus de l'autre à un certain écartement et des turboéléments placés entre ces disques; la figure 3 représente en coupe longitudinale one above the other at a certain distance and turboelements placed between these discs; FIG. 3 represents in longitudinal section
un turbo-séparateur pneumatique équipé d'un moteur d'en- a pneumatic turbo-separator equipped with a combustion engine
tratnement disposé au-dessous du rotor du séparateur et d'un plateau de distribution placé au-dessus et muni Tray arranged below the separator rotor and a distribution tray placed above it and provided with
d'un chargement de matière.a load of material.
Ainsi que la figure 1 le montre, le turbo-sépa- As Figure 1 shows, the turbo-sepa-
rateur pneumatique destiné a séparer des solides granu- pneumatic controller for separating granular solids
laires en différentes fractions granulométriques est com- in different particle size fractions is
posé d'un carter cylindrique 1 muni d'une partie infé- fitted with a cylindrical housing 1 with a lower
rieure conique 2 destinée à l'extraction de la fraction conical upper 2 for the extraction of the fraction
grossière. Une conduite 3 d'amenée de l'air de sépara- coarse. A pipe 3 for supplying the separating air
tion se raccorde latéralement au carter cylindrique 1, connected laterally to cylindrical housing 1,
dans une orientation tangentielle, tandis qu'une tubulu- in a tangential orientation, while a tubulu-
re 4 est montée en position supérieure sur le carter 1 re 4 is mounted in the upper position on the housing 1
du séparateur, l'air de séparation étant évacué latérale- the separator, the separation air being discharged laterally
ment du séparateur par cette tubulure, avec la fraction separator by this tubing, with the fraction
granulométrique fine, dans la direction des flèches 5. fine grain size in the direction of the arrows 5.
De part et d'autre de la tubulure 4, sont prévus des rac-' cordements 6 et 7 pour l'amenée des solides qu'il s'agit On both sides of the tubing 4, connections 6 and 7 are provided for feeding the solids which are
de séparer dans le séparateur pneumatique. to separate in the pneumatic separator.
4 26234274 2623427
Un arbre d'entraînement 8 qui est accouplé à un A drive shaft 8 which is coupled to a
moteur d'entratnement 9 équipé d'un réducteur 10, et mon- driving motor 9 equipped with a reducer 10, and
té sur la tubulure 4 pénètre de haut en bas dans le car- tubing 4 penetrates up and down in the car-
ter du séparateur, en position centrale. A l'extrémité inférieure de l'arbre d'entraînement 8, est fixé un ro- tor de séparateur 11 composé de trois étages de cages de séparateur et comprenant quatre disques annulaires 11', 12, 13 et 14 disposés les uns au-dessus des autres à un separator, in central position. At the lower end of the drive shaft 8 there is attached a separator rotor 11 consisting of three stages of separator cages and comprising four annular disks 11 ', 12, 13 and 14 arranged above one another. others to a
certain écartement, dont le disque annulaire extrême su- certain spacing, of which the extreme annular disk
périeur 14 est solidaire d'un disque de distribution de 14 is secured to a distribution disc of
matière. Des turbo-éléments 15, 16 et 17 uniformément ré- material. Turbo-elements 15, 16 and 17 uniformly
partis sur la circonférence sont agencés, entre les dis- circumferences are arranged between the
ques annulaires 11', 12, 13, 14, le long de la périphé- rings 11 ', 12, 13, 14, along the periphery
rie. Selon l'invention, ces turbo-éléments 15, 16 et 17, qui peuvent très avantageusement revêtir la forme de barreaux ou encore de plaques, sont faits d'une matière series. According to the invention, these turboelements 15, 16 and 17, which can very advantageously take the form of bars or plates, are made of a material
résistante à l'usure et, ainsi qu'on le voit sur la figu- resistant to wear and, as can be seen in the figure
re 2, ils sont assemblés aux disques annulaires 18 et 19 re 2, they are assembled to the annular disks 18 and 19
par des liaisons démontables.by removable links.
Les turbo-éléments du rotor de séparateur, qui sont constitués par des plaques 20 et montés par des The turboelements of the separator rotor, which consist of plates 20 and mounted by
liaisons démontables sont représentés d'une façon claire- demountable connections are clearly represented
ment visible sur la figure 2. Au disque annulaire supé- visible in Figure 2. The upper annular disk
rieur 19 est boulonné un autre disque annulaire 21 qui est muni d'évidements 22 adaptés au profil de la section transversale des plaques 20. Un disque annulaire 23 est 19 is bolted to another annular disc 21 which is provided with recesses 22 adapted to the profile of the cross-section of the plates 20. An annular disc 23 is
fixé au disque annulaire inférieur 18 en position exté- attached to the lower annular disc 18 in the outer position
rieure, tandis qu'à l'intérieur des plaques 20, est mon- higher, while inside the plates 20, is
té un disque annulaire 24 composé de plusieurs segments qui sont assemblés eux-mêmes au disque annulaire 18 par an annular disk 24 composed of several segments which are themselves assembled to the annular disc 18 by
des liaisons démontables, au moyen de vis ou équiva- removable links, by means of screws or equiva-
lents. A l'intérieur de ce disque annulaire 24 composé slow. Inside this annular disk 24 composed
de plusieurs segments, est prévu un autre anneau 25, as- several segments, there is provided another ring 25, as-
semblé au disque annulaire 18 par une liaison démonta- appeared in the annular disk 18 by a disassembled link
ble, et qui sert à tenir les éléments d'appui 26 agencés entre les disques annulaires 18 et 19. Par ailleurs, les disques annulaires 18 et 19 sont accouplés rigidement à l'arbre d'entraînement 29 par un fond conique 27 et des ble, and which serves to hold the bearing elements 26 arranged between the annular discs 18 and 19. Moreover, the annular discs 18 and 19 are rigidly coupled to the drive shaft 29 by a conical bottom 27 and
contrefiches 28.struts 28.
Le remplacement des turbo-éléments 15, 16, 17 et 20 représentés sur les figures -l et 2 s'effectue par The replacement of the turbo-elements 15, 16, 17 and 20 represented in FIGS. 1 and 2 is effected by
le côté et, plus précisément, à travers une ouverture mé- the side and, more precisely, through a metal opening
nagée dans la partie cylindrique 1 du carter, non repré- swung in the cylindrical part 1 of the housing, not shown
sentée en détail sur le dessin et qui peut être obturée felt in detail on the drawing and which can be closed
pour fermer la communication avec l'extérieur. Pour ce- to close the communication with the outside. For this-
la, on détache les segments annulaires du disque annulai- 1a, the annular segments are detached from the annular disk
re 24, représentés sur la figure 2, qui sont assemblés 24, shown in Figure 2, which are assembled
au disque annulaire 18 par des vis et on retire ces seg- to the annular disk 18 by screws and these segments are removed.
ments. Ensuite, on repousse la plaque 20 vers le bas et ments. Then, the plate 20 is pushed back down and
vers l'intérieur et, dans cette action, on la fait des- inward and, in this action, it is made
cendre à travers l'ouverture 30 en forme de fente qui est ménagée dans le disque annulaire 18, jusqu'à ce que ash through the slot-shaped aperture 30 formed in the annular disc 18, until
l'extrémité supérieure de la plaque 20 se trouve légère- the upper end of the plate 20 is slightly
ment au-dessous du disque annulaire 21. Maintenant, on below the annular disk 21. Now, we
peut tirer la plaque 20 vers l'extérieur entre les dis- can pull the plate 20 outwards between the
ques annulaires 18 et 19, en l'inclinant très légère- 18 and 19, with a very slight inclination
ment, et l'extraire du séparateur pneumatique. Le monta- and remove it from the pneumatic separator. The mountain
ge de la plaque 20 neuve s'effectue dans l'ordre de suc- The new plate is made in the order of success.
cession inverse, c'est-à-dire que l'on engage tout reverse transfer, that is to say that we commit everything
d'abord la plaque 20 par le côté, en enfonçant son extré- first the plate 20 from the side, pushing its end
mité inférieure sur une petite distance dans l'ouverture ,puis on l'introduit de bas en haut dans l'évidement lower mite over a small distance in the opening, then it is introduced from bottom to top in the recess
22 du disque annulaire 21 et, ensuite, on la met en bu- 22 of the annular disk 21, and then it is put in
tée par son extrémité inférieure contre le disque annu- bottom end against the annular disk.
laire extérieur 23. Finalement, on fixe du disque annu- 23. Finally, an annular disk is
laire 24 au disque annulaire 18 par boulonnage. 24 to the annular disk 18 by bolting.
De cette façon, le démontage des turbo-éléments In this way, disassembly of turbo-elements
usés et le montage des turbo-éléments neufs sont considé- used and the fitting of new turbo-elements are consid-
rablement simplifiés et ces opérations peuvent être exé- simplified and these operations can be carried out
cutées avec une très faible somme de travail, de temps et de frais. De plus, or n'a pas besoin de démonter le cut with a very small amount of work, time and expense. Moreover, gold does not need to disassemble the
rotor de séparateur pour remplacer les plaques ou bar- separator rotor to replace the plates or bar
reaux usés contre des plaques ou barreaux neufs, de sor- used against new plates or bars,
te que le montage et le démontage des turbo-éléments the assembly and disassembly of turbo-elements
sont en outre considérablement facilités. A ceci s'ajou- are furthermore greatly facilitated. In addition
te le fait que, selon l'invention, les turbo-éléments that, according to the invention, the turbo-elements
formés de plaques ou de barreaux sont faits d'une ma- formed of plates or bars are made of a
tière résistante à l'usure, de sorte que, comparative- wear-resistant, so that
ment aux turbo-éléments connus jusqu'à présent, ils pos- with the known turbo-elements so far, they can
sèdent une très grande durabilité et qu'on n'a donc à are very durable and therefore
les remplacer que très rarement. En outre, il peut quel- replace them only very rarely. In addition, he may
quefois être avantageux d'enlever plusieurs turbo-élé- It may be advantageous to remove several turbo
ments pour agir sur la finesse du produit final. D'un au- to act on the fineness of the final product. From another
tre côté, selon les conditions exigées dans chaque cas, les turboéléments peuvent différer les uns des autres side, depending on the conditions required in each case, turboelements may differ from each other
par leur forme et leur qualité dans les différentes zo- by their shape and quality in the different areas
nes de l'appareil, ceci afin d'optimiser l'effet de sépa- of the device, in order to optimize the separation effect
ration et de réduire les coûts d'acquisition ainsi que ration and reduce acquisition costs as well as
l'usure des turbo-éléments. Ceci est particulièrement im- the wear of turbo-elements. This is particularly important
portant dans le cas des turbo-séparateurs pneumatiques bearing in the case of pneumatic turbo-separators
dont le rotor de séparateur présente, ainsi que la figu- whose separator rotor presents, as well as the
re 1 le montre, plusieurs étages de cages de séparateur re 1 shows, several floors of separator cages
disposés les uns au-dessus des autres à un certain écar- arranged on top of one another at a certain
tement,et pour les séparateurs qui sont de dimensions re- and for separators that are
lativement grandes et qui doivent être calculés pour de latively large and which must be calculated for
grandes capacités de travail. En outre, selon l'inven- great working abilities. In addition, according to
tion, les turbo-éléments 15, 16, 17, 20 formés de bar- tion, the turboelements 15, 16, 17, 20 formed of bar-
reaux ou de plaques sont montés amovibles entre les dis- plates or plates are mounted between
ques annulaires 11', 12, 13, 14 ou, plus précisément, en- 11 ', 12, 13, 14 or, more specifically,
tre les disques 18 et 19, et, pendant le fonctionnement du séparateur pneumatique, ils peuvent être mis en appui discs 18 and 19, and during operation of the pneumatic separator, they can be supported
de l'intérieur vers l'extérieur contre les disques annu- from inside to outside against the annular discs
laires 21, 23 sous l'action des forces centrifuges, et 21, 23 under the action of centrifugal forces, and
être stabilisés par cette action.be stabilized by this action.
Dans le fonctionnement du turbo-séparateur pneu- In the operation of the tire turbo-separator
matique selon l'invention, l'air de séparation est amené according to the invention, the separation air is brought
tangentiellement au séparateur pneumatique par la condui- tangentially to the pneumatic separator by means of
te 3, et ensuite, il traverse en écoulement transversal, dans le sens des flèches 31, le produit chargé qui s'écoule de haut en bas et, dans cette action, il sépare la fraction fine du produit chargé et l'entraîne dans la direction d'écoulement représentée sur la figure 1, en 3, and then, in the direction of the arrows 31, it traverses the loaded product flowing from top to bottom in a transverse flow and, in this action, separates the fine fraction from the charged product and draws it into the flow direction shown in FIG.
passant entre les turbo-éléments 15, 16 et 17, pour l'in- passing between the turbo-elements 15, 16 and 17, for the in-
troduire dans le volume intérieur du rotor de séparateur 11 et, de là, il l'évacue de bas en haut en passant par troduce in the interior volume of the separator rotor 11 and from there it evacuates from bottom to top through
la tubulure 4. La fraction grossière, qui n'est pas en- the tubing 4. The coarse fraction, which is not
traînée par l'air de séparation,. atteint alors la partie- dragged by the separation air ,. then reaches the
inférieure conique 2, d'o elle est évacuée hors du sépa- lower conical 2, from where it is evacuated out of the sepa-
rateur pneumatique de haut en bas, dans le sens de la pneumatic controller from top to bottom, in the direction of
flèche 33.arrow 33.
Comme le montre la figure 3, le rotor de sépara- As shown in Figure 3, the separation rotor
teur 11 du turbo-séparateur pneumatique selon l'inven- 11 of the pneumatic turbo-separator according to the invention.
tion, qui est en principe analogue à celui de la figure tion, which is in principle similar to that of the figure
1, peut éventuellement et très avantageusement être ac- 1, can possibly and very advantageously be ac-
couplé à un moteur d'entraînement 34 fixé au carter du séparateur, audessous du rotor de séparateur 11, dont coupled to a drive motor 34 attached to the separator housing, below the separator rotor 11, which
l'arbre d'entraînement 35 s'étend de bas en haut en posi- the drive shaft 35 extends from bottom to top in position
tion centrale à travers le rotor de séparateur 11, cet arbre étant muni à son extrémité supérieure, et à savoir au-dessus de l'extraction de l'air de séparation 36, d'un plateau de distribution 37 sur lequel les matières solides à séparer sont chargées en position centrale par through the separator rotor 11, this shaft being provided at its upper end, and namely above the extraction of the separation air 36, a distribution plate 37 on which the solids to separate are loaded in central position by
le haut (flèche 38). Avec cette configuration du turbo- the top (arrow 38). With this turbo configuration
séparateur pneumatique, on obtient une répartition parti- pneumatic separator, a partial distribution is obtained.
culièrement régulière et homogène du produit chargé dans la fente annulaire qui entoure le rotor de séparateur 11 et on améliore ainsi l'effet de séparation.' En même temps, la désagrégation du produit chargé. est améliorée The product is loaded in the annular slit surrounding the separator rotor 11, and the separation effect is thereby improved. At the same time, the disintegration of the product loaded. is improved
et on évite dans une large mesure les défauts d'extrac- and to a large extent avoid extractive defects.
tion. Par ailleurs, cette configuration du turbo-sépara- tion. In addition, this configuration of the turbo-separator
teur pneumatique selon l'invention permet de simplifier pneumatic actuator according to the invention makes it possible to simplify
notablement la construction et le mode de fonctionne- the construction and mode of operation
ment.is lying.
Il va de soi que diverses modifications pour- It goes without saying that various modifications
ront être apportées par l'homme de l'art aux machines be brought by those skilled in the art to the machines
qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exem- which have just been described as examples only
ples non limitatifs, notamment par substitution des moyens techniques équivalents, sans pour cela sortir du non-restrictive methods, in particular by substituting the equivalent technical means, without for
cadre de l'invention.framework of the invention.
9 26234279 2623427
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