ITMI20081606A1 - Apparecchiatura per riempire un serbatoio d'olio - Google Patents

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ITMI20081606A1
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oil reservoir
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Duane H Anstead
Daniel Clautice
Charles R Granitz
Mark Hopper
Joshua D Smith
Mark E Zentgraf
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Gen Electric
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Description

«APPARECCHIATURA PER RIEMPIRE UN SERBATOIO D'OLIO»
SFONDO DELL'INVENZIONE
Le forme di realizzazione esemplificative riguardano generalmente turbomotori a gas e, più specificatamente, un'apparecchiatura per lo sfiato di serbatoi d'olio durante il riempimento mantenendo al tempo stesso pressioni appropriate nel serbatoio dell'olio durante l'operazione.
Impianti dell'olio di turbomotori a gas sono tipicamente pressurizzati a monte della pompa di alimentazione dell'olio per garantire che l'olio possa essere erogato in tutte le condizioni operative. Pressurizzazione del serbatoio dell'olio e mantenimento della pressione appropriata può garantire che pompe a valle del serbatoio abbiano a continuare a fornire olio al motore. Tuttavia, pressurizzazione del serbatoio non è richiesta durante il riempimento o rifornimento, ed il serbatoio deve essere sfiatato quando viene aggiunto olio. Vi sono due metodi che possono essere usati per riempire un serbatoio d'olio, cioè il riempimento a pressione e il riempimento per gravità. Il riempimento a pressione comporta il pompaggio d'olio attraverso un raccordo d'ingresso sul serbatoio dell'olio finché esso non scorre attraverso un'uscita. Il riempimento per gravità comporta il versamento dell'olio nel serbatoio finché quest'ultimo non si è riempito.
Com'è mostrato in Figura 1, un tipico serbatoio 100 per olio include un contenitore o serbatoio 102 e un complesso 104 a coperchio di riempimento avente un coperchio di riempimento 106 ed una valvola 108. Il serbatoio 100 dell'olio include pure una valvola di pressurizzazione 100, un orifizio di sfiato 112 ed un'asticella a immersione 114. In alcuni sistemi, un oblò di ispezione o un sistema di tracimatura possono essere stati impiegati al posto dell'asticella di livello 114 per misurare il livello dell'olio entro il serbatoio 100. La valvola di pressurizzazione 110 garantisce che il serbatoio 100 sia mantenuto ad una pressione sostanzialmente costante superiore alla pressione di sfiato. Tipicamente, essa è posizionata in corrispondenza della sommità del serbatoio 100. Dopo l'arresto del motore, la pressione nel serbatoio viene sfogata attraverso l'orifizio di sfiato o sfogo 112. L'orifizio di sfiato 112 è tipicamente piccolo così da non impedire il funzionamento della valvola di pressurizzazione 110, consentendo al tempo stesso il verificarsi dello sfiato.
Durante il funzionamento normale, il coperchio di riempimento 106 mantiene la pressione ed impedisce al serbatoio 100 dell'olio di perdere. Se il coperchio o cappellotto di riempimento 106 non dovesse essere applicato, allora il serbatoio 100 deve rimanere pressurizzato e sigillato. Ciò può tipicamente essere realizzato tramite l'uso di una valvola, come la valvola 108. La pressione del serbatoio 100 chiuderà la valvola 108 per cui, se il coperchio o cappellotto 106 dovesse non essere applicato dopo il riempimento, o se il complesso del coperchio 104 non dovesse essere montato correttamente, il serbatoio 100 non sarà afflitto da perdite e la pressione sarà normalmente mantenuta.
Le Figure 2-5 mostrano un tipico serbatoio 100 dell'olio in stadi di funzionamento differenti. Il coperchio di riempimento 106 è mostrato in trasparenza, in condizione non applicata o rimossa. La Figura 2 illustra il serbatoio 100 dell'olio durante il funzionamento normale. La valvola di pressurizzazione 110 mantiene la pressione nel serbatoio 100 mentre la pressione mantiene chiusa la valvola 108. La Figura 3 illustra il serbatoio 100 mentre esso viene riempito. La prevalenza dell'olio (cioè la pressione dell'olio entrante), spinge in apertura la valvola 108 così da ammettere l'olio nel serbatoio 100 e l'aria spostata essendo sfogata o sfiatata fuori dal serbatoio 100 all'indietro attraverso il coperchio di riempimento 106. La Figura 4 mostra il serbatoio 100 quando il livello dell'olio è superiore alla valvola 108. Durante questo stadio del processo di riempimento, l'aria sfiata attraverso l'orifizio di sfiato o sfogo 112. In Figura 5, il serbatoio 100 si è riempito. Col progredire della tecnologia dei turbomotori a gas, per garantire pressione appropriata in corrispondenza dell'ingresso della pompa, la dimensione dell'orifizio di sfiato può dover essere limitata. Ciò può non consentire di dimensionare l'orifizio di sfiato successivamente grande da permettere sfiato appropriato durante il riempimento una volta che il livello dell'olio si trovi al di sopra della valvola 108. Ciò può determinare velocità di riempimento inappropriatamente basse e più lunghe visite di servizio o manutenzione.
BREVE DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE
Le forme di realizzazione esemplificative qui descritte tentano di risolvere o alleviare questi problemi fornendo apparecchiatura per sfiatare il serbatoio durante il riempimento e la chiusura, mantenendo al tempo stesso pressione appropriata durante l'operazione o funzionamento. In una forma di realizzazione esemplificativa, un complesso di coperchio di riempimento per un serbatoio d'olio avente un livello di riempimento completo può includere una prima valvola almeno parzialmente al di sopra del livello di riempimento completo per sfiatare aria da detto serbatoio dell'olio durante un'operazione di riempimento ed una seconda valvola normalmente sollecitata verso una posizione aperta. In un'altra forma di realizzazione esemplificativa, il serbatoio dell'olio può includere un contenitore-serbatoio, un orifizio di sfiato associato con tale contenitore e dimensionato in maniera tale da sfiatare il contenitore durante un'operazione di riempimento o rifornimento. Il serbatoio dell'olio può pure includere una valvola disposta entro l'orifizio di sfiato per restringere o strozzare l'orifizio di sfiato, durante il funzionamento normale. In ancora un'altra forma di realizzazione esemplificativa, un serbatoio dell'olio avente un livello di riempimento completo può includere un contenitore-serbatoio, ed un complesso di coperchio o cappuccio di riempimento associato con il serbatoio. Il complesso del coperchio di riempimento può avere una valvola a galleggiante disposta almeno parzialmente al di sopra di detto livello di riempimento completo per sfiatare il serbatoio dell'olio durante un'operazione di riempimento.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La Figura 1 è una vista in sezione trasversale schematica di un serbatoio d'olio noto.
La Figura 2 è una vista in sezione trasversale schematica di un serbatoio per olio noto durante il funzionamento normale.
La Figura 3 è una vista in sezione trasversale schematica di un serbatoio d'olio che viene riempito. La Figura 4 è una vista in sezione trasversale schematica di un serbatoio d'olio noto quando l'olio si trova ad un livello particolare.
La Figura 5 è una vista in sezione trasversale schematica di un serbatoio per olio noto quando in condizione riempita.
La Figura 6 è una vista in sezione trasversale schematica di una forma di realizzazione esemplificativa di un serbatoio d'olio.
La Figura 7 è una vista in sezione trasversale schematica di un'altra forma di realizzazione esemplificativa di un serbatoio d'olio mostrato durante il funzionamento con il coperchio di riempimento rimosso.
La Figura 8 è una vista in sezione trasversale schematica della forma di realizzazione esemplificativa di Figura 7 mostrata durante il riempimento.
La Figura 9 è una vista in sezione trasversale schematica di una forma di realizzazione esemplificativa di un complesso a coperchio di riempimento.
La Figura 10 è una vista in sezione trasversale schematica di un'altra forma di realizzazione esemplificativa di un complesso a coperchio di riempimento.
La Figura 11 è una vista in sezione trasversale schematica ingrandita di una forma di realizzazione esemplificativa di un orifizio di sfiato per un serbatoio d'olio durante il funzionamento normale.
La Figura 12 è una vista in sezione trasversale schematica ingrandita della forma di realizzazione esemplificativa di un orifizio di sfiato di Figura 11 durante il riempimento.
La Figura 13 è una vista in sezione trasversale schematica ingrandita di una forma di realizzazione esemplificativa di un orifizio di sfiato per un serbatoio d'olio durante funzionamento normale.
La Figura 14 è una vista in sezione trasversale ingrandita schematica della forma di realizzazione esemplificativa di un orifizio di sfiato di Figura 13 durante il riempimento.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
La Figura 6 illustra una vista schematica in sezione trasversale di una forma di realizzazione esemplificativa di un serbatoio d'olio. Il serbatoio d'olio 600 può includere un contenitore-serbatoio 602, un complesso 604 a coperchio di riempimento ed una valvola di pressurizzazione 606. Il complesso a coperchio di riempimento 604 può includere una valvola 608, un'asta di livello 610 ed un coperchio di riempimento 612. Come un ordinario esperto del ramo comprenderà, qualsiasi valvola qui descritta può essere un qualsiasi tipo di valvola noto nel campo come, senza essere limitate a queste, valvole a cerniera, valvole a sfera e valvole a fungo. L'ordinario esperto del ramo comprenderà pure che le valvole possono normalmente essere sollecitate ad una posizione aperta o ad una posizione chiusa in maniera tale che una certa forza dovrà essere superata per commutare o far passare la valvola da una posizione aperta ad una posizione chiusa o da una posizione chiusa ad una posizione aperta. La valvola 608 può essere collegata al complesso 604 del coperchio di riempimento tramite un connettore 614. In questa particolare forma di realizzazione esemplificativa, la valvola 608 è una valvola a cerniera ed il connettore 614 è una cerniera ma, tuttavia, può essere usata qualsiasi disposizione di valvola e di connettore. La valvola 608 può essere disposta in modo tale che il connettore 604 sia posizionato al di sopra del completo livello di riempimento 616 del serbatoio 602. Ciò può consentire ad aria di fluire fuori dal serbatoio 602 attraverso l'intercapedine 618 durante il riempimento. Se il coperchio 612 non dovesse essere applicato dopo il riempimento, o il complesso del coperchio di riempimento 604 non dovesse essere assemblato correttamente, allora la valvola 608 potrà poggiare contro la sede 620 durante il funzionamento normale per chiudere a tenuta il serbatoio 602 ed il complesso del coperchio di riempimento 604.
La valvola 608 può essere realizzata galleggiante in modo da ridurre la quantità di forza richiesta per aprire la valvola durante il riempimento. La proprietà di galleggiamento può essere ottenuta in una pluralità di modi. Ad esempio, la valvola 608 può essere costituita da materiali galleggianti oppure può avere una costruzione cava. Ulteriori esempi possono includere, senza essere limitati a questi, fissaggio di un galleggiante, come il galleggiante 622, o realizzazione di tagli nel fondo della valvola per catturare bolle d'aria. La valvola di pressurizzazione 606 può includere una valvola a sfera 624, una sede valvolare 626, una molla 628 ed un orifizio di sfiato 630. L'asticina di livello 612 può essere usata per determinare il livello dell'olio nel serbatoio 600. Come risulterà noto ad un ordinario esperto del ramo, un oblò di vetro di ispezione, un sistema di tracimatura, e/o altri dispositivi similari per determinare il livello dell'olio entro il serbatoio 600 possono essere usati al posto dell'asticina di livello 610.
Le Figure 7 e 8 illustrano una vista schematica in sezione traversale di un'altra forma di realizzazione esemplificativa di un serbatoio d'olio. La Figura 7 mostra il serbatoio dell'olio durante il funzionamento normale. La Figura 8 mostra il serbatoio dell'olio durante il riempimento. La forma di realizzazione esemplificativa illustrata nelle Figure 7-8 è simile alla forma di realizzazione esemplificativa illustrata in Figura 6 tranne per il complesso del coperchio di riempimento. Com'è illustrato nelle Figure 7-8, il serbatoio 700 dell'olio può avere un complesso di coperchio o tappo di riempimento 702, che può includere una valvola 704, un'asticina di livello 706 ed un coperchio o tappo di riempimento 708. La valvola 704 può essere collegata al complesso 702 del tappo di riempimento attraverso un connettore 710 e può essere normalmente sollecitata verso una posizione chiusa. In questa particolare forma di realizzazione esemplificativa, la valvola 704 è una valvola a cerniera e il connettore 710 è una cerniera. Tuttavia, può essere impiegata qualsiasi disposizione a cerniera e a connettore. Il complesso 72 del coperchio di riempimento può avere una valvola 712 disposta al di sopra del livello di riempimento completo 714. La valvola 712 può essere sollecitata verso una posizione aperta. Se il coperchio 708 non dovesse essere applicato dopo il riempimento o il complesso del coperchio 702 non dovesse essere assemblato correttamente, allora la valvola 712 sarà chiusa durante il funzionamento normale a causa della pressione all'interno del serbatoio 716, superando la sollecitazione associata nel mantenimento della valvola in stato aperto. In una forma di realizzazione esemplificativa, tale sollecitazione può essere la forza di gravità. Durante procedure di riempimento, la valvola 712 deve essere aperta, com'è rappresentato in Figura 8 in modo da consentire ad aria di sfiatare all'esterno del serbatoio dell'olio 700, quando il livello dell'olio è superiore al connettore 710. Come è mostrato nelle Figure 7-8, la valvola 712 può essere una valvola a sfera.
La Figura 9 una vista schematica in sezione trasversale di una forma di realizzazione esemplificativa di un complesso a tappo di riempimento. Il complesso a tappo o coperchio di riempimento 900 può avere una valvola 902, un'asticina di livello 904 ed un coperchio o tappo di riempimento 906. In questa particolare forma di realizzazione esemplificativa, la valvola 902 è una valvola a sfera che può avere una pluralità di fori 908. La valvola 902 può essere normalmente sollecitata ad una posizione aperta. I fori 908 possono consentire all'olio di scorrere nel serbatoio presso la valvola agendo nel contempo come un vaglio o setaccio grossolano. Il complesso del coperchio o tappo di riempimento 900 può avere una valvola 910 disposta al di sopra del completo livello di riempimento. La valvola 910 può pure essere una valvola a sfera avente una pluralità di fori 914. Se il coperchio di riempimento dovesse essere rimosso o non assemblato, la valvola 910 sarà chiusa durante il funzionamento normale a causa della pressione all'interno del serbatoio 916 forzante la sfera 918 ad attuare sigillatura contro la sede 920. Durante procedure di riempimento, la valvola 910 sarebbe aperta, com'è rappresentato in Figura 9, per consentire ad aria di sfiatare all'esterno del complesso del coperchio di riempimento 900 attraverso fori 914.
La Figura 10 una vista schematica in sezione trasversale di un'altra forma di realizzazione esemplificativa di un complesso a coperchio di riempimento. Il complesso a coperchio di riempimento 1000 può avere una valvola 1002, un'asticina di livello (non mostrata) e un coperchio di riempimento (non mostrato) La valvola 1002 può essere normalmente sollecitata verso una posizione aperta. in questa particolare forma di realizzazione esemplificativa, la valvola 1002 è una valvola a sfera che può avere una pluralità di fori 1004. I fori 1004 possono consentire all'olio di scorrere nel serbatoio presso la sfera, agendo pure nel contempo come un vaglio grossolano. Il complesso 1000 del coperchio di riempimento può pure avere una valvola 1006 disposta al di sopra del livello di riempimento completo o pieno 1008 e normalmente sollecitata verso una posizione chiusa. La valvola 1006 può pure essere una valvola a cerniera, e può pure avere una pluralità di fori 1018 disposti in essa per agire come un vaglio grossolano. La valvola a cerniera 1006 può essere posizionata in modo tale che olio può scorrere attraverso di essa come pure attraverso la valvola 1002. Se il coperchio di riempimento dovesse essere rimosso o non assemblato, allora le valvole 1002 e 1006 sarebbero chiuse durante il funzionamento normale a causa del fatto che la pressione all'interno del contenitore-serbatoio 1010 forzerà la sfera 1012 ad attuare sigillatura contro la sede 1014 e forzerà la valvola a cerniera 1006 ad attuare sigillatura o tenuta contro la sede 1016. Durante le procedure di riempimento, la valvola 1006 sarà aperta, com'è mostrato in Figura 10, per consentire ad aria di sfogare all'esterno del complesso del coperchio di riempimento 1000 attraverso la valvola 1006.
Le Figure 11-14 illustrano un'altra forma di realizzazione esemplificativa di un serbatoio d'olio. Com'è mostrato nelle Figure 11-14, il serbatoio 1100 dell'olio può includere una valvola di pressurizzazione 1102 ed un orifizio di sfiato 1104. L'orifizio di sfiato 1104 può essere dimensionato in modo tale che aria può essere sfiatata attraverso di esso durante il riempimento. Per mantenere sufficientemente la pressione entro il serbatoio durante il funzionamento normale, l'orifizio di sfiato 1104 può dover essere chiuso o strozzato. Una forma di realizzazione esemplificativa per attuare tale strozzamento è rappresentata nelle Figure 11 e 12. Olio 1108 può scorrere attraverso l'orifizio di sfiato 1104 da una sorgente esterna, limitando così il flusso d'aria attraverso l'orifizio di sfiato 1104. L'olio 1108 può agire come una valvola entro l'orifizio di sfiato 1104 per cui, durante il funzionamento normale, l'orifizio di sfiato 1104 è chiuso o strozzato e, durante un'operazione di riempimento, l'orifizio di sfiato 1104 è aperto o non strozzato consentendo ad aria 1110 di sfiatare attraverso l'orifizio di sfiato 1104. Un'altra forma di realizzazione esemplificativa per la strozzatura è illustrata nelle Figure 13 e 14. Una valvola 1106 può essere posizionata nell'orifizio di sfiato 1104. Durante il riempimento, la valvola 1106 può essere aperta consentendo ad aria 1110 di passare liberamente attraverso l'orifizio di sfiato 1104. Durante il funzionamento, la valvola 1106 può essere azionata per chiudere l'orifizio di sfiato 1104. La valvola 1106 può essere azionata in una pluralità di modi tra cui, senza essere limitati a questi, pressione d'aria, pressione di carburante, pressione d'olio, oppure elettronicamente.
Tramite l'impiego delle forme di realizzazione esemplificative qui descritte, sfiato appropriato può essere mantenuto durante l'intera operazione di riempimento consentendo al tempo stesso normale pressurizzazione del serbatoio durante normale funzionamento del motore. Ciò può consentire al serbatoio dell'olio di essere riempito in un tempo ragionevole e garantire che pressione abbia ad essere mantenuta entro il serbatoio durante il funzionamento normale del motore. Le forme di realizzazione esemplificative qui descritte garantiscono pure che, se il coperchio di riempimento non dovesse essere applicato dopo il riempimento, o se il complesso del coperchio di riempimento non dovesse essere assemblato correttamente, il serbatoio non subirà perdite e la pressione sarà mantenuta normalmente.
Benché le forme di realizzazione esemplificative qui descritte e rivendicate siano state dirette ad olio, l'ordinario esperto del ramo comprenderà che le forme di realizzazione esemplificative potrebbero essere applicate a qualsiasi fluido, come ad esempio, senza essere limitati a questi, fluido idraulico, acqua, refrigerante, carburante, etc. Similmente, il serbatoio dell'olio non è limitato ad un contenitore per olio ma potrebbe essere un qualsiasi contenitore per immagazzinare i fluidi elencati precedentemente.
La descrizione scritta illustra forme di realizzazione esemplificative tra cui il modo migliore previsto per consentire ad una qualsiasi persona esperta nel ramo di impiegare le forme di realizzazione esemplificative stesse. L'ambito di brevettabilità è definito dalle rivendicazioni e può includere altri esempi che si presenteranno agli esperti del ramo. Questi altri esempi devono essere considerati come rientranti entro l'ambito protettivo delle rivendicazioni, se essi hanno elementi strutturali che non differiscono dal linguaggio letterale delle rivendicazioni, o se essi includono elementi strutturali equivalenti con differenze non sostanziali dai termini letterali delle rivendicazioni.
Elenco delle Parti della Pratica 135248
100 Serbatoio d'olio 902 Valvola
102 Contenitore serbatoio 904 Asticina di misurazione del livell 104 Complesso di coperchio di 906 Coperchio di riempimento riempimento
106 Coperchio di riempimento 908 Fori
108 Valvola 910 Valvola
110 Valvola di pressurizzazione 914 Fori
112 Orifizio di sfiato 916 Serbatoio
114 Asticina di misura del livello 918 Sfera
600 Serbatoio dell'olio 920 Sede
602 Serbatoio 1000 Complesso a coperchio di riempimento
604 Complesso di coperchio di 1002 Valvola
riempimento
606 Valvola di pressurizzazione 1004 Fori
608 Valvola 1006 Valvola
610 Asticina di misurazione del livello 1008 Livello di riempimento completo 612 Coperchio di riempimento 1010 Serbatoio
614 Connettore 1012 Sfera
616 Livello di riempimento completo 1014 Sede
618 Intercapedine 1016 Sede
620 Sede 1100 Serbatoio dell'olio
622 Galleggiante 1102 Valvola di pressurizzazione
624 Valvola a sfera 1104 Orifizio di sfiato
626 Sede della valvola 1106 Valvola
628 Molla 1108 Olio
630 Orifizio di sfiato 1110 Aria
700 Serbatoio dell'olio
702 Complesso di coperchio di
riempimento
704 Valvola
706 Asticina di misurazione del livello
708 Coperchio di riempimento
710 Connettore
712 Valvola
714 Livello di riempimento completo
900 Complesso a coperchio di
riempimento

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Complesso di coperchio di riempimento (702, 900, 1000) per un serbatoio d'olio (700) avente un livello di riempimento completo (714, 1008) comprendente: una prima valvola (712, 910, 1006) almeno parzialmente al di sopra di detto livello di riempimento completo (714, 1008) per sfiatare aria da detto serbatoio (700) dell'olio durante un'operazione di riempimento; una seconda valvola (704, 902, 1002) sollecitata normalmente verso una posizione aperta.
  2. 2. Complesso di coperchio di riempimento (702, 900, 1000) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima valvola (712, 910, 1006) è normalmente sollecitata verso una posizione chiusa.
  3. 3. Complesso di coperchio di riempimento (702, 900, 1000) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima valvola (712, 910, 1006) è normalmente sollecitata verso una posizione aperta.
  4. 4. Complesso di coperchio di riempimento (702, 900, 1000) secondo la rivendicazione 1, in cui detta seconda valvola (704, 902, 1002) è disposta al di sotto di detto livello di riempimento completo.
  5. 5. Serbatoio d'olio (1100) comprendente: un contenitore-serbatoio (1010); un orifizio di sfiato (1104) associato con detto contenitore-serbatoio (1010), detto orifizio di sfiato (1104) essendo dimensionato in modo da sfiatare detto serbatoio (1010) durante un'operazione di riempimento; e una valvola (1106) disposta entro detto orifizio di sfiato (1104) per strozzare detto orifizio di sfiato (1104) durante il funzionamento normale.
  6. 6. Serbatoio d'olio (1100) secondo la rivendicazione 5, in cui detta valvola (1106) è olio scorrente attraverso l'orifizio di sfiato (1104) da una sorgente esterna.
  7. 7. Serbatoio d'olio secondo la rivendicazione 5, in cui detta valvola (1106) è una valvola azionata.
  8. 8. Serbatoio d'olio (600) avente un livello di riempimento completo (616), comprendente: un contenitore serbatoio (602); un complesso a coperchio di riempimento (604) associato con detto contenitore serbatoio (602), detto complesso a coperchio di riempimento (604) comprendendo una valvola a galleggiante (608) disposta almeno parzialmente al di sopra di detto livello di riempimento completo (616) per sfiatare detto serbatoio (600) dell'olio durante un'operazione di riempimento.
  9. 9. Serbatoio d'olio (600) secondo la rivendicazione 8, in cui detta valvola (608) include un galleggiante (622).
  10. 10. Serbatoio d'olio (600) secondo la rivendicazione 8 in cui detta valvola (608) è una valvola a cerniera galleggiante.
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