JP2003144885A - 混合装置 - Google Patents

混合装置

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JP2003144885A
JP2003144885A JP2001348596A JP2001348596A JP2003144885A JP 2003144885 A JP2003144885 A JP 2003144885A JP 2001348596 A JP2001348596 A JP 2001348596A JP 2001348596 A JP2001348596 A JP 2001348596A JP 2003144885 A JP2003144885 A JP 2003144885A
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嘉宏 池上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュとチョッパーとを備え、必要な混合
作用が得られると共に、充分な分散、剪断作用が得られ
る混合装置を提供する。 【解決手段】混合羽根を第1のスクリュ部(10)と、
第2のスクリュ部(20)とから構成する。これらの第
1、2のスクリュ部(10、20)のフライトは互いに
逆方向に捻られた2重フライト構造とし、その終端部は
回転方向に90度ずらす。また、第1、2のスクリュ部
(10、20)の終端部の間の分散・混合位置(25)
に、チョッパー(30)を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、混合装置に関し、
さらに詳しくは円筒状混合容器内に回転駆動可能に設け
られている回転軸に取り付けられている混合羽根と、前
記円筒状混合容器の壁部から内部へ臨むように設けら
れ、前記混合羽根よりも比較的高速で回転駆動されるチ
ョッパーとからなる混合装置あるいは混合羽根がスクリ
ュからなる混合装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】混合羽根すなわち両翼型のショベル羽根
とチョッパーとからなる混合装置は、本出願人も色々提
案しているが、従来の混合装置は、基本的には図2の
(イ)および(ロ)に示されているように、横型の混合
容器50、この混合容器50内に設けられている回転軸
51、回転軸51に取り付けられている鋤型羽根あるい
は両翼型のショベル羽根53、53、…、混合容器50
の壁部から内部へ突き出るようにして設けられているチ
ョッパー55等から構成されている。
【0003】回転軸51には、軸方向に所定の間隔をお
いて半径外方へ片持梁的に複数本のアーム52、52、
…が設けられている。そして、これらのアーム52、5
2、…の、それぞれの先端部に従来周知の形態をした両
翼型のショベル羽根53、53、…が取り付けられてい
る。一方、チョッパー55は、そのチョッパー羽根5
6、56、…が両翼型のショベル羽根53、53の間に
おいて、これらの両翼型のショベル羽根53、53、…
と干渉しない位置に設けられている。
【0004】したがって、回転軸51を回転駆動すると
共に、チョッパー羽根56、56、…をモータ57によ
り回転軸51の回転速度よりも高速で回転駆動し、そし
て矢印Kで示されているように、被処理物を混合容器5
0内に供給すると、被処理物は両翼型のショベル羽根5
3、53、…により掬い上げられ、そして重力により落
下しながら混合作用を受ける。混合作用を受ける被処理
物は、両翼型のショベル羽根53、53、…によりチョ
ッパー羽根56、56、…の方へ移送され、そして高速
回転駆動されるチョッパー羽根56、56、…により強
力な剪断、分散作用を受ける。これにより、被処理物は
比較的短時間に分散、混合される。
【0005】また、図には示されていないが、混合容器
が側断面形状が略U字状あるいは樋状を呈し、このU字
状混合容器内に攪拌翼としてスクリュの形状をしたリボ
ン状ブレードが設けられている混合装置も知られてい
る。したがって、U字状混合容器内に被処理物を供給す
ると共に、リボン状ブレードを回転駆動すると、被処理
物はリボン状ブレードにより軸方向に送られながらブレ
ンドすなわち混合処理される。さらには、U字状混合容
器内にリボン状ブレードとチョッパとが設けられている
混合装置も知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
混合装置によると、両翼型のショベル羽根53、53、
…の他にチョッパー55を備えているので、粉体粒子内
に含まれる凝集塊あるいは塊状物の粉砕混合作用、少量
の液を添加するときに生じるダマ、ママコの解砕混合作
用、繊維材料の混合時の繊維解繊混合作用等に優れた効
果が得られる。しかしながら、分散あるいは剪断作用に
重きをおいた処理をしようとすると、効率の点で問題が
ある。以下その理由を詳しく説明すると、分散あるいは
剪断作用を向上させようとして、チョッパー55へ被処
理物を移送、衝突させる機会を増やすために、回転軸5
1の回転速度を上げると、両翼型のショベル羽根53、
53、…により掬い上げられる被処理物は、浮遊、拡散
される。その結果、両翼型のショベル羽根53、53、
…は、被処理物の密度の低い空隙中を通過することにな
り、チョッパー55へ密度の高い被処理物を移送、衝突
させることが困難になる。一方、回転速度を落とすと、
両翼型のショベル羽根53、53、…による掬い上げ効
果が弱くなり、チョッパー55へ被処理物を移送、衝突
させる作用が減少する。このように、両翼型のショベル
羽根53、53、…には、おのずから適正な回転速度が
あり、このような回転速度および構造により、両翼型の
ショベル羽根53、53、…とチョッパー55とを備え
た混合装置は、バランスのとれた分散、混合の両作用が
得られるようになっている。
【0007】ところで、上記従来の混合装置の分散、剪
断作用は、被処理物を高速で回転駆動されているチョッ
パー羽根56、56、…に衝突させることにより得れる
が、チョッパー羽根56、56、…の方へ移送する両翼
型のショベル羽根53、53、…は、各々が単独に、し
かも回転軸51の円周上に一カ所、片持梁的に設けられ
ているアーム52、52、…に取り付けられているの
で、ショベル羽根53、53、…では被処理物を連続的
にチョッパー羽根56、56、…の方へ移送することは
できない。したがって、チョッパー羽根56、56、…
の方へ移送される量は比較的少なく、しかも非連続的で
あるので、時間あたりの分散、剪断作用を受ける被処理
物の量は少ないことになる。さらには、ショベル羽根5
3、53、…は両翼型となっているので、被処理物を両
側へ分ける作用を奏し、混合容器50の両端部に位置す
る被処理物は中心部に集まり難い。また、ショベル羽根
53、53、…は、個々に独立的に設けられているの
で、中心部には集まりにくくなっている。したがって、
非処理物の分散度に不均一性が生じる。これを解決しよ
うと回転軸51の回転速度を上げると、段落0005で
述べたような問題が生じる。また、従来の混合装置は、
ショベル羽根53、53、…とチョッパーとを備えてい
るので、構造が複雑で高価にもなっている。
【0008】リボン状ブレードを備えた混合装置による
と、リボンは軸方向に連続しているので、滑らかな混ぜ
合わせは可能と認められるが、この混合装置では混合に
必要な分散作用、剪断作用は得られない。均一な混合に
必要な剪断作用、分散作用を得るために、リボン状ブレ
ードの回転速度を上げることが考えられるが、回転数を
上げても、混合容器がU字状を呈しているので、被処理
物はリボン状ブレードの上方の遊び空間に飛散するだけ
で、充分な剪断作用等は得られない。結局、この混合装
置は、比較的低速で回転駆動される「混ぜ合わせ用」あ
るいは「対流混ぜ合わせ用」と考えられる。一方、チョ
ッパが設けられている混合装置によると、このチョッパ
により分散、剪断作用は得られる。しかしながら、被処
理物はチョッパに衝突して剪断作用等を受けるが、チョ
ッパに当たる被処理物の量が少ないので、大量の被処理
物の混合には適していない。リボン状ブレードの回転速
度を上げ、衝突する量を増やすことも考えられるが、回
転数を上げても、混合容器がU字状を呈しているので、
上述したように被処理物はリボン状ブレードの上方の遊
び空間に飛散するだけで、衝突する量は必ずしも増えな
い。混合翼としてリボン状ブレードを備えた混合装置
は、高速で回転駆動されているチョッパが充分に生かさ
れているとは考えられない。また、回転速度を上げる
と、被処理物が上方の遊び空間に飛散し、そして天板に
付着し、格別の保守が必要になる恐れもある。本発明
は、上記したような従来の問題点を解決した混合装置を
提供することを目的とし、具体的には混合羽根としてス
クリュを備え、必要な混合作用が得られると共に、均一
な分散、剪断作用が得られる混合装置を提供することを
目的としている。また、多量の被処理物を処理できると
共に、構造が簡単で安価に製作することのできる混合装
置を提供することも目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、両
翼型のショベル羽根に代えて、連続的な送り作用のある
スクリュ、望ましくは2重フライト構造のスクリュを採
用することにより達成される。このとき、混合容器に円
筒状の容器を適用し、そしてスクリュのフライトの外周
部が容器の内周壁に近接して回転駆動されるように構成
される。これにより、スクリュの回転速度を上げても、
被処理物は従来の混合装置に見られたような遊び空間に
飛散するようなことはない。また、円筒状混合容器の内
周壁に被処理物が付着するようなこともない。スクリュ
は、第1スクリュ部と、この第1のスクリュ部との間に
分散・剪断位置が確保されるように配置されている第2
のスクリュ部とから構成し、前記第1、2のスクリュ部
のフライトを、被処理物を分散・剪断位置の方へ移送す
るように互いに逆方向に捻るように構成する。捻ってい
ると、被処理物は分散・剪断位置の方へ搬送される。そ
こで、この分散・剪断位置にチョッパーを配置すると、
チョッパーにより強力な分散、剪断作用を受ける。ま
た、捻っていると、被処理物は第1、2のスクリュ部の
境界部の方へ搬送され互いに衝突する。したがって、被
処理物はチョッパーがなくても分散、剪断作用を受け
る。かくして、請求項1に記載の発明は、上記目的を達
成するために、円筒状混合容器内に回転駆動可能に設け
られている回転軸に取り付けられている混合羽根と、前
記円筒状混合容器の壁部から内部へ臨むように設けら
れ、前記混合羽根よりも比較的高速で回転駆動されるチ
ョッパーとから構成され、前記混合羽根は、第1のスク
リュ部と、前記第1のスクリュ部と軸方向に所定の間隔
をおいて、前記第1のスクリュ部との間に分散・剪断位
置が確保されるように配置されている第2のスクリュ部
とからなり、これらの第1、2のスクリュ部のフライト
の外周部は、前記円筒状混合容器の内周壁に近接して駆
動されるようになっていると共に、前記第1、2のスク
リュ部のフライトは、被処理物を前記分散・剪断位置の
方へ移送するように互いに逆方向に捻られ、前記チョッ
パーは、前記第1、2のスクリュ部の間の分散・剪断位
置に配置されているように構成される。請求項2に記載
の発明は、円筒状混合容器内に回転駆動可能に設けられ
ている回転軸と、前記回転軸に取り付けられているスク
リュとからなり、前記回転軸を回転駆動すると、前記ス
クリュにより被処理物が混合、分散されるようになって
いる混合装置であって、前記スクリュは、第1のスクリ
ュ部と、前記第1のスクリュ部と軸方向に所定の位置関
係になるよう配置されている第2のスクリュ部とからな
り、前記第1、2のスクリュ部のフライトの外周部は、
前記円筒状混合容器の内周壁に近接して駆動されるよう
になっていると共に、前記第1、2のスクリュ部のフラ
イトは、被処理物を前記第1、2のスクリュ部の境界部
の方へ移送するように互いに逆方向に捻られ、それによ
って前記境界部の近傍において前記第1、2のスクリュ
部により送られる被処理物は互いに衝突して分散・剪断
作用を受けるように構成される。請求項3に記載の発明
は、請求項2に記載の第1、2のスクリュ部のフライト
の終端部が、境界部において軸方向に所定量オーバーラ
ップするように、そして請求項4に記載の発明は、請求
項1〜3のいずれかの項に記載の第1、2のスクリュ部
のフライトが、多重フライト構造になるように構成され
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図1により本発明の実施の
形態を説明する。図1は、本実施の形態に係る混合装置
を示す図で、その(イ)は全体の、そしてその(ロ)は
(イ)において矢印ローロ方向に見た図に相当する断面
図であるが、これらの図に示されているように、本実施
の形態に係わる混合装置は、軸芯が水平方向になるよう
に配置される円筒状の混合容器1を備えている。そし
て、この円筒状混合容器1内に、回転軸8が回転駆動可
能に設けられている。また、円筒状混合容器1の壁部の
斜め下方にチョッパー30が設けられている。なお、本
実施の形態によると、円筒状混合容器1の外周部にはジ
ャケットが設けられているので、ジャケット内に加熱蒸
気を供給すると、乾燥装置としても使用できる。
【0011】円筒状混合容器1は、その断面形状はリン
グ状を呈し、両側部は側板2、2で閉鎖されている。本
実施の形態によると、円筒状混合容器1の軸方向の略中
心部において、その上方部に化学品例えば顔料・染料、
薬品、食品、鉱工業品例えば建材、セメント等の被処理
物の供給口4が設けられ、下方部に分散、混合された被
処理物の排出口5が設けられている。このように構成さ
れている円筒状混合容器1の側板2、2に取り付けられ
ている軸受3、3に、回転軸8が回転可能に軸受されて
いる。なお、この回転軸8を回転駆動するモータ等から
なる駆動装置は、図1には示されていない。
【0012】本実施の形態によると、混合羽根は第1、
2のスクリュ部10、20から構成されている。すなわ
ち、図1の(イ)において左方の部分が第1のスクリュ
部10となり、右方が第2のスクリュ部20となり、こ
れらの第1、2のスクリュ部10、20の間が分散・剪
断位置25となっている。そして、この分散・剪断位置
25にチョッパー30が配置されている。
【0013】回転軸8の、第1のスクリュ部10に位置
する部分からは半径外方へ延びた複数本のアーム11、
11、…が設けられている。そして、これらのアーム1
1、11、…の先端部に、本実施の形態では2条スクリ
ュの形をした第1のフライト12、12が取り付けられ
ている。これらの第1のフライト12、12は、円筒状
混合容器1の内周壁に近接して設けられ、被処理物を軸
方向に移送すると共に持ち上げる作用も奏するように所
定幅の板状体から構成されている。すなわち、回転軸8
が矢印Aで示される方向に駆動されるとき、被処理物を
分散・剪断位置25の方へ移送するように捻られてい
る。このように構成されている第1のフライト12、1
2の分散・剪断位置25側の終端部は、円周方向に18
0度ずれて終わっている。
【0014】第2のスクリュ部20に位置する部分から
も半径外方へ延びた複数本のアーム21、21、…が設
けられている。そして、これらのアーム21、21、…
の先端部にも、2条スクリュの形をした第2のフライト
22、22が取り付けられている。なお、第2のフライ
ト22、22は、第1のフライト12、12とは逆方向
に捻られている。第2のフライト22、22の分散・剪
断位置25側の終端部も、円周方向に180度ずれて終
わっている。そして、第1のフライト12、12の終端
部とは、90度ずれている。したがって、第1、2のフ
ライト12、12、22、22の終端部は、円周方向に
90度宛互いにずれていることになる。これにより、被
処理物はチョッパー30の方へ略連続的に移送されるこ
とになる。
【0015】チョッパー30は、従来周知であるので詳
しい説明はしないが、図1の(ロ)に示されているよう
に複数段に設けられているチョッパー羽根31、31、
…からなっている。そして、チョッパー羽根31、3
1、…が円筒状混合容器1の内部に位置し、モータ32
が外部に位置するようにして円筒状混合容器1の斜め下
方に取り付けられている。すなわち、チョッパー30
は、第1、2のフライト12、12、22、22の終端
部の間で、これらの第1、2のフライト12、12、2
2、22と干渉しない位置に設けられ、外部に設けられ
ているモータ32により、回転軸8の回転とは関係なく
独立して比較的高速で回転駆動されるようになってい
る。
【0016】次に、上記実施の形態の分散、混合作用に
ついて説明する。図示されない駆動装置により回転軸8
を比較的低速で駆動する。また、チョッパー羽根31、
31、…をモータ32により高速で回転駆動する。連続
運転も可能であるが、排出口5を閉鎖してバッチ運転す
る。供給口4から所定量の被処理物を供給する。供給さ
れた被処理物は、矢印A方向に回転駆動される第1のフ
ライト12、12により連続的に掬い上げられ、そして
所定高さから落下する。これにより、連続的に混合され
る。このように混合されながら分散・混合位置25の方
へ移送される。第2のフライト22、22によっても同
様に連続的に混合される。そして、分散・混合位置25
の方へ移送される。
【0017】このように、第1のフライト12、12に
より移送される被処理物と、第2のフライト22、22
により移送される被処理物は、分散・混合位置25内で
衝突し混合が促進され、混合・分散作用を受ける。分散
・剪断位置25へ移送される多量の被処理物は、チョッ
パー羽根31、31、…に衝突し強力な混合・分散作用
を受け、短時間に混合される。本実施の形態によると、
混合羽根が第1、2のスクリュ部10、20からなって
いるので、特にフライトが2条構造になっているので連
続的に分散混合される。
【0018】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
となく色々な形で実施できる。例えば、図1に示されて
いる実施の形態では、スクリュのフライトは2重フライ
ト構造になっているが、1条あるいは多重フライトでも
実施できることは明らかである。また、被処理物は、第
1のフライト12、12により移送される被処理物と、
第2のフライト22、22により移送される被処理物
は、分散・混合位置25内で衝突するので分散・剪断作
用も受ける。したがって、チョッパーがなくても実施で
きる。チョッパーを設けないときは、分散・混合位置2
5がないように、すなわち、図には示されていないが、
第1、2のスクリュ部10、20の境界部における第
1、2のフライト12、12、22、22の終端部が互
いに軸方向に所定量オーバーラップするように実施する
のが望ましい。このように実施すると、分散・剪断作用
が強化される。上記したようにチョッパーを設けない
と、構造は一層簡単になり、混合装置を安価に提供でき
るようになる。
【0019】また、図には示されていないが、円筒状混
合容器が軸方向に長いときは、図1の(イ)に示されて
いる第1、2のスクリュ部10、20とチョッパ30と
をユニットとして、複数個のユニット例えば2個のユニ
ットを設けることもできる。しかしながら、特許請求の
範囲ではユニットの数については限定されていない。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、回転軸
に取り付けられている混合羽根が第1のスクリュ部と、
前記第1のスクリュ部と軸方向に所定の間隔をおいて、
前記第1のスクリュ部との間に分散・剪断位置が確保さ
れるように配置されている第2のスクリュ部とからな
り、前記第1、2のスクリュ部のフライトは、被処理物
を前記分散・剪断位置の方へ移送するように互いに逆方
向に捻られ、前記チョッパーは、前記第1、2のスクリ
ュ部の間の分散・剪断位置に配置されているので、多量
の被処理物がチョッパーの方へ略連続的に移送され、チ
ョッパーにより強力な分散・剪断作用を受け短時間に、
しかも均一に混合される効果が得られる。また、第1、
2のスクリュ部は互いに逆方向に捻られたフライトから
なっているので、これらのスクリュ部で移送される被処
理物は分散・剪断位置で互いに衝突する。これによって
も、被処理物の混合が促進される。さらには、本発明に
よると、混合羽根が第1、2のスクリュ部からなってい
るので、構造が簡単で安価に提供できる効果も得られ
る。特に、本発明によると、混合容器が円筒状を呈し、
スクリュ部のフライトの外周部は円筒状混合容器の内周
壁に近接して回転駆動されるようになっているので、ス
クリュ部の回転速度を上げても、従来の混合装置に見ら
れたような、被処理物の飛散はない。したがって、回転
速度を上げて小さな混合装置により大量の被処理物を混
合処理できるという、効果が得られる。請求項2に記載
の発明によると、スクリュは、第1のスクリュ部と、前
記第1のスクリュ部と軸方向に所定の位置関係になるよ
う配置されている第2のスクリュ部とからなり、前記第
1、2のスクリュ部のフライトは、被処理物を前記第
1、2のスクリュ部の境界部の方へ移送するように互い
に逆方向に捻られているので、前記境界部の近傍におい
て前記第1、2のスクリュ部により送られる被処理物は
互いに衝突して分散・剪断作用を受けて混合される。ま
た、混合羽根がスクリュから構成されているだけで、構
造が極めて単純で保守点検の容易な混合装置を安価に提
供できる効果が得られる。さらには、混合容器は円筒状
を呈し、第1、2のスクリュ部のフライトの外周部は、
円筒状混合容器の内周壁に近接して駆動されるようにな
っているので、上記したように、回転速度を上げて小さ
な混合装置により大量の被処理物を混合処理できるとい
う、効果が得られる。請求項3に記載の発明によると、
第1、2のスクリュ部のフライトの終端部が、境界部に
おいて軸方向に所定量オーバーラップしているので、よ
り強力な分散・剪断作用を受けて混合される。そして、
請求項4に記載の発明によると、第1、2のスクリュ部
のフライトが多重フライト構造になっているので、すな
わち回転軸の1回の回転に対してフライトが複数回くる
ので、上記のような効果に加えて、チョッパーへの送り
量あるいは処理量が倍増するという効果がさらに得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を模式的に示す図で、その
(イ)は全体の、そしてその(ロ)は、給排口を除いて
(イ)において矢印ローロ方向に見た図に相当する断面
図である。
【図2】従来例を示す図で、その(イ)は全体の、その
(ロ)は、(イ)において矢印ローロ方向に見た図に相
当する断面図である。
【符号の説明】
1 円筒状混合容器 8 回転軸 10 第1のスクリュ部 20 第2
のスクリュ部 12 第1のフライト 22 第2
のフライト 25 分散・混合位置 30 チョ
ッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 泰三 神奈川県平塚市大原3−19 株式会社徳寿 工作所内 Fターム(参考) 4F201 BA01 BC02 BK01 BK12 BK18 BK42 BK46 BN31 BQ16 BQ52 4G078 AA01 AB00 BA01 BA09 CA01 CA05 CA12 CA17 DA08 DA26 EA08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状混合容器内に回転駆動可能に設け
    られている回転軸に取り付けられている混合羽根と、前
    記円筒状混合容器の壁部から内部へ臨むように設けら
    れ、前記混合羽根よりも比較的高速で回転駆動されるチ
    ョッパーとから構成され、 前記混合羽根は、第1のスクリュ部と、前記第1のスク
    リュ部と軸方向に所定の間隔をおいて、前記第1のスク
    リュ部との間に分散・剪断位置が確保されるように配置
    されている第2のスクリュ部とからなり、これらの第
    1、2のスクリュ部のフライトの外周部は、前記円筒状
    混合容器の内周壁に近接して駆動されるようになってい
    ると共に、前記第1、2のスクリュ部のフライトは、被
    処理物を前記分散・剪断位置の方へ移送するように互い
    に逆方向に捻られ、 前記チョッパーは、前記第1、2のスクリュ部の間の分
    散・剪断位置に配置されていることを特徴とする混合装
    置。
  2. 【請求項2】 円筒状混合容器内に回転駆動可能に設け
    られている回転軸と、前記回転軸に取り付けられている
    スクリュとからなり、前記回転軸を回転駆動すると、前
    記スクリュにより被処理物が混合、分散されるようにな
    っている混合装置であって、 前記スクリュは、第1のスクリュ部と、前記第1のスク
    リュ部と軸方向に所定の位置関係になるよう配置されて
    いる第2のスクリュ部とからなり、前記第1、2のスク
    リュ部のフライトの外周部は、前記円筒状混合容器の内
    周壁に近接して駆動されるようになっていると共に、前
    記第1、2のスクリュ部のフライトは、被処理物を前記
    第1、2のスクリュ部の境界部の方へ移送するように互
    いに逆方向に捻られ、それによって前記境界部の近傍に
    おいて前記第1、2のスクリュ部により送られる被処理
    物は互いに衝突して分散・剪断作用を受けることを特徴
    とする混合装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の第1、2のスクリュ部の
    フライトの終端部が、境界部において軸方向に所定量オ
    ーバーラップしている混合装置。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれかの項に記載の第
    1、2のスクリュ部のフライトが、多重フライト構造に
    なっている混合装置。
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