JP5026819B2 - Media stirring type wet pulverizer and pulverization method - Google Patents
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Description
本発明は、連続的に粉砕・分散処理を行うメディア攪拌型湿式粉砕機に関し、特に、沈降性のスラリー、高粘度のスラリー、又は静置により固化又は高粘度化するスラリーの処理に適したメディア攪拌型湿式粉砕機に関する。 The present invention relates to a media agitation type wet pulverizer that continuously pulverizes and disperses, and in particular, a medium suitable for processing a sedimentation slurry, a high-viscosity slurry, or a slurry that is solidified or increased in viscosity by standing. The present invention relates to a stirring type wet pulverizer.
メディア攪拌型湿式粉砕機は、インク、塗料、セラミック、金属、無機物、有機物、磁性体、顔料、医薬品等の分野において、粉砕処理や分散処理に広く用いられている。メディア攪拌型湿式粉砕機には多くの種類があるが、その一つに、特許文献1に記載された粉砕機が知られている。 The media agitation type wet pulverizer is widely used for pulverization treatment and dispersion treatment in the fields of ink, paint, ceramic, metal, inorganic substance, organic substance, magnetic substance, pigment, pharmaceutical and the like. There are many types of media stirring type wet pulverizers. One of them is the pulverizer described in Patent Document 1.
このメディア攪拌型湿式粉砕機は、多くの場合図9に示すような処理システムで使用されている。すなわち、処理システム140は、粉砕機110と処理物のサービスタンク141及び循環ポンプ142を、循環ライン143で接続したものである。サービスタンク141に投入された処理物は、循環ポンプ142によって循環ライン143を循環し、粉砕機110によって繰り返し粉砕処理を受けることになる。この結果、系内の処理物全体について粉砕処理が進行し、次第に粒子の微細化が進行することになる。
This media agitation type wet pulverizer is often used in a processing system as shown in FIG. That is, the
このメディア攪拌型湿式粉砕機110は、図10に示すように、両端が閉塞された筒状の粉砕容器112と、粉砕容器112の内部を内外2室(内側室121と外側室122)に区画するように設けられる円筒状のセパレータ120と、粉砕容器112の内側室121内に回転可能に設けられる攪拌部材130とを備えている。
As shown in FIG. 10, the media agitation type
粉砕容器112は、一端が閉塞された筒状の容器本体113と、容器本体113の他端開口部を閉塞する円板状の蓋116とから構成されている。蓋116の中央部にはノズル117が設けられている。すなわち、内側室121は、処理物の供給口となる内外を連通するノズル117を備えていることになる。また、容器本体113の筒状部にはノズル118が設けられている。この結果、外側室122は、処理物の排出口となるノズル118を備えていることになる。そして、容器本体113の閉塞されている一端中央部には、容器本体113の内外を連通する筒状のボス114が設けられ、シール部材115を介して攪拌部材130の駆動軸131が装着されている。
The crushing
セパレータ120は、メディアと処理物とを分離するための構造部品である。その構造は、2つのベースリング123a、123bの間に、複数の支持軸124が同一円周上に配置されており、この支持軸124を介して、複数のリング125と複数の環状スペーサ126が交互に配置されている。すなわち、リング125は複数の支持軸124に内接して設けられ、環状スペーサ126は支持軸124に挿通されて取付けられている。
The
このような型式のセパレータ120は、分離が確実であると共に、形状が簡単で使い易いという利点がある。また、流れ方向の厚みを薄くすることができるので、目詰まりを起こし難く、圧力損失を低く抑えることができる利点もある。
しかしながら、リング125を複数の支持軸124に内接して設けるために、リング125の外側から容器本体113の筒状部内壁までの距離が大きくなり、外側室122が必要以上に大きく形成される。
Such a type of
However, since the ring 125 is provided in contact with the plurality of support shafts 124, the distance from the outside of the ring 125 to the inner wall of the cylindrical portion of the container
このため、沈降性の高い粒子を粉砕処理するような場合には、固形物の滞積を起こすという問題がある。例えば、容器本体113の筒状部内壁では、その下部に滞積を起こし易い。また、リング125の外周部では、その上部又は支持軸124の周辺に滞積を起こし易い。この結果、沈降していた粗粒が、処理の途中で浮上して最終製品に混入するという問題がある。
For this reason, when pulverizing particles with high sedimentation properties, there is a problem that solid matter is accumulated. For example, the inner wall of the cylindrical portion of the
また、高粘度の処理物や、静置することにより固化又は高粘度化する処理物の場合には、処理の終わりに機内に残留する滞積物が、処理を繰り返す度に増加して行き、最終的に閉塞に至るという問題がある。これを防ぐために、処理の最後に洗浄運転を行うのであるが、十分に洗浄することが困難であり、品替えのときに前回の処理物が混入するという問題もある。さらに、攪拌部材が複数のロータを備えるような場合には、外側室は一層大きくなるので、これらの問題が一層顕著になっている。
そこで、本発明の目的とするところは、沈降性の高い粒子を粉砕処理する場合でも、内部に固形物の滞積を起こすことのないメディア攪拌型湿式粉砕機を提供することである。また、高粘度の処理物や、静置することにより固化又は高粘度化するような処理物の場合にも、滞積物が増加することのないメディア攪拌型湿式粉砕機を提供することである。また、内部を十分に洗浄することが可能なメディア攪拌型湿式粉砕機を提供することである。さらに、これらの処理物に対して好適な粉砕処理方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a media agitation type wet pulverizer which does not cause solid accumulation inside even when particles having high sedimentation properties are pulverized. Another object of the present invention is to provide a media agitation type wet pulverizer that does not increase sedimentation even in the case of a high-viscosity processed product or a processed product that solidifies or becomes highly viscous by standing. . Another object of the present invention is to provide a media agitation type wet pulverizer capable of sufficiently washing the inside. Furthermore, it is providing the suitable grinding | pulverization processing method with respect to these processed materials.
上記のような課題を解決するために、本発明の請求項1に係るメディア攪拌型湿式粉砕機は、両端が閉塞された筒状の粉砕容器と、前記粉砕容器を内側室と外側室とに区画する筒状のセパレータと、前記内側室内に回転可能に設けられる攪拌部材とを備えるメディア攪拌型湿式粉砕機であって、前記内側室が、処理物の供給口となる内外を連通するノズルを備え、前記外側室が、処理物の排出口又は供給口となる内外を連通する複数個のノズルを備えるとともに、前記外側室内の処理物を強制循環するために、内部循環ポンプを備えた内部循環ラインを有している手段を採用している。 In order to solve the above-mentioned problems, a media agitation type wet pulverizer according to claim 1 of the present invention includes a cylindrical pulverization container closed at both ends, and the pulverization container is divided into an inner chamber and an outer chamber. A media agitation type wet pulverizer comprising a partitioning cylindrical separator and a stirring member rotatably provided in the inner chamber, wherein the inner chamber has a nozzle communicating with the inside and outside serving as a supply port for a processed material. internal wherein the outer chamber, Rutotomoni comprises a plurality of nozzles communicating the inside and outside of the outlet or supply opening of the workpiece, in order to force circulating said outer chamber of the workpiece, having an internal circulation pump A means having a circulation line is adopted.
また、本発明の請求項2に係るメディア攪拌型湿式粉砕機は、請求項1に記載のメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記外側室が、複数の排出口を備えている手段を採用している。また、本発明の請求項3に係るメディア攪拌型湿式粉砕機は、請求項1又は2に記載のメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記攪拌部材が、複数のロータを備えている手段を採用している。また、本発明の請求項4に係るメディア攪拌型湿式粉砕機は、請求項1乃至3の何れか1項に記載のメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記攪拌部材が、逆転可能である手段を採用している。
The media agitation type wet pulverizer according to
また、本発明の請求項5に係るメディア攪拌型湿式粉砕機は、請求項1乃至4の何れか1項に記載のメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記内部循環ライン用の供給口及び排出口となる前記ノズルが、前記外側室に対して接線方向に取付けられている手段を採用している。また、本発明の請求項6に係るメディア攪拌型湿式粉砕機は、請求項1乃至5の何れか1項に記載のメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記内部循環ラインが、前記外側室内を洗浄するために、洗浄液の入口及び出口を備えている手段を採用している。また、本発明の請求項7に係るメディア攪拌型湿式粉砕機は、請求項1乃至6の何れか1項に記載のメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記内部循環ラインが、処理物を冷却するために、熱交換器を備えている手段を採用している。また、本発明の請求項8に係る粉砕処理方法は、請求項1乃至7の何れか1項に記載のメディア攪拌型湿式粉砕機、処理物のサービスタンク及び循環ポンプを循環ラインで接続した手段を採用している。
A media agitation type wet pulverizer according to claim 5 of the present invention is the media agitation type wet pulverizer according to any one of claims 1 to 4 , wherein the supply port and the discharge port for the internal circulation line are provided. The said nozzle is employ | adopted the means attached to the said outer chamber in the tangential direction. The media agitation type wet pulverizer according to claim 6 of the present invention is the media agitation type wet pulverizer according to any one of claims 1 to 5 , wherein the internal circulation line cleans the outer chamber. In order to do this, means having an inlet and an outlet for the cleaning liquid are employed. The media agitation type wet grinding machine according to claim 7 of the present invention, in the media-agitation type wet pulverizer according to any one of claims 1 to 6, wherein the internal circulation line, to cool the processed material For this purpose, means having a heat exchanger is employed. According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a pulverization method comprising: a medium agitation type wet pulverizer according to any one of the first to seventh aspects; Is adopted.
本発明のメディア攪拌型湿式粉砕機は、前記のような構成としたことにより、沈降性の高い粒子を含む処理物、高粘度の処理物、静置することにより固化又は高粘度化する処理物でも、問題なく処理することができる。すなわち、固形物を滞積させることなく処理することが可能であり、処理後に内部を十分に洗浄することも可能である。 The media agitation type wet pulverizer of the present invention has the above-described configuration, so that a processed product containing particles having a high sedimentation property, a high-viscosity processed product, and a processed product that solidifies or becomes highly viscous by standing. But it can be processed without problems. That is, it is possible to process without causing solid matter to accumulate, and it is possible to sufficiently clean the interior after the processing.
沈降性の高いスラリーとしては、粒子径の大きいスラリーや比重の重いスラリーであるが、特に、金属粉の多くがこれに該当する。また、高粘度の処理物は、例えば、塗料、インク、絵具、微細化された炭酸カルシウム、セラミック粉等であるが、一般的に、高濃度化又は微細化により増粘することが多く、そのような場合に有効である。さらに、静置すると固化するものは、形質炭酸カルシウムをはじめとするチクソ性の強い処理物がこれに該当する。 The slurry having a high sedimentation property is a slurry having a large particle diameter or a slurry having a high specific gravity. In addition, the high-viscosity processed materials are, for example, paints, inks, paints, refined calcium carbonate, ceramic powder, etc., but generally the viscosity is often increased by increasing the concentration or miniaturization. It is effective in such cases. In addition, those that solidify upon standing correspond to processed products with strong thixotropy such as plasma calcium carbonate.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。最初に、本発明のメディア攪拌型湿式粉砕機の基本構造について、2つの例を図1及び図2に示している。粉砕機10は、両端が閉塞された筒状の粉砕容器12と、粉砕容器12を内側室21と外側室22とに区画する筒状のセパレータ20と、内側室21内に回転可能に設けられる攪拌部材30とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, two examples of the basic structure of the media stirring type wet pulverizer of the present invention are shown in FIGS. The
粉砕容器12は、一端が閉塞された筒状の容器本体13と、容器本体13の他端開口部を閉塞する円板状の蓋16とから構成されている。蓋16の中央部にはノズル17が設けられている。ノズル17は一個でも良い。すなわち、内側室21は、処理物の供給口となる内外を連通するノズル17を備えていることになる。また、容器本体13の筒状部には2個のノズル18a、18bが設けられている。この結果、外側室22は、処理物の排出口又は供給口となる複数個のノズル18a、18bを備えていることになる。
The
そして、容器本体13の閉塞されている一端中央部には、容器本体13の内外を連通する筒状のボス14が設けられ、シール部材15を介して攪拌部材30の駆動軸31が装着されている。また、メディアと処理物とを分離するセパレータ20は、2つのベースリング23a、23bの間に、複数の支持軸24が同一円周上に配置されており、この支持軸24を介して、複数のリング25と複数の環状スペーサ26が交互に配置されている。すなわち、リング25は複数の支持軸24に内接して設けられ、環状スペーサ26は支持軸24に挿通されて取付けられている。
And the cylindrical boss |
粉砕機50は、両端が閉塞された筒状の粉砕容器52と、粉砕容器52を内側室61と外側室62とに区画する筒状のセパレータ60と、内側室61内に回転可能に設けられる攪拌部材70とを備えている。そして、攪拌部材70が、2個のロータ72a、72bを備えている点で粉砕機10とは異なっている。
The pulverizer 50 is provided in a
粉砕容器52は、一端が閉塞された筒状の容器本体53と、容器本体53の他端開口部を閉塞する円板状の蓋56とから構成されている。蓋56の中央部にはノズル57が設けられている。ノズル57は一個でもよい。すなわち、内側室61は、処理物の供給口となる内外を連通するノズル57を備えていることになる。また、容器本体53の筒状部には4個のノズル58a、58b、58c、58dが設けられている。この結果、外側室62は、処理物の排出口又は供給口となる複数個のノズル58a、58b、58c、58dを備えていることになる。
The crushing
容器本体53の閉塞されている一端中央部には、容器本体53の内外を連通する筒状のボス54が設けられ、シール部材55を介して攪拌部材70の駆動軸71が装着されている。なお、メディアと処理物とを分離するセパレータ60は、粉砕機10の場合とほぼ同様に構成されているので説明を省略する。
A cylindrical boss 54 that communicates the inside and the outside of the container main body 53 is provided at the central portion of the closed end of the container main body 53, and the
本発明のメディア攪拌型湿式粉砕機の特徴は、外側室が複数個のノズルを備えていることである。これらの複数のノズルは、排出口として用いられることもあり、供給口として用いられることもあるので、これについて処理システムと共に説明する。 A feature of the media stirring type wet pulverizer of the present invention is that the outer chamber includes a plurality of nozzles. The plurality of nozzles may be used as discharge ports or may be used as supply ports, which will be described together with the processing system.
図3に、前述の粉砕機10を用いた処理システム40を示す。外側室22は、2個のノズル18a、18bを備え、これらを排出口として用いている。すなわち、処理システム40は、粉砕機10と処理物のサービスタンク41及び循環ポンプ42を、循環ライン43で接続したものである。上部のノズル18aを備えることにより、スタートアップ時の機内のガス抜きが容易である。また下部のノズル18bを備えることにより、沈降性の高い粒子を粉砕処理するような場合でも、容器本体13の筒状部内壁の下部における滞積を防止することができる。
In FIG. 3, the
図4は、外側室22が上下左右に4個のノズル18a、18b、18c、18dを備えた粉砕機10a(その他は粉砕機10と同じ)を用いた処理システム40aを示している。4個のノズル18a、18b、18c、18dは、全て排出口として用いている。この処理システム40aは、粉砕機10aと処理物のサービスタンク41及び循環ポンプ42を、循環ライン43で接続したものである。
FIG. 4 shows a
この場合、それぞれの排出口にはバルブを取付けておき、運転中に順次1つのノズルを開けて排出して行くことにより、処理システム40(図3)の場合よりも一層確実に滞積の防止を行うことができる。また、支持軸24の周辺等における滞積は、攪拌部材30の回転方向により影響を受ける。したがって、これらの処理システム40、40aにおいては、攪拌部材30が逆転可能であるようにして、定期的に逆転運転を行うことが好ましい。
In this case, a valve is attached to each discharge port, and one nozzle is opened and discharged sequentially during operation, so that the accumulation can be prevented more reliably than in the case of the processing system 40 (FIG. 3). It can be performed. In addition, the accumulation in the periphery of the
図5には、外側室22内の処理物を強制循環可能な粉砕機10bを用いた処理システム40bを示している。粉砕機10bの外側室22は、内部循環ポンプ82を備えた内部循環ライン83を有している(その他は粉砕機10と同じ)。この処理システム40bは、粉砕機10bと処理物のサービスタンク41及び循環ポンプ42を、循環ライン43で接続したものである。外側室22は2個のノズル18a、18bを備え、ノズル18aは処理物の排出口となっており、ノズル18bは処理物の供給口となっている。
FIG. 5 shows a
内部循環ライン83によって、外側室22内の処理物は強制的に攪拌されるので、沈降性の高い粒子を粉砕処理するような場合でも、容器本体13の筒状部内壁やリング25の外周部における滞積を防止することができる。また、静置することにより固化又は高粘度化する処理物についても、内部循環ライン83により外側室22の内部を常に流動状態に保持して、静置状態となることを防ぎ、滞積を防ぐことができる。
Since the processed product in the
図6は、処理システム40bと同様の処理システム40cを示している。ここで用いられている粉砕機10cは、2個のノズル18a、18bが、外側室22に対して接線方向に取付けられている点においてのみ、粉砕機10bと異なっている。したがって、供給口であるノズル18bから外側室22に流入した処理物は、環状の外側室22内を一定の方向に循環するように流れ、排出口であるノズル18aから流れに沿って排出されることになる。
FIG. 6 shows a
すなわち、内部循環ライン83が接続されるノズル18a、18bは、外側室22内の循環流の方向に沿って、外側室22に対して接線方向に取付けられることが好ましい。これによって、外側室22内の処理物は、処理システム40bの場合よりも一層強烈に攪拌されることになり、容器本体13の筒状部内壁やリング25の外周部における滞積の防止を一層確実にすることができる。
That is, the
図7は、粉砕機50aを用いた処理システム80aを示している。粉砕機50aは、粉砕機50の基本構造を備え、その攪拌部材70が、2個のロータ72a、72bを備えている。また、粉砕機50aは、外側室62内の処理物を強制循環するための内部循環ポンプ82及び内部循環ライン83を備えている。さらに、外側室62内を洗浄するために、内部循環ライン83が洗浄液の入口84及び出口85を備えている。
FIG. 7 shows a
ここで、外側室62は、4個のノズル58a、58b、58c、58dを備え、このうちノズル58dは、処理物の供給口であり、その他は処理物の排出口となっている。そして、内部循環ライン83が接続されるノズル58c、58dは、外側室62内に循環流を引き起こすように、外側室62に対して接線方向に取付けられていることが好ましい。
Here, the
内部循環ライン83によって、外側室62内の処理物は強制的に攪拌されるので、沈降性の高い粒子を粉砕処理するような場合でも、容器本体53の筒状部内壁やリング25の外周部における滞積を防止することができる。また、静置することにより固化又は高粘度化する処理物についても、内部循環ライン83により外側室62の内部を常に流動状態に保持して、静置状態となることを防ぎ、滞積を防ぐことができる。
Since the processed material in the
さらに、内部循環ライン83が洗浄液の入口84及び出口85を備えているので、洗浄運転を行うことが可能である。洗浄運転は、実運転の終了後に、水等の洗浄液を入口84から流入して行う運転であり、粉砕機50a内を洗浄し、外側室に滞積した処理物を除去することができる。洗浄廃液は出口85より適宜排出される。
Further, since the
図8は、処理システム80aと同様の処理システム80bを示している。ここで用いられている粉砕機50bは、粉砕機50aとほぼ同じであるが、外側室62のノズル58b、58dの接続が逆になるように変更している。処理性能は、処理物によって異なるが、粉砕機50bの方が高性能となることが多い。また、粉砕機10、10aの場合と同様に、粉砕機50a、50bにおいても、攪拌部材70が逆転可能であるようにして、定期的に逆転運転を行うことが好ましい。
FIG. 8 shows a
この粉砕機50bは、内部循環ライン83が処理物を冷却するために、熱交換器86を備えている。これによって、系内の処理物の温度上昇を防止し、系内を一定の温度に保持して、安定した処理を行うことができる。なお、熱交換器86は、運転開始時等に加熱器としても使用できるものが好ましい。
The pulverizer 50b includes a heat exchanger 86 for the
また図11より、粉砕容器の内側両端間の長さをLとし、筒状のセパレータの内径をDとすると、これらは、円筒状の内側室についての両端間の長さL及び直径Dとなる。そして、攪拌部材の数をNとするとき、長さLと直径Dとの比は、0.3N<L/D<0.75Nの範囲とすることが好ましい。L/Dを0.75Nよりも小さくすることにより、直径の小さなメディアを使用した場合でも、処理物の流動性が良好となる。また、0.3Nよりも大きくすることにより、攪拌部材の作用範囲を十分に確保することができる。 Moreover, from FIG. 11, when the length between the inner both ends of the crushing container is L and the inner diameter of the cylindrical separator is D, these are the length L and the diameter D between both ends of the cylindrical inner chamber. . When the number of stirring members is N, the ratio of the length L to the diameter D is preferably in the range of 0.3N <L / D <0.75N. By making L / D smaller than 0.75N, even when a medium having a small diameter is used, the fluidity of the processed material is improved. Moreover, by making it larger than 0.3 N, the working range of the stirring member can be sufficiently ensured.
攪拌部材と内側室との関係は、攪拌部材の外径dが、内側室の直径Dとの間に、0.70<d/D<0.97の関係となることが好ましい。この範囲とすることにより、処理物の流動性が良好となる。また、攪拌部材の幅wが、内側室の長さL及び攪拌部材の数Nとの間で、0.7L<wN<0.9Lの関係となることが好ましい。この範囲とすることにより、処理物の流動性が良好となる。 The relationship between the stirring member and the inner chamber is preferably such that 0.70 <d / D <0.97 between the outer diameter d of the stirring member and the diameter D of the inner chamber. By setting it as this range, the fluidity | liquidity of a processed material becomes favorable. Moreover, it is preferable that the width w of the stirring member has a relationship of 0.7L <wN <0.9L between the length L of the inner chamber and the number N of the stirring members. By setting it as this range, the fluidity | liquidity of a processed material becomes favorable.
内側室に充填するメディアの量については、処理物の物性に応じて、適宜調整することが望ましい。メディア充填量が不適当であるとメディアの偏析現象及びグループモーションが発生する。 The amount of media filled in the inner chamber is desirably adjusted as appropriate according to the physical properties of the processed product. If the media filling amount is inappropriate, media segregation and group motion occur.
10、10a、10b、10c、50、50a、50b、110 メディア攪拌型湿式粉砕機
12、52、112 粉砕容器
13、53、113 容器本体
14、54、114 ボス
15、55、115 シール部材
16、56、116 蓋
17、18a、18b、18c、18d、57、58a、58b、58c、58d、117、118 ノズル
20、60、120 セパレータ
21、61、121 内側室
22、62、122 外側室
23a、23b、123a、123b ベースリング
24、124 支持軸
25、125 リング
26、126 環状スペーサ
30、70、130 攪拌部材
31、71、131 駆動軸
40、40a、40b、40c、80a、80b、140 処理システム
41、141 サービスタンク
42、142 循環ポンプ
43、143 循環ライン
72a、72b ロータ
82 内部循環ポンプ
83 内部循環ライン
84 入口
85 出口
86 熱交換器
10, 10a, 10b, 10c, 50, 50a, 50b, 110 Media stirring type
Claims (8)
前記粉砕容器を内側室と外側室とに区画する筒状のセパレータと、
前記内側室内に回転可能に設けられる攪拌部材とを備えるメディア攪拌型湿式粉砕機であって、
前記内側室が、処理物の供給口となる内外を連通するノズルを備え、
前記外側室が、処理物の排出口又は供給口となる内外を連通する複数個のノズルを備えるとともに、前記外側室内の処理物を強制循環するために、内部循環ポンプを備えた内部循環ラインを有していることを特徴とするメディア攪拌型湿式粉砕機。 A cylindrical crushing container closed at both ends;
A cylindrical separator that divides the pulverization container into an inner chamber and an outer chamber;
A media stirring type wet pulverizer provided with a stirring member rotatably provided in the inner chamber,
The inner chamber includes a nozzle that communicates between the inside and the outside serving as a supply port for the processed material,
Said outer chamber, Rutotomoni comprises a plurality of nozzles communicating the inside and outside of the outlet or supply opening of the workpiece, in order to force circulating said outer chamber of the workpiece, the internal circulation line having an internal circulation pump A media stirring type wet pulverizer characterized by comprising:
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