KR100582221B1 - 하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치 및 이러한타입의 장치를 작동하는 방법 - Google Patents

하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치 및 이러한타입의 장치를 작동하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특히 예비 분쇄된 플라스틱 재료, 특히 PET를 준비하기 위한 압출기의 하우징(6)에 지지되는 스크류(7)를 충전하기 위한 장치에 관한 것이다. 장치는 스크류 하우징(6)용 충전 개구(5)를 가지며, 상기 개구는 수직 리셉터클(1)의 하부 유출구(4)에 연결되어 처리되는 재료의 유동을 허용한다. 리셉터클(1)에서 재료에 작용하는 도구(30, 31)는 상기 리셉터클(1)의 바람직하게는 수직 축선에 대해 회전한다. 재료는 리셉터클(1)내로 공급되어 슬러스(60)를 통하여 배출될 수 있다. 혼합 콘(71)을 발생시키기 위한 급속 회전 도구(30)가 리셉터클(1)의 내부 챔버의 상부 섹션(68)과 내부 챔버의 하부 섹션(69) 사이에 배치된다. 회전하는 도구(31)는 또한 내부 챔버의 하부 섹션(69)에 배치되어, 열적 균등화의 목적을 위해 전달되는 가열 플라스틱 재료용 지지 챔버를 형성한다. 그러나, 상기 도구는 단순한 혼합 도구이며 어떠한 상당한 에너지를 형성하지 않아, 상기 홀딩 챔버에 있는 플라스틱 재료의 응집화를 방지한다.

Description

하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치 및 이러한 타입의 장치를 작동하는 방법{DEVICE FOR CHARGING A SCREW LODGED IN A HOUSING AND METHOD FOR OPERATING A DEVICE OF THIS TYPE}
본 발명은 미리 분쇄된 합성 플라스틱 재료를 처리하기 위해 하우징내에 베어링 지지되는 스크류를 충전하기 위한 장치, 특히 압출기에 관한 것으로, 스크류 하우징의 충전 개구는 처리되는 재료용 수직 진공 리셉터클(upright vacuum-tight receptacle)의 하부 유출 개구와 유동 연결되며, 특히 수직한, 축선을 중심으로 회전하는 구동 수단에 의해 구동되는 리셉터클내에 도구가 제공되며, 이 도구는 슬러스(sluice)를 통하여 위로부터 리셉터클에 공급되는 재료에 작용한다. 또한 본 발명은 이 같은 장치를 작동시키는 방법에 관한 것이다.
전술한 종류의 장치는 사출 성형 또는 압출 기계용 진공 호퍼로서 출원인에게 알려져 있다. 그러나, 이 같은 구성은 모든 종류의 합성 플라스틱 재료에 적절히 사용될 수 없으며, 특히, 예를 들면 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)와 같이, 리셉터클내에서 더 긴 체류 시간이 요구되는 플라스틱 종류, 예를 들면, 병, 병 예비성형품, 포일(foil) 또는 플레이트로부터 얻어진 분쇄된 재료에 적절히 사용될 수 없다. 대체로, 이러한 재료는 미리 결정화되지 않으며 플라스틱화를 위해 스크류 하우징으로 공급되기 전에 소정의 온도 및 균일한 분배가 요구된다.
본 발명은 상술된 요구조건이 충족되도록 상술된 종류의 장치를 개선하기 위한 목적을 갖는데, 상술된 요구조건은 특별한 종류의 플라스틱, 특히, 밀링된 PET-재료(milled PET-material)가 리셉터클내에서 처리되어 재료가 스크류 하우징의 충전 개구로 원하는 균일한 상태로 공급되도록 하는 것이다. 본 발명은 이러한 목적이 리셉터클내에서, 리셉터클 높이의 중간 영역에서, 혼합 콘(mixing cone)을 형성하도록 급속하게 회전하는 적어도 하나의 도구가 리셉터클의 상부 내측 부분과 하부 내측 부분 사이에 배치되는 특징에 의해 달성되는데, 여기서 상부 내측 부분내에 처리되는 플라스틱 재료, 특히 PET는 동력의 공급으로 혼합 콘의 형상으로 순환되고, 하부 내측 부분은 재료의 열 균등화를 위해, 가열된 플라스틱 재료가 도달되는 체류 공간을 구성하며, 이러한 체류 공간내에서 회전하는 도구는 플라스틱 재료의 응집화를 막기 위해, 상당한 동력 공급 없이 단지 혼합 도구로서 형성된다. 이와 같이, 본 발명은 리셉터클내에서 처리되는 재료를 스크류에 공급하기가 어렵고 리셉터클의 하부 유출 개구를 통과하는 균일한 체류 시간을 갖기가 어렵다는 결과로부터 시작된다. 리셉터클의 상부 영역내에서 재료의 원하는 온도 범위를 얻기 위해 필요한 동력이 이러한 영역내에서 회전하는 도구에 의해 상대적으로 신속히 얻어질 수 있는 사실에 의해, 상기 난점이 극복될 수 있다는 것이 테스트로 밝혀졌다. 회전하는 도구에 의해 공급될 수 있는 동력이 더 작은 리셉터클의 하부 영역내에 있는데, 비록 처리된 재료가 상당한 체류 시간 동안 주로 리셉터클의 하측 내부에 남아 있지만, 여기서 프로세싱이 덜 집중적이기 때문에, 재료의 과열을 피할 수 있도록 한다. 이러한 체류 시간은 스크류 하우징으로 들어가는 재료의 우수한 열 균등성을 보장하며, 따라서 다른 프로세싱으로 스크류, 예를 들면 압출기에 의해 이송되는 재료의 우수한 품질을 보장한다. 리셉터클 내의 재료의 평균 체류시간이 더 길어질수록, 아마도 충분히 예비 가열되지 못하거나, 각각 건조되지 못하거나 사전 결정화되지 못한 플라스틱 입자가 스크류 하우징으로 더 적게 들어갈 것이며, 이는 바람직하지 못하다. 하부 리셉터클 섹션내에 배치된 도구의 중요하지 않은 작용은 또한 어떠한 어려움 없이, 특히 응집화로 인한 클러스터링 없이 휘저어진 재료가 리셉터클의 유출 단부로 바로 적절하게 연결되는 스크류 하우징의 충전 개구로 공급되도록 하지만, 특별한 경우 또한 연결 튜브를 통해 스크류 하우징의 충전 개구로 연결될 수 있다. 리셉터클의 명도성(evacuability)은 최종적으로 젖은 재료의 향상된 건조를 보장하고 공기중의 산소에 대해 예비 가열된 재료, 특히 PET를 차폐하여, 이러한 재료가 원하는 방식으로 예비 결정화될 수 있으며, 또한 바람직하게, 젖은 플라스틱 재료(최고 약 5%의 습도)가 처리될 수 있는데, 이는 리셉터클의 상부 내측 공간부에서 건조를 위해 요구된 더 높은 부가 동력이 어떠한 문제점도 없이, 합성 플라스틱 재료의 비균등 처리의 위험없이, 공급될 수 있기 때문이다.
본 발명의 추가 실시예에 따라, 리셉터클의 중앙 영역내에서 순환하는 도구는 디스크의 상측부에 배치되고, 디스크의 엣지는 리셉터클의 내부벽으로부터 작은 간격으로 이격되어 있다. 본 발명의 사상내에서, 이 거리는 적어도 20mm이다. 이러한 거리에 의해, 디스크의 엣지 주위의 고리형 관통 개구는 리셉터클의 상부 내측 부분 공간부내에서 처리되는 플라스틱 재료를 위해 제공되며, 리셉터클의 상부 내측 공간부를 통하여 이 재료는 곧 상부 내측 공간부로부터 리셉터클의 하부 내측 공간부에 도달한다. 이러한 고리형 갭을 형성하기 위해 가장 바람직한 거리는 처리되는 플라스틱 재료의 종류 및 또한 처리되는 플라스틱 재료가 소통되는 정도에 의존한다. 처리되는 재료의 밀도가 클수록, 상기 고리형 갭의 크기가 더 작아질 수 있다. 상이한 상태에 적용할 수 있도록, 거리의 크기가 조절될 수 있는 경우 본 발명의 사상내에서 적절하고, 이는 어떠한 문제점없이 디스크의 가장자리 섹션의 적절한 조정에 의해 설계될 수 있다.
리셉터클이 스크류 하우징의 충전 개구를 향하여 테이퍼지는 하부 원뿔형 섹션 및 상부 원뿔형 섹션을 가지는 경우, 리셉터클내에서 스크류 하우징의 흡입 개구로 배치되는 처리 재료의 공급이 용이하게 된다. 또한, 이 같은 구성은 리셉터클의 원뿔형 섹션내에 배치된 도구가 위로부터 아래로 더 짧아져, 충분히 휘젖는 작용이 유지될 때, 취급된 재료로의 동력 공급이 무시될 정도로 작아진다는 장점이 있다. 본 발명의 사상내에서 혼합 콘을 형성하는 도구가 원뿔형 섹션의 상단부의 영역에 배치될 때 유용한데, 이는 경사진 벽 섹션에 의해 혼합 콘이 형성되기 때문이다.
원통형 섹션의 높이와 원뿔형 섹션의 높이 사이의 바람직한 관계는 3:1 내지 1:3의 범위에 있다.
이미 언급한 바와 같이,리셉터클의 하부 내측 공간 섹션내에 배치된 도구는 단지 혼합 도구이다. 또한 이는 리셉터클의 상부 내측 공간 부분에 혼합 콘을 형성하는 도구를 지지할 수 있는데, 이는 대체로 리셉터클 내로 미리 분쇄된 상태로 주로 공급되는 플라스틱 재료의 분쇄가 필요하지 않기 때문이다. 그러나, 필요한 경우, 특히 이 같은 분쇄 도구가 또한 리셉터클의 두 개의 내부 공간 섹션을 분리하는 디스크에 수반되는 경우, 리셉터클의 상부 영역에 배치된 도구는 분쇄 도구로서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 절단 엣지가 제공될 수 있다.
구성적인 이유때문에, 재료의 공급을 위한 개구를 가지는 커버에 의해 진공 리셉터클을 폐쇄하는 것이 바람직하며, 커버로 챔버가 연결되어 진공 밀폐가능한 밸브, 특히 게이트에 의해 위 및 아래를 폐쇄할 수 있으며, 커버로 배출 라인이 연결되고, 부가 배출 라인이 리셉터클로 연결된다. 이 챔버는 리셉터클로 공급되는 재료를 위해 배출가능한 슬러스로서 작용하여, 리셉터클을 충전할 때 공기중의 산소가 리셉터클에 도달하지 않는다. 커버는 도구를 위한 구동 수단, 특히 제어가능한 구동 수단, 원하는 경우 또한 기어 수단을 지지하기 위해 사용될 수 있다. 이 같은 구동 수단은 도구의 회전 속도를 변화시켜 각각의 현재 환경에 적용하는 것을 가능하게 한다. 리셉터클내에서 원하는 작동 상태의 미세한 조절은 리셉터클의 하부 섹션내에 배치된 도구와 리셉터클의 상부 섹션내에 배치된 도구가 서로 독립적으로 동축선의 샤프트를 통해 구동되는 특징에 의해, 본 발명의 추가 실시예에 따라 얻어진다. 따라서, 목적이 특히 바람직한 방식, 즉, 예를 들면 급속 회전 도구에 의해, 동력을 가능한 신속히 리셉터클의 상부 섹션에서 그곳에 위치되는 재료로 공급하는 것으로 충족될 수 있다. 그러나, 이는 하부 리셉터클 섹션에서 깔때기(funnel) 형으로 유출 개구에 원하는 배출 온도를 유지하기 위하여, 재료를 열적으로 균등화하기 위한 것이며 이를 위해 상대적으로 낮은 도구의 순환이 충분할 수 있다.
원하는 효과를 얻기 위해, 리셉터클의 상부 및 하부 섹션에서 본 발명에 따라 적어도 하나의 온도 센서를 각각 제공하며, 이러한 온도 센서에 의해 감지되는 온도 상태에 종속하여 작동 프로세스를 조절한다. 외부로의 열 손실을 피하기 위해, 리셉터클은 단열 벽을 갖는다. 리셉터클내에서 온도 상태에 영향을 미치는 추가적인 가능성은 리셉터클이 하나 이상의 이중 벽 케이싱 섹션, 그리고 액체 또는 가스일 수 있는 온도 제어 매체를 위한 라인이 연결되는 중공형 공간을 갖는데 있다. 그럼으로써, 예를 들면, 상부 리셉터클 섹션 내에 배치된 재료의 가열은 온도 제어 매체를 통해 부가 열 동력을 적용함으로써 가속화될 수 있고 및/또는 하부 리셉터클 섹션내에 배치된 재료의 냉각은 온도 제어 매체를 통해 얻을 수 있다.
리셉터클의 유효 용적이 스크류의 시간당 작업량의 절반 이상, 바람직하게는 3배의 산출량에 대해 1배에 대응하는 경우, 특별히 바람직한 작동 상태가 얻어진다. 이에 대해, 전체 도구가 처리되는 플라스틱 재료로 압출기 스크류의 100 kg 처리량 당 3 내지 12 kWh의 혼합 에너지를 공급하는 것이 적절하다. 또한, 이는 젖은 합성 플라스틱 재료를 처리하기 위해서도 적절하다. 명백히 현저한 이러한 혼합 에너지의 일부가 리셉터클의 상부 내부에 관련된 도구에 의해 공급된다.
본 발명의 장치를 작동하는 본 발명의 방법은 리셉터클내에 포함된 재료로 공급되는 에너지가 도구를 지지하는 하나 이상의 샤프트의 회전 속도를 제어함으로써 제어된다. 이에 따라 최적 결과가 얻어질 수 있다. 바람직하게 도구 회전속도는 리셉터클의 상부 섹션과 하부 섹션에서 측정된 처리 재료의 온도와 무관하게 조절된다. 원하는 경우, 처리되는 플라스틱 재료의 부가적인 템퍼링이 하나 이상의 도구로 템퍼링 매체를 공급함으로써 얻어질 수 있다. 이와 달리, 또는 이에 부가하여, 리셉터클내에 담긴 재료의 템퍼링은 리셉터클의 케이싱의 하나 이상의 이중 벽 섹션의 중공형 공간으로 템퍼링 매체를 공급함으로써 수행될 수 있다.
도면에, 본 발명의 전형적인 실시예가 개략적으로 도시되어 있다.
도 1은 제 1 실시예의 수직방향 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 라인을 따른 단면도이다.
도 3은 도 1과 유사한 섹션의 제 2 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 수평방향 단면의 상세도이다.
도 5는 제 3 실시예의 수직 방향 단면도이다.
도 6은 제 4 실시예의 수직 방향 단면도이다.
도 7은 도 6의 구성적 변형예를 상세하게 도시한 수직 단면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 라인을 따라 도시한 단면도이다.
도 9는 도 6 및 도 7과 유사한 다른 변형예의 단면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ라인을 따라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 따른 실시예내에서, 장치는 특히 미리 분쇄된 PET-재료이고 따라서 부울수 있는 상태인, 처리되는 합성 플라스틱 재료용 고정 리셉터클(1)을 포함한다. 대체로, 이러한 재료는 분쇄된, 특히, 밀링된 병, 병 예비성형품, 포일, 또는 PET의 플레이트이다. 수직 리셉터클(1)은 수직 축선(62) 및 원추 절두형 섹션(3)이 아래 연결되는 실질적인 원통형 상부 섹션(2)을 갖는다. 두 개의 섹션(2, 3)은 리셉터클(1)의 상측 내부(68)와 하측 내부(69)를 형성한다. 전체 리셉터클(1)은 큰 용적을 가져 처리되는 재료의 모든 재료부분이 각각의 재료가 리셉터클(1)의 하부 유동 개구(4)로부터 스크류(7)의 하우징(6)의 진공 충전 개구(5)로 공급되기 전에 소정의 충분히 긴 체류 시간 동안 리셉터클(1)내에 남아 있도록 충분히 예비 제어되도록 재료의 큰 용적이 처리될 수 있다. 예를 들면, 리셉터클(1)의 용적은 리셉터클에 포함된 재료가 약 1시간 동안 평균 처리 시간에 컨테이너(1)에 도달할 수 있도록 하는 크기를 갖는다. 스크류(7)를 갖는 하우징(6)은 주로 압출기를 형성하고 있으며, 이는 단일 스크류 압출기 또는 다중 스크류 압출기일 수 있다. 하우징(6) 내에서, 충전 개구(5)를 통하여 스크류(7)로 공급되는 재료는 스크류에 의해 가소화되고 로프의 형태로 압출기 헤드(8)를 통하여 공지된 방식으로 압출된다. 조립 장치(granulating apparatus)(도시안됨) 또는 다른 형상 제조 도구가 압출기 헤드(8)로 연결될 수 있다. 그러나, 또한 스크류(7)는 단지 이송 스크류 또는 각각 정량 투입 스크류(dosing screw)일 수 있는데, 정량 투입 스크류는 소정의 바람직한 처리 장치, 예를 들면, 압출기로 이송되는 재료를 공급한다. 적절하게, 충전 개구(5)는 배출 개구(4)로 직접 진공되게 연결되며, 특별한 경우에만 예를 들면 진공 튜브 피스에 의해 간접 연결이 형성될 수 있다.
스크류(7)는 하우징(6)의 진공 전방측 폐쇄부(11)와 교차하고 스크류(7)의 코어(12)에 대한 통상적인 회전을 위해 연결되는 샤프트(10)를 통해 구동 수단(도시안됨)에 의해 화살표(9) 방향으로 구동된다. 도시된 바와 같이, 이러한 코어(12)는 스크류(7)의 축선 길이에 걸쳐 상이한 직경을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 코어 직경은 각각 두 개의 방출 존(relief zones; 13, 14)을 향하여 증가되며, 방출 존 앞에서, 각 경우 이송된 재료가 압축 및 가소화된 후, 각각 방출 존(13 또는 14)에서 압력이 감소된다. 이러한 압력 감소에 의해, 스크류(7)에 의해 이송되는 재료내에 함유된 가스 거품이 방출되어 하우징(6)으로부터 화살표(17) 방향으로 각각 탈 가스 개구(de-gassing openings; 15 또는 16)를 통하여 방출될 수 있다. 적절하게, 원하는 경우, 이들 가스는 수집되어 재사용을 위해 공급된다. 제 2 방출 존(14)에 인접하여 스크류 코어(12)의 직경이 다시 증가하여, 스크류(7)에 의해 이송되는 재료가 압출기 헤드(8) 또는 각각 충분한 가소화 상태로 내부에 재료가 배치되어 배출 노즐에 도달한다.
처리되는 재료가 진공되게 구성되는 배출 슬러스(evacuable sluice; 60)의 챔버(18)(도 2)를 통하여 리셉터클(1)로 공급되고, 이를 위해 배출 슬러스는 밸브(19 또는 20)의 상부 및 하부에 각각 제공된다. 적절하게, 이들 밸브(19, 20)는 게이트 밸브로서 구성되고, 게이트 플레이트(21 또는 22)는 각각 챔버(18)의 진공 밀폐 벽과 교차하여 유압 또는 공기압으로 작동되는 실린더(23, 24)에 의해 상호 이동할 수 있다. 처리되는 재료가 장치로 공급되는 호퍼(26)의 유출 단부가 챔버(18)의 상부 충전 개구(25)에 연결된다. 챔버(18)의 하부 유출 단부는 리셉터클(1)이 상부로 진공 밀폐되는 커버(28)의 개구(27)에 진공되게 연결된다. 이러한 커버(28)로 작동 라인(29)이 연결되고, 이에 의해 리셉터클(1)의 내부가 비워질 수 있다. 다른 배출 라인(61)에 의해 슬러스(60)가 비워질 수 있다.
리셉터클(1)내에서 방사형 윙(radial wings)으로 구성된 도구(30, 31)가 수직 컨테이너 축선(62) 주위를 회전한다. 이들 도구(30, 31)는 컨테이너 축선(62)에 동축인 수직 샤프트(32)에 고정되고 실질적으로 수직 방향으로 샤프트로부터 외측으로 연장될 수 있다. 샤프트(32)는 지점(place; 33)에서 커버(28)내에서의 회전을 위해 진공되게 베어링 지지되고 원하는 경우 기어 수단(35)을 통해, 제어가능한 모터(34)에 의해 회전하도록 구동된다. 따라서 제어 라인은 도면부호 "36"으로 표시되어 있다. 도구(30)는 깔때기형 하부 섹션(3)이 원통형 상부 섹션(2)으로 통합되는 리셉터클(1) 레벨의 영역 내에 배치된다. 이들 도구(30)는 리셉터클(1)의 섹션(2)의 벽에 근접하여 연장되고, 따라서 높은 주변 속도로 리셉터클(1)로 공급되는 재료의 집중적인 휘젓기(intensive stirring)를 일으킨다. 또한, 필요한 경우 이들 도구(30)에는 절단 엣지(70)가 제공될 수 있어, 처리된 재료가 또한 분쇄된다. 이러한 프로세싱에서, 리셉터클(1)의 상측 내부(68) 내에 포함된 재료가 혼합 콘(71)의 형태로 순환된다. 이를 위해 요구된 동력은 열 에너지로서 처리된 재료로 주요 부분을 통과하여 처리된 재료를 가열시킨다. 도시된 바와 같이, 리셉터클(1)의 하측 내부(69)에 배치된 도구(31)가 리셉터클(1)의 원통형 상부 섹션(2)내에 배치된 도구(30) 보다 더 짧다. 따라서, 하부 도구(31)는 낮은 주변 속도로 인해, 처리된 플라스틱 재료에 상부 도구(30) 보다 더 작은 에너지를 공급한다. 따라서, 리셉터클(1)의 상부 섹션(2)내에서, 위로부터 저온으로 공급된 플라스틱 재료를 가열하기 위한 급속 에너지 공급이 발생하며, 바로 재료가 아래로 하강하여 더 짧은 도구(31)의 영역에 도달하며, 스크류(7)에 의해 수행되어 유출 개구(4)를 통과한 재료의 배출이 일어난다. 짧은 도구(31)만이 영역내에 배치된 플라스틱 재료를 휘저으며, 따라서 리셉터클(1)의 하측 내부(69)는 궁극적인 열 불균등성이 균등하게 되는 처리된 가열 재료를 위한 체류 공간을 구성한다. 동시에, 가열된 플라스틱 재료가 응집화되지 않는다. 특히, 리셉터클(1)의 하측 내부(69)가 상측 내부(68)보다 더 높을 때, 하측 내부(69) 내에서 처리되고 휘저어진 플라스틱 재료의 의도된 상당한 체류 시간을 초래한다. 적절하게, 리셉터클(1)의 전체의 효율적인 용적이 적어도 30분 동안의 스크류(7)의 처리량에 상응하도록 상태가 선택된다. 리셉터클(1)의 섹션(2 및 3)에 있는 처리되는 플라스틱 재료내에서 발생되는 온도가 온도 센서(37 또는 38)에 의해 각각 적절히 모니터링되고, 라인이 연결되어 제어 장치(도시 안됨)로 안내되며 그로 인해 적절한 제어 신호가 모터(34)의 제어 라인(36)으로 보내진다. 아래로 더욱 더 짧아지는 도구(31)의 단부(39)는 도 2에 도시된 바와 같이, 컨테이너 섹션(3)의 깔때기 형상으로 채용하기 위해 모따기될 수 있다. 적절하게, 도구(31)는 매우 얇아 재료로 공급되는 에너지가 거의 없다.
바람직한 경우, 또한 컨테이너(1) 내에 포함된 재료에 마찰 작용을 증가시키기 위해, 샤프트(32)로부터 외측으로 연장되는 상부 도구(30)의 로드에는 혼합 윙이 제공되어 처리 재료로 에너지를 전달시킨다.
외부로의 열 손실을 피하기 위해, 케이싱(42)의 벽 및 또한 적절하게는 리셉터클(1)의 커버(28)의 벽이 단열된다. 도 3 및 도 4에 따른 실시예에서, 리셉터클(1)의 상부 섹션(2) 및 하부 섹션(3)에 각각 배치된 도구(30 또는 31)는 서로 독립적으로 구동될 수 있다. 이를 위해, 도구(31)는 중앙 샤프트(32)에 연결되고 도구(30)는 이러한 샤프트(32)를 동축으로 둘러싸는 중공 샤프트(43)에 연결된다. 두 개의 샤프트(32, 43)는 각각 두 개의 기어링(gearings; 35, 46)에 의해 치형 링(toothed rings; 44 또는 45)을 통해 구동되고, 두 개의 기어링은 통상적인 모터(34)에 의해 구동될 수 있다. 두 개의 기어링(35, 46)은 제어 라인(도시안됨)을 통하여 온도 센서(37, 38)(도 1, 2)를 통해 측정되는 처리 재료의 온도와 무관하게 제어가능하다. 모터(34) 및 기어링(35, 46)은 커버(28)에 의해 지지될 수 있다.
상부 도구(30)는 외측 주변에 절단 요소(70)를 지지하는, 디스크(72)로 형성된다. 이 디스크는 리셉터클(1)의 하측 내부(69) 내에 배치된 도구(31)와 동일한 방향[화살표(41), 도 4]으로 회전할 수 있다. 그러나, 또한 두 개의 구동 샤프트(32, 43)는 상이한 회전 방향을 선택할 수도 있다.
도 4는 리셉터클(1)의 하부(3)용 도구(31)의 특히 적절한 형상을 보여준다. 도시된 바와 같이, 도구(31)는 외부 엣지로부터 중앙을 향하여 처리된 재료를 이송하도록 회전 방향[화살표(41)]으로 만곡되고, 이는 특별한 혼합 작용을 한다.
두 개의 컨테이너 섹션(2, 3)에서의 온도 상태에 대한 부가 영향은 각각 도구(30 또는 31)의 중공형 공간(47)을 통해, 각각의 섹션(2 또는 3)내에서 재료를 각각 템퍼링(tempering)함으로써 얻을 수 있으며, 중공형 공간(47)으로 공급 라인(48)이 연결되고, 공급 라인을 통해 템퍼링 매체(tempering medium)가 중공형 공간(47)으로 공급된다. 템퍼링 매체는 적절한 회전 연결부(suitably rotating joins)를 통해 템퍼링 매체 공급원(49)으로부터 공급 라인(48)으로 공급된다. 템퍼링 매체는 모든 도구(30 및 31)에 대해 동일하지 않아야 하며, 예를 들면, 각각 절단 엣지(70) 또는 디스크에 의해 가능한 신속하게 원하는 증가된 온도로 재료를 처리하기 위해 템퍼링 매체에 의해 도구(30)의 요소를 형성하는 디스크(72)를 부가적으로 가열하는 것이 가능한 반면, 도구(31)는 다른 템퍼링 매체 또는 다른 온도의 템퍼링 매체에 의해 냉각된다. 도구(30, 31)에 공급되는 템퍼링 매체의 온도는 적절한 방식으로 제어될 수 있다.
리셉터클(1)내에 배치된 재료의 온도에 영향을 미칠 수 있는 추가적인 가능성은 케이싱(42)의 이중 벽 구성에 의한 리셉터클(1) 내부의 템퍼링에 기인한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이는 케이싱(42)의 두 개의 벽(50, 51) 사이에 배치된 중공형 공간(52)이 격벽(53)에 의해 두 개의 중복된 섹션(54, 55)으로 세분됨으로써, 두 개의 중복된 섹션(54, 55)이 각각 가스 또는 액체일 수 있는 템퍼링 매체의 공급 또는 배출을 위해 각각 라인(56 또는 81)으로 각각 연결된다. 두 개의 라인(56)은 템퍼링 매체를 위한 공급원(59)으로 각각 제어 수단(57 또는 58)을 통해 연결된다. 바람직한 경우, 두 개의 제어 수단(57, 58)은 템퍼링 매체를 위해 상이한 공급원에 의해 공급될 수 있다. 제어 수단(57, 58)은 각각의 템퍼링 매체의 양 및/또는 온도를 제어할 수 있어, 제어 수단은 온도 센서(37, 38)(도 1, 2)에 의해 영향을 받을 수 있다. 도시된 바와 같이, 리셉터클(1)의 두 개의 섹션(2, 3)내의 온도 상태는 격벽(53)의 위치를 선택함으로써 영향을 받을 수 있다. 따라서, 격벽(53)은 깔때기 섹션(3)이 상부 원통형 섹션(2)으로 변화되는 위치에 배치될 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다.
리셉터클(1)의 내벽(51) 및 디스크(72) 사이에, 고리형 갭(73)이 있으며, 대체로 이 폭은 20 mm 이상이어서, 내부(68)에서 순환되며, 그에 따라 가열되는 재료는 바로 리셉터클(1)의 하측 부분(69)에 도달할 수 있다. 그러나, 처리된 재료가 이러한 고리형 갭(73)을 너무 빨리 관통하는 것을 피하기 위해, 고리형 갭의 폭은 너무 크지 않아야 하며, 대체로 30 mm 보다 작다. 고리형 갭(73)의 폭이 변화될 수 있는 경우, 처리된 재료의 상이한 상태에 따라 적용이 가능하다. 이를 위해, 리셉터클의 내벽 또는 디스크(72)는 각각 벽 또는 디스크(72)의 각각의 엣지 섹션이 반지름방향으로 조절가능하도록 구성될 수 있다.
큰 용적을 가지는 리셉터클(1)의 처리된 재료의 유효한 킬로그램 용량은 시간당 스크류(7)의 킬로그램 처리량의 절반 이상, 적절하게는 1배 내지 3배에 상응한다. 적절하게, 상부 도구(30)에 대한 구동 수단[모터(34)]은 스크류의 100kg/h 처리량 당 3kWh 내지 12kWh의 혼합 에너지를 처리된 재료로 공급한다. 이러한 작동 예는 작동이 더 유사할수록 바람직한 것으로 도시되지만, 리셉터클(1)로 공급되는 각각의 재료의 특별한 질 및 상태에 의존한다.
샤프트(32)[및, 또는 중공형 샤프트(43) 각각]는 정확히 수직하게 배치되지 않아야 하며, 경사가 가능하지만, 각각 상부 또는 아래로 리셉터클(1)내에 위치된 재료의 더 많은 이송을 초래할 수록, 샤프트가 더 많이 경사진다. 하측 내부(69)에서, 대체로 수직 방향으로의 이 같은 이송은 바람직하지 않은데, 이는 재료가 오직 휘저어져야 하지만 실질적으로 더 이상 가열되지 않아야 하기 때문이다.
도 1 내지 도 4에 따른 실시예에서, 스크류(7)의 하우징(6)은 스크류(7)의 축선(63)에 대해 반지름방향으로 충전되고, 이와 함께 리셉터클(1)의 축선(62)이 반지름방향으로 일치된다. 이와 같이 함으로써, 스크류(7)의 하우징(6)은 리셉터클(1)로부터 전방측에서 재료로 채워질 수 있다. 그러나, 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 리셉터클(1)의 스크류 하우징(6)의 접선 연결이 가능하여, 컨테이너 축선(62)이 스크류 축선(63)으로부터 일정한 거리(a) 만큼 이격된다. 이는 각각 상부 및 하부로부터 하나의 제어가능한 모터(34 또는 66)에 의해, 도구(30, 31)를 수반하는 샤프트를 분리하고 두 개의 샤프트 섹션(64, 65)을 구동하는 것을 가능하게 한다. 이를 위해, 상측 샤프트 섹션(64)의 하측 단부에 하측 샤프트 섹션(65)을 둘러싸는 슬리브(67) 형상을 제공하는 것이 적절하며, 두 개의 샤프트 섹션(64,65)이 서로에 대해 중심이 맞춰지며 베어링 지지된다. 또한, 리셉터클(1)로의 스크류 하우징(6)의 이러한 접선 연결은 수직 축선(62) 둘레를 회전하고 각각 스크류 하우징(6)의 충전 개구(5) 또는 리셉터클(1)의 측방향 유출 개구의 영역에 배치되는 도구(31)에 의해 스크류 하우징(6)의 충전을 얻을 수 있도록 한다.
이러한 실시예에 대해, 도구(30)는 디스크(72)에 지지되는 절단 엣지(70)를 포함한다. 이 디스크(72)는 깔때기형 하부 컨테이너 섹션(3)의 상부 엣지 보다 낮게 배치된 것이다. 이는 혼합 콘(71)을 형성하기를 선호하며 이는 절단 엣지(70)에 의해 처리된 재료가 디스크(72)로부터 반지름방향으로 이동되어 컨테이너 섹션(3)의 케이싱의 벽의 경사부에 도달하여, 충돌하는 재료가 위로 이동하는 성분을 수용한다.
도 6에 따른 실시예에서 절단 엣지(70)를 지지하는 디스크(72)는 리셉터클(1)의 높이의 절반 정도 및 두 개의 컨테이너 섹션(2, 3)이 서로 변화하는 라인의 실질적인 아래에 배치된다. 언급한 바와 같이, 디스크(72) 아래 배치된 도구(31)는 처리된 재료만 휘젓지만, 혼합 콘이 되도록 처리된 재료를 전달하지 않아, 내부(69) 내에 재료 레벨(40)이 거의 평평하다.
깔때기형 컨테이너 부분(3)의 하단부는 모터(75)에 의해 기어링(74)을 통해 구동되는 압출기 스크류(7)의 충전 개구(5)로 통합된다. 밀봉 스크류 나사부(76)는 스크류(7)의 구동 측단부에서 처리된 재료의 배출을 막는다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 리셉터클(1)은 정량 투입 스크류 장치(77)의 충전 개구(79)로 아래 통합될 수 있는데, 정량 투입 스크류는 예를 들면 통상적인 모터(75)에 의해 구동되고 평행한 축선을 가지는 두 개의 정량 투입 스크류(78)를 포함한다. 이러한 정량 투입 스크류 장치는 반지름 방향으로 배치된 압출기 스크류(7)의 충전 개구(5)로 재료를 이송한다.
도 9 및 도 10에 변형예가 도시되어 있다. 여기서, 이중 정량 투입 스크류(78)는 리셉터클(1)로부터 수용된 재료를 샤프트(80)로 이송하는데, 샤프트로부터 수용된 재료는 상부로부터 압출기 스크류(7)로 떨어진다.
상술된 실시예에 의해 컨테이너(1)로 공급된 각각의 예비 분쇄된 플라스틱 입자에 대해 30분 이상의 평균 체류 시간이 얻어질 수 있다. 이러한 체류 시간은 플라스틱 입자가 상부 슬러스(60)로 공급될 때부터 배출 개구(4)를 통해 컨테이너(1)로부터 방출될때까지로 계산된다.
또한, 도시된 바와 같이, 컨테이너(1)의 하부 유출 개구(4)가 예를 들면, 이송 수단에 의해 임의의 다른 프로세싱을 위한 사일로(silo) 또는 장치, 또는 정량 투입 장치와 같은 또 다른 플랜트로 재료를 공급할 수 있다.

Claims (40)

  1. 스크류 하우징의 충전 개구는 처리되는 재료를 위한 수직 진공 리셉터클의 하부 유출 개구와 유체 소통되며, 상기 리셉터클 내부에는 축선을 중심으로 회전하도록 구동 수단에 의해 구동되는, 도구가 제공되며, 상기 도구가 슬러스를 통하여 상부로부터 상기 리셉터클로 공급되는 재료에 작용하는, 예비 분쇄되는 합성 플라스틱 재료의 처리를 위해 하우징내에 베어링 지지되는 스크류를 충전하는 장치에 있어서,
    상기 리셉터클(1) 내부의 중간 높이의 영역에서 혼합 콘을 형성하기 위한 하나 이상의 급속 회전 도구(30)가 상부 내측 부분(68)과 하부 내측 부분(69) 사이에 배치되고, 상기 상부 내측 부분(68) 내에서 처리될 플라스틱 재료가 에너지의 공급으로 혼합 콘의 형태로 순환하고, 상기 하부 내측 부분(69)은 도달된 가열 플라스틱 재료의 열 균등화를 위한 체류 공간을 구성하여, 상기 체류 공간내에 배치되는 회전하는 도구(31)가 상당한 에너지의 공급 없이 단지 혼합 도구로서 형성됨으로써 상기 플라스틱 재료의 응집화를 방지하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 중간 영역내에서 회전하는 상기 도구(30)가 디스크(72)를 포함하며, 상기 디스크의 엣지는 상기 리셉터클(1)의 내벽으로부터 작은 거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 거리는 20 mm 이상 인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 거리의 크기가 조절가능한 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)은 상부 원통형부(2)와, 상기 스크류 하우징(6)의 충전 개구(5)로 테이퍼지는 하부 원뿔형부(3)를 가지는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    혼합 콘(71)을 형성하는 상기 도구(30)가 상기 원뿔형부(3)의 상단부 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 리셉터클의 원통형부(2)의 높이는 상기 리셉터클의 원뿔형부(3)의 높이에 대해 3:1 내지 1:3의 비율인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 하부 내측 부분(69)에 있는 상기 도구(31)는 상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)내에 있는 도구(30)에 비해 샤프트(32)로부터 작은 거리로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 하부 내측 부분(69)내의 상기 도구(31)는 만곡된 혼합 윙으로서 형성되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)은 커버(28)에 의해 상부에 대해 진공식으로 폐쇄되며, 상기 커버는 재료의 공급을 위한 개구(27)를 가지며, 상기 개구로 챔버(18)가 연결되고, 상기 챔버는 진공 밀폐 밸브(19, 20)에 의해 상부 및 하부에 대해 폐쇄 가능하며, 상기 챔버로 배출 라인(61)이 연결되어, 부가 배출 라인(29)이 상기 리셉터클(1)로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 커버(28)는 상기 도구(30, 31)용 구동 수단(34)을 지지하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 하부 내측 부분(69)내에 배치되는 상기 도구(31)와 상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)에 배치되는 상기 도구(30)는 동축 샤프트(32, 43)에 의해 서로 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 내측 부분(69) 또는 상기 리셉터클(1)내에 배치되는 상기 도구(31)는 상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)에 관련되는 상기 도구(30) 보다 느린 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)내에 배치되는 도구(30)는 상기 리셉터클(1)의 하부 내측 부분(69)내에 배치되는 상기 도구(31)를 지지하는 샤프트(32)를 둘러싸는 중공형 샤프트(43)에 의해 지지되고, 상기 두 개의 샤프트(32, 43)는 상단부에 배치되는 구동 수단에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나의 샤프트(32)는 상단부에 배치되는 구동 수단에 의해 구동되고, 상기 다른 샤프트(43)는 하단부에 배치되는 구동 수단에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 유출 개구(4)는 상기 스크류(7)의 하우징(6)에 접선방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 온도 센서(37 또는 38)는 상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)내에, 그리고 상기 리셉터클(1)의 하부 내측 부분(69)내에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)이 단열 케이싱(42)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)은 하나 이상의 이중 벽 섹션의 케이싱(42)을 가지며, 두 개의 벽들(50, 51) 사이에 배치되는 중공형 공간(52)이 템퍼링 매체용 라인(56)으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 도구(30, 31)는 템퍼링 매체의 공급을 위한 중공형 공간(47)을 갖는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)에 상기 혼합 콘을 형성하는 상기 하나 이상의 상기 도구(30)가 분쇄 도구로서 형성되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 유효 용적은 시간당 스크류(7)의 처리량의 절반 이상에 상응하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)에 관련된 상기 도구(30)는 상기 스크류(7)의 100 kg/h 처리량 당 3 kWh 내지 12 kWh의 처리 재료로 혼합 열을 공급하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  24. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 장치를 작동시키는 방법에 있어서,
    상기 리셉터클(1) 내에 포함된 재료로 공급되는 에너지는, 각각 상기 도구를 지지하는 샤프트(32 또는 43) 중 하나 이상의 샤프트의 회전 속도를 제어함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는,
    스크류 충전 장치를 작동시키는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 샤프트(32, 43)의 회전 속도의 제어는 상기 리셉터클(1)의 상기 하부 섹션(3) 및 상부 섹션(2) 또는 이들 중 어느 하나에서 각각 측정되는 상기 처리되는 플라스틱 재료의 온도와 무관하게 수행되는 것을 특징으로 하는,
    스크류 충전 장치를 작동시키는 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 처리되는 플라스틱 재료의 템퍼링은 상기 하나 이상의 도구(30, 31)로 템퍼링 매체를 공급함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는,
    스크류 충전 장치를 작동시키는 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)내에 포함된 재료의 템퍼링은 상기 리셉터클(1)의 케이싱(42)의 하나 이상의 이중 벽 섹션의 중공형 공간(52)으로 템퍼링 매체를 공급함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는,
    스크류 충전 장치를 작동시키는 방법.
  28. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 압출기의 하우징인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 분쇄되는 합성 플라스틱 재료는 PET인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 축선은 수직 축선인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  31. 제 6 항에 있어서,
    상기 도구(30)는 분쇄 장치인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  32. 제 10 항에 있어서,
    상기 챔버(18)는 상기 진공 밀폐 밸브(19, 20)의 슬라이드 게이트(21, 22)에 의해 상부 및 하부에 대해 폐쇄 가능한 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  33. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동 수단(34)은 제어가능한 구동 수단인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  34. 제 11 항에 있어서,
    상기 커버(28)는 기어링(35)을 더 지지하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  35. 제 21 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 상부 내측 부분(68)에 상기 혼합 콘을 형성하는 상기 하나 이상의 도구(30)에 절단 엣지가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  36. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 유효 용적은 시간 당 스크류(7)의 처리량의 1 배 내지 3 배에 대응하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  37. 제 26 항에 있어서,
    상기 처리되는 플라스틱 재료의 부가 템퍼링은 템퍼링 매체를 상기 도구(30, 31) 중 하나 이상의 도구로 공급함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는,
    스크류 충전 장치를 작동시키는 방법.
  38. 제 27 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1) 내에 포함되는 재료의 부가 템퍼링은 상기 리셉터클(1)의 케이싱(42)의 하나 이상의 이중 벽 섹션의 중공형 공간(52)으로 템퍼링 매체를 공급함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는,
    스크류 충전 장치를 작동시키는 방법.
  39. 제 1 항에 있어서,
    상기 리셉터클(1)의 중간 영역 내에서 회전하는 도구(30,31)가 방사형 윙인 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
  40. 제 21 항에 있어서,
    상기 분쇄 도구(30)가 상기 회전 디스크(72)의 상측에 배치되는 절단 엣지(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    하우징에 지지되는 스크류를 충전하는 장치.
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