WO1998007549A1 - Vorrichtung zum strahlen plattenförmiger werkstücke - Google Patents

Vorrichtung zum strahlen plattenförmiger werkstücke Download PDF

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WO1998007549A1
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Ricardo Reh
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    • B24C9/003—Removing abrasive powder out of the blasting machine

Definitions

  • a well-known S and S steel system of the generic type (manufacturer: Fratelli Pezza; 24028 Ponte Nossa, Italy, model S ahara 1000) consists of a transport device for glass plates and a housing above it. In the first part of the housing, four to six sandblasting guns with outlet openings pointing downwards are attached to a vertically displaceable carrier. The glass plate to be blasted is inserted horizontally into the housing by the transport device and moves under the sandblasting nozzles through the first part of the housing. The sandblasting process takes place.
  • the quality of the blasting process depends on the speed of the transport device, the number and type of sandblasting nozzles and their height above the glass plate as well as the pressure. To achieve a good result, it is necessary to keep the transport speed low and a large number to be installed by sandblasting nozzles. The further the distance between the sandblasting nozzles and the workpiece, the larger the cross section of the air jet emerging from the outlet opening. The reason for this is the friction between the air jet and the still air.
  • the sandblasting nozzles are supplied with a pressure of 5 to 7 bar with a total air requirement of around 2,000-3,000 L / min. This results in a large wear of the sandblasting nozzles and a high area-specific energy requirement for the sandblasting, which is particularly disadvantageous because compressed air is a very expensive energy source due to the predominantly used energy source electricity and the naturally low efficiency of compressors.
  • a blower which removes the blasting agent from the glass plate.
  • the vacuum generator is a suction blower or the like, so that the blasting agent bouncing off the surface to be blasted is sucked into the part of the connecting line located downstream of the sandblasting device.
  • the exhaust air of the suction fan is filtered and / or fed to the suction side of the air pressure generator, so that the noise and dust emissions and the energy requirement are reduced due to the resulting closed air circuit.
  • the suction side of the air pressure generator is the vacuum generator, so that a ratio of pressure increase and pressure reduction adapted to the application purpose is achieved with simplified production and reduced operating costs.
  • the exhaust air side of the suction fan is the air pressure generator, so that a ratio of pressure increase and pressure reduction adapted to the application is achieved with simplified manufacture and reduced operating costs.
  • a blasting agent separator and / or an air filter can be provided between the sandblasting device and the vacuum generator, so that the blasting agent is collected and the air is cleaned.
  • the abrasive collected in the abrasive separator is used for
  • Abrasive feed can be traced so that it can be used again.
  • air baffles or the like are in the sandblasting device. to Uniformity of the flow is provided so that an approximately equal jet effect is achieved over the entire channel width.
  • the processing width can be increased by juxtaposing a plurality of devices, so that the advantages of a modular construction can be used.
  • the air pressure generator is a blower, so that the manufacturing and operating costs are low.
  • the housing has at least one opening through which the workpiece can be moved into the effective area of the sandblasting device and the housing seals the outlet opening from the environment, so that no blasting agent gets into the environment, no external air is sucked in and the noise emissions will be reduced.
  • An embodiment of the invention is shown in the drawing and described in more detail below and shows a side view of a device for blasting plate-shaped workpieces in a highly simplified manner.
  • the sandblasting device 4 is located underneath the workpiece 1. On the right-hand side you can see an air pressure generator 5 which injects the air required for blasting blows in the connecting line 6.
  • the connecting line 6 is attached between the air pressure generator 5 and the sandblasting device 4. With this connecting line 6, both the required air and the blasting agent supply 7 are supplied with the blasting agent.
  • the sandblasting device 4 extends over the entire width of the device and has an angle 8. On the outside of this bend 8 there is a narrow outlet opening 9, which also extends over the entire width of the device.
  • sealing lips 12 are provided in the area of the outlet opening 9 and the inlet opening 11 and / or in the area of the transport device 2, which prevent unwanted air flows. Air currents are undesired which transport 4 blasting media to the outside in the overpressure area of the sandblasting device and allow outside air to enter in the suction area of the same.
  • the abrasive collected in the abrasive separator can then be reused via the abrasive feed 7.
  • the air emerging at the suction fan 17 can be supplied to the air pressure generator 5 as intake air. This will both Blasting media and the air required for blasting are circulated.
  • the advantages of these closed circuits are the minimization of operating costs (electricity consumption, abrasive consumption) and a reduction in the environmental impact from noise and dust.
  • Operating parameters are essentially the speed of the transport device 2, the amount of blasting agent and the amount, overpressure and underpressure of the air.
  • the width of the sandblasting device 4 is limited by the length of the diffuser 13 and its opening angle.
  • either the air provided by the air pressure generator 5 can be divided into several connecting lines 6 arranged transversely to the transport direction of the workpiece 1, or several devices for blasting flat workpieces, each with an air pressure generator 5 and a connecting line 6 and a sandblasting device 4, are arranged side by side posed.
  • This modular structure means that there are basically no limits to the processing width. If a workpiece of small width is machined in a system consisting of several devices placed side by side, the excess devices can be switched off.
  • the housing 3 located above the workpiece serves to further reduce the undesired air movements, to reduce the development of dust and noise in the vicinity of the device, and for this purpose has sealing lips that rest on the workpiece. These sealing lips also make it easier to start up the system until the workpiece 1 has arrived above the outlet opening 9.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Strahlen ebener Flächen (18) vorgeschlagen, bei der das Strahlmittel gleichmäßig aus einer sich über die gesamte Breite der Anlage erstreckenden Austrittsöffnung (9) austritt, wodurch eine gleichmäßige Strahlwirkung erzielt wird. Weiterhin sind die erforderlichen Druckdifferenzen geringer als bei konventionellen Anlagen, da die Austrittsöffnung in geringem Abstand an der zu strahlenden Fläche vorbeigeführt wird, was zu einer Verringerung des erforderlichen Druckniveaus führt.

Description

Vorrichtung zum Strahlen plattenförmiger Werkstücke
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs . Eine bekann te S and s trahlanl age der gattungsgemäßen Art (Hersteller: Fratelli Pezza; 24028 Ponte Nossa, Italien, Modell S ahara 1000) besteht au s einer Transporteinrichtung für Glasplatten und einem darüber befindlichen Gehäuse. Im ersten Teil des Gehäuses sind an einem vertikal verschiebbaren Träger vier bis sechs Sandstrahlpistolen, deren Austrittsöffnungen nach unten weisen, angebracht. Die zu strahlende Glasplatte wird von der Transporteinrichtung waagerecht in das Gehäuse eingeführt und bewegt sich unter den Sandstrahldüsen durch den ersten Teil des Gehäuses hindurch. Dabei erfolgt der Sandstrahlvorgang. Durch den punktförmigen Austritt des Strahlmittels aus den vier bis sechs Sandstrahldüsen ist es schwierig, eine über die gesamte Plattenbreite gleichmäßige Strahlwirkung zu erzielen. Die Qualität des Strahlvorgangs hängt von der Geschwindigkeit der Transporteinrichtung, der Zahl und Art der Sandstrahldüsen und deren Höhe über der Glasplatte sowie dem Druck ab. Um ein gutes Ergebnis zu erzielen, ist es notwendig, die Transportgeschwindigkeit gering zu halten und eine große Zahl von Sandstrahldüsen anzubringen. Je weiter der Abstand zwischen Sandstrahldüsen und Werkstück ist, desto größer wird der Querschnitt des aus der Austrittsoffnung austretenden Luftstrahls. Ursächlich hierfür ist die Reibung zwischen dem Luftstrahl und der ruhenden Luft. Infolgedessen nimmt die Geschwindigkeit des im Luftstrom befindlichen Strahlmittels und damit auch dessen kinetische Energie und Strahlwirkung ab. Die Sandstrahldüsen werden mit einem Druck von 5 bis 7 bar versorgt bei einem Luftbedarf von insgesamt etwa 2.000-3.000 L/min. Daraus resultiert ein großer Verschleiß der Sandstrahldüsen und ein hoher flächenspezifischer Energiebedarf für das Sandstrahlen, was besonders nachteilig ist, da Druckluft aufgrund des überwiegend eingesetzten Endenegieträgers Elektrizität und des naturgesetzlich niedrigen Wirkungsgrads von Kompressoren ein sehr teurer Energieträger ist. In dem in Transportrichtung gesehen hinteren Teil des Gehäuses befindet sich ein Gebläse, welches das Strahlmittel von der Glasplatte entfernt. Der dabei aufgewirbelte Staub wird durch einen Filter gebunden und das Strahlmittel wird gesammel t und einer erneuten Verwendung zu geführt. Problematisch an dieser bekannten Sandstrahlanlage sind die ungleiche Strahlwirkung, die begrenzte Bearbeitungsbreite, der hohe Energiebedarf, die geringe Arbeitsgeschwindigkeit, (0,4 bis 0,7 m2/min) und die Vielzahl der Betriebsparameter, die abhängig von der auszuführenden Sandstrahlarbeit einzustellen sind.
Bei einer weiteren bekannten Sandstrahleinrichtung (DE AS 1 294 847) wird vollständig auf einen Drucklufterzeuger verzichtet. Die erforderliche Druckdifferenz wird dadurch erreicht, daß in der Strahlkammer ein Unterdruck herrscht, welcher mit Sand angereicherte Umgebungsluft ansaugt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Druckdifferenz auf den Umgebungsdruck beschränkt ist und, daß das Strahlgut nicht auf das Werkstück gerichtet wird. Demgegenüber hat der erfindungsgemäße Gegenstand mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs den Vorteil, daß das Strahlmittel gleichmäßig aus einer sich über die gesamte Breite der Anlage erstreckenden Austrittsoffnung austritt, wodurch eine gleichmäßige Strahlwirkung erzielt wird. Weiterhin sind die erforderlichen Druckdifferenzen geringer, da die Austrittsoffnung in geringem Abstand an der zu strahlenden Fläche vorbeigeführt wird. Demzufolge reduziert sich auch der flächenspezifische Energiebedarf. Aufgrund des niedrigeren Druckniveaus ist auch der Verschleiß an der Austrittsoffnung geringer. Beide Effekte reduzieren die Betriebskosten. Eine von der Universität Stuttgart durchgeführte überschlägige Berechnung ergab folgende Werte für den benötigten Gebläsedruck:
Figure imgf000005_0001
Diese Werte liegen deutlich unter denen von Sandstrahlanlagen nach dem Stand der Technik. Es ist auch möglich, die erforderliche Druckdifferenz mit dem Sauggebläse zu erzeugen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Unterdruckerzeuger ein Sauggebläse odgl., so daß das von der zu strahlenden Fläche abprallende Strahlmittel in den stromab der Sandstrahleinrichtung gelegenen Teil der Verbindungsleitung gesaugt wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Abluft des Sauggebläses gefiltert und/oder der Saugseite des Luftdruckerzeugers zugeführt, so daß aufgrund des entstehenden geschlossenen Luftkreislaufs die Geräusch- und Staubemissionen sowie der Energiebedarf gesenkt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Saugseite des Luftdruckerzeugers der Unterdruckerzeuger, so daß ein auf den Anwendungszweck angepasstes Verhältnis zwischen Druckerhöhung und Druckabsenkung bei vereinfachter Herstellung und verringerten Betriebskosten erreicht wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Abluftseite des Sauggebläses der Luftdruckerzeuger, so daß ein auf den Anwendungszweck angepasstes Verhältnis zwischen Druckerhöhung und Druckabsenkung bei vereinfachter Herstellung und verringerten Betriebskosten erreicht wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen Sandstrahleinrichtung und Unterdruckerzeuger ein Strahlmittelabscheider und/oder ein Luftfilter vorsehbar, so daß das Strahlmittel gesammelt und die Luft gereinigt wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das im Strahlmittelabscheider gesammelte Strahlmittel zur
Strahlmittelzufuhr rückführbar, so daß es erneut verwendet werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist sind in der Sandstrahleinrichtung Luftleitbleche odgl. zur Vergleichmäßigung der Strömung vorgesehen, so daß über die gesamte Kanalbreite eine annähernd gleiche Strahlwirkung erzielt wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Bearbeitungsbreite durch Nebeneinanderstellen mehrerer Vorrichtungen vergrößert werden, so daß die Vorteile einer Modulbauweise genutzt werden können.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftdruckerzeuger ein Gebläse, so daß die Herstellungs- und Betriebskosten gering sind.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar .
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse mindestens eine Öffnung auf, durch die das Werkstück in den Wirkungsbereich der Sandstrahleinrichtung bewegt werden kann und dichtet das Gehäuse die Austrittsoffnung gegen die Umgebung ab, so daß kein Strahlmittel in die Umgebung gelangt, keine Fremdluft angesaugt wird und die Geräuschemissionen reduziert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben und zeigt stark vereinfacht eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Strahlen plattenförmiger Werkstücke.
In Fig. 1 ist ein Werkstück 1 gezeigt, das mit Hilfe einer Transporteinrichtung 2 unter einem Gehäuse 3 hindurch transportiert wird. Unterhalb des Werkstücks 1 befindet sich die Sandstrahleinrichtung 4. Auf der rechten Seite sieht man einen Luftdruckerzeuger 5, welcher die zum Strahlen benötigte Luft in die Verbindungsleitung 6 einbläst. Die Verbindungsleitung 6 ist zwischen Luftdruckerzeuger 5 und Sandstrahleinrichtung 4 angebracht. Mit dieser Verbindungsleitung 6 wird sowohl die benötigte Luft als auch über die Strahlmittelzufuhr 7 das Strahlmittel zugeführt. Die Sandstrahleinrichtung 4 erstreckt sich über die gesamte Breite der Vorrichtung und weist eine Abwinklung 8 auf. An der Außenseite dieser Abwinklung 8 ist eine schmale, sich ebenfalls über die gesamte Breite der Vorrichtung erstreckende Ausstrittsöffnung 9 vorhanden. Aufgrund der Massenträgheit des Strahlmittels bewegt es sich durch die Austrittsoffnung 9, prallt gegen die zu strahlende Oberfläche 1 8 des Werkstücks 1 , erzielt dadurch die gewünschte Strahlwirkung und prallt von der Werkstückoberfläche ab und bewegt sich in Richtung der Eintrittsöffnung 1 1. Um diesen Effekt zu verstärken, werden Strahlmittel und Luft von der Eintrittsöffnung 1 1 im zweiten Teil der Sandstrahleinrichtung 4 angesaugt. Diese Eintrittsöffnung 1 1 erstreckt sich ebenfalls über die gesamte Breite der Vorrichtung. Die Sandstrahleinrichtung 4 mündet in einen Sammler 14 und der in die Verbindungsleitung 15, welche die Sandstrahleinrichtung 4 mit einem hier nicht dargestellten Strahlmittelabscheider und einem Sauggebläse 17 verbindet. Um den Luftbedarf der Vorrichtung möglichst gering zu halten, sind im Bereich der Austrittsoffnung 9 und der Eintrittsöffnung 1 1 und/oder im Bereich der Transporteinrichtung 2 Dichtlippen 12 vorgesehen, die ungewollte Luftströmungen unterbinden. Ungewollt sind Luftströmungen, die im Überdruckbereich der Sandstrahleinrichtung 4 Strahlmittel nach außen transportieren und im Saugbereich derselben Außenluft eintreten lassen. Das im Strahlmittelabscheider gesammelte Strahlmittel kann anschließend wieder über die Strahlmittelzufuhr 7 einer erneuten Verwendung zugeführt werden. Um die Umweltbelastungen zu verringern und die Lebensdauer des Sauggebläses 17 zu erhöhen, ist es vorteilhaft mittels eines hier nicht dargestellten Luftfilters die Ansaugluft des Sauggebläses von staubförmigen Bestandteilen zu befreien. Die am Sauggebläse 17 austretende Luft kann, dem Luftdruckerzeuger 5 als Ansaugluft zugeführt werden . Dadurch werden sowohl Strahlmittel als auch die zum Strahlen benötigte Luft im Kreislauf geführt. Vorteile dieser geschlossenen Kreisläufe sind die Minimierung der Betriebskosten (Strombedarf, Strahlmittelverbrauch) und eine Verringerung der Umweltbelastungen durch Lärm und Staub. Dadurch, daß das Werkstück 1 in sehr geringem Abstand an der Sandstrahleinrichtung 4 vorbeigeführt wird, verringern sich die die Strömungsverluste. Betriebsparameter sind im wesentlichen Geschwindigkeit der Transporteinrichtung 2, die Strahlmittelmenge sowie Menge, Überdruck und Unterdruck der Luft.
Ausgehend von einer Verbindungsleitung 6 mit beispielsweise kreisförmigen Querschnitt ist die Breite der Sandstrahleinrichtung 4 durch die Länge des Diffusors 13 und dessen Öffnungswinkel begrenzt. Werden große Bearbeitungsbreiten gewünscht, so kann entweder die vom Luftdruckerzeuger 5 bereitgestellte Luft auf mehrere quer zur Transportrichtung des Werkstücks 1 angeordnete Verbindungsleitungen 6 aufgeteilt werden oder es werden mehrere Vorrichtungen zum Strahlen ebener Werkstücke mit je einem Luftdruckerzeuger 5 und einer Verbindungsleitung 6 und einer Sandstrahleinrichtung 4 nebeneinander gestellt. Durch diesen modularen Aufbau sind der Bearbeitungsbreite prinzipiell keine Grenzen gesetzt. Wird in einer Anlage, die aus mehreren nebeneinander gestellten Vorrichtungen besteht, ein Werkstück geringer Breite bearbeitet, können die überzähligen Vorrichtungen abgeschaltet werden . In diesem Fall sind unerwünschte Luftbewegungen an den Seiten des Werkstücks durch geeignete hier nicht dargestellte Dichtlippen oder dergleichen zu unterbinden. Das oberhalb des Werkstücks befindliche Gehäuse 3 dient dazu, die unerwünschten Luftbewegungen weiter zu verringern, die Staub- und Geräuschentwicklung in der Umgebung der Vorrichtung zu verringern und weist zu diesem Zweck Dichtlippen auf, die auf dem Werkstück aufliegen. Diese Dichtlippen erleichtern darüber hinaus das Anfahren der Anlage, bis das Werkstück 1 über der Austrittsoffnung 9 der angekommen ist. Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste
1 Werkstück
2 Transporteinrichtung
3 Gehäuse
4 Sandstrahleinrichtung
5 Luftdruckerzeuger
6 Verbindungsleitung
7 Strahlmittelzufuhr
8 Abwinklung
9 Austrittsoffnung 1 0
1 1 Eintrittsöffnung
1 2 Dichtlippen
1 3 Diffusor
1 4 Sammler
1 5 Verbindungsleitung
1 6 Dichtlippen
1 7 Sauggebläse
1 8 zu strahlende Werkstückoberfläche

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zum Strahlen plattenförmiger Werkstücke
- mit einer Transporteinrichtung (2),
- mit einem Luftdruckerzeuger (5 ), welcher durch eine Verbindungsleitung (6) Luft in eine eine Austrittsoffnung (9) aufweisende Sandstrahleinrichtung (4) fördert,
- mit einer in die Verbindungsleitung (6) mündenden Strahlmittelzufuhr und
- mit einem Gebläse zum Entfernen des Strahlguts vom Werkstück ( 1 ), dadurch gekennzeichnet,
- daß das Gebläse zum Entfernen des Strahlguts ein stromab der Verbindungsleitung (6) angeordneter Unterdruckerzeuger ( 17) ist
- daß die Verbindungsleitung (6, 15) Luftdruckerzeuger (5) und Sandstrahleinrichtung (4) sowie Sandstrahleinrichtung (4) und Sauggebläse (17) verbindet und
- daß die Sandstrahleinrichtung (4) ein Kanal ist, der eine im wesentlichen quer zur Längsachse des Kanalquerschnitts und parallel zu der zu strahlenden Oberfläche verlaufende Abwinklung aufweist und dessen Breite größer als dessen Höhe ist und der im konvexen Bereich der Abwinklung eine si ch über di e ge samte Kanalbreite erstrecke nde Au strittsoffnung (9 ) aufwei s t, so daß das der Sandstrahleinrichtung (4) zugeführte Strahlmittel aufgrund seines Beharrungsvermögens durch die Austrittsoffnung (9) hinausgeschleudert wird, gegen die zu strahlende Fläche ( 1 8 ) prallt und durch ebendiese Fläche in die Verbindungsleitung (15) zurückgeschleudert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckerzeuger ein Sauggebläse ( 17) odgl. ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluft des Sauggebläses ( 17) gefiltert und/oder der Saugseite des Luftdruckerzeugers (5) zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet, daß die S au gsei te des Luftdruckerzeugers (5) der Unterdruckerzeuger ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftseite des Sauggebläses (17) der Luftdruckerzeuger (5) ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sandstrahleinrichtung (4) und Unterdruckerzeuger ( 17) ein Strahlgutabscheider und/oder ein Luftfilter vorsehbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Strahlgutabscheider gesammelte S trahlmi ttel zur S trahlmittelzufuhr (7 ) rückführbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sandstrahleinrichtung Luftleitbleche odgl. zur Vergleichmäßigung der Strömung vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsbreite durch Nebeneinanderstellen mehrerer Vorrichtungen vergrößert werden kann.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruckerzeuger (5) ein Gebläse ist.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) mindestens eine Öffnung aufweist, durch die das Werkstück ( 1 ) in den Wirkungsbereich der Sandstrahleinrichtung (4) bewegbar ist und dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ( 1 ) die Austrittsoffnung (9) gegen die Umgebung abdichtet.
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