ES2284953T3 - Sistemas dispensadores para dispensar material liquido, y mas especificamente a sistemas dispensadores de adhesivo termofundible. - Google Patents
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Abstract
Una unidad dispensadora (20, 20¿, 20¿) para dispensar adhesivo que comprende una carcasa con una parte frontal, posterior y laterales izquierdo y derecho, un colector (26, 26¿ 26¿) con una entrada (40) en comunicación fluida con una fuente de adhesivo y una pluralidad de salidas (46) adaptada cada una para acoplarse a una manguera, y una bomba (58, 58¿) para bombear el adhesivo a través del colector (26, 26¿, 26¿), caracterizada por el hecho de que dicho colector (26¿, 26¿) está colocado centralmente entre los laterales izquierdo y derecho de la carcasa de modo que la pluralidad de salidas son sustancialmente equidistantes de los laterales izquierdo y derecho.
Description
Sistemas dispensadores para dispensar material
líquido, y más especialmente a sistemas dispensadores de adhesivo
termofundible.
La presente invención se refiere a “sistemas
dispensadores para dispensar material líquido, y más especialmente a
sistemas dispensadores de adhesivo termofundible”.
Los adhesivos termoplásticos, también conocidos
como adhesivos "termofundibles", se han utilizado ampliamente
en el sector para adherir diversos tipos de productos. Los sistemas
dispensadores de adhesivo termofundible incluyen por lo general una
o más pistolas dispensadoras, mangueras calefactadas conectadas a
las pistolas y una unidad dispensadora para fundir y suministrar
adhesivo líquido caliente a las pistolas a través de las mangueras
calefactadas. Las unidades dispensadoras de sistemas de adhesivos
termofundibles convencionales incluyen un depósito, un calentador,
una bomba, un colector y un controlador. El calentador está situado
en la base del depósito y este está montado encima del colector de
modo que el calentador puede calentar tanto el depósito como el
colector. El colector posee una entrada conectada al depósito y
habitualmente posee múltiples puertos de salida para su conexión a
las mangueras calefactadas. El material adhesivo se suministra al
depósito en forma sólida o semisólida, cuando se funde y se
calienta a una temperatura de aplicación deseada. La bomba asociada
con el depósito y con el colector bombea el adhesivo líquido del
depósito a través del colector y de las mangueras calefactadas a las
pistolas dispensadoras. Normalmente el controlador está situado
junto al depósito y controla la potencia suministrada al calentador
y a las mangueras calefactadas para mantener el adhesivo líquido
con una viscosidad y temperaturas adecuadas, en función de la
aplicación.
Normalmente, el controlador controla también
muchas otras operaciones del sistema.
Mientras que las unidades dispensadoras de los
sistemas adhesivos termofundibles, según se ha descrito
anteriormente, se han utilizado durante muchos años, y aún son
necesarias mejoras en el diseño. Por ejemplo, la colocación del
colector debajo del depósito crea un perfil asimétrico en donde las
mangueras calefactadas que conectan los puertos de salida del
colector a las pistolas de adhesivo deben tener una longitud
diferente en función de si la pistola está situada junto al
depósito o en el lado opuesto de la unidad adyacente al
controlador. Esta asimetría puede ser problemática cuando se coloca
una sola unidad dispensadora entre dos líneas de fabricación para
suministrar adhesivo a las dos líneas.
También puede ser problemático si se utilizan
unidades dispensadoras separadas para suministrar líneas de
fabricación independientes. En cada caso, como consecuencia de la
asimetría de las unidades dispensadoras actuales, los usuarios
finales deben adquirir y almacenar mangueras calefactadas de
diversas longitudes para acomodar diversas disposiciones de sistemas
dispensadores.
También, al utilizar un calentador común para
calentar el depósito y el colector puede exponer el flujo de
adhesivo a través del colector a más calor del que es a menudo
necesario para mantener la viscosidad y temperatura adecuada del
adhesivo.
Esto resulta especialmente problemático cuando
se activa el calentador para fundir el adhesivo sólido o
semisólido añadido al depósito durante el funcionamiento cuando el
nivel del depósito es bajo. Con frecuencia, se hace referencia a
este problema como shock térmico y está provocado por el intento
del sistema de control de fundir rápidamente el adhesivo
relativamente tibio, sólido o semisólido añadido por el operario.
El calentamiento rápido y gradual puede provocar una calcinación no
deseable y la degradación en el colector y por lo tanto provocar
diversos problemas de rendimiento del adhesivo.
Otro reto con respecto a los sistemas de
adhesivos termofundibles convencionales se refiere al periodo de
tiempo necesario para calentar la bomba hasta la temperatura
operativa en la puesta en marcha. Puesto que la bomba está situada
dentro del depósito, no se calienta solo indirectamente por el
adhesivo caliente en el depósito. Esto normalmente prolonga el
tiempo de puesta en marcha. La ubicación de la bomba en el depósito
también reduce la capacidad de unión del adhesivo del depósito y
limita el tamaño de la apertura efectiva del depósito para recibir
nuevo adhesivo en el depósito.
Por al menos estos motivos, existe la necesidad
de contar con una unidad dispensadora de un sistema de adhesivo
termofundible con una configuración que permite al usuario
almacenar mangueras calefactadas de una longitud más uniforme.
También existe una necesidad de contar con una unidad dispensadora
para un sistema de adhesivo termofundible que facilite un control
de la temperatura más preciso del adhesivo que fluye a través del
colector y que caliente la bomba más rápidamente en la puesta en
marcha.
El documento EPA 0771631 describe un sistema
para suministrar un material termoplástico a un dispensador a
través de una manguera de suministro que comprende una tolva para
almacenar el material termoplástico. Una rejilla térmica asociada a
la tolva caliente que funde el material termoplástico. Un bloque de
depósito recibe el material fundido de la rejilla. El bloque de
depósito incluye un bloque hacia el cual fluye el material fundido
de la rejilla. Un conjunto de colector se soporta debajo del bloque
de depósito para recibir el material del depósito. El conjunto de
colector incluye un accesorio para la conexión a la manguera de
suministro, una bomba para bombear el material a través de la
manguera de suministro al dispensador, un sistema de paso que
conecta la bomba al accesorio, un filtro conectado al sistema de
paso para filtrar las impurezas del material después de haber
bombeado el material, y una instalación de válvulas conectada al
sistema de paso y separada del filtro que dirige de forma selectiva
un flujo del material del sistema de paso a través del filtro para
retrolavar el filtro. El filtro y el conjunto de válvulas permiten
que el filtro se retrolave sin desalojar los contaminantes del
filtro. La capacidad de retrolavado permite que el filtro se limpie
periódicamente sin retirar el filtro y sin cambiar su posición.
Cuando el filtro se retrolava, el material fluye a través de un
conjunto de válvula de drenaje que se abre automáticamente en
respuesta a la presión del material de la bomba.
La presente invención proporciona una unidad
dispensadora según la reivindicación 1. La invención proporciona
ventajas en el sentido en que una longitud común de manguera
calefactada puede usarse para proporcionar el adhesivo líquido a
una o más líneas de fabricación. Los usuarios finales tan solo
deben adquirir y almacenar una sola longitud de manguera para su
uso en diferentes instalaciones de sistemas de dispensación de
adhesivo. El diseño también mejora la accesibilidad del conjunto de
cables de la manguera calefactada a las conexiones eléctricas del
controlador y reduce significativamente la envoltura vertical o el
espacio ocupado por la unidad.
Más específicamente, la unidad dispensadora de
un sistema de adhesivo termofundible incluye un depósito, un
colector y un controlador. El colector está situado junto al
depósito y está colocado entre el depósito y el controlador. Los
puertos de salida del colector están dispuestos para estar
colocados de forma sustancialmente central en relación con el
lateral del depósito y los extremos laterales del controlador de la
unidad. Debido a que el colector no está situado debajo del
depósito, puede reducirse la altura total de la unidad dispensadora
para proporcionar una envoltura de servicio más corta. Otra
ventaja es que una bomba convencional, tal como una bomba de
pistón, puede estar situada fuera del depósito. Esto permite una
mayor operatividad de la bomba y una orientación vertical de la
bomba lo cual tiene como resultado una mejor acción de bombeo. Al
extraer la bomba del depósito también se maximiza la apertura del
depósito y su capacidad al eliminar la obstrucción creada por la
bomba dentro del depósito.
En otra característica, el colector de la unidad
dispensadora está aislado térmicamente del depósito y posee un
calentador del colector controlable de forma independiente. Por lo
tanto, la temperatura del adhesivo que fluye a través del colector
puede controlarse de forma más precisa para garantizar que el
adhesivo termofundible se suministra a las pistolas de adhesivo con
la viscosidad y temperatura adecuadas. Específicamente, al
controlar la temperatura del colector y la temperatura del depósito
de forma independiente se evita la carbonización y la degradación
del adhesivo del colector, especialmente cuando se añade adhesivo
relativamente tibio al depósito.
Se evita la acumulación excesiva de calor en el
colector garantizando que este se mantenga siempre a una
temperatura de aplicación adecuada.
En otra característica, una bomba acoplada al
colector está situada fuera del depósito y está térmicamente
acoplada al colector de modo que este se calienta mediante el
calentador del colector.
Esta disposición permite maximizar la capacidad
del depósito de sujeción del adhesivo y proporciona un
calentamiento de la bomba más directo para conseguir tiempos de
puesta en marcha más breves.
En otra característica, el calentador del
colector puede extraerse fácilmente del colector para facilitar el
mantenimiento o la sustitución del calentador.
Estas y otras características, ventajas y
objetivos de la invención resultarán más evidentes para los
expertos en la técnica tras revisar la siguiente descripción
detallada de las realizaciones preferidas, tomadas junto con los
dibujos que las acompañan.
El dibujo que acompaña a la presente memoria,
que se incorpora y forma parte de esta especificación, ilustra las
realizaciones de la invención y, junto con una descripción general
de la invención indicada anteriormente, y la descripción detallada
indicada a continuación, sirve para explicar los detalles de la
realización preferida.
La Fig. 1 es un dibujo esquemático de un sistema
de adhesivo termofundible que incluye una unidad dispensadora que
incorpora los principios de la presente invención;
La Fig. 2 es una vista elevada posterior de una
primera realización de la unidad dispensadora;
La Fig. 3 es una vista elevada frontal de una
segunda realización de la unidad dispensadora parcialmente
despiezada para mostrar la bomba y el colector; y
La Fig. 4 es un diagrama sinóptico que ilustra
el sistema de control del calentador para la unidad dispensadora
de la presente invención.
En relación con la Fig. 1, se muestra un sistema
de adhesivo termofundible 10, que incluye una unidad dispensadora
20 que incorpora los principios de la presente invención. La unidad
dispensadora 20 incluye un depósito 22 para recibir y fundir un
material adhesivo sólido o semisólido 24a, un colector 26 conectado
al depósito 22 y un controlador 28. El depósito 22 comprende
paredes laterales 30, una cubierta extraíble 31 y una base 32 que
incluye uno o más calentadores de depósito 34 para fundir y
calentar el material adhesivo líquido 24 del depósito 22.
La base 32 puede ser integral al depósito 22 y
pueden moldearse en su lugar uno o más calentadores 34. Una salida
del depósito 36 próxima a la base 32 está acoplada a un paso 38 que
se conecta a una entrada 40 del colector 26.
El colector 26 está montado en la pared lateral
30 del depósito 22 con un espaciador 41 y está separado del
depósito 22 a una distancia 42 suficiente para proporcionar
aislamiento térmico al depósito 22 y al colector 26. En una
realización ejemplar, el separador 41 está fabricado de aluminio.
Una bomba de pistón orientada verticalmente 58 acoplada al colector
26 bombea adhesivo líquido 24 desde el depósito 22 hacia el
colector 26 en donde se divide en flujos separados. El colector 26
posee una pluralidad de puertos de salida 44 que pueden equiparse
con mangueras calefactadas 46 sujetas a una o más pistolas de
adhesivo 48, 50, para suministrar el adhesivo líquido 24 a las
pistolas 48, 50.
Las pistolas 48, 50 incluyen uno o más módulos
dispensadores de adhesivo 54 que aplican el adhesivo 24 al producto
deseado (no mostrado). Los módulos dispensadores de adhesivo 54
están montados en cuerpos de pistola 51 con calentadores de pistola
53 y están apoyados en un bastidor 52. El sistema de adhesivo
termofundible 10 mostrado en la Fig. 1 incluye dos pistolas 48, 50,
una situada en cada lateral de la unidad dispensadora 20 a pesar de
que pueden usarse diferentes números y configuraciones.
Como se muestra en la Fig. 1, el colector 26
está situado junto al depósito 22, entre el depósito 22 y el
controlador 28. Podrá apreciarse que también pueden utilizarse
otras configuraciones en las que el colector 26 está colocado de
forma central en la unidad 20. Los puertos de salida 44 del
colector 26 están dispuestos sustancialmente en el centro de la
unidad dispensadora 20 de modo que las distancias desde un puerto
de salida determinado 44 a cualquiera de los laterales del depósito
o al lateral del controlador de la unidad 20 son sustancialmente
iguales. Esta disposición centralizada de los puertos de salida 44
permite utilizar la misma longitud de manguera 46 para suministrar
el adhesivo liquido 24 a las líneas dispensadoras 48, 50 situadas
en los laterales de la unidad dispensadora 20.
El colector 26 incluye un calentador del
colector 56 que es independiente del calentador del depósito 34 y
que puede controlarse de forma independiente mediante el
controlador 28. Debido a que la unidad dispensadora 20 de la
presente invención posee un calentador del colector independiente
56 y un colector 26 que está térmicamente aislado del depósito 22,
la temperatura del adhesivo 24 que fluye a través del colector 26
puede controlarse con mayor precisión que los sistemas anteriores
que utilizaban un solo calentador para realizar la función de
fundir y calentar el adhesivo 24 del depósito 22 y la función de
calentar el colector 26. Además, el calentador del colector separado
56 elimina o reduce significativamente la posibilidad de
sobrecalentar el adhesivo 24 en el colector 26 cuando el calentador
del depósito 34 recibe la energía para fundir el adhesivo sólido o
semisólido relativamente tibio 24a que se ha añadido recientemente
al depósito 22.
Otra ventaja de utilizar un calentador de
depósito 34 y un calentador del colector 56 independientes es que
puede simplificarse el diseño de los elementos de calentamiento y
pueden incluso estar disponibles como artículos estándar en stock.
El calentador del colector 56 también puede estar configurado para
poder extraerlo con facilidad del colector 26, extrayendo los
pernos 57 que se utilizan para sujetar el calentador del colector
56 al colector 26. Mientras que en la Fig. 1 se ilustra el
calentador del colector 56 como atornillado al colector 26, se
entiende que el calentador del colector 56 puede sujetarse al
colector 26 por otros métodos. La capacidad de extraer con
facilidad el calentador del colector 56 facilita el mantenimiento
del colector 26 o del calentador del colector 56.
En otro aspecto de la invención, la bomba 58
está situada fuera del depósito 22. La bomba 58 está sujeta
preferiblemente al colector 26 y se calienta mediante el calentador
del colector 56. Esta disposición permite una mayor apertura del
depósito 60, aumenta su capacidad y reduce el tiempo necesario para
calentar la bomba 58. También permite que el pistón (no mostrado)
de la bomba 58 se mueva verticalmente, lo cual proporciona una
mejor acción de bombeo.
La unidad dispensadora 20 incluye un controlador
28 que alberga la fuente de alimentación y los controles
electrónicos de la unidad dispensadora 20. Las mangueras
calefactadas 46 están acopladas eléctricamente al controlador 28
mediante unos conjuntos de cable 62 asociados con cada manguera 46.
Preferiblemente el controlador 28 controla independientemente y
regula el calentador del depósito 56, las mangueras calefactadas 46
y el (los) calentador(es) de pistola 53 para fundir el
adhesivo sólido o semisólido 24a recibido en el depósito 22 y para
mantener la temperatura del adhesivo fundido 24 para garantizar la
viscosidad adecuada del adhesivo 24 suministrado a las pistolas 48,
50 y dispensado por los módulos dispensadores de adhesivo 54.
Las Figs. 2 y 3 ilustran las respectivas
realizaciones preferidas de las unidades dispensadoras 20', 20'',
con la diferencia entre ellas de que dos unidades son
principalmente de pequeña capacidad frente a una gran capacidad. La
Fig. 2 ilustra una vista posterior de una unidad 20' de menor
capacidad, mientras que la Fig. 3 ilustra una vista frontal de una
unidad de mayor capacidad 20'' con la carcasa exterior parcialmente
seccionada para mostrar el colector 26'' ubicado centralmente y la
bomba 58''. En relación con cada una de estas realizaciones, según
la invención, los colectores 26', 26'' están ubicados centralmente
entre los laterales izquierdo y derecho de las unidades 20', 20''.
Preferiblemente, los colectores 26', 26'' están colocados
respectivamente entre los depósitos 22', 22'' y los controladores
28', 28''. En relación con la ilustración esquemática de la Fig. 1,
está montada en la parte frontal del colector 26'' una bomba de
pistón orientada en vertical 58'' y se extiende sobre el colector
26'' (Fig. 3). A pesar de que no se ilustra en la Fig. 2, se monta
en la parte frontal del colector 26' una bomba de pistón similar
orientada en vertical debajo de la cubierta 58a y se extiende sobre
el colector 26'. Como se muestra en la Fig. 2, se incorporan los
puertos de salida 44 en una parte posterior del colector 26' para
su conexión a las mangueras adecuadas (no mostrados). Se
incorporan unos puertos de salida similares (no mostrados) en la
parte posterior del colector
26''.
26''.
El diagrama de bloque de la Fig. 4 ilustra las
conexiones del controlador con el calentador del colector 56, el
calentador de depósito 34, las mangueras calefactadas 46 y el (los)
calentador(es) de pistola 53. En el controlador 28 se
incluyen secciones de controlador individuales 70, 72, 74, 76
acopladas eléctricamente al calentador de depósito 34, las
mangueras calefactadas 46, el calentador del colector 56 y los
calentadores de pistola 53, respectivamente. En la puesta en
marcha, el calentador de depósito 34, el calentador del colector 56
y las mangueras calefactadas 46 reciben energía para aumentar la
temperatura de cada componente hasta una temperatura fija
predeterminada, por lo general entre 350°F y 400°F (176,67°C y
204,44°C). Cuando las temperaturas de dichos componentes se
aproximan a las temperaturas fijas respectivas, la sección de
control del calentador de pistola 76 suministra energía a los
calentadores de pistola 53 y a las secciones individuales del
controlador 70, 72, 74, 76 para que empiecen el ciclo de encendido
y apagado del calentador del depósito 34, del calentador del
colector 56, las mangueras calefactadas 46 y el (los)
calentador(es) de pistola 53, respectivamente, para evitar
que se sobrepase o no se alcance la temperatura deseada. De esta
forma, el controlador 28 proporciona un aumento uniforme hasta la
temperatura de funcionamiento que a continuación se mantiene
durante todo el funcionamiento de la unidad dispensadora 20
mediante la activación y desactivación de las secciones del
controlador 70, 72, 74, 76 de sus componentes respectivos para
mantener las temperaturas fijas respectivas.
Cuando se añade nuevo material adhesivo 24a al
depósito 22, la sección de control del calentamiento del depósito
70 detecta una caída de la temperatura y se activa el calentador
del depósito 34 para fundir el adhesivo recién añadido 24a,
mientras que el colector 26, las mangueras calefactadas 46, y las
pistolas de adhesivo 48, 50 son mantenidas a una temperatura
sustancialmente constante por la sección de control del calentador
del colector 74, la sección de control de la manguera calefactada
72 y la sección de control del calentador de pistola 76,
respectivamente.
El control individual de la temperatura del
adhesivo 24 de cada componente, como se ha descrito anteriormente,
garantiza que se proporciona el adhesivo termofundible 24 a los
módulos dispensadores de adhesivo 54 a una temperatura de
aplicación y viscosidad adecuadas sin exponer el adhesivo 24 a
temperaturas excesivas que podrían sobrecalentar y calcinar o bien
degradar el adhesivo 24.
Puesto que la presente invención se ha ilustrado
mediante la descripción de varias realizaciones de la misma, los
expertos en la técnica podrán obtener fácilmente ventajas y
modificaciones adicionales.
Claims (18)
1. Una unidad dispensadora (20, 20', 20'') para
dispensar adhesivo que comprende una carcasa con una parte frontal,
posterior y laterales izquierdo y derecho, un colector (26, 26'
26'') con una entrada (40) en comunicación fluida con una fuente de
adhesivo y una pluralidad de salidas (46) adaptada cada una para
acoplarse a una manguera, y una bomba (58, 58'') para bombear el
adhesivo a través del colector (26, 26', 26''),
caracterizada por el hecho de que dicho colector (26', 26'')
está colocado centralmente entre los laterales izquierdo y derecho
de la carcasa de modo que la pluralidad de salidas son
sustancialmente equidistantes de los laterales izquierdo y
derecho.
2. La unidad dispensadora de la Reivindicación
1 que comprende además un depósito (22, 22', 22'') que posee un
calentador (34) y adaptado en su interior para calentar y fundir
material adhesivo, y en donde dicho colector (26, 26', 26'') está
posicionado entre dicho depósito (22, 22', 22'') y un controlador
(28).
3. La unidad dispensadora de la Reivindicación
2, en donde el controlador (28) funciona para controlar de forma
independiente dicho calentador del depósito (34) y un calentador
del colector (56).
4. La unidad dispensadora de la Reivindicación
3, en donde el controlador (28) mantiene la temperatura del
depósito a una primera temperatura fija y mantiene la temperatura
del colector a una segunda temperatura fija.
5. La unidad dispensadora de la Reivindicación
1 que comprende además a depósito (22, 22', 22'') que posee al
menos una pared lateral (30) y un fondo (32) que definen
conjuntamente un depósito interior para recibir el material adhesivo
y un calentador del depósito (34) asociado con dicho depósito para
fundir y calentar el material adhesivo, en donde dicho colector
(26, 26', 26'') está separado de dicho depósito (22, 22', 22'') y
dicho calentador del depósito (34) e incluye un calentador del
colector (56).
6. La unidad dispensadora de la Reivindicación
5, en donde dicho calentador del colector (56) es extraíble de
dicho colector (26, 26', 26'').
7. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones 2 a 6, en donde dicho depósito (22, 22', 22'') y
dicho colector (26, 26', 26'') están aislados térmicamente entre
ellos.
8. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones 2 a 7 en donde la bomba (58) bombea el adhesivo
líquido desde dicho depósito (22, 22', 22'') a través de dicho
colector (26, 26', 26'').
9. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes, en donde la bomba (58) está acoplada
al colector (26, 26', 26'') y está colocada centralmente en la
unidad.
10. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes, en donde dicha bomba comprende además
una bomba de pistón (58, 58'') orientada a funcionar de forma
vertical alternante.
11. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes, que comprende además:
(a) una primera y segunda pistola dispensadora
de adhesivo (48, 50); y
(b) una primera y segunda manguera
eléctricamente calentada de longitud sustancialmente igual (46)
respectivamente acopladas entre dichas salidas (46) y dichas
primera y segunda pistola de adhesivo (48, 50).
12. La unidad dispensadora de la Reivindicación
1 que comprende además un controlador (28) para controlar el
calentamiento del adhesivo, el controlador situado a lo largo del
primer lado, en donde el colector (26', 26'') está situado a lo
largo del segundo lado de la unidad dispensadora.
13. La unidad dispensadora de la Reivindicación
12 en donde el colector (26', 26'') está colocado entre el
depósito (22, 22', 22'') y el controlador (28).
14. La unidad dispensadora según la
Reivindicación 12 o la Reivindicación en donde la parte posterior y
frontal poseen una longitud que es mayor que la longitud de la
parte izquierda o derecha.
15. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones 12 a 14 en donde el colector (26', 26'') incluye
una altura y una anchura, siendo dicha altura sustancialmente mayor
que la anchura.
16. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde el colector posee al menos
dos salidas separadas verticalmente (44).
17. La unidad dispensadora de cualquiera de las
Reivindicaciones precedentes en donde las salidas (44) están
alineadas en una o más hileras verticales.
18. La unidad dispensadora de la Reivindicación
17 en donde hay dos hileras de salida (44) cada una de ellas
conteniendo dos salidas.
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