JPH0622851B2 - 混合兼押出装置 - Google Patents

混合兼押出装置

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JPH0622851B2
JPH0622851B2 JP62267600A JP26760087A JPH0622851B2 JP H0622851 B2 JPH0622851 B2 JP H0622851B2 JP 62267600 A JP62267600 A JP 62267600A JP 26760087 A JP26760087 A JP 26760087A JP H0622851 B2 JPH0622851 B2 JP H0622851B2
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radial
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、混合されるべき物質が一方の端部から混合装
置に供給され、他方の端部から連続的に排出されるよう
な、連続的混合兼押出システムに関するものである。更
にその上、本発明は特に、例えば、爆発の危険性のあ
る、高い活性をもつた燃料のような、危険物を混合する
ための混合装置に関するものである。
発明の背景と在来技術の問題点 本発明が対象としているような特色をもつた混合装置で
は、同じ回転方向と同じ回転速度で回転する、対になつ
た二本のシヤフトが用いられており、かつこれらのシヤ
フトにはそれぞれ、互いに半径方向に接触し合つて働く
パドルが設けられており、これらが互いに相手方のパド
ルの表面と、この混合装置のバレルの内壁面とをかすり
取るようになつている。この形式の混合装置は、本出願
の権利受託者が有していて、すでに特許期間が満了とな
つている、ローマンによる米国特許第３，１９５，８６
８号の中に詳しく延べられている。また、半径方向に分
配ないしは排出するメカニズムについても、本出願の権
利受託者の有する米国特許第３，３８３，０１５号の中
に公開されて、すでに公知とつている。
しかしながら、これまで知られる限りにおいては、この
特許第３，３８３，０１５号に公開されている形式の分
配システムを採用した混合装置は、これまでまだ市場に
出されておらず、この特許第３，３８３，０１５号の中
に公開されているシステムは、本出願の中で明らかにさ
れているシステムによれば申し分なく混合できるような
物質でも、これを混合するのにはまだ満足し兼ねるもの
であることがはつきりしてきたのである。
本発明による問題点の解決方法 本発明による混合装置では、その出口端部ないしは分配
端部に、直径が小さくなつている二つの搬送兼押出用の
室が、互いに仕切り壁で隔離されて設けられており、か
つこれらの二つの室は、上記の搬送兼押出用の室に比べ
て直径が大きく作られている、一つの端部流通室に通じ
ているのである。その際、互いに相手方をかすり取るよ
うになされた一組の反対向きの羽根が取り付けられてい
る、物質搬送用パドルによつて、この直径の大きく広が
つた端部流通室内における物質の移動がコントロールさ
れるようになつている。本発明の一つの実施例では、物
質押出用のスクリユー部分と協働しながらこれを補足す
る、一つの、互いにはまり合いながら反対向きに回転す
る排出用スクリユーの構造が、半径方向に設けられた排
出口を通しての最終段階の押出作用を強化するために採
用されているのである。
本発明の目的 本発明の主たる目的の一つは、システム全体の入口端か
ら出口端まで、常に物質が連続的に流れ続けるようにす
るとともに、混合室内に滞留部分ができて、そこに物質
が溜まり、変質するのを防ぐような、一つの実用的な、
危険物用の混合兼押出装置を提供することである。
本発明のもう一つの目的は、一つの独特な、いわゆる端
部流通室を活用した混合兼押出装置を提供することであ
つて、その際、この室では互いにかすり取り合う混合用
パドルが、物質の混合を行いながら、かつ他方では物質
を排出用押出スクリユーの方へ積極的に移送するように
なつているのである。
本発明の更にもう一つの目的は、一つの独特な端部流通
室を備えている、前記のようなシステムを提供すること
であつて、しかもその際、この端部流通室が、そこに物
質を送給してくる搬送用スクリユーならびにスクリユー
室の容量に比べてかなり大きい容量を有しており、その
ために、この端部流通室が常に幾らか空隙を残した状態
で、ほぼ大気圧の下において機能すると同時に、この室
が前記の物質搬送用パドルと組になつて機能するのであ
るが、その際その機能が、物質を常にこの搬送用パドル
の中に保持しておくように働く反対向きのら旋状の羽根
によつて、強化されているのである。
本発明のまたもう一つの目的は、巧妙な設計の、かつ経
済的に製作し得る、しかも内部の払拭が殆ど自動的に行
われるとともに、温度も制御し得るような、前述の特色
を備えた、一つの混合兼押出装置を提供することであつ
て、しかもその際、この装置では、そのシヤフトの下流
端部に高圧用のシール装置を用いる必要がなく、在来の
極く普通の経済的なパツキン・グランドを使用すること
ができるのである。
本発明の更にもう一つの目的は、同時に協調して回転す
る二本のシヤフトが、互いに金属同士の接触をすること
なく、従つて、爆発の危険性のある物質を混合するとき
にホツト・スポツトができることによつて引き起こされ
る危険な事故を防止し得るようになされた、ラデイアル
・ベアリングで支承されており、高価でしかも保守の厄
介なスラスト・ベアリングをギア・ボツクス内に使用し
なくて済むような、物質が常に連続的に流れることを特
徴とする一つの混合兼押出装置を提供することである。
図面による本発明の特徴と利点の説明 本発明のその他の目的ならびに特徴と利点については、
以下において、図面ならびに特許請求の範囲において述
べたとこを参照しながら、個々に指摘、ないしは明らか
にしてゆくこととする。
さて、以下の図面から判るように、参照番号１０で表さ
れている、混合装置用のバレル・ハウジングは、１１の
部分に、水ないしは何かその他の温度制御用媒体といつ
たような、適当な液状冷却剤を循環させ得るように、、
液冷ジヤケツト構造ないしは二重構造にしておくことが
できる。装置のフレーム１２上に支持されている前述の
ハウジング１０の内部には、一つの８の字型の混合室１
３ａを形成する、一つの８の字型のバレル部１３を含む
一つの８の字型のバレルＢが設けられている。混合室１
３ａの出口側の端部には、バレルＢの排出部１４の内部
に一組の、互いに独立していて、かつ直径が一段小さく
なつた、環状の排出室１４ａおよび１４ｂが設けられて
おり、これら二つの排出室１４ａおよび１４ｂは一つの
隔壁１５によつて互いに相手方と隔離されながら、混合
室１３ａからその軸方向に延びているのである。バレル
Ｂの内部には、混合室１３ａと排出室１４ａおよび１４
ｂとの間に、一つの移行部１６が設けられている。
これら軸方向に延びている排出室１４ａおよび１４ｂの
更に下流には、バレルＢの下流端部１７の内部に、一つ
の端部流通室１７ａが設けられている。更にバレルＢ内
には、これら二つの独立した排出室１４ａおよび１４ｂ
から、バレルＢの混合用バレル部１３の同じ寸法で同じ
く８の字型の断面をもつ、上記の端部流通室１７ａに至
る、端部流通室１７ａ用の一つの移行部１８が設けられ
ている。その際、二つの環状の排出室１４ａおよび１４
ｂから続いているこの移動部１８は、その断面が徐々に
８の字型に変わつてゆくようになつている。
更に、これら混合室１ａ、排出室１４ａおよび１４ｂ、
ならびに端部流通室１７ａを軸方向に貫通して、一組の
対になつたシヤフト１９および２０が設けられている
が、これら二本のシヤフトは、この装置の両端部に適切
な形に設けられている、ローラー・ベアリング１９ａお
よび１９ｂによつて支承されている。シヤフト１９およ
び２０にキーで固着されている歯車２１および２２は、
シヤフト１９および２０を同じ回転方向に同じ回転速度
で回転させるために、ギア・ボツクスＧ内の歯車群を介
して、（図示されていない）一台の適切なモーターによ
つて、適宜駆動されるようになつている。
また、この装置の原料供給側（図の右側）の端部には、
一つの原料供給通路２３が設けられており、そこに、こ
の混合兼押出装置内で混合ないしは配合されるべき原材
料を連続的に供給する何らかの装置が、極く普通の方法
で接続されるようになつている。混合兼押出装置の上流
側の端部では、シヤフト１９および２０に、断面が凸レ
ンズ状になつていて、かつ互いにはまり合つた形になつ
ている、物質搬送用のスクリユー部２４および２５が、
極く普通の方法でキーによつて固着されている。これら
物質搬送用スクリユー部２４および２５の直ぐ下流に
は、互いに直角をなして半径方向に接触し合うように、
シヤフト１９および２０にそれぞれキーで固着されてい
る、対になつた凸レンズ状の混合用パドル・エレメント
が何段かシリーズに設けられている。すでに述べたロー
マンの特許の中で公開されている形状をもつた、これら
の混合用パドル２６および２７は、互いに相手方の面を
かすり取り合うと同時に、搬送用のスクリユー部２４お
よび２５の場合と同じく、室の混合内壁面をもかすり取
るようになされている。これら混合用パドル２６および
２７の下流には、搬送用スクリユー部２４および２５と
同じ形状の物質搬送用スクリユー部２８及び２９が設け
られており、更にこの搬送用スクリユー部２８および２
９の下流には、前述の混合用パドル２６および２７と同
じ形状の、もう一組の凸レンズ型混合パドル３０および
３１が設けられている。この一連のパドル３０および３
１のセツトの後には、搬送用スクリユー部２４および２
５と同じ形状の搬送用スクリユー部３２および３３が続
いており、更にその下流には、空気、ないしは物質を混
合する過程で発生し、かつ抜き取る必要のあるガスを、
排出し得るようになされた、一つの排気口Ｏに向かい合
う形で、更にもう一組の混合パドル３４および３５が設
けられている。
これらの混合用パドル３４および３５の下流には、前述
の混合室１３ａの終端部のところに、搬送用スクリユー
部２４および２５と同じ断面形状をもつた、互いにはま
り合つて働くスクリユー部３６および３７が設けられて
いるが、これらのスクリユー部にはその終端部のところ
に、移行部１６の内壁面に丁度適合してかすり取ること
ができるように、直径が次第に小さくなつている移行部
用羽根３６ａおよび３７ａが取り付けられている。
排出室１４ａおよび１４ｂの内部に当たるシヤフトの部
分には、それぞれ物質を搬送するための羽根が取り付け
られている。排出室１４ａの内部では、シヤフト１９
に、前記のスクリユー部３６および３７と同じ向きの、
一重ねじのら旋状の羽根３８が取り付けられており、か
つそれが、断面の８の字型が次第に括れてゆく移行部１
６から移行部１８まで延びて続いている。この羽根３８
は、物質を引き出すのみによつて、内部に圧力を生ずる
ことなく、物質を搬送するのである。もう一つの方の排
出室１４ｂの内部では、シヤフト２０の長さの一部分に
わたつて、二重ねじのら旋状の羽根３９が取り付けられ
るていると同時に、半径方向の排出口４０から下流の部
分では、向きだけが反対でその他は羽根３９と全く等し
い、二重ねじの羽根４１が取り付けられている。これら
の羽根３９と４１との間のところでは軸方向に、予め定
められた容積をもつた一つの環状の空間ないしは室４０
ａが設けられており、物質はこれら双方の羽根３９およ
び４１によつて圧力をかけられながら、この室の中に排
出されてきて、そこから半径方向に連続的な流れとなつ
て押し出されてゆくのである。
また、端部流通室１７ａの内部では、シヤフト１９およ
び２０に、凸レンズ型の断面をもつた、互いに相手方の
面をかすり取り合うパドルの第一の組４２，４３が取り
付けられており、これらにはそれぞれ、同じように次第
に断面が大きくなつてゆく移行部４２ａおよび４３ａが
設けられている。更に、端部流通室１７ａの内部では、
前記のパドル４２および４３の直ぐ下流のところで、同
じくシヤフト１９および２０にそれぞれキーで固着され
た、凸レンズ状の断面をもつた、混合兼搬送用パドル４
４および４５が、互いに接着し合いながら、機能するよ
うになされている。
最後に、シヤフト１９および２０には更にそれぞれ、シ
ヤフト１９には参照番号４６で示された、またシヤフト
２０には４７で示された、一つのら旋状の羽根が取り付
けられているが、これらの羽根は、寸法が、例えば搬送
用スクリユー部３２および３３と同じで、向きだけが反
対になつたものである。この４６および４７のら旋状の
羽根には、決して物質が充満することはなく、従つて、
シール部ないしはグランド部４８および４９に物質によ
る圧力がかかることは決してないので、この混合兼押出
装置の場合、この両端に必要となるのは、在来型の低圧
用のパツキン・グランド４８および４９だけで充分なの
である。
バレル・ハウジング１０の壁面には、バレルの排出部１
４に設けられている半径方向に排出口４０に向き合つ
て、一つの押出用オリフイス・ブロツク５０が、参照番
号５１で示されているように、正しい位置にボルト締め
で取り付けられており、かつこのオリフイス・ブロツク
には、ある特別な寸法ないし形状をもつた、一つの押出
用オリフイス５２が設けられている。また、バレル・ハ
ウジング１０の方に取り付けられている一つのノズル・
ブロツク５３は、極く普通の方法で、滑らかな流路を形
成する役目を果たしている。その際もちろん、このオリ
フイス・ブロツク５０は、出口において望ましい流れの
状態を得るために、種々異なつた設計にすることができ
るのである。
実際の運転に際しては、原料供給通路２３を経て供給さ
れた原料は、まず搬送用のスクリユー部２４および２５
によつて、第１図の右から左へ搬送され、更に混合室１
３ａの中をそれぞれのスクリユー部の組、２８と２９、
３２と３３、ならびに３６と３７、によつて搬送されて
ゆく。原料はそれぞれの混合用パドルの組、２６と２
７、３０と３１、ならびに３４と３５によつて混合され
るが、その際、３４と３５のパドルの組は同時に、排気
口Ｏを経て、物質の損失なしに、ガスだけを排出する役
目を果たすのである。
混合された物質は、次いで互いに独立した環状の排出室
１４ａおよび１４ｂの方に搬送され、その中に送り込ま
れる。排出室１４ａの方を通つた物質は移行部の混合用
パドル４２および４３を経て混合兼搬送用パドル４４お
よび４５に送られるか、これらのパドルはこの物質を押
出用の羽根４１の方へ送り込む。かくしてこの物質は、
圧力をかけられながら、環状の空間４０ａの方に向けて
積極的に送り込まれ、そこで、押出用の羽根３９によつ
て圧力をかけながら送られてくる物質と出会い、その結
果、両方から送られてきて増量した物質は一つの連続し
た流れになり、半径方向に高い圧力を受けながら、排出
口４０、ノズル・ブロツク５３およびオリフイス５２を
経て押し出されてゆくのである。この混合システムを通
過してくる物質の約５０％は羽根４１によつて搬送さ
れ、残りの約５０％が羽根３９によつて搬送されるので
ある。また、端部流通室１７ａは、排出室１４ａの搬送
容量の容量をもつており、従つて、端部流通室１７ａの
中では、基本的にほぼ大気圧の下で物質が移送され、そ
のためグランド部を経てベアリング１９ａおよび２０ａ
まで物質を洩れ押ませる恐れのあるような、軸方向の圧
力がパツキン・グランド４８および４９にかかることは
本質的にあり得ないのである。物質搬送用のパドルの組
４２と４３、および４４と４５はかくして、物質の混合
状態を維持しながら、常にこの部分に幾らか空隙を残し
た状態で機能しているのである。羽根４６およびは本
来、、物質がパドル４４および４５よりも外側へ出ない
ようにするためのものである。
爆発の危険性のある物質を取り扱う場合には、混合装置
の中にホツト・スポツトができないようにするととも
に、物質に触れる面全部を実際問題として連続的にかす
り取るようにすることが重要である。本発明のシステム
ではまた、実際問題としてバレルの周囲の半径方向のど
の方向にでも物質を除去することができるのである。更
に、このシステムでは、内部の回転部分とバレルとの間
の金属部同士の接触、それに伴つて生ずる摩擦、磨滅を
避けながら、しかもシヤフトのたわみを最小限に抑える
ことができるのである。本発明の設計ではまた、シヤフ
ト１９および２０の内部の流路に温度制御用の媒体を循
環させ得るように、ベアリング１９ａおよび２０ａの外
側で、シヤフト１９および２０の端部に回転継手Ｊをつ
なぎ込むこともできるのである。
第４図では、判り易くするために、同じメカニズムに対
しては同じ参照番号が用いられている。本発明のこの実
施例では、バレルの排出部１４が拡張されていて、１４
ｂの方の排出室が、直径が大きくなつている排出室５４
と半径方向でつながつている。これら二つの排出室１４
ｂおよび５４は互いにつながつて、一つの変形８の字型
の室を構成しているが、一方の排出室５４の直径の方が
遥かに大きく、すなわち三倍の大きさになつている。そ
の際、第三のシヤフト５７が、ベアリング５５および５
６によつて適宜支承されていると同時に、シヤフト２０
が取り付けられている駆動用歯車５９から、もう一つの
駆動用歯車５８を経て駆動されている。この駆動用歯車
５９はシヤフト２０にキーで固着されているので、シヤ
フト５７に同じくキーで固着されている駆動用歯車５８
はシヤフト５７を、シヤフト１９および２０の回転方向
と反対の回転方向に駆動することとなる。
シヤフト５７には、ら旋状の羽根３９とはまり合つてい
る二重ねじら旋状の羽根６２、ならびに、ら旋状の羽根
４１とははまり合つている反対向きの二重ねじら旋状の
羽根６３を有する、一つのスクリユー・スリーヴ６１が
キーで固着されている。この羽根６２は羽根３９と同じ
ねじれ角になつており、羽根６３は羽根４１と同じねじ
れ角になつている。羽根３９および４１は、前述のよう
に、その中間に一つの環状の空間４０ａを形成するため
に、軸方向に間隔を空けた形で配置されている。羽根６
２および６３も同様に、それらの中間に、排出口４０に
つながる一つの第二の環状の排出用空間６５を形成する
ために、間隔をおいて配置されている。羽根６２は排出
室５４の一方の側で、羽根３９の面をかすり取り、また
羽根６３は排出室５４の反対の側で羽根４１の面をかす
り取るようになつている。羽根６２は羽根３９から物質
を除去するように、また羽根６３は羽根４１から物質を
除去するように働くととに、この物質を前記の環状の排
出用空間６５に向けて反対向きに搬送するのである。ま
た、スクリユー・スリーヴ６１は特に幾らかつるつるし
た性状をもつた物質を取り扱うのに有効であり、この種
の物質を処理する場合、この混合兼押出装置の機能をか
なり向上させることは間違いないところである。
以上、ここでは本発明の一つの実施例について詳しく説
明したが、この分野の専門家にとつては、ここに公開さ
れている実施例を色々修正し得ることは明らかである。
従つて、ここまでの、全ての点についての説明は、いず
れにせよそれだけに限定されるものではなく、むしろ一
つの例と理解される べきものであり、本発明が真に目
指すところは特許請求の範囲に述べられている通りであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ここに説明した特色をもつた一つの混合兼押
出装置の垂直断面を描いた、概略断面図であり、 第２図は、第１図の線２−２に沿つて切断した断面を横
から見た、拡大横断面図であり、 第３図は、第１図の線３−３に沿つて切断した断面を横
から見た、拡大横断面図であり、 第４図は、ある種の物質用として用いられる、本発明の
もう一つの実施例の垂直断面を描いた、概略部分拡大断
面図である。 １０……バレル・ハウジング １１……液冷ジヤケツト部 １２……フレーム １３……バレル部 １３ａ……混合室 １４……排出部 １４ａ，１４ｂ……排出室 １５……隔壁 １６……移行部 １７……下流端部 １７ａ……端部流通室 １８……移行部 １９，２０……シヤフト １９ａ，１９ｂ……ローラー・ベアリング ２１，２２……歯車 ２３……原料供給通路 ２４，２５，２８，２９，３２，３３，３６，３７……
スクリユー部 ２６，２７，３０，３１，３４，３５，４２，４３，４
４，４５……パドル ３６ａ，３７ａ……移行部用羽根 ３８，３９，４１，４６，４７……羽根 ４０……排出口 ４０ａ……環状空間 ４２ａ，４３ａ……移行部 ４８，４９……パツキン・グランド ５０……オリフィス・ブロツク ５１……ボルト ５２……押出用オリフイス ５３……ノズル・ブロツク ５４……排出室 ５５，５６……ベアリング ５７……シヤフト ５８，５９……駆動用歯車 ６１……スクリユー・スリーヴ ６２，６３……羽根 ６５……排出用空間 Ｂ……バレル Ｇ……ギア・ボツクス Ｏ……排気口 Ｊ……回転継手

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一つの物質用混合兼押出装置であって、 a. 入口側の端部に一つの入口を、また出口側の端部に
    一つの出口を有する一つの混合室を形成する内壁面を備
    える、軸方向に細長く延びる一つのバレルと、 b. 該混合室内に納められていて、かつ前述の入口端部
    から出口端部にまでわたって前方に延びている、少なく
    とも一組の平行に並ぶ混合用シャフト、ならびにこれら
    のシャフトを同じ回転方向に、かつ同じ回転速度で回転
    させるための駆動用エレメントとを含む機構と、 c. 該バレル内で前記混合用シャフトのそれぞれに設け
    られ、一方のシャフトの混合エレメントが、他方のシャ
    フトの混合エレメントと半径方向に互いに接触し合いな
    がらかつ混合室の壁面と半径方向に接触してかすり取る
    ようにそれぞれ配置された、相互かすり取り混合エレメ
    ント、 とを含んでおり、かつその際、 d. 該バレルには少なくとも一組の、互いに半径方向に
    隔離された排出室が設けられていて、その中を貫通して
    前述の一組のシャフトがそれぞれ前述の混合室の出口端
    部から軸方向に延びていると同時に、この排出室はこれ
    らのシャフトを受け入れるために、混合室と軸心を合わ
    せて配置されており、更に、これら一組の排出室の一方
    には、その両端部の中央に一つの半径方向の排出口が設
    けられており、 e. 該バレルには、前記一組の排出室と接続されかつ外
    方向に延ばされた一つの端部流通室が設けられていて、
    その中を貫通して前述の一組のシャフトが前述の排出室
    の、混合室から遠い方の端部のところまで延びており、
    前述の他方の排出室を貫通するシャフトには、この他方
    の排出室を通して前述の混合室から前述の端部流通室ま
    で物質を搬送するために、適当なピッチをもった螺旋状
    の羽根が設けられており、この端部流通室の断面積は他
    方の排出室の断面積に対して拡大されて、ほぼ大気圧の
    下において、この端部流通室は他方の排出室から受けと
    る材料によって完全には満たされないようにされてお
    り、 f. 更に、この端部流通室の内部では、前述の一組のシ
    ャフトのそれぞれに、相手方の面と半径方向に互いに接
    触し合いながらかつこの端部流通室の内壁面と半径方向
    に接触してかすり取るように、半径方向に心を合わせて
    配置された相互かすり取りパドルが設けられており、 g. 更に、前述の一方の排出室の中を貫通するシャフト
    には、この一方の排出室を通して前述の混合室から前述
    の半径方向の排出口まで物質を搬送するために、適当な
    ピッチをもった螺旋状の羽根が設けられているのと同時
    に、前述の端部流通室内に設けられているパドルから前
    述の半径方向の排出口まで物質を搬送するために、反対
    向きに適当なピッチをもった螺旋状の羽根が設けられて
    おり、 h. 更に、これら一組のシャフトの上流側の端部をシー
    ルするとともに支承するための、シール兼支承装置を有
    しており、 i. かつその上、これら一組のシャフトの下流側の端部
    をシールするとともに支承するために、前述の端部流通
    室内に置かれている前述の半径方向に心を合わせて配置
    されたパドル部に外側に、シール兼支承装置を有する 混合兼押出装置。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項による混合兼押出装
    置であって、前述の一組のシャフトの下流側の端部をシ
    ールするとともに支承するための前記シール兼支承装置
    が、各シャフト上で前記パドルから下流方向に設けられ
    かつ前記パドルの方に物質を移動するように適当なピッ
    チをもった螺旋状の羽根を含んでいる混合兼押出装置。
JP62267600A 1986-10-23 1987-10-22 混合兼押出装置 Expired - Lifetime JPH0622851B2 (ja)

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JPS63112139A JPS63112139A (ja) 1988-05-17
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