JPH08226545A - 隣接平面間に使用するシール・アセンブリ - Google Patents
隣接平面間に使用するシール・アセンブリInfo
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- JPH08226545A JPH08226545A JP7261125A JP26112595A JPH08226545A JP H08226545 A JPH08226545 A JP H08226545A JP 7261125 A JP7261125 A JP 7261125A JP 26112595 A JP26112595 A JP 26112595A JP H08226545 A JPH08226545 A JP H08226545A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
- F16J15/104—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J15/062—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces characterised by the geometry of the seat
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- Gasket Seals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】長期間に渡って有効な密封を提供するシール・
アセンブリを提供することである。 【解決手段】シール・アセンブリを受け入れるシール溝
を形成するために組み合せる対向溝を備えた隣接する一
対の平らな面間に使用するシール・アセンブリ。該シー
ル・アセンブリは、さらに弾性の一対の部材を囲み、保
護しそして圧縮する部分を有する剛弾性本体要素を含
む。それらの圧縮された弾性部材は、隣接する平らな面
間に形成されたシール溝の面と密封係合して剛弾性要素
の部分を保持する。
アセンブリを提供することである。 【解決手段】シール・アセンブリを受け入れるシール溝
を形成するために組み合せる対向溝を備えた隣接する一
対の平らな面間に使用するシール・アセンブリ。該シー
ル・アセンブリは、さらに弾性の一対の部材を囲み、保
護しそして圧縮する部分を有する剛弾性本体要素を含
む。それらの圧縮された弾性部材は、隣接する平らな面
間に形成されたシール溝の面と密封係合して剛弾性要素
の部分を保持する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、隣接する一対の平
らな面間に使用するシールリング・アセンブリに関す
る。特に、該シールリング・アセンブリは少なくとも1
つ以上の弾性部材全体を実質的に囲む剛弾性部材を含
む。
らな面間に使用するシールリング・アセンブリに関す
る。特に、該シールリング・アセンブリは少なくとも1
つ以上の弾性部材全体を実質的に囲む剛弾性部材を含
む。
【0002】
【従来の技術】ある種の流体処理装置においては、隣接
または対向する一対の相対的回転自在の平面間に配置さ
れた流体密封手段を含む必要がある。この種の密封手段
は、腐食性または攻撃的な材料をシールする必要がある
ときに特に問題が生じるプラグまたはバタフライ弁によ
く使用される。そのような場合に、普通のシール溶液
は、腐食性材料に極めて耐性のポリテトラフルオロエチ
レンや他の樹脂を使用しなければならない。かかるシー
ルはその樹脂材料のみで作られる場合があったし、他の
用途での樹脂はエラストマーまたは他のさらに弾性およ
び可とう性材料と組み合せて使用されてきた。かかる密
封装置の例は米国特許第3,376,014号、第3,
447,780号および第4,510,966号に示さ
れている。
または対向する一対の相対的回転自在の平面間に配置さ
れた流体密封手段を含む必要がある。この種の密封手段
は、腐食性または攻撃的な材料をシールする必要がある
ときに特に問題が生じるプラグまたはバタフライ弁によ
く使用される。そのような場合に、普通のシール溶液
は、腐食性材料に極めて耐性のポリテトラフルオロエチ
レンや他の樹脂を使用しなければならない。かかるシー
ルはその樹脂材料のみで作られる場合があったし、他の
用途での樹脂はエラストマーまたは他のさらに弾性およ
び可とう性材料と組み合せて使用されてきた。かかる密
封装置の例は米国特許第3,376,014号、第3,
447,780号および第4,510,966号に示さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これら従来の密封の努
力によってある程度改善されたが、いずれもなんらかの
欠点を有している。例えば、かかるシールをPTFEの
ような樹脂材料のみで作ったとき、不十分な弾性とな
り、従って満足な密封を達成することは困難であった。
シールが高弾性および良好な密封を得るために弾性成分
を添加したとき、耐食性が低下して全体のシールの寿命
が低下した。さらに、かかる弾性成分は平らな面の相対
運動を度々行なうと、摩耗または侵食されやすい。別の
問題は、多重シールの設置が厄介で1つ以上の構成要素
の損傷をもたらすことである。
力によってある程度改善されたが、いずれもなんらかの
欠点を有している。例えば、かかるシールをPTFEの
ような樹脂材料のみで作ったとき、不十分な弾性とな
り、従って満足な密封を達成することは困難であった。
シールが高弾性および良好な密封を得るために弾性成分
を添加したとき、耐食性が低下して全体のシールの寿命
が低下した。さらに、かかる弾性成分は平らな面の相対
運動を度々行なうと、摩耗または侵食されやすい。別の
問題は、多重シールの設置が厄介で1つ以上の構成要素
の損傷をもたらすことである。
【0004】従って、本発明の主目的は、長時間に渡っ
てより効果的なシーリングをするシール・アセンブリを
提供することである。
てより効果的なシーリングをするシール・アセンブリを
提供することである。
【0005】本発明の別の目的は、設置が比較的容易で
あって設置中に全てのシール要素に対する損傷の危険が
最少のシール・アセンブリを提供することである。
あって設置中に全てのシール要素に対する損傷の危険が
最少のシール・アセンブリを提供することである。
【0006】さらに、本発明の目的は、弁または他の機
械要素と本発明のシール・アセンブリを組み合せて長期
間かつ高効率の密封をする組合せ装置を作ることであ
る。
械要素と本発明のシール・アセンブリを組み合せて長期
間かつ高効率の密封をする組合せ装置を作ることであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、一対の弾
性要素がアセンブリをその設置位置にもってきたときに
剛弾性要素の部分によって全体が実質的に囲まれる本発
明の設計によって解決または低減される。その剛弾性要
素は一般にE−形が望ましく、そのE−形のアーム間に
弾性要素を配置することが望ましい。そのアセンブリを
平らな面間の適当な溝に設置するとき、E−形の上下ア
ームが中心アーム方向に閉じて弾性要素を実質的に取り
囲む。
性要素がアセンブリをその設置位置にもってきたときに
剛弾性要素の部分によって全体が実質的に囲まれる本発
明の設計によって解決または低減される。その剛弾性要
素は一般にE−形が望ましく、そのE−形のアーム間に
弾性要素を配置することが望ましい。そのアセンブリを
平らな面間の適当な溝に設置するとき、E−形の上下ア
ームが中心アーム方向に閉じて弾性要素を実質的に取り
囲む。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は成形した形として望ましい
剛弾性樹脂体10を示す。剛性樹脂体10は、中心アー
ム12、アーム12の一端から逆方向に延在する一対の
脚14、脚14の遠方端部から延在し中心アーム12に
実質的に平行な一対のアーム16を有する一般にE−形
ウエブである。中心アーム12は一般に脚14および脚
16より多少重くかつ堅いことが予想される。アーム1
2と16および脚14は結合して軸方向に定間隔を保っ
た一対の開口18を形成する、それらの開口は以下に記
載する一対のO−リングを受け入れる。脚14は、中心
アーム12の一端から実質的に直角に延在する部分14
aと、アーム12に対して鋭角で逆向き角度で延在する
部分14bから成ることが望ましい。しかしながら、部
分14aを省いて、脚14を中心アーム12の一端から
鋭角で逆の角度で延在させるのが望ましい場合もある。
剛弾性樹脂体10を示す。剛性樹脂体10は、中心アー
ム12、アーム12の一端から逆方向に延在する一対の
脚14、脚14の遠方端部から延在し中心アーム12に
実質的に平行な一対のアーム16を有する一般にE−形
ウエブである。中心アーム12は一般に脚14および脚
16より多少重くかつ堅いことが予想される。アーム1
2と16および脚14は結合して軸方向に定間隔を保っ
た一対の開口18を形成する、それらの開口は以下に記
載する一対のO−リングを受け入れる。脚14は、中心
アーム12の一端から実質的に直角に延在する部分14
aと、アーム12に対して鋭角で逆向き角度で延在する
部分14bから成ることが望ましい。しかしながら、部
分14aを省いて、脚14を中心アーム12の一端から
鋭角で逆の角度で延在させるのが望ましい場合もある。
【0009】図2は、O−リング20を開口18に保持
して適当なシーリング位置に挿入する用意のできた完全
シール・アセンブリを形成させるために、一対のO−リ
ング20をはめて端部アーム16を曲げた剛弾性樹脂体
10を示す。
して適当なシーリング位置に挿入する用意のできた完全
シール・アセンブリを形成させるために、一対のO−リ
ング20をはめて端部アーム16を曲げた剛弾性樹脂体
10を示す。
【0010】図3には、図2に従って相接する一対の平
らな面24、26の間に形成されたシール溝22の密封
位置に装着したシール・アセンブリを示す。前記面2
4、26の少なくとも1つは該両面に直角な共通軸の回
りに回転できる。例えば、面24はバタフライ・ライナ
−28の一部、そして面26は回転自在のバタフライ弁
ディスク30の一部である。図2のシール・アセンブリ
をシール溝22に配置して平らな面24と26を合わせ
るとき、アーム16を曲げて、ラジアル部16a、脚1
4bの角度の余角である鋭角の端部16bおよび中心ア
ームに直角で該アームに隣接、望ましくは接触する先端
部16cを構成させる。
らな面24、26の間に形成されたシール溝22の密封
位置に装着したシール・アセンブリを示す。前記面2
4、26の少なくとも1つは該両面に直角な共通軸の回
りに回転できる。例えば、面24はバタフライ・ライナ
−28の一部、そして面26は回転自在のバタフライ弁
ディスク30の一部である。図2のシール・アセンブリ
をシール溝22に配置して平らな面24と26を合わせ
るとき、アーム16を曲げて、ラジアル部16a、脚1
4bの角度の余角である鋭角の端部16bおよび中心ア
ームに直角で該アームに隣接、望ましくは接触する先端
部16cを構成させる。
【0011】両面24と26は、各構成要素がシールさ
れる流体材料による侵食、等に対して同じ耐性を有する
ように、剛弾性樹脂体と同一の材料で作ることが望まし
い。腐食性または活発な流体の場合には、樹脂体10お
よび面24、26のようなシールおよび機関ライニング
はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素化
エチレンプロピレン(FEP)またはペルフルオロアル
コキシ(PFA)のようなフルオロカーボン樹脂製が望
ましく、特にPTFEが望ましい。しかしながら、耐摩
耗性、コスト、等のような他の要素が重要な場合には、
面24、26および樹脂体10は、別の剛弾性材料、例
えば超高分子量のポリエチレン(UHMWPE)や種々
のウレタンにすることができる。完全組立密封位置にお
けるアーム16の部分16cはアーム12と接触してい
るから、O−リング20は特定用途に十分な耐熱性およ
びアーム16および脚14上に有効な力を維持する十分
な弾性を有する弾性材料にする。例えば、ジュロメータ
ー値が70または80のエチレンプロピレンジエン単量
体(EPDM)ゴムは温度が149℃以下のところに使
用するが、同じジュロメーターのフルオロエラストマー
(例えば、デュポン社の商標ビトン)は204℃までの
温度に使用できる。
れる流体材料による侵食、等に対して同じ耐性を有する
ように、剛弾性樹脂体と同一の材料で作ることが望まし
い。腐食性または活発な流体の場合には、樹脂体10お
よび面24、26のようなシールおよび機関ライニング
はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ素化
エチレンプロピレン(FEP)またはペルフルオロアル
コキシ(PFA)のようなフルオロカーボン樹脂製が望
ましく、特にPTFEが望ましい。しかしながら、耐摩
耗性、コスト、等のような他の要素が重要な場合には、
面24、26および樹脂体10は、別の剛弾性材料、例
えば超高分子量のポリエチレン(UHMWPE)や種々
のウレタンにすることができる。完全組立密封位置にお
けるアーム16の部分16cはアーム12と接触してい
るから、O−リング20は特定用途に十分な耐熱性およ
びアーム16および脚14上に有効な力を維持する十分
な弾性を有する弾性材料にする。例えば、ジュロメータ
ー値が70または80のエチレンプロピレンジエン単量
体(EPDM)ゴムは温度が149℃以下のところに使
用するが、同じジュロメーターのフルオロエラストマー
(例えば、デュポン社の商標ビトン)は204℃までの
温度に使用できる。
【0012】操作において、図2に示したシール・アセ
ンブリは図3の溝22のような適当なシール溝に挿入
し、アーム16および脚14を曲げて受け入れ溝22の
形に合わせ、O−リング20を囲んで圧縮する。このよ
うに、O−リング20は樹脂体10の脚14およびアー
ム16に外方向の圧力を与えて、弁のような共同する機
械装置の温度変動または相対運動に関係なくこれらの脚
およびアームと溝22の壁との一定の密封接触を維持さ
せる。
ンブリは図3の溝22のような適当なシール溝に挿入
し、アーム16および脚14を曲げて受け入れ溝22の
形に合わせ、O−リング20を囲んで圧縮する。このよ
うに、O−リング20は樹脂体10の脚14およびアー
ム16に外方向の圧力を与えて、弁のような共同する機
械装置の温度変動または相対運動に関係なくこれらの脚
およびアームと溝22の壁との一定の密封接触を維持さ
せる。
【0013】前述のO−リング20の包囲は、該O−リ
ングとディスク溝の隣接壁またはシールリング自身の壁
間の摩擦抗力に起因する摩耗をあらかじめ除去する。そ
の結果、O−リングは機械的摩耗や化学的腐食を受け
ず、従って適当な外向きの弾性力を維持して樹脂体10
と溝22の壁との適切な密封係合を常にかつ長期間に渡
って保持するから全体として優れた密封性能である。
ングとディスク溝の隣接壁またはシールリング自身の壁
間の摩擦抗力に起因する摩耗をあらかじめ除去する。そ
の結果、O−リングは機械的摩耗や化学的腐食を受け
ず、従って適当な外向きの弾性力を維持して樹脂体10
と溝22の壁との適切な密封係合を常にかつ長期間に渡
って保持するから全体として優れた密封性能である。
【0014】図4には図1〜図3の変更設計を示し、脚
14が基本的にアーム16に調和された一対のアークで
ある。かかる形状の製造が容易の場合には、脚14と1
6をさらに変形させて図3の溝22のような溝の壁との
必要な密封係合を維持することができる。
14が基本的にアーム16に調和された一対のアークで
ある。かかる形状の製造が容易の場合には、脚14と1
6をさらに変形させて図3の溝22のような溝の壁との
必要な密封係合を維持することができる。
【0015】以上、望ましい実施態様およびその若干の
変更例を記載したが、当業者には他の改良がありうるこ
とは明らかである。例えば、本体部材を軸方向−定間隔
の一対の開口を形成するためにE−形ウエブ材料で成形
する代りに、ウエブを曲げてスリット部で開口させて弾
性O−リングを挿入できるように各々が中にラジアル・
スリットを有する一定間隔の一対の円形開口を有する横
断面形状を画定するために、ウエブを予備成形すること
ができる。
変更例を記載したが、当業者には他の改良がありうるこ
とは明らかである。例えば、本体部材を軸方向−定間隔
の一対の開口を形成するためにE−形ウエブ材料で成形
する代りに、ウエブを曲げてスリット部で開口させて弾
性O−リングを挿入できるように各々が中にラジアル・
スリットを有する一定間隔の一対の円形開口を有する横
断面形状を画定するために、ウエブを予備成形すること
ができる。
【0016】さらに、O−リングはシールリング20と
して使用するが望ましいが、他の形状、例えば方形また
は矩形リングもそれらが必要な弾性を有する限り使用で
きる。従って、以上記載した実施の形態は限定ではなく
て例と解釈すべきであり、本発明の範囲は特許請求の範
囲によって規定されるものである。
して使用するが望ましいが、他の形状、例えば方形また
は矩形リングもそれらが必要な弾性を有する限り使用で
きる。従って、以上記載した実施の形態は限定ではなく
て例と解釈すべきであり、本発明の範囲は特許請求の範
囲によって規定されるものである。
【図1】本発明のアセンブリの一部を形成する剛弾性体
の拡大横断面図である。
の拡大横断面図である。
【図2】本発明による完全シール・アセンブリを示す拡
大横断面図である。
大横断面図である。
【図3】隣接する一対の平らな面間に形成の溝に配置さ
れた本発明のシールアセンブリの拡大横断面図である。
れた本発明のシールアセンブリの拡大横断面図である。
【図4】本発明による剛弾性体の別の実施形態の拡大横
断面図である。
断面図である。
10 剛弾性樹脂体 12 中心アーム 14 脚 16 端部アーム 18 開口 20 O−リング 22 シール溝 24,26 隣接する平面 28 バタフライ弁 30 回転自在のバタフライ弁・ディスク
Claims (16)
- 【請求項1】一定間隔の開口を有する剛弾性材料で成形
された本体要素;および前記一定間隔の開口に配置され
た弾性材料製の一対のシール・リングから成り; 一対
の平らな面間に形成された溝の密封位置への装着時に、
前記シール・リングが、前記本体要素の部分によって実
質的に囲まれるように前記本体要素が前記間隔開口の各
々に隣接する一体構造の弾性ウエブ部を有することを特
徴とするシールリング・アセンブリ。 - 【請求項2】前記本体要素の剛弾性材料が、前記シール
リングの弾性材料より耐食性であることを特徴とする請
求項1のシールリング・アセンブリ。 - 【請求項3】前記本体要素の材料がフルオロカーボン樹
脂であることを特徴とする請求項2のシールリング・ア
センブリ。 - 【請求項4】前記フルオロカーボン樹脂がポリテトラフ
ルオロエチレンであることを特徴とする請求項3のシー
ルリング・アセンブリ。 - 【請求項5】前記シールリングがO−リングであること
を特徴とする請求項2のシールリング・アセンブリ。 - 【請求項6】一対の隣接する平面を有し、該平面の少な
くとも1つが該平面に直角な共通軸の回りに回転でき、
該平面の各々が前記共通軸と同軸の環状溝を有し、該溝
が相互に整列してシール溝を形成する装置と、前記シー
ル溝内に配置された環状シール・アセンブリとの組合せ
装置において、該シール・アセンブリが、 剛弾性材料
で成形され一対の間隔開口を有する本体要素と、 前記一対の間隔開口に配置された弾性材料製の一対のシ
ールリングから成り;前記本体要素が、前記シールリン
グを該本体要素の部分によって実質的に囲むように前記
間隔開口の各々に隣接する一体構造の弾性ウエブ部を有
し;前記シール・アセンブリが前記対のシールリングの
1つおよびそれを囲むウエブ部を前記環状溝の各々に少
なくとも部分的に配置させるように配向されることを特
徴とする組合せ装置。 - 【請求項7】前記平らな面および前記本体要素の材料が
実質的に同じで、かつ前記シールリングの弾性材料より
耐食性であることを特徴とする請求項6の組合せ装置。 - 【請求項8】前記平らな面および前記本体要素の材料が
フルオロカーボン樹脂であることを特徴とする請求項7
の組合せ装置。 - 【請求項9】前記フルオロカーボン樹脂がポリテトラフ
ルオロエチレンであることを特徴とする請求項8の組合
せ装置。 - 【請求項10】前記シールリングがO−リングであるこ
とを特徴とする請求項6の組合せ装置。 - 【請求項11】半径方向に延在する中心アーム、 該中心アームの半径方向外端から一般に軸方向に延在す
る一対の対向脚、および前記中心アームから離れた前記
脚の端部から一般に半径方向内側へ延在する一対のアー
ムを有し、前記アームおよび脚が一緒に軸方向に一定の
間隔を有する一対の開口を形成する剛弾性材料で成形さ
れた一般にE−形の本体要素;およびシールリング・ア
センブリが一対の平らな面間に形成された溝の密封位置
に装着されるときに、前記一対の一定間隔を有する開口
に配置されて前記本体要素のアームおよび脚によって実
質的に囲まれた弾性材料製の一対のO−リングから成る
ことを特徴とするシールリング・アセンブリ。 - 【請求項12】前記本体要素の剛弾性材料が、前記シー
ルリングの弾性材料より耐食性であることを特徴とする
請求項11のシールリング・アセンブリ。 - 【請求項13】前記本体要素の材料がフルオロカーボン
樹脂であることを特徴とする請求項12のシールリング
・アセンブリ。 - 【請求項14】前記フルオロカーボン樹脂がポリテトラ
フルオロエチレンであることを特徴とする請求項13の
シールリング・アセンブリ。 - 【請求項15】前記シールリングがO−リングであるこ
とを特徴とする請求項11のシールリング・アセンブ
リ。 - 【請求項16】中心部および該中心部の軸方向両側に一
対の一体成形の弾性ウエブ部を特徴とする横断面を有す
る剛弾性材料で成形された本体部材;および軸方向両側
で前記本体部材の中心部と接触関係に配置された弾性材
料製の一対のシールリングから成り;前記弾性ウエブ部
は、前記中心部と一緒に限定すべく前記シールリングの
部分の回りに成形することができ、前記本体部材の一対
の軸方向定間隔の開口が該シールリングを実質的に囲
み;シール・アセンブリが、一対の平らな面間に形成さ
れた一対の対向する環状溝に装着するのに適し、かつ密
封位置に装着されるとき前記対のシールリングおよびそ
の回りのウエブ部の1つが前記環状溝の各々に少なくと
も部分的に配置されるように配向されることを特徴とす
るシール・アセンブリ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/320,078 US5722667A (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Seal assembly for use between planar surfaces having opposed grooves to receive and hold the seal assembly |
| US08/320078 | 1994-10-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08226545A true JPH08226545A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=23244783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7261125A Pending JPH08226545A (ja) | 1994-10-07 | 1995-10-09 | 隣接平面間に使用するシール・アセンブリ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5722667A (ja) |
| EP (1) | EP0706000A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08226545A (ja) |
| CA (1) | CA2160265A1 (ja) |
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- 1994-10-07 US US08/320,078 patent/US5722667A/en not_active Expired - Fee Related
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1995
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- 1995-10-10 CA CA002160265A patent/CA2160265A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CA2160265A1 (en) | 1996-04-08 |
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