JPS6214329B2 - - Google Patents

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JPS6214329B2
JPS6214329B2 JP54004024A JP402479A JPS6214329B2 JP S6214329 B2 JPS6214329 B2 JP S6214329B2 JP 54004024 A JP54004024 A JP 54004024A JP 402479 A JP402479 A JP 402479A JP S6214329 B2 JPS6214329 B2 JP S6214329B2
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screw
circular ring
screw shaft
shaft
axis
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    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/482—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws provided with screw parts in addition to other mixing parts, e.g. paddles, gears, discs
    • B29B7/483—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws provided with screw parts in addition to other mixing parts, e.g. paddles, gears, discs the other mixing parts being discs perpendicular to the screw axis
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は均質化の目的で主に用いられる形式の
スクリユー機械を用いる固体状、ペースト状およ
び液体状濃度の材料処理用スクリユー機械に関す
る。ここで用いている「均質化」という語はそれ
によつてモノまたはマルチコンポーネント物質の
マクロまたはミクロ構造をより一層一様にする全
ての工程、就中混合、練り合せ、分散、乳状化お
よび可塑化の工程を記述するものとして用いられ
ている。
特に、本発明は少くとも２つの互いに係合した
スクリユー軸を有するスクリユー機械であつて、
該スクリユー軸が同方向に駆動可能であるととも
にハウジングの空洞内で回転可能に配設されてお
り該ハウジングの断面形状が前記２つのスクリユ
ー軸の少なくとも１つのある長手領域においてス
クリユー軸の軸線に同心状の２つの互いに重合し
た円形状を有しているものに関する。この形式の
スクリユー機械は従来公知であるにもかかわら
ず、この公知の機械は材料および／またはガスの
１つの軸に沿う好ましからざるクリープを防止し
得ないという欠点を生じる。従つて本発明の目的
は上述の形式のスクリユー機械であつて材料およ
び／またはガスの１つの軸の長手方向のクリープ
を簡単な部材により、少なくとも１つの所定位置
にて防止し得るものを提供することにある。従来
技術では、特公昭46−23908号公報、特公報46−
2194号公報、及び特公昭40−21191号公報等に記
載されているようにスクリユー軸にシールリング
を取りつけて処理すべき材料の通過に抵抗を与
え、また、このようなシールリングの下流にベン
ト孔を設けた押出し機が知られている。これらの
公報に記載されたシールリングは材料の通過を防
止するためのものではなく、材料に圧縮力を与え
るために単に材料の流れに抵抗を与えるものであ
り、上述したように材料の長手方向のクリープを
起こすものである。また上記特公昭46−2194号公
報のシールリングは各スクリユー軸上で軸線方向
にわずかの距離で交互に設けられ、よつてその半
径をできるだけ大きくすることができるようにな
つているが、ベント孔は特定のシールリングと関
連して配置されたものではなく、よつてシールリ
ングを通過した材料は軸線方向に流れるとともに
横方向にも広がつていき、必ずべント孔に流入す
ることになる。このように材料がベント孔に流入
することは好ましいことではない。
本発明によれば、この目的は以下の構成により
達成される。すなわち、前記スクリユー軸の少く
とも第１軸が少なくとも１つの第１の円形輪を含
んでなり該円形輪がスクリユー軸の軸線に同心状
でありかつ該スクリユー軸に結合したハウジング
空洞の断面円の半径より僅かにのみ小さい半径を
有している。かかる円形輪は材料および／または
ガスが該第１の軸に沿いクリープすることを防止
する障壁として作用する。
プラスチツクおよびその他の材料を作動およ
び／または処理するための上述した形式の公知の
スクリユー機械にあつてはスクリユー軸の各々が
被処理材料を移送する少なくとも２つのスクリユ
ー区画および、後者の間の、多くのデイスク区画
を含んでなり該デイスク区画が軸線方向に連続し
て配設されておりかつスクリユー軸線と同心状の
円から異なる断面を有しており、そして該デイス
ク区画はその間に中間の環状デイスクを配設され
ており該デイスクが係合せるスクリユー軸のデイ
スク区画が不均一温度条件または製作誤差の結果
として互いに擦り合うことを防止している。該中
間の環状デイスクの半径はスクリユー区画のその
最低高さの位置に対応している。
ハウジング空洞の断面は軸の最大外径に合致す
るよう選定されねばならないので、軸はハウジン
グ空洞をデイスク区画および中間デイスク区画の
領域において軸線方向に軸のスクリユー区画の領
域におけるほど効率よく密封しない。その結果、
被処理材料のある部分が軸係合領域の各々を通じ
案内されることなく軸に沿いクリープすることに
なる。上述の如き形式のスクリユー機械は全ての
材料粒子を同一の応力で一様に負荷しないという
欠点を生じることは明らかである。更に、これら
によつては同一方向に駆動される多くの係合軸を
含んでなるスクリユー機械の場合には、最も効率
良い領域は軸が互いに係合するところでありそれ
はこれらの点では速度差が軸の残りの周面のまわ
りで遭遇する値の２倍に達し、一方同時にここで
は粒子はその移動方向が最大の変化を受けるとい
う事実により最適な均質化が達成されない。しか
しながら、粒子に作用する動的な力が速度の二乗
に比例して変化し、かつ粘性力および圧力変化は
速度変化に比例して変化する。
本発明の基本アイデアを使用することにより、
第１の軸の少なくとも２つの隣接するデイスク区
画に軸の軸線に同心状にかつハウジング空洞の同
心状断面円を該円形輪内にもたらす直径より僅か
にのみ小さい外径を有するように配設された円形
輪を設けるとともに、第２の軸に第１の円形輪に
対向関係に軸の軸線に同心状に配設されスクリユ
ー軸の軸線間の距離の２倍および第１の円形輪の
外径の差に等しいかまたはそれより僅かに小さい
外径を有する第２の円形輪を設けることにより、
これらの欠点は防止される。しかして、ハウジン
グ空洞は軸の係合領域の外側で該軸のデイスク区
画間に軸方向に密封され、そしてデイスク区画の
領域内において係合領域の外側への被処理材料の
いかなる軸方向変位は防止されて実際に全ての粒
子が最大の起り得る数の、または全ての、デイス
ク区画間の係合領域を通じて移動される。
しかして本発明の配置の採用は、他の物の間に
あつて、均質化効果の改善を可能とし、これは大
きな第１の円形輪が、それらが設けられていると
きにはいつも、係合領域の外方への粒子の軸方向
の移動をそれらを大きな円形輪に対向する軸領域
へ変向させて軸方向に進行させることによるもの
であり、それによりそれらは自動的に係合領域を
通り抜ける。
勿論、大きな円形輪を幾分小さい形状となし、
若し必要であれば、小径円形輪の径を受入れるよ
うになし従つて効率のある損失を考慮することも
可能である。更にデイスク区画および円形輪は分
離した部分とすることおよび軸のデイスク区画が
必らずしも厳密に互いに対向配置されている必要
はなく、しかしそれらの間隔および厚さが互いに
擦れることを防止するように選定されていれば、
軸方向に少しだけ偏位していてもよいということ
は言うまでもないことである。
最後に円形輪が分離された部品として設計され
ている場合にあつては、それらは後者に対して回
転可能に締結されている必要はない、それはそれ
らは単に障壁として作用せねばならないからであ
る。
本発明のスクリユー機械の好ましい実施例にあ
つては、円形輪は全てのデイスク区画の間に設け
られておりこの実施例は第１または第２の円形輪
が各スクリユー軸の連続した２つ以上のデイスク
区画間に配設されていること並びに第１および第
２の円形輪が１つの各スクリユー軸に交互に配設
されていることを特徴とする。この場合に、特に
全粒子はデイスク区画間の係合領域の全数を通ら
ねばならない。
前述した形式のスクリユー機械は通常１または
それ以上のガス抜き孔を有し該ガス抜き孔はスク
リユーを内蔵したハウジング空洞から上方に延在
する垂直配置した通路により形成される。しかし
ながら、公知の設計ではガス抜き孔がスクリユー
に沿つて逃げるガスにより移送されガス抜き孔内
に上方に侵入した材料により詰り易い。
スクリユー軸に沿つて順次多くのガス抜き孔を
有するスクリユー機械の場合には、時々その孔の
１つに真空が付与される。この場合に軸がガス抜
き孔の間に、例えば混合または練り合せの目的
で、軸の軸線と同心状の円から異なつた断面を有
するデイスク区画が設けられているときには、ガ
ス抜き孔間にある流れ抵抗は低くすぎ、すなわち
１つのガス抜き孔に付与される真空は他のガス抜
き開口を通じて吸入される空気により実質的に有
効でなくされる。
被処理材料の相当量がガス抜き孔に移送される
ことを防止するべく、またはガス抜き孔間で機械
の遭遇する流れ抵抗の増加を防止するべく、本発
明の基本アイデアはガス抜き孔を第１のスクリユ
ー軸に隣接配置するとともに第１の円形輪を該ガ
ス抜き孔の上流に設けるようにしている。円形輪
がガス抜き孔の直ぐ隣りに配設されているときに
は、被処理材料はこの点においてガス抜き孔に隣
接配置された軸に沿つて進行し得ずそのためガス
抜き孔の領域において材料はガス抜き孔からより
遠くに配設されている軸に沿つて流れる。被処理
材料から排出されるガスが未だ、何らの困難を伴
うことなく、ガス抜き孔に隣接配置された軸を通
りガス抜き孔内へ移動する場合には、それらによ
り移送される材料はガス抜き孔の前方に配設され
た軸により捕えられて該ガス抜き孔が詰ることが
防止される。多くのガス抜き孔を有するスクリユ
ー機械の場合には、円形輪が孔間に配置されてい
るならば円形輪が孔に隣接配置された軸に沿う孔
間の直接ガス交換を防止する。
上述の原理は同方向に駆動される係合軸を有す
るスクリユー機械および係合しない軸を有し、そ
の結果、同方向または反対方向に駆動される機械
に適用してもよい。更に、円形輪は分離した部品
として設計される必要はなくまた一方それらは軸
とともに回転する必要もないことは言うまでもな
いことである。
軸上に着座された円形輪に代えて、本質的に円
形輪の形状の機械ハウジングに設けられた区分壁
を設けるとともに連結したスクリユー軸用通路開
口を設けてもよい。該開口は、例えば、Ｕ形状を
しておりそのＵ形状の開端が他のスクリユー軸に
対面しており、区分壁が側面からスクリユー軸上
に設けられるようにする。
本発明の他の特徴、効果および詳細は添付した
特許請求の範囲の欄の記載並びに／または本発明
に係る２軸スクリユー機械の２つの実施例に関す
る以下の記載および添付図面から明らかになろ
う。
第１図において全体が１０と符号の付された機
械ハウジングは被処理材料の入口開口１２および
処理材料の出口開口１４を含んでなる。機械ハウ
ジング１０の空洞１６には２つのスクリユー軸１
８，２０が設けられ該スクリユー軸１８，２０は
その軸方向端部２２，２４を機械ハウジングの端
壁１０ａ内に回転可能に着座されているとともに
それを通じ延在してモータ３０により伝達機構２
６およびクラツチ２８を介して同方向に駆動され
る。
本発明によれば、２対のスクリユー区画１８
ａ／１８ｃおよび２０ａ／２０ｃが、それぞれ、
その間にデイスク区画のパツケージ１８ｂおよび
２０ｂを含んでなりその断面形状は単に１つの要
求、すなわち、その属する軸の軸線と同心状の円
から異なつていなければならないことを満す。図
示の好ましい実施例では、デイスク区画は長円
形、卵形断面であり、該スクリユー軸の軸線に沿
つて直列に配設されたデイスク区画は互いに角度
変位しておりその移送効果がスクリユー区画の移
送効果と同方向に作用する。好ましくは、パツケ
ージのデイスク区画および各スクリユー軸の属す
るコア軸区画は、独立特許出願公告公報第
2550969号明細書記載の如くデイスク区画が回転
可能に変位することを許容しかつ該コア軸区画に
対して固設されるよう設計される。
互いにそして隣接するスクリユー区画に対する
異なるデイスク区画の角度位置の適切な選択によ
り、パツケージ１８ｂ，２０ｂにより形成された
均質化領域内での被処理材料の滞溜時間および該
均質化領域内に導入されるべきエネルギーを変え
そして所定値とすることができる。
本発明によれば、デイスク区画間に１つの大き
いそして１つの小さいデイスク形状の円形輪３
２，３４が設けられている。配置は１つのスクリ
ユー軸の大きい円形輪が常時他のスクリユー軸の
小さい円形輪３４を連結しまた各スクリユー軸が
交互に設けられた大小の円形輪３２，３４を具備
するようになしている。大きい円形輪３２は軸方
向の区分として作用しおよび／またはスクリユー
軸１８若しくは２０をそれぞれ囲周するハウジン
グ空洞１６の部分を密封して、被処理材料の各ス
クリユー軸に沿う流れがかかる大きな円形輪を通
過し得ず、しかし他のスクリユー軸へ向きを変え
るようになされるようになす。その目的のため、
ハウジング空洞１６の断面は、第２図から第１０
図に示す如く、それぞれ２つの重合した円１６
ａ，１６ｂの形であり、大きい円形輪３２の半径
は断面円１６ａ，１６ｂの半径より僅かに小さ
い。ここでは断面円は同一半径であると仮定して
いるが、しかしこれは必らずしも必須ではない。
上記説明から所望の効果は大きな円形輪を機械
ハウジングに設けられ本質的に大きい円形輪の形
状を有する区分壁、それに加えてスクリユー軸に
連結した通路開口により置換することによつても
達成される。この開口は、例えば、Ｕ形状を具備
してもよく、該Ｕ形状の開部が他のスクリユー軸
に対面し、それにより区分壁がその対応するスク
リユー軸に側方から位置してもよい。
第１図から容易に判明する如く、被処理材料は
最初にスクリユー軸１８のデイスク区画１８１に
供給されるが、デイスク区画１８１および１８２
間に配設された大きい円形輪３２が出口開口１４
の方向へのそれ以上の動きを防止する。従つて、
材料はスクリユー軸２０のデイスク区画２０１へ
向きを変えられ、そしてその結果、２つのスクリ
ユー軸１８，２０の係合領域を通る。次いで、材
料はデイスク区画２０２に達し、そこでそれはデ
イスク区画２０２および２０３間に配設された大
きい円形輪３２によりスクリユー軸１８のスクリ
ユー区画１８２へ向きを変えて、それは再び係合
領域を通るようにされ、以下同様にされる。
第２図から第６図までで本発明のスクリユー機
械の好ましい実施例においては軸１８，２０の軸
線１８′，２０′間距離Ａは値Ｒ，ｒの和と等し
く、ここでＲ，ｒは、それぞれ、デイスク区画の
最大高さ２１および対応する軸の軸線間の距離、
並びに軸区画の最低高さおよび対応する軸の軸線
間の距離であり大小の円形輪３２，３４の半径で
ある。
最後に、基本アイデアは単に２軸スクリユー機
械に限られず、更に２以上の同一方向に駆動され
る係合軸を有するスクリユー機械にも適用可能で
ある。
第１１図および第１２図に示した機械はその上
にサプライホツパ１２′が設けられたハウジング
１０′および処理材料用出口開口１４′を含んでな
る。ハウジング内には、２つの係合したスクリユ
ー軸１６′，１８′が配設され、該スクリユー軸は
同一方向に、すなわち矢印で示す如く、モータ２
０′によりクラツチ２２′および伝達機械２４′を
介して駆動される。この配置は被処理材料をサプ
ライホツパ１２′から出口開口１４′へ移送する。
スクリユー軸１６′に隣接してハウジング１
０′は１つが他の後に位置しかつハウジング内に
挿入されたガス抜きパイプ３０a′，３２a′により
形成された２つのガス抜き孔３０′，３２′を具備
する。ガス抜き孔の各々のすぐ隣りで上流に、ス
クリユー軸１６′がそれぞれ円形輪１６a′，１６
b′を担持し、その円形輪の直径はスクリユー軸１
６′，１８′を囲周するハウジング空洞１０a′の断
面を形成している重合した円の直径より僅かに小
さく、スクリユー軸１８′はより小さい第２の円
形輪１８a′，１８b′を担持し、その円形輪の直径
は大小の円形輪の直径の和がスクリユー軸１
６′，１８′間の中心距離に対応するように選定さ
れている。
さて、円形輪１６a′，１６b′はスクリユー軸１
６′に沿う材料の流れをガス抜き孔の直前でとめ
て、他のスクリユー軸１８′へ向きを変えて、被
処理材料がスクリユー軸１６′の通路をガス抜き
孔３０，３２′の領域で満たさないようになし
て、その結果、被処理材料の相当量がガス抜き孔
内へ逃げまたは回転するスクリユー軸１６′によ
りガス抜き孔へ押し込められるガスにより移送さ
れることがない。
更に、大きい円形輪１６b′はガス抜き孔３０，
３２′間でスクリユー軸１６′に沿う直接ガス交換
を防止する。同様に、大きい円形輪１６a′はガス
抜き孔３０′およびサプライホツパ１２′の開口１
２a′間のスクリユー軸１６′に沿うガス交換を防
止して開口のいずれかに付与された真空が公知の
スクリユー機械より遥かに効率よく作用する。
第１２図から明らかなように、ガス抜き孔内に
案内ボデイを１５′を挿入してもよく該案内ボデ
イは空隙５４′を形成する案内面５２′を有し該空
隙はスクリユー軸１６′に向けテーパしている。
この案内ボデイは、しかしながら、ガス抜き孔を
十分にはふさがず、しかし自由経路を残す。案内
面５２′はスクリユー軸１６′からガス抜き孔へ生
じるいかなる材料もハウジング空洞内へ戻すよう
に作用する。
以上のように、本発明による固体状、液体状お
よびペースト状濃度の材料処理用スクリユー機械
は、ガス抜き孔が第１のスクリユー軸に隣接しか
つ第２のスクリユー軸から横方向に間隔を開けた
位置に設けられ、そして円形輪の半径がそれを取
り囲むハウジング空洞よりもほんの僅かだけ小さ
くなつていて円形輪が第１のスクリユー軸に沿つ
たすくなくともほとんど全ての材料の輸送を防止
するようにしたことを特徴とするものであるか
ら、材料は第２のスクリユー軸の方を回つて通過
することになり、よつて第１のスクリユー軸に設
けられた円形輪の下流のガス抜き孔に流入するこ
とがなくなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１の機械の部分的に断面となした平
面図、第２図から第１０図は上記第１の機械を示
す第１図の２−２線から１０−１０線に沿う断面
図、第１１図は第２の機械の部分的に水平面に沿
い断面となした平面図、そして第１２図は第１１
図の１２−１２線に沿う断面図である。 １０，１０′……機械ハウジング、１６……空
洞、１８，２０，１６′，１８′……スクリユー
軸、１８ａ，１８ｃ，２０ａ，２０ｃ……スクリ
ユー区画、３２，３４，１６a′１６b′，１８a′，
１８ｂ……円形輪。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つのガス抜き孔を有するハウジ
    ングの空洞内に回転可能に設けられた少なくとも
    ２つのスクリユー軸を含み、該２つのスクリユー
    軸のうちの少なくとも第１のスクリユー軸が該ス
    クリユー軸の軸線に同心で前記ガス抜き孔の上流
    に配置された少なくとも１つの円形輪を有し、前
    記ハウジングの空洞が該円形輪の領域においてス
    クリユー軸と同心の２つの重合可能な円の形状の
    断面を有し、そして前記円形輪がそれを取り囲む
    ハウジング空洞の半径よりも幾らか小さくなつて
    いる固体状、液体状およびペースト状濃度の材料
    処理用スクリユー機械において、ガス抜き孔３
    ０，３２が第１のスクリユー軸１６に隣接しかつ
    第２のスクリユー軸１８から横方向に間隔を開け
    た位置に設けられ、そして円形輪１６ａ，１６ｂ
    の半径がそれを取り囲むハウジング空洞１０ａよ
    りもほんの僅かだけ小さくなつていて円形輪１６
    ａ，１６ｂが第１のスクリユー軸１６に沿つたす
    くなくともほとんど全ての材料の輸送を防止する
    ようにしたことを特徴とする固体状、液体状およ
    びペースト状濃度の材料処理用スクリユー機械。 ２ 前記円形輪が前記ガス抜き孔のすぐ隣りに配
    設されている特許請求の範囲第１項記載の、固体
    状、液体状およびペースト状濃度の材料処理用ス
    クリユー機械。 ３ スクリユー軸が互に係合するものであり、前
    記第２のスクリユー軸が第２の円形輪を含んでな
    り、該円形輪が第２のスクリユー軸の軸線と同心
    状でありかつ第１のスクリユー軸の円形輪と対向
    位置しているとともにスクリユー軸の軸線間距離
    の２倍および第１のスクリユー軸の円形輪の外径
    の差に等しい外径を有している、特許請求の範囲
    第１項または第２項記載の、固体状、液体状およ
    びペースト状濃度の材料処理用スクリユー機械。 ４ 前記ガス抜き孔が第１のスクリユー軸に隣接
    して案内面を内蔵しほぼ水平に延在する通路によ
    り形成されており、該案内面は第１のスクリユー
    軸とともに該後者の回転方向にテーパした間隙を
    形成しかつ下部通路壁から上方へ延在するととも
    に上部通路壁から距離をなして終了して間隙が下
    向きにテーパするようになした、特許請求の範囲
    第１項から第３項のいずれか１項記載の、固体
    状、液体状およびペースト状濃度の材料処理用ス
    クリユー機械。 ５ スクリユー軸の方向に連続配設された２つの
    ガス抜き孔を含んでなり、円形輪が２つのガス抜
    き孔の間に配設されている、特許請求の範囲第１
    項記載の、固体状、液体状およびペースト状濃度
    の材料処理用スクリユー機械。
JP402479A 1978-01-19 1979-01-19 Screw machine for treating material of solid* pasteelike and liquid concentration Granted JPS54149068A (en)

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DE2802125A DE2802125B2 (de) 1978-01-19 1978-01-19 Schneckenmaschine zum Bearbeiten von festen, flüssigen und zähviskosen Materialien
DE19782827877 DE2827877A1 (de) 1978-06-24 1978-06-24 Schneckenmaschine zum bearbeiten von festen, zaehviskosen und fluessigen materialien

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US4236833A (en) 1980-12-02

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