CN103861862B - 金属橡胶复合件无损剥离机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了金属橡胶复合件无损剥离机组,包括:对金属橡胶复合件进行加热和冷却的脱胶装置;与脱胶装置连接的烟尘处理装置;对脱胶装置内温度进行控制的人机界面控制装置。本发明的有益效果为:本发明结构简单,主要利用超音频感应加热原理,金属橡胶复合件的钢件在磁场的作用下由于磁滞损耗引起自身发热,人机界面控制装置对加热温度进行控制,调节加热功率,使金属件与橡胶体接触面在很短时间内迅速分离,产生最少的烟尘且达到迅速剥离,使金属件循环再利用得以实现,同时在加工过程中产生的烟尘进行合理化处理,处理后的气体达到了标准的排放气体要求,不会造成环境污染,实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及复合制品分离技术领域,具体而言,涉及一种金属橡胶复合件无损剥离机组。
背景技术
在工程机械、交通工具、机床设备等领域,大量采用了金属-橡胶复合制品,这类元件均是通过胶黏剂将橡胶硫化在金属骨架上,金属对橡胶能起到补强、增强、骨架支撑的作用,橡胶则使金属具有耐磨、减震、抗冲、防腐、绝缘、密封的功能。该类产品由于损坏、使用寿命到期、不良制造等原因,每年产生大量废品,以交通车辆行业为例,随着货车车辆使用技术的逐步增加,每年更换下来的旧金属橡胶复合件相当可观,仅太原铁路局所辖的三个车辆段每年更换量达到11万件,由于目前没有经济、高效的方法将金属与橡胶实现分离,金属和橡胶材料无法进行再利用。
现阶段此类金属橡胶复合件大部分被以危废品低价销售,经济损失较为严重,收购商也都以焚烧方式获取其中金属骨架,然后销售废钢获得利润,按目前焚烧方式处理,该复合件废橡胶制品的焚烧将产生大量的二氧化碳以及有害气体,直接排放到大气中;同时其金属骨架再回炉也造成了严重浪费,因此现有的分离技术不仅对金属橡胶复合件没有合理的分离和应用,而且在分离过程中产生的大量废气对环境造成严重的污染,对人们的身体造成伤害,实用性差。
发明内容
为解决现有的对金属橡胶复合件的分离技术中对金属橡胶复合件没有合理的分离和应用,而且在分离过程中产生的大量废气对环境造成严重的污染,对人们的身体造成伤害,实用性差等缺陷,本发明的目的在于提供一种金属橡胶复合件无损剥离机组。
为达到上述目的,本发明实施例中提供了一种金属橡胶复合件无损剥离机组,包括:
对金属橡胶复合件进行加热和冷却的脱胶装置;
与脱胶装置连接的烟尘处理装置;
对脱胶装置内温度进行控制的人机界面控制装置。
本技术方案中,脱胶装置利用超音频感应加热原理,金属橡胶件的钢件在磁场的作用下由于磁滞损耗引起自身发热,从而破坏了橡胶与金属的粘合层达到金属件与橡胶剥离,操作简单,工作效率高,人机界面控制装置用于完成整个***机组的启动、停止、参数监控以及实时控制,实现了对脱胶装置内的加热温度进行自动控制,保证了不会对钢件理化性能和型式尺寸产生影响,智能化、简单化的操作,节省了人力,人机界面控制装置简单的可以为现有技术中的温度显示器;另外烟尘处理装置用于对加工过程中产生的烟尘进行净化处理,达到标准后排放到空气中。
进一步的,脱胶装置包括脱胶室,脱胶室内固定自动进料机构、运输设备以及超音频感应加热设备,自动进料机构用于将金属橡胶复合件推至超音频感应加热设备的高频线圈内,运输设备用于将加热后的金属橡胶复合件运输到脱胶室外。
本技术方案中,脱胶装置利用超音频感应加热原理,使金属橡胶复合件快速达到金属与橡胶件的剥离,回收效率高,污染小,另外脱胶装置利用机械化的自动进料机构和运输设备实现上下输送金属橡胶复合件,提高了生产效率,降低了劳动强度。本发明的工作原理为:自动进料机构将金属橡胶复合件放置在进料机构设备上,机械臂自动将金属橡胶复合件推至感应炉内,复合件自动加热,超音频感应加热设备是利用高频感应加热原理,金属橡胶件的钢件在磁场的作用由于磁滞损耗引起自身发热,经过加热温度数据采集对加热温度进行控制,调节加热***功率,加热完成后的工件自动进入运料车内,冷却后,金属橡胶复合件将运输到脱胶室外。本结构回收速度快,污染小的优点,能够实现橡胶金属复合件中金属的快速回收,且回收后金属性能不会受到任何影响,可重新投入生产,大大节约了成本,缩短产品生产周期。
进一步的,脱胶室内还固定有温度传感器,温度传感器的感温探头对准金属橡胶复合件的金属部分。温度传感器主要用于将超音频感应加热设备内的温度传输至人机界面控制装置,人机界面控制装置对超音频感应加热设备进行温度控制,操作工人可通过人机界面控制装置很直观的观测到加热温度,便于调节,操作简单。
进一步的,运输设备包括轨道和运料小车,运料小车在轨道上滑动。本技术方案中,运料小车的台面为运输金属橡胶复合件的工作平台,运料小车在该***中主要用于将加热后的分离件进行运输的作用,使用方便,实用性强,节省了人力。
进一步的,自动进料机构包括机械臂,机械臂用于将金属橡胶复合件放置在运输设备上。本技术方案中,机械臂通过气动元件实现自动化操作,促使机械臂在启动气缸的动力下自动将金属橡胶复合件放置工作平台上,节省了人力,提高了工作效率,使用方便,操作简单,实用性强。
进一步的,人机界面控制装置包括触摸显示屏、与触摸显示屏连接的控制***,控制***与温度传感器通讯连接。控制***通过温度传感器检测超音频感应加热设备的温度,本发明涉及到的控制***为PLC控制***。人机界面控制装置的控制***通过温度传感器接收温度信号,并在触摸显示屏上显示加热的温度和时间,同时完成整个***机组的启动、停止、参数监控以及实时控制,保证了***运行安全、可靠。
进一步的,烟尘处理装置包括排烟管道,排烟管道安装在脱胶室的顶部,排烟管道上由进烟口至排烟口依次连接烟尘净化器、UV光解气体净化设备、以及活性炭气体净化器,排烟管道的进烟口处连接烟尘气体收集设备,排烟管道的末端连接水洗过滤设备,水洗过滤设备的顶端连接烟囱。
本技术方案中,对烟尘处理装置做进一步的限定,烟尘处理装置主要用于对金属橡胶件分离过程中产生的废气进行处理,处理后的气体可以达到空气中气体安全排放标准,且在该***中烟尘气体收集设备的收集效率可达到99%;烟尘净化器可实现对有机废气净化效率高于90%以上;对于UV光解气体净化设备的脱臭效率可达99%以上,脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准(GB14554-93);另外活性炭净化器可实现废气净化后排放满足GB16297—1996《大气污染物综合排放标准》;另外该***中水洗过滤设备对废气进行吸收,去除废气的效率达90%以上。
进一步的,烟尘气体收集设备包括烟尘收集罩和固定在烟尘收集罩内的过滤器。该装置主要用于收集脱胶加热过程中产生的烟尘,过滤器主要用于对大颗粒的烟尘进行过滤,烟尘气体收集设备的收集效率可达到99%,使用方便,操作简单,实用性强。
优选的,该剥离机组还包括安防监控装置,安防监控装置包括摄像头和显示屏,摄像头安装在脱胶装置和烟尘处理装置内,且摄像头与显示屏通讯连接。本技术方案中,借助于安防监控装置的摄像头实时监视、了解和管理整个机组在脱胶过程中,各个重要生产环节和安全隐患,操作简单,实用性强。另外将监视到的信号显示在显示屏上,显示屏同步显示金属橡胶复合体进行剥离的运动画面,使用简单,操作方便,且一目了然。
本发明的有益效果为:本发明采用脱胶装置内的超音频感应加热设备对金属橡胶复合件进行无损剥离处理,同时对加工过程产生的烟尘经过烟尘处理装置内的特殊设备处理达到安全气体排放标准后排出,操作简单,使用方便,杜绝了现有技术中采用焚烧方式剥离钢件带来的环境污染,保证了配件源头质量,这种分离技术不会对钢件理化性能和型式尺寸产生影响,检修钢件的所有性能指标均符合相关技术条件要求,采用金属橡胶复合钢件感应加热无损剥离处理和检修符合国家产业政策,属于绿色循环项目,既节约资源,减少成本,提高了经济效益。另外本发明应用最先进的自动控制***,对各传感器的数据采集以及对各设备的控制,保证了可加热工件参数的精确可调性,加热操作简单,工作效率高,质量稳定。
附图说明
图1为本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组的结构示意图;
图2为本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组的主视图;
图3为本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组的俯视图;
图4为本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组的脱胶室的主视图;
图5为本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组的人机界面控制装置的主视图;
图6为本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组的操作流程图一;
图7为本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组的操作流程图二。
图中,
1、脱胶装置;2、烟尘处理装置;3、人机界面控制装置;4、脱胶室;5、超音频感应加热设备;6、轨道;7、运料小车;8、机械臂;9、触摸显示屏;10、安防监控装置;11、排烟管道;12、烟尘净化器;13、UV光解气体净化设备;14、活性炭气体净化器;15、烟尘气体收集设备;16、水洗过滤设备;17、烟囱。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1,如图1-5所示,本发明实施例所述的一种金属橡胶复合件无损剥离机组,包括:
对金属橡胶复合件进行加热和冷却的脱胶装置1;
与脱胶装置连接的烟尘处理装置2;
对脱胶装置内温度进行控制的人机界面控制装置3。
该金属橡胶复合件无损剥离机组杜绝了现有技术中将金属橡胶复合件进行焚烧的方式来剥离钢件带来的环境污染,保证了配件源头质量,对于交通运输行业,本发明提供的剥离机组满足了铁路运输安全行驶的要求,降低了货车的检修成本。运用超音频感应加热设备的无损剥离技术不会对钢件理化性能和型式尺寸产生影响,检修钢件的所有性能指标均符合相关技术条件要求。金属橡胶复合件采用超音频感应加热进行无损剥离处理和检修,符合国家产业政策,属于绿色循环项目,既节约资源,又减少成本,还有较为可观的经济效益。另外本发明应用最先进的人机界面控制装置,对各传感器的数据采集以及对各设备的控制,保证了可加热工件参数的精确可调性,加热操作简单,工作效率高,质量稳定,组态界面显示脱胶工作状态,人机交互简单明了。
进一步的,脱胶装置包括脱胶室4,脱胶室内固定自动进料机构、运输设备以及超音频感应加热设备5,自动进料机构用于将金属橡胶复合件推至超音频感应加热设备的高频线圈内,运输设备用于将加热后的金属橡胶复合件运输到脱胶室外。进一步的,脱胶室内还固定有温度传感器,温度传感器的感温探头对准金属橡胶复合件的金属部分。进一步的,运输设备包括轨道6和运料小车7,运料小车在轨道上滑动,运料小车的台面为运输金属橡胶复合件的工作平台。进一步的,自动进料机构包括机械臂8,机械臂用于将金属橡胶复合件放置在运输设备上。
进一步的,人机界面控制装置包括触摸显示屏9、与触摸显示屏连接的控制***,控制***与温度传感器通讯连接。控制***通过温度传感器检测超音频感应加热设备的温度并控制超音频感应加热设备的开启/关闭。
该无损剥离机组的工作原理为:自动进料机构将金属橡胶复合件放置在进料机构设备上,机械臂自动将金属橡胶复合件推至感应炉内,复合件自动加热,超音频感应加热设备是利用高频感应加热原理,金属橡胶件的钢件在磁场的作用由于磁滞损耗引起自身发热,经过加热温度数据采集对加热温度进行控制,调节加热***功率,加热完成后的工件自动进入运料车内,冷却后,金属橡胶复合件将运输到脱胶室外。在整个工作过程中,人机界面控制装置接收现场环境的监控数据完成整个***的启动、停止、参数监控以及实时控制,同时在对复合件加工过程中产生的烟尘经过烟尘处理装置进行处理,处理后的气体达到排放环保空气的标准后再排放到空气中,剥离机组结构简单,操作方便,提高了工作效率,不仅实现了对金属橡胶复合件的分离且分离过程中产生的大量废气不会对环境造成污染,实用性强。
实施例2,如图1-5所示,本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组,包括:
对金属橡胶复合件进行加热和冷却的脱胶装置;
与脱胶装置连接的烟尘处理装置;
对脱胶装置内温度进行控制的人机界面控制装置。
进一步的,烟尘处理装置包括排烟管道11,排烟管道安装在脱胶室的顶部,排烟管道上由进烟口至排烟口依次连接烟尘净化器12、UV光解气体净化设备13、以及活性炭气体净化器14,排烟管道的进烟口处连接烟尘气体收集设备15,排烟管道的末端连接水洗过滤设备16,水洗过滤设备的顶端连接烟囱17。进一步的,烟尘气体收集设备包括烟尘收集罩和固定在烟尘收集罩内的过滤器。
本技术方案中,烟尘净化器、UV光解气体净化设备、活性炭气体净化器以及水洗过滤设备均为烟尘过滤行业通用设备,在市场上均可以购买到,本行业中运用上述设备的结合,达到了不同的效果,满足了气体安全排放标准。
烟尘净化器为本行业中常用装置,且为市场上通用设备,可实现对有机废气净化效率高于90%以上,高能等离子是由电子、离子、自由基和中性粒子流组成,工作状态呈流星雨状电性流体,属固态、液态、气态之外的第四种物质形态。高能等离子体分解工业废气、恶臭废气等污染介质时,等离子体中的高能离子起决定性的作用。流星雨状的高能等离子与介质发生非弹性碰撞,将能量转化成基态介质的内能,发生激发、离解、电离等一系列过程使污染介质处于活化状态。污染介质在等离子体的作用下,产生活性自由基,活化后的污染分子经过等离子体定向链化学反应后被脱离。当离子平均能量超过污染介质中化学链结合能时,分子链段裂,污染介质分解,并在等离子发生器吸附场的作用下被收集。
UV光解气体净化设备主要用于对烟尘除臭,具体使用时,烟尘进入UV光解气体净化设备,利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射恶臭气体,改变恶臭气体无机高分子恶臭化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,降解转变成低分子化合物。利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧。众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用,对恶臭气体及其它刺激性异味有立竿见影的清除效果。恶臭气体利用排风设备输入到本净化设备后,净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排到活性炭气体净化器。
活性炭气体净化器利用活性炭的特殊吸附作用处理烟尘,其核心部件为活性炭,活性炭吸附单元具有独特的设计结构,具有风阻小、更换方便。
水洗过滤设备对废气进行吸收,去除效率高。吸收塔底部开有气体进口,隔板下方设有喷淋装置,也就是喷淋反射碗,塔体上且位于喷淋装置下方设有管口向上的带压吸收液输送管道。不仅结构简单、使用方便,使用效果很好,可使吸收液达到理想的雾化效果,增加了气、液相接触面积,而且吸收液用量较少,解决了现有吸收塔内的喷淋装置长期使用后,吸收液易堵塞喷淋头的难题。
该***中烟尘气体收集设备的收集效率可达到99%;烟尘净化器可实现对有机废气净化效率高于90%以上;对于UV光解气体净化设备的脱臭效率可达99%以上,脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准(GB14554-93);另外活性炭净化器可实现废气净化后排放满足GB16297—1996《大气污染物综合排放标准》;另外该***中水洗过滤设备对废气进行吸收,去除效率达90%以上。
实施例3,如图1-5所示,本发明实施例所述的金属橡胶复合件无损剥离机组,包括:
对金属橡胶复合件进行加热和冷却的脱胶装置;
与脱胶装置连接的烟尘处理装置;
对脱胶装置内温度进行控制的人机界面控制装置。
进一步的,该剥离机组还包括安防监控装置10,安防监控装置包括摄像头和显示屏,摄像头安装在脱胶装置和烟尘处理装置内,且摄像头与显示屏通讯连接。
安防监控装置的监控状态信息主要分为:金属橡胶件加热温度数据采集;机械臂将金属橡胶复合件输送到运输设备的工作平台上的数据采集;加热***功率的采集;现场环境的监控数据采集。
本发明提供的金属橡胶复合件无损剥离机组可实现如下几点效果:
(1)人机界面控制装置内的控制***实现对加热温度进行自动控制,保证了不会对钢件理化性能和型式尺寸产生影响。
(2)利用自动进料机构和运输设备实现上下料输送***的自动化,提高了生产效率,降低了劳动强度。
(3)人机界面控制装置,完成整个***机组的启动、停止、参数监控以及实时控制,该***的研制可填补在该领域的空白。
(4)安防监控装置来监视、了解和管理整个机组在脱胶过程各个重要生产环节和安全隐患。
如图6-7所示,根据本发明提供的金属橡胶复合件无损剥离机组,在具体使用时,针对金属橡胶复合件无损剥离方法包括以下几点:
1、开机前检查
(101)各操作设备的旋钮、按钮、开关均处于正常位置;
(102)检查运料车是否在下料工位;
(103)检查***风源压力是否正常(0.5~0.6MPa);
(104)主***送电,各主机电压表均显示正常(550~600V);
(105)冷却水***压力是否正常(≥0.05MPa)。
2、开机
(201)按设备启动(高效烟尘气体净化器中)的按纽;
(202)VU光分解气体净化设备工作,有绿色光显示;
(203)人机界面显示正常,黄灯为电源指示,绿灯***工作,红灯是与PLC通信指示,各监控显示***正常工作;
(204)气体净化设备工作,绿灯亮,***本身发出连续平稳的工作运转声;若复位红灯偶尔有闪动,属电场放电,视为正常现象,净化器仍可自动复位工作;若复位红灯闪动频率快或长期亮,可按下复位键;
(205)各引风机工作正常,水洗过滤设备工作正常;
(206)按下超音频感应加热设备前面控制电源开关,接通控制电源,电源灯亮。
3、脱胶工作
(301)将金属橡胶复合体(弹性旁承体及轴向橡胶垫为两件)放在机械臂中;
(302)按动人机界面下方的启动按钮,机械臂将金属橡胶复合体推进超音频感应加热设备内,工件自动开始加热(超音频感应加热设备前面工作“指示灯”亮),同时前次加热完成的工件自动进入运料车中,冷却降温后的工件和橡胶一并移出。人机界面同步显示金属橡胶复合体运动画面,同时显示工件加热温度以及时间。当工件表面温度达到设定值时,加热停止,(超音频感应加热设备前面工作“指示灯”灭)。
以上步骤重复可以进行二次冷却、加热和剥离。
4、结束工作
(401)按下超音频感应加热设备前面控制电源开关,接通控制电源,电源灯灭;
(402)等待工作完成后,按设备停止(高效烟尘气体净化器中)的按纽,以上设备停止工作;
(403)主***断电,完成脱胶工作。
以下为实验部分,使用本发明提供的金属橡胶复合件无损剥离机组对铁路货车金属橡胶件进行剥离
(1)本发明实验中所用的金属橡胶复合件为铁路货车金属橡胶件。
(2)将6000件金属橡胶复合件使用本发明提供的金属橡胶复合件无损剥离机组进行无损剥离。
(3)在剥离的同时进行排放烟尘处理。
由上述实验,实验得到如下数据:
(1)通过机组无损剥离的钢件,产品生产合格率:>95%;
(2)温度控制可以设定所需最佳参数,加热温度控制在350℃以下。
(3)人机界面同步显示金属橡胶复合体运动画面,同时显示工件加热温度以及时间。加热操作简单,工作效率高(平均每4分钟加热1件工件),质量稳定。
(4)烟尘收集装置的收集效率可达到99%;烟尘净化装置可实现对有机废气净化效率高于90%以上;对于UV光解气体净化装置的脱臭效率可达99%以上,脱臭效果大大超过国家1993年颁布的恶臭污染物排放标准(GB14554-93);另外活性炭净化装置:废气净化后排放满足GB16297—1996《大气污染物综合排放标准》;另外该***中水洗过滤设备对废气进行吸收,去除效率达90%以上。
经过本发明提供的金属橡胶复合件无损剥离机组对金属橡胶复合件进行分离,更换下的旧金属橡胶复合件采用超音频感应加热设备无损剥离处理和检修,检修合格后的钢件通过相关配件进行硫化作业,加工成检修用的合格橡胶复合件,使金属橡胶件循环再利用得以实现,且复合件的再使用寿命可达6年。同时对加工过程产生的烟尘经过各种相应的特殊设备处理达到排放环保空气要求。若使用本发明提供的金属橡胶复合件无损剥离机组对金属橡胶复合件进行分离,按年产10万件,95%的合格率计算,可以回收利用95000件金属件,经济效益显著。
本发明杜绝了现有技术中将金属橡胶复合件进行焚烧的方式来剥离钢件带来的环境污染,保证了配件源头质量,对于交通运输行业,本发明提供的剥离机组满足了铁路运输安全行驶的要求,降低了货车的检修成本,具有很高的经济价值,实用性强。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种金属橡胶复合件无损剥离机组,其特征在于,包括:
对金属橡胶复合件进行加热和冷却的脱胶装置(1);
与脱胶装置连接的烟尘处理装置(2);
对脱胶装置内温度进行控制的人机界面控制装置(3);
脱胶装置包括脱胶室(4),脱胶室内固定自动进料机构、运输设备以及超音频感应加热设备(5),自动进料机构用于将金属橡胶复合件推至超音频感应加热设备的高频线圈内,运输设备用于将加热后的金属橡胶复合件运输到脱胶室外;
运输设备包括轨道(6)和运料小车(7),运料小车在轨道上滑动,运料小车的台面为运输金属橡胶复合件的工作平台;
自动进料机构包括机械臂(8),机械臂用于将金属橡胶复合件放置在运输设备上。
2.根据权利要求1所述的金属橡胶复合件无损剥离机组,其特征在于,脱胶室内还固定有温度传感器,温度传感器的感温探头对准金属橡胶复合件的金属部分。
3.根据权利要求2所述的金属橡胶复合件无损剥离机组,其特征在于,人机界面控制装置包括触摸显示屏(9)、与触摸显示屏连接的控制***,控制***与温度传感器通讯连接。
4.根据权利要求1所述的金属橡胶复合件无损剥离机组,其特征在于,烟尘处理装置包括排烟管道(11),排烟管道安装在脱胶室的顶部,排烟管道上由进烟口至排烟口依次连接烟尘净化器(12)、UV光解气体净化设备(13)、以及活性炭气体净化器(14),排烟管道的进烟口处连接烟尘气体收集设备(15),排烟管道的末端连接水洗过滤设备(16),水洗过滤设备的顶端连接烟囱(17)。
5.根据权利要求4所述的金属橡胶复合件无损剥离机组,其特征在于,烟尘气体收集设备包括烟尘收集罩和固定在烟尘收集罩内的过滤器。
6.根据权利要求1所述的金属橡胶复合件无损剥离机组,其特征在于,该剥离机组还包括安防监控装置(10),安防监控装置包括摄像头和显示屏,摄像头安装在脱胶装置和烟尘处理装置内,且摄像头与显示屏通讯连接。
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