CN1745192B - 带有一装料锁及相应装置的涂敷机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涂敷机，尤其涉及一种真空涂敷机，该真空涂敷机带有一装料锁，尤其是一用于涂敷间室的矩形真空锁，该矩形真空锁具有一锁孔(13)，长度至少为1000毫米的所述锁孔包括用以关闭和打开锁孔的一开闭器(6)和压紧开闭器的一锁销(7)，其中设有用以将开闭器和锁销从第一打开位置移动到第二关闭位置及对其反相移动的装置，所述装置还保证开闭器(6)和锁销(7)的运动是以下述方式互相连接的，即在开闭器已经被关闭之后，开闭器(6)将自动地被锁销(7)压紧，同时开闭器在被打开之前，被锁销再次释放。

Description

带有一装料锁及相应装置的涂敷机
技术领域
本发明涉及一种涂敷机，尤其涉及一种真空涂敷机，该真空涂敷机优选用于对具有很大表面区域的基材例如面墙玻璃(facade glazing)进行涂敷，该涂敷机带有一装料锁(charging lock)，尤其是带有一长度至少为1000毫米或以上的锁孔的矩形真空锁，以及用于打开和关闭锁孔的恰当装置。
背景技术
工作在真空或接近真空条件下的涂敷机使用装料锁例如将基材运入或运出反应室或涂敷室。已经出现了满足上述目的的带有长度为1000到1500毫米宽度约为50毫米的矩形锁开闭器(lock shutter)或锁盘(lockdisk)的矩形真空锁。为了确保锁孔的紧密尤其是气密关闭，通常用一锁销压紧锁开闭器或锁盘，该锁销将保持开闭器或锁盘处于关闭位置。由于锁孔的尺寸，一侧的空气条件和另一侧真空条件之间的压差将引起很大的力，该力应该被用于关闭锁孔的装置所吸收，同时还要保持锁的气密关闭。
然而同时，经过该锁进行的基材转移会影响涂敷机中涂敷的循环次数。因此，必须迅速地打开和关闭锁的锁孔，以便为打开和关闭过程节约时间，因为只有到合适的孔被紧密地优选为以气密形式关闭后，才能开始锁和/或间室的蒸发或通风。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可用的涂敷机和/或用于锁的一种恰当的装置，该锁将实现被迅速地打开和关闭，特别是具有此处所研究的尺寸的真空锁和/或矩形锁。
本发明的另一个目的在于创造一种装置，该装置具有很长的使用寿命，并显现出对环境影响的不敏感性，从而确保锁的安全及可靠的操作。除此以外，该装置的结构应当简单并且易于操作。
上述目的是通过具备以下特征的涂敷机和具备以下特征的装置所实现的。
一种涂敷机，该涂敷机带有用以在涂敷过程中容纳基材的涂敷室和至少一装料锁，基材通过该装料锁被送入涂敷室或从涂敷室中移出，其中该装料锁包括能够被开闭器关闭的锁孔，其中开闭器能够被至少一个锁销压紧，其特征在于，提供了用于将开闭器和锁销一起从第一打开位置移动到第二关闭位置的设备，所述设备中移动开闭器的装置和移动锁销的装置是互相连接的，这样，在开闭器被关闭后，开闭器和锁销的运动使得开闭器将被锁销自动压紧，同时在开闭器被打开以前，开闭器和锁销的运动使得开闭器将被锁销自动放松；以及开闭器和锁销的运动是机械受控的运动。
一种用于装料锁的装置，该装置设有一用以关闭锁孔的开闭器和至少一用以压紧开闭器的锁销，其特征在于，提供了用于将开闭器和锁销一起从第一打开位置移动到第二关闭位置的设备，所述设备中移动开闭器的装置和移动锁销的装置是互相连接的，这样，在开闭器被关闭后，开闭器和锁销的运动使得开闭器将被锁销自动压紧，同时在开闭器被打开以前，开闭器和锁销的运动使得开闭器将被锁销自动放松；以及开闭器和锁销的运动是机械受控的运动。
本发明是基于以下思想产生的，即如果锁的打开和关闭操作可免除监视和控制锁开闭器和/或锁盘的移动的所有传感器和耗时步骤，就可以加快锁的打开和关闭，从而避免了在开闭器与压紧器之间单独的移动所必须预留的空闲时间。发明人意识到当打开与关闭运动为自动连接或彼此结合的，特别是当所述打开与关闭都是正相运动中机械受迫或受控的时，开闭器的打开和关闭过程以及使用锁销来压紧和放松开闭器的辅助步骤可以被优化。
相应地，在一优选实施例中，当开闭器在锁的打开或关闭过程中进行旋转(rotation)或回转(swivel)运动时，可以简单的形式实现开闭器与锁销的结合或连接运动。除此以外，锁销可以进行旋转或回转运动或平移或提升(垂直)运动，一直保证开闭器和锁销的运动是彼此结合和/或连接的。锁销的旋转和回转运动仍为优选。
优选地，可以使用传动齿轮(transmission gear)，特别是凸轮传动器(cam drive)，优选一摆动凸轮传动器(swinging cam drive)或转动-提升齿轮(turning-lifting gear)来产生开闭器与锁销的结合或连接运动。
根据本发明的一个实施例，传动齿轮可以包括一将其与一驱动器或发动机连接的驱动轴，和彼此依赖运动并因此连接的两个从动轴。为了避免开闭器与锁销在结合运动时彼此间的相互干扰，可以使用一个时序转移(time shift)策略来分离开闭器与锁销的运动，这样在关闭阶段，开闭器开始运动而锁销还保持静止，而在打开过程中与上述情况相反。这样，不需要借助于任何用于开闭器或锁销或用于这些元件运动路径的特别构造方法来避免其运动中相互的干扰。
出于同样的原因，优选地将开闭器配置为其旋转轴位于将被关闭的锁孔一侧，而锁销的旋转轴被设置在开口的相对一侧。
为了确保根据本发明的装置的安全及可靠运行，所述装置可以这样被设计，即移动开闭器和锁销的，特别是该传动，的装置是自制或自锁的。这意味着保持装置处于其关闭位置不需要转动时间和力。因此，甚至当装置的能量供应或装置受到阻碍时，还可以保持锁的密封功能。特别地，所述设计同样具有下述优势，当由开闭器和锁销构成的关闭装置被设计为可以在孔两侧进行加压，以便不必使用孔不同侧面间的压力差异来协助进行锁的密闭。
根据本发明另一个实施例，开闭器包括至少一个瓣状固定器(flapholder)和一密封元件，该密封元件塞入将要被关闭的孔的密封座套。优选地，密封元件按照下述方式将被安置尤其是被弹性地预压紧或被支撑，即通过将开闭器的密封元件压到锁孔的密封座套上，允许密封元件相对瓣状固定器移动，从而可以获得紧密的尤其是气密的开口密封。
可以通过提供确保密封元件在瓣状固定器上的弹性支撑(承受)的一弹簧装置(spring arrangment)来实现上述目标，这样处于其关闭位置的锁销将抵抗弹簧的力量把瓣状固定器和相应的开闭器压入孔中。
同样优选地，提供将密封元件与锁孔的密封座套中心对准的装置，这样密封元件将一直自动地采用其相对于密封座套的正确位置。
根据优选实施例，提供带有一对准部件的密封元件，该对准部件具有圆锥或尖端较细的样式，从环绕密封表面伸出并伸入锁孔中，该锁孔在处于其关闭位置时将被密封元件关闭。
将开闭器的旋转轴设置在与锁孔的密封座套和开闭器的密封表面相同的平面中可以获得装置较长的使用寿命。这最小化了开闭器相对密封座套及相对于密封元件例如O型环等的任何相对运动，这样使用寿命就延长了，所述密封部件安装于开闭器的密封座套或密封表面上。
还可以通过按照下述方法设计弹簧装置来获得延长的使用寿命，即以保证密封元件将相对围绕着锁孔的密封座套一直尽可能保持平行的方式，该密封元件被弹簧装置弹性地支撑在瓣状固定器上。特别地，平行的棒状弹簧的交错设置可以防止密封元件在一个角度承受锁孔或在其中堵塞。例如，可以按以下方式选择通过在锁开闭器侧上弹簧元件形成的在旋转运动中首先接触开口的弹性支撑物，即补偿和/或阻止由于开闭器开始与开口接触而负载的高压力。
由于锁销和开闭器之间的互锁只引起很小的摩擦和/或磨损，可以通过使压紧器的样式与开闭器匹配或反之，或者提供恰当的装置确保锁销和开闭器之间的简便互锁或接触来获得较长的使用寿命，滚筒元件或类似元件就是恰当的例子。
附图说明
通过下面对优选实施例的详细描述，本发明的更多优点、特点和特征将体现得更清楚，所述描述是参照附图进行的。附图都只是示意性的示出：
图1根据本发明的装置的传动齿轮的侧视图；
图2图1中传动齿轮转动90度后的侧视图；
图3根据本发明优选实施例的开闭器和锁销的运动图表；
图4其中设置有开闭器和锁销的壳体的截面图；
图5-图9根据图4的实施例在锁的关闭和打开过程中处于多种位置的截面图；
图10装料锁的另一实施例的截面图；
图11装料锁的又一实施例的截面图。
具体实施方式
图1示出了传动齿轮的侧视图，特别是带有一个驱动轴2和两个从动轴3及从动轴4的往复(reciprocating)或摆动(swinging)凸轮传动器，后两个从动轴进行相互依赖的运动。当驱动轴2有效地与一驱动器例如一电动机连接时，驱动轴为了运行的目的被连接到锁的开闭器6和锁销7上(参见图4)。因此，如在观察轴4最佳的图2中，驱动轴2和从动轴3及从动轴4包括将其连接到驱动器、开闭器6和锁销7上的连接装置。
传动齿轮将从动轴3及从动轴4按下述方式彼此连接，即当驱动轴2被一驱动器或发动机驱动时，轴3和轴4都将自动旋转或回转。特别地，如同可以从图3的运动图表看出的，轴3与轴4的连接运动是阶段交错(phase-staggered)的。相应地，连接到轴6的轴3(图4)首先从第一开放位置朝向第二关闭位置移动，同时锁销7起先还保持在打开位置(见图4)，所述锁销7确保开闭器6处于关闭位置的。随着开闭器6或轴3的预定移动，轴4类似地开始旋转以便移动锁销进入其关闭位置。由于轴3和轴4和/或开闭器6和锁销7运动之间的周相移动，开闭器6将首先到达第二关闭位置，从而使锁销可以确保关闭位置。
可以下述方式设计传动齿轮，即在打开过程中，开闭器6和锁销7被倒序驱动。这种情况下，锁销7开始以打开位置的方向回转，同时开闭器6在关闭位置保持一段时间。当锁销7转动到释放开闭器6的一点时，由于轴3的回转，开闭器6也开始转动。由于往复或摆动凸轮驱动器的机械结构是使其总是遵循同一曲线，从动轴3及从动轴4机械受控并且总是进行相同的重复运动，这样在开闭器6和锁销7之间就不会出现冲突。特别地，往复凸轮驱动器还可以这样设计，即驱动轴2可以只在一个方向旋转，从动轴3及从动轴4根据给定的形式借助锁销及开闭器的释放和打开，实现开闭器的关闭状态并使其锁定。但是，由于凸轮驱动器，驱动轴也可以旋转到或在打开和关闭过程中反向移动。这样，从动轴3及从动轴4的受控运动再一次保证了开闭器6和锁销7为了打开和关闭锁孔的相应移动。
如正在图4的截面图中最佳可见的，开闭器6和锁销7位于一壳体中，该壳体可以气密的方式安装于一锁中，尤其是一涂敷机的真空锁或反应或涂敷间室中。壳体5包括相对的孔13和孔19，其中孔13是可以被开闭器6的装置所关闭的那个孔。由于带有开闭器6和锁销7的关闭机制的自制结构(self-restraining structure)，孔13的两侧都可能将比位于另一侧的分离空间承受更大的压力，因为关闭装置不是被压力差保持在其关闭位置的，所述关闭机制的自制结构将在后面进行更详细的描述。因此，带有关闭装置的壳体5适合广泛应用：例如在图4的孔13的左侧存在大气条件，在其右存在真空条件，以及相反的情况。
开闭器6包括至少一个附着在从动轴3上的瓣状固定器9，以及一密封元件8，该密封元件用于在孔13处于关闭位置时为其提供气密密封。由于锁孔13优选是矩形的，其纵轴被设计为与图4所在平面成直角，其宽度设定为50毫米，延伸长度超过1000毫米，优选地超过1500毫米，更优选地为1800到2000毫米，密封元件8优选地为与上述尺寸相同的一单独密封件。因此，最好能提供多个覆盖密封元件8长度分布的瓣状固定器9。
密封元件8包括一密封表面15和一对准中心部件16，该部件16是圆锥状或从环绕密封表面15突出的渐细形状的。
如从图6中最佳可见的，处于关闭位置时，密封元件8的对准中心部件伸入锁孔13，同时密封表面15与环绕锁孔13的密封座套14相接触。这样，开闭器6的密封元件8的密封表面15与锁孔13的密封座套14的O环17相接触，从而在处于关闭位置时，以气密的形式密封锁孔13。
如从图4中最佳可见的，从动轴3的旋转轴20位于锁孔13的密封座套14和开闭器6的密封元件18的密封表面15的平面上。因此，当密封被关闭时，密封元件按以下方式被驱使接近密封座套14和/或密封环17，即不伴有(随后的)摆动或旋转运动而将其带入与密封座套14和/或密封环17接触中。特别地，所述安排方式确保当开闭器6和/或密封表面15与孔13的密封座套14接触时，后续不会出现阻塞或相对密封环17的位移运动。更确切地，可以只有孔13两侧上的开闭器6和/或开闭器6的密封表面15之间的平行接触。因此，由于相关密封环的运动引起的密封环17的负载或压力将被最小化，这样密封环的使用寿命就得到了改善。
上述优点经由将密封元件8设置在瓣状固定器9上的方式得以确保，现在将对该方式进行详细描述。如图4的截面图所显示的，密封元件借助优选地由棒状弹簧构成的弹簧装置10以可移动的形式安装在瓣状固定器9上。因此，密封元件8可以在瓣状固定器9的方向移动，即处于关闭位置时平行孔13的轴21的方向。这样，通过向瓣状固定器9施加压力，密封元件8可以被弹性地压在密封座套14上。如图8最佳可见的，当处于关闭位置时，可以通过锁销7向瓣状固定器9施加压力。
如从图4至图8可见的，弹簧装置10包括两个彼此平行布置的且与锁孔13的纵向即与图平面成直角的方向平行的棒状弹簧22。棒状弹簧22的末端伸入密封元件8，同时处于棒状弹簧22和密封元件8的中心区域的锁定销23使其保持不动，并且(处于关闭位置时)在孔13的方向对其进行挤压和/或预拉伸。但是，预拉伸可能是非常小的以至于只使棒状弹簧22维持原位置，并且没有其他的弹性压力产生。可以通过位于棒状弹簧对面、锁定销23末端的安装部件24来压紧锁定销23，其中安装部件24优选地具有设置棒状弹簧22的预拉伸的可能性。还可以在安装部件24上设置热屏蔽25。当然可以在锁定销的位置使用固定螺丝，同时可以用覆盖密封元件8的长度分布的多个弹簧装置来代替单一弹簧装置10。
优选地，棒状弹簧22被设置为侧面交错(未示出)和/或被锁定销不同程度地绷紧，从而确保了密封部件8与密封座套14之间的尽可能平行的接触。
锁销7包括夹子11，锁销7通过夹子11与凸轮驱动器1的从动轴4连接。优选地，沿着从动轴4设置一些压紧器，该从动轴4沿平行于锁孔13的纵轴的方向延伸。
在锁销7的夹子11的一侧设有一弯曲或球形特别是部分球形的结合元件12。如在图8中可见的，当处于关闭位置，结合元件12与形成在开闭器6的瓣状固定器9上的切口18(cut-out)相结合。只要至少切口18与结合部件12部分互补，就可以简单的方式将结合部件12带入其终端位置，在该位置处锁销7将开闭器6压紧处于关闭位置(参见图7)。开闭器6的设计，尤其是切口18和锁销7的结合部件12的设计可以下述方式选择，即当结合元件与切口18结合，瓣状固定器9将在孔13的方向被挤压，从而挤压密封元件8及其密封表面15到密封座套14及其密封环17上并确保将孔13紧密地特别是气密地覆盖。
当处于关闭位置，该装置是自制或自锁的，这样不需要为了保持装置处于其关闭位置而向传动齿轮1的驱动轴2或从动轴3及从动轴4施加任何转动运动。甚至，该装置被锁销7压紧以确保即使当所述轴是空闲的时，都不能从其任何一侧解除密闭。
图4-图9中示出的根据本发明的装置按下面所描述的方式工作。从图4中示出的打开位置，驱动轴2首先被驱动以便经由从动轴3在孔13的方向转动开闭器6，如图5中的箭头所指示的。随着从动轴3和/或开闭器6必然的运动，锁销7同样地开始转动。当开闭器6达到其关闭最终位置，在此位置处密封元件8伸入锁孔13的密封座套14中，锁销7在开闭器6的方向回转，从而使得锁销7的结合元件12与开闭器6的切口18相结合(见图6和图7)。当锁销7到达其最终位置时，在该位置处结合元件12被容纳在瓣状固定器9的切口18中，瓣状固定器9在孔13的方向被挤压，因此密封部件8被挤压到孔13的密封座套14上，从而以气密的形式关闭孔。
当锁孔13将被打开时，首先必须由驱动轴2驱动的从动轴4将锁销7旋转出切口18，从而使得开闭器6可以绕从动轴3的旋转轴20回转。
给定从动轴3及和从动轴3及从动轴4和/或开闭器6和锁销7的连接运动，可以获得很短的打开和关闭锁孔的时间，特别是在时间处于＜1秒的范围内，孔尺寸为50*100毫米或更大的情况下。因此，可以获得很短的转移操作时间，例如涂敷基材穿过锁的时间，甚至当锁孔和/或密封元件具有至少为1000毫米或更长、优选地超过1500毫米特别是1800到2000毫米的长度，和50毫米的宽度时也可以实现上述情况。根据本发明的设计还可以将使用寿命增加到超过106次循环。进一步，给定开闭器与压紧器的机械受控连接的运动，则不需要传感器监视开闭器和压紧器的运动。
图10示出了根据本发明的装料锁的另一实施例，该实施例与图4中示出的实施例相似。因此，用相同的附图标记指示相同的部件，下面将只对其不同之处进行描述。
图10中示出的实施例的锁销7还包括夹子11，通过夹子11锁销7与凸轮驱动器的从动轴4连接。
提供一滚筒30代替具有弯曲的、圆形的或球形的静态结合元件12，该滚筒被可旋转地撑置在轴31上，滚筒的转动轴与从动轴4平行。因此，可以平稳而柔和方式实现结合部件12与开闭器6的切口18的结合。
图11中所示装料锁的第三实施例与前面描述的实施例在锁销7的设计上存在区别。不同于上述实施例中在结合位置和打开位置摆动的可转动锁销7，本实施例提供一可重置或可移动的锁销70在结合位置和开放位置之间来实施一平移运动。因此，在开闭器6上设置了一个角度面(angular face)42代替切口18。锁销70包括在关闭或压紧位置与开闭器6的角度面42接触的一相应的角度面43。
为了打开装料锁，锁销70按照图11中的箭头进行平移运动。
锁销70由从动轴4驱动，该从动轴包括一与接触表面或齿条相结合的驱动环或齿轮40。

Claims (21)

1.一种涂敷机，该涂敷机带有用以在涂敷过程中容纳基材的涂敷室和至少一装料锁，基材通过该装料锁被送入涂敷室或从涂敷室中移出，其中该装料锁包括能够被开闭器(6)关闭的锁孔(13)，其中开闭器(6)能够被至少一个锁销(7)压紧，其特征在于，提供了用于将开闭器(6)和锁销(7)一起从第一打开位置移动到第二关闭位置的设备，所述设备中移动开闭器(6)的装置和移动锁销(7)的装置是互相结合的，这样，在开闭器(6)被关闭后，开闭器(6)和锁销(7)的运动使得开闭器(6)将被锁销(7)自动压紧，同时在开闭器(6)被打开以前，开闭器(6)和锁销(7)的运动使得开闭器(6)将被锁销(7)自动放松；以及开闭器(6)和锁销(7)的运动是机械受控的运动。
2.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，开闭器(6)的运动是转动运动，而锁销(7)的运动是转动或平移运动或提升运动。
3.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，用于将开闭器(6)和锁销(7)一起从第一打开位置移动到第二关闭位置的设备包括带有一驱动轴(2)和至少两个连接的从动轴(3，4)的传动齿轮，所述驱动轴(2)与驱动器连接，所述从动轴(3，4)分别与开闭器(6)和锁销(7)连接。
4.如权利要求3所述的涂敷机，其特征在于，传动齿轮是一凸轮驱动器。
5.如权利要求4所述的涂敷机，其特征在于，所述凸轮驱动器是往复或摆动凸轮或转动-提升驱动器。
6.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，开闭器(6)的运动和锁销(7)的运动是阶段交错的。
7.如权利要求6所述的涂敷机，其特征在于，锁销(7)的运动在关闭所述锁孔(13)时是滞后的而在打开所述锁孔(13)时是领先的。
8.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，开闭器(6)和锁销(7)都分别包括一旋转轴，其中开闭器(6)的旋转轴位于将被关闭的锁孔一侧，而锁销(7)的旋转轴被设置在该锁孔的相对一侧。
9.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，用以移动开闭器(6)和锁销(7)的装置包括自锁装置。
10.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，开闭器(6)包括瓣状固定器(9)和密封元件(8)，所述密封元件能够伸入并密封锁孔(13)的密封座套(14)，用弹性装置以相对瓣状固定器(9)可移动的形式安装密封元件(8)。
11.如权利要求10所述的涂敷机，其特征在于，所述弹性装置是带有棒状弹簧的弹簧装置(10)。
12.如权利要求11所述的涂敷机，其特征在于，开闭器(6)处于关闭位置时棒状弹簧与锁孔的纵向方向平行，其中棒状弹簧在锁孔(13)的方向相对瓣状固定器(9)被预拉伸。
13.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，开闭器(6)包括瓣状固定器(9)和密封元件(8)，密封元件(8)具有一密封侧面，该密封侧面包括至少一密封表面(15)和伸入锁孔(13)的中心对准部件(16)，其中当开闭器(6)位于关闭位置时，密封表面(15)与锁孔(13)的密封座套(14)的密封部件接触。
14.如权利要求13所述的涂敷机，其特征在于，开闭器(6)具有旋转轴(20)，该旋转轴(20)位于锁孔(13)的密封座套(14)的平面上。
15.如权利要求10所述的涂敷机，其特征在于，密封元件(8)和密封座套(14)中之一或两者都包括至少一密封环(17)。
16.如权利要求13或14所述的涂敷机，其特征在于，中心对准部件(16)具有圆锥形的形状。
17.如权利要求16所述的涂敷机，其特征在于，中心对准部件(16)从开闭器(6)的环绕密封表面(15)突出。
18.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，锁销(7)包括一被可旋转地支撑的滚筒，当开闭器(6)被压紧时，该滚筒能实现与开闭器(6)的简单接触。
19.如权利要求1所述的涂敷机，其特征在于，在第二关闭位置时，锁销(7)将开闭器(6)压到锁孔(13)上。
20.一种用于装料锁的装置，该装置设有一用以关闭锁孔(13)的开闭器(6)和至少一用以压紧开闭器(6)的锁销(7)，其特征在于，提供了用于将开闭器(6)和锁销(7)一起从第一打开位置移动到第二关闭位置的设备，其中移动开闭器(6)的装置和移动锁销(7)的装置是互相连接的，这样，在开闭器(6)被关闭后，开闭器(6)和锁销(7)的运动使得开闭器(6)将被锁销(7)自动压紧，同时在开闭器(6)被打开以前，开闭器(6)和锁销(7)的运动使得开闭器(6)将被锁销(7)自动放松；以及开闭器(6)和锁销(7)的运动是机械受控的运动。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，该用于装料锁的装置包括一壳体(5)，其中设有一锁孔(13)以及与所述锁孔相对的另一孔(19)，该壳体中容纳有开闭器(6)和锁销(7)。
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