DE3633434C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung am Auslauf
eines Schwebetrockners nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Trocknen von mit einem Behandlungsmittel bedruckten,
imprägnierten oder beschichteten Materialbahnen mittels
die Materialbahn beaufschlagender heißer Luft wird die
Trockneratmosphäre mit aus dem Behandlungsmittel
freigesetzten Dämpfen und Schadstoffen beladen. Um dem
Austritt einer solchen Atmosphäre aus dem Trockner,
insbesondere durch dessen schlitzförmigen Auslauf,
in die Umgebung entgegenzuwirken, ist es üblich, die
Schwebetrockner mit Unterdruck zu betreiben. Da
erfahrungsgemäß diese Maßnahme allein nicht ausreicht, ist
es bekannt, am schlitzförmigen Auslauf auf beiden Seiten
der Materialbahn mit Frischluft gespeiste Blasdüsen
anzuordnen, deren Blasluft die Materialbahn auf beiden
Seiten abrakelt. Auf diese Art und Weise kann zwar ein
Austritt von Trockneratmosphäre in die Umgebung verhindert
werden, nicht jedoch der Austritt von Dampf aus der den
Trockner verlassenden heißen Materialbahn im Bereich
zwischen dem Trockner und einer mit Abstand vom Trockner
angeordneten Kühlwalze für die Materialbahn. Es ist deshalb
auch üblich, zwischen dem Trocknerauslauf und der Kühlwalze
über der Materialbahn eine Dampfsammel- und Abzughaube
vorzusehen. Um mit einer solchen Haube wirksam den Dampf
aufzufangen, muß ein großes Luftvolumen über die Haube
angesaugt werden können, denn es läßt sich nicht vermeiden,
daß beim Absaugen von Dampf und Umgebungsluft mit angesaugt
wird. Da diese Luft durch den Dampf und die Schadstoffe
verunreinigt ist, ist es notwendig, sie wie die
Trocknerabluft zu reinigen. Wegen des großen Luftvolumens
erfordert diese Behandlung der aus der Materialbahn
austretenden Schadstoffe und des austretenden Dampfes einen
erheblichen Aufwand (US-PS 45 75 952).
Ferner ist es bekannt, am Trocknerauslauf einen Tunnel
anzuordnen, durch den nach Art eines Schnorchels infolge
des im Trockner herrschenden Unterdrucks eine Luftströmung
erzeugt wird, die der Materialbahnlaufrichtung
entgegengerichtet ist. Damit diese Luftströmung die die
Schadstoffe und den Dampf enthaltende Grenzschicht auf
beiden Materialbahnseiten abzulösen und den Dampf und
die Schadstoffe in das Trocknerinnere mitzunehmen imstande
ist, muß die Strömungsgeschwindigkeit der Luft größer als
die der Materialbahn sein. Bei hoher Materialbahn
geschwindigkeiten, wie sie im Rollenoffset üblich sind,
lassen sich solche Strömungsgeschwindigkeiten nur mit einem
erheblichen über dem normalen Unterdruck liegenden Unterdruck
im Trockner erzeugen. Wegen dieser hohen Unterdrücke läßt
sich eine wirksame Trocknung nur mit einem entsprechend
großen Abluftvolumen erzielen. Große Abluftvolumina machen
aber einen Trockner wegen des Energieverlustes der erwärmten
Abluft und der Einrichtungen für deren Reinigung
unwirtschaftlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß
proportional dem Abluftvolumen der Anteil an Stickoxyden
ist. Um die Stickoxydbildung aber so gering wie möglich zu
halten, wird ein geringes Abluftvolumen angestrebt, wobei
die Konzentration von Kohlenwasserstoffen bis an die Grenze
der Explosionssicherheit heranreicht.
In der Praxis hat sich gegenüber diesen bekannten Lösungen
eine andere unter dem Begriff "Öldunstbläser" bekannte
Abdichtung der eingangs genannten Art bewährt
(DE-PS 27 16 613). Bei dieser Abdichtung sind am Ende des
Tunnels vor der Auflaufstelle der Materialbahn auf die erste
Kühlwalze auf beiden Seiten der Materialbahn
blasluftgespeiste Abrakeldüsen mit sehr engem Abstand von
der Materialbahn angeordnet, die schräg gegen die
Materialbahn und mit einer Komponente gegen die Laufrichtung
der Materialbahn Luft blasen. Diese Blasluft mit dem
abgerakelten Dampf und den abgerakelten Schadstoffen
gelangt über einen Schlitz in den mit dem Trockner
verbundenen und deshalb unter Unterdruck stehenden Tunnel
und von hier in das Trocknerinnere. Der Nachteil bei dieser
Abdichtung besteht darin, daß bei unruhig geführter und
welliger Materialbahn nicht mit Sicherheit verhindert werden
kann, daß die Materialbahn die Abrakeldüsen berührt. Da an
dieser Stelle die Materialbahn noch heiß und klebrig ist,
verschmieren die Düsen, die ihrerseits die Oberfläche der
Bahn beschädigen oder beschmutzen. Aus diesem Grunde ist es
üblich, die Abrakeldüsen mit größerem Abstand zur
Materialbahn anzuordnen, wobei die Abrakelwirkung
unvollständig wird.
Bei beiden Tunnel aufweisenden Abdichtungen besteht der
weitere Nachteil, daß Öldampf an den Innenseiten der
Wandungen des Tunnels kondensiert und schließlich von der
oberen Wandung auf die Materialbahn tropft. Dadurch
entstehen Fehler auf der Materialbahn, die auf die
Kühlwalzen übertragen werden und bei jeder Umdrehung der
Kühlwalze auf der Materialbahn eine Fehlstelle verursachen.
Diesen Nachteil kann man allerdings durch Beheizung
insbesondere der oberen Wandung beseitigen.
Bei einer anderen bekannten Dichtung der eingangs genannten
Art (US-PS 35 77 653) endet der Tunnelausgang vor einer
möglicherweise als Kühlwalze wirkenden Umlenkwalze. Das
bedeutet, daß im ungekühlten Abschnitt zwischen dem
Tunnelausgang und der Auflaufstelle auf die Walze Dämpfe
aus der Materialbahn austreten können, die in die
Atmosphäre gelangen beziehungsweise sich als Kondensat auf
der Kühlwalze niederschlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung am
Auslauf eines Schwebetrockners der eingangs genannten Art US-PS 45 75 952 zu
schaffen, die mit vergleichsweise so geringem Luftvolumen
den Auslauf des Schwebetrockners wirksam abdichtet, daß das
Abluftvolumen nicht über das ohnehin nötige Maß erhöht
werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Tunnel sich mindestens bis über die Auflaufstelle der
Materialbahn auf die Kühlwalze erstreckt und die Abrakeldüse
am Ende des Tunnels derart angeordnet ist, daß in dem Spalt,
der von dem Ende der Tunnelwand und dem über die Kühlwalze
geführten Teil der Materialbahn gebildet wird und daß die
Blasrichtung des Blasstrahles der Abrakeldüse gegen die
Materialbahn mit einer gegen die Laufrichtung der
Materialbahn gerichteten Strömungskomponenten gerichtet ist.
Vorzugsweise ist die Blasrichtung schräg gegen die
Materialbahn gerichtet.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtung erfolgt die nur
einseitige Abrakelung der Warenbahn an einer Stelle, an
der sie eine definierte Lage auf der Kühlwalze hat. Deshalb
ist es möglich, daß die Abrakeldüse bis auf einen sehr
kleinen Spalt an die außenliegende Materialbahnseite
heranreicht. Die Abrakelung der Materialbahn auf der
Kühlwalze nach einer Teilumschlingung der Materialbahn ist
vorteilhaft, denn die Ausdampfung ist erst beendet, wenn die
Kühlwirkung von der an der Kühlwalze anliegenden Seite der
Materialbahn durch die Materialbahn hindurch bis auf die
freie Seite gelangt ist. Beispielsweise wird bei einer
Materialbahn aus Papier von 6/100stel Millimeter Dicke dafür
1/100stel Sekunde benötigt. Bei einer Materialbahn
geschwindigkeit von 10 m pro Sekunde bedeutet das einen
Kontaktweg von 100 mm. Unter Berücksichtigung der
Kühlwirkung läßt sich also die Stelle der Abrakelung an der
bereits auf der Kühlwalze aufliegenden Warenbahn so
bestimmen, daß der Bereich, innerhalb dem Schadstoffe und
Dampf aus der Materialbahn austreten können, von der
Abrakeldüse erfaßt wird. Die richtige Plazierung läßt sich
durch Temperaturmessung, z. B. mittels berührungslos
arbeitender Infrarot-Thermometer überprüfen. Auf der
Innenseite der Materialbahn brauchen dagegen keine
besonderen Vorkehrungen für die Abrakelung der Schadstoffe
und Dampf enthaltenden Grenzschicht vorgesehen zu sein, weil
die Grenzschicht im Zwickel abgequetscht und in das
Tunnelinnere verdrängt wird.
Durch weitere Ausgestaltungen kann die erfindungsgemäße
Dichtung weiter verbessert werden.
Im Rahmen der Erfindung kommt einer Ausgestaltung besondere
Bedeutung zu, die darin besteht, daß die Abrakeldüse als
Doppeldüse ausgebildet ist, deren tunnelzugewandte Düse mit
erwärmter Luft, insbesondere der Umluft des Trockners, und
deren tunnelabgewandte Düse mit frischer Luft gespeist sind.
Bei dieser Ausgestaltung sollten die beiden Düsen durch ein
bis nah an den Kühlwalzenmantel reichendes Leitblech
getrennt sein, gegen das der Blasstrahl der
tunnelabgewandten Düse gerichtet ist.
Diese Ausgestaltung trägt dem nicht zu vermeidenden Effekt
Rechnung, daß auch bei einer Luftströmung, deren Strahl
in Materialbahnlaufrichtung gegen die Materialbahn unter
z. B. 45° gerichtet ist, ein Teil, z. B. 15%, der
Spaltströmung nicht in das Innere des Tunnels, sondern nach
außen gelangt. Durch die Ausbildung der Abrakeldüse als
Doppeldüse und die Speisung der tunnelabgewandten Blasdüse
mit frischer Luft wird erreicht, daß die nach außen
gelangende Luft der Abrakeldüse aus frischer Luft besteht
und deshalb umweltunschädlich ist, während die aus der
tunnelzugewandten Düse austretende Luft zusammen mit dem
abgerakelten Dampf in das Innere des Tunnels gelangt. Soweit
sich die beiden in der Temperatur unterschiedlichen
Blasluftstrahlen vermischen, läßt sich durch eine weitere
Ausgestaltung, nach der das Volumen der warmen Luft größer
als das der frischen Luft ist und die
Austrittsgeschwindigkeit der warmen Luft kleiner als die der
frischen Luft ist, erreichen, daß auf der tunnelzugewandten
Seite die Blasluft jedenfalls über dem Taupunkt des Dampfes
liegt, der üblicherweise knapp unterhalb von 100°C bei
einer Umlufttemperatur von 160°C und einer
Materialbahntemperatur von 130°C bei einer hohen
Umluftbeladung von 10 g Dampf je kg Umluft liegt. Eine
Aufwärmung der Kühlwalze findet bei diesen
Temperaturverhältnissen durch den Rakelblasstrahl nicht
statt, da er kühler ist als die Materialbahntemperatur, die
im Bereich des Auflaufpunktes noch voll vorhanden ist.
Der Gefahr, daß innenseitig an der oberen Wandung des
Tunnels Dampf kondensiert und auf die Materialbahn tropft
kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung durch eine
Beheizung in der Weise engegengewirkt werden, daß für die
Zufuhr von Umluft zu der tunnelzugewandten Blasdüse ein
an der Innenseite der Tunnelwandung angeordneter und sich
über die Breite des Tunnels erstreckender Kanal vorgesehen
ist, über den warme Umluft aus dem Trockner zugeführt
wird. Die Mittel für die Zufuhr können die gleichen wie
die für die im Trockner vorgesehenen Schwebedüsen sein.
Obgleich für die innere Materialbahnseite keine Abrakeldüse
vorgesehen zu sein braucht, weil die Grenzschicht auf
dieser Materialbahnseite im Zwickel an der Auflaufstelle
auf die Kühlwalze abgequetscht wird, ist es zweckmäßig,
daß die der bis über die Auflaufstelle der Materialbahn
reichenden Tunnelwandung gegenüberliegende Wandung an seinem
dem Mantel der Kühlwalze zugekehrten Rand eine Dichtlippe
trägt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die
tunnelzugewandte Blasdüse etwas kürzer bis gleich lang wie
die Materialbahn breit ist, während sich die
tunnelabgewandte Blasdüse über die gesamte Länge der
Kühlwalze erstreckt. Die Breite des Tunnels sollte gleich
der Mantellänge der Kühlwalze sein, wobei die Tunnelseiten
im Bereich der Stirnseiten der Kühlwalze Dichtungen
aufweisen sollten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert, die in schematischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel zeigt. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 den Auslauf eines Schwebetrockners mit
auslaufseitigen Kühlwalzen im vertikalen
Längsschnitt,
Fig. 2 einen Ausschnitt A aus Fig. 1 in vergrößerter
Darstellung,
Fig. 3 einen Ausschnitt B aus Fig. 1 in vergrößerter
Darstellung und
Fig. 4 den Auslauf des Schwebetrockners gemäß Fig. 1
im Vertikalschnitt in der Materialbahnebene
von oben gesehen.
Zum Trocknen einer bedruckten, imprägnierten oder
beschichteten Materialbahn 1, z. B. aus Papier, Textil,
Kunststoff-Folie oder Metall, ist ein Trockner vorgesehen,
der aus einem Trocknergehäuse 2 mit darin angeordneten,
oberen und unteren, in Laufrichtung der Materialbahn 1
gegeneinander versetzten und mit erwärmter Luft
beaufschlagter Schwebedüsen 3, 4 besteht. Die Schwebedüsen
3, 4 werden über Kanäle 5, 6 mit der erwärmten Luft versorgt.
Die Materialbahn 1 verläßt das Trocknergehäuse über einen
schlitzförmigen Auslaß 7 in der stirnseitigen Trocknerwand
8. An diesen Auslaß 7 schließt sich ein Tunnel 9 an, der
sich mit seiner oberen Wandung 10 bis über die Auflaufstelle
11 der Materialbahn 1 auf eine erste Kühlwalze 12 von zwei
Kühlwalzen 12, 13 erstreckt, über die die Materialbahn 1
Z-förmig geführt ist. Am endseitigen Rand der oberen Wandung
10 des Tunnels 9 ist eine blasluftgespeiste Abrakeldüse 14
angeordnet, während am endseitigen Rand der unteren Wandung
15 eine gegenüber dem Mantel der ersten Kühlwalze 12
wirksame, elastische Dichtlippe 16 angeordnet ist. An der
Innenseite der oberen Wandung 10 des Tunnels 9 ist ein
Zufuhrkanal 17 angeordnet, der mit dem Kanal 5 verbunden ist
und über den deshalb erwärmte Luft der Abrakeldüse 14
zuführbar ist. Der Tunnel 9 ist über ein Scharnier 18
hochklappbar an der Stirnwand 8 des Trocknergehäuses 2
befestigt. Der Kanal 17 ist mittels Dichtungen 19 an der
Stoßstelle abgedichtet. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind
im Bereich der Stirnseiten der ersten Kühlwalze an den
Seitenwandungen 20, 21 des Tunnels 17 angeschlossene, sich
über die Stirnseiten der Kühlwalze 12 erstreckende
plattenförmige Dichtungen 22, 23 vorgesehen.
Die in Fig. 2 im Detail dargestellte Abrakeldüse 14 ist
als Doppeldüse ausgebildet. Die tunnelzugewandte Blasdüse
24 ist als Schlitzdüse ausgebildet und wird von dem Kanal
17 mit erwärmter Umluft gespeist. Wie aus Fig. 4
hervorgeht, erstreckt sich diese Schlitzdüse 24 fast über
die gesamte Breite der Materialbahn 1. Die Blasrichtung
dieser Blasdüse 24 ist schräg gegen die Materialbahn 1 mit
einer zum Tunnelinneren hinweisenden Strömungskomponenten
ausgerichtet. Der Blasstrahl trifft hinter der
Auflaufstelle 11 auf die Materialbahn 1 auf. Die
tunnelabgewandte Düsenlippe 25 dieser Blasdüse 24 ist
verlängert und reicht bis an die Außenseite der
Materialbahn 1 heran. Diese verlängerte Düsenlippe 25 dient
gleichzeitig als Prall- und Leitblech für die Blasluft der
zweiten Blasdüse 26. Diese zweite Blasdüse 26 erstreckt
sich, wie Fig. 4 zeigt, über die gesamte Mantellänge der
Kühlwalze 12. Die Blasdüse 26 wird über den Zufuhrkanal mit
frischer Luft gespeist. Diese zweite Blasdüse 26 besteht
aus einer Reihe von Bohrungen, die in einem als Zufuhrkanal
27 dienenden Kastenprofil ausgebildet sind. Die Blasdüse 26
wird über den Zufuhrkanal mit kalter Frischluft gespeist.
Durch die Bohrungen der Blasluftdüse 26 wird in
Einzelstrahlen gegen das Prallblech 25 geblasen und hier in
Richtung auf die Materialbahn 1 abgelenkt. Das Volumen
dieser frischen Luft ist im Vergleich zu dem Volumen der
warmen Blasluft klein, dafür ist der Druck dieser
Blasluft aber höher als der der warmen Blasluft der
Blasdüse 24. Durch die Ablenkung der einzelnen
Blasluftstrahlen am Prallblech 25 bildet sich eine lückenlos
flache Strömung aus, die sich am Ende des Prallbleches 25
mit der warmen Blasluft der Düse 24 nur noch wenig
vermischt und gemeinsam nach dem Aufprall auf die Außenseite
der auf der Kühlwalze 12 abgestützten Materialbahn 1 die
dampfhaltige Grenzschicht abrakelt und in Richtung des
Tunnels 9 drückt. Der geringe Anteil der Luftmenge, die über
den Tunnel 9 nicht in den Trockner gedrückt wird, besteht
dann nur aus der frischen Luft der Blasdüsen 26, d. h. ist
umweltunschädlich, während der Dampf und die Schadstoffe
enthaltende Anteil der Luftmenge in den Trockner gelangt.
Durch diese Art der Abrakelung wird erreicht, daß das
Abluftvolumen von der in den Trockner gelangenden
frischen Luft wegen der geringen Menge, die in den Trockner
gelangt, praktisch nicht beeinflußt wird und eine
Kondensation von Schadstoffen sicher verhindert wird.
Darüber hinaus wird sicher verhindert, daß Dampf und
Schadstoffe enthaltende Luft aus der unvermeidlichen
Nachverdampfung der heißen Warenbahn in die Umgebung, d. h.
in den Arbeitsraum gelangen kann.
Wie Fig. 3 zeigt, wird die Dampf und Schadstoffe enthaltende
Grenzschicht 28 auf der der Kühlwalze 12 zugewandten
Materialbahnseite im Zwickel zwischen der Materialbahn 1 und
dem Mantel der Kühlwalze 12 abgequetscht. Die Grenzschicht
29 an der Unterseite der Materialbahn 1 und die Grenzschicht
28 auf dem Mantel der Kühlwalze 12 lassen eine
Mittelströmung 30 entstehen, die durch die Dichtlippe 16 in
das Tunnelinnere abgelenkt wird.
Die erfindungsgemäße Dichtung läßt sich sowohl bei
Horizontaltrocknern als auch bei Vertikaltrocknern
einsetzen. Bei Vertikaltrocknern mit zwei Trockenstrecken
kann die Dichtung auch am Auslauf der zur oberen Umlenkung
führenden ersten Trockenstrecke und am Einlaufschlitz der
zweiten Trockenstrecke vorgesehen sein.
Claims (9)
1. Dichtung am Auslauf eines Schwebetrockners für mit einem
Behandlungsmittel bedruckte, imprägnierte oder
beschichtete Materialbahnen, die beim Trocknen aus dem
Behandlungsmittel Dampf abgeben, bestehend aus einem die
Materialbahn umschließenden Tunnel, mindestens einer am
Tunnelausgang angeordneten Kühlwalze und einer am
Tunnelausgang angeordneten, auf die der Kühlwalze
abgewandten Materialbahnseite einwirkenden,
blasluftgespeisten, den Tunnelausgang abdichtende
Abrakeldüse,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Tunnel (9) sich mindestens bis über die
Auflaufstelle (11) der Materialbahn (1) auf die
Kühlwalze (12) erstreckt und die Abrakeldüse (14) am
Ende des Tunnels (9) derart angeordnet ist, daß in dem
Spalt, der von dem Ende der Tunnelwand (10) und dem über
die Kühlwalze (12) geführten Teil der Materialbahn (1)
gebildet ist die Blasrichtung des Blasstrahls
der Abrakeldüse (14) gegen die Materialbahn (1) mit einer
gegen die Laufrichtung der Materialbahn (1) gerichteten
Strömungskomponente gerichtet ist.
2. Dichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Blasrichtung des Blasstrahls schräg gegen die
Materialbahn (1) gerichtet ist.
3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Abrakeldüse (14) als Doppeldüse ausgebildet ist, deren
tunnelzugewandte Blasdüse (24) mit warmer Luft,
insbesondere der Umluft des Trockners, und deren
tunnelabgewandte Blasdüse (26) mit frischer Luft gespeist
sind.
4. Dichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Blasdüsen (24, 26) durch ein bis nahe an den Mantel
der Kühlwalze (12) reichendes Leitblech (25) getrennt
sind, gegen das der Blasstrahl der tunnelabgewandten
Blasdüse (26) gerichtet ist.
5. Dichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Austrittsquerschnitte der Blasdüsen (24, 26) und die
Austrittsgeschwindigkeiten der frischen und warmen Luft
aus diesen Blasdüsen (24, 26) derart bemessen sind, daß
das Volumen der warmen Luft größer als das der frischen
Luft und die Austrittsgeschwindigkeit der warmen Luft
kleiner als die der frischen Luft ist.
6. Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß für die
Zufuhr von warmer Luft, insbesondere der Umluft des
Trockners, zu der tunnelzugewandten Blasdüse (24) ein an
der bis über die Auflaufstelle (11) der Materialbahn (1)
reichenden Tunnelwandung (10) angeordneter und sich über
die Breite des Tunnels (9) bzw. der Materialbahn (1)
erstreckender Kanal (17) vorgesehen ist.
7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die der
bis über die Ablaufstelle (11) der
Materialbahn (1) reichende Tunnelwandung (10) des Tunnels (9)
gegenüberliegende Wandung (15) an ihrer dem Mantel
der Kühlwalze (12) zugekehrten Rand eine Dichtlippe (16)
trägt.
8. Dichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
tunnelzugewandte Blasdüse (24) etwas kürzer bis gleich
lang wie die Materialbahn (1) breit ist und die
tunnelabgewandte Blasdüse (26) sich über die gesamte
Mantellänge der Kühlwalze (12) erstreckt.
9. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Breite des Tunnels (9) gleich der Mantellänge der
Kühlwalze (12) ist und der Tunnel (9) im Bereich der
Stirnseiten der Kühlwalze (12) Dichtungen (22, 23)
aufweist.
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Family Applications (1)
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