DE3826912C1 - Self-emptying spinning drum - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstentleerende Schleudertrommel, in deren Trommelmantel über Ventilkolben absperrbare Kanäle zum Entleeren von in der Schleudertrommel vorgesehenen Kammern angeordnet sind, wobei jedem Ventilkolben mindestens eine, mit einem Steuermedium beaufschlagbare Öffnungskammer zugeordnet ist, die jeweils über einen Kanal mit einer radial einwärts gelegenen Zuführkammer für Steuerflüssigkeit in Verbindung stehen.The invention relates to a self-draining Centrifugal drum, lockable in their drum jacket via valve pistons Channels for emptying those provided in the centrifugal drum Chambers are arranged, each valve piston at least one to which a control medium can be applied Opening chamber is assigned, each via a channel with a radially inward feed chamber for Control fluid.
Derartige Ventile werden eingesetzt, um beispielsweise Flüssigkeit, die einen zentralen Kolbenschieber zum Entleeren der Schleudertrommel in seiner Schließstellung hält, abzulassen.Such valves are used, for example Fluid that a central piston valve for emptying the centrifugal drum in its closed position keeps draining.
Sie können aber auch eingesetzt werden zum unmittelbaren Ablassen von Feststoffen aus dem Feststoffraum einer Schleudertrommel. Ein solcher Verwendungszweck dieser Ventile ist. z. B. aus der US-PS 40 54 244 bekannt, wobei die Ventilkolben radial im Mantel der Schleudertrommel angeordnet sind und durch die auf sie einwirkende Fliehkraft in ihre Schließstellung bewegt werden. Um die Ventilkolben in ihre Öffnungsstellung zu bewegen, werden die den Ventilkolben zugeordneten, mit Ablaßkanälen versehenen Öffnungskammern über radial einwärts zu einer gemeinsamen Auffangrinne führende Kanäle mit Steuerflüssigkeit beschickt. Der dadurch in den Öffnungskammern erzeugte Flüssigkeitsdruck bewegt den Ventilkolben radial einwärts in seine Öffnungsstellung. Wird die Zufuhr von Steuerflüssigkeit zu den Öffnungskammern unterbrochen, so entleeren sich diese über die ihnen zugeordneten Ablaßkanäle, und der Ventilkolben bewegt sich wieder in seine Schließstellung.But they can also be used for immediate Draining solids from the solids space one Centrifugal drum. Such use of these valves is. e.g. B. from US-PS 40 54 244, the Valve piston arranged radially in the jacket of the centrifugal drum and by the centrifugal force acting on them be moved into their closed position. To the valve piston to move to their open position, the valve piston associated opening chambers provided with discharge channels over radially inward to a common one Channels in the gutter are fed with control fluid. The resulting liquid pressure in the opening chambers moves the valve piston radially inwards its open position. Will the supply of control fluid interrupted to the opening chambers, so empty this over the drain channels assigned to them, and the valve piston moves back into its closed position.
Die Geschwindigkeit, mit der der Öffnungs- und Schließvorgang abläuft, ist abhängig von der Zulaufleistung der Steuerflüssigkeit einerseits und von der Ablaufleistung derselben aus der Öffnungskammer andererseits. Um eine hohe Ablaufleistung zu erzielen, müssen die Querschnitte der Ablaßkanäle entsprechend groß ausgelegt werden. Das bedeutet aber gleichzeitig, daß auch die Zulaufleistung erhöht werden muß, da die zugeführte Flüssigkeitsmenge erheblich größer sein muß als die abgelassene Flüssigkeitsmenge. Damit der Öffnungsvorgang etwa gleich schnell verläuft wie der Schließvorgang, sollte die pro Zeiteinheit zugeführte Flüssigkeitsmenge, also die Zulaufleistung, doppelt so groß sein wie die abgelassene Flüssigkeitsmenge.The speed at which the opening and closing process expires, depends on the flow rate of the Control fluid on the one hand and the drainage capacity the same from the opening chamber on the other hand. To one To achieve high drainage performance, the cross sections the drainage channels are designed to be large. The but at the same time means that the feed rate must be increased, since the amount of liquid supplied considerably must be greater than the amount of liquid drained. So that the opening process is about the same speed like the closing process, should per unit time amount of liquid supplied, i.e. the feed rate, be twice as large as that amount of liquid drained.
Es ist häufig erforderlich, eine Vielzahl von Ventilkolben in der Schleudertrommel vorzusehen, um Flüssigkeiten oder Feststoffe mit der erforderlichen Spontanität aus der Schleudertrommel abzulassen. Da jedem Ventilkolben ein eigener Ablaßkanal zugeordnet werden muß, erhöht sich die zuzuführende Menge an Steuerflüssigkeit proportional mit der Anzahl der Ventile. Die Einspeisung von Steuerflüssigkeit mit großer Zulaufleistung stößt dabei schnell an Grenzen, die sowohl konstruktiv als auch installationsseitig bedingt sein können.It is often necessary to have a variety of valve pistons in the centrifugal drum to provide liquids or Solids with the required spontaneity from the Lower the centrifugal drum. Because each valve piston has its own Drain channel must be assigned, the increases amount of control liquid to be supplied proportionally with the number of valves. The feed of control liquid with a large inflow capacity quickly clinkers Limits, both in terms of construction and installation can be conditional.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schleudertrommel so auszubilden, daß die erforderliche Zulaufleistung der Steuerflüssigkeit, also die pro Zeiteinheit zugeführte Flüssigkeitsmenge, unabhängig ist von der Anzahl der vorgesehenen Ventilkolben.The object of the present invention is the centrifugal drum to be trained so that the required feed rate the control liquid, that is the amount of liquid supplied per unit of time, is independent of the number the intended valve piston.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Öffnungskammern der Ventilkolben so ausgebildet sind, daß die Steuerflüssigkeit ständig in den Öffnungskammern, den Kanälen und der Zuführkammer gespeichert bleibt und der Zuführkammer ein mit einer Drosselstelle versehener Überlaufkanal und ein axial beweglicher Druckkolben zugeordnet ist, dessen Stirnfläche die Zuführkammer verschließt und dessen Arbeitsfläche in einer mit Steuerflüssigkeit auffüllbaren Arbeitskammer vorgesehen ist, wobei die Arbeitsfläche des Druckkolbens erheblich größer ist als seine Stirnfläche.This object is achieved in that the opening chambers the valve piston are designed so that the control fluid constantly in the opening chambers, the channels and the feed chamber remains stored and the feed chamber an overflow channel provided with a throttle point and an axially movable pressure piston is assigned, the Closes the end face of the feed chamber and its working surface in a fillable with control fluid Working chamber is provided, the working surface of the Pressure piston is considerably larger than its end face.
Dabei ist den Öffnungskammern der Ventilkolben kein Ablaßkanal zugeordnet, so daß die Öffnungskammern, die radial einwärts gelegene Zuführkammer sowie die zwischen diesen Kammern vorgesehenen Kanäle ständig mit Steuerflüssigkeit gefüllt bleiben. In der Öffnungskammer wird dadurch andauernd ein Flüssigkeitsdruck erzeugt, der eine Öffnungskraft auf die Ventilkolben ausübt. Diese Öffnungskraft muß kleiner sein als die auf die Ventilkolben wirkende Schließkraft. Damit die Ventilkolben ihre Öffnungsstellung einnehmen, muß zu der vorhandenen Öffnungskraft eine Zusatzkraft hinzukommen, die größer ist als die Differenz zwischen der Öffnungskraft und der Schließkraft. Diese Zusatzkraft wird erzeugt durch Einspeisen einer Steuerflüssigkeit in die Arbeitskammer des Druckkolbens, der dann bei seiner axialen Bewegung einen zusätzlichen Druck auf die in der Zuführkammer eingeschlossene Flüssigkeitsmenge ausübt. Dieser Druck überträgt sich über die Kanäle auf die Öffnungskammern der Ventilkolben. Für das Entleeren der Arbeitskammer wird nur ein einziger Ablaßkanal benötigt, dessen Querschnitt die erforderliche Zulaufleistung der Steuerflüssigkeit bestimmt.The opening piston is the valve piston no drainage channel assigned so that the opening chambers, the radially inward feed chamber and the channels provided between these chambers constantly Control fluid remain filled. In the opening chamber this continuously creates a fluid pressure that exerts an opening force on the valve piston. This opening force must be smaller than that on the valve piston effective closing force. So that the valve pistons open must take up the existing opening force an additional force that is greater than that Difference between the opening force and the closing force. This additional force is generated by feeding one Control fluid into the working chamber of the pressure piston, which then has an additional one in its axial movement Pressure on the amount of liquid trapped in the feed chamber exercises. This pressure is transmitted through the Channels on the opening chambers of the valve pistons. For the Emptying the working chamber is only a single drain channel required, the cross section of the required feed rate the control fluid.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention are the subclaims refer to.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing shown and will be explained in more detail below.
Mit 1 ist in der Zeichnung die Schleudertrommel bezeichnet, von deren Feststoffraum 2 Kanäle 3 ausgehen, die über Ventilkolben 4 abgesperrt sind. Den Ventilkolben 4 ist jeweils eine Öffnungskammer 5 und eine Schließkammer 6 zugeordnet. Von den Öffnungskammern 5 führt jeweils ein radial einwärts gerichteter Kanal 7 zu einer Zuführkammer 8, die über einen mit einer Drosselstelle 9 versehenen Überlaufkanal 10 mit einer radial einwärts gelegenen Speicherkammer 11 verbunden ist. Die Drosselstelle 9 ist als Drallabflußkammer 12 ausgebildet, an deren Peripherie ein erster Abschnitt 13 des Überlaufkanals 10 mündet und von deren Zentrum ein zweiter Abschnitt 14 des Überlaufkanals 10 ausgeht und in die Speicherkammer 11 führt. Ein axial beweglicher Druckkolben 15 begrenzt mit seiner Stirnfläche 16 die Zuführkammer 8. Die Arbeitsfläche 17 des Druckkolbens 15 ist in einer mit Steuerflüssigkeit auffüllbaren Arbeitskammer 18 vorgesehen. Über einen zweiten mit einem Absperrkörper 19 versehenen Überlaufkanal 20 ist die Zuführkammer 8 ebenfalls mit der Speicherkammer 11 verbunden. Von den Schließkammern 6 führt jeweils ein Kanal 21 zu einer radial einwärts gelegenen Auffangrinne 22. Die Speicherkammer 11, die Arbeitskammer 18 und die Auffangrinne 22 stehen an ihren radial einwärts gerichteten Begrenzungen miteinander in Verbindung. Der Arbeitskammer 18 ist eine Zuführeinrichtung 23 und ein Ablaßkanal 24 zugeordnet. Von dem Kanal 21 zweigt ein Drosselkanal 25 ab. 1 in the drawing denotes the centrifugal drum, from whose solid space 2 channels 3 emanate which are shut off by valve pistons 4 . An opening chamber 5 and a closing chamber 6 are assigned to the valve pistons 4 . From the opening chambers 5 , a radially inwardly directed channel 7 leads to a feed chamber 8 , which is connected via an overflow channel 10 provided with a throttle point 9 to a radially inwardly located storage chamber 11 . The throttle point 9 is designed as a swirl discharge chamber 12 , at the periphery of which a first section 13 of the overflow channel 10 opens and from the center of which a second section 14 of the overflow channel 10 extends and leads into the storage chamber 11 . An axially movable pressure piston 15 delimits the feed chamber 8 with its end face 16 . The working surface 17 of the pressure piston 15 is provided in a working chamber 18 which can be filled with control liquid. The feed chamber 8 is also connected to the storage chamber 11 via a second overflow channel 20 provided with a shut-off body 19 . A channel 21 leads from the closing chambers 6 to a collecting trough 22 located radially inwards. The storage chamber 11 , the working chamber 18 and the collecting channel 22 are connected to one another at their radially inward boundaries. The working chamber 18 is assigned a feed device 23 and a drain channel 24 . A throttle duct 25 branches off from duct 21 .
Nachdem die Schleudertrommel 1 ihre Betriebsdrehzahl erreicht hat, wird der Arbeitskammer 18 über die Zuführeinrichtung 23 soviel Steuerflüssigkeit zugeführt, daß die Arbeitskammer 18 überläuft. Die überlaufende Steuerflüssigkeit gelangt sowohl in die Auffangrinne 22 als auch in die Speicherkammer 11. Über die Auffangrinne 22 und die Kanäle 21 werden die Schließkammern 6 aufgefüllt. Aus der Speicherkammer 11 gelangt die Steuerflüssigkeit über den zweiten Abschnitt 14 des Überlaufkanals 10, die Drallabflußkammer 12 und den ersten Abschnitt 13 des Überlaufkanals 10 in die Zuführkammer 8 und von dort über die Kanäle 7 in die Öffnungskammern 5. Da die wirksame Fläche des Ventilkolbens 4 in der Schließkammer 6 größer ist als die entsprechende Fläche in der Öffnungskammer 5, wird der Ventilkolben 4 in seine Schließstellung bewegt.After the centrifugal drum 1 has reached its operating speed, the working chamber 18 is fed via the feed device 23 so much control liquid, that the working chamber overflows 18th The overflowing control liquid reaches both the gutter 22 and the storage chamber 11 . The locking chambers 6 are filled via the collecting channel 22 and the channels 21 . The control liquid passes from the storage chamber 11 via the second section 14 of the overflow channel 10 , the swirl discharge chamber 12 and the first section 13 of the overflow channel 10 into the feed chamber 8 and from there via the channels 7 into the opening chambers 5 . Since the effective area of the valve piston 4 in the closing chamber 6 is larger than the corresponding area in the opening chamber 5 , the valve piston 4 is moved into its closed position.
Nach Beendigung der Steuerflüssigkeitszufuhr in die Arbeitskammer 18 entleert sich diese über den Ablaßkanal 24. Auf den Druckkolben 15 wirkt dann nur noch der Flüssigkeitsdruck aus der Zuführkammer 8, und er wird dadurch bis zu seiner Endlage in der Arbeitskammer 18 bewegt. Dabei läuft aus der Speicherkammer 11 Steuerflüssigkeit über den Überlaufkanal 10 und die Drosselstelle 9 mit großer Leistung in die sich vergrößernde Zuführkammer 8. Die als Drallabflußkammer 12 ausgebildete Drosselstelle 9 hat in dieser Durchflußrichtung nur einen geringen Widerstand, da sich kein Drall ausbilden kann. In der umgekehrten Durchflußrichtung von der Peripherie zum Zentrum bildet sich aufgrund der im Zentrifugalfeld vorhandenen Corioliskräfte ein den Durchflußwiderstand erheblich erhöhender Drall aus. Dadurch wird die gewünschte Drosselwirkung erzeugt, die bei dem Hineinfahren des Druckkolbens 15 in die Zuführkammer 8 zu der erforderlichen Druckerhöhung führt.After the supply of control liquid into the working chamber 18 has ended , the latter is emptied via the drain channel 24 . Then only the liquid pressure from the feed chamber 8 acts on the pressure piston 15 , and it is thereby moved to its end position in the working chamber 18 . In this case, control liquid runs from the storage chamber 11 via the overflow channel 10 and the throttle point 9 with great power into the enlarging feed chamber 8 . The throttle point 9 designed as a swirl discharge chamber 12 has only a slight resistance in this flow direction, since no swirl can form. In the reverse direction of flow from the periphery to the center, due to the Coriolis forces present in the centrifugal field, a swirl significantly increases the flow resistance. This produces the desired throttling effect, which leads to the required pressure increase when the pressure piston 15 is moved into the feed chamber 8 .
Zur Einleitung einer Trommelentleerung wird der Arbeitskammer 18 erneut Steuerflüssigkeit zugeführt. Obwohl der Flüssigkeitsdruck in der Zuführkammer 8 und der Arbeitskammer 18 gleich ist, wird wegen der größeren wirksamen Druckkolbenfläche in der Arbeitskammer 18 auf den Druckkolben 15 eine Kraft ausgeübt, die ihn in Richtung auf die Zuführkammer 8 bewegt. Diese Zusatzkraft wird über die Kanäle 7 auf die Öffnungskammern 5 der Ventilkolben 4 übertragen. Der Druckkolben 15 ist so ausgelegt, daß der durch ihn erzeugte Flüssigkeitsdruck in der Öffnungskammer 5 eine so große Zusatzkraft auf die Ventilkolben 4 erzeugt, daß sich diese in die Öffnungsstellung bewegen. Wird die Steuerflüssigkeitszufuhr unterbrochen, entleert sich die Arbeitskammer 18 über den Ablaßkanal 24, und die Ventilkolben 4 bewegen sich wieder in ihre Schließstellung. Auch der Druckkolben 15 nimmt wie vorbeschrieben wieder seine Ausgangsstellung in der Arbeiskammer 18 ein.To initiate drum emptying, control fluid is again supplied to the working chamber 18 . Although the liquid pressure in the feed chamber 8 and the working chamber 18 is the same, a force is exerted on the pressure piston 15 because of the larger effective pressure piston area in the working chamber 18 , which force moves it in the direction of the feed chamber 8 . This additional force is transmitted via the channels 7 to the opening chambers 5 of the valve piston 4 . The pressure piston 15 is designed so that the liquid pressure generated by it in the opening chamber 5 generates such a large additional force on the valve piston 4 that they move into the open position. If the control fluid supply is interrupted, the working chamber 18 is emptied via the drain channel 24 and the valve pistons 4 move back into their closed position. The pressure piston 15 also returns to its starting position in the working chamber 18 , as described above.
Eine weitere Möglichkeit, den Entleerungsvorgang zu beenden, besteht über die Absperrkörper 19. Diese werden nämlich geöffnet, wenn der Druckkolben 15 seinen maximalen Weg in der Zuführkammer 8 zurückgelegt hat. Dadurch wird über die Überlaufkanäle 20 ein großer Ablaufquerschnitt für die Zuführkammer 8 zur Verfügung gestellt, so daß der durch den Druckkolben 15 erzeugte zusätzliche Flüssigkeitsdruck in der Zuführkammer 8 spontan zusammenbricht.A further possibility of ending the emptying process is via the shut-off body 19 . These are opened when the pressure piston 15 has covered its maximum path in the feed chamber 8 . As a result, a large discharge cross-section is made available for the feed chamber 8 via the overflow channels 20 , so that the additional liquid pressure generated by the pressure piston 15 in the feed chamber 8 breaks down spontaneously.
Die bei dem beschriebenen Entleerungsvorgang ausgetragene Feststoffmenge kann beispielsweise dadurch eingestellt werden, daß die Steuerflüssigkeit zunächst nur mit so geringer Leistung zugeführt wird, daß sich der Druckkolben 15 mit geringer Geschwindigkeit aufwärts bewegt. Die in der Zuführkammer 8 befindliche Flüssigkeit wird dabei über den Überlaufkanal 10 mit so geringer Leistung verdrängt, daß durch die Drosselstelle 9 kein signifikanter zusätzlicher Druckaufbau in der Zuführkammer 8 entsteht. Über die Zeitdauer der Zufuhr von Steuerflüssigkeit mit reduzierter Leistung kann die Ausgangsposition des Druckkolbens 15 bestimmt werden, bevor durch Erhöhen der Zulaufleistung der eigentliche Entleerungsvorgang ausgelöst wird. Der Weg, den der Druckkolben 15 dann noch zurückzulegen hat, bis er die Absperrkörper 19 erreicht, ist dann maßgebend für die Öffnungszeit der Ventilkolben 4 und damit auch für die ausgetragene Feststoffmenge.The amount of solids discharged in the described emptying process can be adjusted, for example, by initially supplying the control liquid with so little power that the pressure piston 15 moves upwards at low speed. The liquid in the feed chamber 8 is displaced via the overflow channel 10 with so little power that no significant additional pressure build-up occurs in the feed chamber 8 through the throttle point 9 . The starting position of the pressure piston 15 can be determined over the duration of the supply of control liquid with reduced power before the actual emptying process is triggered by increasing the feed power. The path that the pressure piston 15 then still has to travel until it reaches the shut-off body 19 is then decisive for the opening time of the valve piston 4 and thus also for the amount of solids discharged.
Vor der Einleitung des Entleerungsvorganges sind die Kanäle 21 bis zum Drosselkanal 25 mit Flüssigkeit gefüllt. Sobald sich der Ventilkolben 4 absenkt, wird aus der Schließkammer 6 Flüssigkeit verdrängt, wodurch sich die Flüssigkeitssäule in den Kanälen 21 radial einwärts über den Drosselkanal 25 verschiebt. Dadurch erhöht sich der Schließdruck in der Schließkammer 6 geringfügig. Dieser Effekt bewirkt, daß bei nicht synchroner Absenkung aller Ventilkolben 4, die z. B. durch unterschiedliche Reibwirkung hervorgerufen werden kann, sich die resultierende Öffnungskraft bei dem Ventilkolben am schnellsten verringert, der sich am weitesten abgesenkt hat, da bei dem ihm zugeordneten Kanal 21 die Flüssigkeitssäule am weitesten radial einwärts verschoben wurde.Before the emptying process is initiated, the channels 21 to the throttle channel 25 are filled with liquid. As soon as the valve piston 4 lowers, liquid is displaced from the closing chamber 6 , as a result of which the liquid column in the channels 21 is displaced radially inward via the throttle channel 25 . As a result, the closing pressure in the closing chamber 6 increases slightly. This effect causes that when all valve pistons 4 are not synchronized, the z. B. can be caused by different friction, the resulting opening force decreases the fastest in the valve piston, which has lowered the furthest, since in the channel 21 assigned to it the liquid column has been displaced the most radially inward.
Statt eines zentralen Druckkolbens 15 mit einer einzigen Zuführkammer 8, in die alle Kanäle 7 münden, kann auch jedem Kanal 7 ein separater Druckkolben 15 und eine separate Zuführkammer 8 zugeordnet sein. In diesem Fall ist die Anordnung von Druckkolben 15 und Zuführkammern 8 auf einer konzentrischen Kreisbahn vorzunehmen.Instead of a central pressure piston 15 with a single supply chamber 8 , into which all channels 7 open, each channel 7 can also be assigned a separate pressure piston 15 and a separate supply chamber 8 . In this case, the arrangement of pressure piston 15 and supply chambers 8 is to be carried out on a concentric circular path.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883826912 DE3826912C1 (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Self-emptying spinning drum |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19883826912 DE3826912C1 (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Self-emptying spinning drum |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3826912C1 true DE3826912C1 (en) | 1989-08-03 |
Family
ID=6360456
Family Applications (1)
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DE19883826912 Expired DE3826912C1 (en) | 1988-08-09 | 1988-08-09 | Self-emptying spinning drum |
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DE (1) | DE3826912C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4432836C1 (en) * | 1994-09-15 | 1995-10-26 | Westfalia Separator Ag | Self-draining centrifugal drum |
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US4054244A (en) * | 1975-09-03 | 1977-10-18 | Westfalia Separator Ag | Centrifuge drum equipped with discharge valves |
-
1988
- 1988-08-09 DE DE19883826912 patent/DE3826912C1/en not_active Expired
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WO1996008313A1 (en) * | 1994-09-15 | 1996-03-21 | Westfalia Separator Aktiengesellschaft | Self-emptying centrifugal drum |
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