(三)子棉清理機(jī)
縱觀各種子棉清理設(shè)備,其清理部件主要有刺釘滾筒、齒條滾筒、鋸片滾筒三種形式。不管何種形式的滾筒,都需結(jié)合四周部件完成清理。為了提高清雜效率,可同時使用幾種不同形式的清理設(shè)備清雜。
1.刺釘滾筒清花機(jī)
刺釘滾筒式子棉清理機(jī),也稱刺釘滾筒清花機(jī)或刺釘式清花機(jī)。它應(yīng)用較早,以前用于整理手工摘棉,現(xiàn)今和其他設(shè)備配合使用,可以整理機(jī)采棉和手工快速采棉。
刺釘滾筒式清理部件由刺釘滾筒和下弧形篩網(wǎng)構(gòu)成,利用篩分作用原理實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)和子棉分別。子棉進(jìn)入刺釘滾筒和排雜網(wǎng)之間,在刺釘連續(xù)不斷的沖擊下,沿排雜網(wǎng)表面滾翻、碰撞、抖動,促使棉纖維中的塵雜分別,并從排雜網(wǎng)孔排出。同時使子棉也得到開松。
影響刺釘滾筒清花清雜效能的因素有:
(1)子棉的特性:品質(zhì)好、含水率低的子棉,棉纖維彈性大,雜質(zhì)易分別,清雜效能高。反之,品質(zhì)差,含水率高的子棉纖維彈性小,雜質(zhì)易和纖維糾纏在一起,不易分別,清雜效能低。
(2)清花機(jī)的生產(chǎn)率:在肯定條件下,清理子棉的數(shù)量越多,清雜效能越差。因此,清花機(jī)的技術(shù)規(guī)格應(yīng)根據(jù)處理子棉量和含雜量而定,刺釘式清花機(jī)的清雜效率和生產(chǎn)率的關(guān)系如圖7-17所示。

(3)刺釘?shù)木€速度:刺釘滾筒表面線速度的大小直接影響清雜、松棉效果。在肯定范圍內(nèi),提高刺釘滾筒表面線速度是提高生產(chǎn)率、提高清雜松棉效果的有效措施。但刺釘滾筒表面線速度過高,易打碎棉瓣、雜質(zhì),增加能耗,故刺釘滾筒表面線速度應(yīng)結(jié)合子棉的性狀綜合考慮。一般整理正常成熟的子棉,刺釘滾筒表面線速度值設(shè)定為8～9m/s,此時清雜率達(dá)35%,刺釘滾筒表面線速度超過11m/s時就會擊碎棉子,損傷纖維,使皮棉內(nèi)的疵點(diǎn)增多。如果整理成熟度差的子棉,刺釘滾筒表面線速度值應(yīng)設(shè)為5～6m/s。清雜效率和刺釘滾筒表面線速度的關(guān)系如圖7-18所示。
對于多滾筒清花機(jī),為預(yù)防子棉團(tuán)堵塞,保證清花機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),刺釘滾筒表面線速度應(yīng)隨子棉清理逐個遞增,遞增率應(yīng)大于3%。
(4)篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式及其清潔程度:刺釘滾筒清花機(jī)的排雜網(wǎng)有鐵絲編織網(wǎng)、鋼板沖孔網(wǎng)、格條柵篩網(wǎng)和鋼板網(wǎng)等類型。除雜篩網(wǎng)的清雜效率和篩孔的有效面積、篩孔的排列、篩孔的形狀及篩網(wǎng)表面積等有關(guān)。
篩孔有效面積(S₀ )和篩網(wǎng)表面積(S _t )的比叫篩網(wǎng)的清理系數(shù)(μ),即:
μ=S₀ /S_t
各種除雜篩網(wǎng)的篩孔規(guī)格及相應(yīng)的清理系數(shù)見表7-3。

一般地,篩網(wǎng)的清理系數(shù)越大,篩網(wǎng)的清除效率越高。從表7-3可以看出,鋼板沖孔網(wǎng)的清理系數(shù)小,鋼板網(wǎng)的清理系數(shù)大。完管格條柵網(wǎng)的清理系數(shù)小于鐵絲編織網(wǎng),實(shí)踐證明其清雜效果卻好于鐵絲編織網(wǎng),它除了能分別碎棉葉、沙土等細(xì)小雜質(zhì)外,還能分別不孕子、僵瓣等略大的雜質(zhì),其主要原因是雜質(zhì)、僵瓣簡單從條孔中排出。鋼板網(wǎng)的清理系數(shù)大,理論上講其清雜效果應(yīng)好,但因鋼板網(wǎng)的表面不平坦,簡單鉤掛纖維,在實(shí)際生產(chǎn)中很少使用。
(5)刺釘尖端和除雜篩網(wǎng)表面的距離:這是子棉清理過程的有效空間,稱“清理過道”。要想保證這個過道的暢通。就要求:刺釘在滾筒表面分布適中;刺釘?shù)骄W(wǎng)面間距應(yīng)根據(jù)子棉的品質(zhì)及棉瓣的大小確定。此間距大小應(yīng)以子棉在網(wǎng)面上能向前滾動為宜,一般取18～25mm。對于多滾筒清花機(jī),此間距應(yīng)順著子棉的打松、從進(jìn)棉口到出棉口逐漸加大,在出棉口處,該間隙宜大不宜小。
除雜篩網(wǎng)應(yīng)和刺釘滾筒相配合,其形狀一般呈圓弧形。除雜篩網(wǎng)的圓弧對應(yīng)于刺釘滾筒的中心角φ(圖7-19),這是一個比較重要的參數(shù)。其數(shù)值過大,子棉易隨刺釘返回而造成重復(fù)打擊,產(chǎn)生棉結(jié)、索絲等疵點(diǎn);反之,除雜篩網(wǎng)之間不可幸免地出現(xiàn)直線連接段,子棉易在此處停留,引起堵塞,其次,還減少了刺釘和除雜篩網(wǎng)的配合作用范圍,影響清雜效率。一般φ應(yīng)操縱在110°～115°。

為了提高清理效果,往往需幾個刺釘滾筒聯(lián)合完成清理過程。相鄰兩個刺釘滾筒間的距離應(yīng)完量小,以便除雜篩網(wǎng)之間的連接。一般相鄰滾筒刺釘間的小間距不應(yīng)超過10mm。間距過大可能導(dǎo)致重復(fù)清理和回棉。
(6)刺釘滾筒上的刺釘及滾筒直徑和數(shù)量:刺釘滾筒大體有三種。一種是大直徑滾筒,刺釘細(xì)、矮,這種形式見于80A型軋花機(jī)的清理部件和沖擊式清花機(jī)的喂棉滾筒。直徑大,子棉勻布于滾筒表面的機(jī)會多,小矮式刺釘對子棉起抖動作用,出來的棉花比較均勻。另一種是中等直徑滾筒,刺釘相對高且粗,松懈子棉能力強(qiáng)。還有一種小直徑滾筒,這種滾筒纏繞效果好,見于沖擊式清花機(jī)的軟特雜回收輥,能回收繩索、布條、粗長麻等雜質(zhì)。
刺釘滾筒清理時易對子棉形成搓揉,聯(lián)合打擊的滾筒數(shù)目過多就會形成索絲,一般以3～7輥為宜。
對于五六個滾筒的多滾筒清花機(jī),可將個刺釘滾筒改成打僵滾筒,并相應(yīng)地配上排雜網(wǎng),且用電動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動,就成為開僵清花兩用機(jī)。當(dāng)整理低級子棉時,先由打僵滾筒強(qiáng)行開松,再由刺釘滾筒打松;當(dāng)整理白棉時,子棉由間道板引導(dǎo)直接進(jìn)入刺釘滾筒。這種一機(jī)兩用的形式既方便,又減少了單機(jī)配置。打僵滾筒由4～6根鑄鐵斜齒條圍裝在薄鋼板圓筒表面而成。
打僵滾筒直徑可和刺釘滾筒相同。為保證打僵滾筒對僵瓣的強(qiáng)行開松作用,其表面線速度應(yīng)操縱在20～25m/s,鑄鐵斜齒條和除雜網(wǎng)的距離為16～18mm,格條柵間隙為6～8mm。
傳統(tǒng)清花機(jī)和機(jī)采棉設(shè)備中各類傾斜式子棉清理機(jī)均屬六滾筒刺釘清花機(jī)。傾斜式子棉清理機(jī)主要由6個清花刺釘輥、格條柵、阻風(fēng)閥、機(jī)器側(cè)壁、溜雜槽及傳動系統(tǒng)等幾部分組成。
一般需要和沉積箱、風(fēng)機(jī)、沙克龍等設(shè)備配套使用,其配套工藝如圖7-20所示,刺釘滾筒的結(jié)構(gòu)如圖7-21所示。

子棉在風(fēng)機(jī)負(fù)壓氣流的吸引下,進(jìn)入傾斜式子棉清理機(jī)內(nèi),喂給清花刺釘輥,在清花刺釘輥的沖擊作用下,子棉被打擊,由下至上向前滾動。和此同時,子棉被開松、振動,粘附在子棉表面的外附雜質(zhì)在重力、離心力的作用下,通過格條柵摩擦、撞擊,從格條柵間隙中排出,排出的雜質(zhì)在風(fēng)力及重力作用下,進(jìn)入沉積箱。由于沉積箱容積增大,風(fēng)速降低,大量的雜質(zhì)因重力作用而沉降在沉積箱中,一些細(xì)小的塵雜隨風(fēng)通過風(fēng)機(jī)進(jìn)入沙克龍中,進(jìn)一步對含塵空氣進(jìn)行清理,細(xì)小的塵雜落入雜質(zhì)收集裝置,潔凈的空氣排入大氣中。經(jīng)過清理的子棉通過阻風(fēng)閥進(jìn)入子棉清鈴機(jī)或其他清理設(shè)備進(jìn)一步清理。
6MZQ系列和MQZX系列傾斜式子棉清理機(jī)的技術(shù)特性見表7-4。

2.齒條滾筒式清理機(jī)
齒條滾筒式清理機(jī)是在刺釘滾筒清花機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)展起來的,其原理和從前認(rèn)為的大滾筒小刺釘清理有相似之處,完可能將子棉鋪開。齒條滾筒式清理既可以清除子棉中的大顆粒雜物,如鈴殼、僵瓣,也可以清除子棉中的小顆粒雜物,如棉葉、不孕子,還能起到松棉的作用。齒條滾筒式清花機(jī)的結(jié)構(gòu)形式較多,但就雜質(zhì)和子棉分別的作用原理而言,可分為拋擲式剝鈴機(jī)和擦拭式提凈機(jī)兩種。
擦拭式提凈機(jī)是利用“擦拭抖動結(jié)合慣性離心力”的作用,使子棉和雜質(zhì)分別。具體地說,是利用鋸齒滾筒鉤帶子棉時,和刷條產(chǎn)生擦拭和抖動作用,使鈴殼、僵瓣等不易被鋸齒鉤住的雜質(zhì)抖落,拋離鋸齒滾筒和子棉分別。該形式提凈機(jī)多用于機(jī)采棉設(shè)備中的除棉稈機(jī)、大型軋花設(shè)備中的清理部、沖擊式清花機(jī)下腳回收部。同樣單純的齒條滾筒不能單獨(dú)完成清理過程。
擦拭式提凈機(jī)的清理部件由齒輥及四周的鋼絲刷、塵棒、格條柵、刷棉輥構(gòu)成。前道過來的子棉滑落到鋼絲刷,再由和齒條滾筒齒尖緊密接觸的鋼絲“喂、逼”到齒條滾筒上,這里鋼絲刷起淌棉作用,淌棉角度一般取45°～50°。齒條滾筒不能反轉(zhuǎn),否則會引起鋼絲的彎曲,影響清理效果。齒條鉤拉含雜子棉時,由于充分暴露的子棉和雜質(zhì)在同樣轉(zhuǎn)速下受離心力作用,經(jīng)過和塵棒、格條柵的阻隔,使僵瓣、鈴殼、不孕子、小花頭被清出。齒輥鉤住子棉之后被刷棉輥刷下。
刷棉輥和齒輥轉(zhuǎn)向相反,相對齒輥轉(zhuǎn)速高一些。刷棉輥有兩種結(jié)構(gòu)形式,一種是毛刷滾筒,一種是葉片滾筒。
齒條滾筒的鋸齒齒形、鋸齒齒距、齒尖角對生產(chǎn)率和清雜效率有肯定的影響。鋸齒條的橫截面為U形,鋸齒有直齒和弧形齒兩種。直齒的抓棉性能較好,但也簡單抓取雜質(zhì),影響清雜效率,且刷棉較困難。弧形齒克服了直齒的缺點(diǎn),在國內(nèi)外應(yīng)用較廣。鋸齒齒距大,生產(chǎn)率高;齒尖角小,抓取子棉的能力強(qiáng),但清雜效率下降且鋸齒強(qiáng)度減弱。
回收式子棉清理機(jī)是一種組合式子棉清理機(jī),清理部分有刺釘滾筒清花單元,回收部分有齒條滾筒單元。該機(jī)主要由清理部分、回收部分及傳動系統(tǒng)組成,如圖7-22所示。

進(jìn)入回收式子棉清理機(jī)的子棉,在重力作用下,首先喂給清花刺釘輥,在清花刺釘輥的沖擊作用下,子棉被打擊拋擲,由上向下休閑進(jìn)入刺釘輥和排雜網(wǎng)之間,受刺釘連續(xù)不斷的打擊,子棉沿排雜網(wǎng)面由下向上滾動,在此過程中子棉被開松、抖動,大部分潔凈的子棉沿排雜網(wǎng)面向上休閑,經(jīng)清理機(jī)出口排出機(jī)外,進(jìn)入下一道工序。而大部分雜質(zhì)則穿過排雜網(wǎng)進(jìn)入溜雜斗內(nèi)。和此同時,一部分單粒子棉也一同被排落。為此在設(shè)備下部設(shè)置了回收單粒子棉的結(jié)構(gòu)。混有單粒子棉的雜質(zhì)順溜雜槽滑落至回收鋸條輥和鋼絲刷之間。由于鋼絲刷的擠壓使單粒子棉和雜質(zhì)的混合物附著在回收鋸條輥的鋸齒上,回收鋸條輥的高速旋轉(zhuǎn),使雜質(zhì)產(chǎn)生離心力,受格條柵的有效阻隔進(jìn)入排雜絞龍,經(jīng)絞龍排出機(jī)外。而子棉受鋸齒鉤拉,被送至撥棉輥,在撥棉輥的刮撥及氣流作用下,送給回收刺釘輥進(jìn)行回收,回收的子棉經(jīng)過回收通道和原子棉流混合在一起進(jìn)行清理。清理潔凈的子棉經(jīng)清理機(jī)出口排出機(jī)外,進(jìn)入下道工序的整理。
6MHZQ系列和MQZXH系列回收式子棉清理機(jī)的技術(shù)特性見表7-5和表7-6。

拋擲式鈴殼清理機(jī)利用“拋擲反彈結(jié)合慣性離心力”的作用,使子棉和雜質(zhì)分別。具體地說,是利用子棉和雜質(zhì)在鋸齒滾筒上反彈性能的差異以及兩者在鋸齒滾筒上的附著力不同(子棉易被鋸齒鉤住,鈴殼、僵瓣等雜質(zhì)不易被鋸齒鉤住),使雜質(zhì)在慣性離心力的作用下拋離鋸齒滾筒和子棉分別。拋擲式鈴殼清理機(jī)主要見于機(jī)采棉設(shè)備中。
清鈴殼機(jī)也稱提凈式子棉清理機(jī)。實(shí)際上是除鈴殼機(jī)和除棉稈機(jī)的聯(lián)合機(jī),其上部是除鈴殼機(jī),下部是除棉稈機(jī)。主要部件有:3個拋擲輸送器、1組大齒條輥、10組排雜棒、1組大刷棉輥、3組小刷棉輥加3組U形刺條輥、格條柵、雜質(zhì)輸送絞龍等。
6MQL—15型清鈴機(jī)如圖7-23所示。清鈴部由刺條輥、換向板、排雜絞龍、撥棉輥、鋼絲刷、弧隔板、塵棒、溜雜板及機(jī)架組合而成。提凈部由刺條輥、鋼絲刷、除塵棒、回收輥(1)、回收輥(2)、撥棉輥(1)、撥棉輥(2)、格條柵(1)、格條柵(2)、排雜絞龍等部件組成。傳動系統(tǒng)由2臺電動機(jī)帶動。7.5kW電動機(jī)帶動清鈴部各輥及各絞龍,15kW電動機(jī)帶動提凈部各輥及阻風(fēng)閥及排雜絞龍。

工作過程如下:首先,子棉經(jīng)進(jìn)料口進(jìn)入后由換向板操縱其流向。若子棉不需清理,可向前扳動換向板換向手柄,使子棉通過清鈴機(jī)前部排出清鈴機(jī);若子棉需要清理,可向后扳動換向板換向手柄。
子棉在重力的作用下均勻落到個拋擲輸送器上,個拋擲式輸送器將子棉喂給大齒輥,依附在齒輥表面的子棉和雜質(zhì)在鋸齒的勾拉下隨大齒輥旋轉(zhuǎn),當(dāng)碰到阻鈴板時,鈴殼被擋回原拋擲輸送器,該拋擲輸送器將雜質(zhì)(包含鈴殼、棉稈、棉葉等)和部分子棉送到機(jī)器的一端,在重力作用下掉到第二個拋擲輸送器上,第二個拋擲輸送器又將子棉拋喂給大齒輥,一般雜質(zhì)被反彈回來,子棉被鋸齒勾走,同時,該拋擲輸送器又將雜質(zhì)和少部分子棉送到機(jī)器外。上述、第二拋擲輸送器的底板沖有圓孔,使細(xì)小雜質(zhì)在輸送過程中排到第三個輸送器上,大刺輥勾拉的子棉,先遇一鋼絲刷被抹緊,雜質(zhì)則在離心力和排雜棒阻隔作用下,脫離齒輥。除鈴后的子棉隨齒輥一同旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)至刷棉輥處被刷下,之后由一調(diào)節(jié)擋板操縱或排出機(jī)外,或喂入除棉稈機(jī)。
除鈴后的子棉,在重力作用下均勻喂入除棉稈機(jī)的上工作輥,一排固定的鋼絲刷把子棉抹在鋸齒上,隨著工作輥高速旋轉(zhuǎn),雜質(zhì)產(chǎn)生20～30倍于自身重量的離心力,再在3根排雜棒的有效阻隔下,脫離工作輥,同時有一部分子棉也脫離工作輥,在重力作用下喂入第二或第三(回收輥)工作輥,一部分受到較大離心力的雜質(zhì),直接排入雜質(zhì)絞龍。潔凈的子棉被刷棉輥刷下,排出機(jī)外。喂入第二工作輥的子棉,經(jīng)歷的過程同上;喂入第三工作輥的子棉數(shù)已很少,使刷齒能更有效地勾拉子棉,雖然其轉(zhuǎn)速略低一些,但在格條柵網(wǎng)底的作用下,能更有效地清除雜質(zhì),全部雜質(zhì)被絞龍排出機(jī)外。第二、第三工作輥上潔凈的子棉,被同一個刷棉輥刷下,排出機(jī)外。
圖7-24為美國拉姆斯公司生產(chǎn)的提凈式鈴殼清理機(jī)。

6MQL系列提凈式子棉清理機(jī)的技術(shù)特性見表7-7所示。

3.鋸片滾筒式子棉清理機(jī)
鋸片滾筒由鋸片和隔圈相間套在軸上而成。鋸片滾筒不僅起到?jīng)_擊、阻滯子棉的作用,還起到篩分雜質(zhì)的作用。
沖擊式清花機(jī)為鋸片滾筒式,主要用于清除子棉中的細(xì)小塵雜和部分棉枝,也可用于清理皮棉(清理皮棉不用落棉回收裝置)。它的特點(diǎn)是能充分開松子棉,在松棉、除雜過程中對子棉纖維的損傷很小。
沖擊式清花機(jī)的特點(diǎn)是沒有除雜篩網(wǎng),可減少子棉在清理過程中因和網(wǎng)面摩擦而造成的棉結(jié),并且設(shè)有落棉回收裝置,減少了棉纖維的損失。
沖擊式清花機(jī)的特點(diǎn):
(1)能清除軟特雜。如前所述,軟雜回收輥能纏繞子棉中的軟特雜,待停機(jī)時,再由人工取出其上的纏繞物。
(2)能對不同子棉做不同處理。圓鋼格條柵可以移動調(diào)整,以滿足不同性狀子棉的處理要求。對于整理后能升級的子棉,可進(jìn)行大清大排處理。
(3)松棉效果好。能充分開松子棉,在松棉、除雜過程中對子棉纖維的損傷很小。
影響沖擊式清花機(jī)清雜效率的因素除子棉性狀以外還有以下幾方面。
①刺釘滾筒、鋸片滾筒的表面線速度及線速度比:沖擊式清花機(jī)依靠刺釘和鋸齒對子棉沖擊、撕扯進(jìn)行松棉除雜,因此,刺釘滾筒、鋸片滾筒的表面線速度越高,子棉受到的沖擊作用越強(qiáng)烈,清雜效率越高。但線速度過高會損傷纖維和棉子,產(chǎn)生棉結(jié)、索絲等疵點(diǎn)。為此,刺釘滾筒表面線速度不得超過11m/s,鋸片滾筒的表面線速度不得超過8m/s。刺釘滾筒和鋸片滾筒表面線速度比越大,子棉受到的撕扯作用就越強(qiáng)烈,松棉效率、清雜效率越高。但線速度比過大,會損傷纖維和棉子。通常,刺釘滾筒和鋸片滾筒的線速度比不得超過1∶0.6。
②鋸片片距:鋸片滾筒不僅起到?jīng)_擊、阻滯子棉的作用,還起到篩分雜質(zhì)的作用。一般地,鋸片片距越大,雜質(zhì)越簡單從鋸片之間墜落,清雜效率高,但同時也易排落單粒子棉,加重回收部分的負(fù)擔(dān),甚至造成落棉損失,增加衣分虧損。反之,大型雜質(zhì)不易排落,清雜效率低。鋸片片距應(yīng)小于子棉瓣的腰徑或單粒子棉的直徑,要求小于20mm。
③相鄰鋸片滾筒齒尖之間的距離:此距離大,清雜效率高,但排落的單粒子棉也多;反之,雜質(zhì)難于排落,甚至發(fā)生鋸齒相碰擦的事故。故此距不宜過大或過小,要求小不低于5mm,大不超過18mm。
④刺釘滾筒刺端和鋸片滾筒齒尖之間的距離:此距離大,既減弱了刺釘對子棉的打擊作用力,也減弱了鋸片滾筒對子棉的摩擦阻滯作用,使清雜效率下降;反之,清雜效率高,但會產(chǎn)生許多單粒子棉并造成落棉過多,嚴(yán)峻時產(chǎn)生破子現(xiàn)象。此距離必須大于棉子的腰徑,要求小不低于9mm。
⑤U形鋸齒滾筒和鋼絲刷條、格條柵及排雜調(diào)節(jié)板的間距:一般情況,這些間距大,雜質(zhì)不易被U形鋸齒滾筒鉤住,清雜效率高,但排出機(jī)外的雜質(zhì)中單粒子棉和小花頭也多,衣虧加大;反之,清雜效率低。一般鋸齒和圓鋼格條柵的間距為10mm,鋸齒和鋼絲刷條的間距為0～5mm,鋸齒和可調(diào)排雜板的間距為5mm。
MQZ系列沖擊式清花機(jī)的結(jié)構(gòu),如圖7-25所示。它由喂棉、開松除雜、落棉回收等部分組成。

喂棉部分由喂棉輥、軟雜回收輥、盛棉斗等機(jī)件組成。該部分的作用是把子棉均勻地喂入開松除雜部分,同時由軟雜回收輥纏繞子棉中的軟特雜,達(dá)到分別軟特雜的目的。
開松除雜部分由5個刺釘滾筒和5個鋸片滾筒組成。5個刺釘滾筒平行布置在上,5個鋸片滾筒平行布置在下,它們和水平面成45°傾斜。鋸片滾筒由鋸片和隔圈相間套在軸上而成。
落棉回收部分由鋼絲刷條、U形鋸齒滾筒,即下回收輥、排雜調(diào)節(jié)板、可調(diào)格條柵、中回收輥、上回收輥、排雜螺旋等組成。其作用是回收松棉除雜部分排落的單粒子棉、小花頭和僵瓣棉。
MQZ系列沖擊式清花機(jī)的技術(shù)特性見表7-8。

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