本申請(qǐng)主張?jiān)?015年3月27日提交的標(biāo)題為“混合容量測(cè)量設(shè)備(MixingCapacityMeasuringDevice)”的JP2015-066522的優(yōu)先權(quán)，并且其是主張了申請(qǐng)日為2012年12月25日的JP專利申請(qǐng)No.2012-280988作為優(yōu)先權(quán)的，于2013年12月23日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?4/138,157的部分接續(xù)申請(qǐng)，為了所有目的，以上公開以引用方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及混合容量測(cè)量設(shè)備或更具體的涉及能夠定量并預(yù)測(cè)混合設(shè)備的混合容量的測(cè)量設(shè)備。
背景技術(shù)：
：不同于通常為螺旋槳型的常規(guī)混合構(gòu)件，已經(jīng)提出了如在專利文獻(xiàn)1中示出的混合器，其中在圓柱形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的內(nèi)部發(fā)生循環(huán)流。不同于螺旋槳型混合構(gòu)件，具有該配置的混合設(shè)備可以高程度安全性和效率混合該混合目標(biāo)。先前技術(shù)文獻(xiàn)(專利文獻(xiàn))專利文獻(xiàn)1-未審的日本專利申請(qǐng)公布No.2014-124540。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的問題常規(guī)的混合設(shè)備包括具有螺旋槳型混合構(gòu)件的那些設(shè)備，而用于測(cè)量并計(jì)算常規(guī)混合設(shè)備混合容量的技術(shù)是復(fù)雜或不清楚的。因此，難以定量并預(yù)測(cè)混合設(shè)備的混合容量。本公開提出一種通過裝置可以測(cè)量混合設(shè)備的液體轉(zhuǎn)移體積的技術(shù)，所述裝置可客觀地驗(yàn)證處理時(shí)間和有效管理混合所需要能量的量。這反過來產(chǎn)生允許預(yù)測(cè)混合效率的數(shù)據(jù)，諸如確定用于混合給定量液體所需的處理時(shí)間和能量消耗的確切量。解決問題的器件為了解決該問題，本公開提供經(jīng)由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸21E圍繞圓柱形殼體31的中心軸線整體旋轉(zhuǎn)的混合器主體7或21A，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸21E連接至封閉圓柱形殼體31上端的頂板21G1。圓柱形殼體31具有在圓柱形殼體31的外周表面中形成的多個(gè)排放口31A1-31A4。多個(gè)向內(nèi)伸出翅片或擠壓板部分33A1-33A4提供在圓柱形殼體31的內(nèi)周表面。在圓柱形殼體31的底端處提供的是吸入口31。當(dāng)圓柱形殼體31旋轉(zhuǎn)時(shí)，翅片33A1-33A4引起內(nèi)部循序流，其中將要混合的液體21C圍繞中心軸線L1循環(huán)。形成內(nèi)部循環(huán)流f的將要混合的部分液體2，作為外排放流的d1-d4由離心力通過在圓柱形殼體31中形成的排放口31A1-31A4而向外排放。同時(shí)，在混合器主體7或21A外側(cè)的將要混合的部分液體2通過吸入口32而抽吸作為吸入流e1-e3?；旌掀髦黧w7或21A在預(yù)定時(shí)間單元內(nèi)從混合槽3中抽取將要混合的液體2，并通過吸入口32將要混合的液體2轉(zhuǎn)移至混合槽5。可以通過測(cè)量轉(zhuǎn)移至混合槽5的將要混合的液體2體積來確定混合器主體7或21A的混合容量。發(fā)明效果根據(jù)本公開，在預(yù)定時(shí)間單元內(nèi)從第一混合槽中抽吸或抽取將要混合的液體并經(jīng)由產(chǎn)生內(nèi)部循環(huán)流的在圓柱形殼體的底部形成的吸入口轉(zhuǎn)移至第二混合槽。然后，通過測(cè)量轉(zhuǎn)移至第二混合槽的將要混合的液體體積可以定量混合器主體的混合容量。使用該混合容量量化，可以定制并設(shè)計(jì)混合設(shè)備的各種元件以相應(yīng)地達(dá)到所期望的混合性能。附圖說明圖1顯示混合容量測(cè)量設(shè)備的實(shí)施例。圖2為示出混合設(shè)備實(shí)施例的示意性橫截面圖。圖3為示出混合器主體詳細(xì)配置的透視圖。圖4為示出圖3中示出的圓柱形殼體詳細(xì)配置的平面圖。圖5a至圖5c顯示用于測(cè)量混合設(shè)備混合體積的混合容量測(cè)量設(shè)備的操作的實(shí)施例。圖6a至圖6c顯示轉(zhuǎn)移液體體積測(cè)量操作的透視圖。圖7顯示將要混合的液體轉(zhuǎn)移體積的測(cè)量結(jié)果的評(píng)估的特性線圖。圖8顯示示出混合設(shè)備混合效率的圖表。圖9示出用于測(cè)量混合設(shè)備升力的測(cè)量設(shè)備的實(shí)施例的透視圖。圖10A和圖10B顯示用于測(cè)量混合設(shè)備升力步驟的實(shí)施例的透視圖。圖11顯示示出混合設(shè)備升力的評(píng)估結(jié)果的特性線圖。圖12顯示示出混合設(shè)備的升力和旋轉(zhuǎn)速度之間關(guān)系的圖表。圖13顯示示出混合設(shè)備的吸入口直徑、升力以及旋轉(zhuǎn)速度之間相關(guān)性的圖表。圖14顯示示出混合設(shè)備的吸入口直徑、升力以及旋轉(zhuǎn)速度之間相關(guān)性的柱狀圖。圖15顯示示出各種混合設(shè)備的混合效率的圖表。圖16顯示示出各種混合設(shè)備的混合效率的柱狀圖。圖17顯示示出混合設(shè)備的混合轉(zhuǎn)移體積和吸入口直徑之間關(guān)系的特性線圖。具體實(shí)施例現(xiàn)將結(jié)合附圖來描述本公開的第一實(shí)施。(1)混合容量測(cè)量設(shè)備的配置圖1顯示混合容量測(cè)量設(shè)備1的示例裝置。將要混合的目標(biāo)為包含在第一混合槽3中的將要混合的第一液體2。包含將要混合的第二液體的第二混合槽5設(shè)置在第一混合槽3的上部。當(dāng)混合器6的混合器主體7通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)8旋轉(zhuǎn)時(shí)，包含在第二混合槽5中的將要混合的第二液體4被測(cè)量。當(dāng)混合器主體7通過由驅(qū)動(dòng)電機(jī)支撐單元9支撐的驅(qū)動(dòng)電機(jī)8旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一混合槽3中將要混合的第一液體2通過吸入管10B而抽取以便置于第二混合槽5中。如所顯示的，吸入管10B穿過在第二混合槽5的底面處形成的密封構(gòu)件10。實(shí)施測(cè)量的操作員經(jīng)由測(cè)量控制單元11輸入一組測(cè)量條件12，以使驅(qū)動(dòng)電機(jī)8根據(jù)該組測(cè)量條件驅(qū)動(dòng)混合設(shè)備。從實(shí)施測(cè)量的操作員激活啟動(dòng)開關(guān)13的時(shí)間到實(shí)施測(cè)量的操作員關(guān)掉停止開關(guān)14的時(shí)間之間，測(cè)量控制單元11激活驅(qū)動(dòng)電極8以便驅(qū)動(dòng)混合器主體7從而以如在顯示窗口15上顯示的旋轉(zhuǎn)速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，rpm)旋轉(zhuǎn)。(2)混合設(shè)備的示例性操作作為一個(gè)示例，將具有如圖2所示的混合設(shè)備21的混合器主體21A配置的混合器主體7用作或作為用于測(cè)量其混合容量的目標(biāo)。如所顯示的，混合設(shè)備21具有這樣的配置：具有圓柱形的混合器主體21A從方形混合槽21B的頂部直接插入至包含在混合槽中將要混合的液體21C中?；旌掀髦黧w21A從旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分21D垂直延伸并且附接至旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸21E的下端。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸21E垂直延伸并由圍繞中線軸線L1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)21F驅(qū)動(dòng)。以下示例性說明涉及混合器主體以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的情況?？梢岳斫獾氖?，以下說明也適用于混合器主體以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的情況。如圖3所示，混合器主體21A具有圓柱形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件21G，其中圓柱形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件21G的上表面和下表面分別由頂板21G1和底板21G2所覆蓋。如箭頭a所示，當(dāng)下端整體固定至頂板21G上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸21E逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓柱形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件21G按如箭頭b所示的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)的頂板21G1和底板21G2的上表面和下表面附接至其上的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件21G具有金屬(或包括樹脂的其它合適材料等等)薄板制作的圓柱形殼體31。在圓柱形殼體31的外表面，如圖3和圖4所示，示出了四個(gè)排放口31A1-31A4以圍繞中心軸線L1中心的90度角設(shè)置。同時(shí)，與圓柱形殼體31連通并且具有吸入口功能的吸入管32從底板21G2的中心向下突出。為了簡(jiǎn)化和說明的目的，布置示出的排放口31A1-31A4以使它們?cè)趫A柱形殼體31中兩層的中間位置處垂直形成。作為一個(gè)示例，可以有以90度間隔在圓柱形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件21G圓柱形外周表面中形成的8或12個(gè)排放口?？梢岳斫獾氖?，在圓柱形殼體中可以形成其它合適數(shù)目層中布置的其它合適數(shù)目的排放口。以由箭頭b所示的旋轉(zhuǎn)方向的圓柱形殼體31的排放口31A1、31A2、31A3、31A4，擠壓板部分33A1、33A2、33A3、33A4的端邊緣是以朝向中心軸線L1側(cè)方向上形成的。因此，當(dāng)包含將要混合的液體21C的圓柱形殼體31以旋轉(zhuǎn)方向b旋轉(zhuǎn)時(shí)，將要混合的液體21C由擠壓板部分33A1、33A2、33A3、33A4壓出，穿過所述擠壓板部分33A1、33A2、33A3、33A4與其相鄰的排放口31A1、31A2、31A3、31A4。因此，為了混合將要混合的液體21C，擠壓板部分33A1-33A4的表面推動(dòng)將要混合的液體21C，以便由擠壓板部分(其也可以稱為翅片)轉(zhuǎn)移。根據(jù)圖2至圖4所示的配置，當(dāng)混合器主體21A已經(jīng)插入至將要混合的液體21C中并且由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分21D以箭頭a方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，在圓柱形殼體31的圓周表面處的排放口31A1的翅片或擠壓板部分33A1和排放口31A2的翅片或擠壓板部分33A2之間的空間、排放口31A2的翅片或擠壓板部分33A2和排放口31A3的翅片或擠壓板部分33A3之間的空間、排放口31A3的翅片或擠壓板部分33A3和排放口31A4的翅片或擠壓板部分33A4之間的空間、以及排放口31A4的翅片或擠壓板部分33A4和排放口31A1的翅片或擠壓板部分33A1之間的空間，以如由箭頭c1、c2、c3以及c4所示的按照箭頭a的相同方向移動(dòng)。此時(shí)，如以上提到的部分，每個(gè)以c1、c2、c3以及c4的方向移動(dòng)，圓柱形殼體31內(nèi)的將要混合的部分液體21C與圓柱形殼體31的中心部分接觸并且沿著該移動(dòng)而被抽取。因此，擠壓板部分或翅片33A1-33A4作為整體用來轉(zhuǎn)移將要混合的液體21C。在圓柱形旋轉(zhuǎn)構(gòu)件21G啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)并取得穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)之后，旋轉(zhuǎn)操作沿著擠壓部分或翅片33A1-33A4處抽取將要混合的液體21C。圍繞中心軸線L1將要混合的液體21C的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸21E的旋轉(zhuǎn)速度相同(這稱為內(nèi)部循環(huán)流f)。形成內(nèi)部循環(huán)流f的將要混合的液體21C的外側(cè)沿著旋轉(zhuǎn)而抽取。為圍繞中心軸線L1中心的將要混合的液體21C通過離心力而向外分散。離心力已經(jīng)作用于其上的將要混合的液體21C的部分內(nèi)部循環(huán)流如圖4中箭頭d1-d4所示的方向而排出，如外部排放流從圓柱形殼體31的排放口31A1-31A4至混合槽21B的外部部分。通過該實(shí)施例，當(dāng)排放口31A1-31A4在圓柱形殼體31的金屬薄板部分外圓周打孔時(shí)，板構(gòu)件定位在形成缺口的排放口31A1-31A4的外圓周邊緣處。這些構(gòu)件在加工之后向內(nèi)折疊以形成擠壓板部分或翅片33A1-33A4。在此種情況下，如果相對(duì)于圓柱形殼體31內(nèi)側(cè)表面的折疊角為例如45度并且如果圓柱形殼體31是旋轉(zhuǎn)的，則擠壓板部分33A1-33A4以中心軸線L1的方向推出將要混合的液體21C。以該方法，通過擠壓板部分33A1-33A4可以容易地實(shí)施形成操作的內(nèi)部循環(huán)流f。此時(shí)，如圖3所示，在混合槽21B內(nèi)的將要混合的液體21C以及圍繞作為吸入口的吸入管32的將要混合的液體21C穿過如箭頭e1所示的而抽取值圓柱形殼體31中作為吸入流。因此，如由箭頭e2和箭頭e3所示，接近混合槽21B底板21G2的將要混合的液體21C在吸入管32下端而聚集并且穿過其而抽取作為吸入流e1。在圓柱形殼體31內(nèi)的將要混合的液體21C流動(dòng)時(shí)，外部排放流d1-d4從排放口31A1-31A4中排放(作為水平排放流)同時(shí)吸入管32中出現(xiàn)吸入流e1-e3。因此，將要混合的液體21C被抽取至吸入管32中(克服重力)并在內(nèi)部循環(huán)流f(氣旋流)之后以圍繞圓柱形殼體31的中心軸為中心，部分內(nèi)部循環(huán)流f作為外部排放流d1-d4而向外排出以變成將要混合液體2C的混合流?；谌鐖D2至圖4所示的混合設(shè)備21的配置，混合器主體21A的圓錐形殼體31的旋轉(zhuǎn)引起其中內(nèi)部循環(huán)流f的出現(xiàn)。同時(shí)，將要混合的液體21C的部分由離心力徑向分散至外側(cè)作為外部排放流d1-d4。此外，如由吸入流e1至吸入流e3所示，混合器主體中存在的負(fù)壓用于將要混合的液體從混合槽中抽取至混合器主體中并圍繞圓柱形殼體31。圓柱形殼體31對(duì)包含在混合槽21B中將要混合的液體21C進(jìn)行攪拌并混合。這在混合槽中產(chǎn)生了勻化且均勻混合。(3)混合容量測(cè)量(3-1)測(cè)量設(shè)備的示例性操作圖5a至圖5c顯示混合容量測(cè)量設(shè)備的示例性操作?；旌掀髦黧w7(其旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)將要測(cè)量)設(shè)置在第二混合槽5中。吸入管32穿過第二混合槽5的底面以便與第一混合槽3連通。吸入管以這種方式布置：第一混合槽3中的第一混合液2可以穿過吸入管而抽吸以便轉(zhuǎn)移至并在第二混合槽5中收集作為第二混合液4。第二混合液4的體積基于如在在第二混合槽表面上顯示的由操作員記錄的測(cè)量梯度或標(biāo)記點(diǎn)16而確定。(3-1-1)測(cè)量過程在實(shí)施測(cè)量之前，操作員確保在第一液體混合槽3和第二液體混合槽5中存在充分水位(諸如水位2A和水位4A)以允許混合器主體7如圖5a所示進(jìn)行操作。操作員設(shè)定如圖1所示的測(cè)量條件12，諸如想要測(cè)量的混合器主體7的每分鐘轉(zhuǎn)速(例如，500rpm、1000rpm、1,500rpm、2,000rpm)。也可以使用其它合適的旋轉(zhuǎn)速度。在打開啟動(dòng)開關(guān)13時(shí)，操作員激活用于預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)(例如，10秒)的停表。同時(shí)，基于在顯示窗口15上顯現(xiàn)的數(shù)字確認(rèn)混合器主體7的每分鐘轉(zhuǎn)速。然后，當(dāng)規(guī)定時(shí)間已經(jīng)達(dá)到時(shí)操作員關(guān)掉混合停止開關(guān)14并通過在如圖5b所示第二混合液槽5的表面上做標(biāo)記記錄達(dá)到的水位。操作員為將要測(cè)量的混合器主體的每個(gè)rpm速度重復(fù)以上相同步驟。每次，向上抽取穿過吸入管32作為第二混合液4并轉(zhuǎn)移至第二混合槽5中的第一混合液2的量，可以通過基于由如圖5c所示的第二混合液4達(dá)到的水位在第二混合槽上做標(biāo)記而記下。例如，操作員在第二混合槽上作初始水位的標(biāo)記。標(biāo)記16X指的是在如圖5a所示操作混合器主體7之前包含在第二混合槽中的初始水位4A。對(duì)于每個(gè)旋轉(zhuǎn)速度，操作員在規(guī)定測(cè)量時(shí)間已經(jīng)達(dá)到之后在第二混合槽表面上作最終水位的標(biāo)記(例如，標(biāo)記為圖5b至5c中所示的16A至16D)。最終水位和初始水位之間的差異與第二混合液4的體積有關(guān)，所述第二混合液4的體積是在規(guī)定測(cè)量時(shí)間內(nèi)基于具體旋轉(zhuǎn)速度由混合器主體而抽取的。因此，將與第二混合液4有關(guān)的最終水位記錄并分別標(biāo)記為16A、16B、16C以及16D，所述第二混合液4在混合器主體7以500rpm、1,000rpm、1,500rpm以及2,000rpm中每個(gè)速度旋轉(zhuǎn)之后，從第一混合液中抽取至第二混合液槽5中。隨后，操作員準(zhǔn)備如圖6a所示的稱重天平31。此后，將具有初始水位和最終水位的標(biāo)記或標(biāo)簽的第二混合槽放在稱重天平上。測(cè)量第二混合槽的重量并記錄為W1。將第一混合槽中將要混合的液體傾倒至放在稱重天平上的第二混合槽5中直至將要混合的液體達(dá)到初始水位16X的標(biāo)記。測(cè)量填充有達(dá)到初始水位16X將要混合的液體的第二混合槽的重量并記錄為如圖6b所示的W2。然后，操作員繼續(xù)將要混合的液體從第一混合槽轉(zhuǎn)移至第二混合槽中直至其達(dá)到基于各種旋轉(zhuǎn)速度的最終水位16(例如，16A、16B、16C或16D)的標(biāo)記。測(cè)量填充有達(dá)到最終水位16將要混合的液體的第二混合槽的重量并記錄為W3。作為一個(gè)示例，測(cè)量具有達(dá)到基于第一旋轉(zhuǎn)速度(例如，500rpm)的最終水位16A將要混合的液體的第二混合槽的重量并記錄為如圖6c所示的W3。W3和W2之間的差異對(duì)應(yīng)于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)以相應(yīng)的rpm速度轉(zhuǎn)移至第二混合槽作為第二混合液的將要混合的第一液體2的重量。以這種方法，以混合器主體7的每個(gè)rpm速度轉(zhuǎn)移至第二混合槽5中作為第二混合液4的第一混合液2的稱重?cái)?shù)據(jù)(由稱重天平31獲得)獲得作為混合器主體的混合容量信息的量化。(3-1-2)測(cè)量結(jié)果的評(píng)估將要測(cè)量的混合器主體7(如圖5a至圖5c所示)包括與具有圓柱形殼體31(如圖2至圖4所示)的混合器主體21A類似的配置。具有約50mm直徑的混合器主體21A的圓柱形殼體31例如以500rpm、1,000rpm、1,500rpm以及1,930rpm旋轉(zhuǎn)。在混合器主體以一定速度旋轉(zhuǎn)一段預(yù)定時(shí)間之后，由混合器主體從第一混合槽中轉(zhuǎn)移的第二混合槽5中第二混合液4的量或體積在稱重天平31上稱重，并且其重量數(shù)值呈現(xiàn)在圖7中作為測(cè)量點(diǎn)。如所示出的，測(cè)量點(diǎn)P1、P2、P3以及P4分別對(duì)應(yīng)于以500rpm速度的1,200、以1000rpm速度的3,490、以1,500rpm速度的5,300、以1930rpm速度的7,790。如所描述的，測(cè)量結(jié)果顯示在圖7中。水平軸表示旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)同時(shí)垂直軸表示第二混合液的重量(以g/min為單位)。當(dāng)繪制測(cè)量點(diǎn)P1、P2、P3時(shí)，形成了基本上為直線的特性曲線。C1，例如，由現(xiàn)行方程Y＝aX+b表示，其中常數(shù)b實(shí)際上為0(b＝0)并因此Y＝aX?；谑褂没旌先萘繙y(cè)量設(shè)備1的測(cè)量結(jié)果，顯示出非常高的由基本上與混合器主體21A相同的混合器主體7獲取的啟動(dòng)性能。例如，當(dāng)混合器主體21A從0rpm啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)滯后時(shí)間(換句話說，啟動(dòng)時(shí)間中的延遲)是可以忽略的，證實(shí)了非常高的啟動(dòng)性能。(3-1-3)如上所述，特性曲線C1與具有圓柱形殼體31的具有50mm直徑的攪拌器主體7的測(cè)量結(jié)果有關(guān)。圖7中的特性曲線C2顯示具有25mm直徑的圓柱形殼體31的測(cè)量結(jié)果。如所顯示，特性曲線C2的測(cè)量點(diǎn)P11、P12、P13以及P14分別對(duì)應(yīng)于以1000rpm速度的990g、以2000rpm速度的2,580g、以3,000rpm速度的3,350、以4000rpm速度的4,550。在這種情況下，混合器主體21A也顯示具有接近忽略不計(jì)延遲的快速啟動(dòng)，證實(shí)了好的啟動(dòng)性能。此外，即使在改變混合器主體21A的直徑情況下，特性曲線C1和特性C2的梯度或斜率基本上是線性的。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，混合器主體21A的旋轉(zhuǎn)速度(rpm)和由混合器主體轉(zhuǎn)移的液體體積(g/min)之間的關(guān)系可以定量。結(jié)果，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過所轉(zhuǎn)移液體體積的實(shí)際測(cè)量，引起混合液體將要轉(zhuǎn)移的混合器主體的各種部分或設(shè)計(jì)可以客觀并預(yù)先性預(yù)測(cè)。(3-2)測(cè)量混合效率(3-2-1)如參考圖2至圖4所描述的，混合設(shè)備21混合器主體21A的圓柱形殼體31具有向內(nèi)形成作為擠壓板部分33A1-33A4的翅片，所述翅片將混合能量施加至將要混合的液體21C以便轉(zhuǎn)移將要混合的液體21C。以這種方法，液體混合槽21B內(nèi)側(cè)的混合液體21C獲得了混合效果?？紤]到混合設(shè)備21，可以實(shí)施所轉(zhuǎn)移混合液體體積的測(cè)量，混合設(shè)備21的混合效率(稱為實(shí)際混合效率％)可以由以下方程呈現(xiàn)。方程1：實(shí)際效率％(E％)＝…(1)在圖2至圖4顯示的混合器主體21A的情況下，提供翅片或擠壓板部分33A1-33A4作為用于由混合器主體21A將混合液體混合的機(jī)械裝置。基于以上方程1，所期望翅片總轉(zhuǎn)移體積可以基于混合設(shè)備的測(cè)量體積而計(jì)劃并配置，以使獲得高的混合效率。(1)確定翅片總轉(zhuǎn)移體積的方程如下所示：方程2翅片總轉(zhuǎn)移體積＝AxNxfxπxD…(2)其中A：翅片表面積N：翅片數(shù)目f：每秒轉(zhuǎn)數(shù)的頻率(rps)＝πx混合器主體內(nèi)徑xrpm/60D：混合器主體的直徑基于以上方程，可以計(jì)算翅片的總轉(zhuǎn)移體積。方程2中的πDf可以表示為如下方程3：方程3πDf＝V……(3)其中V：以秒的混合器速度。以這種方法，證實(shí)了以秒的混合器主體21A的速度。換句話說，期望的是以秒的圓柱形殼體31的圓周速度。具體的是，如下可以使用如上計(jì)算一個(gè)翅片的流速：方程4Q＝AV…(4)其中Q：一個(gè)翅片的流動(dòng)體積A：翅片表面積因此，可以確定一個(gè)翅片的流動(dòng)體積，其指的是每單位時(shí)間穿過翅片的混合液體的質(zhì)量或體積。方程5Qt＝QxN…(5)其中Qt：N個(gè)數(shù)目翅片的總混合液體轉(zhuǎn)移體積。以這種方式，可以確定N個(gè)數(shù)目翅片的總混合液體轉(zhuǎn)移體積Qt，其涉及由混合設(shè)備21的N個(gè)數(shù)目翅片每單位時(shí)間所轉(zhuǎn)移液體的總體積或質(zhì)量。方程6E%=QeQtx100...(6)]]>其中Qe：所轉(zhuǎn)移液體的測(cè)量體積Qt：由N個(gè)數(shù)目的翅片轉(zhuǎn)移的總液體體積(計(jì)算)E％：實(shí)際效率％因此，可以基于所轉(zhuǎn)移液體的所測(cè)量流速Q(mào)e與N個(gè)數(shù)目的翅片的總計(jì)算流速Q(mào)t之比可以確定混合器主體的實(shí)際效率。(3-2-2)示例作為確定實(shí)際效率的示例，使用具有圓柱形殼體31直徑約50mm的混合器主體21A。測(cè)量混合器主體21A的直徑并且其實(shí)際測(cè)量表示成如下：D＝51mm...(7)測(cè)量混合器主體的翅片或擠壓部分的寬度和高度并且翅片的實(shí)際表面積表示成如下：A＝寬x高＝15mmx15mm＝225mm2…(8)基于以上計(jì)算，翅片的表面積為約225mm2。在該示例中，混合器主體的實(shí)際數(shù)目的翅片(N)表示成如下：N＝12…(9)基于以上，在本示例中使用的混合器主體包括12個(gè)翅片?；旌掀髦黧w21A經(jīng)設(shè)定以1000rpm操縱。以每秒轉(zhuǎn)數(shù)為單位表示的頻率f表示成如下：f＝1000rpm/60＝16.7rps…(10)因此，基于以上計(jì)算，頻率f為16.7rps。因此，混合器主體21A的圓柱形殼體31的速度V表示成如下：V＝πDf＝3.14x51x16.7＝2674mm/s…(11)圓柱形殼體的速度V為2674mm/s。借助以上信息，單個(gè)翅片的體積流率Q可以確定為如下：Q＝AxV＝0.000225m2x2.67m/s＝0.006m3/s＝6cm3/s…(12)基于以上，單個(gè)翅片的體積流率為6cm3/s。以上1翅片的體積流率可以表示成如下：6cm3/s＝6mL/s…(13)這意味著，混合器主體的翅片可每秒轉(zhuǎn)移6ml的液體。翅片的流速可另外以為ml/每分鐘(min)單位表示成如下：6mL/sx60＝360mL/min…(14)因此，現(xiàn)在可以確定由共12個(gè)翅片轉(zhuǎn)移的將要混合的液體的量，其中每個(gè)翅片的流速為360ml/min。N個(gè)數(shù)目的翅片的總體積流速Q(mào)t表示成如下：Qt＝360mL/minx12fins＝4320mL/min…(15)此外，眾所周知，1mL＝1g。借助于此，體積流速可以表示成質(zhì)量流速，其中Qt＝4320g/min。因此，基于以上，對(duì)于每個(gè)4320ml，理論上，由混合器主體的翅片每分鐘轉(zhuǎn)移4320g將要混合的液體。在1000rpm旋轉(zhuǎn)速度下50mm直徑的混合器主體21A的實(shí)際測(cè)量值Qe在特性曲線C1中顯示作為圖7中測(cè)量點(diǎn)P2?；趫D7中記錄的測(cè)量點(diǎn)P2，測(cè)量的Qe如下：Qe＝3490g/min…(16)E%=QeQtx100=34904320x100=80.8%...(17)]]>因此，混合器主體的實(shí)際效率為80.8％。以這種方式，可以為具有如圖2至圖4所配置的混合器主體21A的混合設(shè)備21定量并預(yù)測(cè)80.8％的混合效率值，其中具有50mm直徑的圓柱形殼體31和12個(gè)h翅片以1000rpm旋轉(zhuǎn)。(3-2-3)基于混合效率確認(rèn)混合容量如上所示，考慮到具有圖2至圖4顯示配置的混合設(shè)備21，根據(jù)將要混合的液體的所測(cè)量液體轉(zhuǎn)移體積Qe，可以理解基于混合效率的定量數(shù)據(jù)的混合容量。根據(jù)圖8，當(dāng)具有51mm直徑的混合設(shè)備21的圓柱形殼體31以500rpm、1,000rpm、1,500rpm以及2,000rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)，可分別確定93.20％、122.00％、105.30％以及107.20％的混合效率值。參考涉及具有25mm直徑的圓柱形殼體以及具有50mm直徑的圓柱形殼體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，前者的混合容量極其高。特別地，在2,000以及以上的每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)處混合效率值超過100％。例如，在2,000rpm處效率值為122％，在3,000rpm處效率值為105.30％并且在4,000rpm處時(shí)效率值為107.20％。如果混合設(shè)備21在這些條件下設(shè)計(jì)并操作，基于以上條件的計(jì)算顯示：所測(cè)量液體轉(zhuǎn)移體積Qe變得大于理論上總轉(zhuǎn)移液體體積。如圖2至圖4配置的混合設(shè)備21產(chǎn)生圓柱形殼體31內(nèi)側(cè)的內(nèi)部循環(huán)流f，其引起液體混合從而流動(dòng)?；旌掀髦黧w21A內(nèi)的中空空間不會(huì)阻礙這種流動(dòng)，而是產(chǎn)生持續(xù)具有超過100％的高效率值的協(xié)同效應(yīng)。這種現(xiàn)象例如，所產(chǎn)生的可以稱為渦輪增壓效果的內(nèi)部循環(huán)流f是由于牛頓第一定律的效果引起的?？梢赃@么說，高混合效率是由于圖2至圖4中配置并顯示的混合設(shè)備的高利用率引起的。(3-3)吸入容量關(guān)于在圖2至圖4的混合設(shè)備21上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)：如果在圓柱形殼體31的底板21G2處形成的吸入管32不是管狀(或圓柱形)則不能形成有效的內(nèi)部循環(huán)流f。這是因?yàn)椋軤畹奈牍?2使得內(nèi)部循環(huán)流f的層流能夠在圓柱形殼體31的內(nèi)側(cè)形成。在將要混合的液體穿過吸入管32的吸入口時(shí)，如果內(nèi)部循環(huán)流f未變成層流，則將不會(huì)形成混合器主體21A的混合力。原因在于，如果不存在層流則將產(chǎn)生湍流，因此妨礙了內(nèi)部循環(huán)流f的形成。(3-4)測(cè)量混合器設(shè)備的升力關(guān)于圖2至圖4中混合設(shè)備21的混合性能條件，已經(jīng)確認(rèn)混合槽21B中將要混合的液體21C的轉(zhuǎn)移容量是極好的。此外，混合器主體21A的混合容量使將要混合的液體21C在混合器主體21A的下端處混合。由附接至圓柱形殼體31底板21G2的吸入管32產(chǎn)生的吸入流e1、e2以及e3提高了混合容量。(3-4-1)吸入壓力關(guān)于圖1中的混合容量測(cè)量設(shè)備1，對(duì)應(yīng)于圖2至圖4中混合設(shè)備21吸入管32的吸入管10B的容量由以下方程表示。方程18PR/sec＝Qe/AI…(18)其中PR：吸入壓力比AI：吸入口的面積Qe：測(cè)量的所轉(zhuǎn)移液體體積測(cè)量吸入壓力比PR是重要的。吸入壓力比PR是基于轉(zhuǎn)移液體的所測(cè)量體積Qe和混合設(shè)備21吸入管32的吸入口AI面積的。吸入壓力在將要混合的液體穿過吸入管32時(shí)被壓縮。混合器設(shè)備21的轉(zhuǎn)移液體體積Qe可以通過執(zhí)行如段落[0034]至段落[00411]中描述的稱重步驟而測(cè)量。通過無數(shù)實(shí)驗(yàn)，吸入壓力比PR不僅作為顯示混合器設(shè)備21混合容量的一個(gè)參數(shù)，其也可以用于確定混合器設(shè)備的升力。(3-4-2)升力測(cè)量圖9顯示測(cè)量設(shè)備50的示例裝置。測(cè)量設(shè)備50測(cè)量影響混合設(shè)備21混合容量的升力。該升力測(cè)量設(shè)備50證實(shí)：不僅吸入流或力FL1基于接近吸入管32或在吸入管32中產(chǎn)生的吸入壓力，而且在稍微遠(yuǎn)離吸入管的底部位置處產(chǎn)生的上升流或力FL2限定如圖10B所示的混合器主體混合流移動(dòng)的總升力?；旌显O(shè)備的升力可以通過使用升力測(cè)量設(shè)備50的小型實(shí)驗(yàn)裝置而測(cè)量。參考圖9中顯示的測(cè)量設(shè)備，混合器主體的圓柱形殼體的直徑為50mm。如圖10A所示，為吸入流FL1定義了從吸入管32下端中測(cè)量的約1mm的參考高度或距離RA。另一方面，為上升流FL2定義了經(jīng)設(shè)置進(jìn)一步遠(yuǎn)離吸入管下端的約20mm至約30mm的參考高度或距離RB。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸54沿著朝向具有導(dǎo)線57的支撐基底56的吸入管32的中心軸向下延伸。提供作為升程測(cè)量配重58的中空不銹鋼螺母并將其插入穿過導(dǎo)線以便能夠向上移動(dòng)和向下移動(dòng)。鎖定構(gòu)件59早導(dǎo)線57的上端提供以便防止升程測(cè)量配重58免于釋放。因此，升程測(cè)量配重58升起至鎖定構(gòu)件59時(shí)，這是由于上升流FL2引起的。如圖9所示，當(dāng)在混合槽53的支撐基底56之上提供的混合器主體21由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸54驅(qū)動(dòng)時(shí)，在混合器主體21A的圓柱形殼體31內(nèi)側(cè)出現(xiàn)內(nèi)部循環(huán)流f。在吸入管32吸入口的附近出現(xiàn)的內(nèi)部循環(huán)流f抽取混合液體52?；谌缭诜匠?18)中呈現(xiàn)的吸入壓力PR的吸入流FL1引起將要混合的液體抽吸至吸入管32中(圖10B)。同時(shí)，連同吸入流FL1一起，以下將要混合的液體52也由上升流FL2抽吸至吸入口中。上升流FL2從在混合槽53底部的支撐基底56中向上流動(dòng)。因此，升程測(cè)量配重58被向上升起直至其達(dá)到鎖定構(gòu)件59。如所描述的，升程測(cè)量配重58可以通過上升流FL2而向上升起。因此，可以考慮升程測(cè)量配重58的重量來評(píng)估上升流FL2?？紤]混合器主體的圓柱形性殼體31的直徑來評(píng)估升力。升程測(cè)量配重58和將升程測(cè)量配重58升起至鎖定構(gòu)件59的混合器主體21A的所測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)在圖11中繪制作為特性曲線C11、C121與C122以及C123。參考圖11，水平軸表示混合器主體21A的所測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)同時(shí)垂直軸表示升程測(cè)量配重58的重量(以g為單位)。對(duì)于每個(gè)預(yù)選升程測(cè)量配重58，測(cè)量以將升程測(cè)量配重從混合槽的底部升起至鎖定構(gòu)件所需要的旋轉(zhuǎn)速度。將升程測(cè)量配重及其對(duì)應(yīng)需要所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)速度繪制為特性曲線測(cè)量點(diǎn)：曲線C11中P111、P112以及P113；曲線C121中P1211、P1212以及P1213；曲線C122中P1221、P1222以及P1223；以及曲線C13中P131、P132以及P133。例如，基于用于混合器主體21A的將2.20g、4.76g、以及10.64g的升程測(cè)量配重58從混合槽底部升起至具有如圖10A所示20mm或30mm參考距離RB的鎖定構(gòu)件所需要的所測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)，繪制特性曲線C11、C121、C122、C13。當(dāng)具有10mm直徑的吸入管的混合器主體21A的圓柱形殼體31旋轉(zhuǎn)10秒的規(guī)定時(shí)間時(shí)，繪制特性曲線C11。當(dāng)2.20g升程測(cè)量配重58升至20mm的參考高度時(shí)，獲得了指示1,170rpm的測(cè)量點(diǎn)P111。接著，當(dāng)4.76g升程測(cè)量配重58升至20mm的參考高度時(shí)，獲得了指示1,470rpm的測(cè)量點(diǎn)P112。然后，10.64g升程測(cè)量配重58升至20mm的標(biāo)準(zhǔn)高度時(shí)，獲得了指示1,790rpm的測(cè)量點(diǎn)P113。以這種方法，具有10mm直徑的混合器主體21A的圓柱形殼體31的上升特性可以如由特性曲線C11中測(cè)量點(diǎn)結(jié)果P111、P112以及P113所示而定量。類似地，當(dāng)具有23mm直徑的吸入管的混合器主體21A的圓柱形殼體31旋轉(zhuǎn)10秒的規(guī)定時(shí)間時(shí)，繪制特性曲線C121和特性曲線C122。當(dāng)2.20g、4.76g、以及10.64g的升程測(cè)量配重58升至30mm的參考高度時(shí)，特性曲線C121顯示測(cè)量結(jié)果，以及分別獲得了具有710rpm的測(cè)量點(diǎn)P1211、具有1000rpm的測(cè)量點(diǎn)P1212以及具有1500rpm的測(cè)量點(diǎn)P1213。當(dāng)2.20g、4.76g、以及10.64g的升程測(cè)量配重58升至20mm的參考高度時(shí)，特性曲線C122顯示測(cè)量結(jié)果，以及分別獲得了具有630rpm的測(cè)量點(diǎn)P1211、具有830rpm的測(cè)量點(diǎn)P1222以及具有950rpm的測(cè)量點(diǎn)P1223。當(dāng)具有33mm直徑的吸入管的混合器主體21A的圓柱形殼體31旋轉(zhuǎn)10秒的規(guī)定時(shí)間時(shí)，繪制特性曲線C13。當(dāng)2.20g、4.76g、以及10.64g的升程測(cè)量配重58升至20mm的參考高度時(shí)，特性曲線C12顯示測(cè)量結(jié)果，以及分別獲得了具有980rpm的測(cè)量點(diǎn)P131、具有1120rpm的測(cè)量點(diǎn)P132以及具有1,270rpm的測(cè)量點(diǎn)P133。圖11顯示特性曲線中呈現(xiàn)的升力和每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)之間的關(guān)系總結(jié)在圖12呈現(xiàn)的表中。當(dāng)吸入管32的直徑為23mm時(shí)，需要相對(duì)低的混合器主體21A的rpm速度(950rpm、830rpm以及630rpm)以將相應(yīng)的測(cè)量配重58(10.64g、4.76g以及2.20g)升起至20mm的參考高度。此外，可以看出，具有23mm直徑的吸入管32的混合器主體21A，將測(cè)量配重58升起至20mm和30mm參考高度所需要的每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)，前者小于后者。因此，液體混合槽53底部和吸入管32之間的參考高度或距離僅是示例性距離，可以理解的是，可基于任何合適參考高度確定并數(shù)字上顯示混合器主體21A的最佳混合速度。以這種方式，通過使用測(cè)量設(shè)備50測(cè)量混合器主體21A的升力，從升力特性的角度來看可以定量混合器主體21A的混合容量。(3-4-3)升力和吸入口直徑之間的關(guān)系基于圖11中測(cè)量結(jié)果，圖12的表格顯示：當(dāng)吸入口直徑和參考高度為10mm/20mm,23mm/20mm,23mm/30mmand30mm/20mm并且相對(duì)于升程測(cè)量配重58(10.64g、4.76g以及2.20g)而并列以及對(duì)每分鐘轉(zhuǎn)速校正(rpm)時(shí)，應(yīng)該注意到當(dāng)吸入口直徑最接近23mm時(shí)，所需要旋轉(zhuǎn)速度(以rpm為單位)較低。此外，圖13的表中呈現(xiàn)的結(jié)果可以如圖13的表所示的方式重排。通過這種方式，水平繪制升程測(cè)量高度58的重量(10.64g、4.76g以及2.20g)同時(shí)垂直繪制旋轉(zhuǎn)速度并然后呈現(xiàn)在如圖14所示的柱狀圖中。如所示出的，當(dāng)吸入口直徑為23mm并且參考高度為20mm時(shí)，所測(cè)量或所需要的每分鐘轉(zhuǎn)速(rpm)時(shí)最低的。因此，考慮混合設(shè)備的吸入口直徑，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吸入口直徑和參考高度設(shè)定在23mm/20mm時(shí)可獲得最大混合容量。以這種方式，如果混合容量可以定量，然后通過適當(dāng)選擇圖示，可以容易地理解所期望的涉及條件特性。(3-4-4)混合效率和圓柱形殼體直徑之間的關(guān)系如圖15所示并且基于方程(1)，當(dāng)混合器主體21A具有25mm直徑的圓柱形殼體31并以2,000rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)，觀察到122％的混合效率?；谟糜诨旌闲实臏y(cè)量結(jié)果，其問題在于：如果測(cè)量結(jié)果的混合效率呈現(xiàn)在圖16所示的柱狀圖中，則證實(shí)最高效率的混合設(shè)備條件可以容易地區(qū)分開。如圖16所示，當(dāng)具有圓柱形殼體的25mm直徑的混合器主體21A以1,000rpm、2,000rpm、3,000rpm以及4,000rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)，在柱狀圖中分別顯示93.2％、122％、105.3％以及107.2％的混合效率值。此外，當(dāng)具有51mm直徑的圓柱形殼體的混合器主體21A以500rpm、1,000rpm、1,500rpm以及2,000rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)，在柱狀圖中分別顯示55.5％、80.8％、82.25％以及92.2％的混合效率值。通過參考圖16，容易驗(yàn)證：由具有圓柱形殼體31的25mm直徑的混合器主體21A可獲得最高混合效率。(3-4-5)吸入口轉(zhuǎn)移體積效率的測(cè)量基于圖10A中示出的測(cè)量步驟的建立，可以確定混合轉(zhuǎn)移體積和升力之間的關(guān)系。圖17顯示所測(cè)量結(jié)果與將要混合的液體轉(zhuǎn)移體積和吸入管32的吸入口直徑之間的關(guān)系。參考圖17，特性曲線C51顯示在具有23mm直徑吸入管32的50mm直徑圓柱形殼體31作為混合器主體21A，以500rpm、1,000rpm,、1,500rpm以及1,930rpm旋轉(zhuǎn)的情況下，將要混合的液體的所測(cè)量轉(zhuǎn)移體積。測(cè)量結(jié)果作為測(cè)量點(diǎn)P511、P512、P513以及P514而繪制。特性曲線C52顯示在具有30mm直徑吸入管32的50mm直徑圓柱形殼體31作為混合器主體21A，以500rpm、1,000rpm,、1,500rpm以及2,000rpm旋轉(zhuǎn)的情況下，將要混合的液體的所測(cè)量轉(zhuǎn)移體積。在每個(gè)rpm處，相應(yīng)轉(zhuǎn)移體積為1,150g、2,800g、4,200g以及6,000g。測(cè)量結(jié)果作為測(cè)量點(diǎn)P521、P522、P523以及P524而繪制。特性曲線C53顯示在具有25mm直徑吸入管32的25mm直徑圓柱形殼體31作為混合器主體21A，以1000rpm、2,000rpm,、3,000rpm以及4,000rpm旋轉(zhuǎn)的情況下，將要混合的液體的所測(cè)量轉(zhuǎn)移體積。在每個(gè)rpm處，相應(yīng)轉(zhuǎn)移體積為990g、2,680g、3,350g以及4,500g。測(cè)量結(jié)果作為測(cè)量點(diǎn)P531、P532、P533以及P534而繪制。特性曲線C54顯示在具有10.5mm直徑吸入管32的50mm直徑圓柱形殼體31作為混合器主體21A，以500rpm、1,000rpm,、1,500rpm以及2,000rpm旋轉(zhuǎn)的情況下，將要混合的液體的所測(cè)量轉(zhuǎn)移體積。在每個(gè)rpm處，相應(yīng)轉(zhuǎn)移體積為600g、950g、1,700g以及2,150g。測(cè)量結(jié)果作為測(cè)量點(diǎn)P541、P542、P543以及P544而繪制。根據(jù)圖17顯示的測(cè)量數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)具有50mm直徑圓柱形殼體31和23mm直徑吸入管的混合器主體具有最高混合效率。(2)其它實(shí)施例(4-1)根據(jù)本公開，混合容量測(cè)量設(shè)備經(jīng)配置測(cè)量產(chǎn)生內(nèi)部循環(huán)流f的混合設(shè)備混合器主體的混合容量。具體地，混合設(shè)備展示處極大地有利于能量節(jié)約的高混合效率。(4-2)本公開的混合設(shè)備具有廣泛的用途。例如，對(duì)廢水再生處理特別有效。換句話說，為了再生包含沉積物中大量有機(jī)物的污染水，需要一種使用需氧細(xì)菌和有機(jī)細(xì)菌以分解有機(jī)物的方法。特別是需氧細(xì)菌，需要將氧氣混合至污染水中。通過使用以上描述的混合器設(shè)備，而不需要諸如消耗大量能量的空壓機(jī)的設(shè)備。當(dāng)混合器主體旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生了經(jīng)由在混合器主體上部中形成的孔自動(dòng)將空氣吸入污染水中的氣旋流。因此，活的需氧細(xì)菌徹底在整個(gè)污染廢水內(nèi)循環(huán)。因此，當(dāng)上部沒有孔的混合器主體旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣不會(huì)引入到混合的液體中，從而實(shí)現(xiàn)需氧細(xì)菌的高混合效率。常規(guī)地，這種污染水的持續(xù)處理大量能量。然而，本公開的混合技術(shù)具有僅使用少量能量的優(yōu)點(diǎn)。(4-3)此外，藥物、化學(xué)以及食品工業(yè)可使用如在本公開中所公開的混合器技術(shù)或混合設(shè)備以在短周期時(shí)間內(nèi)合理設(shè)計(jì)或有效擴(kuò)大規(guī)模的活動(dòng)。簡(jiǎn)而言之，這種混合可改善工作效率并標(biāo)準(zhǔn)化再生性以便增強(qiáng)產(chǎn)物質(zhì)量并減少時(shí)間。本公開涉及不使用葉輪式混合器構(gòu)件的混合設(shè)備。當(dāng)前第1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