WO1995032796A1 - Process and device for enriching drinkable aqueous liquids, in particular drinking water, with oxygen - Google Patents

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WO1995032796A1
WO1995032796A1 PCT/EP1994/001707 EP9401707W WO9532796A1 WO 1995032796 A1 WO1995032796 A1 WO 1995032796A1 EP 9401707 W EP9401707 W EP 9401707W WO 9532796 A1 WO9532796 A1 WO 9532796A1
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oxygen
mixture
liquid
pipe system
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PCT/EP1994/001707
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Dariush Behnam
Abolghassem Pakdaman
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Dariush Behnam
Abolghassem Pakdaman
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
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    • B01F23/23761—Aerating, i.e. introducing oxygen containing gas in liquids
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    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/29—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams

Definitions

  • the invention relates to a method for enriching oxygen in a drinkable, aqueous liquid, in particular drinking water.
  • Peroral oxygen therapy can alleviate a number of complaints such as circulatory disorders, pulmonary and respiratory disorders, cardiac and vascular dysfunction, hypoventilation, disorders of the internal respiration (cellular respiration), anemia, enzyme defect, poisoning, microcirculation disorders, disturbed energy supplies to the cell , Migraines, gastrointestinal complaints, immunodeficiency, fatigue, fatigue and poor performance as well as psychovegetative disorders can be positively influenced. In some cases, therefore
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device for enriching oxygen in drinkable, aqueous liquids, in particular drinking water, with which the oxygen enrichment, for example in drinking water, can be simplified with good stability of the product obtained.
  • an oxygen-containing gas is drawn into the liquid flowing at high speed, optionally containing one or more medicinal active substances, and the mixture formed is rotated along at least one path with a decreasing radius.
  • This enables drinking water, for example, to be enriched with more than 60 mg / l of oxygen. This value is considerably higher than the known saturation solubility of oxygen in water.
  • the mixture obtained in this way has an excellent shelf life over a period of at least one year without any significant amount of oxygen escaping from the mixture. In combination with the use of medications such as vitamins, minerals and trace elements, an increased effectiveness is achieved.
  • the path It is particularly advantageous to use a conical pipe system as the path, which allows better use of the flow speed allowed.
  • the efficiency is increased if the mixture is passed through a plurality of paths connected in series, the axes of which form a right angle with one another, better results being achieved if the axis of a first path is horizontal and the axis of a second path is directed vertically.
  • the preferred measure is to draw the gas into the liquid via several parallel channels. It is also advisable to feed the mixture back into the liquid after rotation and to subject it again to the treatment described, in order to achieve an even higher or desired enrichment of oxygen in this way. Further gas can also be drawn into the mixture obtained after the rotation and then rotated again and only then can the withdrawn mixture be drawn off for use.
  • a device for performing the above-mentioned method has a pump connected to a liquid source, which feeds liquid at high speed to an ejector unit which is connected to an oxygen-emitting gas source, the ejector unit being followed by a spiral pipe system, behind which a tap for the mixture is provided.
  • the ejector unit can advantageously have a plurality of ejectors which are connected in parallel to the gas source.
  • An oxygen sensor which controls the oxygen content of the mixture and controls a downstream extraction valve is expediently arranged at the tap.
  • a central controller is recommended, in which the output signals of the oxygen sensor, which represent the oxygen content, are compared with an adjustable setpoint and which controls the sampling valve and the control valve accordingly.
  • an amount of about 6,000 l / h of mixture enriched with oxygen up to 60 mg / l can be obtained continuously.
  • the device works fully automatically and, if necessary, 24 hours a day.
  • the invention can be used in the beverage, pharmaceutical, food and cosmetics industries, in oil refineries and in the field of environmental protection to improve water quality in waterworks, fish ponds, lakes and rivers.
  • an oxygen source 1 not shown
  • an ejector unit 20 in which a plurality, for example five ejectors, not shown in detail, are connected in parallel to the downstream side of the check valve 18.
  • drinking water is supplied from a water source 2 (not shown) to a tank 26 via a line 21 and a water meter 24.
  • a water source 2 not shown
  • water is supplied to a pump 10 via line 27, in which a shut-off valve 28 is located, the pump output of which can be regulated up to a pressure of approximately 16 bar.
  • the liquid emerging from the pump 10 at a high flow rate passes via line 29 into the ejector unit 20, in which through the liquid or water flowing in the line 13 generated negative pressure is drawn into the water in fine distribution by the ejectors mentioned.
  • the ejector unit 20 is followed by a path for the oxygen / water mixture emerging from it, which path comprises a rotary nozzle 22 and a pipe system 30 in series. In the rotary nozzle 22, the oxygen / water mixture is directed into a circular path with an increasingly small radius, the axis of which is essentially horizontal.
  • the rotating mixture emerging from a fine rotating nozzle opening reaches the pipe system via line 23
  • the outflow line 37 of the solenoid valve 32 leads to a solenoid valve 34, which is the input valve to a series circuit comprising a pump 36, a further ejector unit 46, a further rotary nozzle 38 and a further pipe system 40.
  • the units 46, 34, 36, 38 and 40 correspond to the solenoid valve 28, the pump 10, the ejector unit 20, the rotary nozzle 22 and the pipe system 30 from the upstream arrangement and are constructed and designed in the same way as this.
  • a line 39 carrying the gas opens into the further ejector unit 46, which line is connected to line 15 and is equipped with a shut-off solenoid valve and a check valve.
  • a branch line 33 from line 37 leads via a magnetic valve 44 and a further line 35 to a tap 50, to which a line 41 coming from the top of the conically arranged pipe coils of the pipe system 40 also comes, which has a solenoid valve 42 is provided.
  • a return line 65 branches off from line 35 into the tank 26 via an engine valve 66.
  • the electrode of an oxygen sensor 56 which The material content of the mixture arriving at the tap 50 is detected and the output signals representing the oxygen content are fed via a control line to a central controller 60.
  • a motor valve 52 in a tap 51 Downstream of the tap 50 there is a motor valve 52 in a tap 51.
  • the tap 51 opens into a storage container 54 for the finished mixture, from which the water enriched with a desired oxygen content can be removed at 55 via line 53.
  • the liquid-carrying lines of the device can be emptied via a drain line 59 connected to the bottom of the container 54, in which a magnetic shut-off valve 58 is located, and via a drain line 61 coming from the bottom of the tank 26 and equipped with a shut-off solenoid valve 64.
  • the container 54 for example, collecting gas, which is practically pure oxygen, can be fed into the gas line 15 via a line 57 and fed back to the ejector units 20, 46.
  • bypass line 63 leading from the upstream side of the solenoid valve 28 into the line 33 with a solenoid valve 62.
  • the system described allows several modes of operation.
  • a first mode of operation (series connection)
  • the solenoid valve 16 and the corresponding valve in line 39 as well as the valves 28, 32, 34 and 42 are opened, while the valves 62 and 44 are closed.
  • the motor valves 52 and 66 regulate the inflow of the finished mixture into the container 54 and the backflow into the tank 26 via signals from the oxygen probe 56. Therefore, the water withdrawn from the pump 26 by the pump 10 is fed into the ejector. units 20 and 46 oxygen are drawn in from line 15 and the mixture is rotated along paths 22, 30 and 38, 40.
  • the pump 36 is set by the control 60 such that it compensates for the pressure loss in the water flowing through the ejector unit 20 as well as the rotary nozzle 22 and the pipe system and thus produces the same flow rate in front of the ejector unit 46 as that of the pump 10 Flow velocity generated in line 29.
  • the oxygen sensor 56 measures the oxygen concentration of the gas arriving from the pipe system 40 via the valve 42 and supplies an output signal representing the oxygen content at the tap 50 to the controller 60 via a signal line Output signal compared with a signal that is representative of a setpoint of the oxygen concentration set in the controller 60.
  • the motor valve 66 remains open on the basis of a corresponding output signal from the controller 60, so that the mixture which has not yet been sufficiently enriched with oxygen is returned to the tank 26.
  • the control 60 closes the motor valve 66 and opens the motor valve 52.
  • the finished mixture then reaches the storage container 54 and can be discharged this can be removed via line 53 at 55.
  • the desired oxygen concentration in the finished mixture is lower, for example 30 mg / l, it may be sufficient to continuously operate only the stage comprising the pump 36, the ejector unit 46, the rotary nozzle 38 and the pipe system 40, which is possible by shutting off valves 28, 32 and 16 and opening valves 62, 34 and 42.
  • the pump 36 must then of course generate the full water pressure.
  • the output of the pumps 10 and 36 can be regulated and can be set as a function of the desired oxygen concentration and / or the type of liquid being treated.
  • the first can be closed by closing the valve 34 and the valve 62 and opening the valves 28, 32 and 44 Pump 10, the ejector unit 20 and the path 22, 30 take over the preparation of the mixture alone. Maintenance or repair work on the system can therefore be carried out without interrupting the continuous operation.

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Abstract

A process is disclosed for enriching drinkable aqueous liquids, in particular drinking water, with oxygen, making it easier to enrich the liquids with oxygen while obtaining a stable final product. For that purpose, an oxygen-containing gas is introduced into a high-speed flow of liquid and the thus formed mixture is made to rotate along at least one path with a decreasing radius (30). Drinking water for example may thus be enriched with more than 60 mg/l oxygen. A device for carrying out the process has a pump (10) connected to a liquid source for feeding the liquid at high speed to an ejector unit (20) connected to an oxygen-supplying gas source (1). A rotary nozzle (22) and a spiral pipe system (30) are mounted downstream of the ejector unit and are followed by a tap (50) for the mixture. This device makes is possible to continuously produce about 6000 l/h mixture.

Description

BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von Sauerstoff in trinkbaren, wässrigen Flüssigkeiten, insbesondere Trink¬ wasserMethod and device for the enrichment of oxygen in drinkable, aqueous liquids, in particular drinking water
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung von Sauerstoff in einer trinkbaren, wässrigen Flüssigkeit, ins¬ besondere Trinkwasser.The invention relates to a method for enriching oxygen in a drinkable, aqueous liquid, in particular drinking water.
Seit der bahnbrechenden Entwicklung der peroralen Sauer¬ stofftherapie (POT) durch Prof. Dr. A. Pakdaman ist es be¬ kannt, daß durch orale Gaben von mit Sauerstoff angerei¬ chertem Wasser ein erhöhter Sauerstoff-Partialdruck im Blut erreicht werden kann. Die Arbeiten zur peroralen Sauerstofftherapie (POT) von Prof. Dr. A. Pakdaman sind vor kurzem durch die Verleihung des deutschen Medi¬ zin-Preises gewürdigt worden.Since the groundbreaking development of oral oxygen therapy (POT) by Prof. Dr. A. Pakdaman it is known that an increased oxygen partial pressure in the blood can be achieved by oral administration of water enriched with oxygen. The work on oral oxygen therapy (POT) by Prof. Dr. A. Pakdaman have recently been recognized by the awarding of the German Medicine Award.
Die Aufnahme von Sauerstoff durch den menschlichen Organis¬ mus nach oral verabreichtem, mit Sauerstoff angereichertem Wasser ist erst kürzlich wieder auf Veranlassung von und in enger Kooperation mit Prof. Dr. A. Pakdaman und Dipl.-Ing. D. Behna durch POT Untersuchungen von Prof. Dr. Dr. M. Wannenmacher an der Universitätsklinik Heidel¬ berg dokumentarisch bestätigt worden. Durch die perorale Sauerstofftherapie können eine Reihe von Beschwerden wie Durchblutungsstörungen, Lungen- und Atemwegserkrankungen, Herz- und Gefäß-Funktionsstörungen, Hypoventilation, Stö¬ rungen der inneren Atmung (Zellatmung) , Anämie, Enzymde¬ fekt, Vergiftungen, Mikrozirkulationsstörungen, gestörte Energielieferungen der Zelle, Migräne, gastrointestinale Beschwerden, Immunschwäche, Müdigkeit, Abgeschlagenheit und Leistungsschwäche sowie psychovegetative Störungen po¬ sitiv beeinflußt werden. In manchen Fällen können daherThe uptake of oxygen by the human organism after orally administered, oxygen-enriched water is only recently again at the instigation of and in close cooperation with Prof. Dr. A. Pakdaman and Dipl.-Ing. D. Behna through POT investigations by Prof. Dr. Dr. M. Wannenmacher has been documentarily confirmed at the Heidelberg University Hospital. Peroral oxygen therapy can alleviate a number of complaints such as circulatory disorders, pulmonary and respiratory disorders, cardiac and vascular dysfunction, hypoventilation, disorders of the internal respiration (cellular respiration), anemia, enzyme defect, poisoning, microcirculation disorders, disturbed energy supplies to the cell , Migraines, gastrointestinal complaints, immunodeficiency, fatigue, fatigue and poor performance as well as psychovegetative disorders can be positively influenced. In some cases, therefore
ORIGINAL UNTERLAGEN die aufwendigen und mit Risiken behafteten Therapiemetho¬ den, wie z.B. respirative und intravenöse Sauerstoffthera¬ pie, durch die perorale Sauerstofftherapie ersetzt werden. Weitere Anwendungsbereiche der letztgenannten Therapie er¬ geben sich auf den Gebieten der Chirurgie, Anästesie, inne¬ ren Medizin, Kardiologie, Gastroentologie, Rheumatologie, Lungenerkrankungen, Krebsvorbeugung und -therapie (Opera¬ tion, Chemotherapie, Strahlentherapie und Biotherapie) , Gy¬ näkologie, Dermatologie (desinfizierende Lösungen für äuße¬ re Anwendung, z.B. Wundspülung), im Hals-Nasen-Ohren-Be¬ reich, Augen, Geriatrie, Sport- und Raumfahrtmedizin.ORIGINAL DOCUMENTS the complex and risky therapy methods, such as respiratory and intravenous oxygen therapy, are replaced by peroral oxygen therapy. Further areas of application of the latter therapy result in the areas of surgery, anesthesia, internal medicine, cardiology, gastroentology, rheumatology, lung diseases, cancer prevention and therapy (surgery, chemotherapy, radiation therapy and biotherapy), gynecology, Dermatology (disinfectant solutions for external use, eg wound irrigation), in the ear, nose and throat area, eyes, geriatrics, sports and space medicine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anreicherung von Sauerstoff in trinkbaren, wässrigen Flüssigkeiten, insbesondere Trinkwas¬ ser anzugeben, mit der die Sauerstoffanreicherung bei¬ spielsweise in Trinkwasser bei guter Stabilität des erhal¬ tenen Produkts vereinfacht werden kann.The invention is based on the object of specifying a method and a device for enriching oxygen in drinkable, aqueous liquids, in particular drinking water, with which the oxygen enrichment, for example in drinking water, can be simplified with good stability of the product obtained.
Dazu wird erfindungsgemäß ein Sauerstoff enthaltendes Gas in die mit hoher Geschwindigkeit strömende, gegebenenfalls einen oder mehrere medizinische Wirkstoffe enthaltende Flüssigkeit eingezogen und das gebildete Gemisch längs we¬ nigstens eines Pfades mit abnehmendem Radius in Rotation versetzt. Damit gelingt eine Anreicherung beispielsweise von Trinkwasser mit mehr als 60mg/1 an Sauerstoff. Dieser Wert liegt erheblich über der bekannten Sättigungs-Löslich- keit von Sauerstoff in Wasser. Das so gewonnene Gemisch ist ausgezeichnet lagerfähig über einen Zeitraum von minde¬ stens einem Jahr, ohne daß aus dem Gemisch nennenswert Sau¬ erstoff entweicht. In der Kombination mit der Einnahme von Medikamenten wie Vitaminen, Mineralien und Spurenelementen wird eine erhöhte Wirksamkeit erzielt.For this purpose, according to the invention, an oxygen-containing gas is drawn into the liquid flowing at high speed, optionally containing one or more medicinal active substances, and the mixture formed is rotated along at least one path with a decreasing radius. This enables drinking water, for example, to be enriched with more than 60 mg / l of oxygen. This value is considerably higher than the known saturation solubility of oxygen in water. The mixture obtained in this way has an excellent shelf life over a period of at least one year without any significant amount of oxygen escaping from the mixture. In combination with the use of medications such as vitamins, minerals and trace elements, an increased effectiveness is achieved.
Mit besonderem Vorteil wird als Pfad ein kegeliges Rohrsy¬ stem verwendet, das eine bessere Ausnutzung der Strömungs- geschwindigkeit erlaubt. Der Wirkungsgrad wird erhöht, wenn das Gemisch durch mehrere hintereinandergeschaltete Pfade geleitet wird, deren Achsen einen insbesondere rech¬ ten Winkel miteinander bilden, wobei noch bessere Ergebnis¬ se erreicht werden, wenn die Achse eines ersten Pfades ho¬ rizontal und die Achse eines zweiten Pfades vertikal ge¬ richtet ist. Im Sinne einer noch weiteren Verbesserung der Anreicherung liegt die bevorzugte Maßnahme, das Gas über mehrere parallele Kanäle in die Flüssigkeit einzuziehen. Ferner empfiehlt es sich, das Gemisch nach der Rotation in die Flüssigkeit zurückzuspeisen und erneut der beschrie¬ benen Behandlung zu unterziehen, um auf diese Weise eine noch höhere oder gewünschte Anreicherung von Sauerstoff zu erreichen. Auch kann in das nach der Rotation erhaltene Ge¬ misch erneut weiteres Gas eingezogen und anschließend noch einmal in Rotation versetzt werden und erst danach das aus¬ tretende Gemisch zur Verwendung abgezogen werden.It is particularly advantageous to use a conical pipe system as the path, which allows better use of the flow speed allowed. The efficiency is increased if the mixture is passed through a plurality of paths connected in series, the axes of which form a right angle with one another, better results being achieved if the axis of a first path is horizontal and the axis of a second path is directed vertically. In the sense of a further improvement of the enrichment, the preferred measure is to draw the gas into the liquid via several parallel channels. It is also advisable to feed the mixture back into the liquid after rotation and to subject it again to the treatment described, in order to achieve an even higher or desired enrichment of oxygen in this way. Further gas can also be drawn into the mixture obtained after the rotation and then rotated again and only then can the withdrawn mixture be drawn off for use.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens weist eine an eine Flüssigkeitsquelle angeschlossene Pumpe auf, die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit einer Ejek¬ toreinheit zuführt, welche an eine Sauerstoff abgebende Gasquelle angeschlossen ist, wobei der Ejektoreinheit ein spiraliges Rohrsystem nachgeschaltet ist, hinter welchem eine Zapfstelle für das Gemisch vorgesehen ist. Mit Vor¬ teil kann die Ejektoreinheit mehrere Ejektoren aufweisen, die parallel an die Gasquelle angeschlossen sind. Zweckmä¬ ßig ist an der Zapfstelle ein den Sauerstoffgehalt des Ge- mischs erfassender Sauerstoffühler angeordnet, der ein nachgeschaltetes Entnahmeventil steuert. Ferner ist es vor¬ teilhaft, eine von der Zapfstelle ausgehende und zur Auf- stromseite der Pumpe führende, mit einem Stellventil verse¬ hene Rückführleitung vorzusehen. Schließlich empfiehlt sich eine zentrale Steuerung, in der die den Sauerstoffge- halt repräsentierenden Ausgangssignale des Sauerstoffüh- lers mit einem einstellbaren Sollwert verglichen werden und die das Entnahmeventil und das Stellventil entsprechend steuert. Mit einer derartigen Vorrichtung läßt sich kontinuierlich eine Menge von etwa 6.000 1/h an Gemisch, das mit Sauerstoff bis zu 60mg/1 angereichert ist, erhalten. Die Vorrichtung arbeitet vollautomatisch und bei Bedarf 24 Stunden täglich. Die Erfindung kann ein¬ gesetzt werden in der Getränke-, der Pharma-, der Nahrungs¬ mittel- und der Kosmetikindustrie, in Ölraffinerien und im Bereich des Umweltschutzes zur Verbesserung der Wasserqua¬ lität in Wasserwerken, Fischteichen, Seen und Flüssen.A device for performing the above-mentioned method has a pump connected to a liquid source, which feeds liquid at high speed to an ejector unit which is connected to an oxygen-emitting gas source, the ejector unit being followed by a spiral pipe system, behind which a tap for the mixture is provided. The ejector unit can advantageously have a plurality of ejectors which are connected in parallel to the gas source. An oxygen sensor which controls the oxygen content of the mixture and controls a downstream extraction valve is expediently arranged at the tap. Furthermore, it is advantageous to provide a return line which starts from the tap and leads to the upstream side of the pump and is provided with a control valve. Finally, a central controller is recommended, in which the output signals of the oxygen sensor, which represent the oxygen content, are compared with an adjustable setpoint and which controls the sampling valve and the control valve accordingly. With such a device, an amount of about 6,000 l / h of mixture enriched with oxygen up to 60 mg / l can be obtained continuously. The device works fully automatically and, if necessary, 24 hours a day. The invention can be used in the beverage, pharmaceutical, food and cosmetics industries, in oil refineries and in the field of environmental protection to improve water quality in waterworks, fish ponds, lakes and rivers.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further expedient configurations of the device are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des beigefügten sche¬ matischen Diagramms der Fig. 1 näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the attached schematic diagram in FIG. 1.
Von einer nicht dargestellten Sauerstoff-Quelle 1, die Um¬ gebungsluft oder ein Sauerstofftank mit Reduzierventil sein kann, führt eine Gasleitung 11, 13, 15, 17, die mit einem Gaszähler 14, einem magnetischen Absperrventil 16 und einem Rückschlagventil 18 bestückt ist, zu einer Ejek¬ toreinheit 20, in welcher mehrere, beispielsweise fünf im einzelnen nicht dargestellte Ejektoren parallel an die Ab- stromseite des Rückschlagventils 18 angeschlossen sind.A gas line 11, 13, 15, 17, which is equipped with a gas meter 14, a magnetic shut-off valve 16 and a check valve 18, leads from an oxygen source 1 (not shown), which can be ambient air or an oxygen tank with a reducing valve an ejector unit 20 in which a plurality, for example five ejectors, not shown in detail, are connected in parallel to the downstream side of the check valve 18.
Aus einer nicht dargestellten Wasser-Quelle 2 wird bei¬ spielsweise Trinkwasser über eine Leitung 21 und einen Was¬ serzähler 24 einem Tank 26 zugeführt. Vom unteren Teil des Tanks 26 wird über Leitung 27, in welcher ein Absperrven¬ til 28 sitzt, Wasser einer Pumpe 10 zugeführt, deren Pump¬ leistung bis zu einem Druck von etwa 16 bar regelbar ist. Die aus der Pumpe 10 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit austretende Flüssigkeit gelangt über Leitung 29 in die Ejektoreinheit 20, in welcher durch den von der strömenden Flüssigkeit beziehungsweise dem Wasser in der Leitung 13 erzeugten Unterdruck Sauerstoff durch die genannten Ejekto- ren in feiner Verteilung in das Wasser eingezogen wird. Der Ejektoreinheit 20 ist für das aus ihr austretende Sau¬ erstoff-/Wasser-Gemisch ein Pfad nachgeschaltet, der in Reihe eine Rotationsdüse 22 sowie ein Rohrsystem 30 um¬ faßt. In der Rotationsdüse 22 wird das Sauerstoff-/Was¬ ser-Gemisch in eine Kreisbahn mit zunehmend kleinem Radius gelenkt, deren Achse im wesentlichen horizontal liegt. Das aus einer feinen rotierenden Düsenöffnung austretende, ro¬ tierende Gemisch gelangt über Leitung 23 in das RohrsystemFor example, drinking water is supplied from a water source 2 (not shown) to a tank 26 via a line 21 and a water meter 24. From the lower part of the tank 26, water is supplied to a pump 10 via line 27, in which a shut-off valve 28 is located, the pump output of which can be regulated up to a pressure of approximately 16 bar. The liquid emerging from the pump 10 at a high flow rate passes via line 29 into the ejector unit 20, in which through the liquid or water flowing in the line 13 generated negative pressure is drawn into the water in fine distribution by the ejectors mentioned. The ejector unit 20 is followed by a path for the oxygen / water mixture emerging from it, which path comprises a rotary nozzle 22 and a pipe system 30 in series. In the rotary nozzle 22, the oxygen / water mixture is directed into a circular path with an increasingly small radius, the axis of which is essentially horizontal. The rotating mixture emerging from a fine rotating nozzle opening reaches the pipe system via line 23
30, dessen Schlangen zu einem auf der Spitze stehenden Kegel mit vertikaler Achse angeordnet sind. Das Gemisch verläßt das Rohrsystem 30 an der Kegelspitze über Leitung30, the serpents of which are arranged in a cone standing on the top with a vertical axis. The mixture leaves the pipe system 30 at the tip of the cone via line
31, in welcher ein Ventil 32 angeordnet ist.31, in which a valve 32 is arranged.
Die Abstromleitung 37 des Magnetventils 32 führt zu einem Magnetventil 34, das Eingangsventil zu einer Reihenschal¬ tung aus Pumpe 36, weiterer Ejektoreinheit 46, weiterem Ro¬ tationsdüse 38 und weiterem Rohrsystem 40 ist. Die Einhei¬ ten 46, 34, 36, 38 und 40 entsprechen dem Magnetventil 28, der Pumpe 10, der Ejektoreinheit 20, dem Rotationsdüse 22 und dem Rohrsystem 30 aus der vorgeschalteten Anordnung und sind in gleicher Weise wie diese aufgebaut und ausge¬ legt. In die weitere Ejektoreinheit 46 mündet eine das Gas führende Leitung 39, die an die Leitung 15 angeschlossen ist und mit einem Absperrmagnetventil und einem Rückschlag¬ ventil bestückt ist.The outflow line 37 of the solenoid valve 32 leads to a solenoid valve 34, which is the input valve to a series circuit comprising a pump 36, a further ejector unit 46, a further rotary nozzle 38 and a further pipe system 40. The units 46, 34, 36, 38 and 40 correspond to the solenoid valve 28, the pump 10, the ejector unit 20, the rotary nozzle 22 and the pipe system 30 from the upstream arrangement and are constructed and designed in the same way as this. A line 39 carrying the gas opens into the further ejector unit 46, which line is connected to line 15 and is equipped with a shut-off solenoid valve and a check valve.
Eine Zweigleitung 33 aus der Leitung 37 führt über ein Mag¬ netventil 44 und eine weitere Leitung 35 zu einer Zapfstel¬ le 50, zu der auch eine von der Spitze der kegelig ange¬ ordneten Rohrschlangen des Rohrsystems 40 kommende Leitung 41, die mit einem Magnetventil 42 versehen ist, gelangt. Von der Leitung 35 zweigt eine Rückführleitung 65 über ein Motorventil 66 in den Tank 26 ab. An der Zapfstelle 50 sitzt die Elektrode eines Sauerstoffühlers 56, der den Sau- erstoffgehalt der an der Zapfstelle 50 ankommenden Mi¬ schung erfaßt und den Sauerstoffgehalt repräsentierende Ausgangssignale über eine Steuerleitung einer zentralen Steuerung 60 zuleitet.A branch line 33 from line 37 leads via a magnetic valve 44 and a further line 35 to a tap 50, to which a line 41 coming from the top of the conically arranged pipe coils of the pipe system 40 also comes, which has a solenoid valve 42 is provided. A return line 65 branches off from line 35 into the tank 26 via an engine valve 66. The electrode of an oxygen sensor 56, which The material content of the mixture arriving at the tap 50 is detected and the output signals representing the oxygen content are fed via a control line to a central controller 60.
Abstromseitig von der Zapfstelle 50 sitzt in einer Zapflei¬ tung 51 ein Motorventil 52. Die Zapfleitung 51 mündet in einen Vorratsbehälter 54 für fertiges Gemisch, welchem über Leitung 53 das mit einem gewünschten Sauerstoffgehalt angereicherte Wasser bei 55 entnommen werden kann.Downstream of the tap 50 there is a motor valve 52 in a tap 51. The tap 51 opens into a storage container 54 for the finished mixture, from which the water enriched with a desired oxygen content can be removed at 55 via line 53.
Die flüssigkeitsführenden Leitungen der Vorrichtung können über eine an dem Boden des Behälters 54 angeschlossene Ab¬ laufleitung 59, in der ein magnetisches Absperrventil 58 sitzt, sowie über eine vom Boden des Tanks 26 kommende, mit Absperrmagnetventil 64 bestückte Ablaufleitung 61 ent¬ leert werden.The liquid-carrying lines of the device can be emptied via a drain line 59 connected to the bottom of the container 54, in which a magnetic shut-off valve 58 is located, and via a drain line 61 coming from the bottom of the tank 26 and equipped with a shut-off solenoid valve 64.
Über dem Wasserspiegel des Behälters 54 sich etwa sammeln¬ des Gas, das praktisch reiner Sauerstoff ist, kann über eine Leitung 57 in die Gasleitung 15 eingespeist und den Ejektoreinheiten 20, 46 wieder zugeführt werden.Above the water level of the container 54, for example, collecting gas, which is practically pure oxygen, can be fed into the gas line 15 via a line 57 and fed back to the ejector units 20, 46.
Zu erwähnen ist noch eine von der Aufstromseite des Magnet¬ ventils 28 in die Leitung 33 führende Bypassleitung 63 mit Magnetventil 62.One should also mention a bypass line 63 leading from the upstream side of the solenoid valve 28 into the line 33 with a solenoid valve 62.
Die beschriebene Anlage gestattet mehrere Betriebsweisen. In einer ersten Betriebsweise (Reihenschaltung) sind das Magnetventil 16 und das entsprechende Ventil in der Leit¬ ung 39 sowie die Ventile 28, 32, 34 und 42 geöffnet, wäh¬ rend die Ventile 62 und 44 geschlossen sind. Die Motorven¬ tile 52 und 66 regeln über Signale der Sauerstoffsonde 56 den Zufluß des fertigen Gemisches in den Behälter 54 bzw. den Rückfluß in den Tank 26. Daher wird in das von der Pumpe 10 aus dem Tank 26 abgezogene Wasser in den Ejektor- einheiten 20 und 46 Sauerstoff aus der Leitung 15 eingezo¬ gen und das Gemisch längs der Pfade 22, 30 sowie 38, 40 in Rotation versetzt. Dabei ist die Pumpe 36 von der Steue¬ rung 60 so eingestellt, daß sie den Druckverlust in dem durch die Ejektoreinheit 20 sowie das Rototionsduse 22 und das Rohrsystem strömenden Wasser ausgleicht und damit vor der Ejektoreinheit 46 die gleiche Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wie die von der Pumpe 10 in der Leitung 29 erzeug¬ te Strömungsgeschwindigkeit. Der Sauerstoffühler 56 mißt an der Zapfstelle 50 die Sauerstoffkonzentration des dort über das Ventil 42 aus dem Rohrsystem 40 ankommenden Ge- ischs und liefert ein den Sauerstoffgehalt an der Zapf¬ stelle 50 repräsentierendes Ausgangssignal über eine Sig¬ nalleitung an die Steuerung 60. Dort wird dieses Ausgangs¬ signal mit einem Signal verglichen, das für einen in der Steuerung 60 eingestellten Sollwert der Sauerstoffkonzen¬ tration repräsentativ ist. Solange das Ausgangssignal aus dem Sauerstoffühler 56 kleiner ist als der Sollwert, bleibt das Motorventil 66 aufgrund eines entsprechenden Ausgangssignals aus der Steuerung 60 geöffnet, so daß das noch nicht hinreichend mit Sauerstoff angereicherte Ge¬ misch in den Tank 26 zurückgeführt wird.The system described allows several modes of operation. In a first mode of operation (series connection), the solenoid valve 16 and the corresponding valve in line 39 as well as the valves 28, 32, 34 and 42 are opened, while the valves 62 and 44 are closed. The motor valves 52 and 66 regulate the inflow of the finished mixture into the container 54 and the backflow into the tank 26 via signals from the oxygen probe 56. Therefore, the water withdrawn from the pump 26 by the pump 10 is fed into the ejector. units 20 and 46 oxygen are drawn in from line 15 and the mixture is rotated along paths 22, 30 and 38, 40. The pump 36 is set by the control 60 such that it compensates for the pressure loss in the water flowing through the ejector unit 20 as well as the rotary nozzle 22 and the pipe system and thus produces the same flow rate in front of the ejector unit 46 as that of the pump 10 Flow velocity generated in line 29. At the tap 50, the oxygen sensor 56 measures the oxygen concentration of the gas arriving from the pipe system 40 via the valve 42 and supplies an output signal representing the oxygen content at the tap 50 to the controller 60 via a signal line Output signal compared with a signal that is representative of a setpoint of the oxygen concentration set in the controller 60. As long as the output signal from the oxygen sensor 56 is smaller than the desired value, the motor valve 66 remains open on the basis of a corresponding output signal from the controller 60, so that the mixture which has not yet been sufficiently enriched with oxygen is returned to the tank 26.
Sobald das Ausgangssignal aus dem Sauerstoffühler 56 dem Sollwert an erwünschter Sauerstoffkonzentration in dem Ge¬ misch an der Zapfstelle 50 entspricht, schließt die Steue¬ rung 60 das Motorventil 66 und öffnet das Motorventil 52. Das fertige Gemisch gelangt dann in den Vorratsbehälter 54 und kann aus diesem über Leitung 53 bei 55 entnommen wer¬ den.As soon as the output signal from the oxygen sensor 56 corresponds to the desired value of the desired oxygen concentration in the mixture at the tap 50, the control 60 closes the motor valve 66 and opens the motor valve 52. The finished mixture then reaches the storage container 54 and can be discharged this can be removed via line 53 at 55.
Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, die die Einheiten 10, 20, 22, 30 umfassende erste Stufe der Vorrichtung und die die Einheiten 36, 46, 38, 40 umfassende zweite Stufe der Vorrichtung parallel zwischen Tank 26 und Zapfstelle 50 zu schalten und parallel zu betreiben. Dadurch wird die Durchsatzleistung bei geringerer Sauerstoffkonzentration erhöht.It is also within the scope of the invention to switch the first stage of the device comprising the units 10, 20, 22, 30 and the second stage of the device comprising the units 36, 46, 38, 40 in parallel between the tank 26 and the tap 50 and in parallel to operate. This will make the Throughput performance increased with lower oxygen concentration.
Für den Fall, daß die erwünschte Sauerstoffkonzentration im fertigen Gemisch niedriger ist, beispielsweise bei 30mg/l liegt, kann es genügen, nur die die Pumpe 36, die Ejektoreinheit 46, das Rotationsdüse 38 und das Rohrsystem 40 umfassende Stufe kontinuierlich in Betrieb zu nehmen, was durch Absperren der Ventile 28, 32 und 16 sowie Öffnen der Ventile 62, 34 und 42 möglich ist. Die Pumpe 36 muß dann selbstverständlich den vollen Wasserdruck erzeugen.In the event that the desired oxygen concentration in the finished mixture is lower, for example 30 mg / l, it may be sufficient to continuously operate only the stage comprising the pump 36, the ejector unit 46, the rotary nozzle 38 and the pipe system 40, which is possible by shutting off valves 28, 32 and 16 and opening valves 62, 34 and 42. The pump 36 must then of course generate the full water pressure.
Die Leistung der Pumpen 10 und 36 ist regelbar und kann in Abhängigkeit von der gewünschten Sauerstoffkonzentration und/oder der Art der behandelten Flüssigkeit eingestellt werden.The output of the pumps 10 and 36 can be regulated and can be set as a function of the desired oxygen concentration and / or the type of liquid being treated.
Für den Fall, daß an der Pumpe 36, der Ejektoreinheit 46 oder dem Pfad 38 und 40 eine Störung auftritt oder eine Wartung durchgeführt werden muß, kann durch Schließen des Ventils 34 sowie des Ventils 62 und Öffnen der Ventile 28, 32 und 44 die erste Pumpe 10, die Ejektoreinheit 20 sowie der Pfad 22, 30 die Herstellung des Gemischs allein über¬ nehmen. Daher können Wartungs- oder Reparaturarbeiten an der Anlage ohne Unterbrechung des kontinuierlichen Be¬ triebs durchgeführt werden. In the event that a malfunction occurs on the pump 36, the ejector unit 46 or the paths 38 and 40 or maintenance has to be carried out, the first can be closed by closing the valve 34 and the valve 62 and opening the valves 28, 32 and 44 Pump 10, the ejector unit 20 and the path 22, 30 take over the preparation of the mixture alone. Maintenance or repair work on the system can therefore be carried out without interrupting the continuous operation.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Verfahren zur Anreicherung von Sauerstoff in einer trinkbaren, wässrigen Flüssigkeit,insbesondere Trink¬ wasser, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sauerstoff ent¬ haltendes Gas in die mit hoher Geschwindigkeit strömen¬ de, gegebenenfalls einen oder mehrere medizinische Wirkstoffe enthaltende Flüssigkeit eingezogen und das gebildete Gemisch längs wenigstens eines Pfades (22, 30) mit abnehmendem Radius in Rotation versetzt wird.1. A process for the enrichment of oxygen in a drinkable, aqueous liquid, in particular drinking water, characterized in that an oxygen-containing gas is drawn into the liquid flowing at high speed, optionally containing one or more medicinal active substances, and the liquid formed Mixture is rotated along at least one path (22, 30) with decreasing radius.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Pfad ein kegeliges Rohrsystem (30) verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a conical pipe system (30) is used as the path.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß das Gemisch durch mehrere hintereinander ge¬ schaltete Pfade geleitet wird, deren Achsen einen ins¬ besondere rechten Winkel miteinander bilden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized gekennzeich¬ net that the mixture is passed through a plurality of ge connected series, the axes of which form a particular right angle.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Achse eines ersten Pfa¬ des (22) horizontal und die Achse eines zweiten Pfades (30) vertikal gewählt werden.4. The method according to any one of the preceding claims, da¬ characterized in that the axis of a first path (22) horizontally and the axis of a second path (30) are selected vertically.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Gas über mehrere paral¬ lele Kanäle in die Flüssigkeit eingezogen wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas is drawn into the liquid via a plurality of parallel channels.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Gemisch nach der Rota¬ tion wenigstens teilweise in die strömende Flüssigkeit zurückgespeist wird, wenn die gewünschte Sauerstoffkon¬ zentration des Gemischs noch nicht erreicht ist. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixture is at least partially fed back into the flowing liquid after the rotation if the desired oxygen concentration of the mixture has not yet been reached.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Einzug des Gases in die strömende Flüssigkeit und die anschließende Rotation des Gemisches mehrmals hintereinander in dieser Reihen¬ folge durchgeführt werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas is drawn into the flowing liquid and the subsequent rotation of the mixture is carried out several times in succession in this order.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzug des Gases in die strö¬ mende Flüssigkeit und die anschließende Rotation des Gemischs mehrfach parallel durchgeführt werden.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the gas is drawn into the flowing liquid and the subsequent rotation of the mixture is carried out several times in parallel.
9. Vorrichtung zum Anreichern von Sauerstoff in einer trinkbaren, wässrigen Flüssigkeit, insbesondere Trink¬ wasser zur Durchfürhung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine an eine Flüssigkeitsquelle (2) angeschlossene Pumpe (10) die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit einer Ejektoreinheit (20) zuführt, welche an eine Sau¬ erstoff abgegebende Gasquelle (1) angeschlossen ist, und daß der Ejektoreinheit (20) ein spiraliges Rohrsy¬ stem (22, 30) nachgeschaltet ist, hinter welchem eine Zapfstelle (50) für das Gemisch vorgesehen ist.9. Device for enriching oxygen in a drinkable, aqueous liquid, in particular drinking water for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that a pump (10) connected to a liquid source (2) pumps the liquid at high speed Ejector unit (20) feeds, which is connected to an oxygen-emitting gas source (1), and that the ejector unit (20) is followed by a spiral pipe system (22, 30), behind which a tap (50) for the mixture is provided.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (30) kegelig gestaltet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the pipe system (30) is conical.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mehrere, vorzugsweise zwei Rohrsysteme (22, 30) hintereinandergeschaltet sind, die zweckmäßig rechtwinklig zueinander angeordnet sind.11. The device according to claim 9 or 10, characterized gekenn¬ characterized in that several, preferably two pipe systems (22, 30) are connected in series, which are advantageously arranged at right angles to each other.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Rohrsysteme (22) als Ro¬ tationsdüse ausgebildet ist. 12. The device according to one of claims 9 to 11, characterized in that one of the pipe systems (22) is designed as a rotary nozzle.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse eines ersten Rohrsystems (Rotationsdüse 22) horizontal und die Achse eines zwei¬ ten Rohrsystems (30) vertikal angeordnet sind.13. Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the axis of a first pipe system (rotary nozzle 22) horizontally and the axis of a second pipe system (30) are arranged vertically.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektoreinheit (20) mehrere Ejektoren aufweist, die parallel an die Gasquelle (1) angeschlossen sind.14. Device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the ejector unit (20) has a plurality of ejectors which are connected in parallel to the gas source (1).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rohrsystem (22, 30) und der Zapfstelle (50) eine Gemischrückführleitung (65) zur Saugseite der Pumpe (10) vorgesehen ist.15. Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that a mixture return line (65) to the suction side of the pump (10) is provided between the pipe system (22, 30) and the tap (50).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zapfstelle (50) und dem Rohrsystem (22, 30) eine weitere Stufe mit in Reihe geschalteter Pumpe (36) , Ejektoreinheit (46) , und weiterem spiraligem Rohrsystem (38, 40) geschaltet ist.16. Device according to one of claims 9 to 15, characterized in that between the tap (50) and the pipe system (22, 30) a further stage with a series-connected pump (36), ejector unit (46), and another spiral pipe system (38, 40) is switched.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere spiralige Rohrsystem eine weitere Rota¬ tionsdüse (38) und ein weiteres kegeliges RohrSystem (40) aufweist, wobei zweckmäßig die weitere Rotations¬ düse (38) horizontal und das weitere kegelige Rohrsy¬ stem (40) vertikal ausgerichtet sind.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the further spiral pipe system has a further Rota¬ tion nozzle (38) and a further conical pipe system (40), wherein the further Rotations¬ nozzle (38) horizontally and the further conical Rohrsy¬ stem (40) are aligned vertically.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zapfstelle (50) ein Sauer¬ stoffühler (56) zur Erfassung des Sauerstoffgehalts des Gemisches angeordnet ist und einer zentralen Steue¬ rung (60) für den erfaßten Sauerstoffgehalt repräsenta¬ tive Ausgangssignale zuleitet, wobei die Steuerung (60) die Ausgangssignale mit einem vorgegebenen Soll- wert vergleicht und in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs ein der Zapfstelle (50) nachgeschaltetes Entnahmeventil (52) steuert.18. Device according to one of claims 9 to 17, characterized in that an oxygen sensor (56) for detecting the oxygen content of the mixture is arranged at the tap (50) and represents a central control (60) for the detected oxygen content ¬ tive output signals, the controller (60) the output signals with a predetermined target compares the value and, depending on the result of the comparison, controls a withdrawal valve (52) connected downstream of the tap (50).
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (60) ein in der Gemischrückführlei¬ tung angeordnetes Ventil (66) in Abhängigkeit von Er¬ gebnis des Vergleichs steuert.19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the controller (60) controls a valve (66) arranged in the mixture return line as a function of the result of the comparison.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Pumpe oder Pumpen (10, 36) regelbar ist und in Abhängigkeit von der ge¬ wünschten Sauerstoffkonzentration und/oder der Art der behandelten Flüssigkeit eingestellt werden kann.20. Device according to one of claims 9 to 19, characterized in that the performance of the pump or pumps (10, 36) is adjustable and can be adjusted depending on the desired oxygen concentration and / or the type of liquid being treated.
21. Trinkbare, wässrige Flüssigkeit, gegebenfalls enthal¬ tend einen oder mehrere medizinische Wirkstoffe, die mit Sauerstoff angereichert und nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder einer Vor¬ richtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 20 herge¬ stellt ist. 21. Drinkable, aqueous liquid, optionally containing one or more medicinal active ingredients which are enriched with oxygen and produced by a method according to one of claims 1 to 8 and / or a device according to one of claims 9 to 20 .
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