DE60117260T2 - Filtrationssysteme - Google Patents

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Hajime Tsukuba-gun HIRANAGA
Tatauya Ushiku-shi HOSHINO
Itoh Kogonei-shi HIROMICHI
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Koganei Corp
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Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filtration, die für eine breite Vielfalt von Anwendungen zur Verwendung kommen kann, z.B. die Filtration einer Fotoresist-Flüssigkeit.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Viele Fluide, z.B. Fotoresist-Flüssigkeiten, die in der Mikroelektronikindustrie verwendet werden, sind außerordentlich teuer. Diese Flüssigkeiten müssen unmittelbar vor Gebrauch filtriert werden, oder Verunreinigungen in den Fotoresist-Flüssigkeiten können die hergestellten mikroelektronischen Komponenten schädigen.
  • Konventionelle Filtrationssysteme sind mit zahlreichen Problemen verbunden. Beispielsweise kann das Filtrationssystem eine Vorrichtung umfassen, die mit einer Pumpe verbunden ist, welche die Fotoresist-Flüssigkeit durch das System pumpt. Ein Filter, das einen oder mehrere Anschlüsse aufweist, kann an entsprechenden Anschlüssen der Vorrichtung befestigt sein. Jedoch sind konventionelle Einrichtungen, die zur Befestigung des Filters an der Vorrichtung verwendet werden, oft relativ groß und nehmen mehr Raum ein als praktisch verfügbar. Ferner kann die konventionelle Befestigungseinrichtung eine unangemessene Beanspruchung der Anschlüsse verursachen und die Anschlüsse potenziell schädigen, weil sie darin versagt, die Anschlüsse korrekt auszurichten zu fluchten, wenn das Filter an der Vorrichtung befestigt wird. Ferner ist die konventionelle Befestigungseinrichtung häufig schwer zugänglich und zu warten, wobei oft eine Demontage der Vorrichtung notwendig wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung überwindet zahlreiche Probleme, die mit konventionellen Filtrationssystemen verbunden sind, einschließlich eines oder mehrerer der zuvor beschriebenen Probleme.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst das Filtrationssystem ein Filtrationssystem umfassend eine Vorrichtung, die einen Einlassanschluss, einen Auslassanschluss und einen Lüftungsanschluss aufweist, wobei jeder Anschluss der Vorrichtung eine Achse aufweist, ein Filter, welches einen Einlassanschluss, einen Auslassanschluss und einen Lüftungsanschluss aufweist, wobei jeder Filteranschluss eine Achse aufweist, und einen Träger, der das Filter trägt, gekennzeichnet durch einen Befestigungsmechanismus, der eine Schwenkhebelanordnung umfasst, welche einen mit der Anschlussvorrichtung und dem Träger wirksam verbundenen Hebel aufweist, wobei der Hebel um einen Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist und den Träger von einer Ausrückposition, in der das Filter auf dem Träger aufliegt und von der Anschlussvorrichtung beabstandet ist, in eine Einrückposition hebt, in der die Anschlüsse des Filters mit den Anschlüssen der Vorrichtung dichtend in Eingriff stehen, wobei der Träger das Filter in einer zu den Achsen der Anschlüsse parallelen Richtung entlang der Distanz, die sich das Filter auf dem Träger bewegt, mit der Anschlussvorrichtung in Eingriff bringt.
  • Beschreibung der Figuren
  • 1 ist eine Vorderansicht eines Filtrationssystems, wobei eine Vorrichtung und ein Kapselfilter außer Eingriff sind.
  • 2 ist eine Seitenansicht des Filtrationssystems von 1.
  • 3 ist eine Draufsicht auf das Filtrationssystem von 1.
  • 4 ist eine Vorderansicht des Filtrationssystems von 1, wobei die Vorrichtung und das Kapselfilter in Eingriff sind.
  • 5 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine alternative Basisanordnung des Filtrationssystems von 1.
  • 6 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Basisanordnung von 5 mit einem auf der Basisanordnung befestigten Kapselfilter.
  • 7 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine alternative Basisanordnung des Filtrationssystems von 1.
  • 8 ist eine Seitenansicht eines alternativen Filtrationssystems.
  • 9 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht des Filtrationssystems von 8.
  • 10 ist eine Draufsicht auf das Filtrationssystem von 8.
  • 11 ist eine Rückansicht eines oberen Bereichs des Filtrationssystems von 8.
  • 12 ist eine Rückansicht eines oberen Bereichs des Filtrationssystems von 8, teilweise aufgeschnitten gezeichnet.
  • 13 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung des Filtrationssystems von 8.
  • 14 ist eine Seitenansicht eines Zentriermechanismus, teilweise aufgeschnitten gezeichnet.
  • 15 ist eine im Schnitt ausgeführte Seitenansicht eines alternativen Zentriermechanismus.
  • 16 ist eine Draufsicht auf einen Bereich des Zentriermechanismus von 15, teilweise aufgeschnitten gezeichnet.
  • 17 ist eine Vorderansicht eines Filtrationssystems mit einem alternativen Ausrückmechanismus, wobei eine Vorrichtung und ein Kapselfilter außer Eingriff sind.
  • 18 ist eine Vorderansicht des Filtrationssystems von 17, wobei die Vorrichtung und das Kapselfilter in Eingriff sind.
  • 19 ist eine Seitenansicht des Kapselfilters.
  • 20 ist eine Rückansicht des Kapselfilters von 19.
  • 21 ist eine Draufsicht auf das Kapselfilter von 19.
  • 22 ist eine im Schnitt ausgeführte Seitenansicht des Kapselfilters von 19.
  • 23 ist eine Seitenansicht eines Filtereinsatzes des Kapselfilters von 22.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Ein Beispiel für ein Filtrationssystem 10 ist in den 1 bis 4 gezeigt. Das Filtrationssystem 10 umfasst im Wesentlichen eine Lade-/Entladeeinrichtung, z.B. einen Träger 11, und umfasst ferner eine Vorrichtung 12 und ein Filter, z.B. ein Kapselfilter 13. Das Kapselfilter umfasst ein Filtermedium, und die Vorrichtung 12 und das Kapselfilter 13 können zusammenpassende Anschlüsse 14, 15, z.B. Einlassanschlüsse 14a, 15a, Auslassanschlüsse 14b, 15b und Lüftungsanschlüsse 14c, 15c, umfassen. Der Träger 11 trägt das Kapselfilter 13 und ist mit der Vorrichtung 12 zusammenwirkend angeordnet, um das Kapselfilter 13 an der Vorrichtung 12 zu befestigen und um die Anschlüsse 15 des Kapselfilters 13 mit den entsprechenden Anschlüssen 14 der Vorrichtung 12 in Eingriff zu bringen. Beispielsweise kann ein Befestigungsmechanismus 16 zwischen dem Träger 11 und der Vorrichtung 12 angeordnet sein, um das Kapselfilter 13, z.B. longitudinal, zwischen einer Ausrückposition, wie in den 1 und 2 gezeigt, und einer Einrückposition, wie in 4 gezeigt, zu bewegen. In der Ausrückposition kann das Kapselfilter 13 in dem Träger 11 aufliegen und kann von der Vorrichtung 12 beabstandet sein. In der Einrückposition ist das Kapselfilter 13 mit der Vorrichtung 12 in Eingriff und die Anschlüsse 14, 15 der Vorrichtung 12 und des Kapselfilters 13 sind zueinander gedichtet.
  • Mit den Anschlüssen 14, 15 im Eingriff pumpt eine Pumpe 17, die an die Vorrichtung 12 fluidisch gekoppelt und sogar direkt mit derselben verbunden sein kann, ein Fluid, z.B. eine Flüssigkeit wie ein flüssiges Fotoresist, in eine Einlassleitung der Vorrichtung 12, durch die Einlassanschlüsse 14a, 15a und in das Kapselfilter 13 hinein. In dem Kapselfilter 13 enthaltene Gase, z.B. Luft, oder in der Flüssigkeit mitgetragene Gasblasen können aus dem Kapselfilter 13 über die Lüftungsanschlüsse 14c, 15c und eine Lüftungsleitung 20 der Vorrichtung 12 abgelassen werden. Gefilterte Flüssigkeit wird durch die Pumpe durch das Filtermedium des Kapselfilters 13 hindurch und über die Auslassanschlüsse 14b, 15b und eine Auslassleitung 21 der Vorrichtung 12 aus dem Kapselfilter 13 heraus gedrückt.
  • Ist das Filtermedium des Kapselfilters 13 genügend verschmutzt, kann die Pumpe 17 deaktiviert und der Träger 11 durch den Befestigungsmechanismus 16 in die Ausrückposition bewegt, z.B. gesenkt, werden. Ein Ausrückmechanismus 22 kann zwischen Kapselfilter 13 und Träger 11 und/oder Vorrichtung 12 gekoppelt sein, um die Anschlüsse 15 der Filterkapsel 13 und die Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12 außer Eingriff zu bringen, wenn der Träger 11 gesenkt wird. Alternativ können das Kapselfilter 13 und die Vorrichtung 12 manuell außer Eingriff gebracht werden. Das alte Kapselfilter 13 kann dann durch ein neues Kapselfilter 13 ersetzt werden; der Träger 11 kann durch den Befestigungsmechanismus 16 in die Einrückposition bewegt, z.B. gehoben, werden, wobei die neue Kapsel 13 mit der Vorrichtung 12 in Eingriff gebracht wird; und sodann kann die Pumpe 17 erneut aktiviert werden.
  • Der Träger 11 kann in vielfältigster Weise ausgebildet sein. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen kann der Träger 11 so angeordnet sein, dass sowohl zum In-Eingriff-Bringen als auch zum Außer-Eingriff-Bringen von Kapselfilter 13 und Vorrichtung 12 das Kapselfilter 13 in einer zu den Achsen der in Eingriff stehenden Anschlüsse 14, 15 parallelen Richtung bewegt wird. Mehr bevorzugt bewegt der Träger 11 das Kapselfilter 13 in einer zu den Achsen der in Eingriff stehenden Anschlüsse 14, 15 parallelen Richtung entlang dem größten Teil der Distanz, noch mehr bevorzugt entlang im Wesentlichen der ganzen Distanz, die sich das Kapselfilter 13 auf dem Träger 11 bewegt.
  • Gemäß einem Beispiel, welches in den 1 und 2 gezeigt ist, kann der Träger 11 eine Basisanordnung 23, eine obere Anordnung 24 und eine erste und eine zweite seitliche Anordnung 25, die bevorzugt identisch sind und die sich zwischen der oberen Anordnung 24 und der Basisanordnung 23 erstrecken, umfassen. Die Basisanordnung, die obere Anordnung und die seitlichen Anordnungen können jeweils eine beliebige aus einer breiten Vielfalt von geeigneten Strukturen umfassen, einschließlich mehrteiliger Strukturen. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Basisanordnung 23 jedoch eine Basis 2b, z.B. eine Basisplatte, die das Kapselfilter 13 trägt und auf der das Kapselfilter 13 aufliegt. Ferner umfassen die seitlichen Anordnungen 25 jeweils Seitenplatten 30, die mit der Basis 26 verbunden sind. Die Seitenplatten 30 erstrecken sich bevorzugt parallel zueinander eng entlang dem Äußeren der Seiten der Vorrichtung 12 zu der oberen Anordnung 24. Die Vorrichtung 12 kann Führungskanäle 29 umfassen, in denen die Seitenplatten 30 gleiten, z.B. aufwärts und abwärts, wenn sich der Träger 11 zwischen der Ausrückposition und der Einrückposition bewegt. Alternativ kann die Vorrichtung Stifte oder Rollen umfassen, welche mit Nuten oder Schienen an den Seitenplatten in Eingriff treten. Ferner kann die obere Anordnung 24 eine Oberplatte 31 umfassen, welche mit den Seitenplatten 30 verbunden ist und sich entlang dem oberen Teil der Vorrichtung 12 erstreckt. Der Träger 11 umgibt also das Äußere der Vorrichtung 12 und ist bevorzugt zu Wartungszwecken zugänglich, ohne die Vorrichtung 12 stören zu müssen, z.B. ohne die Vorrichtung 12 von der Pumpe 17 abbauen zu müssen.
  • Als weiteres Beispiel kann der Träger eine Basisanordnung und einander gegenüberliegende seitliche Anordnungen ohne eine obere Anordnung umfassen. Der Träger kann dann mit der Vorrichtung in beliebiger geeigneter Weise in Wirkverbindung stehen, z.B. durch Verbinden der seitlichen Anordnungen des Trägers mit den Seiten oder dem unteren Teil der Vorrichtung über einen Befestigungsmechanismus. Als ein weiteres Beispiel kann der Träger mit einer Struktur in Wirkverbindung stehen, die von der Vorrichtung verschieden ist. Wenn z.B. die Vorrichtung mit einer Pumpe verbunden ist, kann der Träger ebenfalls an die Pumpe – anstatt an die Vorrichtung – gekoppelt und so ange ordnet sein, dass das Kapselfilter zwischen den Positionen, in denen es mit der Vorrichtung in Eingriff und außer Eingriff steht, bewegt wird.
  • Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen umfassen die Basisplatte und die Seitenplatten eine im Wesentlichen U-förmige Anordnung, die dazu ausgebildet ist, das Kapselfilter zu tragen, und der Träger umfasst somit eine kompakte, sehr raumsparende Struktur zum Tragen des Kapselfilters. Beispielsweise können der Träger und das Kapselfilter in einem Raum installiert sein, der eine relativ kleine Breite aufweist, z.B. eine Breite von ca. 60 mm oder weniger, verglichen mit einer Breite von ca. 140 mm oder mehr, die für viele konventionelle Filterbefestigungsmechanismen erforderlich ist. Das Kapselfilter 13 kann somit innerhalb eines 60 mm breiten vorderen Bereichs montiert und demontiert werden. Speziell bei Kombination mit einer 60 mm breiten Pumpe stellt ein Filtrationssystem gemäß vorliegender Erfindung ein Abgabesystem bereit, welches eine hohe Raumausnutzungseffienz aufweist, aber dennoch leicht zugänglich und daher benutzer- und wartungsfreundlich ist.
  • In der Ausrückposition trägt der Träger die Filterkapsel vorzugsweise auf der Basisanordnung. Das Filtrationssystem kann ferner einen Positionierungsmechanismus umfassen, der es erlaubt, das Kapselfilter auf der Basisanordnung zu positionieren und zu orientieren, so dass die Anschlüsse des Kapselfilters mindestens in etwa mit den Anschlüssen der Vorrichtung fluchten. Der Positionierungsmechanismus kann mit dem Träger und/oder dem Kapselfilter in Wirkverbindung stehen und kann vielfältige Formen annehmen. In der Ausführungsform gemäß den 1 bis 4 ist der Positionierungsmechanismus 32 mit der Basis 26 zusammenwirkend angeordnet und kann eine Rückwand 33 umfassen, die die Rückwärtsbewegung des Kapselfilters 13 begrenzt. Die Rückwand kann sich von der Basisanordnung oder von einer oder beiden seitlichen Anordnungen erstrecken. Ferner kann der Positionierungsmechanismus 32 eine Öffnung, z.B. eine längliche Nut 34, der sich innerhalb der Basis 26 von der Vorderkante erstreckt, und eine entsprechende längliche Nase oder Vorsprung 35, der sich von dem unteren Teil des Kapselfilters 13 erstreckt, umfassen. Die Nut 34 und der Vorsprung 35 können so bemessen sein, dass sie die Rückwärtsbewegung des Kapselfilters 13 auf der Basis 26 begrenzen und/oder das Kapselfilter 13 auf der Basis 26 winkelorientieren, so dass die Anschlüsse 15, 14 mindestens in etwa miteinander fluchten. Bei auf der Basis 26 positioniertem Kapselfilter 13 kann das Kapselfilter 13 rückwärts entlang der Basis 26 gleiten, wobei der Vorsprung 35 innerhalb der Nut 34 gleitet. Die enge Nachbarschaft zwischen den Seiten der Nut 34 und den Seiten des Vorsprungs 35 hält das Kapselfilter 13 in einer gewünschten Winkelorientierung bezüglich der Vorrichtung 12. Kommt die Rückseite des Kapselfilters 13 mit der Rückwand 33 und/oder die Rückseite des Vorsprungs 35 mit der Rückseite der Nut 34 in Kontakt, sind die Achsen der Anschlüsse 14, 15 mindestens in etwa axial fluchtend. Das Kapselfilter 13 kann dann an der Vorrichtung 12 befestigt werden, ohne die Anschlüsse 14, 15 infolge Fehlfluchtung zu beschädigen.
  • Der Positionierungsmechanismus ist nicht auf die in den 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform begrenzt. Beispielsweise, wie in den 5 und 6 gezeigt, kann die Rückwand entfallen und der Positionierungsmechanismus kann Öffnungen, z.B. ein oder mehrere Löcher 36 in der Basis 26, und einen oder mehrere entsprechende Vorsprünge 37, die sich von dem unteren Teil des Kapselfilters 13 erstrecken, umfassen. Das Kapselfilter 13 wird auf der Basis 16 positioniert, so dass die Vorsprünge 37 des Kapselfilters 13 in den Löchern 36 der Basis 26 angeordnet sind. Die Vorsprünge 37 und die Löcher 36 sind so bemessen und an dem Kapselfilter 13 bzw. der Basis 26 so angeordnet, dass, wenn die Vorsprünge 37 in den Löcher 36 angeordnet sind, die Anschlüsse 14, 15 der Vorrichtung 12 und des Kapselfilters 13 mindestens in etwa axial fluchtend sind. Die in den 5 und 6 gezeigte Ausführungsform weist zwei Löcher 36 und zwei Vorsprünge 37 auf. Der Positionierungsmechanismus kann jedoch mehr als zwei Löcher und Vorsprünge umfassen, z.B. drei Löcher und Vorsprünge, die in einer dreieckigen Konfiguration voneinander beabstandet sind, oder nur ein Loch und einen Vorsprung, z.B. ein längliches Loch 28 (und einen entsprechenden Vorsprung), wie in 7 gezeigt. Ferner sind die Positionierungsmechanismen der beispielhaft dargestellten Ausführungsformen zwar mit der Basisanordnung verbunden; der Positionierungsmechanismus kann aber auch mit dem Träger auf andere Weise verbunden sein, z.B. mit den seitlichen Anordnungen.
  • Ist das Kapselfilter 13 auf dem Träger 11 positioniert, wird der Träger 11 durch den Befestigungsmechanismus von der Ausrückposition in Richtung der Einrückposition bewegt. Der Befestigungsmechanismus kann ebenfalls vielfältige Formen annehmen, wobei ein Beispiel für einen (nicht erfindungsgemäßen) Befestigungsmechanismus 16 in den 1 bis 4 gezeigt ist. Der Befestigungsmechanismus 16 ist bevorzugt zwischen dem Träger 11 und der Vorrichtung 12 zusammenwirkend angeordnet und kann in einigen Ausführungsformen eine Gewindeanordnung umfassen, welche einen Gewindebolzen 40 und eine passende Mutter 41 umfasst, die Teil eines Knopfs 42 sein können. Der Gewindebolzen 40 kann ein Trapezgewinde aufweisen und ist bevorzugt am oberen Teil der Vorrichtung 12 fest angeordnet und erstreckt sich in Richtung zu der oberen Anordnung 24 des Trägers 11. Die Mutter 41 ist mit einem entsprechenden Gewinde versehen und ist bevorzugt an der oberen Anordnung 24, z.B. der Oberplatte 31, drehbar angeordnet, um den Bolzen 41 mit Gewindeverbindung aufzunehmen. Wenn der Knopf 42 in eine Richtung gedreht wird, bewegt sich die Mutter 41 axial in eine Richtung entlang dem Bolzen 40, z.B. weg von der Vorrichtung 12, und bewegt ihrerseits die Basis 26 des Trägers 11 von der Ausrückposition in Richtung zu der Vorrichtung 12 in die Einrückposition, in der die Anschlüsse 15 des Kapselfilters 13 mit den Anschlüssen 14 der Vorrichtung 12 in Eingriff stehen. Wenn der Knopf 42 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, bewegt sich die Mutter 41 axial in die entgegengesetzte Richtung entlang dem Bolzen 40 (z.B. in Richtung zu der Vorrichtung 12) und bewegt ihrerseits die Basis 26 des Trägers 11 zurück in Richtung der Ausrückposition. Die Gewinde können so angeordnet sein, dass sie ein schnelles Lösen des Kapselfilters 13 von der Vorrichtung 12 ermöglichen. Beispielsweise können die Gewinde so angeordnet sein, dass ein Drehen des Knopfs 42 in dem Bereich von ca. 90 Grad bis ca. 360 Grad ausreichend sein kann, um das Kapselfilter 13 von der Vorrichtung 12 zu lösen.
  • Ein weiteres Beispiel für einen erfindungsgemäßen Befestigungsmechanismus 16 ist in den 8 bis 13 gezeigt. (Die Komponenten der in den 8 bis 13 gezeigten Ausführungsform tragen die gleichen Bezugsziffern wie die analogen Komponenten der in den 1 bis 7 gezeigten Ausfüh rungsformen.) Der in den 8 bis 13 gezeigte Befestigungsmechanismus 16 ist bevorzugt zwischen dem Träger 11 und der Vorrichtung 12 zusammenwirkend angeordnet und kann eine Schwenkhebelanordnung umfassen, welche einen Hebel 51 aufweist, der um eine Schwenkachse 52 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel kann zwischen Vorrichtung und Träger in vielfältiger Weise gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Hebel 51 mittels Lagerzapfen 53 an einem Halter 54 drehbar angeordnet sein, der seinerseits am oberen Teil der Vorrichtung 12 befestigt sein kann. Alternativ kann der Hebel 51 an Haltern an den Seiten der Vorrichtung befestigt sein. Ferner kann der Hebel 51 an dem Träger 11 in vielfältiger Weise befestigt sein, z.B. an den seitlichen Anordnungen 25. Der Hebel 51 ist bevorzugt so angeordnet, dass der Träger 11 von der Ausrückposition in Richtung der Einrückposition gehoben wird, wenn der Hebel 51 angehoben wird, und dass der Träger 11 von der Einrückposition in Richtung der Ausrückposition abgesenkt wird, wenn der Hebel 51 gesenkt wird. Der Befestigungsmechanismus 16 kann ferner eine Federanordnung 55 zum Vorspannen des Hebels 51 in Richtung einer angehobenen und/oder abgesenkten Position umfassen, welche den Träger 11 in der Einrückposition und/oder Ausrückposition hält.
  • Wenn der Träger 11 in Richtung der Vorrichtung 12 von der Ausrückposition in die Einrückposition bewegt wird, nähern sich die Anschlüsse 15 des Kapselfilters 13 den Anschlüssen 14 der Vorrichtung 12. Die Anschlüsse 14, 15 können durch den Positionierungsmechanismus mindestens in etwa gefluchtet sein. Für eine engere Fluchtung der Anschlüsse 14, 15 kann das Filtrationssystem 10 jedoch einen Zentriermechanismus umfassen, der die Achsen der Anschlüsse 14, 15 eng fluchtet, wenn diese in Eingriff miteinander gebracht werden. Der Zentriermechanismus kann in vielfältigster Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Zentriermechanismus 80 einen oder – bevorzugt – mehrere Zentriervorsprünge aufweisen, z.B. Zentrierstifte 81, die in entsprechende Zentrieröffnungen 82 passen, wenn die Anschlüsse 14, 15 miteinander in Eingriff kommen. Wie in 14 gezeigt, können die Zentrierstifte 81 sich von dem Kapselfilter 13, z.B. von dem oberen Teil des Kapselfilters 13, nach oben erstrecken, und die entsprechenden Zentrieröffnungen 82 können in der Vorrichtung 12 angeordnet sein, z.B. im unteren Teil der Vorrichtung 12. Al ternativ, wie in den 15 und 16 gezeigt, können sich die Zentrierstifte 81 von dem unteren Teil der Vorrichtung 12 erstrecken und die Zentrieröffnungen 82 können in dem oberen Teil des Kapselfilters 13 angeordnet sein.
  • Der Zentriermechanismus 80 ist bevorzugt so angeordnet und bemessen, dass sichergestellt wird, dass die Anschlüsse 14, 15 axial eng fluchten, wenn sie in Dichtkontakt miteinander kommen. Beispielsweise können die Zentrierstifte 81 und Öffnungen 82 relativ eng toleriert und so angeordnet sein, dass sie in engem Eingriff miteinander sind, bevor die Anschlüsse 14, 15 vollen Kontakt haben und vollständig zueinander dichten. Mit den Zentrierstiften 81 im engen Eingriff mit den Zentrieröffnungen 82 können die Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12 in vollen Dichtkontakt mit den Anschlüssen 15 des Kapselfilters 13 bewegt werden. Der Zentriermechanismus 80 verhindert also eine unvollständige Dichtung und/oder Schädigung der Anschlüsse 14, 15 infolge Fehlfluchtung. Der Zentriermechanismus 80 kann ferner als eine Stopeinrichtung dienen, welche die Vorwärtsbewegung der Anschlüsse 14, 15 ineinander begrenzt und eine Überkompression verhindert. Alternativ können Stopeinrichtungen andernorts an der Vorrichtung und dem Kapselfilter und/oder dem Träger bereitgestellt sein.
  • Wenn der Träger 11 von der Vorrichtung 12 weg aus der Einrückposition in die Ausrückposition bewegt wird, können die Anschlüsse 15 des Kapselfilters 13 und die Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12 außer Eingriff gebracht werden. In einigen Ausführungsformen können die Anschlüsse 14, 15 der Vorrichtung und des Kapselfilters 13 in Eingriff bleiben, wenn der Träger 11 in die Ausrückposition bewegt wird, wobei die Basisanordnung 23 des Trägers 11 von dem unteren Teil des Kapselfilters 13 wegbewegt wird, wenn sich der Träger 11 in die Ausrückposition bewegt. Das Kapselfilter 13 kann dann von der Vorrichtung 12 entfernt werden, z.B. durch manuelles Außer-Eingriff-Bringen der Anschlüsse 15 des Kapselfilters und der Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12.
  • Alternativ kann das Filtrationssystem 10 ferner einen Ausrückmechanismus umfassen, der mit dem Kapselfilter 13 in Wirkverbindung steht und der die Anschlüsse 15 des Kapselfilters 13 und die Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12 automatisch außer Eingriff bringt, wenn sich der Träger 11 in Richtung der Ausrückposition bewegt. Der Ausrückmechanismus kann in vielfältiger Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Ausrückmechanismus zwischen dem Kapselfilter 13 und der Vorrichtung 12 zusammenwirkend angeordnet sein. Ein Beispiel für einen derartigen Ausrückmechanismus 22 ist in den 15 und 16 gezeigt und umfasst eine oder mehrere Federn 86, die zwischen dem Kapselfilter 13 und der Vorrichtung 12 angeordnet sind. Die Federn können an einer Vielfalt von geeigneten Orten zwischen dem Kapselfilter und der Vorrichtung positioniert sein. Bei der beispielhaft gezeigten Ausführungsform ist eine Feder 86 um jeden Zentrierstift 81 angeordnet. Die Federn 86 werden um die Zentrierstifte 81 herum zusammengedrückt, wenn der Träger 11 durch den Befestigungsmechanismus 16 in die Einrückposition gehoben wird und die Anschlüsse 15 des Kapselfilters 13 in Dichtkontakt mit den Anschlüssen 14 der Vorrichtung 12 gehoben werden. Wenn der Träger 11 durch den Befestigungsmechanismus 16 in die Ausrückposition gesenkt wird, dehnen sich die Federn 86 aus und bringen die Anschlüsse 14, 15 automatisch außer Eingriff. Der Zentriermechanismus 80 hilft ferner dabei, die axiale Fluchtung der Anschlüsse 14, 15 aufrechtzuerhalten, wenn die Anschlüsse 14, 15 durch den Ausrückmechanismus 22 außer Eingriff gebracht werden. Das Kapselfilter 13 bleibt auf der Basisanordnung 23 des Trägers 11, wenn der Träger 11 in die Ausrückposition bewegt wird.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann der Ausrückmechanismus zwischen dem Kapselfilter 13 und dem Träger 11 zusammenwirkend angeordnet sein. Ein Beispiel für einen derartigen Ausrückmechanismus 22 ist in den 1 und 4 gezeigt und umfasst eine oder mehrere Schubstangen 91, die zwischen dem Träger 11 und dem Kapselfilter 13 angeordnet sind. Die Schubstangen können an einer Vielfalt von geeigneten Orten zwischen dem Kapselfilter und dem Träger positioniert sein. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform sind die Schubstangen 91 in Durchgangslöchern 92 in der Vorrichtung 12 zwischen dem oberen Teil des Kapselfilters 13 und der oberen Anordnung 24 des Trägers 11 angeordnet. Die Schubstangen 91 können zusammen mit dem Kapselfilter 13 und dem Träger 11 angehoben werden, wenn der Träger 11 durch den Befestigungsmechanismus 16 in die Einrückposition bewegt wird. Wenn der Träger 11 durch den Befestigungsmechanismus 16 in die Ausrück position gesenkt wird, kann die obere Anordnung 24 des Trägers 11 mit den Schubstangen 91 in Anlage kommen. Die Schubstangen 91 ihrerseits kommen mit dem oberen Teil des Kapselfilters 13 in Anlage, wobei das Kapselfilter 13 von der Vorrichtung 12 weg gedrängt wird und die Anschlüsse 14, 15 automatisch außer Eingriff gebracht werden. Das Kapselfilter 13 bleibt auf der Basisanordnung 23 des Trägers 11, wenn der Träger 11 in die Ausrückposition bewegt wird.
  • Ein weiteres Beispiel für einen Ausrückmechanismus 22, der zwischen dem Träger 11 und dem Kapselfilter 13 zusammenwirkend angeordnet ist, ist in den 17 und 18 gezeigt. (Die Komponenten der in den 17 und 18 gezeigten Ausführungsform tragen die gleichen Bezugsziffern wie die analogen Komponenten der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform.) Der Ausrückmechanismus 22 umfasst im Wesentlichen eine Einrichtung, die das Kapselfilter 13 und den Träger 11 physisch koppelt, wenn der Träger 11 sich zwischen der Einrückposition und der Ausrückposition bewegt. Die Einrichtung kann eine breite Vielfalt von Strukturen umfassen. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform umfasst die Einrichtung 96 den Eingriff der Basisanordnung 23 des Trägers 11 mit dem Kapselfilter 13, z.B. mit einem Flansch 97, der sich von dem Vorsprung 35 in dem unteren Teil des Kapselfilters 13 an den Rändern der Nut 34 in der Basis 26 vorbei erstreckt. Wenn der Träger 11 durch den Befestigungsmechanismus 16 in die Ausrückposition gesenkt wird, kommt die Basis 26 des Trägers 11 mit dem Flansch 97 des Kapselfilters 13 in Anlage, wobei das Kapselfilter 13 von der Vorrichtung 12 weg gedrängt wird und der Anschluss 15 des Kapselfilters 13 und die Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12 automatisch außer Eingriff gebracht werden. Das Kapselfilter 13 bleibt auf der Basisanordnung 23 des Trägers, wenn der Träger 11 in die Ausrückposition bewegt wird.
  • Ein weiteres Beispiel für eine Einrichtung ist ein Flansch, der sich von jeder seitlichen Anordnung des Trägers über den oberen Teil des Kapselfilters erstreckt. Wenn der Träger durch den Befestigungsmechanismus gesenkt wird, können die Flansche der seitlichen Anordnung mit dem oberen Teil des Kapselfilters in Anlage kommen und das Kapselfilter und die Vorrichtung automatisch außer Eingriff gebracht werden.
  • Die Vorrichtung 12 kann ebenfalls in vielfältigster Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung eine beliebige regelmäßige oder unregelmäßige Gestalt aufweisen. Wie in den 1 bis 4 gezeigt, kann die Vorrichtung 12 eine kastenförmige Ausbildung aufweisen, umfassend einen vorderen Teil 100, einen rückwärtigen Teil 101, einen oberen Teil 102, einen unteren Teil 103 und einander gegenüberliegende Seiten 104, 105. Die Vorrichtung 12 kann ferner eine oder mehrere Leitungen zum Transportieren von Fluid zu und/oder aus dem Kapselfilter umfassen. Jede der Leitungen ist bevorzugt so ausgebildet, dass das Holdup-Volumen vermindert und Totvolumina oder Totzonen, wo das Fluid stagnieren kann, vermieden werden.
  • Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen ist die Vorrichtung 12 mit einer Pumpe 17 fluidisch gekoppelt. Beispielsweise kann die Vorrichtung 12 direkt mit der Pumpe 17 verbunden sein, z.B. entlang dem rückwärtigen Teil 101 der Vorrichtung 12. Der Auslass der Pumpe 17 kann mit einer Einlassleitung der Vorrichtung 12 verbunden sein, die sich durch die Vorrichtung 12 hindurch erstreckt und ihrerseits mit den Einlassanschlüssen 14a, 15a der Vorrichtung 12 und des Kapselfilters 13 in fluidischer Verbindung steht. Alternativ kann die Einlassleitung mindestens teilweise außerhalb der Vorrichtung liegen, wobei sie sich z.B. außerhalb der Pumpe zu der Vorrichtung und von dort zu den Einlassanschlüssen erstrecken kann. Die Vorrichtung 12 kann ferner eine Auslassleitung 21 aufweisen, welche eine fluidische Verbindung zwischen den Auslassanschlüssen 14b, 15b und einer beliebigen anderen geeigneten Komponente des Fluidsystems stromabwärts der Vorrichtung 12 herstellt. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform kann sich die Auslassleitung 21 von den Auslassanschlüssen 14b, 15b durch die Vorrichtung 12 hindurch zu dem vorderen Teil 100 der Vorrichtung 12 erstrecken. Die Auslassleitung kann sich jedoch von einem beliebigen Bereich der Vorrichtung erstrecken, einschließlich des oberen Teils der Vorrichtung. Die Vorrichtung 12 kann ferner eine Lüftungsleitung 20 umfassen, welche eine fluidische Verbindung zwischen den Lüftungsanschlüssen 14c, 15c und einem beliebigen geeigneten Reservoir für das entlüftete Gas herstellt. Wieder kann sich bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform die Lüftungsleitung 20 von den Lüftungsanschlüssen 14c, 15c durch die Vorrichtung 12 hindurch zu dem vorderen Teil 100 der Vorrichtung 12 erstrecken. Die Lüftungsleitung kann sich jedoch von einem beliebigen Bereich der Vorrichtung erstrecken, einschließlich des oberen Teils der Vorrichtung. Bei einigen Ausführungsformen können die Lüftungsleitung sowie die Lüftungsanschlüsse ganz entfallen.
  • Anzahl und Ausbildung der Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12 sowie der Anschlüsse 15 des Kapselfilters 13 können vielfältig variieren. Bei vielen Ausführungsformen weist die Vorrichtung 12 drei Anschlüsse 14a, 14b, 14c auf. Jedoch kann eine Vorrichtung mehr als drei Anschlüsse oder weniger als drei Anschlüsse haben.
  • Die Anschlüsse 14 der Vorrichtung 12 sowie die Anschlüsse 15 des Filtereinsatzes 13 können vielfältige Strukturen umfassen. Zum Beispiel können die Anschlüsse in einem beliebigen regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster angeordnet sein, z.B. in einem dreieckigen Muster. Bevorzugt sind die Anschlüsse 14, 15 im Wesentlichen fluchtend. Ferner kann der Abstand zwischen den Anschlüssen oder das Muster der Anschlüsse symmetrisch sein, ist bevorzugt jedoch nicht symmetrisch. Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt, die Distanz zwischen den Lüftungsanschlüssen 14c, 15c und den Auslassanschlüssen 14b, 15b kleiner sein als die Distanz zwischen den Auslassanschlüssen 14b, 15b und den Einlassanschlüssen 14a, 15a. Ein unsymmetrischer Abstand oder Muster hilft dabei, zu verhindern, dass das Kapselfilter "rückwärts" an der Vorrichtung installiert wird.
  • Die Anschlüsse können verschiedenartige Strukturen umfassen. Beispielsweise kann jeder der Anschlüsse eine Düse oder eine Öffnung oder Aufnahme, die eine Düse aufnimmt, umfassen. Einige der Anschlüsse an der Vorrichtung oder an dem Kapselfilter können Düsen umfassen, während andere Aufnahmen umfassen, oder alle Anschlüsse an der Vorrichtung können Düsen oder Aufnahmen umfassen. Bei der beispielhaft dargestellten Ausführungsform umfassen die Anschlüsse 14a, 14b, 14c der Vorrichtung 12 bevorzugt allesamt Düsen 110 und die Anschlüsse 15a, 15b, 15c des Kapselfilters 13 umfassen bevorzugt allesamt entsprechende Aufnahmen 111, welche die Düsen 110 der Vorrichtung 12 aufnehmen.
  • Die Filter können ebenfalls in vielfältiger Weise ausgebildet sein, z.B. als Kapselfilter. Ein Beispiel für ein Kapselfilter 13 ist in den 19 bis 23 gezeigt. Das Kapselfilter 13 umfasst im Wesentlichen ein Gehäuse 160 und einen Filtereinsatz 161, der entfernbar oder, bevorzugt, permanent in dem Gehäuse 160 angeordnet ist.
  • Das Gehäuse 160 kann aus einem beliebigen geeigneten undurchlässigen Material gebildet sein, z.B. aus einem metallischen oder polymeren Material, und es kann eine beliebige gewünschte Gestalt aufweisen, z.B. eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen korrespondiert die Gestalt des Gehäuses zu der Gestalt des Filtereinsatzes.
  • Das Gehäuse 160 kann eine einteilige Struktur umfassen, umfasst aber bevorzugt eine mehrteilige Struktur. Beispielsweise kann das Gehäuse 160 eine Schale 162 und einen Kopf 163, der entfernbar oder, bevorzugt, permanent mit der Schale 162 verbunden ist, umfassen. Die Schale 162 kann eine Seitenwand und eine Bodenwand umfassen. Ein Griff 159 kann sich von der Seitenwand der Schale 162 nach außen erstrecken und kann dazu verwendet werden, das Kapselfilter 13 auf der Basisanordnung des Trägers zu positionieren, wobei der Vorsprung 35 an dem unteren Teil des Kapselfilters 13 mit der Nut in der Basis in Eingriff steht.
  • Das Gehäuse 160 weist einen Einlassanschluss 15a, einen Auslassanschluss 15b und einen Lüftungsanschluss 15c auf. Der Einlassanschluss 15a und der Auslassanschluss 15b definieren einen Fluidfließweg durch das Gehäuse 160. Die Anschlüsse können unterschiedlich ausgebildet sein, z.B. als Düsen. Einer oder mehrere der Anschlüsse können in der Schale angeordnet sein, z.B. am Boden oder in der Seitenwand der Schale. Bevorzugt ist es jedoch, wenn mindestens einer und, mehr bevorzugt, alle der Anschlüsse 15a, 15b, 15c in dem Kopf 163 oben auf dem Kapselfilter 13 angeordnet sind.
  • Das Gehäuse 160 enthält bevorzugt den Filtereinsatz 161 innerhalb einer Filtereinsatzkammer in dem Fluidfließweg. Der Filtereinsatz umfasst bevorzugt ein Filterelement 170 mit einem Filtermedium, wie in 23 gezeigt. Das Filtermedium kann eine feste oder hohle poröse Masse umfassen, z.B. eine zylindrische Masse von gesinterten Metallpartikeln oder eine zylindrische Masse von gebundenen und/oder verwirbelten Fasern, z.B. polymeren Fasern. Bei vielen bevorzugten Ausführungsformen kann das Filtermedium eine permeable Schicht, z.B. eine poröse gewebte oder Non-Woven-Schicht von Fasern, einschließlich Filamenten, oder eine permeable oder poröse, geträgerte oder ungeträgerte polymere Membran, umfassen und das Filterelement 170 kann ein zylindrische, hohle, gefaltete Konfiguration aufweisen. Das Filtermedium kann die einzige Schicht des gefalteten Filterelementes 170 sein; bevorzugt ist es jedoch eine von zwei oder mehr Schichten eines Faltenkomposits, welches ferner z.B. eine oder mehrere Drainageschichten, Vorfilterschichten, zusätzliche Filterschichten, Substrate und/oder Abschirmungsschichten umfasst. Die Falten des Filterelements können sich radial oder, bevorzugt, nicht-radial erstrecken, wie z.B. in USP 5 543 047 offenbart.
  • Das hohle Filterelement 170 ist bevorzugt zwischen einem Käfig 171 und einem Kern 172 angeordnet. Die Enden des Filterelementes 170, des Käfigs 171 und des Kerns 172 können zu Endkappen 173, 174 gedichtet sein, z.B. eine blinde Endkappe 173 und eine offene Endkappe 174. Die offene Endkappe 174 weist eine Öffnung 175 auf, die mit dem Inneren des hohlen Filterelementes 170 in fluidischer Verbindung steht. Die offene Endkappe kann zu dem Gehäuse gedichtet oder mit dem Gehäuse verbunden sein, wobei die Öffnung in der offenen Endkappe ihrerseits mit einem Anschluss in fluidischer Verbindung steht. Beispielsweise kann bei der in den 19 bis 23 gezeigten Ausführungsform die offene Endkappe 174 an den Kopf 163 gebunden sein, wobei der Auslassanschluss 15b bevorzugt mit dem Inneren des Filterelementes 170 über die Öffnung 175 in der offenen Endkappe 174 in fluidischer Verbindung steht. Bevorzugt steht der Einlassanschluss 15a mit dem Äußeren des Filtereinsatzes 161 in fluidischer Verbindung. Der Fluss durch den Filtereinsatz 161 kann dann von außen nach innen gerichtet sein. Alternativ können der Einlassanschluss und der Auslassanschluss so angeordnet sein, dass sie mit dem Inneren bzw. dem Äußeren des Filtereinsatzes in fluidischer Verbindung stehen und der Fluss durch den Filtereinsatz kann von innen nach außen gerichtet sein.
  • Zwar wurde der Filtereinsatz unter Bezugnahme auf ein hohles Filterelement 170 beschrieben, welches ein gefaltetes Filtermedium, einen Käfig 171, einen Kern 172 und Endkappen 173, 174 aufweist; der Filtereinsatz ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Zahlreiche alternative Filtereinsätze sind geeignet. Beispielsweise kann das Filterelement ein Filterkomposit aufweisen, welches nicht gefaltet, sondern spiralförmig gewickelt ist. Der Käfig und/oder der Kern kann entfallen. Ferner kann eine oder beide Endkappen entfallen und die Enden des Filterelements können direkt an den oberen und/oder unteren Teil des Gehäuses gebunden sein.
  • Weitere Beispiele für Filtereinsätze können Filtermedien umfassen, die permeable Hohlfiltermedien umfassen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen begrenzt. Beispielsweise kann ein oder mehrere Merkmale einer Ausführungsform weggelassen oder mit einem oder mehreren Merkmale einer anderen Ausführungsform kombiniert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Ferner sind völlig andere Ausführungsformen denkbar, insbesondere im Lichte der vorstehenden Lehren. Demgemäß umfasst die Erfindung alle Varianten und Modifikationen, welche in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (10)

  1. Filtrationssystem, umfassend eine Vorrichtung (12), die einen Einlassanschluss (14a), einen Auslassanschluss (14b) und einen Lüftungsanschluss (14c) aufweist, wobei jeder Anschluss der Vorrichtung eine Achse hat; ein Filter (13), das einen Einlassanschluss (15a), einen Auslassanschluss (15b) und einen Lüftungsanschluss (15c) aufweist, wobei jeder Filteranschluss eine Achse hat und die Achsen der Anschlüsse der Vorrichtung und der Filteranschlüsse zueinander parallel sind; und einen Träger (11), der das Filter (13) trägt; gekennzeichnet durch einen Befestigungsmechanismus (16), der eine Schwenkhebelanordnung umfasst, welche einen mit der Anschlussvorrichtung (12) und dem Träger (11) wirksam verbundenen Hebel (51) aufweist, wobei der Hebel (51) um einen Lagerzapfen (53) schwenkbar gelagert ist und den Träger (11) von einer Ausrückposition, in der das Filter (13) auf dem Träger (11) aufliegt und von der Anschlussvorrichtung (12) beabstandet ist, in eine Einrückposition hebt, in der die Anschlüsse (15) des Filters (13) mit den Anschlüssen (14) der Vorrichtung (12) dichtend in Eingriff stehen, und wobei der Träger (11) das Filter (13) in einer zu den Achsen der Anschlüsse (14, 15) parallelen Richtung entlang der Distanz, die sich das Filter (13) auf dem Träger (11) bewegt, mit der Anschlussvorrichtung (12) in Eingriff bringt.
  2. Filtrationssystem nach Anspruch 1, wobei der Träger (11) eine Breite von ungefähr 60 mm oder weniger aufweist.
  3. Filtrationssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen mit dem Träger (11) und dem Filter (13) in Wirkverbindung stehenden Positionierungsmechanismus (32) zum Positionieren des Filters (13) auf dem Träger (11) dergestalt, dass die Anschlüsse (15) des Filters (13) mit den Anschlüssen (14) der Vorrichtung (12) fluchten.
  4. Filtrationssystem nach Anspruch 3, wobei der Positionierungsmechanismus (32) eine Rückwand (33) des Trägers (11) umfasst, die eine Rückwärtsbewegung des Filters (13) begrenzt.
  5. Filtrationssystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Positionierungsmechanismus (32) einen Vorsprung auf einem der beiden Teile von Filter (13) und Träger (11) und eine passende Nut in dem anderen der beiden Teile von Filter (13) und Träger (11) umfasst.
  6. Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schwenkhebelanordnung ferner eine Nut und einen Zapfen umfasst, welcher sich beim Schwenken des Hebels (51) in der Nut bewegt.
  7. Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen mit dem Filter (13) und dem Träger (11) in Wirkverbindung stehenden Ausrückmechanismus (22), wobei der Ausrückmechanismus (22) eine Einrichtung (96) umfasst, die das Filter (13) und den Träger (11) physisch verbindet, zum Ausrücken der Anschlüsse (15) des Filters (13) von den Anschlüssen (14) der Vorrichtung (12), wenn der Träger sich in Richtung der Ausrückposition bewegt.
  8. Filtrationssystem nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung (96) einen Flansch (97) umfasst, der mit einer Nut (34) in Eingriff steht.
  9. Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder der Filteranschlüsse (15a, 15b, 15c) oben am Filter (13) angeordnet ist.
  10. Filtrationssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Filter (13) einen Filtereinsatz (161) und ein Gehäuse (160) umfasst und der Filtereinsatz (161) permanent in dem Gehäuse (160) angeordnet ist.
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