EP0618014B2 - Machine de projection de produit de revêtement par voie électrostatique - Google Patents
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- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
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- B05B13/04—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
- B05B13/0447—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles
- B05B13/0452—Installation or apparatus for applying liquid or other fluent material to conveyed separate articles the conveyed articles being vehicle bodies
Definitions
- the invention relates to a machine for spraying electrostatic coating material on objects such as motor vehicle bodies.
- the bodies are moved by a conveyor and the coating product projection machine comprises a gantry supporting a horizontal beam perpendicular to the path of the bodies, this beam carries one or more coating product sprayers, for example rotary type.
- These machines sometimes called roof machines, are of paramount importance for the recovery of objects to be painted, especially when these objects have many substantially horizontal surfaces such as the hood, the roof, the trunk of a vehicle body automobile.
- Electrostatic spraying machines of the prior art generally comprise three sprayers carried by a metal beam and supplied with coating material from one or more coating product change blocks located in the vicinity of the machine and in voltage from one or more voltage raising units (high voltage units) also located in the vicinity of the machine.
- the invention relates to an electrostatic coating product spraying machine, of the type comprising a hollow beam arranged horizontally over objects to be coated and carrying at least one coating product sprayer, characterized in that this beam is made of insulating material.
- This construction of the hollow beam of the electrostatic spraying machine makes it possible to isolate sprayers carried at the high voltage of their supply systems. Thanks to this invention, it is possible to use one or more coating product change blocks embedded on the beam, although these blocks must be permanently brought to the ground potential, in particular if they include grounding systems. electrical or electronic regulation. In addition, for reasons of environmental protection, electrostatic painting systems are increasingly operating with water-soluble paints; these water-based paints have the important characteristic of being electrically conductive. In the case of use of these paints, it is imperative to isolate the coating product change block and its many power supply pipes from the high voltage or else create a short circuit through the paint column. The invention allows this isolation in combination with an electrical and fluidic separator and an intermediate reservoir placed between the coating product changing block and the sprayer.
- the electrostatic coating product spraying machine of the figure 1 consists essentially of two posts 1 and 2, two carriages 3 and 4, a hollow beam 5 intended to move above the objects, in the example of automobile bodies, carried by a conveyor 6.
- the two carriages 3 and 4 are, in a manner known per se, moved vertically along rails disposed on the posts 1 and 2.
- the beam 5 can rotate about its horizontal axis 7 shown in dotted lines, thanks to two bearings 8 and 9 providing the mechanical connection respectively with the carriages 3 and 4.
- Three sprayers 11, 12 and 13, powered by three coating product change blocks 21, 22 and 23 and three voltage lift units 31, 32 and 33 are likely to move parallel to the axis 7 with an amplitude of about 100 mm. They can thus perform the sweeping and width-adjusting movements necessary to achieve a uniform surface condition.
- Three electric flow meters 81, 82, 83 placed respectively downstream of the coating product change blocks 21 to 23 make it possible to control the proper operation of the sprayers 11 to 13.
- an electrical and fluidic separator 150 provided with rapid connection means and an intermediate reservoir 151 are interposed between the pipe 43 and the sprayer 13, close to it in the conduit 106.
- the separator In the coating phase, the separator is open and the high voltage applied to the sprayer 13 is not likely to crawl to the coating product change block 23.
- the high voltage is cut off and the separator 150 is closed, which allows the transfer of the coating product of the coating product change block to the intermediate tank 151.
- a cleaning-filling unit 203 Downstream of the coating product change block 23 and the flow meter 83 is provided a cleaning-filling unit 203.
- the sprayer 13 is mounted at the end of an insulating support 200 containing a reservoir 201.
- the support is movable in vertical translation, that is to say perpendicular to the axis, between a low position of coating and a high position cleaning-filling tank 201.
- the support 200 is secured to a piston 202 mobile in a cylinder 204 through two air ducts 205 and 206.
- the support In the spraying phase, the support is in the low position; the high voltage can be applied to the sprayer 13 by the cable 63 without danger of return to the ground or to the coating product change block because the distance between the piston 202 and the cleaning-filling unit 203 is sufficient to allow electrical insulation.
- the high voltage supply is cut off, the cylinder 204 is moved parallel to the axis 7 by the jack 93 to operate the closing connecting means 210 and the connection to the cleaning-filling unit 203.
- the piston 202 is reassembled to close the connection means 212.
- the unit 203 is thus put in communication with the reservoir 201 and the sprayer 13 for cleaning and filling operations known to those skilled in the art.
Description
- L'invention concerne une machine de projection de produit de revêtement par voie électrostatique sur des objets tels que des carrosseries de véhicules automobiles.
- Sur une chaîne de production, les carrosseries sont déplacées par un convoyeur et la machine de projection de produit de revêtement comprend un portique soutenant une poutre horizontale perpendiculaire au trajet des carrosseries, cette poutre porte un ou plusieurs pulvérisateurs de produit de revêtement, par exemple du type rotatif. Ces machines, parfois dénommées machines de toit, sont d'une importance capitale pour le recouvrement des objets à peindre, en particulier lorsque ces objets présentent de nombreuses surfaces sensiblement horizontales telles que le capot, le pavillon, le coffre d'une carrosserie de véhicule automobile.
- La complexité de mise en oeuvre de ces machines réside principalement dans l'alimentation en produit de revêtement et en air des pulvérisateurs alors que ceux-ci sont susceptibles de mouvements de grande amplitude. En effet, de grandes longueurs de tuyau sont à prévoir et le positionnement des organes de commande dans des espaces réduits est le plus souvent délicat. De plus, les projecteurs étant portés à la haute tension, il est nécessaire d'isoler suffisamment ceux-ci de tout objet au potentiel de la terre. Les machines de projection par voie électrostatique de l'art antérieur comportent en règle générale trois pulvérisateurs portés par une poutre métallique et alimentés en produit de revêtement à partir d'un ou plusieurs blocs de changement de produit de revêtement situés au voisinage de la machine et en tension à partir d'une ou plusieurs unités d'élévation de tension (unités haute tension) situées aussi au voisinage de la machine.
- L'invention concerne une machine de projection de produit de revêtement par voie électrostatique, du type comportant une poutre creuse disposée horizontalement au-dessus d'objets à recouvrir et portant au moins un pulvérisateur de produit de revêtement, caractérisée en ce que cette poutre est en matériau isolant.
- Cette construction de la poutre creuse de la machine de projection par voie électrostatique permet d'isoler les pulvérisateurs portés à la haute tension de leurs systèmes d'alimentation. Grâce à cette invention, il est possible d'utiliser un ou des blocs de changement de produit de revêtement embarqués sur la poutre, bien que ces blocs doivent être en permanence portés au potentiel de la terre, en particulier s'ils comportent des systèmes de régulation électrique ou électronique. De plus, pour des raisons de protection de l'environnement, les installations de peinture électrostatique fonctionnent de plus en plus avec des peintures hydrosolubles; ces peintures à base d'eau ont pour caractéristique importante d'être conductrices de l'électricité. Dans le cas d'utilisation de ces peintures, il est impératif d'isoler le bloc de changement de produit de revêtement et ses nombreux tuyaux d'alimentation de la haute tension sous peine de créer un court-circuit par la colonne de peinture. L'invention permet cette isolation en combinaison avec un séparateur électrique et fluidique et un réservoir intermédiaire placés entre le bloc de changement de produit de revêtement et le pulvérisateur.
- La géométrie de la section de la poutre creuse permet de définir plusieurs conduits dont les contenus pourront être portés à des potentiels différents. Elle permet aussi de prévoir des chemins de rampage suffisamment longs entre les parties à la terre et les parties à la haute tension. Enfin, le matériau plastique isolant utilisé, par exemple une résine époxyde, permet un gain de poids significatif sur la poutre, ce qui est avantageux pour le dimensionnement des moteurs et des systèmes d'entraînement de la poutre, pour le transport et l'installation de celle-ci.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation d'une machine de projection de produit de revêtement par voie électrostatique conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la
figure 1 est une vue en élévation d'une machine de projection de produit de revêtement par voie électrostatique selon l'invention; - la
figure 2 est une coupe II - II de lafigure 1 , représentée à plus grande échelle; - la
figure 3 est une vue de détail d'un premier mode de réalisation d'une machine de projection par voie électrostatique selon l'invention, représentée à plus grande échelle; - la
figure 4 est une vue de détail d'un second mode de réalisation d'une machine de projection par voie électrostatique selon l'invention, représentée à plus grande échelle; et - la
figure 5 est une vue de détail d'un troisième mode de réalisation d'une machine de projection par voie électrostatique selon l'invention, représentée à plus grande échelle. - La machine de projection de produit de revêtement par voie électrostatique de la
figure 1 est constituée essentiellement de deux poteaux 1 et 2, de deux chariots 3 et 4, d'une poutre creuse 5 destinée à se déplacer au-dessus des objets, dans l'exemple des carrosseries d'automobiles, portés par un convoyeur 6. Les deux chariots 3 et 4 sont, de manière connue en soi, déplacés verticalement le long de rails disposés sur les poteaux 1 et 2. La poutre 5 peut effectuer des rotations autour de son axe horizontal 7 représenté en trait mixte, grâce à deux paliers 8 et 9 assurant la liaison mécanique respectivement avec les chariots 3 et 4. Trois pulvérisateurs 11, 12 et 13, alimentés par trois blocs de changement de produit de revêtement 21, 22 et 23 et par trois unités d'élévation de tension 31, 32 et 33 sont susceptibles de déplacements parallèles à l'axe 7 d'une amplitude d'environ 100 mm. Ils peuvent ainsi effectuer les mouvements de balayage et de réglage en largeur nécessaires pour obtenir un état de surface uniforme. Trois débitmètres électriques 81, 82, 83 placés respectivement en aval des blocs de changement de produit de revêtement 21 à 23 permettent de contrôler le bon fonctionnement des pulvérisateurs 11 à 13. - La géométrie de la section de la poutre creuse 5 est visible à la
figure 2 . Cette poutre en résine époxyde a une structure monobloc obtenue par moulage. Elle a une section globalement carrée et est munie de nervures de rigidification 101 et 102 dans le plan de sa face supérieure. Ces nervures 101 et 102 garantissent une bonne rigidité à la torsion et à la flexion de la poutre creuse 5. Selon une caractéristique importante de l'invention l'espace interne de la poutre creuse 5 est divisé longitudinalement par une paroi 104 en deux conduits 105 et 106. Le caractère monobloc de la structure de la poutre creuse 5 élimine les risques de rampage électrique au niveau de la jonction de la paroi 104 avec les côtés de la poutre creuse. - Dans le conduit supérieur 105 peuvent être logés tous les tuyaux d'alimentation en produit de revêtement 110 et en produit de rinçage 111 des blocs de changement de produit de revêtement. Dans le cas classique d'un bloc de 24 teintes, on prévoit 24 arrivées et 24 retours de produit de revêtement par bloc de changement de produit de revêtement. En sus des tuyaux de produit de rinçage, on doit donc loger 144 tuyaux de produit de revêtement. Comme ces tuyaux, éventuellement regroupés en faisceau, sont logés dans un conduit unique, les opérations de maintenance sont simplifiées car aucun moteur, débitmètre ou renfort ne vient encombrer le conduit 105. L'alimentation électrique des unités d'élévation de tension 31 à 33 et des débitmètres 81 à 83 est fournie par des câbles électriques basse tension 112 logés également dans le conduit 105.
- Dans le conduit inférieur 106 sont logés les tuyaux d'alimentation en air 113 des pulvérisateurs 11 à 13 et des blocs de changement de produit de revêtement 21 à 23. La séparation entre les alimentations pneumatiques et les alimentations en produit de revêtement est appréciable pour la maintenance.
- Un capotage en matériau plastique isolant est constitué de trois parties longitudinales 121, 122 et 123. fixées à l'extrémité des nervures 101 et au droit de la face inférieure de la poutre creuse 5. Il protège les éléments 21 à 23, 31 à 33 et 81 à 83 des retours de lignes de champ et de peinture. Il améliore aussi l'aérodynamisme de la poutre afin de minimiser les perturbations induites par celle-ci sur la ventilation de la cabine. Il est aussi réalisé en résine époxyde.
- Les pulvérisateurs 11 à 13 sont à la haute tension alors que les tuyaux 110 et 111 sont à la terre et que les câbles 112 sont à un potentiel beaucoup plus faible. Il faut donc éviter le rampage de la haute tension. La géométrie de la section de la poutre est ici particulièrement avantageuse. En effet, le plus court chemin de rampage entre les pulvérisateurs et les parties à la terre ou à la basse tension, est perpendiculaire à l'axe 7 et suit l'extérieur de la poutre creuse 5; en particulier il passe par l'extrémité des nervures 101 et 102, ce qui garantit une longueur suffisante pour éviter le rampage de la haute tension. De plus, il est aisé d'adapter cette longueur en allongeant plus ou moins les nervures 101 et 102 qui interviennent deux fois dans ce chemin de rampage.
- La suite de la description est faite en référence à la
figure 3 où l'on a représenté à plus grande échelle le pulvérisateur 13 et ses systèmes d'alimentation en produit de revêtement et en haute tension. Le tuyau 43 reliant le bloc de changement de produit de revêtement 23 au pulvérisateur 13 est souple et logé dans un dérouleur 53, isolant et souple, permettant à l'extrémité de ce tuyau 43 de suivre le mouvement horizontal du pulvérisateur 13. Le dérouleur 53 traverse une fenêtre ménagée entre les deux conduits 105 et 106. La longueur du tuyau 43 est inférieure au mètre, ce qui minimise les pertes à chaque changement de produit de revêtement. Le câble haute tension 63 reliant l'unité d'élévation de tension 33 au pulvérisateur est de la même manière logé dans un dérouleur 73. Le débitmètre 83 est placé près du pulvérisateur et en aval du bloc de changement de produit de revêtement, ce qui garantit l'exactitude des informations qu'il fournit. Un fil de masse 114 permet la mise à la terre du bloc de changement de produit de revêtement 23 et le retour du courant d'alimentation de l'unité haute tension 33. Il est commun aux trois pulvérisateurs. Un vérin pneumatique 93 et un guide 93' servent au déplacement horizontal du pulvérisateur 13. Le vérin 93 est logé dans le conduit 106; il est alimenté en air par certains des tuyaux 113 eux aussi logés dans le conduit 106. - Le bloc de changement de produit de revêtement 23 et l'unité d'élévation de tension 33 sont portés par la face supérieure de la poutre creuse 5; ils sont situés sous la partie de capotage 121 qui est la seule à devoir être enlevée ou basculée pour les opérations de maintenance; le bloc de changement de produit de revêtement 23 et l'unité d'élévation de tension 33 sont donc d'un accès particulièrement aisé.
- Une construction semblable à celle qui vient d'être décrite en référence à la
figure 2 est utilisée pour l'alimentation des pulvérisateurs 11 et 12. - On peut noter que le conduit inférieur 106 supportant les pulvérisateurs 11 à 13 n'est traversé ou ne contient que des tuyaux d'air 113 ou des éléments de structure 93 actionnés par de l'air. Les seuls éléments à la haute tension, à savoir les câbles électriques tels que le câble 63, sont situés dans les dérouleurs isolants.
- Lorsque des peintures hydrosolubles sont utilisées, le mode de réalisation de la
figure 4 peut être utilisé. Les composants qui sont identiques à ceux du mode de réalisation de lafigure 1 portent des références inchangées. Un séparateur électrique et fluidique 150 muni de moyens de connexion rapide et un réservoir intermédiaire 151 sont intercalés entre le tuyau 43 et le pulvérisateur 13, à proximité de celui-ci dans le conduit 106. En phase de revêtement, le séparateur est ouvert et la haute tension appliquée au pulvérisateur 13 ne risque pas de ramper jusqu'au bloc de changement de produit de revêtement 23. Lorsqu'il est nécessaire de remplir le réservoir intermédiaire 151, par exemple pendant l'intervalle entre deux objets à recouvrir, la haute tension est coupée et le séparateur 150 est fermé, ce qui permet le transfert du produit de revêtement du bloc de changement de produit de revêtement vers le réservoir intermédiaire 151. - Dans le cas des peintures conductrices, on peut aussi utiliser le mode de réalisation de la
figure 5 . Les composants qui sont identiques à ceux du mode de réalisation de lafigure 1 portent des références inchangées. En aval du bloc de changement de produit de revêtement 23 et du débitmètre 83 est prévue une unité de nettoyage-remplissage 203. Le pulvérisateur 13 est monté à l'extrémité d'un support isolant 200 contenant un réservoir 201. Le support est mobile en translation verticale, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe, entre une position basse de revêtement et une position haute de nettoyage-remplissage du réservoir 201. Pour ce faire, le support 200 est solidaire d'un piston 202 mobile dans un cylindre 204 grâce à deux conduits d'air 205 et 206. Le conduit 206 débouche dans une chambre supérieure close du cylindre 204 dont une paroi est constituée par le piston 202. Le conduit 205 débouche dans une chambre annulaire inférieure définie entre le piston 202, le cylindre 204, le support 200 et un joint de coulissement étanche 208 interposé entre cylindre et support. L'ensemble du cylindre 204 et des objets qu'il contient est mobile sous l'action d'un vérin pneumatique 93 parallèlement à l'axe 7 pour permettre les mouvements de balayage du pulvérisateur 13. Un raccord coudé 209 est installé à la partie supérieure du cylindre 204. Des premiers moyens de connexion rapide 210 sont prévus entre l'unité de nettoyage-remplissage 203 et le raccord 209. Ils sont actionnés par le vérin 93. Des seconds moyens de connexion rapide 212 sont prévus entre le raccord 209 et l'entrée du réservoir 201 solidaire du piston 202. Le câble 63 est connecté au pulvérisateur 13. - Le fonctionnement est le suivant.
- En phase de pulvérisation, le support est en position basse; la haute tension peut être appliquée au pulvérisateur 13 par le câble 63 sans danger de retour à la terre ou vers le bloc de changement de produit de revêtement car la distance entre le piston 202 et l'unité de nettoyage-remplissage 203 est suffisante pour permettre l'isolation électrique. Lorsqu'il est nécessaire de nettoyer le réservoir 201 et le pulvérisateur 13 et de remplir le réservoir 201, l'alimentation en haute tension est coupée, le cylindre 204 est déplacé parallèlement à l'axe 7 par le vérin 93 pour opérer la fermeture des moyens de connexion 210 et le raccordement à l'unité de nettoyage-remplissage 203. Le piston 202 est remonté pour opérer la fermeture des moyens de connexion 212. On met ainsi en communication l'unité 203, le réservoir 201 et le pulvérisateur 13 pour les opérations de nettoyage et de remplissage connues de l'homme du métier. Cette configuration est particulièrement avantageuse car elle permet aussi de positionner à des hauteurs différentes et variables les trois pulvérisateurs 11 à 13 portés par la poutre creuse 5. En particulier, lors du revêtement du plateau arrière d'un véhicule utilitaire, il est opportun de rehausser les deux pulvérisateurs latéraux 11 et 13 à cause des passages de roues situés sur les côtés du véhicule alors que le pulvérisateur central 12 doit être plus près du plateau pour assurer un bon état de surface.
- La description ci-dessus porte sur une installation de produit de revêtement liquide mais l'invention est applicable à un produit de revêtement en poudre.
Claims (15)
- Machine de projection de produit de revêtement par voie électrostatique, du type comprenant une poutre creuse en matériau isolant (5) disposée horizontalement au-dessus d'objets à recouvrir et portant au moins un pulvérisateur (11, 12, 13) de produit de revêtement, caractérisée en ce que ladite poutre.porte au moins un bloc de changement de produit de revêtement (21, 22, 23), de préférence un tel bloc pour chaque pulvérisateur (11, 12, 13), connecté à au moins un tel pulvérisateur (11, 12, 13).
- Machine de projection selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite poutre (5) renferme plusieurs tuyaux d'alimentation en produits de revêtement (110) pour le ou chaque pulvérisateur (11, 12, 13).
- Machine de projection selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'espace interne de ladite poutre creuse (5) est partagé longitudinalement en au moins deux conduits (105, 106) séparés par une paroi commune (104).
- Machine de projection selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit bloc de changement de produit de revêtement (21, 22, 23), est connecté au pulvérisateur (11, 12, 13) par un tronçon de tuyau souple (43) traversant une fenêtre ménagée entre les deux conduits (105, 106).
- Machine de projection selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite poutre porte au moins une unité d'élévation de tension (31, 32, 33), de préférence une telle unité pour chaque pulvérisateur (11, 12, 13), connectée à au moins un tel pulvérisateur (11, 12, 13) par un câble électrique isolé (63) traversant une fenêtre ménagée entre les deux conduits (105, 106).
- Machine de projection selon l'une des revendications 3 à 5, comportant plusieurs pulvérisateurs (11, 12, 13) espacés le long de ladite poutre (5) dont certains au moins sont mobiles suivant la direction longitudinale de ladite poutre (5), caractérisée en ce que lesdits pulvérisateurs (11, 12, 13) mobiles sont actionnés par des vérins pneumatiques (93) logés dans le conduit (106) inférieur qui supporte les pulvérisateurs (11, 12, 13) .
- Machine de projection selon l'une des revendications 3 à 5, comportant plusieurs pulvérisateurs (11, 12, 13) espacés le long de ladite poutre (5) dont certains au moins sont mobiles suivant la direction longitudinale de ladite poutre (5), caractérisée en ce que le tronçon de tuyau souple (43) alimentant chaque pulvérisateur mobile est logé dans une enveloppe isolante déformable formant dérouleur (53).
- Machine de projection selon l'une des revendications 3 à 5, comportant plusieurs pulvérisateurs (11, 12, 13) espacés le long de ladite poutre (5) dont certains au moins sont mobiles suivant la direction longitudinale de ladite poutre (5), caractérisée en ce que le câble électrique isolé (63) connecté à chaque pulvérisateur mobile est logé dans une enveloppe isolante déformable formant dérouleur (73).
- Machine de projection selon l'une des revendications 3 à 8, pour l'application de produits de revêtement électriquement conducteurs, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'isolation, comprenant par exemple au moins un séparateur électrique et fluidique (150, 212) et un réservoir intermédiaire (151, 201) insérés entre une unité de changement de produit de revêtement (21, 22, 23) précitée et un ou des pulvérisateurs (11, 12, 13) précités.
- Machine de projection selon la revendication 9, caractérisée en ce que le pulvérisateur (11, 12, 13) est placé à l'extrémité inférieure d'un support isolant (200) mobile verticalement entre une position haute de nettoyage-remplissage du pulvérisateur (11, 12, 13) et du réservoir intermédiaire (201) et une position bas,se de fonctionnement.
- Machine de projection selon la revendication 10, caractérisée en ce que la hauteur des pulvérisateurs (11, 12, 13) est réglable indépendamment les uns des autres.
- Machine de projection selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisée en ce que ladite poutre (5) formant lesdits conduits (105, 106) a un section globalement carrée ou rectangulaire.
- Machine de projection selon la revendication 12, caractérisée en ce que ladite poutre (5) est munie de nervures (101, 102) extérieures de rigidification s'étendant sur la plus grande partie de sa longueur, lesdites nervures (101, 102) augmentant la longueur des trajets de rampage électrique entre le ou les pulvérisateurs (11, 12, 13) et le premier conduit (105) abritant des éléments (110, 114) électriquement reliés à la terre.
- Machine de projection selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite poutre (5) est entourée d'un capotage (121, 122, 123) longitudinal de forme aérodynamique.
- Machine de projection selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite poutre (5) a une structure monobloc obtenue par moulage, par exemple construite en résine époxyde moulée.
Applications Claiming Priority (2)
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