CN101400420A - 用于处理反冲洗流体的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
为了完成一种用于处理来自反冲洗过滤器的含有固体物质的反冲洗流体的装置，该装置包括沉淀装置，用于在沉淀物收集区域(178)中通过沉淀从反冲洗流体中分离固体物质，该沉淀装置使得无需过滤辅助介质地排出固体物质成为可能并具有尽可能小的流体损失，提出，该沉淀装置包括闸门装置(172)，借助该闸门装置(172)，沉淀物收集区域(178)在沉淀阶段可与沉淀容器(140)连接而在排出阶段可与沉淀容器(140)分离并可被排空。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于处理来自反冲洗过滤器的含有固体物质的反冲洗流体的装置，其中该装置包括沉淀装置，用于在沉淀物收集区域内通过沉淀从反冲洗流体中分离固体物质。
背景技术
根据现有技术，用于处理来自反冲洗过滤器的反冲洗流体的装置是已知的，在这些装置中反冲洗过滤器的反冲洗集被提供到处理池内或者带式过滤器系统上。这种处理装置具有高液体损失和/或需要过滤辅助介质，例如过滤纸，用以排出反冲洗流体中所含的固体物质。
发明内容
本发明的任务在于，完成一种用于处理开头所述类型的来自反冲洗过滤器的反冲洗流体的装置，该装置使得无需过滤辅助介质地排出固体物质成为可能和具有尽可能小的液体损失。
根据本发明，通过具有权利要求1的前序部分特征的装置解决该任务，即沉淀装置包括闸门装置，借助该闸门装置沉淀物收集区域在沉淀阶段时可以与沉淀容器连接，而在排出阶段时可以与该沉淀容器分离和可以被排空。
通过根据本发明设置的闸门装置，沉淀的固体物质部分同样可以从反冲洗流体中被分离和被排出，而为此不需要过滤辅助介质。
此外，可以借助闸门装置，在排出阶段通过把沉淀物收集区域与沉淀容器分离来减少与固体物质部分一起被排出的液体量。
当沉淀物收集区域被尽可能完全地装满被沉淀的固体物质时，才开始排出阶段，那么与固体物质部分一起被排出的的流体量特别小。
根据本发明的用于处理冲洗集的装置特别适于使用在具有含水清洁液、油类或者乳浊液的清洁设备中。
在根据本发明的装置的优选构造方案中设置，闸门装置包括被布置在沉淀容器与沉淀物收集区域之间的截止阀。
此外可以设置，闸门装置包括被布置在沉淀物收集区域与沉淀物出口之间的截止阀。
为了进一步减少在分离固体物质部分中所含的剩余流体量，可以设置，该处理装置包括固体物质分离器，从沉淀物收集区域排出的沉淀物可被供应装置输送给该固定物质分离器。
为了可以继续使用借助固体物质分离器从沉淀物的固体物质部分中分离的剩余流体和由此减少包括反冲洗过滤器的过滤装置的流体消耗，当该装置包括回流管路，通过该回流管路借助固体物质分离器分离的剩余流体可以被输送给用于待输送给反冲洗过滤器的流体介质的容器时，是有利的。
来自反冲洗过滤器的含有固体物质的反冲洗流体借助沉淀装置被分成沉淀物和澄清相体。
为了继续利用构成澄清相体的流体和减少包括反冲洗过滤器的过滤装置的流体消耗，当装置包括澄清相体管路，通过该澄清相体管路来自沉淀容器的澄清相体可被输送给用于待输送给反冲洗过滤器的流体介质的容器供应装置，是有利的。
此外，可选地或者补充地也可以设置为，该装置包括澄清相体管路，通过该澄清相体管路来自沉淀容器的澄清相体可被输送给用于来自反冲洗过滤器的滤出液的容器。
在本发明的优选构造方案中可以设置为，沉淀装置包括压缩空气供应装置，借助该压缩空气供应装置，所述沉淀容器的内部空间可以被施加以处于被提高的压力下的空气。
特别可以设置为，澄清相体可以被提高的压力从沉淀容器的内部空间中挤出，以便以这种方式把澄清相体从沉淀容器中排出。
此外可以设置，沉淀容器设有气囊室，该气囊室含有通过向沉淀容器供应压缩空气而可被压缩的气囊。
这种气囊室特别是可以被一个或者多个管限定。
为了避免杂质也与澄清相体一起从沉淀容器中被排出，沉淀装置可以包括筛，通过该筛可以将澄清相体从沉淀容器中导出。
在本发明的优选构造方案中，筛可借助气囊来被清洗除杂质。
在此特别是可以涉及一种通过向沉淀容器供应压缩空气而可被压缩的气囊。
在此可以通过向气囊供应外部压缩空气来支持气囊的扩张，通过气囊的扩张清洗筛。
本发明的其它任务在于，完成一种用于处理来自反冲洗过滤器的含有固体物质的反冲洗流体的方法，该方法使得在尽可能小的流体损失的情况下，无需过滤辅助介质地排出固体物质成为可能。
根据本发明，该任务通过用于处理来自反冲洗过滤器的含有固体物质的反冲洗流体的方法解决，其中该方法包括如下方法步骤：
- 借助闸门装置把沉淀物收集区域与沉淀容器连接；
- 在沉淀物收集区域内从反冲洗流体中沉淀出固体物质；和
- 把沉淀物收集区域与沉淀容器分开并借助闸门装置排空沉淀物收集区域。
通过在排出沉淀物之前借助闸门装置将沉淀物收集区域与沉淀容器分开，从而实现沉淀的固体物质无需过滤辅助介质地排出和减少与被沉淀的固体物质一起被排出的剩余流体量。
根据本发明的方法的特别的构造方案是从属权利要求15至25的主题，其优点已经在前文中结合根据本发明的装置的优选构造方案进行了说明。
附图说明
本发明的其它的特征和优点是实施例的下列描述和图示表达的主题。
在图中示出：
图1用于过滤含有固体物质的流体介质的过滤装置的示意图；
图2在反冲洗过滤器的过滤阶段，反冲洗过滤器的部分剖切侧视图，该反冲洗过滤器具有来自图1的过滤装置的冲洗管路和粗污物出口；
图3在反冲洗过滤器的反冲洗阶段，具有粗污物出口和冲洗管路的反冲洗过滤器的与图2相应的视图；
图4在沉淀装置的沉淀阶段，来自图1的过滤装置的沉淀装置的示意的部分剖切侧视图；
图5在沉淀装置的沉淀物-和澄清相体排出阶段的沉淀装置的与图4相应的视图；
图6在沉淀装置的澄清相体排出阶段结束时，沉淀装置的与图5相应的视图；和
图7在沉淀装置的筛冲洗阶段，沉淀装置的与图6相应的视图。
具体实施方式
相同的或功能等效的元件在所有图中以同一参考标识表示。
在图1到7中被示出的，作为整体以100表示过滤装置用于过滤含有固体物质的例如含水清洁剂、油或者乳浊液的流体介质的过滤装置，该过滤装置包括用于容纳待过滤的介质的污物罐102，该污物罐102通过过滤器-供应管路104与反冲洗过滤器108的污物侧空间106连接。
过滤泵110被布置在过滤器-供应管路104中，用于把待过滤的介质从污物罐102中输送至反冲洗过滤器108。
从图2到图3中可以详尽地看到反冲洗过滤器108的结构。
反冲洗过滤器108包括过滤器壳体112，该过滤器壳体112具有基本上呈圆柱形的上部分114以及下部分116，该下部分116朝向下方连接到上部分114上，朝向下方呈圆锥形变细。
过滤器壳体112的上部分114通过水平的分隔壁118被分为位于分隔壁118的上方的滤出液侧空间120和位于分隔壁118的下方的污物侧空间106，其中过滤器壳体112的下部分116的内部空间也算作反冲洗过滤器108的污物侧空间106。
此外，在过滤器壳体112内布置滤芯122，该滤芯122借助马达124可以围绕垂直转动轴126转动且含有多个过滤元件128，通过滤芯122围绕转动轴线126的转动，过滤元件128可以依次运动到反冲洗过滤器108的过滤室130中。
在滤出液侧，分别位于过滤室130内的过滤室元件128一方面与过滤器壳体112的滤出液侧空间120连接和另一方面与反冲洗管路132连接，该反冲洗管路132从过滤室130导向反冲洗阀134。此外，反冲洗阀134被连接到冲洗管路136上，该冲洗管路136从反冲洗过滤器108导向沉淀容器140的流体入口138(参见图4)。
反冲洗过滤器108的通到过滤器壳体112的污物侧空间106中的污物侧进口142被连接到过滤器-供应-管路104上。
反冲洗过滤器108的通到过滤器壳体112的滤出液侧空间120中的滤出液侧的回流144通过过滤器-回流-管路146(参见图1)与用以容纳已过滤的介质的清洁罐148连接。
此外，压缩空气供应装置162通到过滤器壳体112的滤出液侧的空间120中，该压缩空气供应装置162与(未被示出的)压缩空气源连接。
过滤器壳体112的以圆锥形收尾的下部分116在其下部末端可借助粗污物阀150封闭。
此外，粗污物阀150通过垂直分布的粗污物管路152与冲洗管路136连接，其中用作粗污物出口的粗污物管路152在其下部末端上通入到冲洗管路136的基本上水平分布的部分154中，使得在位于粗污物管路152的通入区域内的冲洗管路136中形成粗污物收集空间156。
在粗污物管路152上布置用于探测在粗污物管路152中的粗污物的填充状态的金属传感器158。
在粗污物收集空间156的下游，在冲洗管路136中布置反冲洗-排出阀160，借助该反冲洗-排出阀160，到图4至7中被详尽示出的沉淀容器140的通道可被截止。
沉淀容器140包括容器壳体164，该容器壳体164具有基本上呈圆柱形的上部分166和朝向下方连接到该上部分166上的，呈圆锥形朝向下方变细的下部分168。
冲洗管路136通过流体入口138通到容器壳体164的上部分166中，更确切地说，是通到位于沉淀容器140内的流体液面170的上方。
沉淀容器140的以圆锥形收尾的部分168的下部末端通到作为整体以172表示的闸门装置中，该闸门装置172包括与沉淀容器140邻接的上闸阀174、构成闸门装置172的下部终端的下闸阀176和被布置在上闸阀174与下闸阀176之间的闸室178，该闸室178的内部空间构成沉淀物收集区域。
下闸阀176可以被特别构成为滑阀。
此外，下闸阀176通过沉淀物-导出管路180与固体物质分离器182(参见图1)的入口连接。
固体物质分离器182被用于把含在来自闸室178的沉淀物内的剩余的流体介质与沉淀物的固体物质部分分开。
固体物质分离器182可以特别如在WO 2004/041438 A1中所述的磁性固体物质分离器一样被构造和运转。在这里关于这种固体物质分离器的构造和运行方式明确参引WO 2004/041438 A1。
剩余液体-回流管路186从固体物质分离器182的流体出口184导向污物罐102。
来自闸室178的沉淀物的、在固体物质分离器182中被与剩余流体分离的固体物质部分到达固体物质收集容器187中。
此外，在沉淀容器140内基本居中地布置冲洗管188，该冲洗管188沿基本竖直的管轴穿过沉淀容器140的盖190，在该沉淀容器140的内部空间中一直延伸到容器壳体164的下部分168中去和在那里在位于流体液面170下方的位置上通到沉淀容器140的内部空间中。
冲洗管188的开口在冲洗管188的下部末端被筛192封闭。
冲洗管188的上部末端被密封板193封闭。
澄清相体-回送管路196的被与冲洗管188共轴布置的起始部分194分布在冲洗管188的内部，该澄清相体-回送管路196贯通密封板193和从沉淀容器140导向污物罐102(参见图1)。
在澄清相体-回送管路196内布置截止阀198和流量调节器200。
此外，压缩空气供应管路202通到沉淀容器140的内部空间的位于流体液面170的上方的部分中，在该压缩空气供应管路202中布置压缩空气阀204和压力调节器206。
压缩空气供应管路202与(未被示出的)压缩空气源连接。
此外，通风管路208通到沉淀容器140的内部空间的位于流体液面170上方的部分中，通风阀210被布置在通风管路208内，使得沉淀容器140的内部空间在通风阀210开启时可以与环境空气通风。
此外，沉淀容器140被设有用于探测沉淀容器140内的流体液面170的高度的高度探测器212。
前述过滤装置100将按照如下方式运行：
在污物罐102内收集混合有要被滤去的固体物质的流体介质，例如含水清洁液、油或者乳浊液。
待过滤的介质通过过滤泵110被从污物罐102中输送给反冲洗过滤器108的污物侧空间106。
如从图2可以看到的，反冲洗过滤器108的进口142基本切向于过滤器壳体112的内分界壁地分布，使得待过滤的介质以螺旋式的轨迹214运动穿过过滤器壳体112的内部空间。
当待过滤的介质进入到反冲洗过滤器108中时，重的污物颗粒朝向下方穿过开启的粗污物阀150和粗污物管路152下沉到冲洗管路136中的粗污物收集空间156内，这样因此在反冲洗过滤器108的过滤阶段，在粗污物收集空间156内形成粗污物积聚215(参见图2)。
当反冲洗过滤器108处于在图2中所示的过滤阶段时，反冲洗阀134和反冲洗-排出阀160被关闭。
待过滤的介质从反冲洗过滤器108的污物侧空间106出来通过位于过滤室130内的过滤元件128，被输送给反冲洗过滤器108的滤出液侧空间120。
滤出液从反冲洗过滤器108的滤出液侧空间120出来通过过滤器-回流管路146到达清洁罐148中。
在经过过滤元件128时，细小的固体物质颗粒与过滤元件128的过滤精度相应地被拦在过滤元件128的污物侧与清洁侧之间。
当达到过滤元件128的最大的污物容纳能力时，开始反冲洗过滤器108的在图3中示出的反冲洗阶段，用以再生(Regeneration)过滤元件128，也就是说，对过滤介质进行从清洁侧到污物侧去的压缩空气支持的反冲洗。
对于该反冲洗过程，关闭粗污物阀150，和开启在冲洗管路136中的反冲洗-排出阀160。
随后，短时开启反冲洗阀134，且反冲洗过滤器108的滤出液侧空间120借助压缩空气供应装置162被施加以压缩空气，这样滤出液从反冲洗过滤器108的滤出液侧空间120在压缩空气支持下穿过过滤元件128的过滤介质返回到反冲洗过滤器108的污物侧空间106中，滤出液被从污物侧空间106冲到冲洗管路132中和从污物侧空间106穿过开启的反冲洗阀134被冲到冲洗管路136中。
在反冲洗时从过滤元件128剥离的杂质也与被用作冲洗介质的滤出液一起到达冲洗管路136中。
反冲洗流体也通过粗污物收集空间156到达沉淀容器140中，和把在粗污物收集空间156中积聚的粗污物通过开启的反冲洗-排出阀160冲到沉淀容器140中。
在每个反冲洗阶段，反冲洗-排出阀160以例如大约1秒到3秒的时间间隔被开启。
反冲洗过滤器108的反冲洗阶段通过关闭反冲洗阀134和反冲洗-排出阀160以及通过重新开启粗污物阀150来结束，反冲洗过滤器108的新的过滤阶段随之开始。
当借助金属传感器158在粗污物管路152上探测到预先规定的在粗污物管路152内粗污物的最大填充状态时，可以开始反冲洗过滤器108的反冲洗阶段。
此外，可选的或者作为补充的是，当在过滤元件128的污物侧与清洁侧之间的压力差超过预先规定的最大值时，可以开始反冲洗过滤器108的反冲洗阶段。
在反冲洗阶段中反冲洗流体的处理在图4到7中被示出的沉淀容器140中进行。
如从图4可以看到的，流体入口138基本切向于容器壳体164的内壁地取向，使得反冲洗流体以螺旋式轨迹216进入到沉淀容器140的内部空间。
在反冲洗流体中所含的固体物质(粗污物和从过滤元件128反冲洗出来的杂质)在沉淀容器140中沉淀和穿过开启的上闸阀174到达闸室178中，该闸室178朝向下方被关闭的下闸阀176封闭。
在闸室178中形成沉淀物积聚218。
由此，沉淀容器140与闸门装置172共同构成过滤装置100的沉淀装置。
在图4中所示的沉淀阶段中，澄清相体-回送管路196中的截止阀198、压缩空气供应管路202中的压缩空气阀204和通风管路208中的通风阀210是关闭的。
在沉淀阶段中，通过来自冲洗管路136的反冲洗流体的供应，沉淀容器140中的流体液面170升高。
预先规定的沉淀时间过去之后，上闸阀174被关闭。
随后，沉淀容器140的内部空间通过开启压缩空气阀204而受控制地被施加以在例如大约0.3巴超压下的压缩空气。
此外，开启在澄清相体-回送管路196中的截止阀198，使得在沉淀容器140的内部空间中所含的无固体物质的液体(澄清相体)穿过在冲洗管188的下部末端上的筛192被压入到澄清相体-回送管路196中并通过该澄清相体-回送管路196回送到污物罐102中。
在此，朝外被冲洗管188限定和朝内被澄清相体-回送管路196的起始部分194限定的气囊室220中的澄清相体-液位也上升，使得填充气囊室220的上区域的气囊222被压缩，直到其中达到超压例如大约0.3巴为止，压缩空气被以该超压输送给沉淀容器140的内部空间。
在澄清相体-排出阶段期间(图5中示出其开始和在图6中示出其结束)沉淀容器140中的流体液面170下沉，直到达到图6中所示的预先规定的最低高度为止，这借助高度探测器212来探测。
在澄清相体-排出阶段期间，闸室178通过开启下闸阀176被排空，使得在闸室178中积聚的含有固体物质部分和剩余液体的沉淀物通过沉淀物导出管路180到达固体物质分离器182中。
在排空闸室178之后，下闸阀176被再次关闭(参见图6)。
在固体物质分离器182中，沉淀物的固体物质部分被与剩余液体分开。剩余液体通过剩余液体-回流管路186被输送给污物罐102。固体物质部分被输送给固体物质收集容器187和从那里被输送至进一步处理或者清除。
在沉淀容器140中的流体液面170达到最低高度之后，压缩空气-供应-管路202内的压缩空气阀204和澄清相体-回送管路196中的截止阀198被关闭。
随后，通风阀210和上闸阀174被同时开启，使得处于气囊室220的下方区域内的液柱瞬间减压。
因此，存在于气囊室220的上区域内的被压缩的气囊222瞬间朝向下方扩张，由此位于冲洗管188的下方区域内的液体穿过筛192被压入到容器壳体164的下部分168中并在此将在筛192上积聚的杂质与筛分离且将所述杂质一同带走。
以这种方式从筛192被分离的杂质朝向下方穿过被开启的上闸阀174下沉到闸室178中。
由此在图7中被示出的筛清洁阶段结束。
沉积容器140的再度的沉淀阶段以反冲洗-排出阀160的下一次打开(参见图4)开始，也就是说，以反冲洗过滤器108的下一个反冲洗阶段开始。
在前述的过滤装置100的可选构造方案中，冲洗管188的上部区域与压缩空气供应装置连接，使得在筛清洁阶段借助在外部输送的压缩空气来支持气囊222的扩张。
在前述的过滤装置100的另一个可选构造方案中，澄清相体-回送管路196从沉淀容器140出来，未导向污物罐102，而是导向清洁罐148。
另外，过滤装置100的该可选实施方式关于构造和功能与前述的过滤装置100相同。
Claims (24)
1.用于处理来自反冲洗过滤器(108)的含有固体物质的反冲洗流体的装置，所述装置包括沉淀装置，用于在沉淀物收集区域(178)中通过沉淀从反冲洗流体中分离固体物质，其特征在于，所述沉淀装置包括闸门装置(172)，借助所述闸门装置(172)，所述沉淀物收集区域(178)在沉淀阶段能与沉淀容器(140)连接而在排出阶段能与所述沉淀容器(140)分离且能被排空。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述闸门装置(172)包括被布置在所述沉淀容器(140)与所述沉淀物收集区域(178)之间的截止阀(174)。
3.根据权利要求1或2之一所述的装置，其特征在于，所述闸门装置(172)包括被布置在所述沉淀物收集区域(178)与所述沉淀物出口(180)之间的截止阀(176)。
4.根据权利要求1到3之一所述的装置，其特征在于，所述装置包括固体物质分离器(182)，从所述沉淀物收集区域(178)排出的沉淀物可以被输送给所述固体物质分离器(182)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置包括回流管路(186)，借助所述固体物质分离器(182)所分离出的剩余流体可以通过所述回流管路(186)输送给用于待输送给所述反冲洗过滤器(108)的流体介质的容器(102)。
6.根据权利要求1到5之一所述的装置，其特征在于，所述装置包括澄清相体管路(196)，来自所述沉淀容器(140)的澄清相体可以通过所述澄清相体管路(196)输送给用于待输送给所述反冲洗过滤器(108)的流体介质的容器(102)。
7.根据权利要求1到6之一所述的装置，其特征在于，所述装置包括澄清相体管路(196)，来自所述沉淀容器(140)的澄清相体可以通过所述澄清相体管路(196)输送给用于来自所述反冲洗过滤器(108)的滤出液的容器(148)。
8.根据权利要求1到7之一所述的装置，其特征在于，所述沉淀装置包括压缩空气供应装置，借助所述压缩空气供应装置，所述沉淀容器(140)的内部空间可以被施加以处于提高的压力之下的空气。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，澄清相体可以通过所述提高的压力而从所述沉淀容器(140)的所述内部空间中挤出。
10.根据权利要求1到9之一所述的装置，其特征在于，所述沉淀容器(140)设有气囊室(220)，所述气囊室(220)含有可以通过向所述沉淀容器(140)供应压缩空气而被压缩的气囊(222)。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述气囊室(220)被一个或者多个管(188、194)限定。
12.根据权利要求1到11之一所述的装置，其特征在于，所述沉淀装置包括筛(192)，来自所述沉淀容器(140)的澄清相体可以通过所述筛(192)被导出。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述筛(192)可以借助气囊(222)来被清洗除杂质。
14.用于处理来自反冲洗过滤器(108)的含有固体物质的反冲洗流体的方法，所述方法包括以下方法步骤：
-借助闸门装置(172)连接沉淀物收集区域(178)与沉淀容器(140)；
-在所述沉淀物收集区域(178)内从所述反冲洗流体中沉淀出固体物质；和
-把所述沉淀物收集区域(178)与所述沉淀容器(140)分开并借助所述闸门装置(172)排空所述沉淀物收集区域(178)。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述沉淀物收集区域(178)通过布置在所述沉淀容器(140)与所述沉淀物收集区域(178)之间的截止阀(174)而与所述沉淀容器(140)分开。
16.根据权利要求14或15之一所述的方法，其特征在于，所述沉淀物收集区域(178)在沉淀阶段，通过布置在所述沉淀物收集区域(178)与沉淀物出口之间的截止阀(176)而与所述沉淀物出口分开。
17.根据权利要求14到16之一所述的方法，其特征在于，从所述沉淀物收集区域(178)中排出的沉淀物被输送给固体物质分离器(182)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，借助所述固体物质分离器(182)从所述沉淀物中分离出的剩余流体被输送给用于待输送给所述反冲洗过滤器(108)的流体介质的容器(102)。
19.根据权利要求14到18之一所述的方法，其特征在于，来自所述沉淀容器(140)的澄清相体被输送给用于待输送给所述反冲洗过滤器(108)的流体介质的容器(102)。
20.根据权利要求14到19之一所述的方法，其特征在于，来自所述沉淀容器(140)的澄清相体被输送给用于来自所述反冲洗过滤器(108)的滤出液的容器(148)。
21.根据权利要求14到20之一所述的方法，其特征在于，所述沉淀容器(140)的内部空间被施加以处于提高的压力之下的空气。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，澄清相体借助处于提高的压力之下的空气而从所述沉淀容器(140)的所述内部空间中挤出。
23.根据权利要求14到22之一所述的方法，其特征在于，通过向所述沉淀容器(140)供应压缩空气来压缩布置在气囊室(220)中的气囊(222)。
24.根据权利要求14到23之一所述的方法，其特征在于，来自所述沉淀容器(140)的澄清相体通过筛(192)被导出。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述筛(192)可以借助气囊(222)来被清洗除杂质。
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