CN101617070A - 用于熔融纺造合成单丝的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于熔融纺造合成单丝的装置，该装置具有一纺丝箱体，该纺丝箱体用于接纳至少一个喷丝头组件和一用于调节喷丝头组件的温度的加热机构。所述喷丝头组件配设有至少一个喷丝头，该喷丝头带一用于调节纺丝泵温度的第二加热机构，其中纺丝泵和喷丝头组件通过熔体管道相互连接。为得到喷丝头组件和纺丝泵的尽可能便于操作的布置，按照本发明，纺丝泵和第二加热机构用一单独的泵支座保持，该泵支座以一定距离设置在纺丝箱体旁边。因此可与纺丝箱体无关地个别调节纺丝泵的温度。

Description

用于熔融纺造合成单丝的装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于熔融纺造合成单丝的装置。

背景技术

由WO2005/123994A1已知一种这一类型的装置。

已知装置由一纺丝箱体组成，该纺丝箱体在其下侧保持有多个成排状布置的喷丝头组件。为给喷丝头组件加热，纺丝箱体形成一加热室，该加热室在纺丝箱体内部包围喷丝头组件的接纳部。在纺丝箱体上侧上设置有一纺丝泵，该纺丝泵用一泵连接块(Pumpenanschlussblock)固定在纺丝箱体上侧。纺丝泵配设有一加热机构，该加热机构以加热套的形式用加热介质包围纺丝泵。这里纺丝泵由多级泵形成，并通过多条熔体管道与喷丝头组件连接。在实际中，泵连接块优选旋拧在纺丝箱体上。由于纺丝箱体经常加热和降温，这些机械连接件受到很大的负荷，因此需要定期检查以及在采用螺旋连接时需要加固螺旋件，以防止可能的泄漏。为此需要进行麻烦的拆卸工作。此外，在制造合成长丝时通常在一个纺丝箱体上保持多个喷丝头组件和纺丝泵，其缺点是，固定在纺丝箱体上的纺丝泵中的每一个都要配设一单独的加热机构，以便调节熔体引导部件的温度。这使得几乎不能避免温差。

发明内容

本发明的目的是，创造一种这一类型的用于熔融纺造合成单丝的装置，其中纺丝泵和喷丝头组件按一种少维护和操作方便的布置来保持。

本发明另一个目的是提供一种这一类型的用于熔融纺造合成单丝的装置，用该装置可实现对喷丝头组件和纺丝泵的均匀的、与组件的功能相匹配的温度调节。

按照本发明，这个目的通过这样的方法来实现，即纺丝泵和第二加热机构保持在一单独的泵支座内，该泵支座以一定距离设置在纺丝箱体旁。

本发明有利的改进方案通过相应从属权利要求的特征和特征组合来限定。

本发明与迄今为止的将输送熔体和挤出熔体所需的部件保持在一共同的支架上的想法不同，纺丝箱体和单独的泵支座之间的按照本发明的分隔有特殊的优点，即可不发生相互影响地实施与相应组件的功能相匹配的温度调节。本发明另一优点特别在于纺丝泵在泵支座内的灵活设置，从而使驱动装置竖直或水平地定向或者如果需要的话可实施成倾斜姿态。泵支座在纺丝箱体旁的布置不局限于泵支座相对于纺丝箱体的某一位置，因此泵支座既可水平也可竖直地设置在纺丝箱体旁。泵支座在一水平和竖直的平面之间倾斜地设置在纺丝箱体旁的姿态也可实现。在所有可能的布局中可实现在纺丝箱体中非常短的熔体管道，使得一方面使在泵支座内预定的熔体温度基本保持不变，另一方面可实现熔体在挤出之前的短的逗留时间。

为在较大的纺丝设备中以紧凑的结构方式实现多个纺丝部位，本发明这样的改进方案特别有利，其中泵支座与纺丝箱体纵向侧并行地设置成使得纺丝泵和喷丝头组件保持在一横向于纺丝箱体的共同的纺丝平面内。而且以此可实现短的熔体管道，该熔体管道使泵支座内的纺丝泵与喷丝头组件连接。这里泵支座原则上可设置在纺丝箱体上方或侧旁。优选采用载热体介质作为加热机构，该载热体介质在一加热室内分别从四面冲刷待调温的熔体引导部件和组件。为此在纺丝箱体和泵支座内形成独立的加热室。

这里，设置在纺丝泵和喷丝头组件之间的熔体管道的加热优选通过一管道连接件来实现，该管道连接件设置在纺丝泵的加热室与泵支座的加热室之间，并罩壳形地以一定距离包围熔体管道。

这里加热室的分隔优选通过一形成在管道连接件内的闭塞元件来实现，该闭塞元件与熔体管道同心地密封管道连接件内的环形腔，从而排除了泵支座加热室内的载热体介质与纺丝箱体加热室内的载热体介质之间的相互影响。内置在管道连接件内的夹套式密封件(Manteldichtung)或连接件可用作闭塞元件。

调温的载热体介质的提供可根据对喷丝头组件和纺丝泵的所希望的调温要求通过一个共同的载热体源或通过多个单独的载热体原来实现。

特别有利地，载热体源由一蒸发器形成，该蒸发器通过一蒸气接头和一冷凝物接头与加热室中的至少一个相连接。

在制造合成长丝时长丝包括多种聚合物组分也是常见的，因此聚合物组分优选汇集在一适于由多种组分挤出单根单丝条的喷丝头组件内。为输入聚合物熔体，喷丝头组件配设有两个或多个纺丝泵。在这种装置中本发明这样的改进方案证明是特别有利的，其中纺丝箱体配设有多个泵支座，这些泵支座分别保持多个纺丝泵中的一个，其中纺丝泵通过多条熔体管道与喷丝头组件连接。因此各种熔体组分可在输入时单独地调温。只在即将挤出之前熔体组分才在纺丝箱体内一起调温。

为实现多个纺丝部位，多个喷丝头组件优选成排状布置地保持在纺丝箱体内，其中配设给喷丝头组件的纺丝泵同样成排状布置地设置在泵支座内。这里所有纺丝泵可通过这样的方法共同调温，即泵支座在加热室内具有多个用于使纺丝泵与熔体管道连接的泵连接块，其中每个泵连接块配设有一用于接纳纺丝泵的插入式壳体。因此加热室用于一起调节多个纺丝泵以及接头和熔体管道的温度。

为避免特别是在驱动端处的纺丝泵的过热，插入式壳体优选这样内置在泵支座上，使得插入式壳体的开口的端部从加热室中伸出。泵支座的这种结构对于纺丝泵的安装和拆卸也特别有利。因此纺丝泵可有利地从外部安装在泵支座上。

在使用蒸气状的载热体介质时通常在加热室内出现压力，所述压力由于存在的容器规范需要为最低强度。为满足这种要求，这样的泵支座结构证明特别有利，其中泵支座由一管子形成，插入式壳体和多个管道连接件固定在该管子上。这里所述固定可通过焊接连接来实现。

本发明的有利的改进方案——其中纺丝箱体在上侧具有喷丝头接纳孔而在下侧具有喷丝孔，在该纺丝箱体中可插入喷丝头组件——对于从纺丝箱体上侧安装喷丝头组件特别有利。由此可用便于操作的方式方法进行喷丝头组件的更换。只从纺丝箱体上侧进行喷丝头组件的安装和拆卸，使得通常设置在喷丝头组件下侧的、用于冷却挤出的单丝的冷却装置能以紧凑的结构形式直接连接在纺丝箱体上。

因此本发明的装置适用于所有已知类型的用于制造合成单丝的喷丝头组件。因此喷丝头组件可通过圆形喷丝板或矩形喷丝板或环形喷丝板来实施。

附图说明

为进一步阐述本发明，下面参照附图更详细地说明本发明装置的多个实施例。

在附图中：

图1是本发明装置的第一实施例的示意性剖视图；

图2是图1中的实施例的示意性俯视图；

图3是本发明装置的另一实施例的示意性剖视图；

图4是本发明装置的又一实施例的示意性剖视图。

具体实施方式

在图1和2中以多个视图示出本发明装置的第一实施例。图1示意性地以剖视图示出该实施例，而在图2中以俯视图示出此实施例，只要不具体指明参照某个附图，则下面的说明对这两个附图都适用。

本发明装置的此实施例具有一纺丝箱体1和一泵支座2，它们平行地并排设置。

如图2中所示，泵支座2基本上平行于纺丝箱体的一纵向侧延伸。在纺丝箱体1上成排状布置地保持有多个喷丝头组件3。在本实施例中，喷丝头组件3分别由矩形喷丝板形成。

在所述在纺丝箱体1旁延伸的泵支座2上同样成排状布置地保持有多个纺丝泵17。这里纺丝泵17中的一个分别这样配设于喷丝头组件中的一个，使得纺丝泵17和喷丝头组件3位于一横向于纺丝箱体1的共同的纺丝平面中。纺丝泵17中的每一个都通过一熔体管道11与相配设的喷丝头组件3相连接。泵支座2和纺丝箱体1之间的连接由多个管道连接件10形成，熔体管道11在所述管道连接件内被引导。

为进一步进行阐述，现在除图2外还参看图1。与图2相比，图1中的示意性的剖视图示出喷丝头组件3和纺丝泵17的中央的布置。纺丝箱体1由一纺丝箱体壳体8形成，该纺丝箱体壳体在内部包含一加热室6。在本实施例中，纺丝箱体壳体8做成椭圆形并在纺丝箱体1的整个长度上延伸。纺丝箱体壳体8所有侧都密封，并因此形成所述相对于外界环境气密密封的加热室6。在本实施例中未画出在纺丝箱体壳体8上的通常附加在纺丝箱体1上的隔热材料。

在纺丝箱体壳体8内安装有一用于接纳喷丝头组件3的喷丝头支架9。在本实施例中喷丝头支架9从上侧到下侧地穿过纺丝箱体壳体8。因此在纺丝箱体1上侧形成有一喷丝头接纳孔4，该喷丝头接纳孔与相对设置在纺丝箱体1下侧的喷丝孔5相对应。因此在喷丝头支架9中喷丝头组件3可从纺丝箱体1的上侧装入喷丝头支架9中。喷丝头组件3基本上一直伸到喷丝孔5。

这里不详细阐述喷丝头组件3的构造，因为在此它是喷丝头的一般已知的构造。原则上喷丝头组件3在其下侧具有一带有大量喷丝板孔的喷丝板，通过这些喷丝板孔挤出单丝条。

喷丝头支架9这样穿过纺丝箱体壳体8，使得在加热室6内在喷丝头支架9的每一侧都形成自由的加热面。

在喷丝头支架9上在加热室6内连接有熔体管道11，该熔体管道由纺丝箱体壳体8的一侧向的输入孔27从纺丝箱体1中引出。

与输入孔27同心地在纺丝箱体壳体8上固定有管道连接件10，其中该管道连接件包围熔体管道11，使得在管道连接件10与熔体管道11之间形成有一空腔。

在后续路程中熔体管道11经泵支座壳体13的一连接孔28.1被引导到泵支座2。泵支座2的泵支座壳体13做成管状，并分别具有一泵连接块15以连接纺丝泵17。泵连接块15位于一由泵支座壳体13形成的加热室14内。在泵连接块15下侧连接有熔体管道11的另一端部，使得形成与喷丝头组件3的连接。在熔体管道11旁，一输入管道19与熔体管道11并行地与泵连接块15连接。输入管道19通过泵支座壳体13中的第二连接孔28.2从加热室14中引出。与该连接孔28.2同心地与泵连接块15连接有一连接管20。这里连接管20罩壳形地包围输入管道19。在加热室14的内部，输入管道19与一这里未画出的分配系统相连接，以便为泵支座2内的其余纺丝泵17供给熔体。

为接纳纺丝泵17，在泵连接块15上固定有一插入式壳体16，该插入式壳体以一开口的端部从泵支座壳体13中伸出。在插入式壳体16中保持有纺丝泵17。在此，纺丝泵17的具有一驱动轴18的驱动端位于泵支座壳体13外部。

为调节泵支座壳体13内部的熔体引导部件的温度，在加热室14内输入一载热体介质作为加热机构。载热体介质26.1通过热源25.1优选以蒸气的形式输入。为此热源25.1通过一带蒸气接头21的蒸气管道23与加热室14连接。在加热室14内部，熔体管道11、输入管道19、泵连接块15和插入式壳体16位于内部的部分由载热体介质26.1从四面冲刷和进行调温。

为使载热体介质26.1不通过连接孔28.1和管道连接件10到达纺丝箱体壳体8的加热室6中，在管道连接件10内设置有一夹套式密封件12形式的闭塞元件，该夹套式密封件密封熔体管道11和管道连接件10之间的空腔。由此防止在加热室6和14中引导的载热体介质26.1和26.2相互交换。作为另一种选择，夹套式密封件12也可由一连接件、例如两个管道连接件部分之间的法兰连接件形成，其中管道连接件的一部分可与纺丝箱体壳体8焊接，而管道连接件的另一部分可与泵支座壳体13焊接。

在泵支座壳体13的下部区域内设置有一冷凝物接头22，加热室14通过该冷凝物接头经由冷凝物管道24与热源25连接，因此积聚在加热室14内的冷凝物可回输给热源25.1。为此热源25.1优选做成一蒸发器，通过该蒸发器实现载热体介质循环。从而确保载热体介质26.1的不断更新并因此确保保持在泵支座2上的熔体引导部件的均匀的温度调节。

加热室14在泵支座壳体13内在泵支座2的整个长度上延伸，从而使所有保持在泵支座2上的纺丝泵17和熔体管道11都被调温。为了隔热，泵支座壳体13同样可配设一隔热外套。

由纺丝箱体壳体8形成的加热室6同样通过一蒸气接头21和一冷凝物接头22与一第二热源25.2连接。这里热源25.2产生载热体介质26.2，载热体介质26.2以蒸气形态通过蒸气管道23输入加热室6中。出现在加热室6内的冷凝物通过冷凝物接头22和冷凝物管道24回输给热源25.2。在这种情况下热源25.2也具有一蒸发器，通过该蒸发器形成载热体介质循环。

在如图1和2中所示的实施例中，保持在泵支座2中的熔体引导部件共同通过载热体介质26.1来调温。保持在纺丝箱体1中的熔体引导部件用第二载热体介质26.2单独加热，因此可实现与组件个体地匹配的调温。例如载热体介质26.1可提供比载热体介质26.2低的加热温度。通过纺丝泵17的剪切能可将能量输入聚合物熔体，从而可用温度不太高的载热体介质26.1进行调温。相反，在挤出聚合物熔体时必须补偿聚合物熔体中的可能的热损失，因此将载热体介质26.2调整到较高的加热温度。

在纺丝箱体1和泵支座2中，喷丝头3和纺丝泵17有利地从上侧安装或拆卸，因此在维修工作时会发生短的运行中断。

在图3中示出本发明装置的另一实施例，该实施例可在一示意性剖视图中看到。

在按照图3的实施例中，在纺丝箱体1内部保持有一喷丝头组件3，该喷丝头组件适用于熔融纺造多组分纤维。为此给喷丝头组件3输入不同成分的多种聚合物熔体。在按照图3的实施例中，喷丝头组件3在纺丝箱体壳体8内与两个熔体管道11.1和11.2连接。因此喷丝头组件3例如可做成所谓的双组分喷丝头组件。

为接纳喷丝头组件3，一杯状喷丝头支架9从纺丝箱体1下侧内置在纺丝箱体壳体8中。杯状喷丝头支架9在伸入纺丝箱体壳体8内的封闭的端部上具有用于熔体管道11.1和11.2的接头。喷丝头支架9向下开口并形成喷丝孔5。因此喷丝头组件3可通过喷丝孔5装入喷丝头支架9中。

熔体管道11.1和11.2在纺丝箱体1两侧从纺丝箱体壳体8中引出。为此纺丝箱体壳体8具有两个相对设置的输入孔27.1和27.2。与输入孔27.1和27.2同心地固定有管道连接件10.1和10.2，所述管道连接件以其自由端部分别与一泵支座2.1和2.2相连接。泵支座2.1和2.2在纺丝箱体1的两个纵向侧延伸，并分别保持一纺丝泵17.1和17.2。

泵支座2.1和2.2与上述按照图1和2的实施例的泵支座2做得一样。为避免重复，在这方面参看上述说明。

形成在纺丝箱体壳体8中的加热室6以及形成在泵支座壳体13.1和13.2中的加热室14.1和14.2与一热源25连接。通过热源给加热室14.1和14.2中的每一个输入载热体介质26。所述输入分别通过单独的蒸气管道23和单独的蒸气接头21进行。加热室6、14.1和14.2中的每一个都配设有一单独的冷凝物接头22，单独的冷凝物管道24通过所述单独的冷凝物接头与热源25连接。

因此在图3中所示的实施例中，所有熔体引导部件可在纺丝箱体1和泵支座2.1及2.2中均匀调温。

但是原则上也存在这样的可能性，即纺丝箱体1和泵支座2.1及2.2的加热机构做得不同。因此加热室6、14.1和14.2中的每一个可与单独的热源25连接，从而在每个加热室6、14.1和14.2内采用不同的载热体介质来调节熔体引导部件的温度。在这种情况下管道连接件10.1和10.2分别具有一闭塞元件，优选夹套式密封件或法兰连接件。因此加热室6、14.1和14.2相互隔开并可单独加热。

在管道连接件10.1和10.2中具有闭塞元件的另一可选实施例这样实现，使得加热室14.1和14.2通过一共同的热源来加热。

在图4中示出本发明装置的又一实施例，其中一个喷丝头组件3同样配设有多个纺丝泵17.1和17.2。

图4的实施例以一剖视图示意地示出。与上述按照图3的实施例相比，在这种情况下纺丝泵17.1和17.2共同保持在一个泵支座2内。为此在泵支座壳体13中设置有两个平行地相互并排布置的泵连接块15.1和15.2。泵连接块15.1和15.2分别配设有插入式壳体16.1和16.2，插入式壳体16.1和16.2以其开口的端部从泵支座壳体13中伸出。这里纺丝泵17.1和17.2的驱动轴18.1和18.2相互平行地并排排列，使得例如可有利地通过一共同的驱动装置来驱动。

两条输入管道19.1和19.2通过一连接孔28.2被引导入泵支座壳体13内部，并分别与泵连接块15.1和15.2中的一个连接。在泵连接块15.1和15.2中的每一个上都连接有熔体管道11.1和11.2中的一个，它们代表与喷丝头组件3的连接。熔体管道11.1和11.2通过连接孔28.1从泵支座壳体13中引出。在泵支座壳体13和纺丝箱体壳体8之间的过渡区内设置有一管道连接件10，熔体管道11.1和11.2由该管道连接件包围。在管道连接件10内设置有一连接件29作为闭塞元件，通过该闭塞元件形成泵支座2与纺丝箱体1之间的分隔，以避免在壳体8和13内部引导的载热体介质相混合。

熔体管道11.1和11.2在纺丝箱体壳体8内部通过喷丝头支架9与喷丝头组件3连接。在这种情况下喷丝头组件3同样设计用于挤出多组分单丝。

本发明装置的在图4中所示的变型方案的功能与前述实施例相同，因此在这里不再进行阐述。但是这里两种被输入的熔体组分在泵支座2内部用相同的载热体介质相同地加热。

本发明装置的在图1至4中所示的实施例在各个组件的结构和布局方面是举例性的。例如在泵支座内可这样设置一个或多个纺丝泵，使得纺丝泵的驱动轴水平延伸或垂直向下地指向。在纺丝箱体和一独立的泵支座之间的按照本发明的分隔在受驱动的纺丝泵的布局和设计方面提供了高的灵活性。此外，由此可实现特别是喷丝头组件和纺丝泵的操作方便的安装和拆卸。

同样，泵支座中的纺丝泵可做成多级泵/多段泵(Mehrfachpumpe)，所述多级泵通过多个熔体管道分别与多个喷丝头连接。

喷丝头同样也可与两个以上的纺丝泵连接，以便纺造多组分长丝。

实施例的纺丝箱体和泵支座具有带载热体介质的加热室作为加热机构。但是本发明不局限于这种加热方式。还存在这样的可能性，即纺丝箱体的加热机构或泵支座的加热机构或这两种加热机构都做成电加热装置。

附图标记列表：

1纺丝箱体	2、2.1、2.2泵支座
		3喷丝头组件	4喷丝头接纳孔
5喷丝孔	6加热室
		8纺丝箱体壳体	9喷丝头支架
10、10.1、10.2管道连接件	11、11.1、11.2熔体管道
		12夹套式密封件	13、13.1、13.2泵支座壳体
14、14.1、14.2加热室	15、15.1、15.2泵连接块
		16、16.1、16.2插入式壳体	17、17.1、17.2纺丝泵
18、18.1、18.2驱动轴	19、19.1、19.2输入管道
		20连接管	21蒸气接头
22冷凝物接头	23蒸气管道
		24冷凝物管道	25热源
26.1、26.2载热体介质	27输入孔
		28.1、28.2连接孔	29连接件

Claims (14)

1.一种用于熔融纺造合成单丝的装置，具有一纺丝箱体(1)，该纺丝箱体用于接纳至少一个喷丝头组件(3)和一用于调节所述喷丝头组件(3)的温度的加热机构(6、26)，所述装置还具有至少一个纺丝泵(17)和一用于调节所述纺丝泵(17)的温度的第二加热机构(14、26)，其中所述纺丝泵(17)与喷丝头组件(3)通过一熔体管道(11)相互连接，

其特征为：

所述纺丝泵(17)和第二加热机构(14、26)保持在一单独的泵支座(2)中，该泵支座以一定距离设置在所述纺丝箱体(1)的旁边。

2.按权利要求1所述的装置，

其特征为：

所述泵支座(2)这样与所述纺丝箱体(1)的一纵向侧并行地设置，使得所述纺丝泵(17)和所述喷丝头组件(3)被保持在一横向于该纺丝箱体(1)的共同的纺丝平面内。

3.按权利要求2所述的装置，

其特征为：

所述泵支座(2)和所述纺丝箱体(1)并排地设置。

4.按权利要求1至3之任一项所述的装置，

其特征为：

所述纺丝箱体(1)中的加热机构由一载热体介质(26)形成，该载热体介质在一由所述纺丝箱体(1)形成的加热室(6)中被引导，所述泵支座(2)中的加热机构由第二载热体介质(26.1)形成，该第二载热体介质在一由所述泵支座(2)形成的第二加热室(14)中被引导。

5.按权利要求4所述的装置，

其特征为：

所述纺丝箱体(1)中的加热室(6)和所述泵支座(2)中的加热室(14)通过一管道连接件(10)相互连接，在所述管道连接件(10)中引导一熔体管道(11)。

6.按权利要求5所述的装置，

其特征为：

在所述管道连接件(10)中与所述熔体管道(11)同心地形成有一闭塞元件(12、29)，通过所述闭塞元件将所述两个加热室(6、14)分隔开。

7.按权利要求6所述的装置，

其特征为：

所述加热室(6、14)中的载热体介质(26.1、26.2)能通过一共同的热源(25)或通过多个单独的热源(25.1、25.2)输入。

8.按权利要求1至7之任一项所述的装置，

其特征为：

所述纺丝箱体(1)在上侧具有一喷丝头接纳孔(4)而在下侧具有一喷丝孔(5)，所述喷丝头组件(3)能装入该纺丝箱体中。

9.按权利要求1至8之任一项所述的装置，

其特征为：

所述纺丝箱体(1)配设有多个泵支座(2.1、2.2)，所述多个泵支座分别保持多个纺丝泵(17.1、17.2)中的一个，其中所述多个纺丝泵(17.1、17.2)通过多个熔体管道(11.1、11.2)与所述喷丝头组件(3)连接。

10.按权利要求1至9之任一项所述的装置，

其特征为：

所述纺丝箱体(1)保持多个成排布置的喷丝头组件(3)，所述泵支座(2)支承多个成排布置的纺丝泵(17)，所述纺丝泵与所述喷丝头组件(3)协同工作。

11.按权利要求10所述的装置，

其特征为：

所述泵支座(2)在所述加热室(14)内具有多个用于连接纺丝泵和熔体管道的泵连接块，其中每个泵连接块配设有一用于接纳纺丝泵中的一个的圆筒形的插入式壳体。

12.按权利要求11所述的装置，

其特征为：

所述插入式壳体(16)以一开口的端部从所述加热室(14)中伸出。

13.按权利要求11或12所述的装置，

其特征为：

所述泵支座(2)由一管子(13)形成，插入式壳体(16)和多个管道连接件(10)固定在该管子上。

14.按上述权利要求之任一项所述的装置，

其特征为：

所述热源(25)由一蒸发器形成，该蒸发器通过一蒸气接头(21)和一冷凝物接头(22)与所述加热室(6、14)中的至少一个连接。

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