CN102481498A - 过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种过滤器(20)，设置有容器(12)和包含在容器(12)中的筐(26)，所述筐(26)中装有袋式滤器元件(24)，通过允许液体穿透袋式滤器元件(24)，袋式滤器元件(24)过滤待处理的液体。所述过滤器(20)设置有上部筒状部(34)和环状的密封(46)。所述上部筒状部(34)形成筐(26)的上部，并且具有开口的上端；所述密封(46)安装在容器(12)内，被保持在上部筒状部(34)与容器(12)之间。所述上部筒状部(34)具有第一安装面(38a)，第一安装面(38a)具有在向下的方向上缩小的外径。所述密封(46)具有第二安装面(60a)，第二安装面(60a)具有在向下的方向上缩小的内径。第二安装面(60a)与第一安装面(38a)适配。当密封(46)受到上部筒状部(34)沿径向向外的力的作用时，密封(46)的压缩形变被限制在预定量。

Description

过滤器
技术领域
本发明涉及一种用于过滤作为处理对象的液体的过滤器。
背景技术
截至目前，作为过滤作为处理对象的液体的过滤器的一种类型，利用袋式元件(a bagelement)的袋式(过)滤器已为人所知(作为示范，请参见日本特开2003-154213和特开2008-093644号公报)。图1为展示袋式滤器100传统范例的纵向剖面图。如图1所示，袋式滤器100包含容器102和支撑容器102的多个撑脚105。
所述容器102包含外壳103和盖104。所述外壳103上端开口，形成容器102的本体部分；所述盖104为穹顶状(dome-shaped)，盖住外壳103的上端。外壳103和盖104之间设置有密封垫(gasket，图中未示出)，在这种状态下，盖104封盖外壳103的上端。通过将环形的绷带107围绕盖104和外壳103缠绕并使绷带107绷紧，盖104和外壳103被固定在一起。
外壳103在其外周表面的上侧设置有用于导入待处理(待过滤)液体的导入口106，在其外周表面的下侧设置有用于导出过滤后液体的排出口108。容器102的下部进一步设置有排液口110，比方说，在维护操作过程中用于排出收集在容器102中的液体。导入口106、排出口108和排液口110分别连接有各种管道(图中未示出)。容器的内部装有筐112。所述筐112为上部开口的圆筒状容器。筐112的内部容纳有袋式过滤器元件114(a bag-likefilter element，图中未示出)。
图2A为筐112和过滤器元件114的透视图。如图2A所示，倒U形的压按部件116被连接到筐112的上边缘。在外壳103被盖104盖住的状态下，因盖104下压压按部件116，筐112受到压按部件116向下的压力。
图2B为图1中A部分的放大图。如图2B所示，筐112包含形成筐112上部的上部筒状部118和内部容纳过滤器元件114主要部分的本体部120。所述本体部120为圆筒状，具有缩小的直径，其直径小于上部筒状部118的直径。本体部120由金属网或者带透孔的金属板(多孔板)构成。
紧贴外壳103的内周面设置有环形的密封垫支承部件122。筐112通过安装在密封垫支承部件122上的环形、扁平的密封垫124被密封垫支承部件122所支撑。如上所述，因筐112受到压按部件116向下的力(的作用)，扁平的密封垫124也受到该压力的按压，所以筐112和密封垫支承部件122之间就形成了密封。该密封的目的在于防止未过滤液体漏向排出口108一侧。
发明内容
顺便指出，在上述传统范例中，尽管通过将筐112的上部筒状部118的底端面按压在扁平的密封垫124上能够产生密封功能，但是，因为这种按压力趋于不稳定，所以密封功能也不稳定，从而导致密封功能可靠性低下的问题。此外，如果在筐112的外圆筒面和外壳103的内周面之间采用圆筒形的橡胶密封件来替代上述采用扁平密封垫124的密封结构，则在采用此结构的情况下，即使可以期待更好的密封效果，但也会导致进一步的问题出现：筐112被牢固地安装且卡死橡胶密封件中，导致筐112的移除(用以更换过滤器元件114)变得困难，更具体地说，若采用传统技术，同时获得“密封功能的稳定性”和“移除筐的便捷性”是困难的。
本发明是考虑到上述问题而做出的，其目的在于提供一种过滤器，能够同时实现密封功能的稳定和筐移除时的便捷。
为实现上述目的，本发明提供一种过滤器，其设置有容器和包含在容器中的筐，筐中设置有袋式滤器元件，通过允许流体经过袋式滤器元件，袋式滤器元件过滤待处理的流体，过滤器包含：上部筒状部，上部筒状部形成筐的上部，并且具有开放的上端。以及环状的密封，密封安装在容器内，并被保持在上部筒状部与容器之间。上部筒状部具有第一安装面，第一安装面具有在向下的方向上缩减的外径。密封具有第二安装面，第二安装面具有在向下的方向上缩小的内径，第二安装面与第一安装面接合，其中，密封因受到来自上部筒状部沿径向向外方向的力的作用所引起的压缩形变被限制在预定量。
根据上述本发明，因上部筒状部具有减缩的第一安装面，密封具有减缩的与第一安装面适配的第二安装面，所以，随着筐插入容器中的量的增加，上部筒状部在其与密封内周面接触位置处的外径也增大。因此，获得了沿径向朝外的强大挤压力，从而也获得了稳定的密封功能。此外，采用本发明，随着上部筒状部接触密封的内周面的直径变得更大，密封的压缩形变量也增大。然而，因密封具有压缩形变量限制功能，将密封因受到上部筒状部沿径向向外的力的作用而引起的最大压缩形限制在预定量的范围内，所以密封的过度压缩形变得以被防止。更具体地说，通过将密封的压缩形变量限制在预定值，筐“死卡”在密封上的情况得以被防止。因此，本发明能够同时实现密封功能的稳定性和筐移除时的便捷性。
此外，在上述过滤器中，其特征在于，密封还包含：环状的第一密封件，第一密封件由弹性体构成，与上部筒状部的外周面紧密接触。环状的第二密封件，第二密封件由弹性体构成，与设置在容器中的密封保持部件的内周面紧密接触。以及环状的保持器，保持器保持第一密封件和第二密封件。其中，保持器在其内周侧具有环形密封件保持槽，第一密封件容纳于环形密封件保持槽中，当第一密封件因受到来自上部筒状部沿径向向外方向的力的作用而引起的压缩形变达到预定量时，第一密封件抵靠上部筒状部的外周面上，并且防止压缩形变超过的预定量。
根据上述构造，第一密封件的最大压缩形变量取决于第一密封件的内径以及密封件保持槽的深度。因此，第一密封件的最大压缩形变量能被方便地设定为预定量。
此外，在上述过滤器中，第一密封件和第二密封件在保持器中位于沿轴向间隔的位置上。
根据上述构造，通过使第一密封件和第二密封件沿轴向间隔分布，因为第一密封件和第二密封件沿径向互不干涉，所以保持器沿径向的厚度可以被制造得更薄。作为结果，密封沿径向的壁厚可以做薄，密封的结构也可以被制造得紧凑。
按照本发明漏斗的内部结构，密封功能的稳定性和筐移除时的便捷性能够同时实现。
附图说明
图1展示的是袋式滤器一个传统范例的纵剖图；
图2A为传统袋式滤器中筐和过滤器元件的透视图；
图2B为图1中所示A部分的放大图；
图3为包含在本发明实施例所述过滤器内部结构中的袋式滤器的纵剖图；
图4为图3中所示B部分的放大图；
图5为展示本发明实施例的过滤器中，密封件及其附近的局部省略放大图；
图6为本发明实施例中所述密封件的分解透视图；以及
图7为变化实施例中过滤器的密封件及其附近的局部省略放大截面图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行描述。
图3为展示袋式滤器20的主视图，袋式滤器20即构成本发明实施例中所述的过滤器。如图3所示，袋式滤器20包含容器12和装配在容器12下部的多个撑脚14。
容器12是一个起到袋式滤器20本体作用的部分，容器12包含有上端开口的筒状外壳16和用于封盖外壳16上端开口的穹顶状的盖18。外壳16的上端形成有沿径向向外鼓出的凸缘(图中未示出)；盖18的下端也形成有沿径向向外鼓出的凸缘(图中也未示出)。盖18和外壳16之间放置有O形环。通过将包含有栓构件(未示出)的绷带19缠绕在盖18和外壳16上的凸缘部分上，并通过操纵栓构件使绷带19处于绷紧的状态，盖18和外壳16被紧密地固定在一起，使容器12密封。盖18的顶部或者顶点设置有空气释放阀22，用于在容器12的维护期间或者被进行类似操作时，使其内部压力降至零。
容器16的内部设置有袋式过滤器元件24，用于去除待处理液体中所包含的异物(固体成分)。过滤器元件24形成为有底的筒状部件，开口朝上，由，比方说，聚酯、聚丙烯纤维或者类似材料制成。此外，外壳16内部还设有筐26。筐26形成为筒状，底部闭合，上端开口，其内部容纳过滤器元件24。所述待处理的液体是指，比方说，内部混有诸如固体成分之类的异物的冷却液、洗涤溶液、切削油、工业用水等液体。
筐26的上端连接有类似于图2中所示压按部件116的倒U形的压按部件27。在外壳16被盖18盖住的状态下，通过盖18向下按压压按部件27，筐26受到压按部件27的按压力。
外壳16在其外周表面的上方侧设置有向外突伸的用于导入待处理液体的导入口28。外壳16在其外周表面的下方侧设置有向外突伸的用于排出处理后液体的排出口30。过滤器元件24设置在容器12内部介于导入口28和排出口30之间的液体流通路径上。
外壳16的下部进一步设置有排液口32，用于，比方说，在执行维护操作时，排掉容器12所收集的液体。导入口28、排出口30和排液口32分别连接有专用管道(图中未示出)。
在采用上述结构的袋式滤器20中，当含有异物(固体成分)的待处理液体被从导入口28导入时，通过使用过滤器元件24来捕捉异物，固液分离得以被执行。换而言之，液体被过滤，液体中的异物被除去。不仅如此，被过滤器元件24滤过的液体通过排出口30被排出。
撑脚14形成支撑容器12使其处于直立状态的结构性元件，由固定在外壳16下侧的外周表面且沿圆周方向等距分布的多个(在图示的范例中为3个)撑脚14构成。如图3所示，各撑脚14均通过焊接固定在外壳16上，尽管撑脚14也可以通过螺栓等紧固方式被固定在外壳16上。不仅如此，在图3所示的结构范例中，各撑脚14均竖直延伸，且彼此平行。然而，作为上述结构的替代，各撑脚14可以在向下的同时分别叉开或者散开。此外，撑脚14的数量并不限于3个，也可以是4个或者更多。在这种情况下，撑脚14沿圆周方向等距分布，从而能够稳定地支撑容器12。
密封结构10密封筐26和外壳16之间的区域。图4为图3中所示B部分的放大图，该图同时也是显示密封结构10及其附近区域的局部省略的截面放大图。如图4所示，筐26包含形成筐26上部的上部筒状部34和与上部筒状部34的下部相连、内部容纳过滤器元件24主要部分的圆筒状本体部36。所述本体部36由金属网或者透孔(多孔)金属板制成，其直径小于上部筒状部34的直径。
上部筒状部34包含渐缩部38、上部平行部40、下部平行部42以及肩部44。所述渐缩部38在向下的方向上其外径逐渐缩小；所述上部平行部40与渐缩部38的上端相连，且沿轴向(箭头Y所示方向)具有固定的外径；所述下部平行部42与渐缩部38的下端相连，且沿轴向具有固定的外径；肩部44连接下部平行部44的下端和本体部36的上端。
在容器12中(即外壳16内部)，上部筒状部34和外壳16之间设置有环状密封46。筐26和容器12(外壳16)之间的区域被密封46所密封，从而防止未被过滤的液体向排出口30一侧泄漏。
用于保持密封46的密封保持部件48设置在外壳16中。如图4所示，密封保持部件48包含附着在外壳16内周面上的中空的圆筒状的侧壁50和自侧壁50的下端沿径向向内延伸的环状的底板52。侧壁50的内径被设定为大于上部筒状部34中的上部平行部40和渐缩部38的外径，因此上部筒状部34能被插入密封保持部件48之内。底板52的内径被设定为大于上部筒状部34中的下部平行部42的外径，因此上部筒状部34中的下部平行部42内被插入底板52之内。此外，密封保持部件48被设置为在侧壁50与密封46的外周面紧密接触，通过以底板52支撑密封46的下端面，密封46被保持在外壳16内侧的预定位置处。
尽管，如图4所示，密封保持部件48的侧壁50是形成于外壳16之外的独立元件，但侧壁50也可以与外壳16的部分内壁形成为一体。
图5为展示密封件及其附近区域的局部省略放大图。如图5所示，上部筒状部34的渐缩部38包含在向下的方向上外径逐渐减小的第一安装面38a。密封46包含在向下的方向上内径逐渐减小的第二安装面60a，所述第二安装面60a与第一安装面38a安装。第一安装面38a与轴向(箭头Y所示方向)之间所成倾角，被设定为与第二安装面60a和轴向之间所成的倾角大致相同。
此外，密封46还具有限制变形量的功能，用以将由上部筒状部34沿径向的作用力所引起的密封46的压缩变形限制在预定数量的范围内。有关限制变形量的功能的详细情况将于后文描述。
图6为密封46的分解透视图。如图5和图6所示，密封46包含第一密封件56、第二密封件58和保持器60。所述第一密封件56呈环状，由弹性体构成，与上部筒状部34的外周面紧密接触；所述第二密封件58呈环状，由弹性体构成，与容器12的内周面紧密接触；所述保持器60呈环状，用于保持第一密封件56和第二密封件58。在本实施例中，第二密封件56和第二密封件58均形成为O形环。第一密封件56能够弹性变形，易于在上部筒状部34沿径向向外的压力作用下沿径向产生挤压形变。此外，通过被夹持在保持器60和密封保持部件48之间，第二密封件58也能够弹性变形，易于沿径向挤压变形。
上述第二安装面60a形成在保持器60的内周面。此外，保持器60还包含用以保持第一密封件56的第一环槽62(密封件保持槽)，用以保持第二密封件58的第二环槽64。第一环槽62形成在保持器60的内周侧，第二环槽64形成在保持器60的外周侧。
保持器60具有适宜程度的既定强度(刚性)，即使在上部筒状部34沿径向向外的压力作用下也不易于产生压缩形变。例如，保持器60可由合成树脂制成。
第一环槽62的深度被设置为使得第一密封件56在未被挤压的状态(即没有来自上部筒状部34的压力作用在第一密封件56上的状态)下，第一密封件56的内周部突出于保持器60的内周面(第二安装面60a)之外。因此，当筐26的上部筒状部34与密封46安装时，第一密封件56紧密接触上部筒状部34的第一安装面38a。
第二环槽64的深度被设置为使得第二密封件58在未被挤压的状态下，即密封46未被安装且抵住容器12(密封保持部件48)的内周面的状态下，第二密封件58的外周部突出于保持器60的外周面60b之外。保持器60的外径略小于密封保持部件48的侧壁50，而第二密封件58的外径，在未被挤压的状态下，则略大于密封保持部件48的侧壁50的内径。因此，当密封46在容器12中被保持的密封保持部件48中时，第二密封部件58则与外壳16(密封保持部件48)的内周面保持紧密接触。
在本实施例中，第一环槽62和第二环槽64形成在保持器60中的位置沿轴向(箭头Y所示方向)分开。因此，第一环槽62和第二环槽64分布在保持器6中的位置沿轴向分开。就图5所示的结构示范例而言，第一环槽62处于相对高位，而第二环槽64处于相对低位。结果，第一密封件56处于相对高位，而第二密封件58处于相对低位。
当第一密封件56因受到上部筒状部34径向作用力而引起自身的压缩形变达到预定量时，保持器60通过抵靠上部筒状部34的外周面(第一安装面38a)，起到防止第一密封件56超预定量过度压缩变形的作用。
接下来，将描述具有上述结构的本发明实施例中的袋式滤器20如何运行。
为将密封垫26安装在容器12(外壳16)内部，须首先将密封46安装在设于外壳16内部的密封保持部件48中。具体而言，在盖18被从外壳16移除的状态下，密封46从外壳16的上端开口被安装在设于外壳16内部的密封保持部件48中。因第二密封件58的外周部自保持器60的外周面向外突出，所以，当密封46安装到密封保持部件48的内侧时，第二密封件58被夹持在密封46和保持器60之间，受到挤压力的作用；并且，源于第二密封件58可沿径向发生弹性形变的事实，第二密封件58于是牢固、紧密地接触密封保持部件48的侧壁50的内周面。结果，密封46和密封保持部件48之间的区域得以被密封。
接下来，内部装有过滤器元件24的筐26被从上方插入外壳16的内部，于是筐26被安装到密封46内。此时，因为，在筐26上，上部筒状部34的第一安装面38a是倾斜的，所以，在筐26最初插入时，第一密封件56抵靠第一安装面38a。此外，随着筐26插入量的增加，换而言之，随着筐26在外壳16内部位置的降低，筐26在其抵靠第一密封件56位置处的外径也增加。结果，被夹紧在保持器60和第一安装面38a之间的第一密封件56受到挤压力的作用，并且，通过其径向的弹性压缩形变，第一密封件56牢固、紧密地接触第一安装面38a，从而使密封46和上端筒状部34之间实现密封。
当筐26的插入量达到预定量时，因第一安装面38a抵靠在保持器60的内周面(第二安装面60a)上，所以筐26超过此位置点被进一步插入的情形被保持器60所阻止。此外，在筐26的进一步插入被阻止的状态下，第一密封件56因受到上部筒状部34沿径向向外的力而产生的压缩形变不再增加，所以第一密封件56的压缩形变量就被限制在预定量的范围内。
如上所述，根据本发明所述的过滤器，上部筒状部34包含(尺寸)渐缩的第一安装面38a，而密封46包含与第一安装面38a适配的(尺寸)减缩的第二安装面60a。因此，当筐26被向下插入时，上部管状部34在其接触密封46内周面位置处的外径变大。因此，沿径向向外需要强大的挤压力，所以稳定的密封功能(机制)就此获得。此外，采用本发明的上述结构，随着上部管状部34在其接触密封46内周面位置处的外径变得更大，第一密封件56的压缩形变量也相应变得更大。然而，因密封46包含压缩量限制功能(机制)，用以将第一密封件56因受到上部筒状部34沿径向向外的力的作用而产生的压缩形变限制在预定量的范围内，所以密封46的过渡压缩形变得以被防止。更具体地说，通过将第一密封件56的压缩形变量限制在预定量的范围内，可以防止密封46被筐26紧紧卡死。因此，筐26的移除(例如，为更换过滤器元件24之目的)可以容易地实施，从而能够提高工作的便利性。因此，根据本发明，能够同时实现密封功能的稳定性和移除筐26时的便利性。
根据本发明所述的过滤器，第一密封件56的最大压缩形变量取决于第一密封件56的内径以及第一环槽62(密封件保持槽)的深度。因此，第一密封件56的最大压缩形变量可被方便地设定为预定量。
根据本发明所述的过滤器，通过使第一密封件56和第二密封件58沿轴向分离地分布，因为第一密封件56和第二密封件58沿径向互不干涉，所以使保持器60沿径向的厚度得以变薄。作为结果，密封46沿径向的壁厚可以做薄，密封46的结构也可以被制造得紧凑。
本发明所述过滤器并不限于上述实施例，显然，只要不背离本发明的实质，各种其他或者额外的结构特征也可以予以采用。例如，以下变化例也可以采用。
在图5所示的结构性范例中，关于第一环槽62和第二环槽在竖直方向上的相对定位，第一环槽被设定在较高位置处，第二环槽64被设定在较低位置处。换而言之，第一密封件56被设定在相对的高位，而第二密封件58设定在相对的低位。然而，取代上述结构，图7所示结构也可以被予以采用。更具体地说，关于第一环槽62和第二环槽在竖直方向上的相对位置，第一环槽62被设定在较低位置处，第二环槽64被设定在较高位置处。换而言之，第一密封件56被设定在相对的低位，而第二密封件58被设定在相对的高位。
保持器60可在其内周侧沿轴向以预定的间隔设置多个第一密封件56。在这种情况下，与第一密封件56的数量相对应，可形成有多个第一环槽62。
保持器60可在其外周侧沿轴向以预定的间隔设置多个第二密封件58。在这种情况下，与第二密封件58的数量相对应，可形成有多个第二环槽64。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种过滤器(20)，其特征在于，所述过滤器(20)设置有容器(12)和包含在所述容器(12)中的筐(26)，所述筐(26)中设置有袋式滤器元件(24)，通过允许液体经过所述袋式滤器元件(24)，所述袋式滤器元件(24)过滤待处理的液体，所述过滤器(20)包含：
上部筒状部(34)，所述上部筒状部(34)形成所述筐(26)的上部，并且具有开放的上端；以及
环状的密封(46)，所述密封(46)安装在所述容器(12)内，并被保持在所述上部筒状部(34)与所述容器(12)之间；
所述上部筒状部(34)的外周面具有第一安装面(38a)，所述第一安装面(38a)具有在向下的方向上缩小的外径；
所述密封(46)的内周面具有第二安装面(60a)，所述第二安装面(60a)具有在向下的方向上缩小的内径，所述第二安装面(60a)与所述第一安装面(38a)接合，其中，所述密封(46)因受到来自所述上部筒状部(34)沿径向向外方向的力的作用所引起的压缩形变被限制在预定量。
2.如权利要求1所述的过滤器(20)，其特征在于，所述密封(46)包含：
环状的第一密封件(56)，所述第一密封件(56)由弹性体构成，与所述上部筒状部(46)的外周面紧密接触；
环状的第二密封件(58)，所述第二密封件(58)由弹性体构成，与设置在所述容器(12)中的密封保持部件(48)的内周面紧密接触；以及
环状的保持器(60)，所述保持器(60)保持所述第一密封件(56)和所述第二密封件(58)；
其中，所述保持器(60)在其内周侧具有环形密封件保持槽(62)，所述第一密封件(56)容纳于所述环形密封件保持槽(62)中，当所述第一密封件(56)因受到来自所述上部筒状部(34)沿径向向外方向的力的作用而引起的压缩形变达到所述预定量时，所述第一密封件(56)抵靠所述上部筒状部(34)的所述外周面上，并且防止所述压缩形变超过所述的预定量。
3.如权利要求2所述的过滤器(20)，其特征在于，所述第一密封件(56)和所述第二密封件(58)在所述保持器(60)中位于沿轴向间隔的位置上。

Claims (3)

1.一种过滤器(20)，其特征在于，所述过滤器(20)设置有容器(12)和包含在所述容器(12)中的筐(26)，所述筐(26)中设置有袋式滤器元件(24)，通过允许液体经过所述袋式滤器元件(24)，所述袋式滤器元件(24)过滤待处理的所述液体，所述过滤器(20)包含：
上部筒状部(34)，所述上部筒状部(34)形成所述筐(26)的上部，并且具有开放的上端；以及
环状的密封(46)，所述密封(46)安装在所述容器(12)内，并被保持在所述上部筒状部(34)与所述容器(12)之间；
所述上部筒状部(34)具有第一安装面(38a)，所述第一安装面(38a)具有在向下的方向上缩减的外径；
所述密封(46)具有第二安装面(60a)，所述第二安装面(60a)具有在向下的方向上缩小的内径，所述第二安装面(60a)与所述第一安装面(38a)接合，其中，所述密封(46)因受到来自所述上部筒状部(34)沿径向向外方向的力的作用所引起的压缩形变被限制在预定量。
2.如权利要求1所述的过滤器(20)，其特征在于，所述密封(46)包含：
环状的第一密封件(56)，所述第一密封件(56)由弹性体构成，与所述上部筒状部(46)的外周面紧密接触；
环状的第二密封件(58)，所述第二密封件(58)由弹性体构成，与设置在所述容器(12)中的密封保持部件(48)的内周面紧密接触；以及
环状的保持器(60)，所述保持器(60)保持所述第一密封件(56)和所述第二密封件(58)；
其中，所述保持器(60)在其内周侧具有环形密封件保持槽(62)，所述第一密封件(56)容纳于所述环形密封件保持槽(62)中，当所述第一密封件(56)因受到来自所述上部筒状部(34)沿径向向外方向的力的作用而引起的压缩形变达到所述预定量时，所述第一密封件(56)抵靠所述上部筒状部(34)的所述外周面上，并且防止所述压缩形变超过所述的预定量。
3.如权利要求2所述的过滤器(20)，其特征在于，所述第一密封件(56)和所述第二密封件(58)在所述保持器(60)中位于沿轴向间隔的位置上。
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