CN103501625A - 用于探针/喂饲/引流工具的端口封闭系统 - Google Patents
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Abstract
一种端口封闭系统(20)包括保持结构(22)和阀(24)。保持结构(22)包括端口(28),所述端口(28)用于在外部环境(30)与能够接收流体物质的内部容积(32)之间建立连通。阀(24)包括柔性的弹性的自闭合狭缝型阀头(36),该阀头具有在不受约束的状态下常闭的孔口。端口(28)具有侧向向里的接合表面(34),并且所述阀具有侧向向外的周缘表面(54),其通过与表面(34)的接合被侧向向里地压缩,用以在头(36)受到压力差时增加常闭孔口打开的阻力。系统(20)进一步包括环形凸缘(62),其定位成延伸超过阀头(36)的外侧(38)的至少一部分,用以限制移动阀头(36)朝外部环境(30)的移动。
Description
相关申请的交叉引用
不适用。
联邦赞助的研究或者改进
不适用。
缩微平片/版权参考
不适用。
技术领域
本发明总体上涉及用于适应流体物质的流的系统。本发明更特别地涉及端口封闭系统,其具有柔性的弹性的阀,并适应将流体物质的流引导穿过所述阀的探针或者喂饲/引流工具。
背景技术
本发明的发明人已经发现:提供用于保持或者以其它方式安装柔性的弹性的阀的改进系统是有利的,所述阀限定出最初是闭合的孔口,该孔口能够被打开以适应穿过所述阀的流体流,其中本系统的设计可提供目前为止还没有在行业中构想出或者没有被现有技术教示的优点。特别地,本发明的系统在探针或者喂饲/引流工具的插入期间保护弹性的阀,协助将探针或者喂饲/引流工具引导成与阀恰当接合,在探针或者喂饲/引流工具从阀中缩回的期间维持阀头的恰当对齐,在阀的一些部分已经被强制离开它们最初的闭合构造之后促进阀的恰当闭合,并耐受由在阀上作用的流体物质产生的压力差。
一种柔性的弹性的阀是被安装在流体容器的端口中的自闭合狭缝型的阀。这种阀具有限定出常闭孔口的一个或多个狭缝,所述孔口响应于穿过阀插入的探针、插管或者喂饲/引流工具、或者横跨阀的增加的压力差而打开用以准许流体穿过其中。这种阀一般被设计成使得它们在探针、插管或者喂饲/引流工具被移除或者横跨阀的压力差降低后自动地闭合用以切断穿过其中的流。
这种阀和使用这种阀的封闭物的设计在美国专利No. 5,271,531、No. 5,927,566和No. 5,934,512中示出。通常,所述封闭物包括被安装在容器颈上用以限定出用于接收阀的阀座的本体或者基部,并且包括用于将阀保持在基部中的阀座上的保持环或者其它结构。见例如美国专利No. 6,269,986和No. 6,616,016。阀是常闭的,并且能够在瓶被完全翻转时承受流体产品的重量,使得液体不会泄漏出,除非瓶被挤压。利用这种改进的系统,不必重新闭合罩或盖(尽管在包装要被运输到另一个地点、被封装在箱子中等情况下,一般会重新闭合它)。用以提供具有液压锤阻力的阀的一种途径在2007年3月27日提交的以David J. Gaus 等人为发明人的题为“具有液压锤阻力的分配阀(DISPENSING VALVE WITH HYDRAULIC HAMMER RESISTANCE)”的共同拥有美国专利申请序列号11/728,614中示出,该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。用于探针或者喂饲/引流工具的其它这种阀系统在2008年2月21日提交的以David J. Gaus为发明人的题为“具有狭缝错位防止特征的阀安装组件(VALVE MOUNTING ASSEMBLY WITH SLIT MISALIGNMENT PREVENTION FEATURE)”的共同拥有美国专利申请序列号12/070,799、以及2008年11月11日提交的以David J. Gaus为发明人的题为“具有液压锤阻力的端口封闭物(PORT CLOSURE WITH HYDRAULIC HAMMER RESISTANCE)”的美国专利申请序列号12/268,814中示出,它们的全部公开内容通过引用并入本文。
虽然这种阀系统具有明显的优点并且功能良好,但是需要的是提供一种以最少的部件数量包括多种好处的改进系统。
发明内容
依据本发明的一个特征,一种端口封闭系统包括:端口,所述端口用以在能够接收流体物质的内部容积与外部环境之间建立连通;阀,所述阀包括横跨所述端口延伸的柔性的弹性的头;和环形凸缘,所述环形凸缘定位成延伸超过阀头的至少一部分。所述端口具有侧向向里的接合表面。所述阀头具有:面向内部容积的内侧;面向外部环境的外侧;穿过所述头的至少一个自密封狭缝;沿着所述狭缝的可打开部,所述可打开部用以在不受约束的状态下限定出常闭孔口,其中所述可打开部能够朝内部容积沿第一方向移动至打开孔口构造,并且朝外部环境沿第二方向移动至打开孔口构造;和侧向向外的周缘表面,所述周缘表面通过与所述端口的接合表面的接合被侧向向里地压缩,由此在自密封狭缝上强加闭合力,用以在阀头受到横跨阀头作用的压力差时,增加常闭孔口沿至少第二方向打开的阻力。环形凸缘定位成延伸超过所述阀头的外侧的至少一部分,用以限制所述可打开部沿第二方向的移动。
在一个特征中,所述阀头的内侧由弓形的凸状表面限定出。
根据一个特征,所述外侧由弓形的凹状表面限定出。在再一特征中,所述凹状表面是半球形的。
作为一个特征,所述至少一个自密封狭缝包括横切彼此延伸的两个自密封狭缝。
根据一个特征,所述端口的接合表面是具有直径D的圆柱表面,并且所述阀头的侧向向外的周缘表面邻近所述内侧具有最大直径,所述最大直径在不受约束的状态下大于所述直径D。在再一特征中,所述侧向向外的周缘表面在不受约束的状态下是截头圆锥表面。
在一个特征中,所述系统进一步包括阀座,并且所述阀进一步包括被接合在阀座中的周缘附接部。
作为一个特征,所述系统进一步包括保持结构,所述保持结构被定位成在所述保持结构与所述阀座之间夹持周缘附接部,并且所述端口被定位在所述保持结构内。
在一个特征中,所述系统进一步包括限定出所述阀座和所述环形凸缘的一体式壳体。在再一特征中,所述保持结构被永久地固定在所述壳体内。
根据一个特征,所述阀进一步包括从所述周缘附接部延伸至所述头的柔性的弹性的中间部,所述中间部具有面向所述外部环境的弓形形状的外表面,并且所述环形凸缘具有叠覆在所述外表面上并成形为与所述中间部的外表面的弓形形状相符的表面。在再一特征中,所述中间部的外表面是凸状的,并且所述环形凸缘的叠覆表面具有相符的凹状形状。
作为一个特征,所述环形凸缘在横切截面中具有弓形构造。
根据一个特征,所述流体物质的流是经由选择性地穿刺所述阀头的探针提供的,并且所述环形凸缘包括探针引导表面,所述探针引导表面在所述探针引导表面侧向向里地延伸时朝所述阀头倾斜。
从本发明的以下详细描述、从权利要求书以及从附图,本发明的众多其它优点和特征将变得显而易见。
附图说明
在形成说明书的一部分的附图中,在所有附图中相似的附图标记被采用来标示相似的零部件。
图1是截面图,示出了具有包覆模制在其上的配件的体现本发明的端口封闭系统;
图2是图1所示端口封闭系统的俯视图,但未示出包覆模制的配件;
图3是从端口封闭系统的上方看到的等距视图;
图4是从端口封闭系统的下方看到的等距视图;
图5是从上方所取的端口封闭系统的分解等距视图;
图6是从下方所取的端口封闭系统的分解等距视图;
图7是沿图2中的线7-7所取的截面图;
图7A是被箭头“A”环绕的区域的放大视图;
图8是从图2中的线8-8所取的并且示出了处于探针或者喂饲/引流工具已被插入到端口封闭系统中的状态下的端口封闭系统的截面图;并且
图9是被采用于端口封闭系统中的柔性的弹性的阀的截面图。
具体实施方式
虽然本发明容许许多不同形式的实施例,但是本说明书和附图仅仅公开了一个具体的形式作为本发明的示例。然而,本发明并非旨在被限制于所描述的实施例。本发明的范围在所附权利要求书中给出。
如将在以下详细论述的,本发明的端口封闭系统能够被用于将阀安装在流体处理系统中,包括在肠内管喂饲系统,以便适应包括但不限于携带必需养分的液体喂料的流体物质的传输。此外,本发明的端口封闭系统能够被用于将阀安装在相关联的容器或者其它分配结构中,以便适应包括但不限于水或者适合于食用的其它流体的流体物质的传输。
值得注意的是,本发明的端口封闭系统特别适于与包括阀的周缘附接部和中央阀头(其通常能够在两个相反方向中的任一个上打开)的类型的柔性的弹性的阀一起使用。
为了方便描述,图示本发明的附图中的多个示出了一种形式的阀,该阀在本发明端口封闭系统的一个实施例中被保持在一个典型取向上,该典型取向是端口封闭系统可能在一特定应用中具有的,并且参考该取向使用了诸如上、下、水平等术语。然而,应当明白的是,本发明的端口封闭系统可以在除所描述的取向以外的取向中制造、存储、运输、销售和使用。
本发明的端口封闭系统可以与各种常规的或者特殊的流体物质处理和/或者保持系统一起使用,包括管配件壳体、玻璃或者塑料瓶、柔性管状容纳结构、容器、罐、器皿以及其它装备或者设备,它们的细节尽管没有被完全图示或者描述,但是对了解这些系统的本领域技术人员来说是显而易见的。特定的流体物质处理或者保持系统本身并不构成本发明的广泛方面的一部分,因此并不意在限制本发明的这些广泛方面。本领域的技术人员还应当明白的是,新颖且非显而易见的创造性方面单独体现在所描述的示例性阀安装系统中。
端口封闭系统的当前优选的实施例在图1-8中被示出,并且总体上由附图标记20标示。系统20被图示为关联于呈管配件壳体形式的流体系统,所述管配件壳体只在21处部分地示出,其能够被连接至肠内喂饲管或者系统。系统20允许经由肠内喂饲管或者系统向病人选择性引入供给关键养分的液体喂料,同时在不向病人提供液体喂料时,维持用于肠内喂饲管或者系统的闭合且无锁定的状态。
如图1中最佳看出的,系统20包括保持结构22、阀24和一体式壳体或者安装配件26。保持结构22包括端口28,所述端口28用于在外部环境30与能够接收诸如液体喂料等流体物质的内部容积32之间建立连通。如图1、5和7A中最佳看出的,端口28具有侧向向里的接合表面34,其优选为具有直径D的圆筒形。
阀24是自闭合狭缝型的阀,并且能够在图5、6和9中更详细地看到。阀24优选由柔性、易弯折、可伸缩且弹性的材料模制成整体结构。这可以包括弹性体,比如合成的热固性聚合物,其包括硅橡胶,比如由美国的Dow Corning公司以C6-560的贸易名称销售的硅橡胶。另一种适当的硅橡胶材料在美国由Wacker Silicone公司以Wacker 3003 60的名称销售。这些材料均具有60肖氏A的硬度等级。阀24还可以由其它热固性材料或者由其它弹性体材料、或者由热塑性聚合物或者热塑性弹性体模制而成,所述热塑性聚合物或者热塑性弹性体包括基于诸如热塑性丙烯、乙烯、尿烷和苯乙烯(包括它们的卤化对应物)等材料的那些热塑性聚合物或者热塑性弹性体。
阀24具有在图1-7和9中示出的常闭的静置位置或者构造。阀24一般被设计成在横穿阀头36的压力差处于预定量以下时保持闭合。阀24的固有弹性允许阀24返回到常闭状态(通过由弹性的阀的变形应力产生的力的作用)。如下文中所述,当足够大的力作用在阀24上时,阀24能够被强制到一个或者多个打开位置或者构造,如图8所示。如图7中最佳看出的,阀24包括柔性的中心部或者头36,其侧向地延伸横跨端口28,且具有第一侧或者外侧38和第二侧或者内侧40。当阀24闭合时,内侧40具有在形状上为凸状和弓形的表面,而外侧38具有在形状上为凹状和弓形的表面,带有平坦的中心部42和半球形的外部44。在这点上,虽然在这里示出了阀24和头36的优选形式,但是应该明白的是,根据每个特定应用的具体参数和需求,其它构造,比如在前述美国专利序列号11/728,614和12/070,799中示出的那些,可能是所需的。
如图1-7中最佳看出的,头36具有平坦的相交的自密封狭缝50,当阀24闭合时,所述狭缝50一起限定出闭合的孔口。优选地,狭缝50正交于彼此并在长度上相等。在阀24的图示形式中,狭缝50在头36中限定出四个大体扇形的尺寸相等的活叶或者瓣片51。活叶或者瓣片51也可以被表述为阀头36的“可打开区”或者“可打开部”。每个活叶或者瓣片51具有由狭缝50限定出的一对发散的横切面,并且当阀24闭合时,每个横切面密封住相邻瓣片51的相对的横切面。
阀24可以模制具有狭缝50。替代地,阀的狭缝50能够在后来通过适当的常规技术被切割到阀24的头36中。作为另一替代,狭缝50可以被部分地模制到头36中,而其余部分在模制之后被切割。无论狭缝50如何形成,当阀24处于不受约束或者模制态的状态时,孔口应该是闭合的。操作中,当足够的力(或者压力差)被施加至阀头36的外侧38时,能够从狭缝50的交点沿第一方向(朝图1、7和8中的内部容积32)向内强制打开瓣片51,或者当足够的力(或者压力差)被施加至头36的内侧40时,能够从狭缝50的交点沿第二方向(朝图1、7和8中的外部环境30)向外强制打开瓣片51。
图8图示了沿第一方向打开的阀24的一个示例,其中呈流体入料导管或者喂饲工具52形式的探针或者插管已沿第一方向被插入,以经由喂饲工具52中的流路53将液体喂料引导到内部容积32中。打开的瓣片51适应喂饲工具52的端部向配件21的内部容积32中的穿入。瓣片51以基本上液密的方式围绕喂饲工具52的圆柱形周缘密封。当喂饲工具52通过沿第二方向的移动从阀头36缩回时,头36和瓣片51的固有弹性将孔口恢复至闭合状态。
如图6、7A和9中最佳看出的,阀头36也可以被表述为在阀头36的外周缘处具有侧向向外的周缘表面54。表面54在其模制态或者不受约束的状态下将尺寸做成和/或成形为使得它通过与端口28的表面34的接合而侧向向里受到压缩,如图7和7A中最佳看出的,图7A中的虚线示出了与表面34相比的图示实施例的表面54的不受约束的尺寸和形状。头36的这种侧向向里的压缩在自密封狭缝50上强加闭合力,其增加常闭孔口在阀头36受到横跨头36作用的增加的压力差时朝外部环境30沿至少第二方向打开的阻力,所述横跨头36作用的增加的压力差比如可以是由病人体内产生的胃气引起的并通过肠内喂饲管或者系统进行作用。应当指出的是,对于以下这种系统20来说这是特别有利的:在所述系统20中,阀头36被喂饲工具52穿刺,并且必须在喂饲工具52被移除之后恢复至闭合状态并抵抗压力差。
对于头36的侧向向里的压缩,如图9中最佳看出的,在优选的图示形式中,表面54略呈截头圆锥形,最大直径56邻近内侧40,且最小直径58邻近阀24的柔性的弹性的中间部59,所述中间部59将头36连接至阀24的周缘附接部或者凸缘60。最大直径56比表面34的直径D大。最小直径58优选等于表面34的直径D,或者仅略微小于直径D。虽然可以认为图示的形状提供优秀的闭合力,但是根据每个应用的特定需求和参数,与表面34生成干涉配合的用于表面54的其它形状和/或尺寸进一步可能是所需的。
端口封闭系统20进一步包括环形凸缘62,该环形凸缘62被定位成延伸超过阀头36的外侧38的至少一部分,用以限制阀头36及其瓣片51沿第二方向朝外部环境30的移动。如图7A和8中最佳看出的,环形凸缘62包括面向阀24的中间部59的表面64,且所述表面64成形为与中间部59的形状相符。在这点上,优选的是中间部59具有弓形形状,其包括面向凸缘的表面64的凸状外表面66。凸缘62和表面64限制瓣片51和头36沿第二方向的移动,并且进一步有助于防止狭缝50和瓣片51在头36从打开状态移动至闭合状态时的错位。可以认为,这些特征与提供头36的侧向向内压缩的前述特征进行组合,用以提供阀头36在喂饲工具52从系统20缩回时从打开状态向闭合状态的移动以及在喂饲工具52缩回之后对阀24的闭合状态的维持,它们都优于常规和公知端口封闭系统。
作为额外的特征,还优选的是凸缘62包括探针引导表面68,该探针引导表面68在探针引导表面68侧向向里延伸时朝阀头36倾斜,如图1、7和8中最佳看出的。表面68有助于将比如喂饲工具等探针引导成与阀24和头36形成恰当的对齐,同时还保护阀24和头36免受可能由于不恰当插入喂饲工具52而造成的损伤。
为了适应阀24的安装和保持,凸缘60优选具有大体燕尾形的横切截面,该截面限定出一对截头圆锥表面72和74,如图9中最佳看出的。如图5和7中最佳看出的,保持结构22包括截头圆锥表面76,其用于与凸缘60的轴向向里的截头圆锥表面72相配合地接合。如图6和7中最佳看出的,安装配件26包括轴向向里的截头圆锥阀座80,其适于与凸缘60的轴向向外的截头圆锥表面74相配合地接合,并夹持住该圆锥表面74。保持结构22进一步包括被接收在安装配件26的圆柱形开口83中的径向向外的圆柱形壁82,且一对接合肩部表面84和86分别在保持结构22和安装配件26上,用以限制保持结构22向安装配件26中的轴向接合,以便在凸缘60上提供适当的夹持力。优选地,保持结构22被永久地固定或者结合在安装配件26内,优选是经由在如88处表示的邻近肩部的环形区域中进行的超声波焊接。
虽然已示出了安装的一种优选形式,但是保持结构22、阀24和配件26可以具有其它构造,比如用于凸缘60和阀座80的不同形状。此外,在一些其它配置中,阀24可以通过其它手段被保持在安装配件26中,比如,可以在具有或不具有凸缘60和/或中间部59的情况下,通过热结合、粘结和/或压入配合等将阀24保持在其中。作为另一替代,阀24可以被双注射成型到保持结构22和/或安装配件26中的一个上。
参见图7,安装配件26具有主要由每个应用的需求决定的侧向向外的轮廓90。因此,轮廓90的详情不是本文的创新概念的关键所在。应当指出的是,该轮廓包括一对相反地间隔开的凸耳92(图2和4中最佳看出),其允许系统20相对于配件壳体21的组件恰当地定位。还值得指出的是,轮廓90包括环形通道或者凹部94,其允许与肠内喂饲系统的其它部件的卡扣型连接。
应该明白的是,阀24的孔口可以由除图示出的直线狭缝50以外的结构限定出。根据每个特定应用的需求和参数,狭缝可以具有各种不同的形状、尺寸和/或构造。例如,孔口还可以包括四个或更多个相交的狭缝。
如果需要提供特定的性能特性,则系统20优选地被构造成用于与以下特性结合使用:(1)特定应用的特性,其例如可以横跨阀24建立最大的预期压力差;(2)待与系统20一起使用的特定物质或者产品的特性;和(3)比如喂饲工具或者插管52等其它部件的任何相关特性。例如,流体物质的粘度和密度能够是在设计系统20和阀24的具体构造时的相关因素。阀材料的刚度和硬度以及阀头36的尺寸和形状也能够与获得一些所需特性相关,并且能够被选择来用于适应预期会横跨阀头36所典型地施加的压力差的正常范围,并且用于适应与系统20一起使用的物质的特性。
应该理解的是,系统20能够在外部环境30与肠内喂饲管或系统的内部32之间维持无泄漏的密封,由此允许消除如在一些当前系统中所需的保护盖(overcap)。在这点上,由阀头36与保持结构28之间的干涉所生成的沿径向向内的压缩力用于确保恰当闭合阀24以及将阀24维持在其闭合位置,同时环形凸缘62有助于防止在插管或者喂饲工具52被移除时阀头36的外向移动以及阀瓣片51的错位。
应该理解的是,虽然本文已关联于肠内喂饲管或系统和/或关联于探针/喂饲/引流工具或插管52描述了系统20,但是系统20可以在其它应用中找到用途,并且并未意在将用途限制于肠内喂饲管或系统和/或探针/喂饲/引流工具或插管52,除非在权利要求书中有明确的叙述。
从本发明的前述详细描述及其图示应容易地观察到,可以在不背离本发明的新颖概念或原理的真实精神和范围的情况下,实现很多其它的变型和改进。
Claims (15)
1. 一种端口封闭系统(20),所述系统包括:
端口(28),其用以在能够接收流体物质的内部容积(32)与外部环境(30)之间建立连通,所述端口(28)具有侧向向里的接合表面(34);
阀(24),其包括横跨所述端口(28)延伸的柔性的弹性的头(36),所述头(36)具有:
面向所述内部容积(32)的内侧(40);
面向所述外部环境(30)的外侧(38);
穿过所述头(36)的至少一个自密封狭缝(50);
沿着所述狭缝(50)的相对的可打开部(51),所述可打开部(51)用以在不受约束的状态下限定出常闭孔口,其中所述可打开部(51)能够朝所述内部容积(32)沿第一方向移动至打开孔口构造,并且能够朝所述外部环境(30)沿第二方向移动至打开孔口构造;和
侧向向外的周缘表面(54),所述周缘表面(54)通过与所述接合表面(34)的接合被侧向向里地压缩,由此在所述自密封狭缝(50)上强加闭合力,用以在所述阀头(36)受到横跨所述阀头(36)作用的压力差时,增加所述常闭孔口沿至少所述第二方向打开的阻力;和
环形凸缘(62),其定位成延伸超过所述阀头(36)的所述外侧(38)的至少一部分,用以限制所述可打开部(51)沿所述第二方向的移动。
2. 如权利要求1所述的系统(20),其中,所述内侧(40)由弓形的凸状表面(44)限定出。
3. 如权利要求1所述的系统(20),其中,所述外侧(38)由弓形的凹状表面(38)限定出。
4. 如权利要求3所述的系统(20),其中,所述凹状表面(38)是半球形的。
5. 如权利要求1所述的系统(20),其中,所述至少一个自密封狭缝(50)包括横切彼此延伸的两个自密封狭缝(50)。
6. 如权利要求1所述的系统(20),其中,所述接合表面(34)是具有直径D的圆柱表面,并且所述侧向向外的周缘表面(54)邻近所述内侧(40)具有最大直径(56),所述最大直径(56)在不受约束的状态下大于所述直径D。
7. 如权利要求6所述的系统(20),其中,所述侧向向外的周缘表面(54)在不受约束的状态下是截头圆锥表面。
8. 如权利要求1所述的系统(20),进一步包括阀座(80),并且其中所述阀(24)进一步包括被接合在所述阀座(80)中的周缘附接部(60)。
9. 如权利要求8所述的系统(20),进一步包括保持结构(22),所述保持结构(22)被定位成将所述周缘附接部(60)夹持在所述保持结构(22)与所述阀座(80)之间,并且其中所述端口(28)被定位在所述保持结构(22)内。
10. 如权利要求9所述的系统(20),进一步包括一体式壳体(26),所述壳体(26)限定出所述阀座(80)和所述环形凸缘(62)。
11. 如权利要求10所述的系统(20),其中,所述保持结构(22)被永久地固定在所述壳体(26)内。
12. 如权利要求8所述的系统(20),其中,所述阀(24)进一步包括从所述周缘附接部(60)延伸至所述头(36)的柔性的弹性的中间部(59),所述中间部(59)具有面向所述外部环境(30)的弓形形状的外表面(66),并且所述环形凸缘(62)具有叠覆在所述外表面(66)上并成形为与所述中间部(59)的外表面(66)的弓形形状相符的表面(64)。
13. 如权利要求12所述的系统(20),其中,所述中间部(59)的外表面(66)是凸状的,并且所述环形凸缘(62)的叠覆表面(64)具有相符的凹状形状。
14. 如权利要求1所述的系统(20),其中,所述环形凸缘(62)在横切截面中具有弓形构造。
15. 如权利要求1所述的系统(20),其中,所述流体物质的流是经由选择性地穿刺所述阀头(36)的探针(52)提供的,并且所述环形凸缘(62)包括探针引导表面(68),所述探针引导表面(68)在所述探针引导表面(68)侧向向里地延伸时朝所述阀头(36)倾斜。
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