CN107871642B - 一种高精度气体密度继电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高精度气体密度继电器，包括：信号机构，与所述信号机构相互连通、位于所述信号机构外部的示值显示机构。其中，信号机构包括由底盘、壳体和底板围成的密封气室，位于密封气室内部的波纹管组件和报警组件，密封气室与波纹管组件内的气压压差控制报警组件的接通或断开。本发明提供的高精度气体密度继电器设有补偿气体和温度补偿元件，可以实现高精度的气体密度继电器，实现密度监测的最优化。另外感温包的设置使本密度继电器更适合于密度继电器安装位置与电气设备本体间温差大的电气设备使用。另外该密度继电器由几个模块组成，方便组合生产，进行个性化设计。可以最大限度提高产品适应能力，非常容易推广应用。

Description

一种高精度气体密度继电器

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种高精度气体密度继电器。

背景技术

电气产品已广泛应用在电力部门、工矿企业，促进了电力行业的快速发展。电气产品的灭弧介质和绝缘介质是气体，容易发生漏气，漏气后就不能保证电气产品可靠、安全运行，因此，如何保证电气产品的可靠、安全运行已成为电力部门的重要任务之一。

电气产品密闭绝缘腔内绝缘介质气体是一种灭弧介质，是保障电气产品可靠运行的必不可少的气体，特别是应用在SF₆/N₂环网柜等产品上。气体密度继电器是用来监测电气产品密闭绝缘腔内绝缘介质气体密度和压力的装置。

目前，用来监测高压六氟化硫电气设备中的六氟化硫气体密度的六氟化硫气体密度继电器的信号机构(信号控制部分)一般采用的测压元件为巴登管、采用的接点为磁助式接点，其接点存在接触不好，抗振性能差的缺点，难以保证电网的可靠安全运行。而且有些场合的密度继电器安装位置与电气设备本体间温差大，普通的气体密度继电器不能满足这些场合对产品精度的要求，因此，有必要开发一种能够实现高精度、高精度的气体密度继电器，实现密度监测的进一步优化。

发明内容

本发明公开了高精度气体密度继电器包括：信号机构，与所述信号机构相互连通、位于所述信号机构外部的示值显示机构。

其中，所述信号机构包括由底盘、壳体和底板围成的密封气室，位于所述密封气室内部的波纹管组件和报警组件，所述密封气室与所述波纹管组件内的气压压差控制所述报警组件的接通或断开；

所述示值显示机构包括：显示端座，一端与所述显示端座连接的显示巴登管和温度补偿元件，显示巴登管另一端连接在显示基座上，显示基座安装在所述底盘上、由示值显示机构的显示巴登管和温度补偿元件驱动的机芯和位于机芯上的指针，以及刻度盘。

所述显示巴登管与所述密封气室连通，所述温度补偿元件与所述波纹管组件连通或不连通；所述波纹管组件与电气设备连通，所述密封气室内部充有补偿气体；或者所述密封气室与电气设备连通，所述波纹管组件内部充有补偿气体，所述显示巴登管与所述波纹管组件连通。

在一个优选实施例中，所述温度补偿元件为补偿巴登管或补偿波纹管，与所述显示端座连接，并与所述波纹管组件连通或不连通。

在一个优选实施例中，所述温度补偿元件为双金属片，与所述显示端座连接，不与所述波纹管组件连通。

在一个优选实施例中，所述报警组件包括与所述底盘相对固定的多个微动开关静触点，与所述波纹管组件的自由端固定连接的顶杆，以及位于所述顶杆自由端处的调节件，调节件能够触发与所述微动开关静触点对应的微动开关动触点。

在一个优选实施例中，所述调节件上方还设有保护件。

在一个优选实施例中，所述报警组件还包括固定架，所述固定架沿所述波纹管组件伸缩方向延伸，所述固定架固定在所述底盘上，微动开关静触点位于所述固定架的自由端处。

在一个优选实施例中，所述波纹管组件包括波纹管和位于所述波纹管自由端、与所述波纹管密封连接的支架。

在一个优选实施例中，所述报警组件还包括顶杆，所述顶杆位于所述波纹管组件的外部，沿所述波纹管组件伸缩方向延伸，所述顶杆的第一端固定在所述支架上，第二端设有与所述微动开关静触点配合的微动开关动触点触发用的调节件，所述微动开关静触点位于微动开关动触点和波纹管之间或一侧。

进一步地，所述信号机构还包括防振机构，所述防振机构位于所述波纹管组件的外部，所述防振机构的一端与顶杆的第二端固定连接，另一端固定在所述支架上。

进一步地，所述信号机构还包括防振机构，所述防振机构位于所述波纹管组件的外部，所述防振机构的一端与顶杆的第二端固定连接，另一端固定在所述固定架上或壳体内。

在一个优选实施例中，所述信号机构还包括弹簧，所述弹簧的一端固定在支架设有顶杆的侧面上，另一端可调节安装在所述顶杆的外侧上；优选地，所述顶杆的外侧面上套设有弹簧调节固定件，所述弹簧固定在所述弹簧调节固定件上，通过弹簧调节固定件调节弹簧的弹性力。

在一个优选实施例中，所述示值显示机构还包括显示基座，所述显示基座位于所述显示巴登管与底盘之间，并分别与所述显示巴登管的另一端、底盘固定连接。

在一个优选实施例中，所述示值显示机构还包括显示基座，所述显示基座固定在底盘上，与所述显示巴登管的另一端密封连接。

在一个优选实施例中，所述高精度气体密度继电器还包括表壳，所述信号机构、示值显示机构位于所述表壳内部，所述底板固定安装在所述表壳的内侧面上。

在一个优选实施例中，所述高精度气体密度继电器还设有感温包，所述感温包检测补偿气体的温度，并将压力和温度数据处理成密度数据在显示设备上显示或信号控制。

在一个优选实施例中，所述高精度气体密度继电器还设有感温包，还包括感温包，所述补偿气体通过连接气管与感温包相连接。

本技术方案可以有4种排列组合，波纹管补偿气体，底盘在上或下；气室补偿气体，底盘在上或下。显示补偿：双金属片，或巴登管，或波纹管；显示：绝对压力或相对压力。

本发明提供的高精度气体密度继电器设有补偿气体和温度补偿元件，可以实现高精度的气体密度继电器，实现密度监测的最优化。另外感温包的设置使本密度继电器更适合于密度继电器安装位置与电气设备本体间温差大的电气设备使用。另外该密度继电器由几个模块组成，方便组合生产，进行个性化设计。可以最大限度提高产品适应能力，非常容易推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本发明实施例一的高精度气体密度继电器的局部剖面示意图；

图2为图1中顶杆的中心轴旋转90°的局部剖面示意图；

图3为本发明实施例二的高精度气体密度继电器的局部剖面示意图；

图4为本发明实施例二的高精度气体密度继电器的正面示意图。

具体实施方式

实施例一

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1和图2为本发明实施例一的高精度气体密度继电器的局部剖面示意图，如图1和图2所示，本发明实施例一的高精度气体密度继电器包括：表壳22，位于表壳22内部、相互连通的信号机构和示值显示机构，信号机构固定安装在表壳22的内侧面上。

信号机构由底盘14、壳体15和底板37围成的密封气室，以及位于该密封气室内部的波纹管16和报警组件，波纹管17控制微动开关组件的接通或断开，密封气室与示值显示机构中的显示巴登管10连通。

波纹管16的一端密封焊接在底盘14上，波纹管16的另一端密封焊接在支架17上，波纹管16、底盘14和支架17构成密封的波纹管组件，容纳补偿气体或电气设备中的气体。

报警组件包括多个微动开关静触点、与微动开关静触点配合的微动开关动触点，固定架20和顶杆27，固定架20沿波纹管组件伸缩方向延伸，一端固定在底盘14上，另一端设有微动开关静触点。

顶杆27位于波纹管组件的外部，沿波纹管组件伸缩方向延伸，顶杆的第一端固定在支架17上，第二端设有微动开关动触点，微动开关动触点与微动开关静触点配合，共同构成微动开关25，本实施例中，微动开关静触点位于微动开关动触点和波纹管16之间，在其他的实施例中，微动开关静触点、微动开关动触点也可以调换与波纹管16的相对位置，即微动开关动触点和波纹管16位于微动开关静触点的同侧。进一步地，微动开关25通过固定件24固定在固定架20上，调节件固定板26固定在顶杆27上，若干调节件29固定在调节件固定板26上。

进一步地，信号机构还设有弹簧18，弹簧18嵌套在顶杆27上，弹簧18的一端固定在支架17上，另一端固定在弹簧调节固定件28上，弹簧调节固定件28固定在固定架20上。

进一步地，高精度气体密度继电器还可以包括防振机构39，防振机构39的两端分别固定安装在顶杆的端部和支架17上，以降低或防止工作过程中，各元器件振动，提高产品的稳定性和使用寿命，防振机构39能够对信号机构的部件(本实施例为顶杆27)起到限位、定位作用，防止信号机构的部件在受到振动冲击时摆动、摇晃，起到提高抗振能力。

示值显示机构包括：显示巴登管10、温度补偿元件36、显示端座11、机芯6、刻度盘9、指针8和显示基座34；显示巴登管10的一端和显示温度补偿元件36的一端均固定于所述显示端座11上，显示巴登管10的另一端连接在显示基座34上，显示基座34位于底盘14上，并与密封气室和电气设备通过毛细管连通。机芯6位于底盘14上，并由显示基座34驱动，指针8安装于机芯6上，并随机芯6转动，用于显示电气设备中气体的密度示值。显示巴登管10基于六氟化硫电气设备内的六氟化硫气体的压力而发生机械形变，通过该机械形变驱动机芯工作。

波纹管16通过毛细管与温度补偿元件36连通，此时温度补偿元件36也为巴登管。或者温度补偿元件36为双金属片，双金属片和波纹管16共同构成温度补偿元件。

显示基座34固定在底盘14上，底板37固定在表壳22上。在气路上，所述密封气室通过连接气管和接头32与六氟化硫电气设备相连通，显示基座34通过底盘14与密封气室相连通，所述波纹管16内充有补偿气体。

另外，在气路上，也可以所述波纹管16和显示基座34通过底盘14、连接气管和接头32与六氟化硫电气设备相连通，而所述密封气室内充有补偿气体。

本实施例提供的高精度气体密度继电器出线座38密封固定在壳体15或底盘或底板上，接头32通过位于接头32内部的连接气管31、出线座38与电气设备和密封气室连通，电气设备通过连接气管31与密封气室连通，并通过底盘14、显示基座34相互连通的毛细管与显示巴登管10连通，显示巴登管10在压力变化时，其沿径向膨胀或收缩，而波纹管中通入补偿气体。在其他实施例中，也可以是接头32通过位于接头32内部的连接气管31与波纹管16连通，而密封气室中通入补偿气体。

发明实施例一的高精度气体密度继电器采用显示巴登管替代现有技术中的波纹管作为示值显示机构的关键部件，可以非常容易地实现全量程范围(-0.1～0.9MPa)显示，特别是非常容易实现起始为-0.1MPa的显示，抽真空时就可以显示真空度，非常容易推广应用。而同时其信号机构(信号控制部分)所采用的测压元件为波纹管，来保证密度继电器的高抗振性能，而采用的接点为微动开关，来保证密度继电器的可靠的电气性能。所述显示温度补偿元件可以采用双金属片构成的补偿器件或者采用充有补偿气体的补偿器件。

本发明实施例一的高精度气体密度继电器的工作原理为：调节好调节件29后，密封密封腔体，一般通过焊接实现，然后对密封腔体抽真空处理，接着根据高精度气体密度继电器的参数在密封腔体内充入相应压力的补偿气体。如果SF6(六氟化硫)电气设备没有漏气，高精度气体密度继电器就不发出报警闭锁信号；如果SF6电气设备漏气了，当SF6电气设备内的SF6气体密度接近或低于密封腔体2内的补偿气体的密度时，高精度气体密度继电器就发出报警闭锁信号，确保电网安全。

实施例二

图3和图4为本发明实施例二的高精度气体密度继电器的局部剖面示意图，如图3和图4所示，本发明实施例一的高精度气体密度继电器包括：表壳22，位于表壳22内部、相互连通的信号机构和示值显示机构，信号机构固定安装在表壳22的内侧面上。

信号机构由底盘14、壳体15和底板37围成的密封气室，以及位于该密封气室内部的波纹管16和报警组件，波纹管17控制微动开关组件的接通或断开，密封气室与示值显示机构中的显示巴登管10连通。

波纹管16的一端密封焊接在底盘14上，波纹管16的另一端密封焊接在支架17上，波纹管16、底盘14和支架17构成密封的波纹管组件，容纳补偿气体或电气设备中的气体。

报警组件包括多个微动开关静触点、与微动开关静触点配合的微动开关动触点，固定架20和顶杆27，固定架20沿波纹管组件伸缩方向延伸，一端固定在底盘14上，另一端设有微动开关静触点。

顶杆27位于波纹管组件的外部，沿波纹管组件伸缩方向延伸，顶杆的第一端固定在支架17上，第二端设有微动开关动触点，微动开关动触点与微动开关静触点配合，共同构成微动开关25，本实施例中，微动开关静触点位于微动开关动触点和波纹管16之间，在其他的实施例中，微动开关静触点、微动开关动触点也可以调换与波纹管16的相对位置，即微动开关动触点和波纹管16位于微动开关静触点的同侧。进一步地，微动开关25通过固定件24固定在固定架20上，调节件固定板26固定在顶杆27上，若干调节件29固定在调节件固定板26上。

进一步地，信号机构还设有弹簧18，弹簧18嵌套在顶杆27上，弹簧18的一端固定在支架17上，另一端固定在弹簧调节固定件28上，弹簧调节固定件28固定在固定架20上。

进一步地，高精度气体密度继电器还可以包括防振机构39，防振机构39的两端分别固定安装在顶杆的端部和支架17上，以降低或防止工作过程中，各元器件振动，提高产品的稳定性和使用寿命，防振机构39能够对信号机构的部件(本实施例为顶杆27)起到限位、定位作用，防止信号机构的部件在受到振动冲击时摆动、摇晃，起到提高抗振能力。

示值显示机构包括：显示巴登管10、温度补偿元件36、显示端座11、机芯6、刻度盘9、指针8和显示基座34；显示巴登管10的一端和显示温度补偿元件36的一端均固定于所述显示端座11上，显示巴登管10的另一端连接在显示基座34上，显示基座34位于底盘14上，并与密封气室和电气设备通过毛细管连通。机芯6位于底盘14上，并由显示基座34驱动，指针8安装于机芯6上，并随机芯6转动，用于显示电气设备中气体的密度示值。显示巴登管10基于六氟化硫电气设备内的六氟化硫气体的压力而发生机械形变，通过该机械形变驱动机芯工作。

波纹管16通过毛细管与温度补偿元件36连通，此时温度补偿元件36也为巴登管。或者温度补偿元件36为双金属片，双金属片和波纹管16共同构成温度补偿元件。

显示基座34固定在底盘14上，底板37固定在表壳22上。在气路上，所述密封气室通过连接气管和接头32与六氟化硫电气设备相连通，显示基座34通过底盘14与密封气室相连通，所述波纹管16内充有补偿气体。

在气路上，所述密封气室通过连接气管31和接头32与电气设备相连通，显示巴登管10通过显示基座34和底盘14与密封气室连通，所述波纹管内充有补偿气体。

本实施例与实施例一的主要区别在于，本实施例的高精度气体密度继电器还包括感温包30，所述补偿气体通过第二连接气管40与感温包30相连接。本实施例中的显示温度补偿元件36为补偿巴登管36，该显示补偿巴登管36的补偿气体通过毛细管与信号机构的波纹管16内充有的补偿气体相连通，该所述补偿气体通过连接气管40与感温包30相连接。这样可以实现高精度的感温包式密度继电器，实现密度监测的最优化，适合于密度继电器安装位置与电气设备本体间温差大的电气设备使用，可以最大限度提高产品适应能力。

在另外一个实施例中，也可以显示巴登管10通过显示基座34和底盘14与密封气室连通，密封气室内充有补偿气体，而波纹管16通过连接气管31和接头32与电气设备相连通。

所述微动开关25的位置设置在波纹管16的外侧，即微动开关25设置在密度继电器的底部，使密度继电器的厚度变薄。微动开关25可以是针状按钮型、一般摆干型、R型摆干型、滚珠摆干型。

该密度继电器的技术方案可以多达4种以上的排列组合，例如波纹管内充有补偿气体，其底盘在左侧或右侧；或者气室内充有补偿气体，其底盘在左侧或右侧。显示部分的测量原理可以是：绝对压力或相对压力。

该密度继电器的技术方案中还可以不采用弹簧，而全部用波纹管来检测和控制气体密度。

进一步地，本发明提供的高精度气体密度继电器还可以包括进气口，进气口设置在底盘14上，接头32通过连接气管31与进气口相连通或直接与进气口相连通，底盘固定在表壳22上，密封气室内充有补偿气体。显示基座34固定在底板37上，该显示基座34与接头32相连通。

温度补偿元件36为充有补偿气体的补偿巴登管36，该补偿巴登管36的补偿气体通过毛细管与密封气室内充有的补偿气体相连通。或者两者独立相互不连通。补偿巴登管35的补偿气体通过毛细管与密封气室内充有的补偿气体以及感温包相连通。

另外，在其他的实施例中，显示基座34和底板37的位置还可以对调，即显示基座34固定在底板37上，底盘14固定在表壳22上。密封气室内充有补偿气体，或者波纹管内充有补偿气体，实现温度补偿功能。

底盘14或显示基座34或壳体15或调试连接口上还可以设有充气管，通过充气管向高精度气体密度继电器中充入相应的补偿气体。

这样的创新设计，可以方便进行的个性化生产，方便组合生产。可以方便实现显示温度补偿元件为充有补偿气体的显示补偿巴登管，该显示补偿巴登管的补偿气体通过毛细管与信号机构的波纹管内充有的补偿气体相连通，结合感温包，该补偿气体通过连接气管与感温包相连接。这样的创新，可以实现高精度、高精度的感温包式密度继电器，实现密度监测的最优化，适合于密度继电器安装位置与电气设备本体间温差大的电气设备使用，可以最大限度提高产品适应能力，非常容易推广应用。同时由于所述微动开关可以设于所述密封腔体内，而密封腔体内有六氟化硫气体，因六氟化硫气体具有很强的绝缘和灭弧能力，所以本发明技术密度继电器的电气接点具有非常好的电气性能，使用可靠，接点接触可靠，寿命长，这也是本发明的很大创新点和特点。本发明的高精度气体密度继电器，经过这样的创新结构设计，可以方便进行的个性化生产，方便组合生产。

本发明的高精度气体密度继电器，经过这样的创新结构设计，可以方便进行的个性化生产，方便组合生产。比如：1)可以方便地实施显示温度补偿元件为充有补偿气体的显示补偿巴登管，该显示补偿巴登管的补偿气体通过毛细管与信号机构的波纹管内充有的补偿气体相连通，该补偿气体通过连接气管与感温包相连接。这样的创新，可以实现高精度、高精度的感温包式密度继电器，实现密度监测的最优化，适合于密度继电器安装位置与电气设备本体间温差大的电气设备使用，可以最大限度提高产品适应能力。2)可以方便地实施显示温度补偿元件为充有补偿气体的显示补偿巴登管，而信号机构的波纹管内充有的补偿气体，可以方便实现显示部分有显示补偿，信号机构有信号补偿。这样的创新，可以实现高精度、高精度的气体密度继电器，实现密度监测的最优化，可以最大限度提高产品适应能力。3)可以方便地实施显示温度补偿元件为双金属片构成的补偿元件，而信号机构的波纹管内充有的补偿气体，可以方便实现显示部分有显示补偿，信号机构有信号补偿。这样的创新，可以实现高精度气体密度继电器，实现密度监测的最优化，可以最大限度提高产品适应能力。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种高精度气体密度继电器，其特征在于，包括：表壳，位于表壳内部、相互连通的信号机构和示值显示机构，信号机构，与所述信号机构相互连通、位于所述信号机构外部的示值显示机构；

其中，所述信号机构包括由底盘、壳体和底板围成的密封气室，位于所述密封气室内部的波纹管组件和报警组件，所述密封气室与所述波纹管组件内的气压压差控制所述报警组件的接通或断开；

所述示值显示机构包括：显示端座，一端与所述显示端座连接的显示巴登管和温度补偿元件，显示巴登管另一端连接在显示基座上，显示基座安装在所述底盘上、由示值显示机构的显示巴登管和温度补偿元件驱动的机芯和位于机芯上的指针，以及刻度盘；

所述显示巴登管与所述密封气室连通，所述温度补偿元件与所述波纹管组件连通，所述温度补偿元件为充有补偿气体的显示补偿巴登管，该显示补偿巴登管的补偿气体通过毛细管与信号机构的波纹管内充有的补偿气体相连通；所述密封气室与电气设备连通，所述波纹管组件内部充有补偿气体；或者所述波纹管组件与电气设备连通，所述密封气室内部充有补偿气体，所述显示巴登管与所述波纹管组件连通；

所述高精度气体密度继电器还包括感温包，所述补偿气体通过连接气管与感温包相连接。

2.根据权利要求1所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述温度补偿元件为补偿巴登管或补偿波纹管，与所述显示端座连接，并与所述波纹管组件连通或不连通；

或所述温度补偿元件为双金属片，与所述显示端座连接，不与所述波纹管组件连通。

3.根据权利要求1所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述报警组件包括与所述底盘相对固定的多个微动开关静触点，与所述波纹管组件的自由端固定连接的顶杆，以及位于所述顶杆自由端处的调节件，调节件能够触发与所述微动开关静触点对应的微动开关动触点。

4.根据权利要求3所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述报警组件还包括固定架，所述固定架固定在所述底盘上，微动开关静触点位于所述固定架上。

5.根据权利要求4所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述波纹管组件包括波纹管和位于所述波纹管自由端、与所述波纹管密封连接的支架。

6.根据权利要求5所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述报警组件还包括顶杆，所述顶杆位于所述波纹管组件的外部，沿所述波纹管组件伸缩方向延伸，所述顶杆的第一端固定在所述支架上，第二端设有与所述微动开关静触点配合的微动开关动触点触发用的调节件。

7.根据权利要求5所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述信号机构还包括防振机构，所述防振机构位于所述波纹管组件的外部，所述防振机构的一端与顶杆的第二端固定连接，另一端固定在所述固定架上或壳体内。

8.根据权利要求1所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述信号机构还包括弹簧，所述弹簧的一端固定在支架设有顶杆的侧面上，另一端可调节安装在所述顶杆的外侧上。

9.根据权利要求1所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述显示基座固定在底盘上，与所述显示巴登管的另一端密封连接。

10.根据权利要求1所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述高精度气体密度继电器还包括表壳，所述信号机构、示值显示机构位于所述表壳内部，所述底板固定安装在所述表壳的内侧面上。

11.根据权利要求1所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述高精度气体密度继电器还设有感温包，所述感温包检测补偿气体的温度，并将压力和温度数据处理成密度数据在显示设备上显示或信号控制。

12.根据权利要求3所述的高精度气体密度继电器，其特征在于，所述调节件上方还设有保护件。

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