CN109994367B - 一种灯丝的制备方法及灯具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种灯丝的制备方法及灯具，包括以下步骤：以钼丝为芯线，钨丝缠绕钼丝，得到第一次缠绕体，用所述第一次缠绕体再次缠绕钼丝，得到二次缠绕体；清洗所述二次缠绕体后烘干，然后依次进行湿氢烧氢、切丝和干氢烧氢处理，得到灯丝粗品，将所述灯丝粗品绕支架得到支架丝，所述支架丝经过化丝后得到灯丝。本发明所提供的灯丝的制备方法和制灯前的处理方法，在制灯前，添加了绕支架丝和化丝的步骤，并且根据芯线系数，改良了湿氢烧氢和干氢烧氢的温度、走丝速度和烧炉时间，能显著改善和杜绝现有灯丝所出现的各种质量问题，具有工艺简单、产品成品率高等优点，产品成品率达到了98％‑99.7％。

Description

一种灯丝的制备方法及灯具

技术领域

本发明涉及照明设备制备技术领域，具体而言，涉及一种灯丝的制备方法及灯具。

背景技术

灯丝，灯泡或电子管内耐高温的金属丝，多为细钨丝，也有用铱或者它们的合金，通电时能直接发光、发热，或者放射电子、紫外线、形成高能电场或产生高能射线等激发荧光物质、稀有气体或形成等离子体等，产生各种颜色可见光。最早的白炽灯丝由爱迪生试验发明。通电后，将电能转换成内能再转换成光能的纯电阻用电器，主要是转换成光能。

现有国内灯丝的生产，虽然流程简化了，但是制备成灯泡后，成品率较低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种灯丝的制备方法，以解决现有灯丝制备灯泡成品率低的问题，所述的种灯丝的制备方法，在制灯前，添加了绕支架丝和化丝的步骤，将灯丝绕支架得到支架丝，支架丝经过化丝后，再制备灯泡，能显著改善和杜绝现有灯丝所出现的各种质量问题，具有工艺简单、产品成品率高等优点，产品成品率达到了98％-99.7％。

本发明的第二目的在于提供一种灯具，所述灯的灯丝由所述灯丝的制备方法制备得到。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种灯丝的制备方法，包括以下步骤：

以钼丝为芯线，钨丝缠绕钼丝，得到第一次缠绕体，用所述第一次缠绕体再次缠绕钼丝，得到二次缠绕体；清洗所述二次缠绕体后烘干，然后依次进行湿氢烧氢、切丝和干氢烧氢处理，得到灯丝粗品，将所述灯丝粗品绕支架得到支架丝，所述支架丝经过化丝后得到灯丝。

优选的，所述二次缠绕体的芯线系数为1.154～2.211。

优选的，所述湿氢烧氢的温度与所述芯线系数成正比，所述干氢烧氢的温度与所述芯线系数成正比。

优选的，所述钨丝的钾含量在78×10^-6％～90×10^-6％。

优选的，所述清洗所述二次缠绕体的步骤，具体包括：将所述二次缠绕体经过超声清洗后，在碱水中煮；更优选的，所述清洗的时间至少2小时。

优选的，所述湿氢烧氢的温度为1240-1340℃，更优选的，所述湿氢烧氢的过程中，走丝的速度为0.5～1米/分钟。

优选的，所述干氢烧氢的温度为1520-1620℃，更优选的，所述干氢烧氢的时间为20-30分钟。

优选的，所述化丝的步骤，具体包括：

将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过酸处理和碱处理，清洗、干燥，完成化丝操作。

优选的，所述酸为硝酸和硫酸；更优选的，所述硝酸、所述硫酸和水的比例是5:3:2；更优选的，所述酸处理包括：将所述支架丝在所述酸中浸泡20-40分钟。

优选的，所述碱为氢氧化钠；更优选的，所述碱处理在沸腾条件下，加热30-40分钟。

包括所述灯丝的方法制备得到的灯丝的灯具。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明所提供的灯丝的制备方法，在制灯前，添加了绕支架丝和化丝的步骤，能显著改善和杜绝现有灯丝所出现的各种质量问题，具有工艺简单、产品成品率高等优点，产品成品率达到了98％-99.7％。

(2)本发明所提供的灯丝的制备方法，在灯丝烧氢之前，清洁钨丝，防止杂质在钨丝表面会发生碳化，影响后期电阻值等。

(3)本发明所提供的灯丝的制备方法，改善了湿氢烧氢的温度和走丝速度，速度和温度之间的设定是根据灯丝的芯线系数(芯线和钨丝之间的比率)进行判定，改善了产品灯丝的品质。

(4)本发明所提供的灯丝的制备方法，改善了干氢烧氢的温度和时间，温度的设定是根据灯丝的芯线系数(芯线和钨丝之间的比率)进行判定，改善了产品灯丝的品质。

(5)本发明所提供的灯丝的制备方法，设定了化丝的步骤，化丝的过程中借助超声波清洗设备的辅助，使钼丝从灯丝中充分排除，清洗干净，改善灯丝品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的灯丝的制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列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，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

本发明所提供的一种灯丝的制备方法，包括以下步骤：

以钼丝为芯线，钨丝缠绕钼丝，得到第一次缠绕体，用所述第一次缠绕体再次缠绕钼丝，得到二次缠绕体；清洗所述二次缠绕体后烘干，然后依次进行湿氢烧氢、切丝和干氢烧氢处理，得到灯丝粗品，将所述灯丝粗品绕支架得到支架丝，所述支架丝经过化丝后得到灯丝。在制灯前，添加了绕支架丝和化丝的步骤，能显著改善和杜绝现有灯丝所出现的各种质量问题，具有工艺简单、产品成品率高等优点，产品成品率达到了98％-99.7％。

支架丝也是一种钨丝，是由钨丝绕成一个圈的状态，固定住灯丝，让灯丝在灯管管壁内保持一个一定的位置，主要作用是保证灯丝的稳定结构，不会受到震荡等运输情况下对钨丝的伤害，其次是保证钨丝在点灯情况下接触到灯管的管壁。化丝的作用是将灯丝的两道钼芯线化掉，或者抽出。

在本发明一些优选的实施例中，所述二次缠绕体的芯线系数为1.154～2.211。

芯线系数是芯线和钨丝之间的比率，芯线系数直接影响了湿氢烧氢和干氢烧氢的温度。

在本发明一些优选的实施例中，所述湿氢烧氢的温度与所述芯线系数成正比，所述干氢烧氢的温度与所述芯线系数成正比。芯线系数越大，温度越高，走丝越慢。反之则温度较低，走丝较快。

在本发明一些优选的实施例中，制作灯丝的材料需要选用钾含量在78×10-6％～90×10-6％之间，其原理为钾泡在钨棒中的密度越大，钾泡的存在阻碍了钨晶粒沿垂直钨丝轴的方向即径向的长大，而促使其晶粒沿轴向的长大，形成互相铰链的非等轴状结构从而提高了钨丝的抗下垂性能和再结晶温度，提高了钨丝的抗高温蠕变性能。

在本发明一些优选的实施例中，所述清洗所述二次缠绕体的步骤，具体包括：将所述二次缠绕体经过超声清洗后，在碱水中煮；进一步地，所述清洗的时间至少2小时。

为避免钨丝在烧氢炉中和铁以及石墨等杂质反应，钨丝本身清洁度要求很高。高温下，不清洁的钨丝的杂质，尤其是以石墨乳中的石墨为主，会发生反应，钨丝表面会发生碳化，影响后期电阻值等。

在本发明一些优选的实施例中，所述湿氢烧氢的温度为1240-1340℃，进一步地，所述湿氢烧氢的过程中，走丝的速度为0.5～1米/分钟。

湿氢的作用有两点：一是为了灯丝在炉体内通过高温定型，消除钨丝应力，使二道螺旋体牢牢捆绑在二道芯线上，为后期烧干氢做准备；二是炉体内环境下，水分能对有一个清洗的作用，在高温下，杂质等会随着高温下的水汽一起蒸发出炉体内。

温度以及速度的控制，都必须结合灯丝本身芯线系数进行调节；湿氢温度高了，直接导致的结果就是钨丝会脆，这点从灯丝做好后的手感上就能感觉出来；在做成灯管后，后期表现主要体现为灯丝脱节，以及灯丝断裂。湿氢温度低了，钨丝应力不能消除，在剪完丝烧干氢之前，灯丝就会有5％-15％的不良品。湿氢温度设定好之后，温差只能浮动±10℃。

湿氢过后，就可以对灯丝进行切断操作，经过高温后，钨丝会牢牢捆绑在钼丝上，切断的过程中就不会出现弹簧效应。

在本发明一些优选的实施例中，所述干氢烧氢的温度为1520-1620℃，进一步地，所述干氢烧氢的时间为20-30分钟。

所谓干氢就是炉体内充入氢气之后，在高温下，炉体内不存在任何水蒸气的成分，干氢的作用是为了让钨丝彻底的和氢气发生还原反应，提高钨丝的纯净度。而干氢的温度要高于湿氢，在此温度下，炉体内的水蒸气就会和钨丝发生反应，影响钨丝的纯度。如若影响，后期表现为钨丝会变得非常的脆，柔韧性很差，生产过程中，灯丝就会很容易脆断。

在本发明一些优选的实施例中，灯丝绕好支架后，就需要进行化丝操作，化丝的作用是将灯丝的两道钼芯线化掉，或者抽出。

所述化丝的步骤，具体包括：

将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过酸处理和碱处理，清洗、干燥，完成化丝操作；进一步地，所述酸处理包括：将所述支架丝在所述酸中浸泡20-40分钟。

在制灯之前需要进行绕支架丝和化丝主要有以下两个原因：

第一：灯丝必须是在绕好了支架之后才能进行化丝操作，如果化好了丝之后，再绕支架，绕支架人工成本过高，绕支架对化好的灯丝损耗很大。

第二，化丝操作对灯丝成品率有很重要的影响，化丝操作是有着复杂的操作步骤，其主要目的是排除任何在灯丝表面细小的，包括很多细小的眼睛看不见的杂质，任何杂质附着在灯丝表面都会导致在点灯时，引起局部电流过大，然后烧断灯丝的现象。

化丝步骤需要用到酸、碱，以及大量的水，其过程需要用到加热，以及超声波清洗设备的辅助，每次化丝过程，不论数量多少都必须要有3-4小时的处理过程。目的是为了使钼丝从灯丝中充分排除，清洗干净，提高灯丝的品质。

在本发明一些优选的实施例中，所述酸为硝酸和硫酸；进一步地，所述硝酸、所述硫酸和水的比例是5:3:2；进一步地，所述酸处理包括：将所述支架丝在所述酸中浸泡20-40分钟。

在本发明一些优选的实施例中，所述碱为氢氧化钠；进一步地，所述碱处理在沸腾条件下，加热30-40分钟。

本发明所提供的含有所述方法制备得到的灯丝的灯具。

实施例1

本实施例所提供的灯丝的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)准备好检验之后的钼丝与钨丝，钨丝的钾含量在78×10^-6％～90×10^-6％之间，将钼丝作为芯线，将钨丝通过抛绕的方式缠绕到钼丝上，形成灯丝一次缠绕体；

(2)检验一次缠绕体合格后，将钼丝作为芯线，将灯丝一次缠绕体通过绕丝机绕制成螺旋状灯丝二次缠绕体，煮碱、清洗灯丝，直至灯丝表面没有石墨等其他杂质附着；

(3)该灯丝的芯线系数为1.145～1.41，检验二次缠绕体合格后，对二次缠绕体进行烧氢定型处理，二次缠绕体依次通过湿氢烧氢炉以及干氢烧氢炉，湿氢烧氢的温度为1240℃，湿氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，烧炉过程中的走丝速度为1m/min，干氢烧氢的温度为1520℃，干氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，干氢烧氢20分钟；

(4)将绕制后的二次缠绕体进行切丝操作；

(5)在制灯前，对切丝后的二次缠绕体进行绕支架得到支架丝；

(6)化丝：将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过硝酸、硫酸和水的比例是5:3:2的酸溶液处理20分钟，然后用氢氧化钠溶液沸煮30分钟，清洗后将钨丝放入150℃的烘箱进行烘干操作，烘干时间为30分钟，完成化丝操作，并进行制灯。

实施例2

本实施例所提供的灯丝的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)准备好检验之后的钼丝与钨丝，钨丝的钾含量在78×10^-6％～90×10^-6％之间，将钼丝作为芯线，将钨丝通过抛绕的方式缠绕到钼丝上，形成灯丝一次缠绕体；

(2)检验一次缠绕体合格后，将钼丝作为芯线，将灯丝一次缠绕体通过绕丝机绕制成螺旋状灯丝二次缠绕体，煮碱、清洗灯丝，直至灯丝表面没有石墨等其他杂质附着；

(3)该灯丝的芯线系数为1.38～1.69，检验二次缠绕体合格后，对二次缠绕体进行烧氢定型处理，二次缠绕体依次通过湿氢烧氢炉以及干氢烧氢炉，湿氢烧氢的温度为1260℃，湿氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，烧炉过程中的走丝速度为0.9m/min，干氢烧氢的温度为1540℃，干氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，干氢烧氢24分钟；

(4)将绕制后的二次缠绕体进行切丝操作；

(5)在制灯前，对切丝后的二次缠绕体进行绕支架得到支架丝；

(6)化丝：将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过硝酸、硫酸和水的比例是5:3:2的酸溶液处理30分钟，然后用氢氧化钠溶液沸煮40分钟，清洗后将钨丝放入200℃的烘箱进行烘干操作，烘干时间为30分钟，完成化丝操作，并进行制灯。

实施例3

本实施例所提供的灯丝的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)准备好检验之后的钼丝与钨丝，钨丝的钾含量在78/10^-6％～90/10^-6％之间，将钼丝作为芯线，将钨丝通过抛绕的方式缠绕到钼丝上，形成灯丝一次缠绕体；

(2)检验一次缠绕体合格后，将钼丝作为芯线，将灯丝一次缠绕体通过绕丝机绕制成螺旋状灯丝二次缠绕体，煮碱、清洗灯丝，直至灯丝表面没有石墨等其他杂质附着；

(3)该灯丝的芯线系数为1.67～2.08，检验二次缠绕体合格后，对二次缠绕体进行烧氢定型处理，二次缠绕体依次通过湿氢烧氢炉以及干氢烧氢炉，湿氢烧氢的温度为1280℃，湿氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，烧炉过程中的走丝速度为0.8m/min，干氢烧氢的温度为1560℃，干氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，干氢烧氢24分钟；

(4)将绕制后的二次缠绕体进行切丝操作；

(5)在制灯前，对切丝后的二次缠绕体进行绕支架得到支架丝；

(6)化丝：将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过硝酸、硫酸和水的比例是5:3:2的酸溶液处理40分钟，然后用氢氧化钠溶液沸煮35分钟，清洗后将钨丝放入180℃的烘箱进行烘干操作，烘干时间为40分钟，完成化丝操作，并进行制灯。

实施例4

本实施例所提供的灯丝的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)准备好检验之后的钼丝与钨丝，钨丝的钾含量在78/10^-6％～90/10^-6％之间，将钼丝作为芯线，将钨丝通过抛绕的方式缠绕到钼丝上，形成灯丝一次缠绕体；

(2)检验一次缠绕体合格后，将钼丝作为芯线，将灯丝一次缠绕体通过绕丝机绕制成螺旋状灯丝二次缠绕体，煮碱、清洗灯丝，直至灯丝表面没有石墨等其他杂质附着；

(3)该灯丝的芯线系数为1.93～2.15，检验二次缠绕体合格后，对二次缠绕体进行烧氢定型处理，二次缠绕体依次通过湿氢烧氢炉以及干氢烧氢炉，湿氢烧氢的温度为1300℃，湿氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，烧炉过程中的走丝速度为0.6m/min，干氢烧氢的温度为1600℃，干氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，干氢烧氢28分钟；

(4)将绕制后的二次缠绕体进行切丝操作；

(5)在制灯前，对切丝后的二次缠绕体进行绕支架得到支架丝；

(6)化丝：将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过硝酸、硫酸和水的比例是5:3:2的酸溶液处理30分钟，然后用氢氧化钠溶液沸煮38分钟，清洗后将钨丝放入190℃的烘箱进行烘干操作，烘干时间为40分钟，完成化丝操作，并进行制灯。

实施例5

本实施例所提供的灯丝的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)准备好检验之后的钼丝与钨丝，钨丝的钾含量在78/10^-6％～90/10^-6％之间，将钼丝作为芯线，将钨丝通过抛绕的方式缠绕到钼丝上，形成灯丝一次缠绕体；

(2)检验一次缠绕体合格后，将钼丝作为芯线，将灯丝一次缠绕体通过绕丝机绕制成螺旋状灯丝二次缠绕体，煮碱、清洗灯丝，直至灯丝表面没有石墨等其他杂质附着；

(3)该灯丝的芯线系数为2.15～2.211，检验二次缠绕体合格后，对二次缠绕体进行烧氢定型处理，二次缠绕体依次通过湿氢烧氢炉以及干氢烧氢炉，湿氢烧氢的温度为1340℃，湿氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，烧炉过程中的走丝速度为0.5m/min，干氢烧氢的温度为1620℃，干氢温度设定好之后，温差只能上下浮动10℃，干氢烧氢30分钟；

(4)将绕制后的二次缠绕体进行切丝操作；

(5)在制灯前，对切丝后的二次缠绕体进行绕支架得到支架丝；

(6)化丝：将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过硝酸、硫酸和水的比例是5:3:2的酸溶液处理25分钟，然后用氢氧化钠溶液沸煮35分钟，清洗后将钨丝放入200℃的烘箱进行烘干操作，烘干时间为30分钟，完成化丝操作，并进行制灯。

对比例1授权公开号为CN 104103493中的具体实施方式中的实施例。

实验例灯丝产品成品率

对实施例1-4以及对比例所通过的灯丝进行制灯，并统计其产品成品率。

影响产品成品率或者说是质量的表现主要有：

灯丝断丝：灯管在点灯之后12小时内，就会出现灯丝断裂现象。

灯丝脱节：灯管在点灯之后12小时内，螺旋体结构会破坏表现出一种趋于断裂且快要被拉直的状态，这时候一个轻微的震动就会断裂。

灯丝下垂：灯管在点灯之后12小时内，灯丝会受到重力影响，灯丝下垂，甚至会下垂到碰到灯泡壳体。

灯丝脆断：灯丝在生产成灯管的过程中，出现大量灯丝断裂现象。生产过程中的灯丝损耗很严重。

经过发明人近3年各产品试样数据以及成品数据来看，本发明所通过的灯丝的制备方法，产品成品率达到了98％-99.7％。而对比例虽然步骤简化了很多，但是成品率基本上只能在50-70％左右。

综上所述，本发明所提供的灯丝的制备方法和制灯前的处理方法，在制灯前，添加了绕支架丝和化丝的步骤，并且根据芯线系数，改良了湿氢烧氢和干氢烧氢的温度、走丝速度和烧炉时间，能显著改善和杜绝现有灯丝所出现的各种质量问题，具有工艺简单、产品成品率高等优点，产品成品率达到了98％-99.7％。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，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；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，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；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (15)

1.一种灯丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

以钼丝为芯线，钨丝缠绕钼丝，得到第一次缠绕体，用所述第一次缠绕体再次缠绕钼丝，得到二次缠绕体；清洗所述二次缠绕体后烘干，然后依次进行湿氢烧氢、切丝和干氢烧氢处理，得到灯丝粗品，将所述灯丝粗品绕支架得到支架丝，所述支架丝经过化丝后得到灯丝；

所述湿氢烧氢的温度为1240-1340℃，所述湿氢烧氢的过程中，走丝的速度为0.5~1米/分钟。

2.根据权利要求1所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述二次缠绕体的芯线系数为1.154~2.211。

3.根据权利要求2所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述湿氢烧氢的温度与所述芯线系数成正比，所述干氢烧氢的温度与所述芯线系数成正比。

4.根据权利要求1所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述钨丝的钾含量在78×10^-6%~90×10^-6%。

5.根据权利要求1所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述清洗所述二次缠绕体的步骤，具体包括：将所述二次缠绕体经过超声清洗后，在碱水中煮。

6.根据权利要求5所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述清洗的时间至少2小时。

7.根据权利要求1所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述干氢烧氢的温度为1520-1620℃。

8.根据权利要求7所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述干氢烧氢的时间为20-30分钟。

9.根据权利要求1所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述化丝的步骤，具体包括：

将灯丝的芯线全部化好取出，并且冲洗干净，所述支架丝经过酸处理和碱处理，清洗、干燥，完成化丝操作。

10.根据权利要求9所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述酸为硝酸和硫酸。

11.根据权利要求10所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述硝酸、所述硫酸和水的比例是5:3:2。

12.根据权利要求9所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述酸处理包括：将所述支架丝在所述酸中浸泡20-40分钟。

13.根据权利要求9所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠。

14.根据权利要求9所述的灯丝的制备方法，其特征在于，所述碱处理在沸腾条件下，加热30-40分钟。

15.包括权利要求1~14任一项所述灯丝的方法制备得到的灯丝的灯具。

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