CN110721877B - 一种热涂覆装置及热涂覆工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热涂覆技术领域，具体是一种热涂覆装置及热涂覆工艺方法，热涂覆装置包括工件抓取机构、旋转机构和流化床，流化床包括集尘罩、设于集尘罩内的流化仓、设于流化仓内的第一流化板，第一流化板将流化仓上下分为流化池和第一充气腔，第一充气腔和流化池通过第一流化板上的微孔相连通，流化池上方设有进料口，第一充气腔设有第一进气口，工件抓取机构能够抓取待涂覆的已加热工件并将工件待涂覆部位伸入或者移出流化池，旋转机构能够使工件和流化池进行相对旋转。本发明的优点是，热涂敷粉末的流化效果好，且热涂敷过程中工件的浸入工序较为合理，能够使工件与流化状态的热涂敷粉末充分接触，提高热涂敷质量的稳定性。

Description

一种热涂覆装置及热涂覆工艺方法

技术领域

本发明涉及热涂覆技术领域，具体是一种热涂覆装置及热涂覆工艺方法。

背景技术

对工件(比如定子或转子的线圈)进行环氧树脂粉末热涂敷是一种常见的绝缘处理工艺，这种工艺有以下几点要求：(1)进行涂敷前的工件需要先加热到特定温度，且工件温度对涂敷效果有影响；(2)热涂覆粉末(环氧树脂粉末)需要先进行流化(即通过气流把热涂覆粉末从堆叠状态吹至扬起翻滚状态，类似于沸腾的液体，因此称为流化)；(3)工件进行热涂敷时需要浸入流化状态的热涂覆粉末中并与粉末充分接触，让粉末吸附至工件外表并固化。可见，热涂覆粉末的流化状态以及热涂敷过程中工件的浸入工序对涂敷质量起着重要影响。而现有技术的热涂敷装置，其热涂敷粉末的流化效果难以保证，而且热涂敷过程中工件的浸入工序通过人为操作，随意性大，且浸入工序较为简单，难以使工件外表与流化状态的粉末充分接触，从而难以确保热涂敷质量的稳定性，且缺乏对热涂覆工件温度的有效监控，容易出现工件温度异常而影响涂覆质量的问题，而且热涂覆施工区域粉尘较多，工作环境较为恶劣。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的任务是提供一种热涂覆装置及采用该热涂覆装置进行热涂敷的工艺，热涂敷粉末的流化效果好，且热涂敷过程中工件的浸入工序较为合理，能够使工件与流化状态的热涂敷粉末充分接触，提高热涂敷质量的稳定性。

本发明任务通过下列技术方案来实现：

一种热涂覆装置，包括工件抓取机构、旋转机构和流化床，流化床包括集尘罩、设于集尘罩内且开口朝上的流化仓、平设于流化仓内的第一流化板，第一流化板为分布有若干微孔的平板结构，第一流化板将流化仓分隔成上部的流化池和下部的第一充气腔，第一充气腔和流化池通过第一流化板上的微孔相连通，流化池上端口上方设有用于向流化池内添加热涂覆粉末的进料口，第一充气腔设有连通压缩空气源的第一进气口，第一充气腔内的气流能够通过第一流化板的微孔朝上吹向流化池，从而使流化池内的热涂覆粉末呈翻滚扬起状态并充满流化池，所述工件抓取机构能够抓取待涂覆的已加热工件并将工件待涂覆部位伸入或者移出流化池，所述旋转机构能够使工件和流化池进行相对旋转，从而使流化池内的热涂覆粉末对工件表面进行热涂覆。

优选，所述流化床还包括用于将热涂覆粉末输送至所述流化池的粉泵，所述粉泵包括泵体、吸粉管、吹粉管、储粉仓以及平设于储粉仓内的第二流化板，第二流化板亦为分布有若干微孔的平板结构，第二流化板将储粉仓分隔成上部的储粉区和下部的第二充气腔，第二充气腔和储粉区通过第二流化板上的微孔相连通，第二充气腔设有连通压缩空气源的第二进气口，第二充气腔内的空气能够通过第二流化板上的微孔朝上吹向储粉区，从而使储粉区内的热涂覆粉末呈持续翻滚状态，所述吸粉管和吹粉管的一端分别连接泵体的进口和出口，吸粉管的另一端伸入储粉区，吹粉管的另一端连通所述进料口，通过泵体能够将储粉区内混合空气的热涂覆粉末输送至流化池内。

优选，所述集尘罩的底部为朝向所述储粉区上部开口处斜向下倾斜的斜板结构，从而使散落在所述集尘罩底部的热涂覆粉末能够沿斜面流入所述储粉区内。

优选，所述流化床还包括振动器，振动器固定连接流化仓的底部。

优选，所述流化仓外围还设有一围板，围板和流化仓侧壁围合形成一用于收集从所述流化池上端口溢流出的热涂覆粉末的环槽。

优选，所述热涂覆装置还包括粉末回收机构，所述粉末回收机构包括吸尘器、设置在所述集尘罩侧壁上的至少一个吸粉口、以及连接吸粉口和吸尘器的连接管，通过粉末回收机构能够将飘散在所述集尘罩内的热涂覆粉末通过吸粉口回收至吸尘器。

优选，所述工件抓取机构包括升降机构和夹爪机构，所述旋转机构包括旋转电机和旋转座，夹爪机构通过旋转座与升降机构的升降板进行可转动连接，并能够通过旋转电机驱动夹爪机构绕其轴心进行旋转，所述夹爪机构包括相对设置的两个夹爪和用于驱动两个夹爪进行对合或分开的夹爪驱动机构，夹爪包括用于定位工件的定位爪和用于承托工件的托板，定位爪上设有V形定位槽，抓取工件时，两个夹爪在夹爪驱动机构的作用下进行对合，通过定位爪上的V形定位槽使工件相对夹爪机构的中心进行对中，同时通过托板托住工件侧壁上的凸阶，留出需要浸入所述流化池进行热涂覆的部分裸露在外。

优选，所述热涂覆装置还包括用于将工件运至或运离工作区域的工件输送机构，所述工件输送机构包括输送轨道、定位工装以及能够驱动定位工装沿输送轨道移动的输送驱动机构，定位工装包括四个呈对角布置的定位组件，定位组件包括用于支撑工件的垫块和用于进行导向的导向块，导向块叠放在对应垫块的上方，导向块的内侧设有导向斜面，四个导向块的导向斜面配合形成一个喇叭口形状从而能够对工件进行导向；所述热涂覆装置还包括冷干机，冷干机设置在所述压缩空气源的进气管路上，从而能够对进入所述流化床的压缩空气提前进行冷却干燥。

优选，所述热涂覆装置还包括控制装置，所述控制装置连接并能控制所述工件抓取机构和所述旋转机构的运行状态，所述热涂敷装置还包括用于监测工件温度的温度传感器，温度传感器能够测量工件在热涂覆前和热涂覆后的温度，并将温度信号输送至所述控制装置，控制装置能够对温度信号进行分析，并能够在温度异常时控制所述热涂覆装置进行异常处理程序(如控制警报装置发出异常警报或剔除异常工件等)。

一种采用前述热涂覆装置进行热涂覆的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过进料口向所述流化池内持续添加热涂覆粉末，并持续向所述第一充气腔内注入压缩空气，以使所述流化池内的热涂覆粉末呈持续扬起翻滚状态并充满流化池；

(2)通过工件抓取机构抓取待涂覆的已加热工件并将之伸入流化池，并使工件的待涂覆部位完全浸入流化池内呈翻滚状态的热涂覆粉末内，并通过旋转机构使工件相对流化池进行旋转，以使流化池内的热涂覆粉末与工件待涂覆部分的表面进行充分热涂覆；

(3)工件完成热涂覆后，通过工件抓取机构将热涂敷完成的工件移出所述流化池。

和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：①工作时通过向流化池内持续添加热涂敷粉末，并持续注入压缩空气，从而使得流化池内的热涂覆粉末呈持续扬起翻滚状态并充满流化池，能够有效提高热涂敷粉末的流化效果；②通过旋转机构能够驱动工件和流化池相对旋转，使得浸入流化池内的工件在旋转状态下与热涂敷粉末进行接触，使得工件表面与热涂敷粉末接触更加充分，热涂敷质量更好；③在粉泵内也设置用于对储粉仓内的粉末进行流化的装置，从而使储粉区内的粉末在流化状态下，被泵体吸入并输送至流化池，更加有利于提高流化池内粉末的流化效果；④将集尘罩的底部设置斜面，使散落在集尘罩底部的热涂覆粉末能够自动流入储粉区，便于热涂覆粉末的回收利用；⑤设置振动器，能够带动流化仓甚至集尘罩振动，便于提高流化池内的流化效果，也便于散落在集尘罩内的粉末聚拢而流入储粉区；⑥在流化仓外设置围板，使得溢出的粉末聚拢在环槽内，便于粉末的回收利用；⑦设置粉末回收机构，能够将从流化池溢流并飘散的粉末吸出并回收利用，能够有效解决热涂覆施工区域粉尘较多、工作环境恶劣的问题；⑧定位工装的四个定位组件呈对角布置，便于留出夹取空间，导向块上的导向斜面能够对工件的进出进行导向，便于工件的装卸，设置冷干机，能够冷却干燥压缩空气，提高热涂覆效果；⑨设置控制装置，通过控制装置内置程序自动控制工件抓取机构和旋转机构的运行，全自动完成工件的浸入工序，施工程序标准，确保每次热涂覆工序一致，涂覆质量稳定可靠，且内置程序可根据需要调节，从而对工件的浸入深度和浸入时间进行调节；⑩设置温度传感器，对热涂敷前后的工件温度进行监控，能够有效防止工件温度异常而影响涂覆质量。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明热涂覆装置的结构示意图；

图2是本发明热涂覆装置中流化床的结构示意图；

图3是本发明热涂覆装置中工件输送机构的结构示意图；

图4是本发明热涂覆装置中升降机构的结构示意图；

图5是本发明热涂覆装置中夹爪机构的结构示意图。

其中：流化床1，集尘罩11，流化仓12，流化池121，第一充气腔122，第一流化板13，进料口14，第一进气口15，粉泵16，泵体161，吸粉管162，储粉仓164，储粉区1641，第二充气腔1642，第二流化板165，第二进气口166，围板17，环槽171，吸尘器21，吸粉口22，振动器3，工件抓取机构4，升降机构41，升降板411，装载板412，夹爪42，定位爪421，托板422，夹爪气缸43，旋转机构5，旋转电机51，旋转座52，工件输送机构6，输送轨道61，定位工装62，垫块621，导向块622，驱动电机63，冷干机7，控制装置8，温度传感器81，工件9。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处说描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是通过居中的元件进行间接连接。

如图1-5所示，一种热涂覆装置，包括流化床1、粉末回收机构、振动器3、工件抓取机构4、旋转机构5、工件输送机构6、冷干机7和控制装置8，流化床1包括集尘罩11、设于集尘罩11内且开口朝上的流化仓12、平设于流化仓12内的第一流化板13，流化仓12通过支架悬空安装在集尘罩11内，振动器3固定连接流化仓12的底部，第一流化板13为均匀布满微孔的平板结构，第一流化板13将流化仓12分隔成上部的流化池121和下部的第一充气腔122，第一充气腔122和流化池121通过第一流化板13上的微孔相连通，流化池121上端口上方设有用于向流化池121内添加热涂覆粉末的若干个进料口14，第一充气腔122设有连通压缩空气源的第一进气口15，第一充气腔122内的气流能够通过第一流化板13的微孔朝上吹向流化池121，从而使流化池121内的热涂覆粉末呈翻滚扬起状态并充满流化池121，工件抓取机构4能够抓取待涂覆的已加热工件9并将工件9待涂覆部位伸入或者移出流化池121，旋转机构5能够使工件9和流化池121进行相对旋转，从而使流化池121内的热涂覆粉末对工件9表面进行热涂覆。

如图2所示，流化床1还包括用于将热涂覆粉末输送至流化池121的粉泵16，粉泵16包括泵体161、吸粉管162、吹粉管、储粉仓164以及平设于储粉仓164内的第二流化板165，第二流化板165亦为均匀布满微孔的平板结构，第二流化板165将储粉仓164分隔成上部的储粉区1641和下部的第二充气腔1642，第二充气腔1642和储粉区1641通过第二流化板165上的微孔相连通，第二充气腔1642设有连通压缩空气源的第二进气口166，第二充气腔1642内的空气能够通过第二流化板165上的微孔朝上吹向储粉区1641，从而使储粉区1641内的热涂覆粉末呈持续翻滚状态，吸粉管162和吹粉管的一端分别连接泵体161的进口和出口，吸粉管162的另一端伸入储粉区1641，吹粉管的另一端连通进料口14(吹粉管在附图中未示出)，通过泵体161能够将储粉区1641内混合空气的热涂覆粉末输送至流化池121内。

如图2所示，粉泵16与集尘罩11相连，集尘罩11的底部为朝向储粉区1641上部开口处斜向下倾斜的斜板结构，从而使散落在集尘罩11底部的热涂覆粉末能够沿斜面流入储粉区1641内。

如图2所示，流化仓12外围还设有一围板17，围板17和流化仓12侧壁围合形成一用于收集从流化池121上端口溢流出的热涂覆粉末的环槽171。

如图1、2所示，粉末回收机构包括吸尘器21、设置在集尘罩11侧壁上的若干个吸粉口22、以及连接吸粉口22和吸尘器21的连接管(连接管在附图中未示出)，通过粉末回收机构能够将飘散在集尘罩11内的热涂覆粉末通过吸粉口22回收至吸尘器21。

如图1、4、5所示，工件抓取机构4包括升降机构41和夹爪机构，旋转机构5包括旋转电机51和旋转座52，夹爪机构通过旋转座52与固定连接升降机构41升降板411的横向装载板412进行可转动连接，并能够通过旋转电机51驱动夹爪机构绕其轴心进行旋转，夹爪机构包括相对设置的两个夹爪42和用于驱动两个夹爪42进行对合或分开的夹爪气缸43，夹爪42包括用于定位工件9的定位爪421和用于承托工件9的托板422，定位爪421上设有V形定位槽，抓取工件9时，两个夹爪42在夹爪气缸43的作用下进行对合，通过定位爪421上的V形定位槽使工件9相对夹爪42机构的中心进行对中，同时通过托板422托住工件9侧壁上的凸阶，留出需要浸入流化池121进行热涂覆的部分裸露在外。

如图1、3所示，工件输送机构6包括输送轨道61、定位工装62以及能够驱动定位工装62沿输送轨道61移动的驱动电机63，定位工装62包括四个呈对角布置的定位组件，每个定位组件包括用于支撑工件9的垫块621和用于进行导向的导向块622，导向块622叠放在对应垫块621的上方，导向块622的内侧设有导向斜面，四个导向块622的导向斜面配合形成一个喇叭口形状从而能够对工件9进行导向。工件9通过工件输送机构6输送至工作工位，通过工件抓取机构4抓取至流化池121内进行热涂覆，热涂覆完成后再通过工件抓取机构4将工件9抓取至工件输送机构6上运离。

冷干机7设置在压缩空气源的进气管路上，从而能够对进入流化床1的压缩空气提前进行冷却干燥。

控制装置8连接并能控制工件抓取机构4、旋转机构5和工件输送机构6的运行状态，热涂敷装置还包括用于监测工件9温度的温度传感器81，温度传感器安装在定位工装62上，温度传感器81能够测量工件9在热涂覆前和热涂覆后的温度，并将温度信号输送至控制装置8，控制装置8能够对温度信号进行分析，并能够在温度异常时控制热涂覆装置进行异常处理程序(如控制警报装置发出异常警报或剔除异常工件等)。

一种采用前述热涂覆装置进行热涂覆的工艺方法，包括以下步骤：

(1)通过进料口14向流化池121内持续添加热涂覆粉末，并持续向第一充气腔122内注入压缩空气，以使流化池121内的热涂覆粉末呈持续扬起翻滚状态并充满流化池121；

(2)通过工件抓取机构4抓取待涂覆的已加热工件9并将之伸入流化池121，并使工件9的待涂覆部位完全浸入流化池121内呈翻滚状态的热涂覆粉末内，并通过旋转机构5使工件9相对流化池121进行旋转，以使流化池121内的热涂覆粉末与工件9待涂覆部分的表面进行充分热涂覆；

(3)工件9完成热涂覆后，通过工件抓取机构4将热涂敷完成的工件9移出流化池121。

和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：①工作时通过向流化池121内持续添加热涂敷粉末，并持续注入压缩空气，从而使得流化池121内的热涂覆粉末呈持续扬起翻滚状态并充满流化池121，能够有效提高热涂敷粉末的流化效果；②通过旋转机构5能够驱动工件9和流化池121相对旋转，使得浸入流化池121内的工件9在旋转状态下与热涂敷粉末进行接触，使得工件9表面与热涂敷粉末接触更加充分，热涂敷质量更好；③在粉泵16内也设置用于对储粉仓164内的粉末进行流化的装置，从而使储粉区1641内的粉末在流化状态下，被泵体161吸入并输送至流化池121，更加有利于提高流化池121内粉末的流化效果；④将集尘罩11的底部设置斜面，使散落在集尘罩11底部的热涂覆粉末能够自动流入储粉区1641，便于热涂覆粉末的回收利用；⑤设置振动器3，能够带动流化仓12甚至集尘罩11振动，便于提高流化池121内的流化效果，也便于散落在集尘罩11内的粉末聚拢而流入储粉区1641；⑥在流化仓12外设置围板17，使得溢出的粉末聚拢在环槽内，便于粉末的回收利用；⑦设置粉末回收机构，能够将从流化池121溢流并飘散的粉末吸出并回收利用，能够有效解决热涂覆施工区域粉尘较多、工作环境恶劣的问题；⑧定位工装62的四个定位组件呈对角布置，便于留出夹取空间，导向块622上的导向斜面能够对工件9的进出进行导向，便于工件9的装卸，设置冷干机7，能够冷却干燥压缩空气，提高热涂覆效果；⑨设置控制装置8，通过控制装置8内置程序自动控制工件抓取机构4和旋转机构5的运行，全自动完成工件9的浸入工序，施工程序标准，确保每次热涂覆工序一致，涂覆质量稳定可靠，且内置程序可根据需要调节，从而对工件9的浸入深度和浸入时间进行调节；⑩设置温度传感器81，对热涂敷前后的工件9温度进行监控，能够有效防止工件9温度异常而影响涂覆质量。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (5)

1.一种热涂覆装置，其特征在于，包括工件抓取机构、旋转机构和流化床，流化床包括集尘罩、设于集尘罩内且开口朝上的流化仓、平设于流化仓内的第一流化板，第一流化板为分布有若干微孔的平板结构，第一流化板将流化仓分隔成上部的流化池和下部的第一充气腔，第一充气腔和流化池通过第一流化板上的微孔相连通，流化池上端口上方设有用于向流化池内添加热涂覆粉末的进料口，第一充气腔设有连通压缩空气源的第一进气口，第一充气腔内的气流能够通过第一流化板的微孔朝上吹向流化池，从而使流化池内的热涂覆粉末呈翻滚扬起状态并充满流化池，所述工件抓取机构能够抓取待涂覆的已加热工件并将工件待涂覆部位伸入或者移出流化池，所述旋转机构能够使工件和流化池进行相对旋转，从而使流化池内的热涂覆粉末对工件表面进行热涂覆；所述热涂覆装置还包括粉末回收机构，所述粉末回收机构包括吸尘器、设置在所述集尘罩侧壁上的至少一个吸粉口、以及连接吸粉口和吸尘器的连接管，通过粉末回收机构能够将飘散在所述集尘罩内的热涂覆粉末通过吸粉口回收至吸尘器；所述热涂覆装置还包括控制装置，所述控制装置连接并能控制所述工件抓取机构和所述旋转机构的运行状态，所述热涂覆 装置还包括用于监测工件温度的温度传感器，温度传感器能够测量工件在热涂覆前和热涂覆后的温度，并将温度信号输送至所述控制装置，控制装置能够对温度信号进行分析，并能够在温度异常时控制所述热涂覆装置进行异常处理程序；

其中所述流化床还包括用于将热涂覆粉末输送至所述流化池的粉泵，所述粉泵包括泵体、吸粉管、吹粉管、储粉仓以及平设于储粉仓内的第二流化板，第二流化板亦为分布有若干微孔的平板结构，第二流化板将储粉仓分隔成上部的储粉区和下部的第二充气腔，第二充气腔和储粉区通过第二流化板上的微孔相连通，第二充气腔设有连通压缩空气源的第二进气口，第二充气腔内的空气能够通过第二流化板上的微孔朝上吹向储粉区，从而使储粉区内的热涂覆粉末呈持续翻滚状态，所述吸粉管和吹粉管的一端分别连接泵体的进口和出口，吸粉管的另一端伸入储粉区，吹粉管的另一端连通所述进料口，通过泵体能够将储粉区内混合空气的热涂覆粉末输送至流化池内；

工件抓取机构包括升降机构和夹爪机构，所述旋转机构包括旋转电机和旋转座，夹爪机构通过旋转座与升降机构的升降板进行可转动连接，并能够通过旋转电机驱动夹爪机构绕其轴心进行旋转，所述夹爪机构包括相对设置的两个夹爪和用于驱动两个夹爪进行对合或分开的夹爪驱动机构，夹爪包括用于定位工件的定位爪和用于承托工件的托板，定位爪上设有V形定位槽，抓取工件时，两个夹爪在夹爪驱动机构的作用下进行对合，通过定位爪上的V形定位槽使工件相对夹爪机构的中心进行对中，同时通过托板托住工件侧壁上的凸阶，留出需要浸入所述流化池进行热涂覆的部分裸露在外；

热涂覆装置还包括用于将工件运至或运离工作区域的工件输送机构，所述工件输送机构包括输送轨道、定位工装以及能够驱动定位工装沿输送轨道移动的输送驱动机构，定位工装包括四个呈对角布置的定位组件，定位组件包括用于支撑工件的垫块和用于进行导向的导向块，导向块叠放在对应垫块的上方，导向块的内侧设有导向斜面，四个导向块的导向斜面配合形成一个喇叭口形状从而能够对工件进行导向；所述热涂覆装置还包括冷干机，冷干机设置在所述压缩空气源的进气管路上，从而能够对进入所述流化床的压缩空气提前进行冷却干燥。

2.根据权利要求1所述的热涂覆装置，其特征在于，所述集尘罩的底部为朝向所述储粉区上部开口处斜向下倾斜的斜板结构，从而使散落在所述集尘罩底部的热涂覆粉末能够沿斜面流入所述储粉区内。

3.根据权利要求1所述的热涂覆装置，其特征在于，所述流化床还包括振动器，振动器固定连接所述流化仓的底部。

4.根据权利要求1所述的热涂覆装置，其特征在于，所述流化仓外围还设有一围板，围板和流化仓侧壁围合形成一用于收集从所述流化池上端口溢流出的热涂覆粉末的环槽。

5.一种采用权利要求1-4任一所述热涂覆装置进行热涂覆的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过进料口向所述流化池内持续添加热涂覆粉末，并持续向所述第一充气腔内注入压缩空气，以使所述流化池内的热涂覆粉末呈持续扬起翻滚状态并充满流化池；

(2)通过工件抓取机构抓取待涂覆的已加热工件并将之伸入流化池，并使工件的待涂覆部位完全浸入流化池内呈翻滚状态的热涂覆粉末内，并通过旋转机构使工件相对流化池进行旋转，以使流化池内的热涂覆粉末与工件待涂覆部分的表面进行充分热涂覆；

(3)工件完成热涂覆后，通过工件抓取机构将热涂敷完成的工件移出所述流化池。

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