CN110952939B - 一种可实现高效加接钻杆的设备及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可实现高效加接钻杆的设备及其使用方法，属于桩基施工技术领域，包括液压千斤顶、短钻杆、吊耳、钻杆、钻杆扩大头、提引器、压力轴承；所述提引器包括上夹环、下夹环和挂钩，所述短钻杆与提升钻杆的动力装置通过法兰连接，短钻杆从液压千斤顶的中间穿过，两者通过轴承连接，所述压力轴承与短钻杆搭接，与液压千斤顶焊接，所述吊耳与液压千斤顶的上部驱动油缸连接，吊耳的下端连接有提引器，所述钻杆的顶端设置有钻杆扩大头，所述钻杆通过提引器提升至液压千斤顶下部，通过千斤顶的提升力使公母头对接紧密。本发明通过采用液压千斤顶将施工设备机械化；通过吊耳将钻杆进行自动连接，避免了人工对接不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及桩基施工技术领域，特别涉及到一种可实现高效加接钻杆的设备及使用方法。
背景技术
随着城市化建设进程的加快，基础工程将面临更大的挑战，而桩基的施工对整个工程起到至关重要的作用。在桩基施工的过程中必然会遇到钻杆需要加接的情况，对于这种问题，传统的解决方案是：首先在设计桩位旁边预先挖一个桩孔，桩孔的深度足以放进一根钻杆，而后将钻杆放置到预挖孔，之后进行钻杆之间的连接，最后从预挖孔内提出，移动到原来桩位上进行施工。
对于传统的施工方法，存在较多的安全隐患及其他问题。（1）传统的加接杆靠人力完成，在运送和搬运钻杆时，工人的劳动强度大、安全性较差，并且生产效率较低，动作准确度较差；（2）传统方法加接钻杆时间较长，机械使用率较低，耽误工期。因此，为了解决传统施工方法的不足，本发明提出了一种可实现高效加接钻杆的设备及使用方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种可实现高效加接钻杆的设备及使用方法，克服了现有技术的不足。通过采用液压千斤顶将施工设备机械化，解放了人力，提高了施工效率；通过吊耳将钻杆进行自动连接，避免了人工对接不准确的问题；整体设备降低了施工的安全风险，提高了施工效率。
一种可实现高效加接钻杆的设备，其特征在于：包括液压千斤顶、短钻杆、吊耳、钻杆、钻杆扩大头、提引器、压力轴承；所述提引器包括上夹环、下夹环和挂钩，所述液压千斤顶包括上部驱动油缸、下部驱动油缸，所述短钻杆与提升钻杆的动力装置通过法兰连接，短钻杆从液压千斤顶的中间穿过，且液压千斤顶固定在短钻杆的中间位置，液压千斤顶的行走部位与短钻杆之间采用轴承连接，所述压力轴承与短钻杆搭接，与液压千斤顶焊接，压力轴承为液压千斤顶驱动提供反力支撑，所述吊耳与液压千斤顶的上部驱动油缸连接，吊耳的下端连接有提引器，所述钻杆的顶端设置有钻杆扩大头，所述钻杆通过提引器提升至液压千斤顶下部，通过千斤顶的提升力使公母头对接紧密。
优选地，所述液压千斤顶的行程为200-1600mm，液压千斤顶的顶推力为20-30t，所述上部驱动油缸和下部驱动油缸的长度相同，上部驱动油缸和下部驱动油缸均选用缸径不小于300mm的G型液压缸。
优选地，所述吊耳为两根，沿钻杆中心对称分布，吊耳的材质为高强钢条，吊耳横截面的长度范围为15-20cm，横截面的宽度范围为8-12cm，吊耳的长度为800-1500mm。
优选地，所述轴承为28260外调心推力球轴承。
优选地，所述短钻杆与钻杆的直径相同，短钻杆下端设置有母头，钻杆上端设置有公头，公头和母头均为六方结构，所述公头内设置有外接内管，母头内设置有预留内管，所述外接内管的直径与预留内管的直径相同，均为5-10cm，外接内管高出公头3-5cm，预留内管在母头以内3-5cm，两者确保公母头对接紧密。
优选地，所述提引器中上夹环与吊耳之间采用轴承连接，上夹环与下夹环之间通过销栓连接，上夹环的外表面中间位置焊接有挂钩。
一种可实现高效加接钻杆的设备使用方法，其特征在于，采用权利要求1所述的设备进行钻杆的连接与拆卸工作，钻杆连接的具体施工步骤如下：
步骤1：检查液压千斤顶的工作状态，检查各部件之间的连接是否规范、安全，调试设备至工作状态；
步骤2：利用夹持器将露出地面的钻杆夹住，加持力范围为0-50t，将提引器的上夹环和下夹环的一端拆卸开，通过外部牵引绳与挂钩连接，将提引器向上提升，使吊耳与竖直方向的夹角控制在10°-80°之间；
步骤3：将外加钻杆移动提升至提引器的上夹环和下夹环之间，将外加钻杆调整至上夹环和下夹环的指定安装位置；
步骤4：连接提引器的上夹环和下夹环，并通过提升钻杆的动力装置带动外加钻杆向上移动；
步骤5：将外加钻杆完全提升，并使外加钻杆底部高于地面长度范围为20-600cm；
步骤6：将公头与母头对正，启动液压千斤顶，液压油从下部驱动油缸进入加压，液压油自下而上推动液压模块向上移动，保持移动速度范围为5-50cm/min，使公头的外接内管与母头的预留内管对接到位，同时使公头其他部分与母头的其他部分对接到位，使得公头与母头完全对接、密封；
步骤7：将提升钻杆的动力装置缓慢下降，使外加钻杆下端与前一根钻杆滞留地面的部分对接、密封，并通过销栓将两根钻杆进行固定；
步骤8：松弛钻杆的夹持机构，完成一根钻杆的加接；
步骤9：重复步骤2到步骤8，直至桩施工完成；
钻杆拆卸的具体施工步骤如下：
（1）将两根钻杆之间的接头提升至地面以上，拆除两根钻杆之间的销栓；
（2）启动提升钻杆的动力装置，使之缓慢上升，使两根钻杆之间相互脱离，两根钻杆端部的距离范围为5-200cm；
（3）启动液压千斤顶，液压油从上部驱动油缸进入加压，液压油自上而下推动液压模块向下移动，保持移动速度范围为5-50cm/min，当钻杆与短钻杆之间相互分离超过10cm时，利用外部牵引绳拖拽钻杆下部；
（4）缓慢降低提升钻杆的动力装置，并利用外部牵引绳持续拖拽钻杆下部，使钻杆下部放入指定存放位置端部；
（5）当提升钻杆的动力装置降低至前一根钻杆滞留地面部分顶端的5-200cm时，利用外部牵引设备固定钻杆上部，同时拆卸提引器，移动外部牵引绳和外部牵引设备，使钻杆整体向指定存放位置移动；
（6）当钻杆整体放入指定存放位置时，释放外部牵引绳和外部牵引设备的连接，钻杆拆卸完毕。
优选地，所述提升钻杆的动力装置可以向上或向下移动，移动的速度范围均为1-3m/min。
优选地，所述步骤7中前一根钻杆滞留地面以上的长度范围为1-4m。
本发明所带来的有益技术效果：
（1）通过采用液压千斤顶将施工设备机械化，解放了人力，提高了施工效率；（2）通过吊耳将钻杆进行自动连接，避免了人工对接不准确的问题；整体设备降低了施工的安全风险，提高了施工效率。
附图说明
图1为本发明一种可实现高效加接钻杆的设备的结构示意图。
图2为本发明一种可实现高效加接钻杆的设备中提引器的结构示意图。
图3为本发明一种可实现高效加接钻杆的设备中对接母头结构剖面图。
图4为本发明一种可实现高效加接钻杆的设备中对接公头结构剖面图。
图5为本发明一种可实现高效加接钻杆的设备的结构剖面图。
其中，1-液压千斤顶、2-短钻杆、3-吊耳、4-钻杆、5-钻杆扩大头、6-提引器、7-上夹环、8-下夹环、9-挂钩、10-压力轴承、11-上部驱动油缸、12-下部驱动油缸、13-外接内管、14-预留内管。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1：
搅拌桩直径为800mm，深度为36m，每根钻杆4长度为10m，采用本发明所述的一种可实现高效加接钻杆4的设备进行施工，具体施工步骤如下：
如图1-5所示，一种可实现高效加接钻杆4的设备，其特征在于：包括液压千斤顶1、短钻杆2、吊耳3、钻杆4、钻杆扩大头5、提引器6、压力轴承10；所述提引器6包括上夹环7、下夹环8和挂钩9，所述液压千斤顶1包括上部驱动油缸11、上部驱动油缸12，所述短钻杆2与提升钻杆4的动力装置通过法兰连接，短钻杆2从液压千斤顶1的中间穿过，且液压千斤顶1固定在短钻杆2的中间位置，液压千斤顶1的行走部位与短钻杆2之间采用轴承连接，所述压力轴承10与短钻杆2搭接，与液压千斤顶1焊接，压力轴承10为液压千斤顶1驱动提供反力支撑，所述吊耳3与液压千斤顶1的上部驱动油缸11连接，吊耳3的下端连接有提引器6，所述钻杆4的顶端设置有钻杆扩大头5，所述钻杆4通过提引器6提升至液压千斤顶1下部，通过千斤顶的提升力使公母头对接紧密。
优选地，所述液压千斤顶1的行程为700mm，液压千斤顶1的顶推力为25t，所述上部驱动油缸11和上部驱动油缸12的长度相同，上部驱动油缸11和上部驱动油缸12均选用缸径为320mm的G型液压缸。
优选地，所述吊耳3为两根，沿钻杆4中心对称分布，吊耳3的材质为高强钢条，吊耳3横截面的长度为15cm，横截面的宽度为8cm，吊耳3的长度为1200mm。
优选地，所述轴承为28260外调心推力球轴承。
优选地，所述短钻杆2与钻杆4的直径相同，短钻杆2下端设置有母头，钻杆4上端设置有公头，公头和母头均为六方结构，所述公头内设置有外接内管，母头内设置有预留内管14，所述外接内管的直径与预留内管14的直径相同，均为7cm，外接内管高出公头4cm，预留内管14在母头以内4cm，两者确保公母头对接紧密。
优选地，所述提引器6中上夹环7与吊耳3之间采用轴承连接，上夹环7与下夹环8之间通过销栓连接，上夹环7的外表面中间位置焊接有挂钩9。
一种可实现高效加接钻杆4的设备使用方法，其特征在于，采用权利要求1所述的设备进行钻杆4的连接与拆卸工作，钻杆4连接的具体施工步骤如下：
步骤1：检查液压千斤顶1的工作状态，检查各部件之间的连接是否规范、安全，调试设备至工作状态；
步骤2：利用夹持器将露出地面的钻杆4夹住，加持力为5t，将提引器6的上夹环7和下夹环8的一端拆卸开，通过外部牵引绳与挂钩9连接，将提引器6向上提升，使吊耳3与竖直方向的夹角控制在10°-80°之间；
步骤3：将外加钻杆移动提升至提引器6的上夹环7和下夹环8之间，将外加钻杆调整至上夹环7和下夹环8的指定安装位置；
步骤4：连接提引器6的上夹环7和下夹环8，并通过提升钻杆4的动力装置带动外加钻杆向上移动；
步骤5：将外加钻杆完全提升，并使外加钻杆底部高于地面长度为30cm；
步骤6：将公头与母头对正，启动液压千斤顶1，液压油从上部驱动油缸12进入加压，液压油自下而上推动液压模块向上移动，保持移动速度为30cm/min，使公头的外接内管13与母头的预留内管14对接到位，同时使公头其他部分与母头的其他部分对接到位，使得公头与母头完全对接、密封；
步骤7：将提升钻杆4的动力装置缓慢下降，使外加钻杆下端与前一根钻杆4滞留地面的部分对接、密封，并通过销栓将两根钻杆进行固定；
步骤8：松弛钻杆4的夹持机构，完成一根钻杆4的加接；
步骤9：重复步骤2到步骤8，直至桩施工完成；
钻杆4拆卸的具体施工步骤如下：
（1）将两根钻杆之间的接头提升至地面以上，拆除两根钻杆之间的销栓；
（2）启动提升钻杆4的动力装置，使之缓慢上升，使两根钻杆之间相互脱离，两根钻杆端部的距离为20cm；
（3）启动液压千斤顶1，液压油从上部驱动油缸11进入加压，液压油自上而下推动液压模块向下移动，保持移动速度范围为30cm/min，当钻杆4与短钻杆2之间相互分离超过10cm时，利用外部牵引绳拖拽钻杆4下部；
（4）缓慢降低提升钻杆4的动力装置，并利用外部牵引绳持续拖拽钻杆4下部，使钻杆4下部放入指定存放位置端部；
（5）当提升钻杆4的动力装置降低至前一根钻杆4滞留地面部分顶端的50cm时，利用外部牵引设备固定钻杆4上部，同时拆卸提引器6，移动外部牵引绳和外部牵引设备，使钻杆4整体向指定存放位置移动；
（6）当钻杆4整体放入指定存放位置时，释放外部牵引绳和外部牵引设备的连接，钻杆4拆卸完毕。
优选地，所述提升钻杆4的动力装置可以向上或向下移动，移动的速度均为2m/min。
优选地，所述步骤7中前一根钻杆4滞留地面以上的长度为3m。
实施例2：
搅拌桩直径为900mm，深度为46m，每根钻杆4长度为12m，采用本发明所述的一种可实现高效加接钻杆4的设备进行施工，具体施工步骤如下：
如图1-5所示，一种可实现高效加接钻杆4的设备，其特征在于：包括液压千斤顶1、短钻杆2、吊耳3、钻杆4、钻杆扩大头5、提引器6、压力轴承10；所述提引器6包括上夹环7、下夹环8和挂钩9，所述液压千斤顶1包括上部驱动油缸11、上部驱动油缸12，所述短钻杆2与提升钻杆4的动力装置通过法兰连接，短钻杆2从液压千斤顶1的中间穿过，且液压千斤顶1固定在短钻杆2的中间位置，液压千斤顶1的行走部位与短钻杆2之间采用轴承连接，所述压力轴承10与短钻杆2搭接，与液压千斤顶1焊接，压力轴承10为液压千斤顶1驱动提供反力支撑，所述吊耳3与液压千斤顶1的上部驱动油缸11连接，吊耳3的下端连接有提引器6，所述钻杆4的顶端设置有钻杆扩大头5，所述钻杆4通过提引器6提升至液压千斤顶1下部，通过千斤顶的提升力使公母头对接紧密。
优选地，所述液压千斤顶1的行程为700mm，液压千斤顶1的顶推力为25t，所述上部驱动油缸11和上部驱动油缸12的长度相同，上部驱动油缸11和上部驱动油缸12均选用缸径为320mm的G型液压缸。
优选地，所述吊耳3为两根，沿钻杆4中心对称分布，吊耳3的材质为高强钢条，吊耳3横截面的长度为15cm，横截面的宽度为8cm，吊耳3的长度为1200mm。
优选地，所述轴承为28260外调心推力球轴承。
优选地，所述短钻杆2与钻杆4的直径相同，短钻杆2下端设置有母头，钻杆4上端设置有公头，公头和母头均为六方结构，所述公头内设置有外接内管，母头内设置有预留内管14，所述外接内管的直径与预留内管14的直径相同，均为7cm，外接内管高出公头4cm，预留内管14在母头以内4cm，两者确保公母头对接紧密。
优选地，所述提引器6中上夹环7与吊耳3之间采用轴承连接，上夹环7与下夹环8之间通过销栓连接，上夹环7的外表面中间位置焊接有挂钩9。
一种可实现高效加接钻杆4的设备使用方法，其特征在于，采用权利要求1所述的设备进行钻杆4的连接与拆卸工作，钻杆4连接的具体施工步骤如下：
步骤1：检查液压千斤顶1的工作状态，检查各部件之间的连接是否规范、安全，调试设备至工作状态；
步骤2：利用夹持器将露出地面的钻杆4夹住，加持力为5t，将提引器6的上夹环7和下夹环8的一端拆卸开，通过外部牵引绳与挂钩9连接，将提引器6向上提升，使吊耳3与竖直方向的夹角控制在10°-80°之间；
步骤3：将外加钻杆移动提升至提引器6的上夹环7和下夹环8之间，将外加钻杆调整至上夹环7和下夹环8的指定安装位置；
步骤4：连接提引器6的上夹环7和下夹环8，并通过提升钻杆4的动力装置带动外加钻杆向上移动；
步骤5：将外加钻杆完全提升，并使外加钻杆底部高于地面长度为30cm；
步骤6：将公头与母头对正，启动液压千斤顶1，液压油从上部驱动油缸12进入加压，液压油自下而上推动液压模块向上移动，保持移动速度为30cm/min，使公头的外接内管13与母头的预留内管14对接到位，同时使公头其他部分与母头的其他部分对接到位，使得公头与母头完全对接、密封；
步骤7：将提升钻杆4的动力装置缓慢下降，使外加钻杆下端与前一根钻杆4滞留地面的部分对接、密封，并通过销栓将两根钻杆进行固定；
步骤8：松弛钻杆4的夹持机构，完成一根钻杆4的加接；
步骤9：重复步骤2到步骤8，直至桩施工完成；
钻杆4拆卸的具体施工步骤如下：
（1）将两根钻杆之间的接头提升至地面以上，拆除两根钻杆之间的销栓；
（2）启动提升钻杆4的动力装置，使之缓慢上升，使两根钻杆之间相互脱离，两根钻杆端部的距离为20cm；
（3）启动液压千斤顶1，液压油从上部驱动油缸11进入加压，液压油自上而下推动液压模块向下移动，保持移动速度范围为30cm/min，当钻杆4与短钻杆2之间相互分离超过10cm时，利用外部牵引绳拖拽钻杆4下部；
（4）缓慢降低提升钻杆4的动力装置，并利用外部牵引绳持续拖拽钻杆4下部，使钻杆4下部放入指定存放位置端部；
（5）当提升钻杆4的动力装置降低至前一根钻杆4滞留地面部分顶端的50cm时，利用外部牵引设备固定钻杆4上部，同时拆卸提引器6，移动外部牵引绳和外部牵引设备，使钻杆4整体向指定存放位置移动；
（6）当钻杆4整体放入指定存放位置时，释放外部牵引绳和外部牵引设备的连接，钻杆4拆卸完毕。
优选地，所述提升钻杆4的动力装置可以向上或向下移动，移动的速度均为2m/min。
优选地，所述步骤7中前一根钻杆4滞留地面以上的长度为3m。
本发明一种可实现高效加接钻杆4的设备及其使用方法，通过采用液压千斤顶1将施工设备机械化，解放了人力，提高了施工效率；通过吊耳3将钻杆4进行自动连接，避免了人工对接不准确的问题；整体设备降低了施工的安全风险，提高了施工效率。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种可实现高效加接钻杆的设备，其特征在于：包括液压千斤顶、短钻杆、吊耳、钻杆、钻杆扩大头、提引器、压力轴承；所述提引器包括上夹环、下夹环和挂钩，所述液压千斤顶包括上部驱动油缸、下部驱动油缸，所述短钻杆与提升钻杆的动力装置通过法兰连接，短钻杆从液压千斤顶的中间穿过，且液压千斤顶固定在短钻杆的中间位置，液压千斤顶的行走部位与短钻杆之间采用轴承连接，所述压力轴承与短钻杆搭接，与液压千斤顶焊接，压力轴承为液压千斤顶驱动提供反力支撑，所述吊耳与液压千斤顶的上部驱动油缸连接，吊耳的下端连接有提引器，所述钻杆的顶端设置有钻杆扩大头，所述钻杆通过提引器提升至液压千斤顶下部，通过千斤顶的提升力使公母头对接紧密。
2.根据权利要求1所述的一种可实现高效加接钻杆的设备，其特征在于，所述液压千斤顶的行程为200-1600mm，液压千斤顶的顶推力为20-30t，所述上部驱动油缸和下部驱动油缸的长度相同，上部驱动油缸和下部驱动油缸均选用缸径不小于300mm的G型液压缸。
3.根据权利要求1所述的一种可实现高效加接钻杆的设备，其特征在于，所述吊耳为两根，沿钻杆中心对称分布，吊耳的材质为高强钢条，吊耳横截面的长度范围为15-20cm，横截面的宽度范围为8-12cm，吊耳的长度为800-1500mm。
4.根据权利要求1所述的一种可实现高效加接钻杆的设备，其特征在于，所述轴承为28260外调心推力球轴承。
5.根据权利要求1所述的一种可实现高效加接钻杆的设备，其特征在于，所述短钻杆与钻杆的直径相同，短钻杆下端设置有母头，钻杆上端设置有公头，公头和母头均为六方结构，所述公头内设置有外接内管，母头内设置有预留内管，所述外接内管的直径与预留内管的直径相同，均为5-10cm，外接内管高出公头3-5cm，预留内管在母头以内3-5cm，两者确保公母头对接紧密。
6.根据权利要求1所述的一种可实现高效加接钻杆的设备，其特征在于，所述提引器中上夹环与吊耳之间采用轴承连接，上夹环与下夹环之间通过销栓连接，上夹环的外表面中间位置焊接有挂钩。
7.一种可实现高效加接钻杆的设备使用方法，其特征在于，采用权利要求1所述的设备进行钻杆的连接与拆卸工作，钻杆连接的具体施工步骤如下：
步骤1：检查液压千斤顶的工作状态，检查各部件之间的连接是否规范、安全，调试设备至工作状态；
步骤2：利用夹持器将露出地面的钻杆夹住，加持力范围为0-50t，将提引器的上夹环和下夹环的一端拆卸开，通过外部牵引绳与挂钩连接，将提引器向上提升，使吊耳与竖直方向的夹角控制在10°-80°之间；
步骤3：将外加钻杆移动提升至提引器的上夹环和下夹环之间，将外加钻杆调整至上夹环和下夹环的指定安装位置；
步骤4：连接提引器的上夹环和下夹环，并通过提升钻杆的动力装置带动外加钻杆向上移动；
步骤5：将外加钻杆完全提升，并使外加钻杆底部高于地面长度范围为20-600cm；
步骤6：将公头与母头对正，启动液压千斤顶，液压油从下部驱动油缸进入加压，液压油自下而上推动液压模块向上移动，保持移动速度范围为5-50cm/min，使公头的外接内管与母头的预留内管对接到位，同时使公头其他部分与母头的其他部分对接到位，使得公头与母头完全对接、密封；
步骤7：将提升钻杆的动力装置缓慢下降，使外加钻杆下端与前一根钻杆滞留地面的部分对接、密封，并通过销栓将两根钻杆进行固定；
步骤8：松弛钻杆的夹持机构，完成一根钻杆的加接；
步骤9：重复步骤2到步骤8，直至桩施工完成；
钻杆拆卸的具体施工步骤如下：
（1）将两根钻杆之间的接头提升至地面以上，拆除两根钻杆之间的销栓；
（2）启动提升钻杆的动力装置，使之缓慢上升，使两根钻杆之间相互脱离，两根钻杆端部的距离范围为5-200cm；
（3）启动液压千斤顶，液压油从上部驱动油缸进入加压，液压油自上而下推动液压模块向下移动，保持移动速度范围为5-50cm/min，当钻杆与短钻杆之间相互分离超过10cm时，利用外部牵引绳拖拽钻杆下部；
（4）缓慢降低提升钻杆的动力装置，并利用外部牵引绳持续拖拽钻杆下部，使钻杆下部放入指定存放位置端部；
（5）当提升钻杆的动力装置降低至前一根钻杆滞留地面部分顶端的5-200cm时，利用外部牵引设备固定钻杆上部，同时拆卸提引器，移动外部牵引绳和外部牵引设备，使钻杆整体向指定存放位置移动；
（6）当钻杆整体放入指定存放位置时，释放外部牵引绳和外部牵引设备的连接，钻杆拆卸完毕。
8.根据权利要求7所述的一种可实现高效加接钻杆的设备使用方法，其特征在于，所述提升钻杆的动力装置可以向上或向下移动，移动的速度范围均为1-3m/min。
9.根据权利要求7所述的一种可实现高效加接钻杆的设备使用方法，其特征在于，所述步骤7中前一根钻杆滞留地面以上的长度范围为1-4m。
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