CN111322673A - 一种油泵及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种油泵及其控制方法，其包括依次串联构成回路的压缩机、水箱换热器、闪蒸器和蒸发器，所述闪蒸器具有进液口、补气出口和出液口，所述进液口与所述水箱换热器连接，所述出液口与所述蒸发器连接；所述压缩机具有补气进口，所述补气进口通过增焓管与所述补气出口连接，所述闪蒸器的侧壁下端设置有补油出口，所述补油出口通过回油管与所述补气进口连接。由于所述闪蒸器内压力高于所述压缩机内压力，在所述闪蒸器与所述压缩机压力差的存在下，所述闪蒸器内油会依次经过所述回油管、所述补气进口后进入所述压缩机内，为所述压缩机补油，避免所述压缩机在低水温环境运行时出现缺油现象。

Description

一种油泵及其控制方法

技术领域

本发明涉及油泵技术领域，尤其涉及一种油泵及其控制方法。

背景技术

随着社会对环境保护意识的增强，以往的北方锅炉集中供暖的弊端日益显著，煤改电近年来得到迅猛发展，除了国家的大力支持外，其出色的性能和稳定的可靠性等优点也逐渐获得人民的青睐，而油泵采暖机作煤改电的主力军，其系统的可靠性设计更是空调厂商的重中之重。

对于油泵系统，机组在低水温下运行，系统冷媒循环量小、流速慢以及回气带液等这些因素，都使压缩机出现缺油，从而导致系统运行异常，甚至压缩机烧毁，一方面影响机组可靠性，另一方面影响用户的使用舒适性。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种油泵及其控制方法，旨在解决现有油泵系统在低水温下运行时压缩机易缺油的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种油泵，其包括依次串联构成回路的压缩机、水箱换热器、闪蒸器和蒸发器，所述闪蒸器具有进液口、补气出口和出液口，所述进液口与所述水箱换热器连接，所述出液口与所述蒸发器连接；其中，所述压缩机具有补气进口，所述补气进口通过增焓管与所述补气出口连接，所述闪蒸器的侧壁下端设置有补油出口，所述补油出口通过回油管与所述补气进口连接。

所述油泵，其中，所述水箱换热器与所述进液口连接的管路上设置有电子膨胀阀。

所述油泵，其中，其还包括串联管道，所述补气进口与所述串联管道的一端连接，所述回油管、所述增焓管并联后与所述串联管道的另一端串联；所述串联管道上设置有过滤器。

所述油泵，其中，其还包括四通阀，所述四通阀的第一接口与所述压缩机的排气口连接，所述四通阀的第二接口与所述水箱换热器连接，所述四通阀的第三接口与所述压缩机的吸气口连接，所述四通阀的第四接口与所述蒸发器连接；所述第三接口与所述吸气口之间通过气液分离器连接。

所述油泵，其中，所述气液分离器连接所述第三接口的管路上设置有温度传感器，所述温度传感器位于该管路上靠近所述气液分离器一端；所述蒸发器上设置有化霜温度传感器。

一种油泵的控制方法，所述油泵包括依次串联构成回路的压缩机、水箱换热器、闪蒸器和蒸发器，所述闪蒸器具有进液口、补气出口和出液口，所述进液口与所述水箱换热器连接，所述出液口与所述蒸发器连接；所述压缩机具有补气进口，所述补气进口通过增焓管与所述补气出口连接，所述闪蒸器的侧壁下端设置有补油出口，所述补油出口通过回油管与所述补气进口连接；

所述控制方法包括如下步骤：

每隔第一预定时间获取水箱换热器当前的出水温度Tw和压缩机当前的运行频率f；

根据预设出水温度Tw1、所述Tw、压缩机的预设目标运行频率fo、所述f和预设回油间隔时间Tx计算修正后的回油间隔时间T；

每隔所述T时间，将压缩机的运行频率调整为所述fo。

所述控制方法，其中，所述步骤根据预设出水温度Tw1、所述Tw、压缩机的预设目标运行频率fo、所述f和预设回油间隔时间Tx计算修正后的回油间隔时间T具体包括：

根据所述Tw1、所述Tw、所述fo、所述f和回油间隔时间修正量

Tx之间的关系，计算所述

Tx；

获取所述Tx与所述

Tx的差值，并将所述差值作为所述修正后的回油间隔时间。

所述控制方法，其中，所述Tw1、所述Tw、所述fo、所述f和回油间隔时间修正量

Tx之间的关系具体为：

。

所述控制方法，其中，所述水箱换热器与所述进液口连接的管路上设置有电子膨胀阀，所述油泵还包括四通阀，所述四通阀的第一接口与所述压缩机的排气口连接，所述四通阀的第二接口与所述水箱换热器连接，所述四通阀的第三接口与所述压缩机的吸气口连接，所述四通阀的第四接口与所述蒸发器连接；所述第三接口与所述吸气口之间通过气液分离器连接；所述步骤每隔所述T时间，将压缩机的运行频率调整为所述fo之前还包括步骤：

通过温度传感器获取冷媒进入气液分离器时当前的进管温度T1，并通过化霜温度传感器获取当前化霜温度T3；

根据所述T1和所述T3计算当前过热度，并判断所述当前过热度与预设目标过热度的差值是否为零；

若否，则调节电子膨胀阀的阀门开启角度，并每隔预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零。

所述控制方法，其中，所述步骤若否，则调节电子膨胀阀的阀门开启角度，并每隔预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零具体包括：

当所述差值为负时，将电子膨胀阀的阀门开启角度调小第一预设量；

当所述差值为正时，将电子膨胀阀的阀门开启角度调大第二预设量；

每隔所述预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零。

有益效果：相比于现有技术，本发明中将所述补油出口设置于所述闪蒸器侧壁的下端，使得所述补油出口靠近所述闪蒸器内油的位置，且所述闪蒸器内压力高于所述压缩机内压力，在所述闪蒸器与所述压缩机压力差的存在下，所述闪蒸器内油会依次经过所述回油管、所述补气进口后进入所述压缩机内，为所述压缩机补油，避免所述压缩机在低水温环境下运行时易出现缺油的现象。

附图说明

图1是本发明中所述油泵的较佳实施例的结构示意图。

图2是本发明中所述控制方法的较佳实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1和图2。本发明提供一种油泵，如图1所示，其包括：压缩机1、水箱换热器2、闪蒸器3和蒸发器4；所述压缩机1、所述水箱换热器2、所述闪蒸器3和所述蒸发器4之间通过管路依次串联连接并构成回路；所述压缩机1为变频压缩机；所述闪蒸器3具有进液口31、补气出口33、出液口32，所述进液口31与所述水箱换热器2连接，所述出液口32与所述蒸发器4连接；所述压缩机1具有补气进口11，所述补气进口11通过增焓管5与所述补气出口33连接，其中，所述闪蒸器3的侧壁下端设置有补油出口34，所述补油出口34通过回油管6与所述补气进口11连接。

由于所述闪蒸器3内油位于其底部，因此本发明中将所述补油出口34设置于所述闪蒸器3侧壁的下端，使得所述补油出口34靠近所述闪蒸器3内油的位置，且所述闪蒸器3内压力高于所述压缩机1内压力，在所述闪蒸器3与所述压缩机1压力差的存在下，所述闪蒸器3内油会依次经过所述回油管6、所述补气进口11后进入所述压缩机1内，为所述压缩机1补油，避免所述压缩机1在低水温环境下运行时易出现缺油的现象。

较佳的实施例，所述油泵用于为用户提供热源，将所述水箱换热器2置于室内侧，所述蒸发器4置于室外侧，并为所述水箱换热器2设置进水口21和出水口22，当所述压缩机1启动后，冷媒从所述压缩机1依次经过所述水箱换热器2、所述闪蒸器3、所述蒸发器4后回入所述压缩机1，从而构成冷媒循环回路；且所述水箱换热器2将气态冷媒转化为液态冷媒时散发热量，从而将进入所述水箱换热器2的常温水置换为热水，供用户使用。

所述闪蒸器3还通过所述增焓管5向所述压缩机1补气，所述增焓管5与所述回油管6构成并联连接状态，则在所述增焓管5启动并向所述补气进口11输气时产生压力，在该压力的带动下，增加所述闪蒸器3向所述压缩机1补油的油量，因此，本发明中所述闪蒸器3通过所述回油管6向所述压缩机1补油的动力源既包括所述闪蒸器3与所述压缩机1之间的压差，又包括所述增焓管5中流动气态冷媒的带动动力。较佳的，所述增焓管5上设置增焓电磁阀51，通过调节所述增焓电磁阀51的阀门开启角度大小，来调节所述闪蒸器3向所述压缩机1增焓补气的强弱，进而调节所述闪蒸器3通过所述回油管6向所述压缩机1补油量的大小。

所述水箱换热器2与所述进液口31连接的管路上设置有电子膨胀阀7，通过调整所述电子膨胀阀7的阀门开启角度大小，可以调整从所述水箱换热器2进入所述闪蒸器3的冷媒流量，从而对所述油泵的过热度进行调节，使所述油泵的过热度达到预设目标过热度，以使所述压缩机1工作在稳定状态，尽量减小所述压缩机1的吸气时携带的液体回流，从而提升所述压缩机1运行的可靠性。

所述油泵还包括串联管道8，所述补气进口11与所述串联管道8的一端连接，所述回油管6、所述增焓管5并联后与所述串联管道8的另一端串联；所述串联管道8上设置有过滤器81；所述增焓管5和所述回油管6并联连接在所述闪蒸器3上，且并联后的所述增焓管5、所述回油管6均与所述串联管道8串联，以便于在补气和补油进入所述压缩机1前，均需要经过所述过滤器81。所述过滤器81为一种空间突然膨胀增大的器件，这样一来，高速流动的气象冷媒会在此空间内突然体积膨胀、速度降低，不仅可以使得气相冷媒中携带的液相冷媒部分闪发成气体，还可以使得液相冷媒因速度降低而在重力作用下滞留下来，从而实现冷媒的气、液分离，避免了在所述压缩机1增焓补气过程中出现带液的现象，保证所述压缩机1补气增焓的可靠性。

所述油泵还包括四通阀9，所述四通阀9的第一接口（D接口）与所述压缩机1的排气口12连接，所述四通阀9的第二接口（C接口）与所述水箱换热器2连接，所述四通阀9的第三接口（S接口）与所述压缩机1的吸气口13连接，所述四通阀9的第四接口（E接口）与所述蒸发器4连接；所述第三接口（S接口）与所述吸气口13之间通过气液分离器10连接。所述气液分离器10与所述第三接口（S接口）之间设置有温度传感器100，所述温度传感器100设置于靠近所述气液分离器10的一侧；所述蒸发器4上设置有化霜温度传感器41；所述温度传感器100用于检测冷媒进入所述气液分离器10的进管温度，所述化霜温度传感器41用于检测所述蒸发器4翅片表面霜层融化所需的化霜温度。

基于如上任一所述油泵，本发明还提供一种控制方法，如图1和图2所示，其包括如下步骤：

S100、每隔第一预定时间获取水箱换热器2当前的出水温度Tw和压缩机1当前的运行频率f；

S200、根据预设出水温度Tw1、所述Tw、压缩机的预设目标运行频率fo、所述f和预设回油间隔时间Tx计算修正后的回油间隔时间T；

S300、每隔所述T时间，将压缩机1的运行频率调整为所述fo。

由于四季的交替存在，环境温度处于变化过程，向所述水箱换热器2的进水口21供水的温度也是变化的，势必也会影响所述水箱换热器2的出水口22出水的水温。当所述油泵处于恶劣工况时，仅通过所述闪蒸器3向所述压缩机1补油虽然可以避免所述压缩机1缺油，但是也无法保证所述压缩机1能够工作在稳定状态以持续提供稳定温度的热水，因此，本发明在通过所述闪蒸器3向所述压缩机1补油的同时，间隔回油间隔时间对所述压缩机1的运行频率进行调整，使得在对所述压缩机1补油和所述压缩机1最佳运行频率运行的协同作用下，保证恶劣工况下所述压缩机1也可稳定运行，避免所述压缩机1的损毁。

所述步骤S100中，由于环境温度处于变化过程，所述水箱换热器2的出水口22出水温度也会变化，因此需要每隔所述第一预定时间对所述Tw和所述f进行检测，以对回油间隔时间进行修正，从而修正调整所述压缩机1运行频率的间隔时间。

所述步骤S100之间还包括预先设置所述Tw1、所述fo和所述Tx，其中，Tw1根据用户日常使用最舒适的水温进行设定，且所述Tw1和所述Tx均为所述压缩机1以所述fo运行时的出水温度和回油间隔时间。较佳的实施例，所述Tw1为41℃；由于在一天内环境温度变化所需间隔时间较长，环境温度变化较为缓慢，因此所述第一预定时间设置较长，将所述第一预定时间设置为15min~20min。

所述步骤S200具体包括：

S201、根据所述Tw1、所述Tw、所述fo、所述f和回油间隔时间修正量

Tx之间的关系，计算

Tx；

S201、获取所述Tx与所述

Tx的差值，并将所述差值作为所述修正后的回油间隔时间T。

具体的，所述Tw1、所述Tw、所述fo、所述f和回油间隔时间修正量

Tx之间的关系具体为：

；

根据上述关系式计算得到所述

Tx后，计算所述Tx与所述

Tx的差值，并将所述差值作为所述修正后的回油间隔时间。正常工况下，所述Tw1约等于Tw，所述f约等于fo，则此时

Tx=0，每隔所述Tx对所述压缩机1的运行频率进行调整，将所述压缩机1的运行频率调整为所述fo，以便于所述闪蒸器3向所述压缩机1内的补油进行协同配合，提升所述压缩机1的运行性能；正常工况下，由于环境温度和进水温度不会过低，无需勤快的调整所述压缩机1的运行频率，因此，为节省能耗，所述Tx为所述压缩机1运行频率调整间隔时间中的最大值，所述Tx与所述

Tx的差值始终不会为负数，且在恶劣工况下，相比于所述预设回油间隔时间，所述修正后的回油间隔时间都会缩短，使得恶劣工况下对所述压缩机1的运行频率的调整更加频繁，以保证所述压缩机1能够更加稳定的运行。

获取所述修正后的回油间隔时间T后，间隔所述T时间就将所述压缩机1的运行频率进行一次调整，并调整为所述fo；且每间隔所述第一预定时间就对回油间隔时间再次进行修正，以能够随着周围环境的改变而适应性调整所述压缩机1的工作状态，保证所述油泵能够稳定地为用户提供热源。

所述步骤S300之前还包括步骤：

通过温度传感器100获取冷媒进入气液分离器10时当前的进管温度T1，并通过化霜温度传感器41获取当前化霜温度T3；

根据所述T1和所述T3计算当前过热度，并判断所述当前过热度S1与预设目标过热度S的差值是否为零；

若否，则调节电子膨胀阀7的阀门开启角度，并每隔预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零。

具体的，S1等于所述T1与所述T3之间的差值，即S1=T1-T3，根据S1与S的差值是否为0，来判断S1是否等于S；当S1=S时，当前过热度等于预设目标过热度，则经过所述水箱换热器2给所述闪蒸器3提供冷媒当前的流量为最佳，无需对所述电子膨胀阀7的阀门开启角度进行调节。

所述步骤若否，则调节电子膨胀阀7的阀门开启角度，并每隔预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度等于所述预设目标过热度具体包括：

当所述差值为负时，将电子膨胀阀7的阀门开启角度调小第一预设量；

当所述差值为正时，将电子膨胀阀7的阀门开启角度调大第一预设量；

每隔所述预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零。

具体的，当S1与S的差值不为零时，存在两种状态：S1低于S，则所述差值为负；S1高于S，则所述差值为正。所述第一预设量和所述第二预设量均为变量，且均根据所述差值的大小的改变而改变；通过计算所述差值，获取对所述电子膨胀阀7阀门开启角度进行调节的所述第一预设量和所述第二预设量，从而经过调节后的过热度达到所述预设目标过热度。

当S1低于S，即所述差值为负时，获取所述差值的绝对值，并计算在所述电子膨胀阀7当前的阀门开启角度下应当对所述电子膨胀阀7调节的第一预设量：所述第一预设量等于所述差值的绝对值的2倍，即第一预设量=2*(S1-S)步，将所述电子膨胀阀7的阀门开启角度调小2*(S1-S)步，减小经过所述水箱换热器2后进入所述闪蒸器3内冷媒的流量，从而提升过热度，以使当前过热度向所述预设目标过热度趋近。将所述电子膨胀阀7阀门开启角度的调整的第一预设量设定为2*(S1-S)步，既不会一次调整量过大，造成过热度调整过快而超出预设目标过热度，又保证过热度能够达到一定量的调节。

对所述电子膨胀阀7的阀门开启角度调小2*(S1-S)步后，间隔所述第二预定时间，对当前过热度再次进行计算，并判断当前过热度与所述预设目标过热度的差值是否为0，当所述差值不为0时，继续计算对所述电子膨胀阀7调节的调节量，对所述电子膨胀阀7的阀门开启角度对应调节，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为0。

当S1高于S，即所述差值为正时，获取所述差值，并计算在所述电子膨胀阀7当前的阀门开启角度下应当对所述电子膨胀阀7调节的第二预设量：所述第二预设量等于所述差值的2倍，即第二预设量=2*(S1-S)步，将所述电子膨胀阀7的阀门开启角度开大2*(S1-S)步，增加经过所述水箱换热器2后进入所述闪蒸器3内冷媒的流量，从而降低过热度，以使当前过热度向所述预设目标过热度趋近。将所述电子膨胀阀7阀门开启角度调整的第二预设量设定为2*(S1-S)步，既不会一次调整量过大，造成过热度调整过快而低于预设目标过热度，又保证过热度能够达到一定量的调节。

对所述电子膨胀阀7的阀门开启角度调大2*(S1-S)步后，间隔所述第二预定时间，对当前过热度再次进行计算，并判断当前过热度与所述预设目标过热度的差值是否为0，当所述差值不为0时，继续计算对所述电子膨胀阀7调节的调节量，对所述电子膨胀阀7的阀门开启角度对应调节，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为0。

较佳的实施例，所述第二预定时间小于所述第一预定时间；所述第二预定时间为20s~40s，既在对所述电子膨胀阀7的阀门开启角度进行调节后，能够给予所述油泵足够的响应时间并在响应后保持稳定，又不会使两次调整间隔时间太长，以保证所述油泵运行系统的稳定。

综上所述，本发明提供了一种油泵及其控制方法，其包括：压缩机、水箱换热器、闪蒸器和蒸发器；所述压缩机、所述水箱换热器、所述闪蒸器和所述蒸发器依次串联连接并构成回路；所述闪蒸器具有进液口、补气出口、出液口，所述进液口与所述水箱换热器连接，所述出液口与所述蒸发器连接；所述压缩机具有补气进口，所述补气进口通过增焓管与所述补气出口连接，所述闪蒸器的侧壁下端设置有补油出口，所述补油出口通过回油管与所述补气进口连接。由于所述闪蒸器内压力高于所述压缩机内压力，在所述闪蒸器与所述压缩机压力差的存在下，所述闪蒸器内油会依次经过所述回油管、所述补气进口后进入所述压缩机内，为所述压缩机补油，避免所述压缩机在低水温环境下运行时易出现缺油的现象。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种油泵，其包括依次串联构成回路的压缩机、水箱换热器、闪蒸器和蒸发器，所述闪蒸器具有进液口、补气出口和出液口，所述进液口与所述水箱换热器连接，所述出液口与所述蒸发器连接；其特征在于，所述压缩机具有补气进口，所述补气进口通过增焓管与所述补气出口连接，所述闪蒸器的侧壁下端设置有补油出口，所述补油出口通过回油管与所述补气进口连接。

2.根据权利要求1所述油泵，其特征在于，所述水箱换热器与所述进液口连接的管路上设置有电子膨胀阀。

3.根据权利要求1所述油泵，其特征在于，其还包括串联管道，所述补气进口与所述串联管道的一端连接，所述回油管、所述增焓管并联后与所述串联管道的另一端串联；所述串联管道上设置有过滤器。

4.根据权利要求1所述油泵，其特征在于，其还包括四通阀，所述四通阀的第一接口与所述压缩机的排气口连接，所述四通阀的第二接口与所述水箱换热器连接，所述四通阀的第三接口与所述压缩机的吸气口连接，所述四通阀的第四接口与所述蒸发器连接；所述第三接口与所述吸气口之间通过气液分离器连接。

5.根据权利要求4所述油泵，其特征在于，所述气液分离器连接所述第三接口的管路上设置有温度传感器，所述温度传感器位于该管路上靠近所述气液分离器一端；所述蒸发器上设置有化霜温度传感器。

6.一种油泵的控制方法，其特征在于，所述油泵包括依次串联构成回路的压缩机、水箱换热器、闪蒸器和蒸发器，所述闪蒸器具有进液口、补气出口和出液口，所述进液口与所述水箱换热器连接，所述出液口与所述蒸发器连接；所述压缩机具有补气进口，所述补气进口通过增焓管与所述补气出口连接，所述闪蒸器的侧壁下端设置有补油出口，所述补油出口通过回油管与所述补气进口连接；

所述控制方法包括如下步骤：

每隔第一预定时间获取水箱换热器当前的出水温度Tw和压缩机当前的运行频率f；

根据预设出水温度Tw1、所述Tw、压缩机的预设目标运行频率fo、所述f和预设回油间隔时间Tx计算修正后的回油间隔时间T；

每隔所述T时间，将压缩机的运行频率调整为所述fo。

7.根据权利要求6所述控制方法，其特征在于，所述步骤根据预设出水温度Tw1、所述Tw、压缩机的预设目标运行频率fo、所述f和预设回油间隔时间Tx计算修正后的回油间隔时间T具体包括：

根据所述Tw1、所述Tw、所述fo、所述f和回油间隔时间修正量

Tx之间的关系，计算

Tx；

获取所述Tx与所述

Tx的差值，并将所述差值作为所述修正后的回油间隔时间T。

8.根据权利要求7所述控制方法，其特征在于，所述Tw1、所述Tw、所述fo、所述f和回油间隔时间修正量

Tx之间的关系具体为：

。

9.根据权利要求6所述控制方法，其特征在于，所述水箱换热器与所述进液口连接的管路上设置有电子膨胀阀，所述油泵还包括四通阀，所述四通阀的第一接口与所述压缩机的排气口连接，所述四通阀的第二接口与所述水箱换热器连接，所述四通阀的第三接口与所述压缩机的吸气口连接，所述四通阀的第四接口与所述蒸发器连接；所述第三接口与所述吸气口之间通过气液分离器连接；所述步骤每隔所述T时间，将压缩机的运行频率调整为所述fo之前还包括步骤：

获取冷媒进入气液分离器时当前的进管温度T1，以及当前化霜温度T3；

根据所述T1和所述T3计算当前过热度，并判断所述当前过热度与预设目标过热度的差值是否为零；

若否，则调节电子膨胀阀的阀门开启角度，并每隔预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零。

10.根据权利要求9所述控制方法，其特征在于，所述步骤若否，则调节电子膨胀阀的阀门开启角度，并每隔预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零具体包括：

当所述差值为负时，将电子膨胀阀的阀门开启角度调小第一预设量；

当所述差值为正时，将电子膨胀阀的阀门开启角度调大第二预设量；

每隔所述预定第二时间重新计算调整当前过热度，直至当前过热度与所述预设目标过热度的差值为零。

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