CN112012885A - 一种自动跟踪风力的变桨型发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，属于可再生能源领域，一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，通过连杆运动，使脱离套筒向右滑动，并使得第一连接件脱离脱离套筒的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机进行保护，另一方面能够有效的降低对减速机构的损伤，方便后期维修，通过设置的定位转柱的转动，并在导热块的导热作用下，能有效的将产生的热量导送至储能珠的内部，并将其热量导送至导热丝的内部，从而促使着膨胀块内部的膨胀材料发生膨胀，从而使得制动块顶紧在转杆的外表面，一方面能够有效的降低转杆的转速，另一方面能有效的降低热量对于轴承的损伤。

Description

一种自动跟踪风力的变桨型发电装置
技术领域
本发明涉及可再生能源领域，更具体地说，涉及一种自动跟踪风力的变桨型发电装置。
背景技术
目前，国际性的能源危机和持续环境恶化使各国纷纷加大对新兴清洁能源的开发力度。而风力发电是最有潜力部分替代传统化石能源的清洁能源。在我国，风力发电是能源和电力可持续发展战略的最现实选择。风力发电机主流机型为水平轴发电方式，该型机组采用水平轴透平，其能量捕获效率主要取决于透平的效率。
变桨系统作为大型风电机组控制系统的核心部分之一，对机组安全、稳定、高效的运行具有十分重要的作用；稳定的变桨控制已成为当前大型风力发电机组控制技术研究的热点和难点之一。
变桨控制技术简单来说，就是通过调节桨叶的节距角，改变气流对桨叶的攻角，进而控制风轮捕获的气动转矩和气动功率；变桨型发电装置风叶非常巨大，如果其转速不加以控制的话，由于其巨大的质量，其惯性无论风叶、轴承还是底座都无法承受得了，绝对会被带跑，从而对于风叶转速的控制是非常关键的；
但现有的变桨型发电装置难以自动跟踪风力，导致风力过大，伤害控制机头主体，导致整个风力系统整体瘫痪；根据是否并网又分为并网型风机和离网型风机，离网型风机一般采用小型非变距风机，不能根据风速的不同而改变攻角，因此不能在全风速段实现最大效率。而变桨风机采用电传变桨居多，这种方式对于中小型风机来说成本高、能量耗费大，可靠性低。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，它通过连杆运动，使脱离套筒向右滑动，并使得第一连接件脱离脱离套筒的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机进行保护，另一方面能够有效的降低对减速机构的损伤，方便后期维修，滑动板的空转速度过大，会使得轴承处的损耗较大，通过设置的定位转柱的转动，并在导热块的导热作用下，能有效的将产生的热量导送至储能珠的内部，并将其热量导送至导热丝的内部，从而促使着膨胀块内部的膨胀材料发生膨胀，从而使得制动块顶紧在转杆的外表面，一方面能够有效的降低转杆的转速，另一方面能有效的降低热量对于轴承的损伤。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，包括支撑杆，所述支撑杆的顶端固定安装有控制机头，所述控制机头的左侧设置有阻力板，所述阻力板的左端固定安装有阻力传递杆，所述阻力传递杆的中部外侧连接有回位弹簧，所述回位弹簧的外侧连接有滑动板，所述滑动板的左侧安装有挡板，所述滑动板的斜面上设有最大功率曲线滑道，所述最大功率曲线滑道的内部连接有转向销钉，所述转向销钉的外侧定位安装有叶片，所述控制机头的左上端固定安装有风力传感器，所述阻力板的右端固定安装有转杆，所述转杆的中部外侧连接有阻力套筒，所述转杆的右端固定安装有第一连接杆，所述第一连接杆的右端固定安装有第一连接件，所述第一连接件的右侧设置有第二连接件，所述第二连接件的右端固定安装有第二连接杆，所述第二连接杆的右侧连接有减速机构，所述减速机构的右上侧固定安装有发电机，所述控制机头的左下侧内部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有安装杆，所述安装杆的末端前侧设置有限位柱，所述限位柱的中部外侧连接有限位块，所述限位块的左端固定安装有安装件，所述安装件的中部外侧连接有限位套筒，所述安装件的右端固定安装有束缚块，所述束缚块的顶端固定安装有束缚块，所述束缚块的顶端固定安装有束缚套筒，所述束缚套筒的内部转动连接有脱离套筒。
进一步的，所述阻力套筒的内侧壁开设有安装槽，所述安装槽内部设置有定位转柱，所述定位转柱的外侧设置有导热块，所述导热块的外端固定安装有储能珠，所述储能珠的右侧连接有导热丝，所述导热丝的外侧设置有膨胀块，所述膨胀块的末端连接有顶起珠，所述顶起珠的内侧设置有形变块，所述形变块的内表面连接有制动块，通过设置的定位转柱，方便将产生的热量导送至导热块的内部。
进一步的，所述定位转柱在安装槽的内部构成转动结构，且定位转柱与安装槽呈一一对应设置，并且安装槽在阻力套筒的内侧壁等角度设置，方便转杆的转动。
进一步的，所述导热块的横截面呈“T”字形结构，且导热块的底部等间距设置有导热纤维，导热纤维的内部材质为金属铜，导热块的设置，方便将热量导送至储能珠的内部。
进一步的，所述储能珠的内部材质为人工合成石墨片，且导热块与储能珠相匹配，所述形变块的内部材质为绝缘硅胶，所述制动块的内部材质为石棉绒质摩擦材料，具有良好的摩阻力，方便降低转杆的转动速率。
进一步的，所述滑动板、阻力板、阻力套筒和第一连接杆的中心轴线相互重合，所述转杆的中部贯穿于阻力套筒的内部，方便第一连接杆的转动。
进一步的，所述驱动电机的输出端和安装杆的连接点与限位柱呈偏心设置，且限位柱在限位块的内部构成滑动结构，并且限位块的内部呈中空状结构，方便安装件的定位滑动。
进一步的，所述安装件在限位套筒的内部构成滑动结构，且安装件与束缚块的中心轴线相互重合，方便调节脱离套筒的位置。
进一步的，所述第一连接件和第二连接件均与脱离套筒卡合设置，且脱离套筒通过束缚块在控制机头的内部构成左右滑动结构，第一连接件脱离脱离套筒的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机进行保护。
进一步的，所述第二连接件与第二连接杆的中心轴线相互重合，且第二连接杆与减速机构内部的减速齿轮的中心轴线相互重合，能够有效的起到降速的效果。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于
(1)本方案通过连杆运动，使脱离套筒向右滑动，并使得第一连接件脱离脱离套筒的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机进行保护，另一方面能够有效的降低对减速机构的损伤，方便后期维修，滑动板的空转速度过大，会使得轴承处的损耗较大，通过设置的定位转柱的转动，并在导热块的导热作用下，能有效的将产生的热量导送至储能珠的内部，并将其热量导送至导热丝的内部，从而促使着膨胀块内部的膨胀材料发生膨胀，从而使得制动块顶紧在转杆的外表面，一方面能够有效的降低转杆的转速，另一方面能有效的降低热量对于轴承的损伤。
(2)阻力套筒的内侧壁开设有安装槽，所述安装槽内部设置有定位转柱，所述定位转柱的外侧设置有导热块，所述导热块的外端固定安装有储能珠，所述储能珠的右侧连接有导热丝，所述导热丝的外侧设置有膨胀块，所述膨胀块的末端连接有顶起珠，所述顶起珠的内侧设置有形变块，所述形变块的内表面连接有制动块，通过设置的定位转柱，方便将产生的热量导送至导热块的内部。
(3)定位转柱在安装槽的内部构成转动结构，且定位转柱与安装槽呈一一对应设置，并且安装槽在阻力套筒的内侧壁等角度设置，方便转杆的转动。
(4)导热块的横截面呈“T”字形结构，且导热块的底部等间距设置有导热纤维，导热纤维的内部材质为金属铜，导热块的设置，方便将热量导送至储能珠的内部。
(5)储能珠的内部材质为人工合成石墨片，且导热块与储能珠相匹配，所述形变块的内部材质为绝缘硅胶，所述制动块的内部材质为石棉绒质摩擦材料，具有良好的摩阻力，方便降低转杆的转动速率。
(6)滑动板、阻力板、阻力套筒和第一连接杆的中心轴线相互重合，所述转杆的中部贯穿于阻力套筒的内部，方便第一连接杆的转动。
(7)驱动电机的输出端和安装杆的连接点与限位柱呈偏心设置，且限位柱在限位块的内部构成滑动结构，并且限位块的内部呈中空状结构，方便安装件的定位滑动。
(8)安装件在限位套筒的内部构成滑动结构，且安装件与束缚块的中心轴线相互重合，方便调节脱离套筒的位置。
(9)第一连接件和第二连接件均与脱离套筒卡合设置，且脱离套筒通过束缚块在控制机头的内部构成左右滑动结构，第一连接件脱离脱离套筒的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机进行保护。
(10)第二连接件与第二连接杆的中心轴线相互重合，且第二连接杆与减速机构内部的减速齿轮的中心轴线相互重合，能够有效的起到降速的效果。
附图说明
图1为本发明的正视剖面结构示意图；
图2为本发明的图1中A处放大结构示意图；
图3为本发明的侧视结构示意图；
图4为本发明的转杆与阻力套筒连接整体结构示意图；
图5为本发明的转杆与阻力套筒连接俯视结构示意图；
图6为本发明的阻力套筒的俯视剖面结构示意图；
图7为本发明的图6中B处放大结构示意图；
图8为本发明的第一连接件、第二连接件和脱离套筒连接正视剖面结构示意图；
图9为本发明的滑动板与结构示意图。
图中标号说明：
1、支撑杆；2、控制机头；3、滑动板；4、叶片；5、阻力板；6、风力传感器；7、转杆；8、阻力套筒；9、第一连接杆；10、第一连接件；11、第二连接件；12、第二连接杆；13、减速机构；14、发电机；15、驱动电机；16、安装杆；17、限位柱；18、限位块；19、安装件；20、限位套筒；21、束缚块；22、束缚套筒；23、脱离套筒；24、安装槽；25、定位转柱；26、导热块；27、储能珠；28、导热丝；29、膨胀块；30、顶起珠；31、形变块；32、制动块；33、阻力传递杆；34、最大功率曲线滑道；35、转向销钉；36、回位弹簧；37、挡板。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-9，一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，包括支撑杆1，支撑杆1的顶端固定安装有控制机头2，控制机头2的左侧设置有阻力板5，阻力板5的左端固定安装有阻力传递杆33，阻力传递杆33的中部外侧连接有回位弹簧36，回位弹簧36的外侧连接有滑动板3，滑动板3的左侧安装有挡板37，滑动板3的斜面上设有最大功率曲线滑道34，最大功率曲线滑道34的内部连接有转向销钉35，转向销钉35的外侧定位安装有叶片4，控制机头2的左上端固定安装有风力传感器6，阻力板5的右端固定安装有转杆7，转杆7的中部外侧连接有阻力套筒8，转杆7的右端固定安装有第一连接杆9，第一连接杆9的右端固定安装有第一连接件10，第一连接件10的右侧设置有第二连接件11，第二连接件11的右端固定安装有第二连接杆12，第二连接杆12的右侧连接有减速机构13，减速机构13的右上侧固定安装有发电机14，控制机头2的左下侧内部固定安装有驱动电机15，驱动电机15的输出端连接有安装杆16，安装杆16的末端前侧设置有限位柱17，限位柱17的中部外侧连接有限位块18，限位块18的左端固定安装有安装件19，安装件19的中部外侧连接有限位套筒20，安装件19的右端固定安装有束缚块21，束缚块21的顶端固定安装有束缚块21，束缚块21的顶端固定安装有束缚套筒22，束缚套筒22的内部转动连接有脱离套筒23。
请参阅图4-7，阻力套筒8的内侧壁开设有安装槽24，安装槽24内部设置有定位转柱25，定位转柱25的外侧设置有导热块26，导热块26的外端固定安装有储能珠27，储能珠27的右侧连接有导热丝28，导热丝28的外侧设置有膨胀块29，膨胀块29的末端连接有顶起珠30，顶起珠30的内侧设置有形变块31，形变块31的内表面连接有制动块32，通过设置的定位转柱25，方便将产生的热量导送至导热块26的内部。定位转柱25在安装槽24的内部构成转动结构，且定位转柱25与安装槽24呈一一对应设置，并且安装槽24在阻力套筒8的内侧壁等角度设置，方便转杆7的转动。导热块26的横截面呈“T”字形结构，且导热块26的底部等间距设置有导热纤维，导热纤维的内部材质为金属铜，导热块26的设置，方便将热量导送至储能珠27的内部。储能珠27的内部材质为人工合成石墨片，且导热块26与储能珠27相匹配，形变块31的内部材质为绝缘硅胶，制动块32的内部材质为石棉绒质摩擦材料，具有良好的摩阻力，方便降低转杆7的转动速率。
请参阅图1-8，滑动板3、阻力板5、阻力套筒8和第一连接杆9的中心轴线相互重合，转杆7的中部贯穿于阻力套筒8的内部，方便第一连接杆9的转动。驱动电机15的输出端和安装杆16的连接点与限位柱17呈偏心设置，且限位柱17在限位块18的内部构成滑动结构，并且限位块18的内部呈中空状结构，方便安装件19的定位滑动。安装件19在限位套筒20的内部构成滑动结构，且安装件19与束缚块21的中心轴线相互重合，方便调节脱离套筒的位置。第一连接件10和第二连接件11均与脱离套筒23卡合设置，且脱离套筒23通过束缚块21在控制机头2的内部构成左右滑动结构，第一连接件11脱离脱离套筒23的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机进行保护。第二连接件11与第二连接杆12的中心轴线相互重合，且第二连接杆12与减速机构13内部的减速齿轮的中心轴线相互重合，能够有效的起到降速的效果。
请参阅图1-2，使用时，使用者首先将支撑杆1定位安装在合适的位置，当风吹动叶片4转动时，使得滑动板3、阻力板5发生转动，当叶片4达到一定量时，在风力传感器6的作用下，对驱动电机15进行控制，在驱动电机15的作用下，使得安装杆16发生转动，安装杆16的端部设置有限位柱17，通过设置的限位柱17外侧连接的限位块18发生相对滑动，从而使得安装件19在限位套筒20的内部向右滑动，从而使得束缚套筒22向右滑动，从而使得第一连接件10脱离脱离套筒23内部卡合，从而实现第一连接杆9与第一连接件10的空转，通过连杆运动，使脱离套筒22向右滑动，并使得第一连接件10脱离脱离套筒22的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机14进行保护，另一方面能够有效的降低对减速机构的损伤，方便后期维修；
滑动板的空转速度过大，会使得转杆7与轴承连接处的损耗较大，转杆7在阻力套筒8的内部发生转动，会与安装槽24内部设置的定位转柱25发生相对转动，在转杆7转动过程中产生的热量通过定位转柱25导送至导热块26的内部，导热块26的端部设置有导热纤维热量导送至储能珠27的内部，方便降低热量对于轴承的影响；
储能珠27的右端固定安装有导热丝28，在导热丝28的作用下，使得膨胀块29内部设置的膨胀材料发生膨胀，从而使得顶起珠30顶紧在形变块31的内部，形变块31的形变，使得外表面设置的制动块32顶紧在转杆7的外表面，通过设置的制动块32的贴合阻挡，一方面能够有效的降低转杆7的转速，另一方面能有效的降低热量对于轴承的损伤，当转杆7的转速降低后，与轴承产生的热量减少，膨胀块29受到收缩，从而使得形变块31发生弹性复位，方便脱离与转杆7外表面的接触面，方便重复利用，方便弹性控制，适用性广；
在水平轴风力发电机轮毂前端设计一个阻力板5，该阻力板5可以在凤力作用下形成向后的不同推力，该推力就是叶片4变桨所需的动力。同时阻力板5后连接一个焊接成三角形的矩形带内滑道的连接杆，该连接杆上的内滑道形状设计成该叶片所应具有的最大功率曲线滑道34，叶片的根部设计一个转向销钉35，转向销钉35插入最大功率曲线滑道34中。三个叶片4各对应一个滑道。随着风力的增大，阻力板5在风力作用下向后移动，推动连接杆向后移动，连接杆上的滑道也向后移动，从而推动叶片根部的转向销钉35沿着滑道的曲线形状移动，从而使得叶片旋转改变攻角的大小，该攻角的大小也按着最佳功率曲线来进行调节。当风力变小的时候，阻力板5在回位弹簧36的作用下反向运动，从而使得最大功率曲线滑道34也反向移动回原来位置，使得叶片攻角变小，从而实现了叶片攻角连续的自动调节，并且其调节是严格按着最佳功率跟踪曲线来完成；以上便完成该自动跟踪风力的变桨型发电装置的一系列操作，通过连杆运动，使脱离套筒向右滑动，并使得第一连接件脱离脱离套筒的连接，从而实现空转，一方面能够有效的对发电机进行保护，另一方面能够有效的降低对减速机构的损伤，方便后期维修，滑动板的空转速度过大，会使得轴承处的损耗较大，通过设置的定位转柱的转动，并在导热块的导热作用下，能有效的将产生的热量导送至储能珠的内部，并将其热量导送至导热丝的内部，从而促使着膨胀块内部的膨胀材料发生膨胀，从而使得制动块顶紧在转杆的外表面，一方面能够有效的降低转杆的转速，另一方面能有效的降低热量对于轴承的损伤，利用了不同风速下对阻力板作用力不同从而提供了改变桨距角的动力，同时根据不同风速下最大功率点曲线滑道可以使得叶片桨距角按需求变化，从而形成了低成本高效率的变桨机构，具有较好的推广应用价值。
所述以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，包括支撑杆(1)，其特征在于：所述支撑杆(1)的顶端固定安装有控制机头(2)，所述控制机头(2)的左侧设置有阻力板(5)，所述阻力板(5)的左端固定安装有阻力传递杆(33)，所述阻力传递杆(33)的中部外侧连接有回位弹簧(36)，所述回位弹簧(36)的外侧连接有滑动板(3)，所述滑动板(3)的左侧安装有挡板(37)，所述滑动板(3)的斜面上设有最大功率曲线滑道(34)，所述最大功率曲线滑道(34)的内部连接有转向销钉(35)，所述转向销钉(35)的外侧定位安装有叶片(4)，所述控制机头(2)的左上端固定安装有风力传感器(6)，所述阻力板(5)的右端固定安装有转杆(7)，所述转杆(7)的中部外侧连接有阻力套筒(8)，所述转杆(7)的右端固定安装有第一连接杆(9)，所述第一连接杆(9)的右端固定安装有第一连接件(10)，所述第一连接件(10)的右侧设置有第二连接件(11)，所述第二连接件(11)的右端固定安装有第二连接杆(12)，所述第二连接杆(12)的右侧连接有减速机构(13)，所述减速机构(13)的右上侧固定安装有发电机(14)，所述控制机头(2)的左下侧内部固定安装有驱动电机(15)，所述驱动电机(15)的输出端连接有安装杆(16)，所述安装杆(16)的末端前侧设置有限位柱(17)，所述限位柱(17)的中部外侧连接有限位块(18)，所述限位块(18)的左端固定安装有安装件(19)，所述安装件(19)的中部外侧连接有限位套筒(20)，所述安装件(19)的右端固定安装有束缚块(21)，所述束缚块(21)的顶端固定安装有束缚块(21)，所述束缚块(21)的顶端固定安装有束缚套筒(22)，所述束缚套筒(22)的内部转动连接有脱离套筒(23)。
2.根据权利要求1所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述阻力套筒(8)的内侧壁开设有安装槽(24)，所述安装槽(24)内部设置有定位转柱(25)，所述定位转柱(25)的外侧设置有导热块(26)，所述导热块(26)的外端固定安装有储能珠(27)，所述储能珠(27)的右侧连接有导热丝(28)，所述导热丝(28)的外侧设置有膨胀块(29)，所述膨胀块(29)的末端连接有顶起珠(30)，所述顶起珠(30)的内侧设置有形变块(31)，所述形变块(31)的内表面连接有制动块(32)。
3.根据权利要求2所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述定位转柱(25)在安装槽(24)的内部构成转动结构，且定位转柱(25)与安装槽(24)呈一一对应设置，并且安装槽(24)在阻力套筒(8)的内侧壁等角度设置。
4.根据权利要求2所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述导热块(26)的横截面呈“T”字形结构，且导热块(26)的底部等间距设置有导热纤维，导热纤维的内部材质为金属铜。
5.根据权利要求2所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述储能珠(27)的内部材质为人工合成石墨片，且导热块(26)与储能珠(27)相匹配，所述形变块(31)的内部材质为绝缘硅胶，所述制动块(32)的内部材质为石棉绒质摩擦材料。
6.根据权利要求1所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述滑动板(3)、阻力板(5)、阻力套筒(8)和第一连接杆(9)的中心轴线相互重合，所述转杆(7)的中部贯穿于阻力套筒(8)的内部。
7.根据权利要求1所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述驱动电机(15)的输出端和安装杆(16)的连接点与限位柱(17)呈偏心设置，且限位柱(17)在限位块(18)的内部构成滑动结构，并且限位块(18)的内部呈中空状结构。
8.根据权利要求1所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述安装件(19)在限位套筒(20)的内部构成滑动结构，且安装件(19)与束缚块(21)的中心轴线相互重合。
9.根据权利要求1所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述第一连接件(10)和第二连接件(11)均与脱离套筒(23)卡合设置，且脱离套筒(23)通过束缚块(21)在控制机头(2)的内部构成左右滑动结构。
10.根据权利要求1所述的一种自动跟踪风力的变桨型发电装置，其特征在于：所述第二连接件(11)与第二连接杆(12)的中心轴线相互重合，且第二连接杆(12)与减速机构(13)内部的减速齿轮的中心轴线相互重合。
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