CN112119246A - 一种蝶阀、可旋转地锁定蝶阀的蝶板的方法以及蝶阀的应用 - Google Patents

Abstract

公开了一种蝶阀(1)，包含阀壳(2)和被布置在阻塞位置与打开位置之间旋转的可旋转蝶板(3)，在阻塞位置，蝶板(3)阻止流经壳(2)的流体，在打开位置，蝶板(3)使流体能够流过壳(2)。蝶阀(1)还包含连接到蝶板(3)的传动轴(4)，并且通过该传动轴至少在一定程度上使蝶板(3)能够在阻塞位置和打开位置之间旋转，并且蝶阀(1)包含被布置成至少在阻塞位置或打开位置锁定蝶板(3)以防止蝶板(3)旋转的传动轴锁定装置(5)，其中传动轴锁定装置(5)包含可移动的锁定棘爪(6)，该可移动锁定棘爪(6)包括被布置成与传动轴(4)的轴啮合装置(8)啮合的棘爪啮合装置(7)，其中锁定棘爪(6)通过单独的机械紧固装置(9)保持在啮合状态，该机械紧固装置(9)被布置成可释放地固定锁定棘爪(6)，以形成无侧隙传动轴锁定装置(5)。还公开了一种用于可旋转地锁定蝶阀(1)的蝶板(3)的方法和蝶阀(1)的应用。

Description

一种蝶阀、可旋转地锁定蝶阀的蝶板的方法以及蝶阀的应用

技术领域

本发明涉及一种蝶阀，包含阀壳和被布置成在阻塞位置和打开位置之间旋转的可旋转蝶板，在阻塞位置，蝶板阻止流经壳的流体，在打开位置，蝶板使流体能够流过壳。

本发明还涉及一种可旋转地锁定蝶阀的蝶板的方法，还公开了蝶阀的应用。

背景技术

蝶阀是一种通过旋转位于流体中的蝶板来隔离或调节流体的流动的阀，其中蝶板在与流体平行和垂直位置之间旋转。与球阀不同的是，蝶板始终存在于流体中，所以即使在打开时，也会产生压降。

在操作中，当蝶板旋转四分之一圈时，蝶阀完全打开或关闭。“蝶”指的是设有至少一个例如横向杆形式的传动轴的蝶板，轴从蝶板的一侧或相反两侧伸出。当阀关闭时，蝶板转动，从而完全堵住通道。当阀完全打开时，蝶板旋转四分之一圈，从而使流体几乎不受限制地通过。然而，即使在阀完全打开时，蝶板仍然位于流体中。该阀也可以逐步打开以节流。

特别是对于较大的蝶阀，众所周知是通过大手柄或甚至电机来驱动传动轴的。有时是通过某种传动装置。

例如，如果必须修理、维护或更换传动装置、驱动装置、蝶板或其他装置(甚至作为蝶阀正常操作的一部分)，有时需要通过某种锁定装置将蝶板锁定在固定位置。然而，流体中的运动、涡流或其他情况仍会影响蝶板，因此，重要的是锁定装置基本上无侧隙。

因此，从日本专利申请JP 2004-251362可知，提供一种蝶阀，该蝶阀具有楔形销钉形式的锁定装置，该锁定装置被布置成插入与蝶板传动轴相交的孔中，以便在安装楔块时，它将压在传动轴的平坦部分上。然而，这样的楔块很难正确安装，甚至更难拆卸。楔块和轴之间夹有污垢，在安装楔块或其他部件时零件定位不正确，都可能导致楔块和轴之间的游隙，从而产生侧隙。

因此，本发明的目的是提供一种用于锁定蝶阀蝶板的旋转的有利且成本较低的技术。

发明内容

本发明提供了一种蝶阀，包含阀壳和被布置成在阻塞位置与打开位置之间旋转的可旋转蝶板，在阻塞位置，蝶板阻止通过壳的流体，在打开位置，蝶板使流体能够通过壳。蝶阀还包含连接到蝶板的传动轴，并且通过该传动轴至少部分地使蝶板能够在阻塞位置和打开位置之间旋转，并且蝶阀包含传动轴锁定装置，该传动轴锁定装置被布置成至少在阻塞位置或打开位置锁定蝶板以防止蝶板旋转，其中传动轴锁定装置包含可移动锁定棘爪，该可移动锁定棘爪包括被布置成与传动轴的轴啮合装置啮合的棘爪啮合装置，其中，锁定棘爪通过单独的机械紧固装置保持在啮合状态，该机械紧固装置被布置成可释放地固定锁定棘爪，以形成无侧隙传动轴锁定装置。

为蝶阀提供通过单独的机械紧固装置保持在啮合状态的锁定棘爪是有利的，因为无论传动轴如何影响锁定棘爪，紧固装置都将确保锁定棘爪保持完全啮合。即使机械紧固装置是可释放的，也需要一定的努力才能将其拆下，因此紧固装置将有助于保护传动轴锁定装置，使其免于故障或意外操作。

应当注意，在这种情况下，术语“传动轴锁定装置”应理解为适合锁定蝶阀的蝶板以防止蝶板旋转的任何类型的传动轴锁，例如任何类型的锁销、销钉、塞子或其他。

此外，在这种情况下，术语“棘爪啮合装置”应理解为适合充当可移动锁定棘爪啮合部分的任何类型的棘爪表面，例如任何类型的端面、侧面、或多或少复杂的表面、任何类型的机械加工或铸造几何体、压痕、突出物或其他或它们的任何组合。

此外，在这种情况下，术语“轴啮合装置”应理解为适合与棘爪啮合装置相啮合的任何类型的轴几何结构，例如任何类型的机械加工或铸造几何体，例如任何类型的平坦表面、或多或少复杂的表面、压痕、突出物或其他或它们的任何组合。

此外，在这种情况下，术语“机械紧固装置”应理解为适合保持棘爪啮合装置与轴啮合装置相啮合的任何类型的机械紧固件，例如任何类型的螺栓、螺钉、扣件、锁、夹具、夹子或其他或它们的任何组合。

在本发明的一个方面，蝶阀包含被布置成通过传动轴来驱动蝶板的旋转的传动装置，并且其中传动轴锁定装置被布置在蝶板和传动装置之间。

将传动轴锁定装置布置在蝶板和传动装置之间是有利的，因为在通过传动轴锁定装置使蝶板保持在其位置时，传动装置可通过这种方式维护或更换。

在本发明的一个方面，阀壳包含棘爪孔，其中锁定棘爪的至少一部分被布置成与传动轴啮合，并且其中棘爪孔相对于传动轴径向延伸。

当棘爪孔相对于传动轴径向布置时，锁定棘爪将垂直于传动轴的旋转轴与传动轴啮合。这是有利的，因为可以避免任何形式的楔入，并且通过这种设计，机械地将棘爪啮合装置强制和保持在与轴啮合装置的啮合状态的复杂性较低。而且，这样的设计需要较少的生产公差。

在本发明的一个方面，棘爪孔的横截面基本上对应于锁定棘爪的横截面。

形成具有与锁定棘爪基本上相同横截面的棘爪孔是有利的，因为它减少了棘爪孔和锁定棘爪之间的风险游隙，从而降低了侧隙的风险。

在本发明的一个方面，锁定棘爪包含安装底座，棘爪杆从该安装底座突出，并且其中至少该棘爪杆被布置成延伸到棘爪孔中，以与传动轴啮合。

形成具有从安装底座突出的棘爪杆的锁定棘爪是有利的，因为该底座使锁定棘爪的固定简单且牢固。

在本发明的一个方面，安装底座包含固定装置，该固定装置使单独的机械紧固装置能够可释放地将锁定棘爪固定在与传动轴的啮合状态。

将固定装置放置在安装底座上是有利的，因为固定装置能够使锁定棘爪的固定简单且牢固。

应当注意，在这种情况下，术语“固定装置”应理解为适合使紧固装置可释放地固定在与传动轴的啮合状态的锁定棘爪的任何类型的固定器，例如任何类型的孔、压痕、轨道、导轨或其他。

在本发明的一个方面，棘爪啮合装置和轴啮合装置包含被布置成增加相互的无侧隙啮合的几何设计。

形成具有匹配几何设计的棘爪啮合装置和轴啮合装置(例如相应的平坦表面、联锁突出物和凹痕、一部分上的钩状布置和另一部分上的环状布置)是有利的，因为它增加了相互的无侧隙啮合。

在本发明的一个方面，棘爪啮合装置包括平坦区域，并且轴啮合装置包括匹配的平坦区域。

形成具有匹配的平坦区域的棘爪啮合装置和轴啮合装置是有利的，因为它增加了相互的无侧隙啮合，并且容易且廉价地形成，因此相对于多于一个的蝶板的角位置，形成简单。

在本发明的一个方面，传动轴包含与阻塞位置相对应的轴啮合装置和与打开位置相对应的轴啮合装置。

形成传动轴，使其在蝶板处于阻塞位置和打开位置时都可能被阻挡是有利的，因为它使更通用的阀和锁定系统成为实际。

在本发明的一个方面，传动轴锁定装置包含被布置成与至少两个轴啮合装置啮合的至少两个单独的锁定棘爪。

形成具有两个被布置成与两个轴啮合装置相啮合的单独的锁定棘爪的传动轴锁定装置是有利的，因为确保了固定更牢固，降低了错误使用的风险，并降低了侧隙的风险。

在本发明的一个方面，传动轴锁定装置被布置成使得锁定棘爪可以安装在锁定棘爪不与传动轴啮合的反向位置，并且其中锁定棘爪通过单独的机械紧固装置固定在该反向位置。

布置传动轴锁定装置使其能够在空闲位置固定到阀上是有利的，因为当必须锁定传动轴时，锁定棘爪和单独的机械紧固装置很容易够到。此外，在反向位置，锁定棘爪将从传动轴上突出，使得通过视觉或触觉检测锁定棘爪是否与传动轴啮合变得容易和安全。

在本发明的一个方面，传动轴锁定装置被布置成至少在阻塞位置和打开位置锁定蝶板以防止蝶板旋转。

使蝶板能够被锁定在阻塞位置和打开位置是有利的，因为这使更加通用的阀和锁定系统成为实际。

在本发明的一个方面，传动装置包含手动操作手柄或马达。

蝶阀时常很大，或者至少很难操作，因此传动装置包含手动操作手柄或马达是有利的。

本发明还提供了一种可旋转锁定蝶阀的蝶板的方法，该方法包含以下步骤：

·通过操纵连接到蝶板的传动轴，将蝶板定位在特定位置，

·使锁定棘爪的棘爪啮合装置与传动轴的轴啮合装置啮合，

·通过单独的机械紧固装置将锁定棘爪固定在啮合位置。

将锁定棘爪固定在啮合位置是有利的，因为它确保了更安全的锁定，并减少了侧隙的风险。并且，通过单独的机械紧固装置来固定锁定棘爪是有利的，因为它们降低了错误操作的风险，并且能够使锁定棘爪能够始终被强制到啮合位置，从而进一步降低侧隙的风险。

在本发明的一个方面，当锁定棘爪被布置成与传动轴啮合时，该锁定棘爪通过阀壳中的棘爪孔插入，并且其中锁定棘爪通过径向延伸的棘爪孔径向插入。

将锁定棘爪径向地推到传动轴上是有利的，因为这样可以方便地啮合和分离，并且无论传动轴在哪个方向受到影响，锁止棘爪都将同样良好地锁定。

在本发明的一个方面，在锁定棘爪被布置成与传动轴啮合之前执行以下步骤：

·分离单独的机械紧固装置，以将锁定棘爪从分离位置松开，在该分离位置锁定棘爪主要从传动轴伸出，

·将锁定棘爪旋转180°，以使锁定棘爪主要朝传动轴方向延伸。

通过简单地分离及翻转它来啮合锁定棘爪以及通过单独的机械紧固装置来重新附接它是有利的，因为这使得能够快速、安全地操作锁定棘爪，并且能够方便地对传动轴锁定装置的状态进行视觉和触觉检测。

在本发明的一个方面，蝶阀是根据先前讨论的蝶阀中的任一种的蝶阀。

本发明还提供了根据先前讨论的蝶阀中的任一种的蝶阀阻止流体流过管道的应用。

根据先前讨论的蝶阀中的任一种的蝶阀阻止流体流过管道的应用是有利的，因为管道时常必须被打开或堵塞，因此根据本发明的蝶阀对我们是有利的。

附图说明

以下将参照附图以非限制性示例描述本发明的实施例，其中：

图1示出了一种蝶阀，如透视图所示，

图2示出了分离状态下的传动轴锁定装置的特写，如透视图所示，

图3示出了紧固装置分离的传动轴锁定装置，如透视图所示，

图4示出了锁定棘爪与紧固装置分离的传动轴锁定装置，如透视图所示，

图5示出了安装在啮合状态下的传动轴锁定装置，如透视图所示，

图6示出了通过图1和图2中所示的空闲状态下的传动轴锁定装置的从侧面观察到的横截面，以及

图7示出了通过图5中所示的啮合状态下的传动轴锁定装置的从侧面观察到的横截面。

具体实施方式

图1示出了蝶阀1，如透视图所示。

在本实施例中，蝶阀1包含悬挂在两侧但仅在一侧设有传动装置10的蝶板3。然而，在另一个实施例中，蝶板3可以在两侧设有传动装置10，或者蝶板3将仅悬挂在一侧，例如，如果传动装置10布置在蝶板3的上部而不是侧面。

在本实施例中，驱动装置10包含手柄17，其被布置成通过齿轮18作用于传动轴4上，在本例中是蜗轮。然而，在另一个实施例中，传动装置10可包含杠杆、驱动器、电机或其他装置和/或传动装置10可适合另一种方式(例如通过链条或皮带传动、行星齿轮、正齿轮或其他装置)和/或蝶阀1不包含齿轮18。

在该实施例中，蝶阀1显示为关闭状态，因为蝶板3基本上垂直，因此它靠在周围的阀壳2上的阀座上，从而阻止通过蝶板3覆盖的开口的流量。但是，如果将蝶板3旋转90度至基本上水平状态，阀1将完全打开。

图2示出了分离状态下的传动轴锁定装置5的特写，如透视图所示。

在本实施例中，传动轴锁定装置5包括两个单独的锁定棘爪6，每个锁定棘爪6由伸出棘爪杆13的安装底座12形成。然而，在另一实施例中，传动轴锁定装置5可包含另一数量的锁定棘爪6(例如一个、三个、四个或更多个)和/或锁定棘爪6可以以另一种方式形成，例如管、销、锥或其他。

在本实施例中，锁定棘爪6安装在棘爪杆13背离传动轴4的情况下，即，在本实施例中，传动轴锁定装置5显示为分离状态。在本实施例中，锁定棘爪6通过单独的机械紧固装置9可释放地连接到阀壳2上，该机械紧固装置9以螺栓的形式与阀壳2中的相应螺栓孔相啮合。然而，在另一个实施例中，锁定棘爪6可以在分离状态下以不同的方式连接到阀壳2上，例如通过钩、储箱、储孔或其他。

图3示出了紧固装置9分离的传动轴锁定装置5，如透视图所示，

在本实施例中，紧固装置9已经分离，以使锁定棘爪6可以被拆除。

图4示出了锁定棘爪6与紧固装置9分离的传动轴锁定装置5，如透视图所示。

在本实施例中，锁定棘爪6已转动180°，以使棘爪杆13朝向阀壳2中的棘爪孔11，从而朝向传动轴4。

图5示出了安装在啮合位置的传动轴锁定装置5，如透视图所示。

在本实施例中，锁定棘爪6已插入棘爪孔11中，以使棘爪杆13与传动轴4啮合，从而防止其旋转。为确保锁定棘爪6保持在与传动轴4的啮合状态，锁定棘爪6通过以从固定装置14突出的两个螺栓的形式(以孔的形式)的单独的机械紧固装置9可释放地固定在锁定棘爪6的安装底座12的两侧。然而，在另一实施例中，每个锁定棘爪6可通过另一数量的紧固装置9(例如一个、三个、四个或更多个)可释放地固定，和/或紧固装置9可以相对于锁定棘爪6以不同方式布置，例如单个居中布置的紧固装置9或其他。

在本实施例中，使用相同的紧固装置9将锁定棘爪6固定在啮合状态和分离状态，以减少零件数量并简化设计。然而，在另一实施例中，可以对每个状态使用不同的装置。

图6示出了通过图1和图2中所示的空闲状态下传动轴锁定装置5的从侧面观察到的横截面，图7示出了通过图5所示的啮合状态下传动轴锁定装置5的从侧面观察到的相同横截面。

在本实施例中，锁定棘爪6设有被布置成与轴啮合装置8相啮合的棘爪啮合装置7，其中棘爪啮合装置7是以棘爪杆13的平坦区域15(平坦端面)形式，轴啮合装置8是以传动轴4的相应平坦区域16的形式，如图7所示。然而，在另一实施例中，匹配的棘爪啮合装置7和轴啮合装置8可以以多种其他方式形成，以确保基本上无侧隙啮合。然而，应该指出的是，术语“平坦区域”在这里指的是至少在一个维度上的平坦。即如图2和图3所示，朝上的锁定棘爪6的向上的棘爪啮合装置7具有如从前面观察到的的弯曲横截面，但从如图6和7所示的侧面看，横截面是线性的，因此这样的锁定棘爪6还包含棘爪杆13，其具有以一维平坦区域15的形式的棘爪啮合装置7。

在本实施例中，阀壳2设有三个不同的棘爪孔11，因此，无论蝶板3处于关闭状态(如图6和图7所示)或处于打开状态，即旋转90°，使两个锁定棘爪6都可以与传动轴4啮合。然而，在另一实施例中，仅通过两个棘爪孔11可实现相同的效果，然后为传动轴4提供至少三个90°偏置的轴啮合装置8。

在本实施例中，未使用的棘爪孔11设有盲板19。

在本实施例中，棘爪孔11偏置90度，棘爪孔11形成为相对较宽的矩形孔。然而，在另一个实施例中，棘爪孔11可以以另一个角度偏移(例如45°、60°、180°或其他角度)和/或棘爪孔11可以形成有不同的横截面，例如椭圆形、方形、圆形或其他。

在本实施例中，棘爪孔11的横截面基本上对应于锁定棘爪6的横截面。然而，在另一个实施例中，仅棘爪孔11的部分横截面与锁定棘爪6的横截面相对应，例如，仅纵向和横向表面的部分。在本实施例中，棘爪孔11将容纳锁定棘爪6，以支撑锁定棘爪6，防止其在垂直于锁定棘爪6插入棘爪孔11中的方向的所有方向上的移动，以降低侧隙的风险。然而，在另一实施例中，棘爪孔11的横截面将大于锁定棘爪6的横截面，并且锁定棘爪6的位置将在使用期间通过机械紧固装置9、通过安装底座12、通过导销或其他或它们的任何组合来固定。

以上参照蝶阀1、传动轴锁定装置5、机械紧固装置9等的具体实例对本发明进行了例证。然而，应当理解，本发明不限于上述特定实施例，而是可以在权利要求所述的本发明范围内的多种多样的设计和改变。

列表

1、蝶阀

2、阀壳

3、可旋转蝶板

4、传动轴

5、传动轴锁定装置

6、锁定棘爪

7、棘爪啮合装置

8、轴啮合装置

9、机械紧固装置

10、传动装置

11、棘爪孔

12、安装底座

13、棘爪杆

14、固定装置

15、棘爪啮合装置的平坦区域

16、轴啮合装置的平坦区域

17、手柄

18、齿轮

19、盲板

Claims (18)

1.一种蝶阀(1)，包含，

阀壳(2)，

被布置成在阻塞位置与打开位置之间旋转的可旋转蝶板(3)，在所述阻塞位置，所述蝶板(3)阻止通过所述壳(2)的流体，在所述打开位置，所述蝶板(3)使流体能够通过所述壳(2)，

连接到所述蝶板(3)的传动轴(4)，并且通过所述传动轴(4)至少在一定程度上使所述蝶板(3)能够在所述阻塞位置和所述打开位置之间旋转，

传动轴锁定装置(5)，所述传动轴锁定装置(5)被布置成至少在所述阻塞位置或所述打开位置锁定所述蝶板(3)以防止所述蝶板(3)旋转，其中所述传动轴锁定装置(5)包含可移动锁定棘爪(6)，所述可移动锁定棘爪(6)包括被布置成与所述传动轴(4)的轴啮合装置(8)啮合的棘爪啮合装置(7)，其中所述锁定棘爪(6)通过单独的机械紧固装置(9)保持在所述啮合状态，所述机械紧固装置(9)被布置成可释放地固定所述锁定棘爪(6)，以形成无侧隙传动轴锁定装置(5)。

2.根据权利要求1所述的蝶阀(1)，其中，所述蝶阀(1)包含被布置成通过所述传动轴(4)来驱动所述蝶板(3)的旋转的传动装置(10)，并且其中所述传动轴锁定装置(5)被布置在所述蝶板(3)和所述传动装置(10)之间。

3.根据权利要求1或2所述的蝶阀(1)，其中，所述阀壳(2)包含棘爪孔(11)，其中所述锁定棘爪(6)的至少一部分被布置成与所述传动轴(4)啮合，并且其中所述棘爪孔(11)相对于所述传动轴(4)径向延伸。

4.根据权利要求3所述的蝶阀(1)，其中，所述棘爪孔(11)的横截面基本上对应于所述锁定棘爪(6)的横截面。

5.根据权利要求3或4所述的蝶阀(1)，其中，所述锁定棘爪(6)包含棘爪杆(13)从中突出的安装底座(12)，并且其中至少所述棘爪杆(13)被布置成延伸到所述棘爪孔(11)中，以与所述传动轴(4)啮合。

6.根据权利要求5所述的蝶阀(1)，其中，所述安装底座(12)包含固定装置(14)，所述固定装置(14)使所述单独的机械紧固装置(9)能够可释放地将所述锁定棘爪(6)固定在与所述传动轴(4)的所述啮合状态。

7.根据前述权利要求中任一项所述的蝶阀(1)，其中，所述棘爪啮合装置(7)和所述轴啮合装置(8)包含被布置成增加相互的无侧隙啮合的几何设计。

8.根据前述权利要求中任一项所述的蝶阀(1)，其中，所述棘爪啮合装置(7)包括平坦区域(15)，并且所述轴啮合装置(8)包括匹配的平坦区域(16)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的蝶阀(1)，其中，所述传动轴(4)包含与所述阻塞位置相对应的轴啮合装置(8)和与所述打开位置相对应的轴啮合装置(8)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的蝶阀(1)，其中，所述传动轴锁定装置(5)包含被布置成与至少两个轴啮合装置(8)啮合的至少两个单独的锁定棘爪(6)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的蝶阀(1)，其中，所述传动轴锁定装置(5)被布置成使得所述锁定棘爪(6)可以安装在所述锁定棘爪(6)不与所述传动轴(4)啮合的反向位置，并且其中所述锁定棘爪(6)通过所述单独的机械紧固装置(9)固定在该反向位置。

12.根据前述权利要求中任一项所述的蝶阀(1)，其中，所述传动轴锁定装置(5)被布置成至少在所述阻塞位置和所述打开位置锁定所述蝶板(3)以防止所述蝶板(3)旋转。

13.根据前述权利要求中任一项所述的蝶阀(1)，其中，所述传动装置(10)包含手动操作手柄(17)或马达。

14.一种用于可旋转地锁定蝶阀(1)的蝶板(3)的方法，所述方法包含以下步骤：

·通过操纵连接到所述蝶板(3)的传动轴(4)，将所述蝶板(3)定位在特定位置，

·使锁定棘爪(6)的棘爪啮合装置(7)与所述传动轴(4)的轴啮合装置(8)啮合，

·通过单独的机械紧固装置(9)将所述锁定棘爪(6)固定在所述啮合位置。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，当所述锁定棘爪(6)被布置成与所述传动轴(4)啮合时，所述锁定棘爪(6)通过所述阀壳(2)中的棘爪孔(11)插入，并且其中所述锁定棘爪(6)通过所述径向延伸棘爪孔(11)径向插入。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，在所述锁定棘爪(6)被布置成与所述传动轴(4)啮合之前执行以下步骤：

·分离所述单独的机械紧固装置(9)，以将所述锁定棘爪(6)从分离位置松开，在所述分离位置所述锁定棘爪(6)主要从所述传动轴(4)伸出，

·将所述锁定棘爪(6)旋转180°，以使所述锁定棘爪(6)主要朝所述传动轴(4)的方向延伸。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的方法，其中，所述蝶阀(1)是根据权利要求1-13中任一项所述的蝶阀(1)。

18.根据权利要求1-13中任一项所述的蝶阀(1)阻止流体流过管道的应用。

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