CN112871905B - 布袋除垢清管器 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道除垢装置领域，尤其涉及一种布袋除垢清管器，包括布袋式清管器、弹簧骨架式清管器、伞式阻力塞和拉绳，弹簧骨架式清管器位于布袋式清管器与伞式阻力塞之间，布袋式清管器与伞式阻力塞通过拉绳连接；布袋式清管器包括弹性布袋、刮垢钉、螺旋弹簧和弹性填充物，刮垢钉安装于弹性布袋的表面，刮垢钉在弹性布袋的表面呈轴向直线排列，所述的螺旋弹簧位于弹性布袋的内侧，螺旋弹簧经过每一个刮垢钉时均在刮垢钉上缠绕至少一圈，从而将刮垢钉通过螺旋弹簧固定，所述的弹性填充物填充于弹性布袋内，弹性布袋的两端封口；与现有技术相比较，本发明需要的射流水压更小，且一趟清洗管内垢，避免射流水的温度损失。

Description

布袋除垢清管器

技术领域

本发明属于管道除垢装置领域，尤其涉及一种布袋除垢清管器。

背景技术

长期使用的油田管道结垢严重，若不对其进行清洗除垢将影响生产效率。目前清洗油田管道的方式主要有物理清洗和化学清洗。其中，化学对管道的腐蚀严重，降低了管道的使用寿命。物理方法有两种，其中一种是空穴射流，空穴射流的除垢效果较好，但空穴射流需要的水压比较大，高压操作存在一定的安全隐患；另一种是利用射流加清管器刮除法进行清垢，但是清管器的直径是固定的，在管道内易卡阻，并且当结垢严重时，射流也需要很大的水压才能推动清管器前进，与空穴射流存在相同的安全隐患。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供一种布袋除垢清管器，本发明具备在管内不卡阻、射流水压低、一次除垢彻底的特点。

本发明提供的技术方案是：一种布袋除垢清管器，包括布袋式清管器、弹簧骨架式清管器、伞式阻力塞和拉绳，所述的弹簧骨架式清管器位于布袋式清管器与伞式阻力塞之间，布袋式清管器与伞式阻力塞通过拉绳连接，所述的拉绳从弹簧骨架式清管器中央穿过；所述的布袋式清管器包括弹性布袋、刮垢钉、螺旋弹簧和弹性填充物，所述的刮垢钉安装于弹性布袋的表面，刮垢钉在弹性布袋的表面呈轴向直线排列，在弹性布袋周向上，相邻刮垢钉之间的间距等于刮垢钉的直径，所述的螺旋弹簧位于弹性布袋的内侧，螺旋弹簧经过每一个刮垢钉时均在刮垢钉上缠绕至少一圈，从而将刮垢钉通过螺旋弹簧固定，所述的弹性填充物填充于弹性布袋内，弹性布袋的两端封口；所述的弹簧骨架式清管器包括刮垢钉和螺旋弹簧，所有的刮垢钉安装于同一虚拟的圆柱上，刮垢钉在虚拟圆柱的表面呈螺旋排列，在虚拟圆柱的截面向视图上，虚拟圆柱周向上的刮垢钉连续分布，从而在刮垢时环向无漏点，螺旋弹簧经过每一个刮垢钉时均在刮垢钉上缠绕至少一圈，从而将刮垢钉通过螺旋弹簧固定；所述的布袋式清管器及弹簧骨架式清管器中的螺旋弹簧的螺旋方向上均匀分布有向着径向凹陷的弯折；所述的伞式阻力塞包括伞骨A、伞骨B、滑套A、滑套B和伞杆，所述的滑套A和滑套B滑动套装于伞杆上，所述的伞骨A一端铰接于滑套A上，伞骨B一端铰接于滑套B上，伞骨A自由端与伞骨B自由端铰接，伞骨A与伞骨B外侧固接有伞布，从而滑套A或者滑套B沿着伞杆的滑动使伞布撑起形成阻塞作用或者使伞布向着贴靠伞杆方向收拢阻塞解除。

进一步的，所述的伞式阻力塞还包括滑套C和撑杆，所述的滑套C滑动安装于滑套A和滑套B之间的伞杆上，撑杆一端铰接于滑套C上，撑杆的另一端铰接于伞骨B的中部，所述的拉绳穿过伞骨B外侧的伞布后与滑套C固定连接；滑套A滑动段对应的伞杆上设置有对滑套A向着复位套方向滑行限位的斜卡销A，滑套B滑动段对应的伞杆上设置有对滑套B向着布袋式清管器方向滑行限位的斜卡销B，所述的伞杆为中空的筒状结构，斜卡销A对应的伞杆内设置有顶开弹簧A，在顶开弹簧A的弹性作用下，斜卡销A具有伸出伞杆的趋势,斜卡销B对应的伞杆内设置有顶开弹簧B，在顶开弹簧B的弹性作用下，斜卡销B具有伸出伞杆的趋势；伞杆内还设置有杠杆一、杠杆二、杠杆三和杠杆四，四者依次排列，每根杠杆的中部分别通过销轴固定连接在伞杆上，其中杠杆一的一端与斜卡销A固定连接，杠杆一的另一端搭放于杠杆二的一端上，杠杆二的另一端与斜卡销B固接，杠杆三的一端搭放于所述的斜卡销B上，杠杆三的另一端搭放于杠杆四一端的上方，杠杆四另一端向下倾斜，靠近布袋式清管器的伞杆一端滑动插装有触发杆，伞杆端部旋接有堵头，所述的触发杆从堵头的中央穿过后伸出堵头外部，触发杆与堵头间隙配合，触发杆与伞杆之间设置有替换项目，在替换项目的弹力作用下，触发杆具有远离杠杆四的趋势。

进一步的，远离布袋式清管器的伞杆一端固接有复位套，所述的复位套与滑套A之间的伞杆上套装有阻力塞复位弹簧，阻力塞复位弹簧分别与复位套和滑套A固定连接，当滑套A远离复位套时，阻力塞复位弹簧具有将滑套A拉向复位套的趋势。

进一步的，所述的伞骨A和伞骨B的数量相同，分别不少于8根，伞布撑开时，伞骨与伞杆之间的夹角不大于60度。

进一步的，所述的伞布由防水材质制成。

进一步的，所述的复位套螺纹连接在伞杆上。

进一步的，所述的螺旋弹簧的径向凹陷弯折的深度不小于螺旋弹簧半径的2/5。

进一步的，所述的杠杆四的向下倾斜端为圆弧。

本发明的有益效果为：

(1)本发明中布袋式清管器先将管内结垢刮出几道沟，弹簧骨架式清管器在将剩余的结垢刮掉，二者交替前进，交替前进具有两方面的有益效果：第一，交替前进使得每个清管器需要克服的阻力减半，从而降低推动二者前进的射流水压，从而规避高压射流存在的潜在危险；第二，二者交替前进一次通过清除结垢，与单独使用布袋式清管器相比较，能够避免射流水的温度损失，且无需停泵，操作简化。

(2)本发明中伞式阻力塞能够在拉绳具有拉力的情况下自动撑开，也能够在撞击到布袋式清管器后自动收拢，完全通过机械结构实现开关，可反复操作；撑开后的伞式阻力塞可推动弹簧骨架式清管器前进，从而使弹簧骨架式清管器起到刮削作用。

(3)本发明中布袋式清管器、弹簧骨架式清管器、伞式阻力塞均能够遇阻内收，不卡阻。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中A-A处的向视图。

图3是本发明中伞式阻力塞的结构示意图。

图4是本发明中伞式阻力塞中伞杆剖面图。

图5是图3中B-B处的向视图。

图中：1、布袋式清管器；2、拉绳；3、弹簧骨架式清管器；4、伞式阻力塞；101、刮垢钉；102、弹性布袋；103、螺旋弹簧；104、弹性填充物；401、伞骨A；402伞骨B；403、滑套A；404、滑套B；405、伞杆；406、撑杆；407、滑套C；408、阻力塞复位弹簧；409、复位套；410、斜卡销A；411、杠杆一；412、杠杆二；413、斜卡销B；414、杠杆三；415、杠杆四；416、触发杆；417、替换项目；418、堵头；419、顶开弹簧B；420、顶开弹簧A；421、伞布。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

本实施例包括布袋式清管器1、弹簧骨架式清管器3、伞式阻力塞4和拉绳2，所述的弹簧骨架式清管器3位于布袋式清管器1与伞式阻力塞4之间，布袋式清管器1与伞式阻力塞4通过拉绳2连接，所述的拉绳2从弹簧骨架式清管器3中央穿过；

布袋式清管器1具有阻挡水流的效果，所以射流水会推动布袋式清管器1前进，将管内结垢刮出几道沟，由于弹簧骨架式清管器3不具有阻挡水流的效果，所以在伞式阻力塞4收拢的状态下，只有布袋式清管器1前进。在布袋式清管器1前进过程中，拉绳2由无拉力到具有一定拉力，拉力拉动伞式阻力塞4，而弹簧骨架式清管器3受到结垢的阻挡，相对布袋式清管器1的前进距离来说，其前进距离可忽略，弹簧骨架式清管器3对伞式阻力塞4的前进产生阻力，拉力与阻力的双重作用使伞式阻力塞4撑开，截住大部分的水流，使水流推力作用在伞式阻力塞4上，推动伞式阻力塞4前进，从而推动弹簧骨架式清管器3前进，将布袋式清管器1清理剩余的结垢刮掉。

布袋式清管器1与弹簧骨架式清管器3交替前进具有两方面的有益效果：第一，交替前进使得每个清管器需要克服的阻力减半，从而降低推动二者前进的射流水压，从而规避高压射流存在的潜在危险；第二，二者交替前进一次通过清除结垢，与单独使用布袋式清管器1相比较，能够避免射流水的温度损失，且无需停泵，操作简化。

如图2所示，所述的布袋式清管器1包括弹性布袋102、刮垢钉101、螺旋弹簧103和弹性填充物104；所述的刮垢钉101安装于弹性布袋102的表面，刮垢钉101在弹性布袋102的表面呈轴向直线排列，在弹性布袋102周向上，相邻刮垢钉101之间的间距等于刮垢钉101的直径，所有布袋式清管器1通过后将管内结垢刮出几道沟，沟的宽度与剩余结垢的宽度相等。

所述的螺旋弹簧103位于弹性布袋102的内侧，螺旋弹簧103经过每一个刮垢钉101时均在刮垢钉101上缠绕至少一圈，从而将刮垢钉101通过螺旋弹簧103固定，布袋式清管器1中的螺旋弹簧103的螺旋方向上均匀分布有向着径向凹陷的弯折，从而使螺旋弹簧103在径向上具有一定的收缩性，当布袋式清管器1在管内遇阻时，螺旋弹簧103径向的收缩可使布袋式清管器1顺利解卡。

所述的弹性填充物104填充于弹性布袋102内，弹性布袋102的两端封口；布袋式清管器1由于具有弹性布袋102和内部的弹性填充物104，从而面对射流水时，形成一定的阻力，使射流水能够推动布袋式清管器1前进。

所述的弹簧骨架式清管器3包括刮垢钉101和螺旋弹簧103，所有的刮垢钉101安装于同一虚拟的圆柱上，刮垢钉101在虚拟圆柱的表面呈螺旋排列，在虚拟圆柱的截面向视图上，虚拟圆柱周向上的刮垢钉101连续分布，从而在刮垢时环向无漏点，螺旋弹簧103经过每一个刮垢钉101时均在刮垢钉101上缠绕至少一圈，从而将刮垢钉101通过螺旋弹簧103固定；弹簧骨架式清管器3中的螺旋弹簧103的螺旋方向上均匀分布有向着径向凹陷的弯折。

弹簧骨架式清管器3在结构上与布袋式清管器1不同之处有两点：首先，弹簧骨架式清管器3上刮垢钉101呈螺纹排列，弹簧骨架式清管器3前进过程中，刮垢无漏点，即能将布袋式清管器1刮剩的垢全部刮除；其次，弹簧骨架式清管器3没有弹性布袋102和弹性填充物104，不需要形成阻力。

所述的伞式阻力塞4包括伞骨A401、伞骨B402、滑套A403、滑套B404和伞杆405，所述的滑套A403和滑套B404滑动套装于伞杆405上，所述的伞骨A401一端铰接于滑套A403上，伞骨B402一端铰接于滑套B404上，伞骨A401自由端与伞骨B402自由端铰接，伞骨A401与伞骨B402外侧固接有伞布421，从而滑套A403或者滑套B404沿着伞杆405的滑动使伞布421撑起形成阻塞作用或者使伞布421向着贴靠伞杆405方向收拢阻塞解除。

所述的伞式阻力塞4还包括滑套C407和撑杆406，所述的滑套C407滑动安装于滑套A403和滑套B404之间的伞杆405上，撑杆406一端铰接于滑套C407上，撑杆406的另一端铰接于伞骨B402的中部，所述的拉绳2穿过伞骨B402外侧的伞布421后与滑套C407固定连接；滑套A403滑动段对应的伞杆405上设置有对滑套A403向着复位套409方向滑行限位的斜卡销A410，滑套B404滑动段对应的伞杆405上设置有对滑套B404向着布袋式清管器1方向滑行限位的斜卡销B413，所述的伞杆405为中空的筒状结构，斜卡销A410对应的伞杆405内设置有顶开弹簧A420，在顶开弹簧A420的弹性作用下，斜卡销A410具有伸出伞杆405的趋势,斜卡销B413对应的伞杆405内设置有顶开弹簧B419，在顶开弹簧B419的弹性作用下，斜卡销B413具有伸出伞杆405的趋势；伞杆405内还设置有杠杆一411、杠杆二412、杠杆三414和杠杆四415，四者依次排列，每根杠杆的中部分别通过销轴固定连接在伞杆405上，其中杠杆一411的一端与斜卡销A410固定连接，杠杆一411的另一端搭放于杠杆二412的一端上，杠杆二412的另一端与斜卡销B413固接，杠杆三414的一端搭放于所述的斜卡销B413上，杠杆三414的另一端搭放于杠杆四415一端的上方，杠杆四415另一端向下倾斜，靠近布袋式清管器1的伞杆405一端滑动插装有触发杆416，伞杆405端部旋接有堵头418，所述的触发杆416从堵头418的中央穿过后伸出堵头418外部，触发杆416与堵头418间隙配合，触发杆416与伞杆405之间设置有替换项目417，在替换项目417的弹力作用下，触发杆416具有远离杠杆四415的趋势。

远离布袋式清管器1的伞杆405一端固接有复位套409，所述的复位套409与滑套A403之间的伞杆405上套装有阻力塞复位弹簧408，阻力塞复位弹簧408分别与复位套409和滑套A403固定连接，当滑套A403远离复位套409时，阻力塞复位弹簧408具有将滑套A403拉向复位套409的趋势。

所述的伞骨A401和伞骨B402的数量相同，分别不少于8根，伞布421撑开时，伞骨与伞杆405之间的夹角不大于60度，伞骨的撑开角度大于60度易形成不稳定性，使伞式阻力塞4的强度降低。

所述的伞布421由防水材质制成，因此阻水效果更好。

所述的复位套409螺纹连接在伞杆405上，从而可调节伞式阻力塞4的复位位置。

所述的螺旋弹簧103的径向凹陷弯折的深度不小于螺旋弹簧103半径的2/5，从而保证螺旋弹簧103的径向收缩量足够大。

所述的杠杆四415的向下倾斜端为圆弧，圆弧的背面与触发杆416抵靠，从而避免触发杆416与杠杆四415卡在一起。

本发明清管除垢的过程是：

首先，清理掉管一端的垢，长度约10cm，将本发明中的布袋式清管器1率先放入管内，将管与射流装置连接，向管内射流推动布袋式清管器1前进约40cm后，拆卸射流装置，将弹簧骨架式清管器3和伞式阻力塞4依次装入管内，此时的伞式阻力塞4处于收拢状态，伞式阻力塞4位于管口的清理出来的10cm清洁区，拉绳2连接在布袋式清管器1与伞式阻力塞4之间，再次连接射流装置，向管内射流；射流后布袋式清管器1阻挡水流，水流推动其前进，在前进过程中，将管内结垢刮出几道，前进到一定距离后，拉绳2由松变直产生拉力，拉力拉动伞式阻力塞4，而弹簧骨架式清管器3受到结垢的阻挡，相对布袋式清管器1的前进距离来说，其前进距离可忽略，弹簧骨架式清管器3对伞式阻力塞4的前进产生阻力，拉力与阻力的双重作用使伞式阻力塞4撑开。撑开的过程是：伞式阻力塞4中的滑套C407受拉力前进，撑杆406将伞式阻力塞4稍微向外撑开一点，在射流水的推力作用下，撑开一点的伞式阻力塞4受到阻力，该部分阻力使得滑套A403滑动，滑套A403顺着射流方向滑动，滑动距离越大，伞式阻力塞4撑开面积越大，阻力也就越大，阻力越大推动滑套A403的推力越大，而滑动滑套B404受到斜卡销B413的限位不动，所以先由拉绳2拉力引起的伞式阻力塞4中部形成凸起，在结合射流推力，推动滑套A403最终将伞式阻力塞4撑开最大，伞式阻力塞4撑开后截住大部分的水流，使阻力由前端(布袋式清管器1)移动到后端(伞式阻力塞4)，推动伞式阻力塞4前进，从而推动弹簧骨架式清管器3前进，将布袋式清管器1刮削剩余的垢刮掉，弹簧骨架式清管器3前进的过程中，布袋式清管器1不动，二者交替前进。

当伞式阻力塞4与弹簧骨架式清管器3移动撞击到布袋式清管器1时，即伞式阻力塞4的触发杆416撞击到布袋式清管器1以后，触发杆416撞击到杠杆四415，通过杠杆的原理可知两个斜卡销同时收缩到伞杆405内，滑套B404及滑套A403的限位解除，从而在射流压力下伞式阻力塞4快速收拢，使阻力重新切换回到前端的布袋式清管器1上。伞式阻力塞4收缩以后，在伞式阻力塞4复位弹簧的拉力作用下，滑套B404拉回至斜卡销B413的下游，使下一次伞式阻力塞4撑开时斜卡销B413扔对滑套B404限位，保证伞式阻力塞4撑开是滑套A403的轴向运动的结果。

本发明中伞式阻力塞能够在拉绳具有拉力的情况下自动撑开，也能够在撞击到布袋式清管器后自动收拢，完全通过机械结构实现开关，可反复操作；撑开后的伞式阻力塞可推动弹簧骨架式清管器前进，从而使弹簧骨架式清管器起到刮削作用。

本发明中布袋式清管器、弹簧骨架式清管器、伞式阻力塞均能够遇阻内收，不卡阻。

Claims (6)

1.一种布袋除垢清管器，其特征在于：包括布袋式清管器（1）、弹簧骨架式清管器（3）、伞式阻力塞（4）和拉绳（2），所述的弹簧骨架式清管器（3）位于布袋式清管器（1）与伞式阻力塞（4）之间，布袋式清管器（1）与伞式阻力塞（4）通过拉绳（2）连接，所述的拉绳（2）从弹簧骨架式清管器（3）中央穿过；

所述的布袋式清管器（1）包括弹性布袋（102）、刮垢钉（101）、螺旋弹簧（103）和弹性填充物（104），所述的刮垢钉（101）安装于弹性布袋（102）的表面，刮垢钉（101）在弹性布袋（102）的表面呈轴向直线排列，在弹性布袋（102）周向上，相邻刮垢钉（101）之间的间距等于刮垢钉（101）的直径，所述的螺旋弹簧（103）位于弹性布袋（102）的内侧，螺旋弹簧（103）经过每一个刮垢钉（101）时均在刮垢钉（101）上缠绕至少一圈，从而将刮垢钉（101）通过螺旋弹簧（103）固定，所述的弹性填充物（104）填充于弹性布袋（102）内，弹性布袋（102）的两端封口；

所述的弹簧骨架式清管器（3）包括刮垢钉（101）和螺旋弹簧（103），所有的刮垢钉（101）安装于同一虚拟的圆柱上，刮垢钉（101）在虚拟圆柱的表面呈螺旋排列，在虚拟圆柱的截面向视图上，虚拟圆柱周向上的刮垢钉（101）连续分布，从而在刮垢时环向无漏点，螺旋弹簧（103）经过每一个刮垢钉（101）时均在刮垢钉（101）上缠绕至少一圈，从而将刮垢钉（101）通过螺旋弹簧（103）固定；

所述的布袋式清管器（1）及弹簧骨架式清管器（3）中的螺旋弹簧（103）的螺旋方向上均匀分布有向着径向凹陷的弯折；

所述的伞式阻力塞（4）包括伞骨A（401）、伞骨B、滑套A（403）、滑套B（404）和伞杆（405），所述的滑套A（403）和滑套B（404）滑动套装于伞杆（405）上，所述的伞骨A（401）一端铰接于滑套A（403）上，伞骨B一端铰接于滑套B（404）上，伞骨A（401）自由端与伞骨B自由端铰接，伞骨A（401）与伞骨B外侧固接有伞布（421），从而滑套A（403）或者滑套B（404）沿着伞杆（405）的滑动使伞布（421）撑起形成阻塞作用或者使伞布（421）向着贴靠伞杆（405）方向收拢阻塞解除；

所述的伞式阻力塞（4）还包括滑套C（407）和撑杆（406），所述的滑套C（407）滑动安装于滑套A（403）和滑套B（404）之间的伞杆（405）上，撑杆（406）一端铰接于滑套C（407）上，撑杆（406）的另一端铰接于伞骨B的中部，所述的拉绳（2）穿过伞骨B外侧的伞布（421）后与滑套C（407）固定连接；

滑套A（403）滑动段对应的伞杆（405）上设置有对滑套A（403）向着复位套（409）方向滑行限位的斜卡销A（410），滑套B（404）滑动段对应的伞杆（405）上设置有对滑套B（404）向着布袋式清管器（1）方向滑行限位的斜卡销B（413），所述的伞杆（405）为中空的筒状结构，斜卡销A（410）对应的伞杆（405）内设置有顶开弹簧A（420），在顶开弹簧A（420）的弹性作用下，斜卡销A（410）具有伸出伞杆（405）的趋势,斜卡销B（413）对应的伞杆（405）内设置有顶开弹簧B（419），在顶开弹簧B（419）的弹性作用下，斜卡销B（413）具有伸出伞杆（405）的趋势；伞杆（405）内还设置有杠杆一（411）、杠杆二（412）、杠杆三（414）和杠杆四（415），四者依次排列，每根杠杆的中部分别通过销轴固定连接在伞杆（405）上，其中杠杆一（411）的一端与斜卡销A（410）固定连接，杠杆一（411）的另一端搭放于杠杆二（412）的一端上，杠杆二（412）的另一端与斜卡销B（413）固接，杠杆三（414）的一端搭放于所述的斜卡销B（413）上，杠杆三（414）的另一端搭放于杠杆四（415）一端的上方，杠杆四（415）另一端向下倾斜，靠近布袋式清管器（1）的伞杆（405）一端滑动插装有触发杆（416），伞杆（405）端部旋接有堵头（418），所述的触发杆（416）从堵头（418）的中央穿过后伸出堵头（418）外部，触发杆（416）与堵头（418）间隙配合，触发杆（416）与伞杆（405）之间设置有替换项目（417），在替换项目（417）的弹力作用下，触发杆（416）具有远离杠杆四（415）的趋势；

远离布袋式清管器（1）的伞杆（405）一端固接有复位套（409），所述的复位套（409）与滑套A（403）之间的伞杆（405）上套装有阻力塞复位弹簧（408），阻力塞复位弹簧（408）分别与复位套（409）和滑套A（403）固定连接，当滑套A（403）远离复位套（409）时，阻力塞复位弹簧（408）具有将滑套A（403）拉向复位套（409）的趋势。

2.根据权利要求1所述的一种布袋除垢清管器，其特征在于：所述的伞骨A（401）和伞骨B的数量相同，分别不少于8根，伞布（421）撑开时，伞骨与伞杆（405）之间的夹角不大于60度。

3.根据权利要求1所述的一种布袋除垢清管器，其特征在于：所述的伞布（421）由防水材质制成。

4.根据权利要求1所述的一种布袋除垢清管器，其特征在于：所述的复位套（409）螺纹连接在伞杆（405）上。

5.根据权利要求1所述的一种布袋除垢清管器，其特征在于：所述的螺旋弹簧（103）的径向凹陷弯折的深度不小于螺旋弹簧（103）半径的2/5。

6.根据权利要求1所述的一种布袋除垢清管器，其特征在于：所述的杠杆四（415）的向下倾斜端为圆弧。

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