CN114963018A - 间歇输送管路的流体添加装置及间歇输送管路系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种间歇输送管路的流体添加装置，其包括主体、液控单向阀和压力调节单向阀。主体内形成有容置腔。液控单向阀设置于主体，液控单向阀包括控制活塞、弹性件和单向阀体。处于初始位置的控制活塞能够将间歇输送管路分割为上游支路和下游支路，且控制活塞能够被上、下游支路的压力差控制离开初始位置到达导通位置。弹性件能够使控制活塞复位至初始位置。单向阀体能够控制下游支路至容置腔单向导通，且导通位置的控制活塞也能够触动单向阀体动作，使容置腔与下游支路导通。压力调节单向阀另行接入容置腔和上游支路之间，能够控制上游支路至容置腔的单向导通。上述结构无需提供外界动力，可长期持续间歇工作，维护成本低，占用空间小。

Description

间歇输送管路的流体添加装置及间歇输送管路系统

技术领域

本申请涉及一种间歇输送管路设备，特别涉及一种间歇输送管路的流体添加装置。本申请还涉及一种间歇输送管路系统。

背景技术

间歇输送管路在各个领域中都有应用，且在一些情况中，都有在间歇输送管路中添加其他流体的需求。

以水处理领域举例，水处理剂是指为了除去水中的大部分有害物质(如腐蚀物、金属离子、污垢及微生物等)，以得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品。对于不同的使用目的和处理对象,要求不同的水处理剂。其中，对于间歇性工况的水处理领域，例如但不局限于民用用水净水工况，通常选择的水处理剂有固体添加剂和液体添加剂，

固体添加剂由于选材限制，其易溶成分在间歇工况很容易溶解过度，造成出水水质问题，其难溶组分多为效率不高的材料或者价格昂贵。行业内通常使用FOF(法欧孚)阻垢、改性岩石粉作为再矿化材料。这些添加剂价格高昂、效果欠佳。

液体添加剂应用范围广，比如反渗透膜阻垢剂、杀菌灭藻剂等。然而一般情况下，液体添加剂的添加装置多为动力式或者使用大体积复杂结构的定比混合器，这些部件的成本很高，在间歇工况需要连续运行的情况下，现有液体添加剂的添加装置不能满足低成本、小体积实现定速加投的需求。

申请内容

针对上述问题，本申请公开了一种间歇输送管路的流体添加装置，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

本申请还公开了一种具有上述流体添加装置的间歇输送管路。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请提供了一种间歇输送管路的流体添加装置，其包括主体、液控单向阀和压力调节单向阀。主体内形成有容置腔。液控单向阀设置于主体，液控单向阀包括控制活塞、弹性件和单向阀体。控制活塞能够相对于主体从一初始位置移动到一导通位置，处于初始位置的控制活塞能够将间歇输送管路分割为上游支路和下游支路，且控制活塞能够被上、下游支路的压力差控制离开初始位置到达导通位置。弹性件能够使控制活塞复位至初始位置。单向阀体能够控制下游支路至容置腔单向导通，且导通位置的控制活塞也能够触动单向阀体动作，使容置腔与下游支路导通。压力调节单向阀另行接入容置腔和上游支路之间，能够控制上游支路至容置腔的单向导通。

上述间歇输送管路的流体添加装置的结构简单，可利用间歇输送管路在间歇工况时的内部压力变化，来控制添加容置腔内的添加流体，该过程无需提供外界动力，节省能源，可长期持续工作，维护成本低，整体结构简单，占用空间小。

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，主体形成有进液通道、出液通道和导通腔。进液通道能够联通上游支路，出液通道能够联通下游支路，导通腔能够导通进液通道和出液通道，导通腔在进液通道的相对侧还开设有联通至容置腔的添加通道。液控单向阀的单向阀体能够从容置腔侧封闭添加通道。液控单向阀的控制活塞包括设置于导通腔的活塞主体、和能够伸入添加通道内的活塞杆，活塞主体在上、下游支路的压力差作用下能够离开其初始位置，以带动活塞杆移动至触发位置，触发位置的活塞杆能够触动单向阀体打开添加通道。

在主体内构建进液通道、出液通道、导通腔和添加通道，使整体结构更加紧凑，且使进液通道和添加通道分别位于导通腔的两侧相对设置，可以在具备上下游支路压力差的情况下，最大程度的利用上游支路内的流体对活塞主体的冲击力。

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，主体内还形成有压力调节通道，其联通进液通道和容置腔，压力调解单向阀控制压力调节通道至容置腔的单向导通。上述设计同样可以使整体结构更紧凑

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，容置腔内设置有能够在压力作用下储存弹性势能的弹性体。以提高容置腔向下游支路提供添加流体时的内部压力。

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，用于与下游支路导通的容置腔的开口位置设置有滤膜装置。用于防止容置腔内的颗粒物进入下游支路，即可保护液控单向阀，又可精确控制流体添加浓度。

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，用于与下游支路导通的容置腔的开口位置设置有节流装置，以使每次间歇工况时流入下游支路的添加流体是基本恒定等量。

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，节流装置为毛细管道、针型阀、截止阀、球阀或隔膜阀。

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，容置腔开设有加料口。

在间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式中，容置腔内还设置有柔性囊，柔性囊一端连接加料口，另一端连接容置腔用于与下游支路导通的开口。柔性囊能够分隔流体，防止在容置腔内发生不必要的化学反应。

本申请还提供了一种间歇输送管路系统，其包括间歇输送管路和上述流体添加装置。处于初始位置的控制活塞能够将间歇输送管路分割为上游支路和下游支路，单向阀体能够控制下游支路至容置腔的单向导通。上游支路与下游支路的压力差能够控制控制活塞离开初始位置到达导通位置，且导通位置的控制活塞也能够触动单向阀体动作，使容置腔与下游支路导通。压力调节单向阀另行接入容置腔和上游支路之间，能够控制上游支路至容置腔的单向导通。

间歇输送管路系统可利用间歇输送管路在间歇工况时的内部压力变化，来控制添加容置腔内的添加流体，该过程无需提供外界动力，节省能源，可长期持续工作，维护成本低，整体结构简单，占用空间小。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1用以说明间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式的结构示意图、及用以说明间歇输送管路系统的一种示意性实施方式的结构示意图

图2是图1所示的流体添加装置的液控单向阀在另一工作状态下的局部结构示意图。

图3用以说明间歇输送管路的流体添加装置的另一种示意性实施方式的结构示意图、及用以说明间歇输送管路系统的一种示意性实施方式的结构示意图。

标号说明：

10 壳体

12 容置腔

121 容置腔用于与下游支路导通的开口

122 弹性体

123 滤膜装置

125 加料口

126 柔性囊

14 液控单向阀

142 弹性件

143 活塞主体

144 控制活塞

145 活塞杆

146 单向阀体

162 进液通道

164 出液通道

165 添加通道

166 导通腔

168 压力调节通道

18 压力调节单向阀

20 间歇输送管路

22 上游支路

24 下游支路

242 控制阀

30 颗粒物

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本申请相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

各附图中，虚线箭头表示的是流体流动方向，实线箭头表示的机械结构的移动方向。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1用以说明间歇输送管路的流体添加装置的一种示意性实施方式的结构示意图。其中间歇输送管路是指可被间歇开闭以根据需要间歇提供流体的管路，间歇输送管路在关闭后，因流体没有流出，其内部的流体压力会逐渐升高，而在开合流体流出后，其内部上下游之间的流体压力会出现落差。本申请的流体添加装置就是利用了间歇输送管路内部流体压力的变化来完成流体添加工作的，其结构简单，设计巧妙，无需额外动力装置。

具体来说，图1中的上游支路22和下游支路24的组合构成了间歇输送管路20，一般情况下，在下游支路24的终端或其他位置设置有控制整个间歇输送管路20导通的控制阀242，通过开启和关闭该控制阀242，可控制间歇输送管路20内流体的间歇输送。

本领域技术人员可以理解，间歇输送管路内输送的流体状态可以是气体、液体或气液混合状态的流体，其中，液体可以是间歇工况中通常输送的油、水等，尤其是在水处理领域中，流体添加装置可以作为水处理剂的添加设备，具有非常高的实用价值。

图1所示的间歇输送管路的流体添加装置包括有主体10，主体内形成有容置腔12，容置腔12内存放有用于添加至间歇输送管路内的待添加流体，如在水处理系统中，待添加的水处理剂就存放于容置腔12内。

流体添加装置还包括有设置于主体10的液控单向阀14，其具体结构也可以同时参见图2，液控单向阀14包括控制活塞144和弹性件142，控制活塞144能够移动的设置于主体，以相对于主体10从一初始位置(图1所示位置)移动到一导通位置(图2所示位置)。弹性件142能够使控制活塞144复位至初始位置。图中所示的弹性件142为弹簧，当然根据设计需要的不同，弹性件142也可以采用其他弹性结构替代，只要其弹性恢复力可以使控制活塞144具有向其初始位置复位的趋势即可。

处于图1所示初始位置的控制活塞144能够将间歇输送管路20分隔为上游支路22和下游支路24，即处于初始位置的控制活塞144的上游为上游支路22，上游为下游支路24。当操作下游的控制阀242开启间歇输送管路20时，下游支路24的流体流出，造成上下游之间的压力差，上游支路22的流体会推动控制活塞144沿图1所示的实线箭头方向移动，离开其初始位置。此过程中弹性件142储存弹性势能，在当操作下游的控制阀242关闭间歇输送管路20时，上下游之间的压力逐渐趋向一致，弹性件142会释放存储的弹性势能使控制活塞144复位至初始位置。可见，上述结构设计中，可以使控制活塞的动作与间歇输送管路的间歇工况相配合。

图1和图2所示的液控单向阀14还包括有单向阀体146，该单向阀体146能够控制下游支路24至容置腔12之间的单向导通，即在没有外力干扰的情况下，仅允许在下游支路24内的流体压力大于容置腔12内的流体压力时，单向阀体146才会动作导通下游支路24和容置腔12，仅允许下游支路24内的流体导通流入容置腔12。

然而液控单向阀14的控制活塞14对单向阀体146是具有外力干扰的，当控制活塞14在上、下游支路压力差的作用下离开其图1的初始位置后，是可以达到图2所示的导通位置的，处于导通位置的控制活塞14因位置上的变化会外力触发单向阀体146动作，使容置腔12与下游支路24导通，此时如果容置腔12内的流体压力大于下游支路24内的流体压力，容置腔12内的存储的流体，如水处理剂可以进入到下游支路24。可见，上述结构设计中，与间歇输送管路20的间歇工况相配合的控制活塞144的动作，可联动单向阀体146的动作，使容置腔12与下游支路24的导通与间歇工况发生联动。

间歇输送管路的流体添加装置还包括有压力调节单向阀18，压力调节单向阀18另行接入容置腔12和上游支路22之间，即压力调节单向阀18通过其他通道连接容置腔12和上游支路22，并能够控制上游支路22至容置腔12的单向导通，压力调节单向阀18不会受其他外力影响，所以仅会在上游支路内的流体压力大于容置腔12内的流体压力时，动作导通上游支路22和容置腔12。

至此，间歇输送管路的流体添加装置可通过上述结构完成间歇工况下的流体添加动作：

首先，如图1所示，在未开启下游支路24的控制阀242的情况下，整个间歇输送管路20属于静态状态，其内部压力属于平衡状态，如果此时容置腔12内压力小于间歇输送管路20内部的压力，在压力调节单向阀18的作用下，间歇输送管路20内的流体能够流入到容置腔12内，使容置腔12内部的压力增大，与当前情况下的间歇输送管路20内的压力几乎一致，即和上游支路22和下游支路24的压力基本一致。

然后，开启下游支路24的控制阀242，间歇输送管路20内的流体在压力作用下开始流动，下游支路24的流体压力会减小，使上游支路22和下游支路24之间出现压力差，驱动控制活塞144沿实线箭头方向离开图1所示的初始位置达到图2所示的导通位置，控制活塞144会触动单向阀体146动作，使容置腔12与下游支路24导通，此时由于下游支路24的流体压力相对减小，容置腔12内存储的添加流体会流向下游支路24并跟随流出。直到关闭下游支路24的控制阀242，恢复到之前的状态，如此反复，使容置腔12内的添加流体每次都能随着间歇工况的开启而添加至下游支路24内。

需要注意的是，在在未开启下游支路24的控制阀242的情况下，由于液控单向阀14的单向阀体146的下游支路侧的压力也可能大于容置腔12内的压力，下游支路146内的部分液体也可能通过单向阀体146进入到容置腔12内，该过程并不影响容置腔12内流体后续添加至下游支路146的过程。当然在一种较佳的实施方式中，可以增大单向阀体146的动作阻力，使间歇输送管路20内部压力大于容置腔12时，不能克服单向阀体146的动作阻力，而仅能从压力调节单向阀18一侧进入到容置腔12，这样容置腔12内的流体路径比较统一，更容易使容置腔12内预存的添加流体流入至下游支路24。

上述间歇输送管路的流体添加装置的结构简单，可利用间歇输送管路在间歇工况时的内部压力变化，来控制添加容置腔12内的添加流体，该过程无需提供外界动力，节省能源，可长期持续工作，维护成本低，整体结构简单，占用空间小。

图1和图2所示的间歇输送管路的流体添加装置的实施方式中，主体10还形成有能够联通间歇输送管路20上游支路22的进液通道162、能够联通下游支路24的出液通道164、和能够导通进液通道162和出液通道164的导通腔166。导通腔166在进液通道164相对侧还开设有联通至容置腔12的添加通道165。

其中，液控单向阀14的单向阀体146能够从容置腔12侧封闭添加通道165，以控制下游支路24至容置腔12的单向导通。如图2所示，液控单向阀14的控制活塞144包活塞主体143和活塞杆145，活塞主体143设置于导通腔166，活塞杆145能够伸入至添加通道165之内。

活塞主体143在上述上、下游支路的压力差作用下能够离开其初始位置，以带动活塞杆145移动至触发位置，处于触发位置的活塞杆145能够触动单向阀体146打开添加通道165。

上述结构中，在主体内构建进液通道162、出液通道164、导通腔166和添加通道165，使整体结构更加紧凑，且使进液通道162和添加通道165分别位于导通腔166的两侧相对设置，可以在具备上下游支路压力差的情况下，最大程度的利用上游支路22内的流体对活塞主体143的冲击力，以触动单向阀体146动作。

本领域技术人员可以理解，因为单向阀体146本身具有动作阻力(图中所示结构的阻力来源于弹簧的弹性力)，所以不一定只要上下游支路具备压力差，就一定可以通过控制活塞14触动单向阀体146。利用单向阀体146本身的动作阻力，可以控制单向阀体146的打开时机，例如只有在上下游支路压力差达到一定程度时才可以触动单向阀体146打开添加通道，即在下游支路24的控制阀242打开到一定程度，或间歇输送管路20的输送压力达到一定程度时，才会触动单向阀体146打开添加通道，在原有流体中添加容置腔12内存储的添加流体。

在图1所示的间歇输送管路的流体添加装置的实施方式中，主体内还形成有压力调节通道168，其联通进液通道162和容置腔12，以实现上游支路22和容置腔12之间的另行连接，该压力调解单向阀18控制压力调节通道168至容置腔12的单向导通，即仅在压力调节通道168的压力大于容置腔12的压力时，压力调解单向阀18动作导通压力调节通道168和容置腔12，完成在间歇输送管路处于未开启的静态状态时，如果上游支路22的压力大于容置腔12内部的压力时，会使上游支路22的流体通过压力调节通道168、压力调解单向阀18流入容置腔12，提高容置腔12的内部压力，为下一次间歇输送管路20工作时，有利于容置腔12向下游支路24提供添加流体。在主体内还形成压力调节通道168，同样可以使整体结构更紧凑。

为了进一步提高容置腔12向下游支路24提供添加流体时的内部压力，在图1所示的实施方式中，容置腔12内还设置有能够在压力作用下储存弹性势能的弹性体122，弹性体122例如可以使气囊或橡胶体。

在图1所示的间歇输送管路的流体添加装置的实施方式中，用于与下游支路24导通的容置腔12的开口位置设置有滤膜装置123。该滤膜装置123主要是为了防止在容置腔12内出现的颗粒物30会直接进入到液控单向阀14及下游支路24内。在水处理领域中，存储于容置腔12内的水处理剂，有可能会与通过压力调节单向阀18进入到容置腔12内的液体发生反应出现颗粒物，也有可能水处理剂本身处于饱和结晶状态出现颗粒物，或水处理剂本身就是固体粉料。颗粒物30有可能会损坏液控单向阀14，也有可能会影响到进入到下游支路24的水处理剂的添加浓度，是每次工况时的水处理剂的添加浓度不均匀。所以滤膜装置123的过滤作用就非常必要了。

在图1所示的间歇输送管路的流体添加装置的实施方式中，用于与下游支路24导通的容置腔12的开口位置设置有节流装置124。图1所示的节流装置124为毛细管道，可利用毛细管道124的直径和长度来控制容置腔12内添加流体流出的速度，使每次间歇工况时流入下游支路24的添加流体是基本恒定等量的。图1所示的实施方式中，对于毛细管道作为节流装置，还可以匹配有调解杆，通过调解杆的挤压来调整毛细管道的通道截面，以控制添加流量。

当然根据设计需要的不同，节流装置124也可以选用其他装置，例如考虑到腐蚀性，节流装置124可选用隔膜阀，节流装置124还可以选用针型阀、截止阀、球阀等。

在图1所示的间歇输送管路的流体添加装置的实施方式中，容置腔12还开设置有加料口125，以用于向容置腔12内补充添加流体。图中所示方式中，可在加料口125位置增设单向阀，以保证容置腔12的内部压力。

图2用以说明间歇输送管路的流体添加装置的另一种示意性实施方式的结构图。如图2所示，容置腔12内还设置有柔性囊126，柔性囊126一端连接加料口125，另一端连接容置腔12用于与下游支路24导通的开口121。采用该结构后，柔性囊126在容置腔12形成密封空间，柔性囊126用于专门放置待添加流体，使待添加流体与间歇输送管路20通过压力调节单向阀18进入到容置腔12内的流体分隔开，防止发生不必要的化学反应。

图1和图3还用以说明间歇输送管路系统的一种示意性实施方式的结构示意图。如图1和图3所示，间歇输送管路系统包括有间歇输送管路20和上述流体添加装置。

处于初始位置的控制活塞144能够将间歇输送管路20分割为上游支路22和下游支路24，单向阀体146能够控制下游支路24至容置腔12的单向导通。控制活塞144能够被上、下游支路的压力差控制离开初始位置到达导通位置，且导通位置的控制活塞144也能够触动单向阀体动作，使容置腔12与下游支路24导通。压力调节单向阀18另行接入容置腔12和上游支路22之间，能够控制上游支路22至容置腔12的单向导通。相关结构的配合关系在上文中已有描述，在此不再赘述。

上述间歇输送管路系统，可利用间歇输送管路20在间歇工况时的内部压力变化，来控制添加容置腔12内的添加流体，该过程无需提供外界动力，节省能源，可长期持续工作，维护成本低，整体结构简单，占用空间小。

另外需要注意的是，图1和图3所示的流体添加装置与间歇输送管路20都是独立结构，该结构设计可方便更换和维护，但是本领域技术人员可以理解，根据设计需要的不同，流体添加装置与间歇输送管路20之间也可以采用其结构形式，例如输送管路20与主体12是一体结构，或输送管路20与主体12设置液控单向阀14的结构为一体结构。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，在本申请的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本申请的目的，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.间歇输送管路的流体添加装置，其特征在于，其包括：

主体，所述主体内形成有容置腔；

液控单向阀，其设置于所述主体，所述液控单向阀包括：

控制活塞，所述控制活塞能够相对于所述主体从初始位置移动到导通位置，处于所述初始位置的所述控制活塞能够将间歇输送管路分割为上游支路和下游支路，且所述控制活塞能够被上、下游支路的压力差控制离开所述初始位置到达所述导通位置，

能够使所述控制活塞复位至所述初始位置的弹性件，

能够控制下游支路至所述容置腔单向导通的单向阀体，且导通位置的所述控制活塞也能够触动所述单向阀体动作，使所述容置腔与下游支路导通；和

压力调节单向阀，其另行接入所述容置腔和上游支路之间，能够控制上游支路至容置腔的单向导通。

2.如权利要求1所述的流体添加装置，其特征在于，

所述主体形成有：

能够联通上游支路的进液通道；

能够联通下游支路的出液通道；和

能够导通所述进液通道和所述出液通道的导通腔，所述导通腔在所述进液通道的相对侧还开设有联通至所述容置腔的添加通道，

所述液控单向阀的单向阀体能够从所述容置腔侧封闭所述添加通道，

所述液控单向阀的控制活塞包括设置于所述导通腔的活塞主体、和能够伸入所述添加通道内的活塞杆，所述活塞主体在上、下游支路的压力差作用下能够离开其初始位置，以带动所述活塞杆移动至触发位置，触发位置的所述活塞杆能够触动所述单向阀体打开所述添加通道。

3.如权利要求2所述的流体添加装置，其特征在于，所述主体内还形成有压力调节通道，其联通所述进液通道和所述容置腔，所述压力调解单向阀控制所述压力调节通道至所述容置腔的单向导通。

4.如权利要求1所述的流体添加装置，其特征在于，所述容置腔内设置有能够在压力作用下储存弹性势能的弹性体。

5.如权利要求1所述的流体添加装置，其特征在于，用于与下游支路导通的容置腔的开口位置设置有滤膜装置。

6.如权利要求1所述的流体添加装置，其特征在于，用于与下游支路导通的容置腔的开口位置设置有节流装置。

7.如权利要求6所述的流体添加装置，其特征在于，所述节流装置为毛细管道、针型阀、截止阀、球阀或隔膜阀。

8.如权利要求1所述的流体添加装置，其特征在于，所述容置腔开设有加料口。

9.如权利要求8所述的流体添加装置，其特征在于，所述容置腔内还设置有柔性囊，所述柔性囊一端连接所述加料口，另一端连接所述容置腔用于与下游支路导通的开口。

10.间歇输送管路系统，其特征在于，其包括间歇输送管路和如权利要求1至9中任一项所述的流体添加装置，

处于初始位置的控制活塞能够将所述间歇输送管路分割为上游支路和下游支路，所述单向阀体能够控制所述下游支路至所述容置腔的单向导通，

所述上游支路与所述下游支路的压力差能够控制所述控制活塞离开所述初始位置到达所述导通位置，且导通位置的所述控制活塞也能够触动所述单向阀体动作，使所述容置腔与所述下游支路导通，

所述压力调节单向阀另行接入所述容置腔和所述上游支路之间，能够控制所述上游支路至容置腔的单向导通。

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