CN115596547A - 用于热管理系统的高集成双控温调温器结构及其调温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于热管理系统的高集成双控温调温器结构及其调温方法，该结构包括调温器壳体，调温器壳体具有第一腔体和第二腔体，第一腔体的下端设置有第一液体入口，第一腔体的上端设置有散热器接口，第一腔体的侧面设置有油冷器接口；第二腔体的下端设置有第二液体入口，第二腔体的上端分别设置有暖风调温器连接口和膨胀水箱接口，第二腔体的侧面下端设置有水温传感器连接口；第一腔体内设置有缸体控温模块，暖风调温器连接口上安装有温控阀壳体，温控阀壳体内设置有暖风控温模块，水温传感器连接口上安装有水温传感器组件。本发明将缸体调温器和暖风调温器两个控温模块集成在一个总成上，减少冷却系统复杂的管路结构，实现了轻量化。

Description

用于热管理系统的高集成双控温调温器结构及其调温方法

技术领域

本发明涉及调温器的技术领域，具体涉及一种用于热管理系统的高集成双控温调温器结构及其调温方法。

背景技术

传统的发动机冷却系统，往往需要用到3-4个调温器来实现对缸体、缸盖、暖风、散热器、油冷器、膨胀水箱等的冷却水流向、流量控制，零件多、管路复杂，从而导致发动机整体体积大、重量大，不符合轻量化、集成化的发展趋势。传统的单体调温器结构，采用上下罩体结构，上下罩体之间采用螺钉拧紧，压缩法兰面之间的密封圈来控制衔接处的外泄露，结构复杂，体积大，且上下罩体间存在外泄露风险，且暖风控制的调温器为单独结构，与缸盖调温器之间采用软管连接，零件数量多，泄露风险点多。

现有技术中，发动机热管理系统存在如下不足：(1)发动机热管理系统中，既要控制缸体、缸盖水温，又要控制流向暖风的水温，同时兼顾油冷器、散热器、膨胀水箱等水路的流向及流量，需要多个调温器进行调节控制，结构复杂，且管路多、零件多，体积大、重量大的问题；(2)缸体、缸盖水温控制温度区间高，而暖风水温控制温度区间低，将两个控制单元集成在一起，控制难度大的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种用于热管理系统的高集成双控温调温器结构及其调温方法，该结构将缸体调温器和暖风调温器两个控温模块集成在一个总成上，减少冷却系统复杂的管路结构，实现轻量化设计目标。

为实现上述目的，本发明提供一种用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，包括调温器壳体，所述调温器壳体具有第一腔体和第二腔体，所述第一腔体的下端设置有第一液体入口，所述第一腔体的上端设置有散热器接口，所述第一腔体的侧面设置有油冷器接口；

所述第二腔体的下端设置有第二液体入口，所述第二腔体的上端分别设置有暖风调温器连接口和膨胀水箱接口，所述第二腔体的侧面下端设置有水温传感器连接口；

所述第一腔体内设置有缸体控温模块，所述暖风调温器连接口上安装有温控阀壳体，所述温控阀壳体内设置有暖风控温模块，所述水温传感器连接口上安装有水温传感器组件。

作为优选实施方式地，所述缸体控温模块包括第一阀座、第一感应器合件、第一推杆、第一阀门以及第一弹簧；

所述第一阀座安装在第一腔体内，所述第一感应器合件安装在第一阀座的下方，所述第一推杆的下端插入第一感应器合件中与其组成第一阀芯组件，所述第一推杆的上端向上延伸插入第一阀门的导向孔中，所述第一弹簧的上端与第一阀座的上端抵接，所述第一弹簧的下端与第一阀门抵接，所述第一阀门在关闭时在第一弹簧的弹力作用下落在第一阀座的斜面上形成阀门阀座密封配合。

作为优选实施方式地，所述第一阀座的外壁与第一腔体的内壁之间通过第一O型圈密封安装。

作为优选实施方式地，所述第一阀门上开设有若干个第一泄漏孔。

作为优选实施方式地，所述暖风控温模块包括第二感应器合件、第二推杆以及第二弹簧；

所述第二感应器合件安装在温控阀壳体内，所述第二推杆的下端插入第二感应器合件内与其组成第二阀芯组件，所述第二推杆的上端插入设置在温控阀壳体的推杆座中，所述第二弹簧的上端与第二感应器合件抵接，所述第二弹簧的下端与暖风调温器连接口抵接，所述第二感应器合件可在第二弹簧的弹力作用下与温控阀壳体的内壁斜面抵接形成密封配合。

作为优选实施方式地，所述温控阀壳体与暖风调温器连接口之间通过第一卡箍紧固连接；

所述暖风调温器连接口的外壁与温控阀壳体的内壁之间设置有第二O型圈。

作为优选实施方式地，所述温控阀壳体上设置有若干个第二泄漏孔。

作为优选实施方式地，所述水温传感器组件包括水温传感器和密封圈，所述水温传感器安装在水温传感器连接口内并通过第二卡箍紧固连接；所述水温传感器的外壁与水温传感器连接口的内壁之间通过密封圈密封连接。

本发明还提供一种上述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构进行调温的方法，当缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温低于初开温度时，缸体控温模块关闭；当缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温高于初开温度时，缸体控温模块开启；

当缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温低于初开温度时，暖风控温模块关闭；当缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温高于初开温度时，暖风控温模块开启。

作为优选实施方式地，当缸体控温模块关闭、暖风控温模块关闭时，水流经由第二液体入口进入后，分别从散热器接口与油冷器接口流出；

当缸体控温模块开启、暖风控温模块关闭时，水流经由第一液体入口、第二液体入口进入后，分别从散热器接口与油冷器接口流出；

当缸体控温模块关闭、暖风控温模块开启时，水流经由第二液体入口进入后，分别从散热器接口、油冷器接口、暖风调温器连接口流出；

当缸体控温模块开启、暖风控温模块开启时，水流经由第一液体入口、第二液体入口进入后，分别从散热器接口、油冷器接口、暖风调温器连接口流出。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构取代了传统的单体调温器结构，本发明专利的结构，将控制缸体、缸盖、暖风水流的调温器安装在同一套罩体结构中，采用特殊的阀芯结构，集成化的罩体结构，取消上下罩体螺钉安装结构，取消了暖通调温器单独安装连接，将缸体、缸盖、暖风、油冷器、散热器、膨胀水箱、水温传感器的各个管道集成在一个罩体上，实现各个流道的水流控制，且最大程度的减少零部件数量、缩小体积、降低泄露风险；

其二，本发明的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构同时采用高性能感应器技术，以及特殊的暖风调温器阀门导向结构，在同一罩体结构中，实现两个温度区间大的温控单元的水流、水温控制；

其三，本发明的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构将缸体、缸盖、暖风、油冷器、散热器、膨胀水箱、水温传感器的各个管道集成在一个壳体上，零件少、结构紧凑；将缸体调温器和暖风调温器两个控温模块集成在一个总成上，减少冷却系统复杂的管路结构，达成轻量化设计目标；

其四，本发明的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构取消传统调温器的上下罩体结构，取消软管连接暖通调温器的结构，从结构上减少密封点，大大减小了冷却系统的外泄露风险。

附图说明

图1为本发明的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构的结构示意图；

图2为图1所示用于热管理系统的高集成双控温调温器结构的剖视结构示意图；

图3为第一种控温模式下的水流方向示意图；

图4为第二种控温模式下的水流方向示意图；

图5为第三种控温模式下的水流方向示意图；

图6为第四种控温模式下的水流方向示意图；

图中，1-调温器壳体、1.1-第一腔体、1.2-第二腔体、1.3-第一液体入口、1.4-散热器接口、1.5-油冷器接口、1.6-第二液体入口、1.7-暖风调温器连接口、1.8-膨胀水箱接口、1.9-水温传感器连接口、1.10-温控阀壳体、1.11-第二泄漏孔、2-缸体控温模块、2.1-第一阀座、2.2-第一感应器合件、2.3-第一推杆、2.4-第一阀门、2.5-第一弹簧、2.6-第一O型圈、2.7-第一泄漏孔、3-暖风控温模块、3.1-第二感应器合件、3.2-第二推杆、3.3-第二弹簧、3.4-第一卡箍、3.5-第二O型圈、4-水温传感器组件、4.1-水温传感器、4.2-密封圈、4.3-第二卡箍。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所述实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

如图1所示，本实施例的一种用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，包括调温器壳体1，调温器壳体1具有第一腔体1.1和第二腔体1.2，第一腔体1.1的下端设置有第一液体入口1.3，第一腔体1.1的上端设置有散热器接口1.4，第一腔体1.1的侧面设置有油冷器接口1.5；第二腔体1.2的下端设置有第二液体入口1.6，第二腔体1.2的上端分别设置有暖风调温器连接口1.7和膨胀水箱接口1.8，第二腔体1.2的侧面下端设置有水温传感器连接口1.9；第一腔体1.1内设置有缸体控温模块2，暖风调温器连接口1.7上安装有温控阀壳体1.10，温控阀壳体1.10内设置有暖风控温模块3，水温传感器连接口1.9上安装有水温传感器组件4。调温器壳体通过调温器壳体法兰面的四个螺栓孔，打紧螺栓固定在发动机缸体法兰面上，调温器壳体与缸体之间通过压缩端面密封圈，来控制外泄露。

如图2所示，缸体控温模块2包括第一阀座2.1、第一感应器合件2.2、第一推杆2.3、第一阀门2.4以及第一弹簧2.5；第一阀座2.1安装在第一腔体1.1内，第一感应器合件2.2安装在第一阀座2.1的下方，第一推杆2.3的下端插入第一感应器合件2.2中与其组成第一阀芯组件，第一推杆2.3的上端向上延伸插入第一阀门2.4的导向孔中，第一弹簧2.5的上端与第一阀座2.1的上端抵接，第一弹簧2.5的下端与第一阀门2.4抵接，第一阀门2.4在关闭时在第一弹簧2.5的弹力作用下落在第一阀座2.1的斜面上形成阀门阀座密封配合。第一阀座2.1的外壁与第一腔体1.1的内壁之间通过第一O型圈2.6密封安装。第一阀门2.4上开设有若干个第一泄漏孔2.7。第一阀座上端被限位在第一腔体1.1中，当调温器壳体装配在缸体上，第一阀座下端支撑柱顶在缸体法兰面上，形成上下限位，防止水流冲击时缸体控温模块上下窜动；当调温器壳体还未装配在缸体上时，通过第一阀座与调温器壳体径向压缩第一O型圈，将缸体控温模块挂在调温器壳体中，通过控制第一O型圈压缩率，保证装配前缸体控温模块不脱落；第一弹簧2.5的一端顶住第一阀座上端，另一端顶住第一阀门2.4，第一推杆2.3一端插入第一感应器合件2.2中，另一端插入第一阀门2.4导向孔中，同时第一阀门2.4在关闭时落在第一阀座斜面上，形成一个阀门阀座配合结构。因在阀门上预留有小的第一泄漏孔2.7，当高于初开温度的水经过缸体控温模块，感应器合件内的感温蜡温度升高，体积膨胀，将第一推杆2.3挤压顶出，推杆顶着阀门向上运动，从而使阀门开启，水流增大，当水温降低，感应器合件内的感温蜡温度降低，体积收缩，在弹簧力的作用下，阀门回位落到阀座上，从而实现缸体温控模块温度调节功能。

暖风控温模块3包括第二感应器合件3.1、第二推杆3.2以及第二弹簧3.3；第二感应器合件3.1安装在温控阀壳体1.10内，第二推杆3.2的下端插入第二感应器合件3.1内与其组成第二阀芯组件，第二推杆3.2的上端插入设置在温控阀壳体1.10的推杆座中，第二弹簧3.3的上端与第二感应器合件3.1抵接，第二弹簧3.3的下端与暖风调温器连接口1.7抵接，第二感应器合件3.1可在第二弹簧3.3的弹力作用下与温控阀壳体1.10的内壁斜面抵接形成密封配合，构成一个阀门阀座配合结构。温控阀壳体1.10与暖风调温器连接口1.7之间通过第一卡箍3.4紧固连接；暖风调温器连接口1.7的外壁与温控阀壳体1.10的内壁之间设置有第二O型圈3.5。温控阀壳体1.10上设置有若干个第二泄漏孔1.11。因在温控阀壳体上预留有小的第二泄漏孔，当高于初开温度的水经过暖风控温模块，感应器合件内的感温蜡温度升高，体积膨胀，将第二推杆挤压顶出，第二推杆的另一端顶在温控阀壳体上，不运动，则第二感应器合件反向被顶出，反向运动，从而使阀门开启，水流增大，当水温降低，第二感应器合件内的感温蜡温度降低，体积收缩，在第二弹簧的弹簧力的作用下，第二感应器合件回位，顶住温控阀壳体，从而实现暖风温控模块温度调节功能。

水温传感器组件4包括水温传感器4.1和密封圈4.2，水温传感器4.1安装在水温传感器连接口1.9内并通过第二卡箍4.3紧固连接；水温传感器4.1的外壁与水温传感器连接口1.9的内壁之间通过密封圈4.2密封连接。水温传感器通过感温端感知缸盖出来的水温，通过接插件端子将温度信号传输出去，从而实现水温反馈功能。

如图3所示，本发明用于热管理系统的高集成双控温调温器结构的第一种控温模式，缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温低于初开温度时，缸体控温模块关闭；缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温低于初开温度时，暖风控温模块关闭；缸体控温模块关闭、暖风控温模块关闭时，水流经由第二液体入口1.6进入后，分别从散热器接口1.4与油冷器接口1.5流出。

如图4所示，本发明用于热管理系统的高集成双控温调温器结构的第二种控温模式，缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温高于初开温度时，缸体控温模块开启；缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温低于初开温度时，暖风控温模块关闭；缸体控温模块开启、暖风控温模块关闭时，水流经由第一液体入口1.3、第二液体入口1.6进入后，分别从散热器接口1.4与油冷器接口1.5流出。

如图5所示，本发明用于热管理系统的高集成双控温调温器结构的第三种控温模式，缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温低于初开温度时，缸体控温模块关闭；缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温高于初开温度时，暖风控温模块开启；缸体控温模块关闭、暖风控温模块开启时，水流经由第二液体入口1.6进入后，分别从散热器接口1.4、油冷器接口1.5、暖风调温器连接口1.7流出。

如图6所示，本发明用于热管理系统的高集成双控温调温器结构的第四种控温模式，缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温高于初开温度时，缸体控温模块开启；缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温高于初开温度时，暖风控温模块开启；缸体控温模块开启、暖风控温模块开启时，水流经由第一液体入口1.3、第二液体入口1.6进入后，分别从散热器接口1.4、油冷器接口1.5、暖风调温器连接口1.7流出。

在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。

用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。

在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。

应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。

此外，在构成部件时，尽管没有其明确的描述，但可以理解必然包括一定的误差区域。在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。

本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以通过相互依赖的关系一起执行。

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。

Claims (10)

1.一种用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：包括调温器壳体(1)，所述调温器壳体(1)具有第一腔体(1.1)和第二腔体(1.2)，所述第一腔体(1.1)的下端设置有第一液体入口(1.3)，所述第一腔体(1.1)的上端设置有散热器接口(1.4)，所述第一腔体(1.1)的侧面设置有油冷器接口(1.5)；

所述第二腔体(1.2)的下端设置有第二液体入口(1.6)，所述第二腔体(1.2)的上端分别设置有暖风调温器连接口(1.7)和膨胀水箱接口(1.8)，所述第二腔体(1.2)的侧面下端设置有水温传感器连接口(1.9)；

所述第一腔体(1.1)内设置有缸体控温模块(2)，所述暖风调温器连接口(1.7)上安装有温控阀壳体(1.10)，所述温控阀壳体(1.10)内设置有暖风控温模块(3)，所述水温传感器连接口(1.9)上安装有水温传感器组件(4)。

2.根据权利要求1所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：所述缸体控温模块(2)包括第一阀座(2.1)、第一感应器合件(2.2)、第一推杆(2.3)、第一阀门(2.4)以及第一弹簧(2.5)；

所述第一阀座(2.1)安装在第一腔体(1.1)内，所述第一感应器合件(2.2)安装在第一阀座(2.1)的下方，所述第一推杆(2.3)的下端插入第一感应器合件(2.2)中与其组成第一阀芯组件，所述第一推杆(2.3)的上端向上延伸插入第一阀门(2.4)的导向孔中，所述第一弹簧(2.5)的上端与第一阀座(2.1)的上端抵接，所述第一弹簧(2.5)的下端与第一阀门(2.4)抵接，所述第一阀门(2.4)在关闭时在第一弹簧(2.5)的弹力作用下落在第一阀座(2.1)的斜面上形成阀门阀座密封配合。

3.根据权利要求2所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：所述第一阀座(2.1)的外壁与第一腔体(1.1)的内壁之间通过第一O型圈(2.6)密封安装。

4.根据权利要求3所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：所述第一阀门(2.4)上开设有若干个第一泄漏孔(2.7)。

5.根据权利要求1～4任一项所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：所述暖风控温模块(3)包括第二感应器合件(3.1)、第二推杆(3.2)以及第二弹簧(3.3)；

所述第二感应器合件(3.1)安装在温控阀壳体(1.10)内，所述第二推杆(3.2)的下端插入第二感应器合件(3.1)内与其组成第二阀芯组件，所述第二推杆(3.2)的上端插入设置在温控阀壳体(1.10)的推杆座中，所述第二弹簧(3.3)的上端与第二感应器合件(3.1)抵接，所述第二弹簧(3.3)的下端与暖风调温器连接口(1.7)抵接，所述第二感应器合件(3.1)可在第二弹簧(3.3)的弹力作用下与温控阀壳体(1.10)的内壁斜面抵接形成密封配合。

6.根据权利要求5所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：所述温控阀壳体(1.10)与暖风调温器连接口(1.7)之间通过第一卡箍(3.4)紧固连接；

所述暖风调温器连接口(1.7)的外壁与温控阀壳体(1.10)的内壁之间设置有第二O型圈(3.5)。

7.根据权利要求6所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：所述温控阀壳体(1.10)上设置有若干个第二泄漏孔(1.11)。

8.根据权利要求1～4任一项所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构，其特征在于：所述水温传感器组件(4)包括水温传感器(4.1)和密封圈(4.2)，所述水温传感器(4.1)安装在水温传感器连接口(1.9)内并通过第二卡箍(4.3)紧固连接；所述水温传感器(4.1)的外壁与水温传感器连接口(1.9)的内壁之间通过密封圈(4.2)密封连接。

9.一种利用权利要求1～8任一项所述的用于热管理系统的高集成双控温调温器结构进行调温的方法，其特征在于：

当缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温低于初开温度时，缸体控温模块关闭；当缸体出来的水，经内泄露流经缸体控温模块，水温高于初开温度时，缸体控温模块开启；

当缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温低于初开温度时，暖风控温模块关闭；当缸体出来的水，经内泄露流经暖风控温模块，水温高于初开温度时，暖风控温模块开启。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：当缸体控温模块关闭、暖风控温模块关闭时，水流经由第二液体入口(1.6)进入后，分别从散热器接口(1.4)与油冷器接口(1.5)流出；

当缸体控温模块开启、暖风控温模块关闭时，水流经由第一液体入口(1.3)、第二液体入口(1.6)进入后，分别从散热器接口(1.4)与油冷器接口(1.5)流出；

当缸体控温模块关闭、暖风控温模块开启时，水流经由第二液体入口(1.6)进入后，分别从散热器接口(1.4)、油冷器接口(1.5)、暖风调温器连接口(1.7)流出；

当缸体控温模块开启、暖风控温模块开启时，水流经由第一液体入口(1.3)、第二液体入口(1.6)进入后，分别从散热器接口(1.4)、油冷器接口(1.5)、暖风调温器连接口(1.7)流出。

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