CN1572951A - 对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白的设备 - Google Patents

Abstract

用于对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白的设备该设备包括：多个小竖直染色煮器(15)，它们排列在一个圆周上，每个都适合于容纳一个可动的纱卷握持轴(130，每个所述轴(13)能够与其它所述轴(13)同时移动以便实施后来的离心脱水以及烘干操作，其能够减小浴比，并且能够以恒定的浴比和生产率工作。

Description

对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白的设备

技术领域

本发明涉及一种对对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白的设备。

背景技术

用于对纱线染色或漂白的传统设备包括一个竖直或水平的处理煮器，该煮器为圆柱形并带有弯曲的基部和顶盖，并且装备有一个泵和用于对染液可逆循环的装置。这类设备具有通用用途，因为它们适合于容纳用于各种可能纱线卷装的材料握持器。这类设备以相对较高的浴比工作，换句话说，对于每千克待处理的材料，在每一染色循环需要使用大量的水，而且，根据待处理材料种类以及所使用染料种类，所使用的水量也会变化。因此，很显然，公知的染色过程的特点是水、水蒸气和辅助化学产品的消耗高，从而对环境和大气高污染。

为了尽量降低浴比，本申请的申请人提出了一种装备有处理煮器并能消除所有死角空间的设备。

具体地，专利申请文件WO02095113中公开了一种外部圆柱形处理煮器，其具有一环形横截面，换句话说，其没有上部和下部倒圆部分。专利申请WO02095114中公开了多个不同的小处理煮器，它们设置在一个周边上，每个煮器都适宜于容纳一个移动的纱卷握持轴，纱卷握持轴可以随着其它用于随后的离心脱水和干燥操作的部件而同时被撤走。

这些设备，消除了位于煮器内部的所有死角空间，并减小了煮器的容积。这些设备相对于传统设备而言，其优点是能够以大大减小的浴比工作，从而减小了环境和大气污染，并削减了生产和能量成本。而且，由于处理煮器的具体结构，纱线的中间处理以及劳动力成本得到了尽可能的优化。

这类设备尽管是很有效的，但是却不能在不大大减小生产力和其收益率的情况下以低于设备的标称量加工纱线。

因此，很显然，除去浴比减小的优点，这些设备当然并没有体现出当今染色工业对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线的染色或漂白设备的期盼。事实上，如果由于前述设备工作时的浴比降低，达到了生态和能量目标，但是相对于设备的灵活性和多样性而言，其目标还是不足的。

换句话说，必须使这些设备甚至能够在彼此独立的分数容量下工作，因此，也能够在不减小设备生产率的情况下对种类、纱支、或者颜色不同的纱线进行加工。

因此，很显然现代染色工业要求设备能以全负荷将纱线染成一种色彩，而且还能以全负荷将不同种类的纱线染成不同颜色，这当然是以恒定浴比进行的。

发明内容

本发明的一个目的就是能实现一种染色或漂白设备，这种设备能够实现在使用时的良好部分工作性能(fractionability)，在待处理材料的类型和负荷量变化时保持恒定的浴比，而不减小设备的生产率。

本发明的另外一个目的是实现一种染色或漂白设备，该设备使用非常低的浴比，因此减小了环境和大气污染以及生产和能量成本。

本发明还有一个目的是实现一种用于对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白的设备，该设备能够容许尽可能地优化所执行的控制。

本发明的另外一个目的还在于实现一种染色或排白设备，其结构简单而功能可靠，成本低。

本发明的这些目的能够由权利要求1所限定的一种用于对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白设备来实现。

本发明的其它特性在从属权利要求中能可到。

附图说明

根据本发明的用于对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白的设备可以通过参照附图，对给出的例子进行描述而得到更清楚的理解，这些例子不能理解为是对本发明的限制，其中：

图1为根据本发明的用于对卷绕在纱卷上的纱线进行染色或漂白的设备的顶侧剖视图，该设备包括多个竖直的小处理煮器，这些煮器设置在一个圆周上，并且每个都容纳一个纱卷握持轴；

图2为一放大的顶侧剖视图，示出了所有纱卷握持轴的移动装置，为了简单起见，仅仅示出承载了两根轴；

图3a和3b示出一放大的顶侧剖视图，详细示出了图1中设备的一个小煮器的顶盖，相应地处于关闭之前和关闭的步骤；

图4a，4b和4c示出了图1中设备的三个不同实施例中处理浴液的循环平面图，一个装备有两个处理扇段，一个装备有四个处理扇段，而另外一个装备有多个处理扇段；

图5示出图1中染色设备的一个正视图，其被插入在一个染色生产线中，位于离心脱水设备和一个烘干机的上游，离心脱水设备具有一齿槽剖面，而烘干机具有一个圆形剖面的腔；

图6a，6b和6c示出了从染色生产线的多个实施例的顶部看时的三个不同的平面图，具有相应的纱卷轴箱，具体地图6a中画出了图5中生产线，在图6b中示出的生产线中具有一个传统的带有矩形截面腔的烘干机，在图6c的生产线中具有一传统的脱水设备以及一个传统的烘干机；

图7示出了一从图1中设备的上方看时的平面图，其中多个小煮器可以看到，这些煮器的轴线排列在一个圆周上；

图8示出根据本发明的用于对卷绕在纱卷上的纱线进行染色或漂白的设备的另外一个实施例的顶侧剖视图，该设备包括多个竖直的小处理煮器，这些煮器具有圆形拱形扇段形状的截面；

图9中示出从图8中设备在无盖时的上方看时的平面图，其中可见所述多个小煮器，这些小煮器呈一圆形拱形扇段形状的剖面。

具体实施方式

首先，需要申明的是在附图和下文中仅仅示出和描述对于理解本发明所必须的那些染色设备的部件，而所有的附件如命令和控制装置等可以以本领域公知的方式来实现，它们被省略。

然而，我们一直称作“染色设备”，但是应当理解，还可以为漂白或其它处理设备。

参照附图1-7，示出了一染色设备，其具有较低的浴比，并装备有多个竖直的煮器15，整体以标号10示出。这样一个设备10包括一具有竖直轴线的圆筒结构65。下环66和上环67被适当间隔开地内部焊接到所述结构65上，这样一种结构支撑着多个小圆柱形处理煮器15，每个圆柱形煮器具有一竖直轴线，各个竖直轴线排列在一个位于结构65内部的一个圆周上，并且与结构65的竖直轴线同心，如图7中所示。

小圆柱形煮器15装备有一平板基部48，并且在顶部开口。它们通过一些圆形顶盖11封闭，每个顶盖被安装到自己的小煮器上，并顶盖的中心位于一个圆周上。这个圆周与小煮器15的轴线所处的圆周是相同的。

每个顶盖11的一端被一个杆51支撑，杆51围绕着一个销子43枢转到小煮器15。每个杆51由一个可反向作动缸20驱动，该作动缸20设置在杆51的一端和一个支座21之间，该支座可设置在小煮器15的外部。

参照图4a，小煮器15与两个流体连接器56，57连通形成两个独立的处理扇段2，2’。换句话说，每个扇段2，2’由预定数目的小煮器15构成，例如在图4a中为10各小煮器，这些小煮器流体相连以便能够处理位于该扇段中容纳的纱线卷12，这些纱线卷独立于另外一个扇段中容纳的纱线卷。因此，就能够用一种颜色处理其中一个扇段2中的纱卷，而用另外一种颜色处理另外一个扇段2’中的纱卷，而不减小设备的生产率。为此目的，每个小煮器15装备有两个处理浴液的入口管和/或出口管18，19，它们与所述两个流体连接器56，57相连。这些连接器56，57在图4a的例子中有利地是由四个连接管61，62，63，64代表。

每个扇段2，2’与一个处理浴液的专用循环组件90，91相连。每个循环组件90，91如图4a中所示包括一个外部泵16，一个用于对浴液冷却和加热的热交换器17，以及一个流动换向器60。

互联装置，诸如互联管道66，67适合于将两个或更多了不同的扇段连通起来。

为此目的，互联管道66，67装备有选择装置，诸如截留阀68，69，70，71，72，73，用来打开或关闭浴液的循环。

因此，能够使两个或多个扇段流体联通，从而使相同的处理浴液在它们中循环，或者，也可以使它们不相连，从而相互独立地工作。

每个小煮器15的基部48的中心都装备有一个收集盘(catchbasin)49。收集盘的下端连接到管道18。而收集盘的另外一端的末尾具有一座25’，该座的形状象一个翻转的纱卷形状。

如图2中所示，这些座容纳着纱卷握持轴13的锥形下端25，待处理的纱卷12穿在纱卷握持轴13上。在图2所示的情形，纱卷12以公知的方式卷绕在锥形开孔支托上并且支托与支托之间由间隔盘26间隔开。当纱卷12卷绕在圆柱形开孔支托上时，盘26也可以省略。

在图2中，示出了用于所有轴13的圆形移动装置14，其沿着圆周设置，该装置包括一沿着圆周设置的结构32，该结构32承载在多个链部33，特别是一个链部用于每个纱卷握持轴13，在链部33的一端设置有钩28或其它类似的可逆连接装置，所述钩子或可逆连接装置可以插入到合适的孔27中以连接或者释放所述轴13。

在图3a和3b中，示出了一封闭机构的详细情况，该封闭机构用于位于小煮器15上边缘的顶盖11。

在每个顶盖11有用于轴13的锁定和定中心装置。

这种装置包括一个销30，并装备有一个弹簧31，销30能够在盖11中形成的座29内滑动。

销30的末端具有一个头部32设置在外部，换句话说，设置在与煮器15的内侧相邻的那一侧，并且该头部具有一凹形型面，适合于容纳轴13，该轴13的顶部末端有一斜面24。

在图4a中，示出了处理浴液的循环平面图，小煮器15通过流体连接管道61-64连接起来形成了两个不同的处理扇段2，2’。

详细地讲，连接管道61，62将10各小煮器15连接到处理浴液90的循环组件，形成处理扇段2。而连接管道63，64将其余的10个小煮器连接到处理浴液的循环组件91，形成了处理扇段2’。

互联管道66，67将两个扇段2，2’连接到一起以容许处理浴液的交换，阀68，69，70，71，72，73调节着互联管道66，67的打开或关闭。

因此，能够关闭阀68，69，72，73以及打开阀70，71而使得两个扇段独立地工作，或者反之，打开阀68，69，72，73和关闭阀70，71以使得两个扇段2，2’以一个整体工作，从而使得相同的处理浴液例如按照图4a中箭头F所示的方向在两个扇段中循环。

在图4b中，示出了根据本发明设备的处理浴液的另外一个循环平面图，其中小煮器15被流体连接管道74-81分开，形成四个不同的扇段2，3，4，5。

在这种情形中，截留阀100-116控制着扇段的各种操作可能。

换句话说，能够使得所有扇段2，3，4，5以不同的方式工作，或以一个整体的方式工作，以两组方式工作例如2，3与4，5，或者三个扇段如2，3，4以整体工作而扇段5以不同的方式工作。

在图4c中，示出处理浴液的另外一种循环表面图，其中小煮器15被流体连接器连接到一起形成多个不同的处理扇段2，3，n。这个实施例的结构和操作除了处理扇段的个数、组件的个数、阀的个数、以及管道的个数不同之外，完全类似于图4a和图4b中的情形。因此，在这里不再对它们作更详细的描述。

在图5中示出了一染色生产线，该染色生产线位于一桥式起重机35的下方，该染色生产线包括一纱卷轴箱(trolley)36，该纱卷轴箱承载着一系列轴13，这些轴13排列在一个圆周上，染色生产线还包括所述染色设备10，一离心脱水设备，和一个烘干机。其中离心脱水设备具有凹坑或者开孔管37，而烘干机带有一圆形截面的腔38。

在图6a，6b和6c中，示出了染色生产线的其它实施例，其中，除了图5中的情形之外，还具有一传统矩形截面腔40的烘干机，一传统的脱水设备41，以及一承载一系列固定轴的矩形纱卷轴箱42。

多个被卷绕在锥形开孔支托上的待染纱卷12被穿在轴13上，并被盘26隔开。这些轴13被定位在纱卷轴箱36上，然后一起由装置14被装载到染色设备10中。

具体地，所述轴13位于小煮器15中，该小煮器15如图1中所示，其内部直径稍微大于纱卷12的最大直径。

设置成圆周状的座25’的尺寸被做成能容纳轴13的圆锥形下端25。有利地是，在图中所示的例子中，轴13有20个，利用移动装置14，它们可以被同时定位填充到小煮器15中。

如图5中所示，通过桥式起重机35作用，装置14在通过小煮器15的中心轴线的圆周上，连接着例如在纱卷轴箱36上排列成圆周的所有轴13。并从上述位置下降进入到染色设备中。

一旦这些轴13插入到所述各座25’中，顶盖11在作动缸20的作用下被关闭在小煮器上。

详细地说，在如图3a中所示的位置，作动缸20驱动着杆51围绕着销43翻转。在这个步骤中，也将轴13锁定到其位置上。这是由销30形成的装置来驱动的，销30的末端具有头部32，该头部32具有一圆锥形凹部型面。在该封闭机构中，在图3b中可见，所述头部32受到压缩弹簧31向着轴13的上部斜面24的压迫，从而获得其锁定，并且由于它们圆锥形凹部型面而将轴13定位到其中心。

小煮器15的机械关闭以及密封关闭通过由锁定装置42或类似公知系统而将单个的顶盖11锁定到上边缘44上。

作为一个例子，带有螺纹的锁定杆也可以被用作锁定装置42，该锁定杆在小煮器15的一端枢转并设置有可被插入到顶盖11中的适当槽中的螺母。

在所述盖11的关闭之后，就能够根据生产需要对纱卷12进行处理。

具体地说，例如参照图4a，可以使两个处理扇段2，2’分开工作，或者也可以使它们成一个整体工作。在第一种情形中，阀68，69，72，73关闭以防止进入到互联管道66，67，而阀70，71是打开的。然后小煮器15被两种不同的处理浴液填充。

另外一方面，在第二中情形中，如果希望使两个扇段以整体的方式工作，或者说，使得相同浴液在所有小煮器中循环，那么阀70，71被关闭，而阀68，69，72，73被打开，使得处理浴液自由进入互联管道66，67中。

在所有两种情形中，浴液的循环都是通过外部泵16进行的，同时也能够通过换向器60使得在管道18，19中的流向反转。

染色浴液通过热交换器17被加热或冷却。

图8和9中示出根据本发明的设备的另外一个实施例，该实施例完全类似于图1中示出的实施例，只是所述多个小处理煮器15是通过将一个由两个同心圆筒形成的煮器被水密的隔壁117分隔形成不同的处理扇段2，3，4，5而获得，这类似于WO02095113中示出的情形。

因而，每个处理扇段都由具有圆弧形拱形剖面的小煮器15形成。每个扇段或小煮器15具有两个入口/出口处理管道18，19，该处理管道被连接到处理流体的专用循环组件。

所有的小煮器被互联管道(未示出)连接在一起，所述互联管道设置有截留阀(未示出)以容许所实现的各个扇段2，3，4，5以其自己的处理浴液独立工作或者以整体的方式工作，也就是说所有煮器用相同的浴液工作。

在基部48，每个小煮器或者扇段具有一个内部连接器58，该连接器的形状能支撑更多的纱卷支撑轴13。

用该染色设备10，还能够使得生产合理化。关于此点，图5和图6a表示的染色生产线中，具有一纱卷轴箱36，所述轴13就携带着待处理纱卷12排列成圆周形。这些轴13被桥式起重机35取起，并通过移动装置14将这些轴降低放入到染色设备10中。在该步骤结束后，这些轴13被移动装置14取起，并降低进入到离心脱水设备37中，该离心脱水设备可以具有带有凹坑或开孔管的篮子，并具有合适的尺寸，以容纳圆周序列的轴13。在这个步骤结束之后，移动装置14取起轴13序列，并将它们降低放入到烘干机38中，该烘干机具有圆形截面的腔，并具有合适的尺寸以容放圆周序列的轴13，之后处理过程结束。

另外，在图6b中，相对于图6a而言，生产线还包括以具有矩形截面腔的传统烘干机40来替代具有圆形截面腔38的烘干机，由于此原因，在从离心脱水设备37出来的出口处，圆周系列的轴13被移动装置14取起并放置到一个纱卷轴箱36上，然后该轴箱被放入到烘干机40中。

在图6c中的另外一个实施例中，相对于图6a，生产线包括一传统的脱水设备41，和一传统的具有矩形截面腔的烘干机40，为此原因，在染色设备10的出口，圆周系列的轴13被移动装置14取起并放在一个纱卷轴箱36上。从该纱卷轴箱36，各个纱卷12被从所述轴上取下，并被人工或者机械地放置到传统脱水设备41中。在脱水步骤结束之后，各个纱卷12被人工或机械地取起并放置到一个纱卷轴箱42上，该轴箱然后被放入到具有矩形截面腔的传统烘干机40中，工作过程结束。

应当理解在图6a中实施的生产线当然是优选的方式，因为其将在审查循环中对纱卷12的控制减小到最小程度。

这种具有多个竖直小煮器的染色设备的具体实施例的优点在于将待处理的纱卷放许多整体可移动的纱卷握持轴上，这些纱线握持轴可以排列成一个圆周。这些轴可以通过一个带有钩取装置或其它公知装置的圆形装置同时移动，并可以在无需中间控制的情况下首先放置到离心脱水设备中，然后又放置到具有圆形腔的烘干机中。所述离心脱水设备具有带有凹坑或开孔管的篮子。

另外一个优点还在于优化生产，因为纱卷从染色设备到脱水设备的手工转移操作，以及从脱水设备转移到烘干设备都得以省略。实际上，整个批次的染色，离心脱水以及烘干都是在无需对纱卷中间控制的情况下进行的。

关于此，通过将纱卷握持轴排列在一个圆周，用机械手进行的对轴上的整个纱卷进行的起始装载操作以及最后的卸载操作，大大地简化了能实现的自动化。

如前面所示出的那样，根据本发明的设备可以分成各个扇段，每个扇段中装备有起自己的染色浴液循环组件。每个扇段能够独立地使用特定的染色浴液，该特定的染色浴液可完全不同于其余扇段中使用的浴液，或者该扇段还可以通过互联管道和截留阀而与其它扇段连接起来实现整体染色。在所有这两种情形中，设备10的生产率维持恒定在最大值，从而能优化成本。

也可以使用本发明的设备而使在一个或者多个扇段部分空着、或者甚至将一些纱卷握持轴用浴液减小腔(bath reducer chamber)替换使得最大生产能力被进一步细分，从而稍微损害生产率：因此，工作灵活性得以最大化。

最后，为了处理大批次染色，所述设备可以制成模块化结构，将许多本发明的染色设备组合起来或成对提供。

根据本发明的设备的小煮器结构能容许浴比的减小，这同时导致水，能量，水蒸气以及化学产品的消耗减少，以及环境和大气污染费用的减小。

另外，处理时间也缩短，因为相对于传统设备使用相同的泵送流动速率和热交换表面，由于染液的体积大大减小，增加了每分钟的循环次数以及向上的温度梯度，因此，在理论上与特性染料耗尽曲线(thecharacteristic colorant depletion curves)一致，因而，处理时间减小。而且，每分钟的循环次数增加还意味着染色容量的增加。

本发明的染色设备容易进行改变和变化，所有这些均在本发明的保护范围之内；而且，所有的细节可以用技术上的等同手段替换。在实际情况中，所使用的材料以及尺寸根据技术上的需要可以是任何情况。应当指出的是，为了示出的简单性，设备10在图6a，6b，6c中的实施例中具有两个循环组件(90，91)，然而，可以包括3，4，n个循环组件，这没有脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1、用于对卷绕在纱卷或类似卷装上的纱线进行染色或漂白的设备，其具有低浴比，该设备包括：多个小处理煮器(15)，这些煮器具有竖直轴线，装备有可移动的封闭顶盖(11)，以及在煮器的基部(48)封闭，所述小煮器(15)装备有处理浴液的入口管道和/或出口管道(18，19)，在每个所述小煮器(15)中被设置至少一个可移动的支撑轴(13)，在该支撑轴上穿有纱卷或者类似卷装(12)，这些纱卷或类似卷装一个位于另外一个之上，其特征在于，所述设备包括至少两个不同的处理扇段(2，2’，3，4，5，n)，每个扇段装备有至少一个处理浴液的循环组件(90，91，92，93)，并装备有位于所述扇段之间的互联装置，以及还装备有用于打开或关闭所述互联装置的选择装置。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理浴液的每个循环组件(90-93)都包括至少一个循环泵(16)，至少一个用于加热和冷却所述浴液的热交换器(17)，以及至少一个用于将位于小煮器(15)内的处理浴液的循环换向的流动换向器(60)。

3、如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述处理扇段(2，2’，3，4，5，n)每个都包括多个小煮器(15)，这些小煮器通过所述入口管道和/或出口管道(18，19)连接到两个流体连接器(56，57，56’，57’)，每个流体连接器又连接到一个浴液的循环组件(90-93)上从而能循环所述处理浴液。

4、如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述流体连接器(56，57，56’，57’)每个都包括两个管道(61，62，63，64，74-81)，这些管道连接到所述入口管道和/或出口管道(18，19)上以将所述小煮器(15)分成不同的处理扇段(2，2’，3，4，5，n)。

5、如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述处理扇段(2，2’，3，4，5，n)包括装备有至少一个流体连接器(58)的单个小煮器(15)，所述流体连接器连接到处理浴液的所述循环组件上以容许所述处理浴液循环；每个连接器(58)都被构造成能支撑许多纱卷握持轴(13)。

6、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述互联装置包括互联管道(66，67)，这些互联管道适合于将所述至少两个处理扇段(2，2’，3，4，5，n)流体连接起来。

7、如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述选择装置包括阀(68，69，70-73，100-116)以便将所述互联管道(66，67)排除在处理浴液的循环之外。

8、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，每个顶盖(11)都连接到一个小煮器(15)上，并且被一个打开和关闭装置(51，20，21，43)移动。

9、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述顶盖(11)用锁定装置(42)机械地以及密封地封闭小煮器(15)的上边缘(44)。

10、如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述打开和关闭装置包括一个杆(51)，该杆的一端支撑着顶盖(11)，所述杆可以绕一个销(43)枢转，并且被一个可反向作动缸(20)驱动，该作动缸用一个支座(21)固定到所述小煮器上。

11、如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述支撑轴(13)是可拆卸的，每个支撑轴都在两个壳体(25’，29)之间成圆周排列，其中一个壳体形成在所述底部(48)附近，而另外一个壳体形成在所述顶盖(11)附近。

12、如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述壳体(25’，29)包括：一系列圆锥形座(25’)，这些圆锥形座形成在所述小煮器(15)的内底部(48)上并排列在一个圆周上，这个圆周通过小煮器的中心轴线；一系列对应的座(29)，它们形成在顶盖(11)上，在顶盖(11)关闭到小煮器(15)上时，这些座(29)与所述形成在小煮器(15)底部的圆锥形座(25′)共轴线，并且这些座(29)位于一个朝向小煮器(15)内部的表面上。

13、如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述支撑轴(13)在底部装备有圆锥形座(25)，该圆锥形座(25)适合与位于所述圆锥形座(25’)中的可拆卸外壳配合。

14、如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，位于所述顶盖(11)上的所述座(29)设置有销(30)，该销具有一头部(32)，该头部装备有补偿弹簧(31)以便在将顶盖(11)关闭到小煮器(15)上时，通过位于所述轴(13)上端部设置的斜面(24)而将支撑轴(13)锁定在位于形成在小煮器(15)底部(48)上的锥形座(25’)中。

15、如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述支撑轴(13)在顶部具有一孔(27)，该孔适合于通过可逆连接装置(28)而连接到移动装置(14)上。

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