CN201916583U - 一种光热控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光热控制阀，它具有水阀总成，其特征在于水阀总成具有罐壳(34)，罐壳(34)下端连接阀体，罐壳(34)内设有波纹管(11)，波纹管(11)上设有波纹管封帽(10)、感温管(8)、衬套(9)，波纹管(11)下设有顶盘(18)，顶盘(18)的加热器固定槽(31)内设有加热器下箍(16)，加热器下箍(16)设有边耳(15)，加热器下箍(16)上设有自动控温PTC陶瓷加热器(14)，加热器(14)上设有加热器上箍(13)，波纹管(11)外侧加热器上箍(13)和波纹管封帽(10)之间设有上弹簧(12)，罐壳(34)与波纹管封帽(10)相接，加热器(14)通过电源线(7)连接供电装置，本实用新型结构简单实用，装配方便，不需要太精密，应用广泛。

Description

一种光热控制阀

技术领域：

本实用新型涉及一种阀门，尤其涉及一种光热控制阀。

背景技术：

目前电动阀门和热动阀门不能直接利用太阳光和热来控制阀门开/关和流量大小，不能本身调节电量、温度、行程。电动阀门和热动阀门需要有光和热传感器，再由控制器来控制电动阀门(电磁阀等)动作，不能由一个部件完成而需要多个部件连动，这些光和热传感器及电动阀门需要拉电线送电来完成工作，安装，维修耗时耗材。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种结构简单实用，装配方便，不需要太精密，应用广泛的光热控制阀。

本实用新型的目的通过如下措施来达到：一种光热控制阀，它具有水阀总成，其特征在于水阀总成具有罐壳，罐壳下端连接阀体，罐壳内设有波纹管，波纹管上设有波纹管封帽、感温管、衬套，波纹管下设有顶盘，顶盘的加热器固定槽内设有加热器下箍，加热器下箍设有边耳，加热器下箍上设有自动控温PTC陶瓷加热器，加热器上设有加热器上箍，波纹管外侧加热器上箍和波纹管封帽之间设有上弹簧，罐壳与波纹管封帽相接，加热器通过电源线连接供电装置。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的供电装置为太阳能电池板，太阳能电池板由固定太阳能板框架、太阳能板镜片、单晶硅片、电流调谐电阻旋钮、太阳能板插头插座构成，固定太阳能板框架嵌有太阳能板镜片、单晶硅片，单晶硅片连接电流调谐电阻旋钮，电流调谐电阻旋钮通过电源线分别连接自动控温PTC陶瓷加热器。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的太阳能板框架套在内壳上，内壳连接罐壳。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的太阳能板框架套在底座上，底座上设有底座固定孔，底座外壁和太阳能板框架内壁设有防滑凸。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的供电装置为温度控制器，加热器通过电源线连接温度控制器。

为了进一步实现本实用新型的目的，罐壳连接微动开关架，微动开关架上设有微动开关和微动开关行程簧片，微动开关上设有微动开关键和微动开关电线接头、常闭点接头及常开点接头，微动开关电线接头、常闭点接头及常开点接头均连接温度控制器。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的阀体具有阀壳，阀壳与罐壳活动连接，顶盘连接连杆底盘，连杆底盘上套有胶皮垫及下弹簧，阀壳顶部设有导流口，底部设有阀盖，阀壳内部设有相通的进水口、进水舱、喷水口、结合部间隙、出水口。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的连杆底盘的连杆上设有两个猫耳槽，猫耳槽内套有密封胶圈。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的进水舱和喷水口之间为弧型。

为了进一步实现本实用新型的目的，所述的阀体具有螺母阀体，螺母阀体与罐壳活动连接，顶盘连接连轴闸瓣的连轴，连轴闸瓣的连轴上套有下弹簧，螺母阀体中心设有套轴，套轴底部设有密封橡胶螺丝，连轴闸瓣的连轴穿过套轴，连轴闸瓣的闸瓣与套轴的外壁紧密接触，连轴闸瓣的闸瓣上设有过流孔，连轴闸瓣与套轴之间为结合部空腔，螺母阀体的下部设有阀管，阀管上设有进水口、出水口。

本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果：本实用新型采用硅光电池接收太阳光所产生的电能使加热器发热，波纹管受热而膨胀通过连杆推开阀门。其应用目的是太阳光越强水流越大，无太阳光时水阀关闭，主要应用于太阳能热水器；拆下硅光电池便是热控阀，热量大水流大，热量小水流小，应用于热水器、倒热阀等；如果闸门反向则温度高水流小，温度低水流大，温度高低可调用于室内恒温如暖气、地暖等。本实用新型以上几种应用也可以用温度控制器进行控制。水密封使用内密封，特别是使用密封螺丝，制造简单，装配方便，不需要太精密。

本实用新型涉及以下方面：

1：太阳能电池所发电量去控制温度变化量。

2：温度变化量使波纹管内的工质膨胀和收缩来推动阀门连续输出水流量的大小。

3：自身可调节电量、温度变化量、阀门行程去控制启动阀门温度点、行程点和行程量。也可接受外部编程控制。

4：在无市电或电线拉不到的地方能独立完成阀门开/关和控制流量大小。应用于热水控制可节省部件、施工简单、成本低。

5：结构直接、简单易安装、拆卸维修方便，留有足够膨胀空间 没有撑裂的危险，万一控制部分失效时水阀关闭。

6：水阀打开或关闭的同时，微动开关也随着打开或关闭，这样电流的断续所产生的监控信号送给温度控制器的指示灯和微处理器输入端。

7：当拆除太阳能电池组件时由光控转为温控。既能作电磁阀使用、又能作温控阀使用。作电磁阀使用时比电磁阀用更小的电压电流控制阀门开/关和电磁阀很难作到的控制阀门流出水量的大小。

8：阳光强水流大；阳光弱水流小；无阳光时水流关闭，可以实现向太阳能集热器稳定持续供水。

9：温度高水流小；温度低水流大，可以实现对暖气恒温，节电节热。温度高水流大；温度低水流小或关闭用于热水器和热供水。

附图说明：

图1为本实用新型的第一种实施方式的结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的部分内部俯视图；

图4为本实用新型的阀芯装配图；

图5-1为本实用新型的第二种实施方式的水阀总成的结构示意图；

图5-2为本实用新型的第二种实施方式的太阳能电池板的结构示意图；

图5-2为本实用新型的第二种实施方式的底座的结构示意图；

图5-2为本实用新型的第二种实施方式的太阳能电池总成结构示意图；

图6为本实用新型的电原理图；

图7为本实用新型的第三种实施方式的结构示意图；

图8为本实用新型的第四种实施方式的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的最佳实施方式做详细说明：

实施例1：一种光热控制阀门(参见图1-图4)，它具有太阳能电池板及水阀总成，太阳能电池板由固定太阳能板框架1、太阳能板镜片6、单晶硅片4，、电流调谐电阻旋钮3、太阳能板插头插座5构成，固定太阳能板框架1嵌有太阳能板镜片6、单晶硅片4，单晶硅片4上设有电流调谐电阻旋钮3、太阳能板插头插座5，太阳能板插头插座5连接电源线7。水阀总成具有内壳2，内壳2连接罐壳34，罐壳34内设有波纹管11，波纹管11上焊接有波纹管封帽10、感温管8、衬套9、感温管保护夹8’，感温管8由感温管保护夹8’固定，波纹管11下设有顶盘18，波纹管11和顶盘18之间设有隔热垫17，顶盘18的加热器固定槽31内设有加热器下箍16，加热器下箍16设有边耳15，加热器下箍16上设有自动控温PTC陶瓷加热器14，加热器14上设有加热器上箍13，波纹管11外侧加热器上箍13和波纹管封帽10之间设有上弹簧12，加热器14通过电源线7连接太阳能板插头插座5。当太阳光照射镜片6上后聚光在形成P-N结的单晶硅片4上产生电压，经调谐电阻3、电源线7向加热器14输出电流。因加热器14有大拇指大小，只需要低电压小电流即可加热，小面积的单晶硅片就可以满足需要。罐壳34与波纹管封帽10相接，罐壳34的下部设有刻度33。

罐壳34下端连接阀体，阀体具有阀壳47，阀壳47顶部设有罐壳螺丝座38、固定座36、紧固螺钉37，阀壳47通过罐壳螺丝座38及罐壳34下部的边耳槽35与罐壳34相连，并通过紧固螺钉37固定。顶盘18通过内螺丝19、销钉51连接连杆底盘22，连杆底盘22上套有胶皮垫21及下弹簧20，连杆底盘22底部设有拧螺钉槽23。连杆底盘22的连杆上设有两个猫耳槽50，猫耳槽50内套有密封胶圈43(图2所示)。阀壳47顶部设有导流口39，底部设有阀盖48，阀壳47和阀盖48之间设有密封垫49，阀盖48上设有固定孔52，阀壳47内部设有相通的进水口40、进水舱42、喷水口45、结合部间隙46、出水口44，进水舱42和喷水口45之间为弧型。阀壳47内设有黄干油槽41。

为了防止自动控温PTC陶瓷加热器14过热危险和稳定工作，本实用新型对自动控温PTC陶瓷加热器14有着特殊要求：其内部温度不得超过120℃而且太阳能电池发电量微小，因此加热器选用自动控温PTC陶瓷加热器，是一种特种陶瓷材料，它的优点是：1：由于室温下加热器电阻较小，电流较大，温度升高时电阻变大，当温度升高某一值时电流非常小，使加热器表面温度始终保持恒定值，通过对陶瓷材料搀杂的比例就可以恒温在120℃。2：加热器只需3～24V电压即可恒温发热，符合太阳能电池发电量微小的要求。3：PTC加热器无明火、热转换率高、受电源电压影响小、天然寿命长、陶瓷材料成本低。可制作成多种形状结构和不同规格，因此可以加工成本实用新型所要求的规格。

安装程序如下：把胶皮垫21套在连杆底盘22上，再套上两个密封胶圈43在猫耳槽50内，用黄干油涂抹在黄干油槽41内，顺着阀壳47底部中间圆孔穿过，套上下弹簧20，用螺絲刀把连杆底盘22和顶盘18拧紧再安装上销钉51。把波纹管11、上弹簧12、加热器上箍13、加热器14、加热器下箍16、和隔热垫17，把插头和电源线7从开口槽29穿过，加热器下箍边耳15卡在边耳槽35内防止电源线扭断，按照图4顺序放在罐壳34内，旋拧在罐壳螺丝座38上，调谐适当位置后用紧固螺钉37固定。导流口39为积水出口。

实施中心孔和连杆底盘22之间防漏水方案是：进水舱42和喷水口45之间为弧型，因出水口44是开放式的，所以进水口40的水压力大于出水口压力44，水由进水舱42经过弧型水道和喷水口45向出水口喷出，在结合部间隙46处形成负压，当阀门关闭时结合部间隙也同时关闭不会有水经中心孔和连杆底盘之间向外流出。连杆底盘22上密封胶圈43开槽内又开两小槽为猫耳槽50，是为了安装和运动时不会挤坏密封胶圈，其密封效果比不带猫耳槽的要好，这样油和水不易溢出(图2所示)。一是有负压区二是有密封胶圈防漏双保险，可使连杆底盘上下自如，两壁磨擦小、密封好。在同一压强情况下面积越小压力越小，所以本实用新型出水截面较小需要压力也小，下弹簧20有足够力量来克服水压力和连杆两壁间的磨擦力使水截流，波纹管气体膨胀推力很大是下弹簧十几倍大足以克服弹簧力使阀门打开。因波纹管压缩气体膨胀率大可能会破坏机体，本实用新型采用恒温、工质液体限量和加大行程距离来保证机体安全。

本实施例应用于太阳能热水器等。

实施例2：一种光热控制阀门(参见图5-1、图5-2、图5-3、图5-4)，其结构与实施例1基本相同，其区别在于其罐壳34焊有微动开关架24，微动开关架24上用固定螺钉26固定微动开关25和电线夹27，微动开关架24底部和罐壳34侧面上开有开口槽29，开口槽29内放置微动开关行程簧片32和电源线7，微动开关25上设有微动开关键28和微动开关电线接头30、常闭点接头54及常开点接头55，常闭点接头54及常开点接头55连接温度控制器57。当有阳光和温度升高某一值时顶盘18开始向下运动阀门打开，在打开阀门的同时碰触微动开关行程簧片32按下微动开关键28使常开点闭合、常闭点打开，控制温度控制器57。

参见图5-1、图5-2、图5-3、图5-4，太阳能电池板和水阀总成可以是分体的，图5-2中固定太阳能板框架1可以套在图5-1中内壳2上(如图1)，也可以套在图5-3中底座56上组合成图5-4中太阳能电池总成59，在图5-1水阀总成和图5-4太阳能电池总成可以通过导线分开放置，水阀总成放在自来水上水管方便的地方，太阳能电池总成放在太阳照射的地方。底座56上设有底座固定孔58，底座56外壁和太阳能板框架1内壁设有防滑凸53，太阳能板框架1套上后可转动朝阳方向，方向确定后防滑凸53起固定作用，感温管8可卷曲伸直，不会阻挡太阳能板和框架转动。本实用新型作温控时很方便拆下太阳能板框架1，当太阳能板框架1拆下后(图5-1中所示)长感温管8可以放在感温处感温。自动控温PTC陶瓷加热器14、微动开关电线接头30、常闭点接头54、常开点接头55和太阳能板插头插座的电源线7由接线盒60集线后连接温度控制器57。

在图6中单晶硅片4(BT1)正极连接电流调谐电阻旋钮3(R1)，电流调谐电阻旋钮3(R1)连接太阳能板插头插座5(JP1-1)，太阳能板插头插座5(JP1-1)连接自动控温PTC陶瓷加热器14(Rt1)、温度控制器57(JP5-1)，自动控温PTC陶瓷加热器14(Rt1)连接太阳能板插头插座5(JP1-2)、温度控制器57(JP5-2)，单晶硅片4(BT1)负极连接太阳能板插头插座5(JP1-2)。微动开关电线接头30(JP2)连接温度控制器57(JP5-3)、微动开关25(S1-2)，常开点接头55(JP3)连接温度控制器57(JP5-4)、微动开关25(S-1)，常闭点接头54(JP4)连接温度控制器57(JP5-5)、微动开关25(S1-3)。

在图6中当BT1接收阳光后产生电流从BTI正极输出，经R1限流、JP1-1连接，使自动控温PTC陶瓷加热器14(Rt1)加热，加热后电流回流经JP1-2到BTI负极。适当调节电阻R1，使Rt1热量在一定范围内变化，去推动阀门控制水流的大小。当阀门动作时碰触微动开关25(S1)，使常闭点打开，常开点关闭，经JP2、JP3、JP4将信息送到温度控制器57进行处理，温度电控制器57又能输出适当电流对RT1进行加热去控制阀门。

本实施例应用于太阳能热水器，热水器、倒热阀等。

实施例3：一种光热控制阀(参见图7)，其结构与实施例1基本相同，其区别在于其不设太阳能电池板，自动控温PTC陶瓷加热器14通过电源线7连接温度控制器57，且阀体的结构有所不同。即罐壳34下端连接阀体，阀体具有螺母阀体1`，螺母阀体1`顶部设有罐壳螺丝座38、固定座36、紧固螺钉37，螺母阀体1`通过罐壳螺丝座38与罐壳34相连，并通过紧固螺钉37固定。顶盘18通过内螺丝19、销钉51连接连轴闸瓣6`的连轴，连轴闸瓣6`的连轴上套有下弹簧20，螺母阀体1`中心设有套轴4`，套轴4`内设有黄干油槽41。套轴4`底部设有密封橡胶螺丝7`，连轴闸瓣6`的连轴穿过套轴4`，连轴闸瓣6`的闸瓣与套轴4`的外壁紧密接触，连轴闸瓣6`的闸瓣上设有过流孔3`，连轴闸瓣6`与套轴4`之间为结合部空腔5`，螺母阀体1`的下部设有阀管2`，螺母阀体1`与阀管2`之间设有密封垫49，阀管2`上设有进水口14`、出水口15`。

本实施例应用于室内恒温如暖气、地暖等。

实施例4：一种光热控制阀(参见图8)，其结构与实施例2基本相同，其区别在于感温管8通过感温包帽9`连接感温包11`，感温包帽9`上还设有加注管10`，感温包帽9`和感温包11`用固定螺丝37固定在感温包架12`上，感温包架12`与阀管2`连为一体。其目的是 为了增加温控精度和范围。并且其罐壳34焊有微动开关架24，微动开关架24上用固定螺钉26固定微动开关25和电线夹27，微动开关架24底部和罐壳34侧面上开有开口槽29，开口槽29内放置微动开关行程簧片32和电源线7，微动开关25上设有微动开关键28和微动开关电线接头30、常闭点接头54及常开点接头55，常闭点接头54及常开点接头55通过接线盒60连接温度控制器57。

水流通过阀管2`时，连轴闸瓣6`只是控制部分流量，当环境温度升高时波纹管11膨胀伸长推动连轴闸瓣6`向下运动使水流量变小，当环境温度降低时，则水流量变大，所以温度高水流小；温度底水流大。本实用新型可用于安装在暖气上，一般供暖基本上是恒温的，如果暖气过热或过凉可旋转罐壳34来调节连轴闸瓣6`的关闭大小，保持适当的温度，最后拧紧紧固螺钉37。感温管8在室内温度影响下波纹管11膨胀或收缩来推动连轴闸瓣6`来控制水流大小。如果要加大连轴闸瓣6`的行程，可连接放在室内的感温包11`。还可以用温度控制器57的电子感温器检测室内温度用微小的电量对加热器14进行加热，使室温控制在一定范围内，当人长时间不在家时使温度控制器57可设置在最小室温。图7所示把感温包11`设置在阀管2`上直接感温，可对进出水流进行控制，原理同上。螺母阀体1`中心套轴4`和连轴闸瓣6`的里外紧密结合互为滑动壁，共同承受来自水流的横向压力，套轴4`和连轴闸瓣6`之间形成的结合部空腔5`内外压力不均衡，连轴闸瓣6`需要力矩过大，所以在连轴闸瓣6`的闸瓣底端开一小洞(过流孔3`)减少内外压差。密封螺丝7`不同于现有的水阀是在外边用密封垫和螺母来实现密封的，而本实用新型是内加密封橡胶螺丝，因密封螺丝的材料是橡胶制成的，在密封螺丝旋紧和水压的作用下起到很好的效果，同时连轴闸瓣6`的中心连轴没有太大扭矩，连轴可细一些、和套轴紧密一些也相对密封效果好，当出现故障时不影响密封效果。安装时应注意：先将密封螺丝7`套在连轴闸瓣6`连轴上插入螺母阀体1`底部中心孔内，拧紧密封螺丝7`后把连轴闸瓣6`插入到位。波纹管11通过感温管8连接感温包11`，所以波纹管11和感温管8的连接处容易断裂，因此采用感温管保护夹8`焊在波纹管封帽10上固定感温管8，安装或调节罐壳34时用手捏住感温管保护夹8`往下按不要和罐壳34一起旋转避免感温管8断裂。加注管10`是加注工质时用到的，开始波纹管11是瘪的，随着工质注入波纹管11鼓起，注入一定量工质后用焊锡或直接焊接封口。

本实施例应用于室内恒温如暖气、地暖等。

本实用新型有两种能源能转换成推力，一种是光能转为光控，一种是热能转为热控，但都是通过在波纹管密封空腔内的工质液体受热而蒸发汽化使波纹管膨胀伸长并克服弹簧的弹力推动连杆底盘或连轴闸瓣开启阀门。只有液体汽化时才能使膨胀和收缩最大化，如水蒸发成水蒸汽后体积可达到原水体积的两倍，因此根据不同情况可添加适当的工质液体如佛利昂、酒精、防冻夜等液体，这样伸缩可达1mm以上，符合本实用新型要求。当用热控情况下需要取下太阳能电池板，这时波纹管和感温管根据环境温度收缩和伸长使阀门动作。当电控情况下只要对加热器加电产生热量，使波纹管推动阀门。当有太阳光时阀门动作无太阳光阀门不动作，就需要减少环境温度热能的影响，本实用新型采用可移动波纹管与顶盘距离的大小和加注不同的沸点工质，来改变不同温度时阀门启动点，假定环境最高温度为50℃时，设置光控加热器加热高于50℃时才能达到阀门启动点来减少环境温度对光控的影响。

Claims (10)

1.一种光热控制阀，它具有水阀总成，其特征在于水阀总成具有罐壳(34)，罐壳(34)下端连接阀体，罐壳(34)内设有波纹管(11)，波纹管(11)上设有波纹管封帽(10)、感温管(8)、衬套(9)，波纹管(11)下设有顶盘(18)，顶盘(18)的加热器固定槽(31)内设有加热器下箍(16)，加热器下箍(16)设有边耳(15)，加热器下箍(16)上设有自动控温PTC陶瓷加热器(14)，加热器(14)上设有加热器上箍(13)，波纹管(11)外侧加热器上箍(13)和波纹管封帽(10)之间设有上弹簧(12)，罐壳(34)与波纹管封帽(10)相接，加热器(14)通过电源线(7)连接供电装置。

2.根据权利要求1所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的供电装置为太阳能电池板，太阳能电池板由固定太阳能板框架(1)、太阳能板镜片(6)、单晶硅片(4)、电流调谐电阻旋钮(3)、太阳能板插头插座(5)构成，固定太阳能板框架(1)嵌有太阳能板镜片(6)、单晶硅片(4)，单晶硅片(4)连接电流调谐电阻旋钮(3)，电流调谐电阻旋钮(3)通过电源线(7)分别连接自动控温PTC陶瓷加热器(14)。

3.根据权利要求2所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的太阳能板框架(1)套在内壳(2)上，内壳(2)连接罐壳(34)。

4.根据权利要求2所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的太阳能板框架(1)套在底座(56)上，底座(56)上设有底座固定孔(58)，底座(56)外壁和太阳能板框架(1)内壁设有防滑凸(53)。

5.根据权利要求1所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的供电装置为温度控制器(57)，加热器(14)通过电源线(7)连接温度控制器(57)。

6.根据权利要求5所述的一种光热控制阀，其特征在于罐壳(34)连接微动开关架(24)，微动开关架(24)上设有微动开关(25)和微动开关行程簧片(32)，微动开关(25)上设有微动开关键(28)和微动开关电线接头(30)、常闭点接头(54)及常开点接头(55)，微动开关电线接头(30)、常闭点接头(54)及常开点接头(55)均连接温度控制器(57)。

7.根据权利要求1所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的阀体具有阀壳(47)，阀壳(47)与罐壳(34)活动连接，顶盘(18)连接连杆底盘(22)，连杆底盘(22)上套有胶皮垫(21)及下弹簧(20)，阀壳(47)顶部设有导流口(39)，底部设有阀盖(48)，阀壳(47)内部设有相通的进水口(40)、进水舱(42)、喷水口(45)、结合部间隙(46)、出水口(44)。 

8.根据权利要求7所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的连杆底盘(22)的连杆上设有两个猫耳槽(50)，猫耳槽(50)内套有密封胶圈(43)。

9.根据权利要求7所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的进水舱(42)和喷水口(45)之间为弧型。

10.根据权利要求1所述的一种光热控制阀，其特征在于所述的阀体具有螺母阀体(1`)，螺母阀体(1`)与罐壳(34)活动连接，顶盘(18)连接连轴闸瓣(6`)的连轴，连轴闸瓣(6`)的连轴上套有下弹簧(20)，螺母阀体(1`)中心设有套轴(4`)，套轴(4`)底部设有密封橡胶螺丝(7`)，连轴闸瓣(6`)的连轴穿过套轴(4`)，连轴闸瓣(6`)的闸瓣与套轴(4`)的外壁紧密接触，连轴闸瓣(6`)的闸瓣上设有过流孔(3`)，连轴闸瓣(6`)与套轴(4`)之间为结合部空腔(5`)，螺母阀体(1`)的下部设有阀管(2`)，阀管(2`)上设有进水口(14`)、出水口(15`)。 

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