CN216867863U - 混凝土输送弯管及泵送设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及输送管技术领域，提供一种混凝土输送弯管及泵送设备，其中混凝土输送弯管包括：弯管管体，弯管管体的轴线呈弧形，弯管管体为高铬铸铁铸造管体，且弯管管体的侧壁在外弧处一体包裹设有金属件。本实用新型提供的一种混凝土输送弯管及泵送设备，设置弯管管体以高铬铸铁为基体且外弧处具有金属件，金属件嵌设在弯管管体的外弧侧壁内且与高铬铸铁紧密结合连接，能够对外弧部位起到加强作用，提高外弧处的韧性，从而起到加强输送管薄弱部位即弯管外弧处的作用，降低输送管开裂的风险，提高抗混凝土颗粒冲击及承受泵送压力的能力。

Description

混凝土输送弯管及泵送设备

技术领域

本实用新型涉及输送管技术领域，尤其涉及一种混凝土输送弯管及泵送设备。

背景技术

目前，在建筑领域，混凝土输送管是混凝土输送泵车的关键性配件，也是混凝土泵车的关键性易损件之一。常见的普通钢管制作的输送管耐磨性能差，不能抵抗混凝土沙石骨料对管壁的长时间磨损，平均输送方量在7000方左右，混凝土输送泵车就要停车换管，反而限制了混凝土输送泵车的高效率的优势，又造成了大量钢材的浪费。

混凝土泵送的工况特殊，在输送管内不仅有混凝土颗粒快速流动带来的磨损，还有存在泵送的高压(10-20Mpa)环境。同时，泵送施工时，如果出现混凝土流动不畅或堵管，施工操作人员，难免也会用铁锤大力的敲击管道。这都对输送管的韧性及不开裂，提出了更高的要求。混凝土输送管存在不抗混凝土颗粒的冲击、易开裂的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种混凝土输送弯管及泵送设备，用以解决或改善现有技术中混凝土输送管存在不抗混凝土颗粒的冲击、易开裂的问题，提高输送弯管外弧处的韧性，降低输送管开裂风险。

本实用新型提供一种混凝土输送弯管，包括弯管管体，所述弯管管体的轴线呈弧形，所述弯管管体为高铬铸铁铸造管体，且所述弯管管体的侧壁在外弧处一体包裹设有金属件。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述金属件为片状结构，所述金属件沿所述弯管管体外弧处的弧度设在所述弯管管体的外弧处侧壁内部。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述金属件包括金属网或者阵列排布的金属丝。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述金属网中金属的直径为0.5-2mm；所述金属丝的直径为0.5-2mm。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述金属网的网孔尺寸为5-30mm。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述金属件关于所述弯管管体的外弧中心对称铺设。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述金属件在所述弯管管体的周向方向上对应的圆心角为100-180°。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述金属件在所述弯管管体的轴线方向上的跨度角与所述弯管管体的跨度角的比例为：0.5-1。

根据本实用新型提供的混凝土输送弯管，所述弯管管体通过浇铸模具浇铸成型；所述金属件通过预先铺设在所述浇铸模具的型腔内壁上与所述弯管管体的外弧对应处一体成型于所述弯管管体的侧壁内部。

本实用新型还提供一种泵送设备，包括上述混凝土输送弯管。

本实用新型提供的一种混凝土输送弯管及泵送设备，设置弯管管体以高铬铸铁为基体且外弧处具有金属件，金属件嵌设在弯管管体的外弧侧壁内且与高铬铸铁紧密结合连接，能够对外弧部位起到加强作用，提高外弧处的韧性，从而起到加强输送管薄弱部位即弯管外弧处的作用，降低输送管开裂的风险，提高抗混凝土颗粒冲击及承受泵送压力的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的混凝土输送弯管的侧剖面示意图；

图2是本实用新型提供的混凝土输送弯管的截面示意图；

图3是本实用新型提供的双层弯管的截面示意图；

图4是本实用新型提供的混凝土输送弯管的制备工艺示意图；

附图标记：

1：弯管管体； 2：外管； 11：外弧；

12：内弧； 13：金属件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图4描述本实用新型的混凝土输送弯管及泵送设备。

参考图1和图2，本实施例提供一种混凝土输送弯管，包括弯管管体1，所述弯管管体1的轴线呈弧形。使得弯管管体1呈弯管状。所述弯管管体1为高铬铸铁铸造管体，且所述弯管管体1的侧壁在外弧11处一体包裹设有金属件13。即弯管管体1的主体材质为高铬铸铁，具有较好的耐磨性能。

本实施例提供的一种混凝土输送弯管，设置弯管管体以高铬铸铁为基体且外弧处具有金属件，金属件嵌设在弯管管体的外弧侧壁内且与高铬铸铁紧密结合连接，能够对外弧部位起到加强作用，提高外弧处的韧性，从而起到加强输送管薄弱部位即弯管外弧处的作用，降低输送管开裂的风险，提高抗混凝土颗粒冲击及承受泵送压力的能力。

进一步地，本实施例中所述金属件13为片状结构，所述金属件13沿所述弯管管体1外弧处的弧度设在所述弯管管体1的外弧处侧壁内部。金属件13设为片状结构，可更好的贴合弯管管体1的外弧弧度，使得金属件13与外弧弧度适应，能够对外弧部位起到有效加强韧性的效果；且金属件13设为片状结构，占用厚度较小，不会对弯管管体1外弧处的高铬铸铁基体的厚度造成较大影响，还有利于保证外弧处高铬铸铁基体的厚度以保证强度和耐磨性能。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例对金属件13的具体形式进行了说明，所述金属件13包括金属网或者阵列排布的金属丝。所述金属网中金属的直径为0.5-2mm。所述金属网的网孔尺寸为5-30mm。所述金属丝的直径为0.5-2mm。即金属件13可采用金属网的形式，呈一片金属网设在弯管管体1的外弧11侧壁内；或者金属件13也可为简单的金属丝结构，可将多根金属丝阵列排布设在弯管管体1的外弧11侧壁内。本实施例中金属件13的具体形式简单易实现，便于设置且能有效起到加强外弧11部位的作用，实用性和经济性较强。

进一步地，金属网包括铁丝网、钨丝网或钼丝网等。金属网中金属的直径具体指的是：例如，在金属网为铁丝网时铁丝的直径；在金属网为钨丝网时钨丝的直径；以此类推。金属网中金属的直径为0.5-2mm；太细的金属网，在浇铸铁水的过程中，会直接融化，起不到拉结的作用；太粗的金属网，与铁水的融合存在问题，也起不到很好的拉结作用。金属丝的直径选择与金属网中金属的直径选择原理相似。

具体的，铁丝网中铁丝的直径为0.5-2mm。太细的铁丝网，在浇铸铁水的过程中，会直接融化，起不到拉结的作用；太粗的铁丝网，与铁水的融合存在问题，也起不到很好的拉结作用；该直径范围内的铁丝网既能在浇铸铁水时保持铁丝的结构不会直接融化，又能够较好的与铁水相融连接，对弯管管体1外弧11部位的韧性提高效果较好。

金属网网孔尺寸选择：5-30mm；金属网的网孔尺寸即网孔的边长或直径。尺寸太小，意味着金属太密，阻碍浇铸时铁水的流动；尺寸太大，意味着金属分布太疏，则抗裂作用不强；该网孔尺寸适中，对弯管管体1外弧11部位的韧性提高效果较好。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述金属件13关于所述弯管管体1的外弧11中心对称铺设；因为弯管的外弧11中心是最薄弱部位，该部位磨损最严重，是最易产生开裂被提前磨损穿孔，从而提前失效的位置。因此设置金属件13关于外弧11中心对称铺设，有利于以外弧11中心为中心均匀的加强外弧11部位的韧性，提高外弧11部位整体的韧性，降低开裂风险，提升耐磨性、并提升弯管的使用寿命。

所述金属件13在所述弯管管体1的周向方向上对应的圆心角为100-180°。即如图2所示，金属件13在弯管管体1的圆周方向上对应的圆心角为B，设置金属件13在圆周方向上对应的圆心角B为100-180°，即金属件13在圆周方向上至少跨度为100°，至多铺满整个外弧11部位。该铺设范围有利于保证对外弧11部位的加强效果。

进一步地，金属件13在弯管管体1的轴线方向上的跨度角与弯管管体1的跨度角的比例为：0.5-1。即如图1所示，图1中角度A即为弯管管体1的跨度角，即弯管管体1的两端对应外弧11圆心的圆心角。金属件13在弯管管体1的轴线方向上的跨度角即为金属件13的两端对应外弧11圆心的圆心角。即金属件13在轴线方向上的跨度角至少为弯管管体1跨度角的一半，至多在轴线方向上铺满整个外弧11部位。该铺设范围有利于保证对外弧11部位的加强效果。

进一步地，所述弯管管体1通过浇铸模具浇铸成型；所述金属件13通过预先铺设在所述浇铸模具的型腔内壁上与所述弯管管体1的外弧11对应处一体成型于所述弯管管体1的侧壁内部。可通过在浇铸模具的型腔内壁上预先铺设金属件13，然后浇铸高铬铸铁溶液，从而形成以高铬铸铁为基体且在外弧11侧壁中具有金属件13的弯管管体1。金属件13置于弯管管体1的外弧11处侧壁内，且金属件13与高铬铸铁紧密结合为一体。

参考图4，本实施例提供一种混凝土输送弯管的制备工艺，该混凝土输送弯管的制备工艺包括：选取浇铸模具，在所述浇铸模具的型腔内壁上与弯管的外弧11对应处铺设金属件13；浇铸高铬铸铁溶液至所述浇铸模具的型腔内部，获取以高铬铸铁为基体且外弧11处具有金属件13的弯管管体1。

本实施例中可先根据待制备弯管的结构特征选取适应的浇铸模具，以通过浇铸法制备弯管。然后，在向浇铸模具的型腔内部浇铸之前，预先在浇铸模具的型腔内壁上铺设金属件13，然后再浇铸高铬铸铁溶液，从而可形成以高铬铸铁为基体的弯管管体1，且弯管管体1的侧壁内部一体连接有金属件13，且金属件13对应位于弯管管体1的外弧11处。金属件13是嵌入在弯管管体1的侧壁内，弯管管体1的表面光滑，没有因为金属件13的设置而凸起；且在浇铸过程中金属件13与高铬铸铁紧密连接为一体。

参考图1，对于弯管具有内弧12侧和外弧11侧。本实施例考虑到对于输送弯管，外弧11处是容易开裂的重点部位，因此，提出在外弧11侧嵌入设置金属件13，起到对外弧11处的局部加强作用，以提高韧性，降低开裂风险。高铬铸铁又称高铬Cr白口抗磨铸铁，是一种常见的、性价比非常高的抗磨铸铁，设置弯管管体1的基体为高铬铸铁具有较好的耐磨性能。

本实施例提供的一种混凝土输送弯管制备工艺，在弯管浇铸成型之前，通过预先在浇铸模具的型腔内壁上设置金属件13，可形成以高铬铸铁为基体且外弧11处具有金属件13的弯管管体1，金属件13嵌设在弯管管体1的外弧11侧壁内且与高铬铸铁紧密结合连接，能够对外弧11部位起到加强作用，提高外弧11处的韧性，从而起到加强输送管薄弱部位即弯管外弧11处的作用，降低输送管开裂的风险，提高抗混凝土颗粒冲击及承受泵送压力的能力。

在上述实施例的基础上，进一步地，在浇铸模具的型腔内壁上与弯管的外弧11对应处铺设金属件13具体包括：将金属件13沿所述浇铸模具的型腔内壁铺设，且将金属件13粘结固定在所述浇铸模具的型腔内壁上。金属件13沿浇铸模具的型腔内壁铺设，使得金属件13的弧度与弯管外弧11的弧度一致。在成型的弯管管体1中，金属件13是沿外弧11的弧度设置，使得金属件13与弯管管体1更为贴合，有利于保证对外弧11部位韧性的增强效果。

将金属件13预先粘结固定在型腔内壁上，是为了固定金属件13的位置，避免浇铸铁水溶液过程中金属件13移动错位，从而保证弯管管体1上金属件13的位置处于预设位置处，有利于保证加强效果。

进一步地，本实施例中金属件13为片状结构即整体呈片状，金属件13沿弯管管体1外弧11处的弧度设在弯管管体1的外弧11处侧壁内部。即嵌入设置在弯管管体1的侧壁内部，且在铁水溶液浇铸过程中，铁水溶液会流动填充金属件13的间隙，并与金属件13的边缘产生一定的融合结合，使得金属件13与高铬铸铁紧密结合为一体，在高铬铸铁内部起到增强韧性的作用。

进一步地，浇铸模具选用覆膜砂模具；浇铸方式采用重力浇铸。重力浇铸工艺简单、操作方便，且适用于弯管的制造，实用性较强。可采用覆膜砂粘结剂，将金属件13涂覆在覆膜砂模具的型腔内部，与弯管外弧11的中心对应处。具体的，粘结剂包括：砂芯粘结剂、酚醛树脂、水玻璃等；能承受铁水高温，且不带来铸造缺陷的粘结剂都可以使用。粘接剂主要考虑的是成本，其中，砂芯粘结剂，耐高温，本身就是覆膜砂浇铸过程中必备的合模粘结剂，用于砂型的组合。但是酚醛树脂、水玻璃更优，其能改善金属网的润湿性，从而使得金属网与高铬铸铁的结合更加紧密，但酚醛树脂、水玻璃的成本也更高。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述高铬铸铁溶液的熔炼温度低于所述金属件13的理论熔点。使得在高铬铸铁溶液浇铸时不至于将金属件13融化而导致金属件13失效。浇铸温度选择：温度过高，金属件13大部分会熔化，起不到强化高铬铸铁的作用；温度过低，金属件13和高铬铸铁结合不好，界面分层严重，金属件13的强化作用无法发挥。高铬铸铁溶液熔炼温度可为1350℃-1450℃；使得高铬铸铁和金属网的结合好，金属网能起到拉结和抗裂的作用。

具体的，高铬铸铁熔炼温度为1350-1450℃；浇铸到覆膜砂模具的型腔里，金属件13一体连接于铸件中，能起到提高韧性、增强不开裂能力、抗敲击的作用。

对于铁丝熔点为1610℃，高铬铸铁铁水熔炼温度一般略低于铁的理论熔点。同时浇铸后温度在高温段会迅速下降，所以铁丝网不至于融化。钨钼网和铁丝网的区别：钨钼的熔点更高、强度更高，不受铸造铁水高温影响。优选地，选用钼丝、钨丝时，由于金属扩散的影响，金属网局部区域内的高铬铸铁的韧性，将得到进一步的增强。试验证明，由于钼Mo、钨W元素的影响，高铬铸铁的淬透性得到增加，同时这两个合金元素能细化晶粒，降低铸造缺陷、提升铸件质量。

在上述实施例的基础上，进一步地，获取以高铬铸铁为基体且外弧11处具有金属件13的弯管管体1之后还包括：对所述弯管管体1进行冲击韧性试验，判断所述弯管管体1的实际冲击韧性；和/或，对所述弯管管体1进行超声探伤试验，判断金属件13和高铬铸铁的结合程度。本实施例提出可在弯管管体1成型之后，对弯管管体1进行一些试验以验证金属件13的实际效果，有利于确保金属件13的设置能够有效起到增强外弧11韧性的作用。

具体的，可对成型的弯管管体1进行冲击韧性试验，以获取弯管管体1的实际冲击韧性试验数据，来判断验证金属件13的设置对弯管管体1韧性的增强效果，以保证弯管管体1的质量。具体的，对于高铬铸铁韧性的提升，现有一般通过高铬铸铁成分和热处理工艺的优化，达到提高韧性和不开裂的要求。这是材料学的基本理论思路，但其能起的作用非常有限，这是由材料的基础性能决定的。根据公开文献资料，高铬铸铁Cr26的冲击韧性能提升到＞10J/cm²的水平，但工业化的应用也存在困难，同时实际验证表明也还是无法避免开裂的情况。成分和热处理工艺优化，会带来成本的增加，并且不利于高铬铸铁工业化批量生产。

可将弯管管体1的实际冲击韧性与同样的高铬铸铁成分经过热处理优化工艺得到的铸铁冲击韧性进行对比分析，判断弯管管体1对冲击韧性的提升效果。经试验验证，同样的高铬铸铁成分经热处理优化工艺得到的铸铁冲击韧性2-4J/cm²。按照本实施例提供的制备工艺加入铁丝网后，铁丝网加高铬铸铁复合材料的弯管管体1的冲击韧性10-15J/cm²。加入钨丝网或钼丝网后，形成的弯管管体1的冲击韧性更高。可见，本实施例提供的弯管制备工艺能够通过简单的操作，较低的成本有效提高弯管的冲击韧性，实用性较强，有利于工业化应用。

进一步地，还可对成型的弯管管体1进行超声探伤试验，可通过超声波探测获取弯管管体1中金属件13的边缘与高铬铸铁之间的间隙、孔洞等情况，以判断金属件13和高铬铸铁的结合程度。可选取金属件13和高铬铸铁结合程度达标的弯管管体1作为弯管管体1成品使用，以确保弯管管体1的实际性能。具体的，高铬铸铁溶液熔炼温度可为1350℃-1450℃。在该熔炼温度下，经超声波探测结果表明，高铬铸铁和金属网的结合好，金属网能起到拉结和抗裂的作用。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述浇铸模具的型腔内壁上与弯管的外弧11对应处铺设金属件13之前还包括：对金属件13进行酒精超声波清洗；对清洗之后的金属件13进行烘干处理，其中，烘干温度为70-100℃，烘干时间为3-12h。对金属件13的清洗和烘干预处理，有利于金属件13与高铬铸铁之间更好的结合连接。

进一步地，一种混凝土输送弯管制备工艺还包括：在弯管管体1的外部设置外管2，形成双层弯管。即该制备工艺还可适用于双层弯管的制备。参考图3，在弯管为双层管结构时，可在内管的外弧11侧壁中设置金属件13，以提高内管抗混凝土颗粒冲击的性能。

进一步地，在弯管为双层管结构时，作为内管的弯管管体1和外管2之间的结合工艺以及二者之间的填充物可根据实际情况灵活设置，以能实现双层弯管的制备为目的，具体不做限定。

进一步地，本实施例提供的混凝土输送弯管基于上述实施例所述的混凝土输送弯管制备工艺。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例提供一种泵送设备，包括上述混凝土输送弯管。具体的，泵送设备包括混凝土泵车、混凝土拖泵等。

在上述实施例的基础上，进一步地，基于目前混凝土泵送弯管最大的制约是其韧性不够、不抗混凝土颗粒冲击的问题，本实施例提供了一种新型预置金属网抗裂高铬铸铁混凝土泵送弯管及其复合工艺。具体的，本实施例在覆膜砂模具的型腔内部，与弯管外弧11的中心对应处，直接提前用粘结剂贴好金属网，再浇铸高铬铸铁铁水，待凝固后，直接在弯管外弧11的中心处，得到了含有金属网的加强区域。

工艺流程具体为：金属网制备，完全铺贴在覆膜砂模具腔体的内壁上。金属网预处理，清洗：酒精超声波清洗；烘干：烘箱干燥，温度：70-100℃；时间：3-12h。覆膜砂壳型制备，采用射芯机。金属网粘贴。覆膜砂浇铸：铸铁配料-熔炼-浇铸-保温-开箱-得到成品。

具体的，覆膜砂模具制作：可选取纯度大于98％且粒度在70-140目的Al₂O₃作为原砂，并加入粘接剂、固化剂和润滑剂加热混合后制备覆膜砂；弯管壳型制作，将模具安装在射芯机上，将覆膜砂倒入射芯机的砂斗内，加热模具，射芯机射砂至模具型腔内，保温硬化成弯管壳型。铁水浇注成型：将熔炼后的铁水浇注到弯管壳型内冷却静置成型，待弯管壳型覆膜砂溃散脱砂后获取弯管毛坯，经切割、打磨、精整后得到弯管产品。

进一步地，金属网可为铁丝网，可将市售的普通铁丝网，裁剪成100×150mm的长方形，预处理后，将铁丝网弯制成弯管外弧11的弧度，粘结铺设在浇铸模具的型腔内壁上，然后浇铸高铬铸铁，冷却脱模，得到弯管铸件。金属网还可为钨丝网、钼丝网、不锈钢网等。可调节金属网的种类、金属网的尺寸、金属网中金属的直径、金属网的网孔尺寸以及浇铸温度中的至少一个，并对成型的弯管管体1进行试验分析，最终获取最优制备参数。制备参数包括金属网的种类、金属网的尺寸、金属网中金属的直径、金属网的网孔尺寸以及浇铸温度中的至少一个。

进一步地，金属网还可通过金属丝来代替，成本更低、工艺更简单。金属丝可为铁丝、不锈钢丝等。金属丝的直径和间隔距离可参考金属网进行设置。

本实施例提供的新型预置金属网抗裂高铬铸铁混凝土泵送弯管及其复合工艺，采用重力铸造制备弯管，工艺简单；采用可为金属网或金属丝的金属件13，结构简单，成本较低；通过将金属件13预先铺设在浇铸模具的型腔内壁上，使得金属件13形成在弯管外弧11部位的靠近表面处，可有效起到局部加强的作用，预置金属件13后，能大幅度提高材料的冲击韧性，起到抗拉裂、抗混凝土冲击、抗管体外部敲击(施工过程中无法避免的)的作用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种混凝土输送弯管，其特征在于，包括弯管管体，所述弯管管体的轴线呈弧形，所述弯管管体为高铬铸铁铸造管体，且所述弯管管体的侧壁在外弧处一体包裹设有金属件；

所述金属件为片状结构，所述金属件沿所述弯管管体外弧处的弧度设在所述弯管管体的外弧处侧壁内部。

2.根据权利要求1所述的混凝土输送弯管，其特征在于，所述金属件包括金属网或者阵列排布的金属丝。

3.根据权利要求2所述的混凝土输送弯管，其特征在于，所述金属网中金属的直径为0.5-2mm；所述金属丝的直径为0.5-2mm。

4.根据权利要求2所述的混凝土输送弯管，其特征在于，所述金属网的网孔尺寸为5-30mm。

5.根据权利要求1所述的混凝土输送弯管，其特征在于，所述金属件关于所述弯管管体的外弧中心对称铺设。

6.根据权利要求5所述的混凝土输送弯管，其特征在于，所述金属件在所述弯管管体的周向方向上对应的圆心角为100-180°。

7.根据权利要求5所述的混凝土输送弯管，其特征在于，所述金属件在所述弯管管体的轴线方向上的跨度角与所述弯管管体的跨度角的比例为：0.5-1。

8.根据权利要求1所述的混凝土输送弯管，其特征在于，所述弯管管体通过浇铸模具浇铸成型；所述金属件通过预先铺设在所述浇铸模具的型腔内壁上与所述弯管管体的外弧对应处一体成型于所述弯管管体的侧壁内部。

9.一种泵送设备，其特征在于，包括上述权利要求1-8中任一项所述的混凝土输送弯管。

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