CN219117574U - 电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电解槽。电解槽包括：电堆组件；端板，端板叠置在电堆组件的一侧，端板的中部具有沿端板的厚度方向延伸的通孔，紧固组件，紧固组件设置在端板的边缘，多个紧固组件绕端板的周向间隔设置；挠度控制组件，挠度控制组件的至少一部分穿过通孔与电堆组件抵接，且挠度控制组件伸入至通孔的部分与通孔的内壁间隔设置。本实用新型解决了现有技术中电解槽存在均匀受力和易装配不能兼顾的问题。

Description

电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解设备技术领域，具体而言，涉及一种电解槽。

背景技术

目前，电解槽的端板的边缘通过螺栓穿过上下端板，实现对电堆的夹紧，但是这样会导致端板的中部发生弯曲，进而导致电堆中的双极板和气体扩散层也发生弯曲，弯曲方向和端板相同，气体扩散层所受压力在水平方向分布不均匀，气体扩散层的中心所受压力较小，使得中心处电阻增大，电解槽的制氢效率降低。而现有装置中在端板的中部设置螺纹孔，在螺纹孔处装配球头螺塞，来减少气体扩散层所受压力分布不均匀的问题。但是由于电解槽在装配时的螺栓的预紧力过大，普通人力很难将球头螺塞拧动，不易装配。

也就是说，现有技术中电解槽存在均匀受力和易装配不能兼顾的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电解槽，以解决现有技术中电解槽存在均匀受力和易装配不能兼顾的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电解槽，包括：电堆组件；端板，端板叠置在电堆组件的一侧，端板的中部具有沿端板的厚度方向延伸的通孔，紧固组件，紧固组件设置在端板的边缘，多个紧固组件绕端板的周向间隔设置；挠度控制组件，挠度控制组件的至少一部分穿过通孔与电堆组件抵接，且挠度控制组件伸入至通孔的部分与通孔的内壁间隔设置。

进一步地，挠度控制组件包括：第一挠度控制杆，第一挠度控制杆穿过通孔与电堆组件抵接，第一挠度控制杆的长度为预设长度；第二挠度控制杆，第二挠度控制杆与第一挠度控制杆连接且对第一挠度控制杆进行限位，以使第一挠度控制杆在通孔内的位置不变。

进一步地，端板的侧面具有贯通至通孔的限位孔，第一挠度控制杆具有贯通孔，贯通孔的延伸方向与限位孔的延伸方向相同，第二挠度控制杆由限位孔穿入至贯通孔内。

进一步地，第二挠度控制杆的长度大于限位孔的深度与贯通孔的深度之和，以使第二挠度控制杆的一部分位于端板的外侧。

进一步地，第二挠度控制杆与端板的侧面平齐。

进一步地，第一挠度控制杆的长度大于端板的厚度。

进一步地，通孔的数量为多个，多个通孔绕端板的中轴线等间隔设置。

进一步地，端板还具有贯通端板上下表面的安装孔，端板为至少两个，两个端板分别设置在电堆组件的上下表面处，紧固组件包括：紧固螺栓，紧固螺栓穿设在电堆组件上下两侧的两个端板的安装孔处；紧固螺母，各紧固螺栓的两端均设置有一个紧固螺母，且两个紧固螺母位于端板远离电堆组件的一侧。

进一步地，挠度控制组件的第一挠度控制杆伸入到端板朝向电堆组件的一侧的长度大于等于仅设置紧固组件时端板的挠度值。

进一步地，电堆组件包括：至少两个导电板和电堆，电堆位于至少两个导电板之间，且挠度控制组件的至少一部分穿过通孔后与导电板的中部抵接，导电板的面积大于电堆与导电板接触的面积。

进一步地，第一挠度控制杆具有平行于端板的贯通孔，第一挠度控制杆穿过通孔与电堆组件抵接后，贯通孔位于端板远离电堆组件的一侧，且贯通孔靠近电堆组件的孔壁与端板远离电堆组件的表面平齐，第二挠度控制杆穿设在贯通孔内，且第二挠度控制杆固定在端板上。

进一步地，第二挠度控制杆具有第二固定孔，紧固组件的至少一部分穿过第二固定孔以将第二挠度控制杆固定在端板上；或者电解槽还具有固定件，端板远离电堆组件的一侧表面具有第一固定孔，第二挠度控制杆具有第二固定孔，固定件穿过第二固定孔伸入至第一固定孔内以将第二挠度控制杆固定在端板上。

应用本实用新型的技术方案，电解槽包括电堆组件、端板、紧固组件和挠度控制组件，端板叠置在电堆组件的一侧，端板的中部具有沿端板的厚度方向延伸的通孔，紧固组件设置在端板的边缘，多个紧固组件绕端板的周向间隔设置；挠度控制组件的至少一部分穿过通孔与电堆组件抵接，且挠度控制组件伸入至通孔的部分与通孔的内壁间隔设置。

通过在端板的边缘设置多个紧固组件，便于端板对电堆组件施加力，保证电堆组件稳定工作。挠度控制组件的设置使得端板的中部能够对电堆组件施加压力，以使得电堆组件的边缘与中部所受的力相同，保证电堆组件均匀受力，保证电堆组件稳定工作。挠度控制组件的一部分穿过通孔与电堆组件抵接，以保证对电堆组件的压力不变，保证了电堆组件稳定工作。挠度控制组件伸入到通孔的部分与通孔的内壁间隔设置，以便于挠度控制组件与通孔之间的装配更加便捷。同时挠度控制组件的另一部分位于通孔外，且对伸入到通孔内的部分起到止挡作用，保证电堆组件受力的稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例一的电解槽的结构示意图；以及

图2示出了图1中电解槽的A-A向视图；

图3示出了图2中P处的放大图；

图4示出了图1中电堆组件下方的端板与第一挠度控制杆的装配关系图；

图5示出了图4中第一挠度控制杆装配到通孔后的结构示意图；

图6示出了图1中电堆组件上方的端板与第一挠度控制杆的装配关系图；

图7示出了图6中的第一挠度控制杆被压机压入到端板中的状态图；

图8示出了图7中的电解槽装配第二挠度控制杆时的装配关系图；

图9示出了图8中第二挠度控制杆装配完成后的结构示意图；

图10示出了图9中电解槽装配上紧固组件后的结构示意图；

图11示出了图10中电解槽撤掉压机后的结构示意图；

图12示出了图1中端板的结构示意图；

图13示出了图1中第一挠度控制杆的结构示意图；

图14示出了图1中第二挠度控制杆的结构示意图；

图15示出了本实用新型的实施例二的电解槽的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、电堆组件；11、导电板；12、电堆；20、端板；21、通孔；22、限位孔；23、安装孔；30、紧固组件；31、紧固螺栓；32、紧固螺母；40、挠度控制组件；41、第一挠度控制杆；411、贯通孔；42、第二挠度控制杆；50、工装；60、压机；70、固定件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中电解槽存在均匀受力和易装配不能兼顾的问题，本实用新型提供了一种电解槽。

如图1至图15所示，电解槽包括电堆组件10、端板20、紧固组件30和挠度控制组件40，端板20叠置在电堆组件10的一侧，端板20的中部具有沿端板20的厚度方向延伸的通孔21，紧固组件30设置在端板20的边缘，多个紧固组件30绕端板20的周向间隔设置；挠度控制组件40的至少一部分穿过通孔21与电堆组件10抵接，且挠度控制组件40伸入至通孔21的部分与通孔21的内壁间隔设置。

通过在端板20的边缘设置多个紧固组件30，便于端板20对电堆组件10施加力，保证电堆组件10稳定工作。挠度控制组件40的设置使得电堆组件10的中部能稳定受力，以使得电堆组件10的边缘与中部所受的力保持不变，保证电堆组件10均匀受力，保证电堆组件10稳定工作。挠度控制组件40的一部分穿过通孔21与电堆组件10抵接，以保证对电堆组件10的压力不变，保证了电堆组件10稳定工作。挠度控制组件40伸入到通孔21的部分与通孔21的内壁间隔设置，以便于挠度控制组件40与通孔21之间的装配更加便捷。同时挠度控制组件40的另一部分位于通孔21外，且对伸入到通孔21内的部分起到止挡作用，保证电堆组件10受力的稳定性。

需要说明的是，通孔21的形状、大小和数量可以根据电解槽的实际情况确定。

如图2、图8至图11所示，挠度控制组件40包括第一挠度控制杆41和第二挠度控制杆42，第一挠度控制杆41穿过通孔21与电堆组件10抵接，第一挠度控制杆41的长度为预设长度；第二挠度控制杆42与第一挠度控制杆41连接且对第一挠度控制杆41进行限位，以使第一挠度控制杆41在通孔21内的位置不变。第一挠度控制杆41的至少一部分与通孔21的内壁面间隔设置，或者说，第一通孔21平行于端板20的横截面积大于第一挠度控制杆41平行于端板20的横截面积，以使第一挠度控制杆41在装配至通孔21内时阻力小，便于第一挠度控制杆41的装配，大大减少了人力物力的浪费。第二挠度控制杆42的设置可以对第一挠度控制杆41起到限位的作用，保证第一挠度控制杆41在端板20内的位置不变，以保证第一挠度控制杆41对电堆组件10施加的力不变，以保证电堆组件10稳定工作，延长电堆组件10的使用寿命。

当然，第一挠度控制杆41与通孔21的内壁面之间的间隔不会特别大，仅需要具有一定的余量，保证第一挠度控制杆41能够装配至通孔21内即可。

此外，第一挠度控制杆41的长度此处不做具体的限定，可根据实际需求来进行确定，以使导电板11不发生变形为最佳，以使电堆组件10均匀受力。

实施例一

如图12所示，端板20的侧面具有贯通至通孔21的限位孔22，第一挠度控制杆41具有贯通孔411，贯通孔411的延伸方向与限位孔22的延伸方向相同，第二挠度控制杆42由限位孔22穿入至贯通孔411内。限位孔22的延伸方向与通孔21的延伸方向垂直，第二挠度控制杆42的至少一部分位于限位孔22内，第二挠度控制杆42的至少另一部分位于贯通孔411内，这样就使得第二挠度控制杆42被限位在限位孔22内，使得第二挠度控制杆42不会沿通孔21的延伸方向运动，同时在第二挠度控制杆42的止挡作用下，第一挠度控制杆41同样不会沿通孔21的延伸方向运动，使得第一挠度控制杆41对电堆组件10施加的压力不变，保证了电堆组件10工作的稳定性。

可选地，限位孔22的形状、大小和数量可根据第二挠度控制杆42的形状、大小和数量来进行设计。

如图9至图11所示，第二挠度控制杆42与端板20的侧面平齐。这样设置可以减少对第二挠度控制杆42的触碰，避免第二挠度控制杆42晃动，保证了第二挠度控制杆42装配的稳定性，同时能够增加电解槽的美观性。

具体的，第一挠度控制杆41的长度大于端板20的厚度。这样设置就使得第一挠度控制杆41的至少一部分穿出端板20与电堆组件10抵接，以平衡端板20因紧固组件30装配引起的挠度值，保证电堆组件10工作的稳定性。

如图12所示，通孔21的数量为多个，多个通孔21绕端板20的中轴线等间隔设置。这样设置可以在每个通孔21处均装配一个第一挠度控制杆41，使得第一挠度控制杆41在多个位置均对电堆组件10施加力，保证电堆组件10受力更加均匀，有利于电堆组件10稳定工作，有利于延长电堆组件10的使用寿命。

如图12所示，端板20还具有贯通端板20上下表面的安装孔23，端板20为至少两个，两个端板20分别设置在电堆组件10的上下表面处，紧固组件30包括紧固螺栓31和紧固螺母32，紧固螺栓31穿设在电堆组件10上下两侧的两个端板20的安装孔23处；各紧固螺栓31的两端均设置有一个紧固螺母32，且两个紧固螺母32位于端板20远离电堆组件10的一侧。通过在端板20上设置多个安装孔23，以保证紧固组件30与端板20稳定装配在一起，而在本实施例中，端板20为两个可以保证电堆组件10的上下两侧均均匀受力，大大增加了电堆组件10工作的稳定性。

当然，可以根据需要仅在电堆组件10的一侧安装上述的端板20，可在相对的另一侧安装辅助板，辅助板也具有用于装配紧固组件30的安装孔，但是辅助板可以不用装配挠度控制组件40。

具体的，挠度控制组件40的第一挠度控制杆41伸入到端板20朝向电堆组件10的一侧的长度大于等于仅设置紧固组件30时端板20的挠度值。这样设置有利于第一挠度控制杆41平衡掉端板20的挠度值，保证电堆组件10的中部稳定受力。

需要说明的是，第一挠度控制杆41伸入到端板20朝向电堆组件10的一侧的长度小于等于仅设置紧固组件30时端板20的挠度值、第一挠度控制杆41的形变量和第二挠度控制杆42的形变量之和，这样设置可以避免电堆组件10的中部受力大、边缘受力小，保证了电堆组件10受力的均匀性。

如图1所示，电堆组件10包括至少两个导电板11和电堆12，电堆12位于至少两个导电板11之间，且挠度控制组件40的至少一部分穿过通孔21后与导电板11的中部抵接，导电板11的面积大于电堆12与导电板11接触的面积。这样设置可以保证电堆组件10能够稳定工作，将导电板11的面积设置成大于电堆12与导电板11接触的面积，这样可以使得紧固螺栓31能够穿射在导电板11上，使得导电板11的位置固定，减少导电板11与电堆12错位的情况，保证了电堆组件10工作的稳定性，同时保证了电堆组件10与端板20之间装配地紧密性。

在本实施例中，第一挠度控制杆41对导电板11施加压力，第二挠度控制杆42实现了对第一挠度控制杆41的锁止，而使电堆12受力更均匀，同时本申请也不仅仅是对导电板11的中心施加压力，而是要精确控制导电板11的挠度，进而使电堆12的受力变均匀，为了精确的控制导电板11的挠度，需要提前计算第一挠度控制杆41的超过端板20的厚度的值d，首先确定电堆12承受的最佳压力，该压力通常为既能保证电解槽的密封性能，又能使电解槽的制氢效率最高时的力；然后，通过弹性力学相关计算方法计算出电堆中心和四周所受压力为最佳压力且导电板11挠度为0时d的值，该d值为所求d值。

端板20的材料可以为不锈钢、铝合金或工程塑料等，而其形状和尺寸可根据电解槽的实际情况而设定。第一挠度控制杆41和第二挠度控制杆42的材质可以选择刚度和强度较大的材料，其可以通过激光切割或铣床加工。而第一挠度控制杆41和第二挠度控制杆42的形状和尺寸可以根据实际需要来设计。

端板20、第一挠度控制杆41和第二挠度控制杆42应该保证较高的加工精度，以确保导电板11的挠度趋于零，使电堆12在水平方向的受力均匀分布。

如图8所示，在装配的过程中，需要工装50在下方对端板20进行支撑，在将所有的第一挠度控制杆41放入到通孔21内后，需要用压机60将第一挠度控制杆41压入到端板20中。

实施例二

与实施例一的区别是，第一挠度控制杆41与第二挠度控制杆42的装配关系不同。

如图15所示，电解槽还具有固定件70，端板20远离电堆组件10的一侧表面具有第一固定孔，第二挠度控制杆42具有第二固定孔，固定件70穿过第二固定孔伸入至第一固定孔内以将第二挠度控制杆42固定在端板20上。通过单独设置固定件70同样可以对第二挠度控制杆42进行限位，以使得第二挠度控制杆42能够对第一挠度控制杆41进行锁止，保证第一挠度控制杆41工作的稳定性。

需要说明的是，电堆组件10的上下两个端板20处均装配本实施例中的第一挠度控制杆41和第二挠度控制杆42，当然也可以根据具体的需求让其中的一个端板20装配本实施例中的第一挠度控制杆41和第二挠度控制杆42，另一个端板20装配实施例一种的第一挠度控制杆41和第二挠度控制杆42。

实施例三

与实施例二的区别是，第二挠度控制杆42固定在端板20上的方式不同。

在本实施例中，第一挠度控制杆41具有平行于端板20的贯通孔411，第一挠度控制杆41穿过通孔21与电堆组件10抵接后，贯通孔411位于端板20远离电堆组件10的一侧，且贯通孔411靠近电堆组件10的孔壁与端板20远离电堆组件10的表面平齐，第二挠度控制杆42穿设在贯通孔411内，且第二挠度控制杆42固定在端板20上。这样设置依然第二挠度控制杆42依然能够对第一挠度控制杆41进行限位，以保证第一挠度控制杆41稳定工作。而将贯通孔411靠近电堆组件10的孔壁与端板20平齐，以保证第二挠度控制杆42与端板20贴合设置，进而保证第一挠度控制杆41的位置不变。

具体的，第二挠度控制杆42具有第二固定孔，紧固组件30的至少一部分穿过第二固定孔以将第二挠度控制杆42固定在端板20上。在本实施例中，依靠紧固组件30的作用，将第二挠度控制杆42装配到端板20上。具体来讲就是至少两个紧固螺栓31同时穿设在第二挠度控制杆42和端板20上，同时紧固螺母32装配到该紧固螺栓31上后，紧固螺母32与第二挠度控制杆42抵接，以对第二挠度控制杆42进行限位。

实施例四

与实施例一的区别是，第二挠度控制杆42与端板20的装配关系不同。

在本实施例中，第二挠度控制杆42的长度大于限位孔22的深度与贯通孔411的深度之和，以使第二挠度控制杆42的一部分位于端板20的外侧。这样可以在第二挠度控制杆42的边缘设置把手，把手的形状和尺寸可以依据电解槽的实际情况做出改变，把手的作用在于拆解电解槽时方便将第二挠度控制杆42拔出。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电解槽，其特征在于，包括：

电堆组件(10)；

端板(20)，所述端板(20)叠置在所述电堆组件(10)的一侧，所述端板(20)的中部具有沿所述端板(20)的厚度方向延伸的通孔(21)；

多个紧固组件(30)，所述紧固组件(30)设置在所述端板(20)的边缘，多个所述紧固组件(30)绕所述端板(20)的周向间隔设置；

挠度控制组件(40)，所述挠度控制组件(40)的至少一部分穿过所述通孔(21)与所述电堆组件(10)抵接，且所述挠度控制组件(40)伸入至所述通孔(21)的部分与所述通孔(21)的内壁间隔设置。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述挠度控制组件(40)包括：

第一挠度控制杆(41)，所述第一挠度控制杆(41)穿过所述通孔(21)与所述电堆组件(10)抵接，所述第一挠度控制杆(41)的长度为预设长度；

第二挠度控制杆(42)，所述第二挠度控制杆(42)与所述第一挠度控制杆(41)连接且对所述第一挠度控制杆(41)进行限位，以使所述第一挠度控制杆(41)在所述通孔(21)内的位置不变。

3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述端板(20)的侧面具有贯通至所述通孔(21)的限位孔(22)，所述第一挠度控制杆(41)具有贯通孔(411)，所述贯通孔(411)的延伸方向与所述限位孔(22)的延伸方向相同，所述第二挠度控制杆(42)由所述限位孔(22)穿入至所述贯通孔(411)内。

4.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述第二挠度控制杆(42)的长度大于所述限位孔(22)的深度与所述贯通孔(411)的深度之和，以使所述第二挠度控制杆(42)的一部分位于所述端板(20)的外侧。

5.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于，所述第二挠度控制杆(42)与所述端板(20)的侧面平齐。

6.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述第一挠度控制杆(41)的长度大于所述端板(20)的厚度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电解槽，其特征在于，所述通孔(21)的数量为多个，多个所述通孔(21)绕所述端板(20)的中轴线等间隔设置。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电解槽，其特征在于，所述端板(20)还具有贯通所述端板(20)上下表面的安装孔(23)，所述端板(20)为至少两个，两个所述端板(20)分别设置在所述电堆组件(10)的上下表面处，所述紧固组件(30)包括：

紧固螺栓(31)，所述紧固螺栓(31)穿设在所述电堆组件(10)上下两侧的两个端板(20)的安装孔(23)处；

紧固螺母(32)，各所述紧固螺栓(31)的两端均设置有一个所述紧固螺母(32)，且两个所述紧固螺母(32)位于所述端板(20)远离所述电堆组件(10)的一侧。

9.根据权利要求8所述的电解槽，其特征在于，所述挠度控制组件(40)的第一挠度控制杆(41)伸入到所述端板(20)朝向所述电堆组件(10)的一侧的长度大于等于仅设置所述紧固组件(30)时所述端板(20)的挠度值。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的电解槽，其特征在于，所述电堆组件(10)包括：

至少两个导电板(11)；

电堆(12)，所述电堆(12)位于所述至少两个导电板(11)之间，且所述挠度控制组件(40)的至少一部分穿过所述通孔(21)后与所述导电板(11)的中部抵接，所述导电板(11)的面积大于所述电堆(12)与所述导电板(11)接触的面积。

11.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于，所述第一挠度控制杆(41)具有平行于所述端板(20)的贯通孔(411)，所述第一挠度控制杆(41)穿过所述通孔(21)与所述电堆组件(10)抵接后，所述贯通孔(411)位于所述端板(20)远离所述电堆组件(10)的一侧，且所述贯通孔(411)靠近所述电堆组件(10)的孔壁与所述端板(20)远离所述电堆组件(10)的表面平齐，所述第二挠度控制杆(42)穿设在所述贯通孔(411)内，且所述第二挠度控制杆(42)固定在所述端板(20)上。

12.根据权利要求11所述的电解槽，其特征在于，

所述第二挠度控制杆(42)具有第二固定孔，所述紧固组件(30)的至少一部分穿过所述第二固定孔以将所述第二挠度控制杆(42)固定在所述端板(20)上；或者

所述电解槽还具有固定件(70)，所述端板(20)远离所述电堆组件(10)的一侧表面具有第一固定孔，所述第二挠度控制杆(42)具有第二固定孔，所述固定件(70)穿过所述第二固定孔伸入至所述第一固定孔内以将所述第二挠度控制杆(42)固定在所述端板(20)上。

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