DE102009012213A1 - Test leak unit for evaluating results of tightness tests, has housing from which leakage determining outlet is guided for test gas, where housing has changing volume in which test gas is put under pressure by volume reduction - Google Patents

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Abstract

The test leak unit has housing (11) from which a leakage determining outlet (19) is guided for a test gas. The housing has a changing volume in which the test gas is put under pressure by volume reduction. A locking device (20) is provided for fixing the volume in the reduced condition. The housing comprises a cylinder in which a piston (14) is moved for the volume change. The piston is connected with a piston rod (15) projecting from the housing. An independent claim is also included for a method for operating a test leak unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Testleck für die Auswertung der Ergebnisse von Dichtheitsprüfungen, mit einem Gehäuse aus dem ein leckratenbestimmender Auslass für ein Testgas herausführt.The The invention relates to a test leak for the evaluation of Results of leak tests, with a housing from the leak rate determining outlet for a test gas out leads.

Bei der Dichtheitsprüfung von Gegenständen wie Behältern oder Rohranlagen wird ein Prüfgas in das zu prüfende Objekt eingefüllt. Mit einem Detektor, der selektiv auf das Prüfgas anspricht, wird das Vorhandensein von Prüfgas außerhalb des Objekts festgestellt. Wenn Prüfgas außerhalb des Objekts auftritt, wird auf ein Leck geschlossen. Zur Ermittlung der Leckrate zur quantitativen Bewertung des Lecks ist eine Kalibrierung des Detektors erforderlich. Hierfür wird ein Testleck benutzt, das ein Testgas enthält und eine definierte Leckstelle aufweist, welche eine definierte Leckrate erzeugt. Die üblichen Testlecks sind komplex und voluminös. DE 103 53 033 A1 (INFICON GmbH) beschreibt ein Testleck mit einem Gehäuse, das zwei Kammern enthält. Beide Kammern sind durch eine vorgespannte Membran getrennt. Die eine Kammer enthält das Testgas und von ihr führt eine leckratenbestimmende Kapillare aus dem Gehäuse heraus. Das Gehäuse enthält ein Ventilorgan und einen Druckregler, der das Testgas auf einen vorbestimmten Druck regelt.In the leak test of objects such as containers or pipe systems, a test gas is filled into the object to be tested. With a detector that selectively responds to the test gas, the presence of test gas outside the object is detected. If test gas occurs outside the object, a leak is detected. To determine the leak rate for the quantitative assessment of the leak, a calibration of the detector is required. For this purpose, a test leak is used which contains a test gas and has a defined leak, which generates a defined leak rate. The usual test leaks are complex and bulky. DE 103 53 033 A1 (INFICON GmbH) describes a test leak with a housing containing two chambers. Both chambers are separated by a prestressed membrane. One chamber contains the test gas and from it a leak rate-determining capillary leads out of the housing. The housing includes a valve member and a pressure regulator that regulates the test gas to a predetermined pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Testleck zu schaffen, das einfach aufgebaut und leicht zu bedienen ist.Of the Invention has for its object to provide a test leak It is simple and easy to use.

Das erfindungsgemäße Testleck zeichnet sich durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 aus. Hiernach ist vorgesehen, dass das Gehäuse ein veränderbares Volumen hat, in welchem das Testgas durch Volumenverkleinerung unter Druck setzbar ist.The Test leak according to the invention is characterized the features of claim 1. After that it is planned that the housing has a variable volume, in which the test gas can be pressurized by volume reduction is.

Das erfindungsgemäße Testleck kann von Hand bedient werden, indem das Testgas in das Gehäuse eingefüllt und anschließend das Volumen des Gehäuses verkleinert wird. Dadurch wird das Testgas unter Druck gesetzt und das Testgas tritt mit einer definierten Leckrate aus dem Testleck aus. Das Gehäuse kann relativ kleinformatig sein, so dass es auch in einer Prüfkammer zusätzlich zu dem zu prüfenden Prüfling untergebracht werden kann. Im Einzelfall besteht die Möglichkeit, die Dimensionen des Testlecks entsprechend der verfügbare Prüfkammer zu wählen. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass das Testleck manuell befüllt und bedient werden kann. Das Füllen des Gehäuses mit Testgas erfolgt durch Einsprühen mit einer üblichen Sprühpistole oder einer Sprühkartusche. Bei Gasen, die leichter sind als Luft, wie beispielsweise Helium, wird die Öffnung des Gehäuses nach unten gehalten. Bei Gasen, die schwerer sind als Luft, beispielsweise CO2, wird die Gehäuseöffnung nach oben gehalten. In jedem dieser Fälle erfolgt das Befüllen unter Schwerkrafteinfluss. Danach wird das Gehäuse geschlossen und das Testgas unter Druck gesetzt, indem das Volumen des Innenraums des Gehäuses verkleinert wird. Dies kann durch manuelle Kompression erfolgen. Durch den Grad des Eindrückens kann der entstehende Druck und somit der Strom des austretenden Testgases bestimmt werden. Das das Testgas enthaltende Gehäusevolumen kann durch eine Arretiervorrichtung fixiert werden.The test leak according to the invention can be operated by hand by filling the test gas into the housing and then reducing the volume of the housing. As a result, the test gas is pressurized and the test gas exits the test leak at a defined leak rate. The housing may be relatively small in size, so that it can also be accommodated in a test chamber in addition to the test object to be tested. In individual cases it is possible to choose the dimensions of the test leak according to the available test chamber. A particular advantage is that the test leak can be filled and operated manually. The filling of the housing with test gas is carried out by spraying with a conventional spray gun or a spray cartridge. For gases that are lighter than air, such as helium, the opening of the housing is held down. For gases that are heavier than air, such as CO 2 , the housing opening is held up. In each of these cases, the filling takes place under the influence of gravity. Thereafter, the housing is closed and the test gas pressurized by reducing the volume of the interior of the housing. This can be done by manual compression. By the degree of indentation, the resulting pressure and thus the flow of the exiting test gas can be determined. The housing volume containing the test gas can be fixed by a locking device.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Gehäuse aus einem Zylinder, in dem zur Volumenveränderung ein Kolben verschiebbar ist. Vorzugsweise ist der Kolben mit einer aus dem Gehäuse ragenden Kolbenstange verbunden, die an ihrem Ende den Auslass für das Testgas aufweist. Alternativ kann der Auslass auch direkt an dem Gehäuse vorgesehen sein. Der Auslass sollte eine leckratenbestimmende auswechselbare Kapillare enthalten. Damit können unterschiedliche Leckraten eingestellt werden, wobei jede der einsetzbaren Kapillaren eine exakt definierte Leckrate für das Testgas aufweist.According to one preferred embodiment of the invention, the housing consists from a cylinder in which to change the volume of a piston is displaceable. Preferably, the piston with one of the Housing protruding piston rod connected to the end having the outlet for the test gas. Alternatively, the Outlet also be provided directly to the housing. Of the Outlet should be a leak rate determining replaceable capillary contain. This can set different leakage rates be, each of the deployable capillaries a well-defined Leak rate for the test gas has.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Testlecks. Das Verfahren sieht vor, dass ein Testgas, in dem das Gehäuse des Testlecks bildenden Zylinder bei herausgenommenem Kolben eingesprüht wird, wobei der Zylinder so gehalten wird, dass das Testgas aus der umgebenden Atmosphäre unter Schwerkrafteinfluss in den Zylinder eintritt. Danach wird der Kolben in den Zylinder eingesetzt, wodurch das Volumen das Zylinders verkleinert wird. Schließlich wird der Kolben im Zylinder arretiert.The The invention further relates to a method for operating a test leak. The procedure provides that a test gas, in which the housing of the test leak forming cylinder sprayed with the piston removed is, with the cylinder is held so that the test gas out the surrounding atmosphere under the influence of gravity in the cylinder enters. Then the piston is inserted into the cylinder, whereby the volume of the cylinder is reduced. After all The piston is locked in the cylinder.

Das mit unter Druck stehendem Testgas gefüllte Testleck kann in eine Messkammer eingesetzt werden. Anschließend wird in einem Testgasdetektor die zeitliche Veränderung der Konzentration des Testgases in der Messkammer gemessen und der Messwert wird in Beziehung zu der bekannten Leckrate des Testlecks gesetzt.The Test leak filled with pressurized test gas be used in a measuring chamber. Subsequently, will in a test gas detector the temporal change of Concentration of the test gas measured in the measuring chamber and the measured value is set in relation to the known leak rate of the test leak.

Da das erfindungsgemäße Testleck kleinformatig hergestellt werden kann, kann es zusammen mit einem Prüfling, der unter Druck stehendes Prüfgas enthält, in der Messkammer positioniert werden.There the test leak according to the invention produced in small format It can be done together with a candidate under Contains pressurized test gas in the measuring chamber be positioned.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.in the Embodiments will be described below with reference to the drawings the invention explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Testlecks, 1 a schematic longitudinal section through a first embodiment of the test leak,

2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Testlecks und 2 a schematic longitudinal section through a second embodiment of the test leak and

3 die Benutzung des Testlecks in einer Messkammer, wobei die Messkammer zusätzlich das Prüfobjekt aufnimmt. 3 the use of the test leak in a measuring chamber, wherein the measuring chamber additionally receives the test object.

Das in 1 dargestellte Testleck 10 weist ein Gehäuse 11 auf, das aus einem Zylinder besteht. Der Zylinder ist als Pneumatikzylinder ausgebildet. Er weist eine zylindrische Bohrung 12 auf, welche einen Innenraum 13, der das Volumen bildet, umschließt. In dem Gehäuse 11 ist ein Kolben 14 verschiebbar, der den Innenraum 13 begrenzend abschließt. Der Kolben 14 ist mit einer Kolbenstange 15 verbunden, die aus dem offenen Ende 16 des Gehäuses herausragt.This in 1 illustrated test leak 10 has a housing 11 on, which consists of a cylinder. The cylinder is designed as a pneumatic cylinder. He has a cylindrical bore 12 on which an interior 13 that forms the volume encloses. In the case 11 is a piston 14 sliding, the interior 13 completes the limitation. The piston 14 is with a piston rod 15 connected from the open end 16 of the housing protrudes.

Die Kolbenstange 15 ist hohl. Sie ist mit dem Innenraum 13 verbunden und am rückwärtigen Ende durch eine Stirnwand 17 verschlossen. Durch die Stirnwand 17 führt eine leckratenbestimmende Kapillare 18 hindurch. Die Kapillare 18 ist ein auswechselbares Kapillarrohr, welches für das zu verwendende Testgas eine definierte Leckrate hat. Die Kapillare bildet die Normalkomponente des Testlecks. Ein aus der Kolbenstange heraus geführtes Ende der Kapillare 18 bildet den Testgasauslass 19. Anstelle einer Kapillare kann auch ein anderes leckratenbestimmendes Element verwendet werden, beispielsweise eine Blende in Form einer Platte, die ein definiertes Loch enthält.The piston rod 15 is hollow. She is with the interior 13 connected and at the rear end by an end wall 17 locked. Through the front wall 17 performs a leak rate determining capillary 18 therethrough. The capillary 18 is a replaceable capillary tube, which has a defined leak rate for the test gas to be used. The capillary forms the normal component of the test leak. An out of the piston rod out the end of the capillary 18 forms the test gas outlet 19 , Instead of a capillary, it is also possible to use another leak rate-determining element, for example a diaphragm in the form of a plate which contains a defined hole.

An dem Gehäuse ist eine Arretiervorrichtung 20 zur Fixierung des Volumens in dem verkleinerten Zustand vorgesehen. Die Arretiervorrichtung besteht beispielsweise aus einer Klemmschraube, die in ein Gewinde des Gehäuses 11 eingeschraubt ist und in einer Ausnehmung der Kolbenstange 15 eingreift. Durch Herausdrehen der Schraube kann die Arretierung gelöst werden.On the housing is a locking device 20 intended to fix the volume in the reduced state. The locking device consists for example of a clamping screw in a thread of the housing 11 is screwed in and in a recess of the piston rod 15 intervenes. By unscrewing the screw, the lock can be released.

Das Füllen des Gehäuses 11 mit Testgas erfolgt nach Herausziehen des Kolbens 14 aus dem Gehäuse durch Einsprühen mit einer üblichen Sprühpistole. Bei Gasen, die leichter sind als Luft, z. B. Helium, wird die Öffnung 16 des Gehäuses nach unten gehalten, so dass das Testgas in das Gehäuse hinein aufsteigt. Bei Gasen, die schwerer sind als Luft, z. B. CO2, wird die Öffnung 16 nach oben gehalten, so dass das Testgas in das Gehäuse hinein absinkt. Nach dem Einfüllen des Testgases in das Gehäuse wird der Kolben 14 eingesetzt. Durch Vorschieben der Kolbenstange 15 wird das Volumen des Innenraums 13 verkleinert und das darin enthaltene Testgas komprimiert. Das unter Druck stehende Testgas entweicht kontrolliert durch die Kapillare 18. Durch den Grad des Eindrückens kann der entstehende Druck und somit der Strom des austretenden Testgases bestimmt werden. Das Vorschieben der Kolbenstange 15 kann manuell erfolgen.The filling of the housing 11 with test gas takes place after pulling out the piston 14 from the housing by spraying with a conventional spray gun. For gases that are lighter than air, eg. B. helium, the opening becomes 16 held down the housing so that the test gas rises into the housing inside. For gases that are heavier than air, eg. As CO 2 , the opening 16 held up so that the test gas sinks into the housing. After filling the test gas in the housing, the piston 14 used. By advancing the piston rod 15 becomes the volume of the interior 13 reduced and compresses the test gas contained therein. The pressurized test gas escapes in a controlled manner through the capillary 18 , By the degree of indentation, the resulting pressure and thus the flow of the exiting test gas can be determined. Advancing the piston rod 15 can be done manually.

Nach Erreichen eines vorgegebenen Drucks wird der Kolben mit der Arretiervorrichtung 20 festgesetzt. Die Arretiervorrichtung kann unterschiedliche Mechanismen enthalten, wie einen Arretierstift, einen Bajonettverschluss, ein Gewinde, eine Halteklammer o. dgl.After reaching a predetermined pressure of the piston with the locking device 20 set. The locking device may include different mechanisms, such as a locking pin, a bayonet lock, a thread, a retaining clip o. The like.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kolben nach Art eines O-Ringes ausgebildet. Auch andere Kolbenformen und Abdichtungsmittel sind möglich, beispielsweise Lippendichtungen.at In the present embodiment, the piston is after Type of O-ring trained. Also other piston shapes and sealing means are possible, for example lip seals.

Die leckratenbestimmende Kapillare kann alternativ auch am Gehäuse 11 angebracht sein.The leak rate determining capillary may alternatively also be on the housing 11 to be appropriate.

2 zeigt eine Ausführungsform des Testlecks, bei der die Arretiervorrichtung 20a aus einem Gewindeeingriff 22 besteht. An der Kolbenstange 15 ist eine Schraubkappe 23 befestigt, welche nach Art einer Überwurfmutter mit einem Innengewinde versehen ist, welches auf ein Außengewinde des Gehäuses 11 aufgeschraubt ist. Der Gewindeeingriff 22 ermöglicht auf einfache Weise den Aufbau eines geeigneten Druckes im Innenraum 13, wobei der erforderliche Kraftaufwand verringert ist. 2 shows an embodiment of the test leak, wherein the locking device 20a from a threaded engagement 22 consists. At the piston rod 15 is a screw cap 23 attached, which is provided in the manner of a union nut with an internal thread, which on an external thread of the housing 11 is screwed on. The thread engagement 22 allows easy to build a suitable pressure in the interior 13 , wherein the required effort is reduced.

3 zeigt einen möglichen Anwendungsfall für das Testleck 10. Das Testleck 10 wird zusammen mit dem Prüfobjekt 30 in eine Messkammer 31 eingebracht. De Messkammer 31 ist hermetisch gegen die Atmosphäre abgedichtet. Das Prüfobjekt 30 ist mit einem Prüfgas 32 gefüllt, bei dem es sich um das gleiche Gas handelt, das im Testleck 10 enthalten ist. 3 shows a possible use case for the test leak 10 , The test leak 10 will be together with the test object 30 in a measuring chamber 31 brought in. De measuring chamber 31 is hermetically sealed against the atmosphere. The test object 30 is with a test gas 32 filled, which is the same gas in the test leak 10 is included.

In die Messkammer 31 wird eine Sonde 35 eingeführt, welche mit einem Prüfgasdetektor 36 verbunden ist. Durch die Sonde 35 wird von dem Prüfgasdetektor 36 Gas eingesaugt. Der Prüfgasdetektor 36 ist selektiv für das Prüfgas (bzw. Testgas) empfindlich.In the measuring chamber 31 becomes a probe 35 introduced, which with a test gas detector 36 connected is. Through the probe 35 is from the test gas detector 36 Gas sucked in. The test gas detector 36 is selectively sensitive to the test gas (or test gas).

Zur Dichtheitsprüfung wird ein Prüfobjekt 30, das mit unter Druck stehendem Prüfgas gefüllt ist, in die Messkammer 31 eingelegt. Ist ein Leck am Prüfobjekt vorhanden, dringt das Prüfgas in die Messkammer 31 ein und bildet dort eine Konzentration, die von der Größe des Lecks, dem Volumen der Messkammer und der verstrichenen Zeit abhängt. Um aus der entstandenen Konzentration und der Dauer die Größe des verursachenden Lecks zu ermitteln, wird zusätzlich zu dem Prüfobjekt oder separat hiervon, ein bekanntes Testleck 10 in der Messkammer 31 platziert. Die unter den vorgegebenen Prüfbedingungen entstehende Prüfgaskonzentration wird ins Verhältnis gesetzt mit einer Konzentration, die beim Messen eines unbekannten Prüflings entsteht. Dadurch kann die Leckrate des unbekannten Prüflings sehr genau ermittelt werden. Nach diesem Verfahren ist also eine Kalibrierung des Prüfgasdetektors 36 möglich bzw. eine Normierung des Messergebnisses auf die Norm-Leckrate des Testlecks 10.To leak test is a test object 30 , which is filled with pressurized test gas, into the measuring chamber 31 inserted. If there is a leak on the test object, the test gas penetrates into the measuring chamber 31 and there forms a concentration that depends on the size of the leak, the volume of the measuring chamber and the elapsed time. In order to determine the size of the causing leak from the resulting concentration and the duration, in addition to the test object or separately therefrom, a known test leak 10 in the measuring chamber 31 placed. The test gas concentration produced under the specified test conditions is set in relation to a concentration which arises when measuring an unknown test object. As a result, the leak rate of the unknown test specimen can be determined very accurately. After this procedure is thus a calibration of the test gas detector 36 possible or a normalization of the measurement result to the standard leak rate of the test leak 10 ,

Die Größe des Testlecks richtet sich nach der Größe des Prüfobjekts und der Messkammer. Das im konkreten Fall benötigte Testleck kann in der erforderlichen Größe hergestellt werden.The Size of the test leak depends on the size of the test object and the measuring chamber. That in the concrete case needed test leak can be in the required size getting produced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Testleck für die Auswertung der Ergebnisse von Dichtheitsprüfungen, mit einem Gehäuse (11), aus dem ein leckratenbestimmender Auslass (19) für ein Testgas herausführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) ein veränderbares Volumen hat, in welchem das Testgas durch Volumenverkleinerung unter Druck setzbar ist.Test leak for the evaluation of the results of leak tests, with a housing ( 11 ), from which a leak rate determining outlet ( 19 ) for a test gas, characterized in that the housing ( 11 ) has a variable volume in which the test gas can be pressurized by volume reduction. Testleck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Arretiervorrichtung (20, 20a) zur Fixierung des Volumens in dem verkleinerten Zustand vorgesehen ist.Test leak according to claim 1, characterized in that a locking device ( 20 . 20a ) is provided for fixing the volume in the reduced state. Testleck nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) aus einem Zylinder besteht, in dem zur Volumenveränderung ein Kolben (14) verschiebbar ist.Test leak according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 11 ) consists of a cylinder in which to change the volume of a piston ( 14 ) is displaceable. Testleck nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (14) mit einer aus dem Gehäuse (11) ragenden Kolbenstange (15) verbunden ist, die an ihrem Ende den Auslass (19) aufweist.Test leak according to claim 3, characterized in that the piston ( 14 ) with one out of the housing ( 11 ) projecting piston rod ( 15 ) connected at its end to the outlet ( 19 ) having. Testleck nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass an dem Gehäuse (11) vorgesehen ist.Test leak according to one of claims 1-3, characterized in that the outlet on the housing ( 11 ) is provided. Testleck nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (19) von einer leckratenbestimmenden auswechselbaren Kapillaren (18) gebildet ist.Test leak according to claim 4 or 5, characterized in that the outlet ( 19 ) of a leak rate determining replaceable capillaries ( 18 ) is formed. Testleck nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (14) mit einer Kolbenstange (15) verbunden ist, die mit einer Schraubkappe (23) verbunden ist, welche auf dem Gehäuse (11) verschraubt ist.Test leak according to claim 3, characterized in that the piston ( 14 ) with a piston rod ( 15 ) connected with a screw cap ( 23 ) connected to the housing ( 11 ) is screwed. Verfahren zum Betrieben eines Testlecks nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Testgas in das Gehäuse (11) bei herausgenommenem Kolben (14) eingebracht wird, wobei das Gehäuse so gehalten wird, dass das Testgas aus der umgebenden Atmosphäre unter Schwerkrafteinfluss in das Gehäuse (11) eintritt, dass danach der Kolben (14) in das Gehäuse (11) eingesetzt wird, wodurch das Testgasvolumen verkleinert wird, und dass der Kolben (14) im Gehäuse (11) gegen Verschieben arretiert wird.Method for operating a test leak according to claim 3, characterized in that a test gas is introduced into the housing ( 11 ) with the piston removed ( 14 ) is held, wherein the housing is held so that the test gas from the surrounding atmosphere under the influence of gravity into the housing ( 11 ) that after that the piston ( 14 ) in the housing ( 11 ) is used, whereby the test gas volume is reduced, and that the piston ( 14 ) in the housing ( 11 ) is locked against displacement. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mit unter Druck stehendem Testgas gefüllte Testleck (10) in eine Messkammer (31) eingesetzt wird und dass mit einem Prüfgasdetektor (36) die Konzentration des Testgases in der Messkammer (31) gemessen und der Messwert in Beziehung zu der bekannten Leckrate des Testlecks (10) gesetzt wird.Method according to claim 8, characterized in that the test leak filled with pressurized test gas ( 10 ) in a measuring chamber ( 31 ) and that with a test gas detector ( 36 ) the concentration of the test gas in the measuring chamber ( 31 ) and the measured value in relation to the known leakage rate of the test leak ( 10 ) is set. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Testleck (10) zusammen mit einem Prüfobjekt (30), das unter Druck stehendes Prüfgas (32) enthält, in der Messkammer (31) enthalten ist.Method according to claim 9, characterized in that the test leak ( 10 ) together with a test object ( 30 ), the pressurized test gas ( 32 ), in the measuring chamber ( 31 ) is included.
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