DE1628327A1

DE1628327A1 - Device for intermittent or idling control of rotary lobe compressors

Info

Publication number: DE1628327A1
Application number: DE19661628327
Authority: DE
Inventors: Van Heek Dipl-Ing Hans; Karlfrieder Ludin
Original assignee: Wittig Maschf Karl GmbH
Current assignee: Wittig Maschf Karl GmbH
Priority date: 1966-09-29
Filing date: 1966-09-29
Publication date: 1970-12-17

Description

' Patentanwälte , ^; ^{'Patentanwälte;}

D?pl.-Ing. W. MeissnerD? Pl.-Ing. W. Meissner

Dipl.-Ing. H. Tischer Berlin, 29.9.1966Dipl.-Ing. H. Tischer Berlin, September 29, 1966

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Hvx-Msttn^itvjisj Fall M 516 Hvx-Msttn ^ itvjisj Case M 516

Maschinenfabrik Karl Wittig GmbH - Schopfheim / BadenMachine factory Karl Wittig GmbH - Schopfheim / Baden

M 516 - Vorrichtung zur Aussetz- bzw» Leerlaufregelung von DrehkolbenverdichternM 516 - Device for intermittent or »idling control of rotary lobe compressors

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aussetzbzw. Leerlaufregelung von Drehkolbenverdichtern mit einem - während de,s Leerlaufens, Stillstandes oder Anfahrens geschlossenen Ansaugeventil, welches vom Pörderenddruck schaltbar ist. In der Druckleitung befindet sich ein Kühlmittel-Abseheidebehälter, aus dem unter dem jeweiligen Pörderenddruck ein Kühl- und / oder Sehmiermittel an einer Stelle niedrigen Druckes in den Drehkolbenverdichter eingespritzt wird»The invention relates to a device for Ausetzbzw. Idle control of rotary lobe compressors with a suction valve that is closed during idling, standstill or start-up, which can be switched by the discharge pressure. In the pressure line there is a coolant separating tank from which a coolant and / or separating agent is injected into the rotary lobe compressor at a point of low pressure under the respective discharge pressure »

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Bekannt ist die Leerlaufregelung durch Absperren des Saugstutzens mit oder ohne gleichzeitige Entlastung des Druckstutzens (VDI-Zeitschrift Band 84 Nr. 24, S. 414)» ·The idle control by shutting off the suction port with or without simultaneous relief of the pressure port is known (VDI magazine Volume 84 No. 24, p. 414) »·

Bekannt ist es ferner, in den Verdichtungsraum von Drehkolben-Verdichtern ein Kühl- und / oder Schmiermittel, z.B, 061, einzuspritzen, einmal um die Spalte zwischen der Zylinderwandung und den Kolben abzudichten und Reibung zu vermeiden, zum anderen, um die bei der Verdichtung gasförmiger Medien entstehende Wärme abzuführen. Die hierfür benötigten, relativ großen Mengen an Kühl- und Schmiermitteln werden durch Abscheidevorrichtungen wieder aus dem verdichteten Medium ausgeschieden und einem Kühlbehälter zugeführt. Aus diesem wird das Kühlmittel mittels einer über den Drehkolben-Verdichter angetriebenen Kühlmittelpumpe, ggf. noch über eine Kühlstrecke und / oder Filter, dem Kreislauf wieder zugeführt (DAS 1 071 887). Ee ist auch bekannt, das Kühlmittel unter der Einwirkung des Förderenddruckes des verdichteten Mediums selbst, ggf. noch in Abhängigkeit von der Temperatur im Druckstutzen, in seiner Menge geregelt, einzuspritzen (USA.2 470 655).It is also known in the compression chamber of rotary piston compressors inject a coolant and / or lubricant, e.g. 061, once around the gap between the cylinder wall and to seal the piston and avoid friction, on the other hand, in order to dissipate the heat generated during the compression of gaseous media. The relatively large amounts of cooling material required for this and lubricants are again separated by separators separated from the compressed medium and fed to a cooling container. For this, the coolant is supplied by means of a Rotary piston compressor driven coolant pump, possibly still via a cooling section and / or filter, the circuit again supplied (DAS 1 071 887). Ee is also known to be the coolant under the effect of the delivery pressure of the compressed medium itself, possibly depending on the temperature in the pressure port, regulated in its amount to be injected (USA.2 470 655).

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Bei diesen■■bekannten Ausführungen ist der Aufwand für eine Auaeetzregelung über Leerlauf und / oder Stillstand sehr hoch, nämlich mindestens ein Ventil für die Entlastung beim Anlaufen oder ein Verzögerungsrelais, ein Absperrventil für das Kühl- bzw. Schmiermittel und ein Abschlußventil für die Kühlmittelleitung zwischen dem Kühlraittelbehälter und den Einspritzdüsen längs des Verdichterzylinders. Mit der Zahl der zusätzlichen. Steuerelemente wächst zudem die Gefahr von Bedienungsfehlern bzw. der-.Störmöglichkeinen bei selbsttätigen Steuerelementen progressiv. Bei Stillst andsregelung muß zur Vermeidung erheblichen Kraftbedarfs für das Wiederanlaufen sichergestellt werden, daß die Öffnung des Ansaugeventils bzw. das Abschließen des Drucketutzens von der Außenluft zeitverzögert erst dann beginnt, wenn der Drehkolbenverdichter bereits auf seine Betriebsdrehzahl gebracht ist. V/eitere Nachteile ergeben sich auch für die Fertigung daraus, daß die benötigten Steuerelemente in ihren Dimensionen auf die jeweilige Maschinengröße abgestimmt sein müssen.With these ■■ known designs, the effort for a grid control is very high over idling and / or standstill, namely at least one valve for relief when starting or a delay relay, a shut-off valve for the coolant or lubricant and a shut-off valve for the coolant line between the coolant container and the injection nozzles along the Compressor cylinder. With the number of additional. Control elements also increases the risk of operating errors or the possibility of interference with automatic controls progressive. When breastfeeding andseregulation must be used to avoid a considerable amount of force restarting ensure that the opening of the Suction valve or the closing of the pressure port from the Outside air only begins with a time delay when the rotary lobe compressor has already reached its operating speed. Other disadvantages also result for the production, that the required control elements must be matched in their dimensions to the respective machine size.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus wenigen, für möglichst viele Typen von Drehkolben-Verdichtern.geeignete, Einzelteilen aufgebaute Aussetzregelung zu schaffen, welche nach Bedarf mit zeitweisem Leerlauf oder / und Stillstand arbeitet und zudem die Einspritzung von Kühlmitteln in den stehenden Drehkolben-Verdichter selbsttätig verhindert.The invention is based on the object one of a few, for as many types of rotary lobe compressors as possible. To create individual parts built-up suspension regulation, which according to Requirement works with temporary idling and / or standstill and also the injection of coolant into the stationary rotary lobe compressor prevented automatically.

Erfindungsgemäß wird,dies bei einer Vorrichtung mit einem - während des Leerlaufes, des Stillstandes und des Anlaufes - geschlosivenen Ansaugeventil, welches mittels eines vom Förderdruck über ein Steuerventil betätigten Steuerkolbens schaltbar und mit einem Abscheide- imd Kühlmittelbehälter in, der Druckleitung verbunden ist, aus dem unter dem jeweiligen Förderenddruck ein Kühl- und / oder Schmiermittel an einer Stelle niedrigeren Druckes in den Drehkolbenverdichter eingespritzt wird, dadurch erreicht, daß das Steuerventil als Umschalt- oder Durchgang3ventll ausgebildet ist. und den Steuerkolben mit dem Förderenddruck aus dem Abscheide- und Kühlmittelbe,hälter oder mit dem Druck in der Ansaugekammer beaufschlagt. According to the invention, this in a device with a - while of idling, standstill and start-up - closed Suction valve, which by means of a delivery pressure via a Control valve actuated control piston switchable and with a Separator and coolant tank in, connected to the pressure line is, from which a coolant and / or lubricant at a point of lower pressure in the Rotary piston compressor is injected, achieved in that the control valve is designed as a changeover or Durchgang3ventll. and the control piston with the delivery pressure from the separation and Kühlmittelbe, container or acted upon with the pressure in the suction chamber.

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Der Vorteil der Erfindung iegt darin, daß beim.-Stillsetzen des Drehkolben-Verdichters ■ der die Einspritzung bewirkende Druefc-' unterschied zwischen dem■'.Druck im KühlmittelbehHlter und dem in der Ans auge kammer, d.h. deia Raum zwischen dem dann geschlossenen Anoaugeventil und dem Eintrittsquerschnitt der Drehkolben»-. infolge des durch die Spalte zwischen dem Drehkolben und der Zylinder- " wandung dringenden Leckmengen sich in allerkürzester Zeit ausbleicht und damit die Einspritzung unterbricht, während bei Leerlauf der Druckunterschied und damit die Einspritzung aufrechterhalten wird. Bei einem Wiederanlauf des Drehkoiben-Verdichters öffnet das Ansaugeventll zeitverzögert erst dann, wenn der Druck in der Ansaugekararaer auf den atmosphärischen Druck abgebaut und infolge des sich wieder aufbauenden Driickunterschiedetj die Einspritzung wieder begonnen hat* Ein Rückstoß auf den Filter bei einem im frühen öffnen des Annaugeventiln i3t also mit Sicherheit vermieden.The advantage of the invention lies in the fact that when the rotary piston compressor is stopped, the pressure which causes the injection is different between the pressure in the coolant container and that in the suction chamber, ie the space between the ano-suction valve, which is then closed the inlet cross-section of the rotary piston »-. As a result of the leakage through the gap between the rotary piston and the cylinder wall, it bleaches out in the shortest possible time and thus the injection is interrupted, while the pressure difference and thus the injection is maintained when the rotary piston is restarted only after a rebound on the filter in an open in early of Annaugeventiln I3T so certainly does when the pressure in the Ansaugekararaer reduced to atmospheric pressure and started injecting again as a result of under reconstruction Driickunterschiedetj * avoided.

Besonders einfach wird die VorricHtting dann, wenn das Ansaugeventil -mit eines einfachwirkenden ISteuerkolben gegen die Wirkung einer rückf'uhrenden. Feder schaltbar und das Umschaltventil als ein von dem zugleich den elektromotorischen Antrieb oder Anlasser steuernden Kontakt-Kanometer betätigtes Magnetventil ausgebildet ist. «erden die LeltungsansehlÜsse und Stellungen des Magnetventiles so gewählt, daß das Ansaugeventil bei unerregter Steuerspule geschlossen ist, so wird auch bei einer durch Netz-auefall erfolgenden Stillsetzung der Brehkölben-Verdichter ordnungsgemäß abgeschaltet.The VorricHtting is particularly simple when the suction valve -with a single-acting control piston against the effect of a return. Spring switchable and the switching valve is designed as a solenoid valve actuated by the contact canometer which simultaneously controls the electric motor drive or starter. «Ground the LeltungsansehlÜsse and positions of the solenoid valve so that the suction valve is closed when the control coil is not excited, so the twisting piston compressor is shut down due to a power failure.

Durch die Verwendlang handeleüblicher preiswerter Steuerelemente kann das Ansau3BVeiitil, .dessen Dimensionen allein typenmäOIg entsprechend der Aasaugemenge ausgeführt sein nüssen_$ yersinfacht und wenig aufwendig ausgeführt werden. Wird siudem die Kupplung zwischen dem Elektromotor und dem Drehkolben-Verdichter ale eine vom Drehmoment abhängige Rutschkupplung ausgebildet, so werden Schaden an äsn Kolben durch Kühlmittelschläge mit Sicherheit auch dann vermieden,- «emt sich in Störungsffillen Reste von Kühlmittein bei Stillstßf&i aissaaiöeln sollten. In bevorzugter Ausführung wird die Rutschkupplimg zugleich als "fliehkraft-AnIaOkUp¹Plung vor* gesehen,'wodurch im bekannter Weise ein zunächst uribelästeterBe by the Verwendlang handeleüblicher cheaper controls can Ansau3BVeiitil, .dessen dimensions alone typenmäOIg according to the Aasaugemenge executed nuts _$ yersinfacht and executed inexpensive. If, in addition, the clutch between the electric motor and the rotary piston compressor is designed as a torque-dependent slip clutch, then damage to the pistons from coolant impacts will also be avoided with certainty - if there are any residues of coolant should be removed from the malfunction. In a preferred embodiment, the slip clutch is also seen as a "centrifugal force-AnIaOkUp ¹ plung," which, in the known manner, is initially a uri-annoyed one

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Anlauf des Elektromotors auf die Betriebsdrehzahl bewirkt wird, Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise erläutert.The electric motor starts up to the operating speed, The invention is illustrated in the drawing, for example.

Dag Verdichter-Aggregat besteht aus einem zugleich als Kühlmittel-Ahsoheidebehälter und Windkessel ausgebildeten Rohrrahmen 7, 10, auf dem der Antriebsmotor 27» die Rutsch- bzw. Fliehkraftkupplung 20, der Difcohkolben-Verdichter 4 und das Kühlaggregat 23, 12 angeordnet sind. Der Drehkolben-Verdichter 4 saugt durch den Filter 1 Luft aus der Umgebung an. Zwischen der vom Filter 1 kommenden Ansaugeleitung 29 und der Ansaugekammer 22 im Gehäuse des Drehkolben-Verdichters 4 ist das Ansaugeventil 2 derart eingebaut, daß es die Ansaugeleitung 29 gasdicht verschließen kann. Die im Verdichter 3» 4, 5 verdichtete Luft· wird über Druckstutzen 6 mit dein Temperaturfühler 25 in den Kühlmittel-Abscheidebehälter 7, 10 geleitet. Hier schlägt sich das Kühlmittel nieder und sammelt sich am Boden Behälters 10. Die bereits weitgehend vom Kühlmittel befreite verdichtete Luft wird dann durch den Filter 14 geführt, in dem sich der Kühlmittelrest niederschlägt, und gelangt durch das Mindestdruckventil 9 in die abführende Verbraucherleitung. Durch den jeweils im Kühlmittelbehälter 7, 10, 14 herrschenden Förderenddruck wird das Kühlmittel 10 durch die Leitung 36, den Kühlmittel-Feinreiniger 11 über Leitung 35 in den Kühler 12 und aus diesem über die Leitung 34 dem Anschluß 33 an den Einspritzdüsen 13 zugeführt. Der im Filter'14 ausgeschiedene Kühlmittelrest wird über die Leitung 15 unmittelbar einer Einspritzdüse 13 zugeführt. Mittels des im Druckstutzen 6 angeordneten Temperaturfühlers 25 kann der den Kühler 12 zusätzlich belüftende Motor 23 zu- bzw, abgeschaltet werden, so dass auch bei unterschiedliehen Außentemperaturen eine weitestgehend gleichmäßige Kühlmitteltemperatur erzielt werden kann.The compressor unit consists of a coolant storage tank and the tubular frame 7, 10 formed by the air vessel, on which the drive motor 27 »the slip or centrifugal clutch 20, the differential piston compressor 4 and the cooling unit 23, 12 are arranged are. The rotary piston compressor 4 sucks in air from the environment through the filter 1. Between the coming from filter 1 Suction line 29 and the suction chamber 22 in the housing of the rotary piston compressor 4, the intake valve 2 is installed so that it is the Suction line 29 can close gas-tight. The in the compressor 3 » 4, 5 compressed air · is via pressure port 6 with your temperature sensor 25 passed into the coolant separation tank 7, 10. This is where the coolant precipitates and collects on the floor Container 10. The compressed, already largely freed from the coolant Air is then passed through the filter 14, in which the coolant residue precipitates and passes through the minimum pressure valve 9 in the outgoing consumer line. Due to the delivery end pressure prevailing in the coolant tank 7, 10, 14 the coolant 10 is through the line 36, the coolant fine cleaner 11 via line 35 into the cooler 12 and out of this via line 34 to connection 33 on injection nozzles 13 fed. The remaining coolant separated in the filter'14 becomes is fed directly to an injection nozzle 13 via line 15. By means of the temperature sensor 25 arranged in the pressure port 6 can the motor 23 additionally ventilating the radiator 12 or switched off, so that even with different outside temperatures a largely uniform coolant temperature can be achieved.

Das in der Ansaugekammer 22 angeordnete Ansaugeventil 2 verschließt im geschlossenen Zustand mit der Ventilplatte 30 den Querschnitt der Aneaugeleitung 29 gasdicht. Hierdurch ergeben sich für Leerlauf und für Stillstand des Drehkolben-Verdichters unterschiedliche Drücke in der Anaaugekammer 22, und zwar bei Leerlauf ein DruckThe suction valve 2 arranged in the suction chamber 22 closes in the closed state with the valve plate 30, the cross section the drain line 29 gas-tight. This results in idling and different for standstill of the rotary piston compressor Press in the anaesthesia chamber 22, one pressure at idle

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niedriger als die Atmosphäre und bei Stillstand ein sich bis auf den Förderenddruek im Kiüilmittelbehälter rasch aufbauender Druck, da durch die stillstehenden Spalten zwischen Drehkolben und Gehäusewand des Drehkolben-Verdichters Leckluft aus dem Kühlmittelbehälter 7, 10 in die Ansaugekammer 22 zurückströmt» bis ein völliger Druckausgleich zwischen Druck- und Ansaugeseite eingetreten ist. Infolgedessen hört jegliches Einspritzen von Kühlmitteln im Stillstand auf, während bei Leerlauf der Druckunterschied die Einspritzung aufrecht erhält, auch dann, wenn die im Leerlauf geförderte Luft über ein zusätzliches Ventil in die Atmosphäre ausgeblasen wird.lower than the atmosphere and at a standstill up to Pressure rapidly building up the delivery pressure in the coolant tank, because of the stationary gaps between the rotary piston and the housing wall of the rotary piston compressor, leakage air from the coolant tank 7, 10 flows back into the suction chamber 22 until a complete pressure equalization has occurred between the pressure and suction sides. Consequently any injection of coolant stops at standstill, while at idle the pressure difference stops the injection sustains, even when the idle pumped air is blown out into the atmosphere via an additional valve.

Ein bei Leerlauf sich ergebender Unterdruck kann durch eine Bohrung 28 in beabsichtigten Grenzen gehalten werden, wodurch Leitung 19 entfällt und eine vorteilhafte Anpassung an örtliche Betriebeverhältnisse gewährleistet ist. A negative pressure resulting from idling can pass through a bore 28 are kept within intended limits, whereby line 19 not applicable and an advantageous adaptation to local operating conditions is guaranteed.

Die Aussetzregelung, gleichgültig, ob über Leerlauf oder Stillsetzung, wird in an sich bekannter Weise über ein Maximal-Minimal-' Kontaktmanometer bewirkt, welches auf ein elektromagnetisches Umaehaltventil zur Steuerung des Ansaugeventils 2 einwirkt. Das Ansaugeventil 2 besteht in seiner einfachsten Form aus der Ventilplatte 30 zur Abdeckung der Eintrittsöffnung der Ansaugeleitung Die Ventilplatte 30 wird von einem Steuerkolben 32 geführt, welcher gegen die Wirkung der Feder 31 arbeitet und über die Leitung 18 beaufschlagt wird. Diese Leitung 18 ist im Umschaltventil 16 bei Ruhelage, d.h. bei unerregter Hagnetspule, über die Leitung 17 mit dem Gaaraum 7 im Kühlmittelbehälter 7, 10 dann verbunden, wenn der Verbrauch geringer als die Förderung ist. Das Ansaugeventil 2 ist geschlossen* Sinkt der Druck im Kühlmittelbehälter 7, 10 oder im Verbrauchernetz hinter einem ggf. in der Druckleitung angeordneten Mindestdruckventil 9* welches auch als Rückschlagventii.ausgebildet sein kann, so schaltet der Minimalkontakt des Manometers die Magnetspule des Umschaltventiles bzw. Durchgangsventiles 16 ein und beaufschlagt nunmehr den Steuerkölben 32 über die Leitung und ggf. 19 mit dem in der Ansaugekammer 22 herrschenden Druck, Bei.Stillatandsregelung kann vom Minimalkontakt oder vom,AJmschalfeventil abgeleitet, der Elektromotor eingeschaltet, werden»scasäk läuft zunächst unbelastet auf die Betriebsdrehzahl an, bis die zugleichThe intermittent regulation, regardless of whether it is idling or shutdown, is carried out in a manner known per se via a maximum-minimum- ' Contact pressure gauge, which acts on an electromagnetic Umaehaltventil to control the suction valve 2. That In its simplest form, suction valve 2 consists of the valve plate 30 to cover the inlet opening of the suction line The valve plate 30 is guided by a control piston 32, which works against the action of the spring 31 and via the line 18 is applied. This line 18 is in the switching valve 16 at Rest position, i.e. when the magnet coil is not excited, via line 17 then connected to the Gaaraum 7 in the coolant tank 7, 10 when the consumption is less than the promotion. The suction valve 2 is closed * If the pressure in the coolant tank 7, 10 or drops in the consumer network behind a possibly arranged in the pressure line Minimum pressure valve 9 * which can also be designed as a non-return valve, the minimum contact of the pressure gauge switches the solenoid of the switching valve or through valve 16 and now acts on the control piston 32 via the line and possibly 19 with the pressure prevailing in the suction chamber 22, In the case of standstill control, the minimum contact or the AJmschalfeventil derived, the electric motor switched on, »scasäk is running initially unloaded on the operating speed until the same time

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als Rutschkupplung ausgebildete Pliehkraftkupplung 20 den Drehkolben-Verdichter langsam auf Drehzahl bringt. Nach einigen Umdrehungen überwiegt die aus dem Drehkolben-Verdichter ausgedrückte Luftmenge die Menge der durch die Spalten zurückströmenden Leckmenge; der Druck in der Ansaugekammer sinkt, das Einspritzen von Kühlmitteln setzt sich verstärkend und dichtend ein, so daß der Druck in der Ansaugekammer 22 nicht mehr ausreicht, den Steuerkolben 32 und die Ventilplatte 30 gegen die Wirkung der rückführenden Feder 31 zu halten. Das Ansaugeventil 2 öffnet, und der Drehkolben-Verdichter arbeitet wieder.designed as a slip clutch Pliehkraftkupplung 20 the rotary piston compressor slowly brings it up to speed. After a few revolutions, the amount of air expressed by the rotary lobe compressor predominates the amount of leakage flowing back through the gaps; the Pressure in the suction chamber drops, the injection of coolant is increasing and sealing, so that the pressure in the suction chamber 22 is no longer sufficient, the control piston 32 and the To hold valve plate 30 against the action of the returning spring 31. The suction valve 2 opens and the rotary piston compressor works again.

Patentansprüche:Patent claims:

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Claims

Claims ί

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Device for intermittent or idling control of rotary piston compressors with a suction valve - closed during idling, standstill or start-up - which can be switched off by means of a control piston actuated by the delivery pressure via a control valve and is connected to a coolant separating tank a cooling is injected ~ and / or lubricant at a point of low pressure in the rotary compressor by means of the respective conveying end pressure, characterized in that as _S as Shift-port valve is formed (16) control valve or and the control piston (32) in a first position about the. Line (18, 19) is acted upon with the respective pressure in the suction chamber (22).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Suction valve (2) with a single-acting control piston (32) can be switched against the action of a return spring (31) ..

3 · Device according to claim 1, characterized in that the Changeover or straight-way valve (16) as one - from one at the same time The contact manometer controlling the electric motor drive or the starting device of an internal combustion engine actuated - »solenoid valve is designed, which in his Would the line (1?) From the coolant separator tank (?) with the line (18), to the control piston (32) connects «

4 * device according to claim 1 or one of the other claims, marked dureii a bore (28) between the space of the - Control piston (32) and the suction chamber (22) «

5. Device according to claim 1 or one of the other claims, characterized in that the coupling between the drive machine and rotary piston compressors as slip and / or Kraftkuppliing is formed.

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