DE2313455C2 - Vorrichtung zum Einspritzen von zwei Flüssigkeiten in eine Mischkammer - Google Patents
Vorrichtung zum Einspritzen von zwei Flüssigkeiten in eine MischkammerInfo
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Description
richtung verbunden ist, das um ein drittes Schnei-
denlager (D") verschwenkbar ist und gegen den
Kopf (100 der Nadel (30 der zweiten Nadeldüse
(H1) anliegt, dergestalt, daß ein öffnen der ersten
Nadeldüse durch Verschieben ihrer Nadel bei »5 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eingeschlossener zweiter Nadeldüse zu einem raschen spritzen von zwei Flüssigkeiten in eine Mischkamöffnen der zweiten Nadeldüse durch zwangläufige mer, mit zwei einander gegenüberliegenden Nadel-Verschiebung der Nadel dieser zweiten Nadeldüse düsen, die durch volumetrische Pumpen gespeist
in der anderen Richtung führt. werden, die von einem gemeinsamen Motor ange-
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 trieben sind. Mit einer solchen Vorrichtung können
kennzeichnet, daß die zweiten und dritten Teile also beispielsweise zwei chemische Flüssigkeitskom-(C, B) durch eine Kugel (9) in Verbindung stehen, ponenten in eine Kammer eingespritzt werden, in der
die in Ausnehmungen (6, 7) dieser Teile ge- eine Reaktion zwischen ihnen stattfindet.
lagert ist. Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen zum Ein-
3. Vorrichtung nach Anspruch ', dadurch ge- 35 spritzen von Flüssigkeiten in eine Mischkammer bekennzeichnet, daß eine feststehende Druckfeder kannt. Beispielsweise ist durch die USA.-Patent-(.L) auf das erste Teil (A) im Sinne einer Schließ- schrift 3 203 675 bekannt, bemessene Mengen eines
kraft auf die beiden Einspritzdüsen (H1, H2) ein- Vorpolymers und eines Katalysators in eine Mischwirkt, solange die Pumpen der Vorrichtung nicht kammer in gewünschten Anteilen zu geben. Bei der
durch den gemeinsamen Motor angetrieben sind. 40 hierzu verwendeten Vorrichtung &*ad zwei zylin-
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- einsehe Hilfsmeßkammern vorgesehen, die mit KoI-kennzeichnet, daß für jede Einspritzdüse (H1, H2) ben versehen sind, die durch doppeltwirkende
eine mechanische Vorrichtung zur Begrenzung Ventile gesteuert sind und die in die Mischkammer
der Öffnungsbewegung der Düsennadel (3, 30 die gewünschten Mengen der Produkte eingeben, die
vorgesehen ist, mit welcher die Durchlaufmenge 45 miteinander reagieren und zn einer gewünschten
der entsprechenden Flüssigkeiten durch die Ein- Mischung führen sollen.
spritzdüscn und folglich auch ihre Eintritts- Durch die USA.-Patentschrift 3 386 623 ist eine
temperatur in die Mischkammer verändert wird. Vorrichtung bekannt, mit welcher die Komponenten
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, einer Mischung in einem einstellbaren vorgegebenen
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur 50 Verhältnis in eine Mischkammer eingebracht werden.
Begrenzung der öffnung der Einspritzdüsen (H1, Diese Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Spei-H2) durch zwei verstellbare Schrauben (/, K) ge- ehern der miteinander zu mischenden Komponenten,
bildet wird, die mit dem ersten (A) und dem eine Verteilereinrichtung und zwei Speisevorrichtundritten Teil (S) verbunden und zwei feststehenden gen auf, welch letztere die Komponenten der VerAnschlägen (13) zugeordnet sind. 55 teilungseinrichtung zuführen, die zwischen einem
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ersten Zustand, in welchem die Komponenten in die
kennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung ein Mischkammer eingebracht werden, und einem zweierstes U-förmiges Teil (A1) aufweist, zwischen ten Zustand, in welchem die Elemente in die Speisedessen Schenkeln (31, 32) ein viertes Teil (A2) vorrichtungen geführt werden, verstellbar ist.
angeordnet ist, das sich gegenüber dem ersten 60 Aus der USA.-Patentschrift 3 575 319 ist eine Ver-Teil (A.) drehen kann, am ersten feststehenden feuereinrichtung für di« Komponenten bekannt, die
Schneidenlager (D) und über eine Schraube (11) nach dem Mischen die Erzeugung von Polytirethanam Kopf (10) der Nadel der ersten Einspritzdüse schaum erlaubt. Die Komponenten sind in zwei Kam-(H2) anliegt, und daß das erste Teil (A,) mit mern gespeichert, von denen jede mit einem durch
einem Metallband (/) verbunden ist, das seiner- 65 eine Steuervorrichtung betätigten Ventil versehen isL
seits mit dem zweiten Teil (C) verbunden ist. Die aus diesen Kammern stammenden Flüssigkeiten
7. Vorrichtung nach Anspruch I oder 6, da- werden getrennt über kurze Leitungen in eine Mischdurch gekennzeichnet, daß eine feststehende kammer geführt, die am Ende einer rohrförmigen
eUerdüse gelegen ist. In dieser VerteilerdUse ist
:hen der Mischkammer und der Ausgangsüffnung
("staukörper angeordnet. Dieser Staukörper erlaubt
' Verteilerdose und liefert eine passende Mischung
. Reaktionskomponenten.
Erfindung arbeitet nach unterschiedlichen opien zum kontinuierlichen Herstellen cheer Produkte, wie beispielsweise Polyurethan
F i g. I eine Seitenansicht einer Einspritzvorrichtung mit einer mechanischen Koppelung der Ein·
Spritzdüsen, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer abgewandelten
S Ausführungsfarm der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
F i g. 3 eine Draufsicht auf das Verbindungsglied mit der Nadel der ersten Einspritzdüse,
min, aus zwei flüssigen Komponenten, wobei zwei w ständnis der einzelnen Vorrichtungsteile und ihrer
-UnoAn als ??tncnrtt7Hifc#»n upru/nn/1ot uuv/la·* Wirkllllf?
In allen Figuren sind gleiche Teüe mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet
F i g. 1 zeigt die beiden Einspritzdüsen H. und Hv
wobei die eine Einspritzdüse H1 Un Arialschnitt dargestellt ist. Die beiden Einspritzdüsen sind gleich
aufgebaut, so daß nachfolgend nur die Einspritzdüse Hx beschrieben wird. Diese Einspritzdüse, deren
Aufbau an sich bekannt ist, weist eine Flüssigkeitseintrittsöffnung
1' und einen Innenkanal 2' auf, der in eine Ringkammer 12' führt.
Die Nadel 3' der Einspritzdüse .eist einen Kopf 10' auf. Die Nadel 3' wird mit Hilfe einer Schraube
11', deren Spitze 8' gegen den Nadelkopf 10' anliegt, auf ihrem Ventilsitz gehalten. Wird die Nadel J unter
dem Druck der in die Ringkammer 12' einströmenden Flüsigkeit in F i g. 1 nach links gedrückt, also
entgegengesetzt dem mechanischen Druck, der auf sie ausgeübt wird, gibt sie eine nicht näher bezeichnete
„jdüsen als Einspritzdüsen verwendet werden,
Tsie beispielsweise von Dieselmotoren her bekannt und die einander gegenüberliegen und in der
ilage leicht versetzt zueinander angeordnet , so daß die Komponenten tangential und in un-Nacbbarschaft
miteinander in die Mischer eintreten. Diese Einspritzdüsen werden von
ei volumetrisch«» Pumpen mit konstanter Förder-ί gespeist, die durch einen einzigen Steuermotor
igelrieben sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher ohne aufwendige
Steuereinrichtungen immer ein gleichzeitiges Einspritzen von zwei Flüssigkeitskomponenten in die
Mischkammer gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß eine Kopplungseinrichtung mit einem Gelenkparallelogramm vorgesehen ist, das an den
Fachgebiet bekannt.
Die Kopplungseinrichtung zwischen den Einspritzdüsen besteht aus den Teilen A, B, C, einer Stange/
Köpfen der Nadeln der Nadeldüsen angreift und ein 30 konische öffnung frei, durch welche die Flüssigkeit
erstes Teil aufweist, das gegen den Kopf der Nadel in die Mischkammer entlang eines tangentialen Kader
ersten Nadeldüse anliegt und um ein erstes fest- nals 5' ausströmen kann. Die beiden Einspritzdüsen
stehendes Schneidenlager verschwenkbar und mit sjid in Vertikalrichtung leicht geneigt, dergestalt, daß
einer Stange verbunden ist, die ihrerseits mit einem die beiden Kanäle 5 und 5' nebeneinanderliegen und
zweiten Teil verbunden ist, das um ein zweites 35 eine rasche Rotationsbewegung der Mischung bewir-Schneidenlager
verschwenkbar ist, das mit einem ken. Diese Anordnung ist auf dem einschlägigen dritten Teil zur Umkehr der Verstellrichtung verbunden
ist, das um ein drittes Schneidenlager verschwenkbar ist und gegen den Kopf der Nadel der .
zweiten Nadeldüse anliegt, dergestalt, daß ein öffnen 40 und einer Feder L. Die Teile A und C sind jeweils
der ersten Nadeldüse durch Verschieben ihrer Nadel auf Schneidlagern D und D' verschwenkbar angeordnet.
Das Teil A ist außerdem mit einer Druckfeder L verbunden. Die Stange / ist mit den Teilen A und C
so gelenkig verbunden, daß sie die Bewegung des 45 Gelenkpunktes des einen dieser Teile auf den Gelenkpunkt
des andern Teils überträgt. Das Teil B ist um ein Schneidlager D" verschwenkbar. Die Teile B
und C sind durch eine Kugel 9 miteinander verbun-
σ den, die in zwei Ausnehmungen 6 und 7 dieser Teile
der Einspritzdüsen mit einer solchen Genauigkeit, 50 angeordnet ist und die Bewegung des Berührungsdaß
mit der Vorrichtung auch sehr kurze Einsprit- punktes der Kugel mit dem einen dieser Teile auf
zungen mit einem sehr kleinen Mischvolumen möglich sind.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist eine ,
mechanische Verbindung zwischen den Nadeln der 55 tung zur Umkehr einer Verstelleinrichtung bilden,
beiden Einspritzdüsen auf, die eine kleine Zeitkon- Die Teile A und B stehen über Schrauben 11 und IV
staute hat und welche die beiden Einspritzdüsen bei
fehlender Flüssigkeitszufuhr geschlossen hält. Wird
jedoch eine der Einspritzdüsen geöffnet und liefert
fehlender Flüssigkeitszufuhr geschlossen hält. Wird
jedoch eine der Einspritzdüsen geöffnet und liefert
bei geschlossener zweiter Nadeldüse zu einem raschen öffnen der zweiten Nadeldüse durch zwangläufige
Verschiebung der Nadel dieser zweiten Nadeldüse in der anderen Richtung führt.
Mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die genannten Nachteile bekannter Einrichtungen
vermieden. Die Vorrichtung gewährleistet unter anderem das augenblickliche öffnen und Schließen
den Berührungspunkt der Kugel mit dem anderen dieser Teile überträgt. Es ist aus der Zeichnung ersichtlich,
daß die beiden Teile C und B eine Vorrich-
in Berührung mit den Köpfen 10 und 10' der Nadeln der Einspritzdüsen. Es ist auch noch ein anderes
Schneidenlager E' vorgesehen, das mittels einer
die erste Komponente in die Mischkammer, bewirkt 60 Schraubmutter F einstellbar ist. Außerdem sind zwei
die Kopplungseinrichtung ein praktisch sofortiges Einstellschrauben / und K vorgesehen, derea Bedeutung
nachfolgend noch erläutert wird.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Erfolgt keine Einspritzung, drückt die Feder L auf
das Teil A. Die Spitze 8 der mit dem Teil A verbundenen Schraube 11 drückt auf den Kopf 10 der Nadel
öffnen auch der zweiten Einspritzdüse, und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Im einzelnen zeigt
der Einspritzdüse Hr Der von der Feder L auf das
Teil A ausgeübte Druck wird über die Stange / auf
5 6 i
die Teile Γ und B bis auf die Spitze 8' der Schraube dcrung der Durchlaufmcngc zu verändern. Zu diesem
1Γ übertragen, die gegen den Kopf 10' der Nadel Zweck sind zwei Einstellschrauben / und K mit den
der Einspritzdüse H1 anliegt. Die beiden Nadeln der Teilen A oder C verbunden, und es sind entspre-
Einspritzdüsen werden also mit Hilfe einer einzigen chende feste Anschlage vorgesehen, von denen der ;
Feder L auf ihrem Ventilsitz gehalten, deren Kraft 5 eine mit der Bezugsziffer 13 bezeichnet ist. Diese An-
für die Düse H2 über das Teil A und für die Düse W1 schlage begrenzen die Verstellung der Schrauben '-
über das Teil A, die Stange / und die Teile C und B und folglich die Verstellung der Köpfe 10 und 10'
übertragen wird. Durch die Stange / wird eine gleich- der Nadeln der Einspritzdüsen, also die öffnung der
mäßige Wirkung der Federkraft auf die beiden Na- Einspritzdüsen. Diese Begrenzung der Nadelverstel-
deln gewährleistet. Die wirksame Länge der Stange / io lung ist für die Einspritzdüsen H1 und H, durch Dre- .,
wird mit Hilfe des mittels der Schraubmutter F ver- hen der Schrauben gesondert möglich. Diese Einstell- \
stellbaren Schneidenlager E' eingestellt, während barkeit erlaubt es, innerhalb bestimmter Grenzen die *
das Gegenschneidlager E feststehend ist. Die Teile Reaktionsgeschwindigkeit der Mischung zu verändern j
A, B, C und /, welche die Kraft der Feder L ver- und ihr einen optimalen Wert zu geben.
teilen und Übertragen müssen, arbeiten weii unter 15 Vorstehend ist eine Einspritzvorrichtung mit zwei
iürer Elastizitätsgrenze und erleiden dadurch keine Nadelventilen beschrieben worden, de'en Nadeln mit-
dauemde Verformung. einander durch eine mechanische Kopplungseinrich-
Wird der Antriebsmotor der Pumpen eingeschaltet, tung verbunden sind, die ein Synchronisieren des j
fördern die Pumpen und bauen einen Druck in der Beginns und des Endes der Einspritzung erlaubt. !
Flüssigkeitsleitung auf. Mail kann nun beispielsweise ao Diese mechanische Kopplungseinrichtung weist ein \
annehmen, daß die Geschwindigkeit des Druckanstie- System zum Regeln des Gleichgewichts der auf die ;
ges der zur Einspritzdüse H1 führenden Flüssigkeits- Nadeln ausgeübten Kräfte vor dem Beginn der Einkömponente
größer ist als diejenige des Druckan- spritzung auf. Das Einjustieren der Kopplungseinstiegs
der zur Einspritzdüse W2 geführten Flüssig- richtung kann eventuell eine Bedienungsperson überkeitskomponente,
insbesondere auf Grund des Unter- as fordern. Nachfolgend wird eine Abwandlung der in
schiedes in der Viskosität der Komponenten. In die- Fig. 1 dargestellten Einspritzvorrichtung beschrieben,
sent Falle öffnet zunächst die Einspritzdüse W1, und die eine andere Regeleinrichtung aufweist, die leichderen
Nadel 3' wird nach links verschoben. Der Kopf ter zu bedienen ist und die einen Ausgleich der auf
10' der Nadel 3' übt einen Druck auf die Spitze 8' die Nadeln vor dem Beginn der Einspritzoperation
der Schraube 10' aus, das Teil B schwenkt um das 3* ausgeübten Kräfte erlaubt.
Schneidlager D" im Uhrzeigersinne, das Teil C In Fig. 2 ist das mit dem ersten Nadelkopf 10 zuschwenkt
um das Schneidenlager D' im entgegenge- sammenwtrkende Verbindungsteil A ersetzt durch
setzten Drehsinne, die Stange / wird nach links ver- zwei Teile A 1 und A 2, von denen das Teil A1 sich
schoben, und das Teil A schwenkt um das Schneid- gegenüber dem Teil A 2 um die Achse 24 drehen
lager D im Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft der 35 kann. Das Teil A 2 steht in Berührung mit dem fest-Drackfeder
L. Der Kopf 10 der Nadel 3 wird also stehenden Schneidenlager D. Die Teile C und B zur
von der Federkraft entlastet, und die Nadel 3 der Verbindung mit dem Kopf der anderen Nadel 10'
EinspritzdüseW2 kann sich in Fig. 1 nach rechts sind die gleichen Teile wie bei der Ausführungsform
unter der Wirkung des in der Ringkammer 12 vor- nach Fig. 1, jedoch ist hier die Stange/ durch ein
handenen Flüsstgkeitsdruckes bewegen, so daß auch 40 Band oder Blatt aus Weicheisen ersetzt, das mit den
das Einspritzventil Ht geöffnet wird. Die beweglichen Teilen A 1 und C fest verbunden ist. Die Gesamtheit
Teile der Kopplungseinrichtung haben kein Spiel und der Teile Ai, I und C bildet also nicht mehr ein
auch praktisch keine mechanische Reibung, wodurch Gelenkparallelogramm. Das Band / bewirkt die überder
Synchronismus der Einspritzung der beiden Ein- tragung der von den Nadelköpfen auf die Teile A1
Spritzdüsen gewährleistet wird. 45 und C ausgeübten Kräfte.
Die Kopplungseinrichtung wirkt reziprok, derge- Das Teil A 2 ist aus F i g. 3 ersichtlich. Es ist um
Stall, daß ein öffnen der Einspritzdüse W2 zwang- die Achse 24 in einer Ebene senkrecht zur Zeichenläufig auch zu einem öffnen der Einspritzdüse H1 ebene drehbar. Die mit dem Kopf IG d„r Nadel der
führt, wie sich aus dem Aufbau der Kopplungsem- ersten Einspritzdüse in Berührung stehende Schraube
richtung art Hand der vorstehend gegebenen Erläute- 50 11 ist im Teil A 2 befestigt. Das Teil A 2 ist zwischen
rungeh leicht ersehen läßt. den Armen 31 und 32 des Teiles A1 angeordnet,
Art Ende eines Einspritzvorganges wird der An- das mit dem Band / starr verbunden ist. Das Teil A 2
triebsmotor für die Pumpen abgeschaltet, und der weist eine Sperrschraube N auf, die in eine Gewinde-Druck
der Ffüssigkeitskomponenten in den Einspritz- bohrung des Abschnitts 25 des Teiles A1 eingedüsen
fällt ab. Wenn beispielsweise der Druck in der 55 schraubt ist und mit welcher die Teile A1 und A 2
Einspritzdüse H, zuerst absinkt, wird ein Teil der auf nach einer bestimmten Relativdrehung von A1 gedie
Nadel dieser Einspritzdüse ausgeübten Federkraft genüber A 2 festgestellt werden können, indem die
frei» ttnd die Feder bewirkt über die Teile A, B, C Schraube N gegen die Ränder 33 und 34 des Abtmd
/ einen entsprechenden Druck auf den Kopf 10 schnitte 25 geschraubt wird. Die Achse des festen
der Nadel der Einspritzdüse W2. Erst wenn die Ge- 60 Schneidenlagers D ist mit 27, die Achse des auf den
samtkfaft der Feder L größer ist als die Summe der Kopf 10 der Schraube 11 der Einspritzdüse ausge-Gegendrücke
beider Einspritzdüsen, schließen die übten Druckes ist mit 28, die Achse des Druckes der
Einspritzdüsen-. Dadurch wird wieder der Synchro- Feder L ist mit 22 und die Ebene des Bandes / ist mit
nistnus des Sehheßens det Einspritzdüsen am Ende der Bezugsziffer 23 bezeichnet. !Die Feder L drückt
eines Einspritzvorganges verwirklicht 65 gegen die in einer Gewindeböhiting des Teiles A1
Es ist außerdem eine Einrichtung vorgesehen, die eingeschraubte Schraube'21. 'Die Achse dieser
es erlaubt, die' Temperatur der Komponenten bei Schraube 21 ist mit der Bezugsjtiffer ?.2 bezeichnet,
ihrem Eintritt tn die Mischkammer durch eine An- Die gleiche Verteilung der Kraft der Feder L auf die
beiden Einspritzdüsennadeln stellt sich automatisch ein, wie das Diagramm der F i g. 4 zeigt. Die Kraft F
der Feder L verteilt sich in gleicher Weise auf die Achsen oder Ebenen 23 und 24. Die Kraft F setzt
sich aus zwei gleichen Kraftkomponenten Fl und Fl
zusammen, da durch die Konstraktion die Abstände d der in Fig.4 bezeichneten Punkte 23 und 24 von
der Richtig der Kraft F gleich sind. Die Kraftkomponente Fl, die bei 24 angreift, wird auf die Nadel
der ersten Einspritzdüse über den Hebelarm übertragen, der gleich dem Abstand der Achsen 24 und
27 ist, und die gleiche Kraftkomponente F2, die bei 23 angreift, wird auf die Nadel der zweiten Einspritzdüse an der Stelle 8' über das Band / und die Teile C
und B übertragen. Die auf die beiden Nadeln ausgeübten Kräfte sind innerhalb der Elastizitätsgrenzen
der Teile der mechanischen Kopplungseinrichtung gleich. Das gegenseitige Blockieren der Teile A1 und
A 2, nachdem die Federkraft auf die beiden Nadeln gleich verteilt ist, wird durch ein Festdrehen der
ίο Schraube N erreicht, wie oben bereits erläutert worden ist.
409641/334
Claims (1)
- Druckfeder (L) das erste Teil (Λ,) beaufschlagt, Patentansprüche: dergestalt, daß die beiden Einspritzdüsen (H v H.)bei nicht arbeitenden Pumpen schließen, daß dieI. Vorrichtung zum Einspritzen von zwei Druckkraft der Feder (Z-) zwischen der DrehachseFlüssigkeiten in eine Mischkammer, mit zwei ein- S des vierten Teiles (/I3) und der Übertragungsacbse ander gegenüberliegenden Nadeldüsen, die durch der Kraft auf die zweite Einspritzdüse (H1) gleichvon einem gemeinsamen Motor angetriebene verteilt tst, die in der Ebene des Metallbandes (/)volumetrische Pumpen gespeist sind, dadurch liegt.gekennzeichnet, daß eine Kopplungsein- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1,6 oder 7, da-richtung mit einem Gelenkparallelogramm vor- io durch gekennzeichnet, daß eine Anschlugscbraube gesehen ist, das an den Köpfen (10, W) der (Λ0, die durch eine Gewindeöffnung einws AbNadeln (3,37 der Nadeldüsen (H„H^ angreift Schnitts (ZS) des ersten Teiles (A1) bindnrchge-xmd ein erstes TeS (A) aufweist, das gegen den führt ist, durch Anziehen eine Feststellung desKopf (10) der Nadel (3) der ersten Nadeldüse (Hg) ersten Teiles (A1) gegenüber dem vierten Teilanliegt und um ein erstes feststehendes Schneiden- 15 (At) erlaubt, damit eine Relativstellung dieser lager (D) verschwenkbar und mit einer Stange (J) TeOe, in welcher die Federkraft auf die beidenverbunden ist, die ihrerseits mit einem zweiten Nadeln der Einspritzdüsen gleich verteilt ist, bei-Tea (O verbunden ist, das um ein zweites behalten wird.Schneidenlager (DO verschwenkbar ist, das mit einem dritten Teü (B) zur Umkehr der Versteil- so
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