DE941511C - Arrangement for operating a recuperative compressed air heater, which is connected in the exhaust gas flow behind a recuperative air heater - Google Patents
Arrangement for operating a recuperative compressed air heater, which is connected in the exhaust gas flow behind a recuperative air heaterInfo
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Description
Anordnung zum Betriebe eines rekuperativen Preßlufterhitzers, welcher in den Abgasstrom hinter einen rekuperativen Lufterhitzer geschaltet ist Die Erfindung betrifft eine Anordnung -zum Betriebe eines rekuperativen Preßlufterhitzers,welcher in den Abgasstrom hinter einen rekuperativen Lufterhitzer geschaltet ist, unter selbsttätiger, durch Thermostate bedingter Regelung der Beaufschlagung der Wärmeaustauscher entsprechend dem Wärmeangebot bzw. der Wärmenachfrage.Arrangement for the operation of a recuperative compressed air heater, which The invention is connected in the exhaust gas flow behind a recuperative air heater relates to an arrangement for operating a recuperative compressed air heater, which is connected in the exhaust gas flow behind a recuperative air heater, under automatic regulation of the pressurization of the heat exchangers caused by thermostats according to the heat supply or demand.
Beispielsweise in solchen. Fällen, in denen die Abgase eines Industrieofens nacheinander in einem Lufterhitzer zur Vorwärmung der Verbrennungsluft des Ofens, darauf folgend in einem Preßlufterhitzer, beispielsweise zur Vorwärmung von Preßluft für Schmiedehämmer, und schließlich in einem Economiser zur Vorwärmung von Wasser, beispielsweise für Gebrauchszwecke, ausgenutzt werden sollen, treten insbesondere bei stärker schwefelhaltigen Gasen verschiedene Nachteile und Schwierigkeiten auf. Beim Sinken der Abgastemperaturen unter qoo° C besteht die Gefahr der Schwefelausscheidung und der Bildung schwefliger Säure, was gegebenenfalls zur frühzeitigen Zerstörung der Wärmeaustauscher führen kann. Da außerdem Preßluft nicht ständig benötigt wird, muß der Preßlufterhitzer aus dem Abgasstrom ausschaltbar sein, weil sonst die Luft in den Elementen des Preßlufterhitzers ruht und zu hoch erhitzt würde, wodurch die Gefahr einer Explosion des Preßlufterhitzers gegeben wäre, da Preßluft im allgemeinen nicht völlig ölfrei ist. Infolgedessen ist es erforderlich, daß einerseits die Abgastemperaturen im Preßlufterhitzer nicht zu tief sinken und daß andererseits die Temperatur der Preßluft selbst nicht zu hoch ansteigt.For example in such. Cases where the exhaust gases from an industrial furnace one after the other in an air heater to preheat the combustion air of the furnace, then in a compressed air heater, for example to preheat compressed air for forging hammers, and finally in an economiser to preheat water, for example, to be exploited for purposes of use occur in particular in the case of gases with a higher concentration of sulfur there are various disadvantages and difficulties. If the exhaust gas temperature drops below qoo ° C, there is a risk of sulfur precipitating and the formation of sulphurous acid, which can lead to premature destruction the heat exchanger can lead. In addition, since compressed air is not constantly required, the compressed air heater must be able to be switched off from the exhaust gas flow, otherwise the air rests in the elements of the compressed air heater and would be heated too high, through which there would be a risk of an explosion of the compressed air heater, since compressed air in general is not completely oil-free. As a result, it is necessary that, on the one hand, the exhaust gas temperatures do not sink too low in the compressed air heater and that on the other hand the temperature of the Compressed air itself does not rise too high.
Um in diesen und ähnlichen Fällen nun einen jegliche Gefahrenquelle ausschaltenden, sich selbsttätig steuernden Betrieb der Anlage zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der den Preßlufterhitzer verlassende Heizgasstrom mittels eines in ihm angeordneten Thermostaten od. dgl. die Temperatur des in den Preßlufterhitzer eintretenden Heizgasstromes selbsttätig dadurch regelt, daß durch luftseitige ganze oder teilweise Ein- oder Abschaltung einer oder mehrerer Gruppen der Elemente des vorgeschalteten Lufterhitzers dessen luftseitige Beaufschlagung selbsttätig geregelt wird, während gleichzeitig die den Preßlufterhitzer verlassende erhitzte Preßluft mittels eines in ihr angeordneten Thermostaten od. dgl. die Menge des in den Preßlufterhitzer eintretenden Heizgasstromes selbsttätig dadurch regelt, daß durch an sich bekannte heizgasseitige ganze oder teilweise Ein- oder Abschaltung des Preßlufterhitzers dessen heizgasseitige Beaufschlagung unter Verwendung eines vor dem Preßlufterhitzer in gleichfalls an sich bekannter Weise vom Heizkanal abzweigenden, ganz oder teilweise ab- oder einschaltbaren Hilfskanals, welcher hinter dem Preßlufterhitzer und vor einem hier gegebenenfalls noch angeordneten dritten, beispielsweise zur Vorwärmung von Wasser dienenden Wärmeaustauscher wieder in den Heizgaskanal mündet, selbsttätig geregelt wird.In order to avoid any source of danger in these and similar cases to enable automatically controlled operation of the system to be switched off proposed according to the invention that the heating gas flow leaving the compressed air heater by means of a thermostat arranged in it od. Like. The temperature of the in the Compressed air heater entering heating gas flow automatically regulates that through Full or partial activation or deactivation of one or more groups on the air side of the elements of the upstream air heater its air-side exposure is regulated automatically, while at the same time leaving the compressed air heater heated compressed air by means of a thermostat arranged in it or the like. The amount automatically regulates the flow of heating gas entering the compressed air heater, that by fully or partially switching on or off the hot gas side, which is known per se of the compressed air heater whose hot gas side admission using a branching off from the heating duct in a manner also known per se in front of the compressed air heater, fully or partially switched off or on auxiliary duct, which is behind the compressed air heater and in front of a third, possibly also arranged here, for example for The preheating of the water-serving heat exchanger flows back into the hot gas duct, is regulated automatically.
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung noch darauf, daß durch den hinter dem Preßlüfterhitzer im Heizgasstrom angeordneten Thermostaten beim Absinken der Temperatur durch selbsttätige Verminderung der luftseitigen Beaufschlagung des vorgeschalteten Lufterhitzers gegebenenfalls bis zur völligen Abschaltung einer oder mehrerer Gruppen dieses Wärmeaustauschers die Heizgastemperatur des in den Preßlufterhitzer eintretenden Heizgasstromes -erhöht wird, während beim Steigen der Temperatur durch selbsttätige Verstärkung der luftseitigen Beaufschlagung des Lufterhitzers gegebenenfalls bis zur völligen Einschaltung aller Gruppen dieses Wärmeaustauschers die Heizgastemperatur des in den Preßlufterhitzer eintretenden Heizgasstromes vermindert wird, wobei gleichzeitig durch den im Strome der den Preßlufterhitzer verlassenden erhitzten Preßluft angeordneten Thermostaten beim Steigen der Temperatur die den Preßlufterhitzer durchströmende H.eizgasmenge selbsttätig - gegebenenfalls bis zur völligen Abschaltung - gedrosselt wird und die Abgase selbsttätig in steigendem Maße bzw. völlig durch den Hilfskanal dem Endteil des Heizgaskanals und dem in diesem gegebenenfalls angeordneten dritten, beispielsweise zur Vorwärmung von Wasser dienenden Wärmeaustauscher unter teilweiser oder völliger Umgehung des Preßlufterhitzers zugeführt werden, während beim Fallen der Temperatur die den Preßlufterhitzer durchströmende Heizgasmenge selbsttätig - gegebenenfalls bis zur vollen Beaufschlagung - verstärkt wird, wobei gleichzeitig selbsttätig der Hilfskanal mehr und mehr bis völlig geschlossen wird und die Heizgase über den Preßlufterhitzer zum Endteil des Heizgaskanals und dem hier gegebenenfalls angeordneten dritten Wärmeaustauscher gelangen.Furthermore, the invention extends that by the Thermostats arranged behind the press fan heater in the heating gas flow when it falls the temperature by automatically reducing the air-side admission of the upstream air heater, if necessary until a or more groups of this heat exchanger the hot gas temperature in the Compressed air heater entering heating gas flow -is increased while rising the temperature by automatically increasing the air-side admission of the Air heater, if necessary, until all groups have been fully switched on Heat exchanger the heating gas temperature of the entering the compressed air heater Heizgasstromes is reduced, at the same time by the in the stream of the compressed air heater leaving heated compressed air arranged thermostats when the temperature rises the amount of heating gas flowing through the compressed air heater automatically - if necessary until it is completely switched off - is throttled and the exhaust gases automatically increase Dimensions or completely through the auxiliary channel to the end part of the heating gas channel and the one in this optionally arranged third, for example used to preheat water Heat exchanger supplied with partial or complete bypassing of the compressed air heater while when the temperature drops, the air flowing through the compressed air heater Amount of heating gas automatically increased - if necessary until it is fully charged is, at the same time automatically the auxiliary channel more and more to completely closed and the heating gases via the compressed air heater to the end of the heating gas duct and reach the third heat exchanger, which may be arranged here.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung zweigt von der die zu erwärmenden Luft zum ersten Wärmeaustauscher zuführenden Eintrittsleitung eine Umgehungsleitung ab, welche zu einer später durchströmten Elementgruppe dieses Wärmeaustauschers führt, und in diesen beiden Leitungen sind Drosselklappen angeordnet, welche von einer von dem Thermostaten im Abgaskanal hinter dem Preßlufterhitzer betätigten selbsttätigen Regelvorrichtung derart gesteuert werden, daß sich die Drosselklappen in diesen beiden Leitungen gegenläufig zueinander bewegen. .In the arrangement according to the invention, the branches to be heated Air to the inlet line supplying the first heat exchanger is a bypass line from which to a later flow through element group of this heat exchanger leads, and in these two lines throttle valves are arranged, which of one operated by the thermostat in the exhaust duct behind the compressed air heater automatic control device can be controlled so that the throttle valves move in opposite directions to each other in these two lines. .
Weiterhin.sind im Abgaskanal hinter dem Abzweig des Hilfskanals und vor dem Preßlufterhitzer und im Hilfskanal Drosselklappen angeordnet, welche von einer von dem Thermostaten in der Leitung der erhitzten Preßluft betätigten selbsttätigen Regelvorrichtung derart gesteuert werden, daß sich die Drosselklappen in diesen beiden Kanälen gegenläufig zueinander bewegen.Furthermore.sind in the exhaust duct behind the branch of the auxiliary duct and arranged before the compressed air heater and in the auxiliary duct throttle valves, which of one operated by the thermostat in the line of the heated compressed air Control device can be controlled so that the throttle valves in this move both channels in opposite directions to each other.
Zur Erläuterung der Anordnung sind in der Zeichnung zwei Schnitte durch eine ein AusfÜhrungsbeispiel der Erfindung veranschaulichende Anlage dargestellt, und zwar zeigt Abb. r einen Schnitt nach der Linie I-I in Abb. 2 und Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Abb. r.To explain the arrangement, two sections are shown in the drawing represented by a system illustrating an exemplary embodiment of the invention, namely Fig. r shows a section along the line I-I in Fig. 2 and Fig. 2 a Section along the line II-II in Fig. R.
Normalerweise durchströmen die Abgase nacheinander den für die Erhitzung von Verbrennungsluft vorgesehenen Lufterhitzer z, den, für die Erhitzung von Preßluft vorgesehenen Preßluft-,erhitzer 2 und endlich den beispielsweise außerdem noch für die Erwärmung von Gebrauchswasser vorgesehenen Economiser 3. Die Luft strömt im Lufterhitzer z im Kreuz-Gegenstrom zu den Abgasen und- im Preßlufterhitzer 2 im Kreuz-Gleichstrom, desgleichen das Wasser im Economiser 3 im Kreuz-Gleichstrom, um nicht im Bereich der bereits abgekühlten Heizgase zu niedrige WandtemperatuTen und ein Schwitzender Elemente zu bekommen, wie es beim Gegenstromprinzip der Fall sein würde. Der Lufterhitzer r liegt immer in so hohen Temperaturen, daß Gegenstromschaltung möglich ist. Hinter dem Preßlufterhitzer 2 ist im Abgaskanal ein Thermostat 4. eingebaut, der eine automatische Regelvorrichtung 5 in Betrieb setzt, die auf zwei miteinander gekuppelte Drehklappen 6, von denen die eine im Kaltluftstutzen 7 und die andere in einer Umgehungsleitung 8 angeordnet ist, arbeitet. Sinkt beispielsweise die Abgastemperatur hinter dem Preßlufterhitzer 2 unter 40o° C, dann spricht der Thermostat 4 an und arbeitet über die Regelvorrichtung 5 auf die aufeinander gekuppelten Klappen 6. Während sich die Klappe im Kaltluftstutzen 7 teilweise schließt, öffnet sich die Klappe in der Umgehungsleitung 8, und ein Teil der Kaltluft geht unmittelbar in den untersten Teil des beispielsweise aus drei Gruppen bestehenden Lufterhitzers i. Die Regelung kann zur völligen Schließung der Klappe in der Kaltluftleitung 7 bei gleichzeitiger voller Öffnung der Klappe der Umgehungsleitung 8 führen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Lufterb.itzer i luftseitig nicht voll beaufschlagtwird. Dadurch wird den Abgasen im Lufterhitzer i weniger Wärme entzogen, und die Abgastemperatur hinter dem Lufterhitzer i bzw. hinter dem Preßlufterhitzer 2 wird erhöht, so daß die Gefahr der Schwefelausscheidung vermieden oder zumindest verringert ist. Steigt die Abgastemperatur wieder über 4oo° C an, verläuft der Regelvorgang umgekehrt.Normally the exhaust gases flow through the one for the heating one after the other Air heater provided by combustion air z, for the heating of compressed air provided compressed air, heater 2 and finally, for example, also for the heating of domestic water provided economiser 3. The air flows in Air heater z in cross-countercurrent to the exhaust gases and in the compressed air heater 2 im Cross-direct current, likewise the water in economiser 3 in cross-direct current, in order not to have too low wall temperatures in the area of the already cooled heating gases and to get a sweating of the elements, as is the case with the countercurrent principle would be. The air heater r is always at such a high temperature that counterflow switching is possible. A thermostat 4 is installed in the exhaust gas duct behind the compressed air heater 2, which puts an automatic control device 5 into operation, which on two with each other coupled rotary flaps 6, one of which is in the cold air connection 7 and the other is arranged in a bypass line 8, works. For example, if the exhaust gas temperature drops behind the compressed air heater 2 below 40o ° C, then the thermostat 4 responds and works via the control device 5 on the coupled Flaps 6. While the flap in the cold air connection 7 partially closes, it opens the flap in the bypass line 8, and part of the cold air goes immediately in the lowest part of the air heater, which consists, for example, of three groups i. The control can be used to completely close the flap in the cold air line 7 while the flap of the bypass line 8 is fully open at the same time. By this measure is achieved so that the air heater i is not fully pressurized on the air side. As a result, less heat is extracted from the exhaust gases in the air heater i and the exhaust gas temperature behind the air heater i or behind the compressed air heater 2 is increased so that the risk of sulfur excretion is avoided or at least reduced. Increases If the exhaust gas temperature rises above 400 ° C again, the control process is reversed.
Im Austrittssammelrohr 9 des Preßlufter'hitzers 2 ist ein weiterer Thermostat To angeordnet, der anspricht, wenn z. B. die Preßlufttemperatur den Bereich von i8o bis 2oo° C übersteigt oder unterschreitet. Der Thermostat To wirkt auf eine Regelvorrichtung i i, die die miteinander gekuppelten Klappen 12 und 13 öffnet bzw. schließt. Die drei kleineren Klappen 13 sind unter sich gekuppelt und mit der größeren Klappe 12 verbunden. Wird nun die Preßlufttemperatur von 200° C erreicht, dann bewirken Ther most2t i o und Regeleinrichtung i i, daß d'ie Klappe i2 teilweise geöffnet und, die Klappen 13 im gleichen Maße geschlossen werden. Die Abgase strömen dann nur zum Teil durch den Preßlufterhitzer 2 und gehen zum Teil direkt unter Umgehung des Pneßlufterhitzers 2 zu dem Economiser 3. Auch hier kann die Regelung zur völligen Schließung der Klappen 13 bei gleichzeitiger voller Öffnung der in einem Hilfskanal angeordneten Klappe 12 führen. Sinkt die Preßlufttemperatur z. B. unter iSo° C, spricht der Thermostat erneut- an, und der Vorgang verläuft umgekehrt. Im übrigen kann auf den Economiser 3 auch gegebenenfalls verzichtet werden. An seine Stelle tritt dann ein Leerkanal.In the outlet manifold 9 of the Preßlufter'hitzers 2 is another Thermostat To arranged, which responds when z. B. the compressed air temperature the area rises above or falls below from i8o to 2oo ° C. The thermostat To acts on one Control device i i, which opens or closes the flaps 12 and 13, which are coupled to one another. closes. The three smaller flaps 13 are coupled with each other and with the larger one Flap 12 connected. If the compressed air temperature of 200 ° C is now reached, then effect Ther most2t i o and control device i i that d'ie flap i2 is partially open and, the flaps 13 are closed to the same extent. The exhaust gases then flow only partly through the compressed air heater 2 and partly go directly by bypassing of the Pneßlufterheater 2 to the economiser 3. Here, too, the control can be complete Closure of the flaps 13 with simultaneous full opening of the in an auxiliary channel arranged flap 12 lead. If the compressed air temperature drops z. B. below iSo ° C, the thermostat responds again and the process is reversed. Furthermore the economiser 3 can also be dispensed with if necessary. In his place then an empty channel occurs.
Der Gegenstand der Erfindung bietet beispielsweise für den Fall des beschriebenen Ausführungsbeispiels folgende beachtliche Vorteile: i. Bei weitgehender Ausnutzung der Abgase in einer in an sich bekannter Weise aus einem Verbrennungslufterhitzer und einem Preßlufterhitzer bestehenden Rekuperatoranlage wird die Einhaltung einer gewissen Abgastemperatur hinter dem Preßlufterhitzer durch selbsttätige Regelung der luftseitigen Beaufschlagung des vorgeschalteten Verbrennungslufterhitzers erreicht.The subject matter of the invention provides, for example, in the case of the following considerable advantages: i. With far Utilization of the exhaust gases in a manner known per se from a combustion air heater and a compressed air heater existing recuperator system is compliance with a certain exhaust gas temperature behind the compressed air heater through automatic control the air-side admission of the upstream combustion air heater is achieved.
2. Dadurch kann die Anlage auch bei stark schwefelhaltigen Abgasen Verwendung finden, da die Abgastemperatur hinter dem Preßlufterhitzer immer selbsttätig so hoch gehalten werden kann (durch entsprechende Einstellung des Thermostaten), daß die Gefahr der Schwefelausscheidung und damit eine frühzeitige Zerstörung des Wärmeaustauschers vermieden wird. Bei stark wechselndem Ofengang ist auch die Abgastemperatur sehr verschieden. Bei schwachem Betrieb und niedrigen Abgastemperaturen braucht der Rekuperator nicht ausgeschaltet zu werden.2. This means that the system can also handle exhaust gases with a high level of sulfur Find use because the exhaust gas temperature behind the compressed air heater is always automatic can be kept as high (by setting the thermostat accordingly), that the danger of sulfur excretion and thus premature destruction of the Heat exchanger is avoided. If the furnace aisle changes significantly, so is the flue gas temperature very different. Needs during weak operation and low exhaust gas temperatures the recuperator cannot be switched off.
3. Die selbsttätige Regelung der Preßlufttemperatur durch Einstellung des Thermostaten auf einen oberen und unteren Temperatur-Fixpunkt ermöglicht das völlig sichere Arbeiten mit den an sich bekannten Preßlufterhitzer und vermeidet die Gefahr einer Überhitzung der nicht ganz ölfreien Luft und damit einer möglichen Explosion.3. The automatic regulation of the compressed air temperature by setting of the thermostat to an upper and lower temperature fixed point enables this completely safe work with the known compressed air heater and avoids the risk of overheating of the not completely oil-free air and thus a possible Explosion.
An sich ist die Ausschaltbarkeit des Preßlufterhitzers aus dem Rauchgasstrom. wohl bekannt, was im Hinblick beispielsweise auf den stark schwankenden Hammerbetrieb erforderlich ist. Bisher erfolgte aber die Ausschaltung ganz, wodurch meist die Preßlufttemperatur zu tief sank, oder die Klappenstellung wurde von Hand vorgenommen, was die Gefahr einer Überhitzung bei Stillstand des Hammers nie ganz ausschaltete und andererseits eine ständige Beobachtung erforderte, während beim Erfindungsgegenstand eine Beobachtung nicht erforderlich ist und die Regelung selbsttätig so erfolgt, daß die Preßlufttemperatur nur in dem eingestellten gewünschten Bereich schwankt.As such, it is possible to switch off the compressed air heater from the flue gas flow. well known, what for example with regard to the strongly fluctuating hammer operation is required. So far, however, the switch-off has been carried out completely, which usually causes the The compressed air temperature fell too low, or the flap was set by hand, which never completely eliminated the risk of overheating when the hammer was at a standstill and, on the other hand, required constant observation while with the subject matter an observation is not necessary and the regulation takes place automatically, that the compressed air temperature fluctuates only in the set desired range.
Im übrigen kann ohne weiteres auch noch eine weitere Sicherung gegen einetwaiges Ausfallen der Regeleinrichtung dadurch geschaffen werden, d.aß Signallampen oder Warnhupen so mit der Regeleinrichtung geschaltet werden, daß diese Signale bei Ausfall der selbsttätigen Regelung in Tätigkeit treten.In addition, a further protection against a possible failure of the control device can be created, i.e. signal lamps or warning horns are switched with the control device so that these signals take action if the automatic control fails.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEV494D DE941511C (en) | 1940-02-01 | 1940-02-01 | Arrangement for operating a recuperative compressed air heater, which is connected in the exhaust gas flow behind a recuperative air heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEV494D DE941511C (en) | 1940-02-01 | 1940-02-01 | Arrangement for operating a recuperative compressed air heater, which is connected in the exhaust gas flow behind a recuperative air heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE941511C true DE941511C (en) | 1956-04-12 |
Family
ID=7569134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEV494D Expired DE941511C (en) | 1940-02-01 | 1940-02-01 | Arrangement for operating a recuperative compressed air heater, which is connected in the exhaust gas flow behind a recuperative air heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE941511C (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE970258C (en) * | 1952-12-28 | 1958-10-09 | Ernst R Becker Dipl Ing | Plant for the generation of hot air and hot water or steam for the purpose of utilizing the heat contained in exhaust gases |
EP0039762A1 (en) * | 1980-05-08 | 1981-11-18 | Joachim Dr.-Ing. Wünning | Process for heat recovery in oil or gas burners for industrial furnaces or the like, and burner for it |
AT396833B (en) * | 1987-07-15 | 1993-12-27 | Vaillant Gmbh | HEAT EXCHANGER IN A HOUSING |
-
1940
- 1940-02-01 DE DEV494D patent/DE941511C/en not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE970258C (en) * | 1952-12-28 | 1958-10-09 | Ernst R Becker Dipl Ing | Plant for the generation of hot air and hot water or steam for the purpose of utilizing the heat contained in exhaust gases |
EP0039762A1 (en) * | 1980-05-08 | 1981-11-18 | Joachim Dr.-Ing. Wünning | Process for heat recovery in oil or gas burners for industrial furnaces or the like, and burner for it |
AT396833B (en) * | 1987-07-15 | 1993-12-27 | Vaillant Gmbh | HEAT EXCHANGER IN A HOUSING |
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