ES2274945T3 - Cable de fibras opticas que impone a las fibras una trayectoria helicodial por torsion del tubo. - Google Patents

Cable de fibras opticas que impone a las fibras una trayectoria helicodial por torsion del tubo. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para fabricación de un cable (10) de fibras ópticas (14) del tipo que incluye al menos un tubo (12) en el que se alojan fibras ópticas (14), estando dispuesto dicho tubo (12) equipado con fibras ópticas de acuerdo con una configuración helicoidal o en SZ, y presentando además una torsión longitudinal, extendiéndose dichas fibras ópticas alojadas en dicho tubo longitudinalmente siguiendo una trayectoria helicoidal en dicho tubo (12), siendo dicho procedimiento del tipo en el que un tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) se encuentra enrollado en una bobina de almacenamiento (24) y dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) que se encuentra enrollado en dicha bobina de almacenamiento se suministra a una hilera de fabricación de cable (10) desde dicha bobina de almacenamiento (24), desenrollando dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) de dicha bobina de almacenamiento (24), caracterizándose dicho procedimiento porque dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14)se desenrolla de dicha bobina de almacenamiento (24) en un extremo de dicha bobina de almacenamiento (24), manteniéndose inmovilizada dicha bobina de almacenamiento (24), de forma que se imprime al tubo (12) una torsión longitudinal que imprime a las fibras ópticas (14) que contiene una trayectoria helicoidal cuyo paso es sensiblemente igual a la longitud de una espira de dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) que se encuentra enrollado en dicha bobina de almacenamiento (24).

Description

Cable de fibras ópticas que impone a las fibras una trayectoria helicoidal por torsión del tubo.
La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricación de un cable de fibras ópticas y a una instalación para llevar a cabo dicho procedimiento.
Los cables de fibras ópticas, denominados en adelante cables ópticos, son susceptibles de presentar estructuras de tipos diferentes.
De este modo, por ejemplo, de acuerdo con uno de los tipos de estructuras denominado normalmente con el nombre comercial FLEXTUBE®, el cable óptico incluye unos tubos fabricados con un material sintético en los cuales están albergadas las fibras ópticas unidas entre sí siguiendo una configuración helicoidal o en SZ. El conjunto de tubos está forrado con una funda delimitada para una pared en la cual están embutidos unos portadores filiformes. En este tipo de estructuras, los tubos que contienen las fibras ópticas, que son relativamente finos y flexibles, aprisionan las fibras ópticas que contienen, impidiendo prácticamente cualquier desplazamiento relativo entre las fibras ópticas y los tubos que las contienen.
En una red de fibras ópticas, los cables ópticos, en la mayoría de los casos, se encuentran alojados en tubos de red, generalmente fabricados con un material sintético extrudido. Para insertar un cable de fibras ópticas en un tubo de red, se utilizan diferentes procedimientos conocidos, a saber procedimientos de soplado y de distribución. Durante dichos procedimientos, los componentes del cable experimentan alargamientos variables, teniendo la funda del cable tendencia a alargarse más que las fibras ópticas del cable. Estas disparidades de elongación pueden dañar las fibras ópticas, ya que las capacidades de estiramiento de estas últimas son mucho más reducidas que las de la funda de material sintético.
La invención tiene por objeto solucionar este inconveniente proponiendo un procedimiento para fabricación y una instalación para llevar a cabo este procedimiento para fabricación de un cable óptico susceptible de alargarse sensiblemente, en especial en el momento de su instalación en una red de fibras ópticas, sin dañar dichas fibras ópticas.
El documento US 5531064 describe un cable de fibras ópticas que incluye, al menos, un tubo en el cual se alojan cintas de fibras ópticas, estando dichas cintas dispuestas en grupo con un eje común. Este grupo de cintas de fibras ópticas presenta una torsión longitudinal alternante alrededor de dicho eje central. Los tubos de este cable están dispuestos siguiendo una configuración en hélice o en SZ y presentan una torsión longitudinal cuyo paso es idéntico al del grupo de cintas de fibras ópticas alojadas en el tubo.
El documento US 5332165 describe un método para instalar un cable de transmisión. Un cable de transmisión está enrollado en torno a un cable de refuerzo. La bobina del cable de transmisión se desplaza a lo largo del cable de refuerzo, mientras que el cable se extrae de la bobina que no está en rotación, pasando el cable de refuerzo por el centro de la bobina del cable de transmisión.
El documento DE 3836341 describe un procedimiento para fabricación de un cable submarino que incluye un blindaje, en el que el cable submarino y el blindaje se van suministrando individualmente desde diferentes medios de almacenamiento. El blindaje se hace pasar por el centro de un medio de almacenamiento en el que se encuentra enrollado el cable submarino de tal forma que cuando se extrae el cable submarino del medio de almacenamiento, el cable submarino se deposita en torno al blindaje.
A estos efectos, la presente invención tiene por objeto un procedimiento y una instalación de fabricación de un cable de fibras ópticas de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2.
De acuerdo con las características de los diferentes modos de realización de dicha instalación:
- el tubo está enrollado en la bobina de almacenamiento alrededor de un eje geométrico, denominado eje de la bobina de almacenamiento, incluyendo los medios de desenrollado del tubo unos medios de guía que giran en torno a un eje geométrico que coincide sensiblemente con el eje de la bobina de almacenamiento;
- los medios de guía incluyen un disco móvil que gira alrededor del eje de la bobina de almacenamiento, en un extremo de dicha bobina de almacenamiento, para establecer un juego de giro de la bobina de almacenamiento, apoyándose el tubo en el borde periférico del disco móvil;
- la instalación incluye un disco fijo equipado con un eje de revolución que coincide sensiblemente con el eje de la bobina de almacenamiento, y con unos medios de fricción dispuestos en el borde periférico del disco fijo, destinados a cooperar con una parte del tubo que se extiende aguas abajo del disco móvil respecto de la dirección de desenrollado de dicho tubo, para frenar la rotación del disco móvil;
- los medios de fricción incluyen púas o fibras radiales;
- los medios de guía incluyen un disco de desenrollado montado de forma giratoria en torno a un eje que coincide sensiblemente con el eje de la bobina de almacenamiento y que lleva un brazo de desenrollado que se extiende longitudinalmente de forma sustancialmente paralela al eje de la bobina de almacenamiento, estando el brazo desplazado en sentido radial respecto del eje de dicha bobina de almacenamiento, de forma que el brazo de desenrollado gire en torno a la bobina de almacenamiento;
- un cilindro de guía está montado de forma que gire en el brazo de desenrollado, apoyándose el tubo contra la superficie periférica de dicho cilindro de guía;
- el disco de desenrollado incluye unos medios para desviar el tubo desde el brazo de desenrollado hacia un orificio para el paso del tubo practicado en el disco de desenrollado, estando dicho orificio de paso sensiblemente alineado con el eje de la bobina de almacenamiento.
La invención se comprenderá mejor mediante la lectura de la siguiente descripción que se facilita únicamente a modo de ejemplo y que se efectúa haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
- la figura 1 es una sección transversal de un cable de fibras ópticas de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista siguiendo la flecha 2 de la figura 1, con un corte de un tubo en el que están alojadas las fibras ópticas;
- la figura 3 es una vista esquemática de un primer modo de realización de una instalación para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención;
- la figura 4 es una vista esquemática de un segundo modo de realización de una instalación para llevar a cabo procedimiento de acuerdo con la invención.
En la figura 1 se ha representado un cable de fibras ópticas de acuerdo con la invención, marcado con la referencia general 10.
Dicho cable óptico 10 incluye un conjunto de tubos flexibles 12 en cada uno de los cuales se encuentra alojado un haz de fibras ópticas convencionales 14. Cada tubo 12 incluye por ejemplo una docena de fibras ópticas 14. No obstante, el número de fibras ópticas 14 puede ser superior o inferior a doce.
En el ejemplo mostrado, el cable óptico 10 incluye doce tubos 12. No obstante, el número de tubos 12 puede ser diferente, estando comprendido por ejemplo entre siete y doce.
El conjunto de tubos 12 está cubierto con una funda 16. Preferiblemente, los tubos 12 se extienden por el interior de la funda 16 siguiendo una técnica de tendido convencional en hélice o en SZ.
Una serie de elementos filiformes que forman refuerzos de tracción, en adelante denominados portadores 18, se encuentran situados en la periferia del conjunto de tubos 12. Preferiblemente, el cable óptico 10 incluye dos portadores 18, diametralmente opuestos, embutidos en la pared que delimita la funda 16. La estructura y el montaje de los portadores 18 en la funda 16 son convencionales.
Preferiblemente, el cable óptico 10 incluye tiras de refuerzo mecánico 20, por ejemplo de aramida, que se extienden en sentido radial entre los tubos 12 y la funda 16 siguiendo un método de montaje anular, por ejemplo en hélice.
También preferiblemente, el cable óptico 10 incluye unos elementos de estanqueidad convencionales. Dichos elementos de estanqueidad pueden incluir una junta de estanqueidad 22 que se extiende en sentido radial entre los tubos 12 y la funda 16 y, más concretamente, entre los tubos 12 y el conjunto de tiras de refuerzo 20, siguiendo una configuración anular convencional.
Convencionalmente, la funda 16 está fabricada con un material sintético que se calienta y extruye en torno a los tubos 12, estando estos últimos fabricados igualmente con un material sintético. Se observará que la pared de los tubos 12 es relativamente fina, como suele ser habitualmente el caso de los tubos 12 de un cable óptico del tipo que tiene los portadores dispuestos en la periferia del conjunto de tubos.
De acuerdo con la invención, en cada uno de los tubos 12, las fibras ópticas 14 se extienden longitudinalmente en hélice, como se representa en la figura 2. Asimismo, cada uno de los tubos 12 presenta una torsión longitudinal.
Cuando se ejerce una tracción del cable 10 que tiende a alargar los componentes de este último, concretamente la funda 16 del cable 10, el paso de la configuración helicoidal de las fibras ópticas 14 en cada uno de los tubos 12 tiene tendencia a aumentar para compensar el alargamiento del cable 10, sin que ello provoque por otra parte, una tracción excesiva en las fibras ópticas 14 que pudiese dañarlas. De igual modo, la torsión longitudinal de los tubos 12 tiene tendencia a reducirse cuando se alarga el cable 10, siguiendo el aumento del paso de la configuración helicoidal de las fibras ópticas 14, compensando de este modo el alargamiento de dicho cable 10. Esto hace posible alargar el cable 10, sobre todo cuando se instala en un tubo de red de fibras ópticas, sin que se corra el riesgo de dañar las fibras ópticas 14 cuya capacidad de estiramiento es muy reducida en comparación, especialmente, con el material sintético de la funda 16.
Igualmente, esta disposición helicoidal de las fibras ópticas 14 permite limitar el desplazamiento de dichas fibras 14 causado por la contracción del cable 10, especialmente a bajas temperaturas.
Para fabricar el cable 10, se fabrican inicialmente los tubos 12 que contienen las fibras ópticas 14 siguiendo un procedimiento convencional. En cada tubo 12, las fibras ópticas 14 se extienden de forma sensiblemente paralela entre sí. Por ejemplo, el tubo 12 se instala en torno a las fibras ópticas 14 mediante extrusión.
Con anterioridad a su montaje para formar el cable 10, los tubos 12 se enrollan en unas bobinas de almacenamiento 24 como la representada en las figuras 3 y 4.
Cada tubo 12, equipado con unas fibras ópticas 14, se suministra a una hilera convencional de fabricación del cable 10 desde su bobina de almacenamiento 24 en la que está enrollado dicho cable. De acuerdo con la invención, el tubo 12 se suministra a la hilera de fabricación del cable 10 desenrollando el tubo 12 de la bobina 24, mientras dicha bobina 24 se encuentra inmovilizada. Esta operación imprime al tubo 12 una torsión longitudinal que también se imprime a las fibras ópticas 14 que contiene, siguiendo una trayectoria en hélice con un paso sustancialmente igual a la longitud de una espira de tubo 12 enrollada en la bobina 24.
En la figura 3 se ha representado una instalación 26, de acuerdo con un primer modo de realización de la invención, para suministrar un tubo 12 que contiene fibras ópticas 14 a una hilera convencional de fabricación del cable 10.
En esta figura 3 se ha representado el tubo 12 de forma que una parte del mismo está enrollada en la bobina de almacenamiento 24 en torno a un eje geométrico X, denominado en adelante eje de la bobina.
La bobina de almacenamiento 24 está inmovilizada para impedir que gire en torno a su eje X con la ayuda de unos medios convencionales, por ejemplo fijándola a un soporte fijo 28.
La instalación 26 incluye unos medios de desenrollado del tubo 12 que se encuentra en la bobina de almacenamiento 24, que incluyen por una parte unos medios 30 de guía del tubo 12 montados de forma que giren en torno a un eje geométrico que coincide sensiblemente con el eje X de la bobina de almacenamiento 24 y, por otra parte, unos medios convencionales 32 de tracción y tensado del tubo 12.
Estos medios de guía 30 incluyen un disco móvil 34 montado de forma que gire en torno al eje X de la bobina de almacenamiento 24, en uno de los extremos de dicha bobina 24. De este modo, el disco móvil 34 forma un juego de giro de la bobina 24 sobre cuyo borde periférico se apoya el tubo 12, como se muestra en la figura 3.
El tubo 12 se extiende desde la bobina de almacenamiento 24 hasta una polea 36, transportada por un poste 37 y se apoya contra el disco móvil 34. Esta polea 36 desvía el tubo 12 hacia los medios 32 de tracción y tensado de dicho tubo 12. Estos medios 32 incluyen, por ejemplo, un conjunto 36 de cabestrantes de propulsión así como un conjunto 38 que forma un aparejo de poleas.
Para frenar la rotación del disco móvil 34, y limitar de este modo la velocidad de giro de este último, la instalación 26 incluye igualmente un disco fijo 40 cuyo eje de revolución coincide sensiblemente con el eje de la bobina de almacenamiento 24. El disco fijo 40 incluye unos medios de fricción 42 dispuestos sobre el borde periférico de dicho disco fijo 40 destinado a cooperar con una parte del tubo 12 que se extiende aguas abajo del disco móvil 34 respecto de la dirección de desenrollado de dicho tubo 12 (indicado mediante flechas en la figura 3).
Los medios de fricción 42 incluyen, por ejemplo, púas o fibras radiales.
En la figura 4 se ha representado una instalación 26 de suministro de tubo 12, de acuerdo con un segundo modo de realización de la invención. En esta figura 4, los elementos análogos a los de la figura 3 están designados por las mismas referencias.
En este caso, la bobina de almacenamiento 24 está inmovilizada mediante fijación a una abrazadera 44. Esta última incluye un montante vertical 46 y un travesaño horizontal 48 que sustenta la bobina 24. El travesaño 48 se extiende sensiblemente de forma coaxial con respecto al eje X de la bobina 24.
El montante 46 está montado para que gire sobre un bastidor 50, en torno a un eje geométrico Y, entre una posición de carga de la bobina 24 sobre el travesaño 48, como se muestra mediante una línea punteada en la figura 4, y una posición de desenrollado del tubo 12, como se representa mediante un trazo continuo en dicha figura 4.
Los medios de guía 30 de la instalación 26, de acuerdo con el segundo modo de realización de la invención, incluyen un disco 52 de desenrollado del tubo 12 montado de forma que gire en torno a un eje que coincide sensiblemente con el eje X de la bobina de almacenamiento 24. Dicho disco 52 incluye un brazo 54 de desenrollado del tubo 12 que se extiende longitudinalmente de forma sensiblemente paralela al eje X de la bobina de almacenamiento 24. El brazo de desenrollado esta desplazado en sentido radial con respecto al eje X de la bobina de almacenamiento 24, de forma que dicho brazo de desenrollado 54 gira en torno a la bobina de almacenamiento 24.
Preferiblemente, un cilindro 56 de guía del tubo 12 está montado de forma giratoria en el brazo de desenrollado 54. El tubo 12 se apoya sobre la superficie periférica de dicho cilindro de guía 56.
El disco de desenrollado 52 está propulsado mediante unos medios motrices convencionales representados en la figura 4 por un motor de propulsión 58 y una correa de transmisión 60 para el acoplamiento de dicho motor 58 con el disco de desenrollado 52.
El disco de desenrollado 52 incluye unos medios 62 para desviar el tubo 12 desde el brazo de desenrollado 54 y el cilindro de guía 56 hacia un orificio 64 para el paso del tubo 12 practicado en el disco de desenrollado 52. Este orificio de paso 64 está sensiblemente alineado con el eje X de la bobina de almacenamiento 24.
Los medios de guía 62 incluyen por ejemplo dos poleas de desvío, 66, 68 instaladas respectivamente en el disco de desenrollado 52 y el brazo de guía 54.
El tubo 12 se extiende, a través del orificio 64, desde la polea de desvío 66 instalada en el disco de desenrollado 52 hasta una primera polea 70 instalada en el bastidor 50. Dicha polea 70 desvía el tubo 12 hacia los medios 32 de tracción y de tensado de dicho tubo 12. Estos medios 32 incluyen, por ejemplo, un conjunto 72 que forma un aparejo de poleas situado aguas arriba de una segunda polea de desvío 74 instalada en el bastidor 50 con respecto a la dirección de desenrollado del tubo 12 indicada mediante flechas en la figura 4.
Entre las ventajas de la invención, se observará que el procedimiento de la invención permite imprimir al tubo 12 una torsión que configura helicoidalmente las fibras ópticas 14 contenidas en dicho tubo 12. De este modo, cuando se ejerce una tracción sobre el cable 10 que tiene tendencia a alargar los componentes de este último, y concretamente la funda 16, mediante estiramiento de la misma, la hélice formada por las fibras ópticas 14 se deforma al alargar su paso de tal forma que se alargue conjuntamente con la funda del cable y preservando a las fibras ópticas 14 de cualquier estiramiento que pueda provocar daños.
Naturalmente, la invención puede aplicarse a la fabricación de diversos tipos de cable de fibras ópticas distintos de los designados mediante el nombre comercial FLEXTUBE®.

Claims (9)

1. Procedimiento para fabricación de un cable (10) de fibras ópticas (14) del tipo que incluye al menos un tubo (12) en el que se alojan fibras ópticas (14), estando dispuesto dicho tubo (12) equipado con fibras ópticas de acuerdo con una configuración helicoidal o en SZ, y presentando además una torsión longitudinal, extendiéndose dichas fibras ópticas alojadas en dicho tubo longitudinalmente siguiendo una trayectoria helicoidal en dicho tubo (12), siendo dicho procedimiento del tipo en el que un tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) se encuentra enrollado en una bobina de almacenamiento (24) y dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) que se encuentra enrollado en dicha bobina de almacenamiento se suministra a una hilera de fabricación de cable (10) desde dicha bobina de almacenamiento (24), desenrollando dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) de dicha bobina de almacenamiento (24), caracterizándose dicho procedimiento porque dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) se desenrolla de dicha bobina de almacenamiento (24) en un extremo de dicha bobina de almacenamiento (24), manteniéndose inmovilizada dicha bobina de almacenamiento (24), de forma que se imprime al tubo (12) una torsión longitudinal que imprime a las fibras ópticas (14) que contiene una trayectoria helicoidal cuyo paso es sensiblemente igual a la longitud de una espira de dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) que se encuentra enrollado en dicha bobina de almacenamiento (24).
2. Instalación (26) para llevar a cabo el procedimiento para fabricación de un cable (10) de fibras ópticas (14) del tipo que incluye al menos un tubo (12) en el que se encuentran alojadas fibras ópticas (14), estando dispuesto dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) siguiendo una disposición helicoidal o en SZ, y presentando asimismo una torsión longitudinal, extendiéndose dichas fibras ópticas (14) alojadas en dicho tubo (12) longitudinalmente siguiendo una trayectoria helicoidal en dicho tubo (12), siendo dicho procedimiento del tipo en el que un tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) está enrollado en una bobina de almacenamiento (24) y dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) que se encuentra enrollado en dicha bobina de almacenamiento se suministra a una hilera de fabricación de cable (10) desde dicha bobina de almacenamiento (24) desenrollando dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) de dicha bobina de almacenamiento (24), caracterizándose dicha instalación porque incluye unos medios (28,44) de inmovilización de dicha bobina de almacenamiento (24) para impedir que dicha bobina de almacenamiento (24) gire en torno a su eje, y por unos medios (30,32) de desenrollado de dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) que se encuentra enrollado en dicha bobina de almacenamiento (24) en un extremo de dicha bobina de almacenamiento (24) para guiar el tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) hacia dicha hilera (10) de forma que se imprime al tubo (12) una torsión longitudinal que imprime a las fibras ópticas (14) que contiene una trayectoria helicoidal cuyo paso es sensiblemente igual a la longitud de una espira de dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) que se encuentra enrollado en dicha bobina de almacenamiento (24).
3. Instalación (26) de acuerdo con la reivindicación 2, estando dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas enrollado en dicha bobina de almacenamiento (24) en torno a un eje geométrico X denominado eje X de dicha bobina de almacenamiento (24), incluyendo dichos medios (30, 32) de desenrollado de dicho tubo (12) unos medios de guía (30) montados de forma que giren en torno a un eje geométrico que coincide sensiblemente con dicho eje X de dicha bobina de almacenamiento (24).
4. Instalación (26) de acuerdo con la reivindicación 3, incluyendo dichos medios de guía (30) un disco móvil (34) montado de forma que gire en torno a dicho eje (X) de dicha bobina de almacenamiento (24) en un extremo de dicha bobina de almacenamiento (24) de modo que se establece un juego de giro de dicha bobina de almacenamiento (24), apoyándose dicho tubo (12) en el borde periférico de dicho disco móvil (34).
5. Instalación (26) de acuerdo con la reivindicación 4, que incluye un disco fijo (40) provisto de un eje de revolución que coincide sensiblemente con dicho eje (X) de dicha bobina de almacenamiento (24), y unos medios de fricción (42) que se encuentran situados en el borde periférico de un disco fijo (40) y que están destinados a cooperar con una parte de dicho tubo (12) que se extiende aguas abajo de dicho disco móvil (34) respecto de la dirección de desenrollado de dicho tubo (12) para frenar la rotación de dicho disco móvil (34).
6. Instalación (26) de acuerdo con la reivindicación 5, incluyendo dichos medios de fricción (42) púas o fibras radiales.
7. Instalación (26) de acuerdo con la reivindicación 3, incluyendo dichos medios de guía (30) un disco de desenrollado (52) montado de forma que gire en torno a un eje que coincide sensiblemente con dicho eje (X) de dicha bobina de almacenamiento (24) y que incluye un brazo de desenrollado (54) que se extiende longitudinalmente de forma sensiblemente paralela a dicho eje (X) de dicha bobina de almacenamiento (24), estando desplazado en sentido radial respecto del eje (X) de dicha bobina de almacenamiento (24) de forma que dicho brazo de desenrollado (54) gire en torno a dicha bobina de almacenamiento (24).
8. Instalación (26) de acuerdo con la reivindicación 7, estando montado un cilindro de guía (56) de forma giratoria en dicho brazo de desenrollado (54), apoyándose dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) sobre la superficie periférica de dicho cilindro de guía (56).
9. Instalación (26) de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, incluyendo dicho disco de desenrollado unos medios (66, 68) para desviar dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14) desde dicho brazo de desenrollado (54) hacia un orificio (64) de paso de dicho tubo (12) provisto de fibras ópticas (14), que se encuentra dispuesto en dicho disco de desenrollado (52), estando dicho orificio de paso (64) sensiblemente alineado con el eje (X) de la bobina de almacenamiento (24).
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