FR2657407A2 - Composite flexible separator for a pressure vessel, method for producing it, and pressure vessel including such a flexible separator - Google Patents
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Abstract
Description
"Séparateur souple composite pour réservoir de pression,
son procédé de réalisation, et réservoir de pression
comportant un tel séparateur souple"
On a décrit dans le brevet principal un séparateur souple composite pour réservoir de pression comportant trois couches adjacentes en matériau déformable, à savoir une couche externe, une couche interne, et une couche intermédiaire qui, pour être au moins en partie imperméable aux gaz, comporte une feuille métallique."Flexible composite separator for pressure tank,
its production process, and pressure tank
having such a flexible separator "
The main patent has described a flexible composite separator for a pressure tank comprising three adjacent layers of deformable material, namely an outer layer, an inner layer, and an intermediate layer which, to be at least partially impermeable to gases, comprises a metal sheet.
Ces diverses couches étant fabriquées isolément, puis successivement emboîtées les unes avec les autres, le problème, en l'espèce, est, partant d'un flan initialement plat, de conformer la feuille métallique à la configuration des couches interne et externe qui doivent l'encadrer. These various layers being manufactured in isolation, then successively nested with each other, the problem, in this case, is, starting from an initially flat blank, to conform the metal sheet to the configuration of the inner and outer layers which must l 'frame.
Dans le brevet principal, il est proposé, pour ce faire, de procéder par formage, et, plus précisément, par hydroformage. In the main patent, it is proposed to do this by forming, and, more precisely, by hydroforming.
I1 s'avère, à l'expérience, qu'il résulte d'un tel formage la création, au sein du métal, de contraintes internes qui, venant fragiliser ce métal, sont susceptibles, en service, d'être ultérieurement à l'origine de craquelures se développant de manière non contrôlée et préjudicables à l'étanchéité recherchée. It turns out, from experience, that such a formation results in the creation, within the metal, of internal constraints which, coming to weaken this metal, are likely, in service, to be subsequently origin of cracks developing in an uncontrolled manner and detrimental to the desired seal.
La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition de nature à éviter la formation de telles craquelures. The present invention generally relates to a provision such as to avoid the formation of such cracks.
De manière plus précise, elle a tout d'abord pour objet un séparateur souple composite pour réservoir de pression, du genre comportant, suivant la revendication 1 du brevet principal, trois couches adjacentes en matériau déformable, à savoir une couche externe, une couche interne, et une couche intermédiaire qui, au moins en partie imperméable aux gaz, comporte une feuille métallique, ce séparateur souple étant d'une manière générale caractérisé en ce que, ladite feuille métallique étant au moins en partie fractionnée en éléments de feuille, lesdits éléments de feuille sont au moins jointifs les uns avec les autres pour la configuration de repos du séparateur. More specifically, it firstly relates to a flexible composite separator for a pressure reservoir, of the type comprising, according to claim 1 of the main patent, three adjacent layers of deformable material, namely an outer layer, an inner layer , and an intermediate layer which, at least partly impermeable to gases, comprises a metal sheet, this flexible separator being generally characterized in that, said metal sheet being at least partly divided into sheet elements, said elements sheets are at least contiguous with each other for the rest configuration of the separator.
Elle a encore pour objet tout réservoir de pression comportant un tel séparateur souple. It also relates to any pressure tank comprising such a flexible separator.
Elle a enfin pour objet un procédé pour la réalisation de ce séparateur souple, suivant lequel, conformément à la revendication 13 du brevet principal, on fabrique isolément chacune des couches le constituant et on les emboîte successivement les unes avec les autres, ce procédé étant d'une manière générale caractérisé en ce que, pour la fabrication de la couche intermédiaire, on part d'un flan initialement plat, qui comporte la feuille métallique à mettre en oeuvre, ou qui se réduit à une telle feuille, et on découpe à plat ce flan de manière à y individualiser les éléments de feuille recherchés, de manière telle que, ces éléments de feuille étant écartés les uns des autres sur une partie au moins de leur contour, ils sont aptes, par ce contour, à devenir au moins jointifs les uns avec les autres lorsque la couche intermédiaire ainsi formée est mise en place entre les couches interne et externe qui doivent l'encadrer. Finally, it relates to a process for producing this flexible separator, according to which, in accordance with claim 13 of the main patent, each of the layers constituting it is manufactured in isolation and they are successively fitted together, this process being '' generally characterized in that, for the manufacture of the intermediate layer, one starts from an initially flat blank, which comprises the metal sheet to be used, or which is reduced to such a sheet, and is cut flat this blank so as to individualize the sought-after sheet elements therein, so that, these sheet elements being spaced apart from one another over at least part of their contour, they are able, by this contour, to become at least contiguous with each other when the intermediate layer thus formed is placed between the inner and outer layers which must frame it.
Suivant une première forme de mise en oeuvre possible de l'invention, ces éléments de feuille sont jointifs les uns avec les autres, par leurs tranches, pour la configuration de repos du séparateur. According to a first possible embodiment of the invention, these sheet elements are joined with each other, by their edges, for the rest configuration of the separator.
Dans ce cas, le parti est systématiquement pris d'accepter éventuellement une certaine lacune, limitée, d'étanchéité, entre les éléments de feuille mis en oeuvre, si ceux-ci s'écartent légèrement les uns des autres lorsque le séparateur souple s'écarte de sa configuration de repos. In this case, the decision is systematically taken to possibly accept a certain, limited, sealing gap between the sheet elements used, if these deviate slightly from each other when the flexible separator s' deviates from its rest configuration.
En effet le temps au cours duquel le séparateur souple est en configuration de repos ou dans une configuration proche de celle-ci est en pratique très largement prédominant. In fact, the time during which the flexible separator is in the rest configuration or in a configuration close to the latter is in practice very largely predominant.
En outre, le calcul montre, et l'expérience confirme, que, pris dans son ensemble, le taux d'imperméabilité aux gaz reste alors de toute façon très important, en étant largement supérieur à 90 %, voire même à 95 %. In addition, the calculation shows, and experience confirms, that, taken as a whole, the rate of impermeability to gases then remains very important anyway, being much greater than 90%, or even 95%.
Nais, suivant une deuxième forme de mise en oeuvre, préférée, de l'invention, les éléments de feuille mis en oeuvre se recouvrent successivement au moins pour partie l'un l'autre le long de leurs côtés latéraux. Nais, according to a second preferred embodiment of the invention, the sheet elements used overlap successively at least in part with each other along their lateral sides.
Le taux d'imperméabilité aux gaz est alors encore supérieur. The gas impermeability rate is then even higher.
Dans tous les cas, les éléments de feuille mis en oeuvre n'ayant individuellement qu'une extension limitée, la mise en forme, elle-même limitée, dont ils sont l'objet après leur découpe à plat, lors même de l'assemblage et du pressage des trois couches concernées, n'est avantageusement pas de nature à y engendrer des contraintes internes susceptibles ensuite d'être à l'origine de quelconque craquelures. In all cases, the sheet elements used individually having only a limited extension, the shaping, itself limited, of which they are the object after they are cut flat, even during assembly. and pressing the three layers concerned, is advantageously not such as to generate internal stresses which may then be the source of any cracks.
Ainsi, avec un séparateur souple réalisé conformément à l'invention, il n'est pas observé, en service, de telles craquelures dans les éléments de feuille constitutifs de la feuille de métal qu'il comporte, et, par conséquent, le taux de fuite aux gaz de ce séparateur souple reste avantageusement stable au cours du temps. Thus, with a flexible separator produced in accordance with the invention, such cracks are not observed in service in the sheet elements constituting the metal sheet which it comprises, and, consequently, the rate of gas leakage from this flexible separator advantageously remains stable over time.
Enfin, la disposition suivant l'invention est favorable à une industrialisation du processus de fabrication du séparateur souple concerné, en facilitant la mise en forme de la feuille métallique de sa couche intermédiaire, notamment lorsque, suivant une forme préférée de réalisation, les éléments de feuille découpés dans cette feuille métallique restent attenants les uns avec les autres. Finally, the arrangement according to the invention is favorable to an industrialization of the manufacturing process of the flexible separator concerned, by facilitating the shaping of the metal sheet of its intermediate layer, in particular when, according to a preferred embodiment, the elements of sheet cut from this metal sheet remain attached to each other.
Certes, il a déjà été proposé, par le modèle d'utilité japonais publié sous le No 63-190902, de faire en sorte que soit assuré un fractionnement en éléments de feuille d'une feuille métallique mise en oeuvre pour contrôler l'imperméabilité aux gaz d'un séparateur souple. Admittedly, it has already been proposed, by the Japanese utility model published under No. 63-190902, to ensure that there is ensured fractionation into sheet elements of a metal sheet used to control the impermeability to gas from a flexible separator.
Mais, outre que, dans ce modèle d'utilité japonais, la feuille métallique est disposée à la surface de ce séparateur souple, son fractionnement en éléments de feuille n'intervient qu'après sa mise en place sur celui-ci, en résultant de lignes de moindre résistance l'affectant à cet effet. But, in addition to the fact that in this Japanese utility model, the metal sheet is arranged on the surface of this flexible separator, its splitting into sheet elements does not take place until after it has been placed thereon, resulting in lines of least resistance affecting it for this purpose.
Elle ne résout donc pas la question de la mise en forme, à la configuration du séparateur souple à équiper, d'une feuille initialement plate, et, de surcroît, rien n'assure que le fractionnement recherché intervienne exactement suivant les modalités espérées, au risque, encore, du développement de contraintes internes susceptibles ensuite d'engendrer des craquelures. It therefore does not resolve the question of the formatting, with the configuration of the flexible separator to be fitted, of an initially flat sheet, and, moreover, nothing ensures that the desired fractionation takes place exactly according to the expected modalities, risk, again, of the development of internal stresses likely then to generate cracks.
Il n'en est pas de même, avec la disposition suivant l'invention, grâce au fait que la feuille métallique mise en oeuvre est, systématiquement, et donc de manière parfaitement contrôlée, fractionnée, dès l'origine, à plat, en éléments de feuille. It is not the same, with the arrangement according to the invention, thanks to the fact that the metal foil used is, systematically, and therefore in a perfectly controlled manner, divided, from the outset, flat, into elements of sheet.
Tout porte à croire, de surcroît, que, en service, le taux de fuite aux gaz du séparateur souple décrit dans le modèle d'utilité japonais, est, en raison même du fractionnement pratiqué, très important. In addition, there is every reason to believe that, in service, the gas leakage rate of the flexible separator described in the Japanese utility model is, by reason of the fractionation practiced, very important.
En effet, eu égard au fait que ce fractionnement se fait in situ, à la surface même du séparateur souple, les éléments de feuille qui en résultent ne peuvent au mieux qu'être jointifs. Indeed, having regard to the fact that this fractionation takes place in situ, on the very surface of the flexible separator, the sheet elements which result therefrom can at best only be joined.
Il n'en est pas de même avec la disposition suivant l'invention, suivant laquelle, si désiré, ces éléments de feuille peuvent au contraire se recouvrir l'un l'autre successivement. It is not the same with the arrangement according to the invention, according to which, if desired, these sheet elements can on the contrary overlap each other successively.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels
la figure 1 est, avec un arrachement local, une vue en coupe axiale d'un séparateur souple suivant l'invention
la figure 2 reprend, à échelle supérieure, le détail de la figure 1 repéré par un encart II sur cette figure 1
la figure 3 est une vue, à plat, de la feuille métallique mise en oeuvre, suivant l'invention, pour la constitution de la couche intermédiaire que comporte ce séparateur souple
la figure 4 est une vue en coupe axiale éclatée, qui, analogue à celle de la figure 1, représente, individuellement, cette couche intermédiaire et les couches interne et externe qui l'encadrent
la figure 5 est une vue en coupe axiale, qui, reprenant pour partie celle de la figure 4, est relative à la seule feuille métallique, suivant une variante de mise en oeuvre de l'invention ;
la figure 6 est une vue en plan de cette feuille métallique, suivant la flèche VI de la figure 5
la figure 7 en est, à échelle supérieure, une vue en coupe transversale, suivant la ligne VII-VII de la figure 5.The characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, by way of example, with reference to the appended schematic drawings in which
Figure 1 is, with a local cutaway, an axial sectional view of a flexible separator according to the invention
Figure 2 shows, on a larger scale, the detail of Figure 1 identified by an insert II in this Figure 1
Figure 3 is a view, flat, of the metal sheet used, according to the invention, for the constitution of the intermediate layer that comprises this flexible separator
Figure 4 is an exploded axial sectional view, which, similar to that of Figure 1, represents, individually, this intermediate layer and the inner and outer layers which surround it
Figure 5 is an axial sectional view, which, partly taking that of Figure 4, relates to the single metal sheet, according to an alternative embodiment of the invention;
Figure 6 is a plan view of this metal sheet, according to arrow VI of Figure 5
FIG. 7 is, on a larger scale, a cross-sectional view along the line VII-VII of FIG. 5.
Sur ces figures, on reconnaît un séparateur souple composite 12 du type de celui décrit dans le brevet principal. These figures show a flexible composite separator 12 of the type described in the main patent.
Pour plus de commodité, les mêmes références que dans celui-ci y ont été reprises. For convenience, the same references as in this one have been used.
Seuls seront décrits ici les éléments de ce séparateur souple 12 nécessaires à la compréhension de l'invention. Only the elements of this flexible separator 12 necessary for understanding the invention will be described here.
En pratique, dans les formes de mise en oeuvre représentées, ce séparateur souple 12 est du genre dont la déformation en service se fait par déroulement, et non pas par extension. In practice, in the embodiments shown, this flexible separator 12 is of the type whose deformation in service is done by unwinding, and not by extension.
Comme dans le brevet principal, ce séparateur souple 12 comporte trois couches adjacentes, à savoir, une couche externe 21A, qui est en matière déformable, et, par exemple, en élastomère, une couche interne 21B, qui est par exemple elle aussi en élastomère, et une couche intermédiaire 23, qui, au moins en partie imperméable aux gaz, comporte une feuille métallique 24, par exemple une feuille en aluminium. As in the main patent, this flexible separator 12 has three adjacent layers, namely, an outer layer 21A, which is made of deformable material, and, for example, made of elastomer, an inner layer 21B, which is also made, for example, of elastomer , and an intermediate layer 23, which, at least partially impermeable to gases, comprises a metal sheet 24, for example an aluminum sheet.
Dans les formes de mise en oeuvre représentées, la couche intermédiaire 23 se réduit à cette feuille métallique 24. In the embodiments shown, the intermediate layer 23 is reduced to this metal sheet 24.
Suivant l'invention, cette feuille métallique 24 est au moins en partie fractionnée en éléments de feuille 32, et ces éléments de feuille 32 sont au moins jointifs les uns avec les autres pour la configuration de repos du séparateur souple 12, tel que représenté sur la figure 1. According to the invention, this metal sheet 24 is at least partially divided into sheet elements 32, and these sheet elements 32 are at least contiguous with each other for the rest configuration of the flexible separator 12, as shown in Figure 1.
Dans la forme de mise en oeuvre plus particulièrement représentée sur les figures 1 à 4, les éléments de feuille 32 sont exactement jointifs les uns avec les autres, par leurs tranches, pour la configuration de repos du séparateur souple 12, et, tous identiques entre eux, ils vont en rayonnant à partir de la base de ce séparateur souple 12, où, comme indiqué dans le brevet principal, ce dernier porte, de manière usuelle, un bouton 20. In the embodiment more particularly shown in FIGS. 1 to 4, the sheet elements 32 are exactly contiguous with each other, by their edges, for the rest configuration of the flexible separator 12, and, all identical between them, they are radiating from the base of this flexible separator 12, where, as indicated in the main patent, the latter usually carries a button 20.
Pour fabriquer la couche intermédiaire 23 ainsi constituée, on part d'un flan initialement plat 23', et, tel qu'illustré à la figure 3, on le découpe à plat de manière à y individualiser les éléments de feuille 32 recherchés. To manufacture the intermediate layer 23 thus formed, one starts from an initially flat blank 23 ′, and, as illustrated in FIG. 3, it is cut flat so as to individualize the desired sheet elements 32 therein.
Dans les formes de mise en oeuvre représentées, ces éléments de feuille 32 ont globalement un contour triangulaire, avec, rayonnant à partir d'une zone centrale correspondant à la base du séparateur souple 12, des côtés latéraux 34, qui, pour être ultérieurement jointifs, sont convexes, et, à l'opposé de cette base, un côté sensiblement rectiligne 35. In the embodiments shown, these sheet elements 32 generally have a triangular contour, with, radiating from a central zone corresponding to the base of the flexible separator 12, lateral sides 34, which, to be joined later , are convex, and, opposite this base, a substantially rectilinear side 35.
En pratique, dans la forme de mise en oeuvre plus particulièrement représentée sur les figures 1 à 4, la zone centrale à partir de laquelle rayonnent ainsi les éléments de feuille 32 est matérialisée par une pastille centrale 33, qui est commune à tous ces éléments de feuille 32, et qui correspond à la base du séparateur souple 12, et, tous d'un seul tenant avec cette pastille centrale 33, ces éléments de feuille 32 restent attenants, et donc solidaires, les uns avec les autres. In practice, in the embodiment more particularly shown in FIGS. 1 to 4, the central zone from which the sheet elements 32 thus radiate is materialized by a central patch 33, which is common to all these elements sheet 32, and which corresponds to the base of the flexible separator 12, and, all in one piece with this central pad 33, these sheet elements 32 remain adjoining, and therefore integral, with each other.
Du fait du contour convexe de leurs côtés latéraux 34, les éléments de feuille 32 sont écartés les uns des autres sur la partie de leur contour correspondant tant à ces côtés latéraux convexes 34 qu'à leurs côtés sensiblement rectilignes 35. Due to the convex outline of their lateral sides 34, the sheet elements 32 are spaced apart from one another on the part of their outline corresponding both to these convex lateral sides 34 and to their substantially straight sides 35.
Mais, dans la forme de mise en oeuvre représentée sur les figures 1 à 4, leur découpe est faite en sorte que, par ce contour, ils soient aptes à devenir exactement jointifs les uns avec les autres, par leurs tranches, lorsque, comme représenté sur la figure 4, la couche intermédiaire 23 formée de la feuille métallique 24 ainsi fractionnée en éléments de feuille 32 est mise en place entre les couches interne 21B et externe 21A. But, in the embodiment shown in Figures 1 to 4, their cutting is made so that, by this outline, they are able to become exactly joined with each other, by their edges, when, as shown in FIG. 4, the intermediate layer 23 formed from the metal sheet 24 thus divided into sheet elements 32 is placed between the inner layers 21B and the outer layers 21A.
Pour cette configuration de mise en place, les éléments de feuille 32 sont donc bord à bord les uns avec les autres par leurs côtés latéraux convexes 34, tandis que leurs côtés sensiblement rectilignes 35 sont en continu les uns avec les autres, suivant une circonférence correspondant globalement à la périphérie du séparateur souple 12. For this positioning configuration, the sheet elements 32 are therefore edge to edge with one another by their convex lateral sides 34, while their substantially rectilinear sides 35 are continuously with each other, along a corresponding circumference. generally at the periphery of the flexible separator 12.
En pratique, le nombre d'éléments de feuille 32 mis en oeuvre est au moins égal à six. In practice, the number of sheet elements 32 used is at least six.
Dans la forme de mise en oeuvre représentée sur les figures 1 à 4, ce nombre est égal à huit. In the embodiment shown in Figures 1 to 4, this number is equal to eight.
Les éléments de feuille 32 n'ont de ce fait individuellement qu'une extension réduite, en sorte que leur mise en forme suivant la configuration générale à obtenir pour le séparateur souple 12 n'y induit pas de contrainte interne notable. The sheet elements 32 therefore have individually only a reduced extension, so that their shaping according to the general configuration to be obtained for the flexible separator 12 does not induce any significant internal stress.
Pour le reste, il est procédé comme décrit dans le brevet principal. For the rest, it is carried out as described in the main patent.
En bref, une fois fabriquées isolément, les couches 21B, 23, 21A constitutives du séparateur souple 12 à obtenir sont emboîtées successivement les unes avec les autres, soit de l'intérieur, à partir de la couche externe 21A, comme représenté sur la figure 4, soit de l'extérieur, à partir de la couche interne 21B, et leur collage mutuel est effectué conjointement sous presse. In short, once produced in isolation, the layers 21B, 23, 21A constituting the flexible separator 12 to be obtained are nested successively with each other, either from the inside, from the external layer 21A, as shown in the figure 4, or from the outside, from the internal layer 21B, and their mutual bonding is carried out jointly in press.
C'est seulement au cours du pressage correspondant que la couche intermédiaire 23 se conforme aux reliefs prévus sur la couche externe 21A et sur la couche interne 21B pour l'adaptation de l'ensemble à la forme du bouton 20 par ailleurs mis en oeuvre. It is only during the corresponding pressing that the intermediate layer 23 conforms to the reliefs provided on the external layer 21A and on the internal layer 21B for the adaptation of the assembly to the shape of the button 20 otherwise used.
Dans la forme de mise en oeuvre illustrée par les figures 5 à 7, il est fait en sorte que, pour la configuration de repos du séparateur souple 12 concerné, les éléments de feuille 32 de la feuille métallique 24 constitutive de la couche intermédiaire 23 se recouvrent successivement au moins pour partie l'un l'autre le long de leurs côtés latéraux 34. In the embodiment illustrated in FIGS. 5 to 7, it is arranged so that, for the rest configuration of the flexible separator 12 concerned, the sheet elements 32 of the metal sheet 24 constituting the intermediate layer 23 successively overlap at least in part with each other along their lateral sides 34.
Dans la forme de réalisation représentée, ces éléments de feuille 32 sont au nombre de douze. In the embodiment shown, these sheet elements 32 are twelve in number.
A titre indicatif, le taux de recouvrement de l'un d'eux par un autre est par exemple de l'ordre de 10 %. As an indication, the recovery rate of one of them by another is for example of the order of 10%.
Pour le reste, les dispositions sont du même type que celles décrites précédemment. For the rest, the provisions are of the same type as those described above.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de mise en oeuvre décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution, notamment en ce qui concerne le nombre et/ou la forme des éléments de feuille mis en oeuvre, qui, de surcroît, ne sont pas nécessairement identiques entre eux. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but encompasses any variant, in particular as regards the number and / or the shape of the sheet elements used, which, moreover, are not necessarily identical between them.
En outre, au lieu d'être attenants, et donc solidaires, par l'intermédiaire d'une pastille, ces éléments de feuille peuvent être distincts. In addition, instead of being adjoining, and therefore integral, via a pellet, these sheet elements can be separate.
Enfin, si, dans ce qui précède, la couche intermédiaire du séparateur souple suivant l'invention se réduit à une feuille métallique, elle peut tout aussi bien être formée, par exemple, comme indiqué dans le brevet principal, d'une feuille composite dans laquelle une telle feuille métallique est prise en sandwich entre deux feuilles de protection en matière synthétique, en adhérant à celles-ci. Finally, if, in the above, the intermediate layer of the flexible separator according to the invention is reduced to a metal sheet, it can just as easily be formed, for example, as indicated in the main patent, of a composite sheet in which such a metallic sheet is sandwiched between two protective sheets of synthetic material, by adhering to these.
Dans un tel cas, évidemment, le flan dans lequel doit être pratiquée une découpe en éléments de feuille est le flan formé par l'ensemble de ces feuilles. In such a case, obviously, the blank in which a cut into sheet elements must be made is the blank formed by all of these sheets.
Claims (12)
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FR9000596A FR2657407B2 (en) | 1988-11-08 | 1990-01-19 | COMPOSITE FLEXIBLE SEPARATOR FOR PRESSURE TANK, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND PRESSURE TANK COMPRISING SUCH A FLEXIBLE SEPARATOR. |
EP19900401206 EP0437987A3 (en) | 1990-01-19 | 1990-05-04 | Flexible composite separator for pressure accumulator, its method of manufacture, and an accumulator including such a separator |
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1990
- 1990-01-19 FR FR9000596A patent/FR2657407B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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