FR2697760A1 - Pot de décantation d'impuretés. - Google Patents
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Abstract
Pot de décantation (100) d'impuretés, telles que des boues organiques ou encore des particules métalliques, présentes dans un fluide tel que l'eau d'un circuit de chauffage, comportant une chambre (110) dans laquelle circule ledit fluide, ladite chambre comprenant un fond (111), un couvercle (112), une entrée (120) de fluide prévue dans la partie haute d'une paroi latérale (113) de la chambre, et une sortie (130) de fluide située à l'opposé de l'entrée, sensiblement au même niveau que cette dernière. Selon l'invention, le dispositif comporte une cloison de séparation (140) généralement plane qui s'étend verticalement à partir du couvercle vers le fond sur une partie de la hauteur de la chambre en définissant à l'intérieur de la chambre deux parties, une chambre d'admission (150) et une chambre d'évacuation (160), qui communiquent entre-elles par un passage situé entre le bord inférieur libre (141) de la cloison et le fond de la chambre, ladite cloison permettant de créer une chicane d'écoulement du fluide dans la chambre qui favorise la séparation des impuretés et du fluide, et en ce qu'il comporte d'une part des moyens pour fixer un capteur magnétique (170) au voisinage du bord inférieur libre de la cloison, et d'autre part des moyens pour fixer un filtre (180) dans la chambre d'évacuation, entre la cloison et la paroi latérale de la chambre d'évacuation en regard de ladite cloison. Application à la clarification des fluides circulant en circuit fermé ou ouvert.
Description
La présente invention concerne un pot de décantation d'impuretés, telles que des boues organiques ou encore des particules métalliques, présentes dans un fluide tel que l'eau d'un circuit de chauffage.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse à la clarification des eaux de réseaux de chauffage d'ensembles immobiliers où similaires.
On connaît du document FR-2 566 283 un dispositif de filtrage d'eau des circuits de chauffage destiné à la clarification des eaux sans emploi de détartrant et de désoxydants acides, qui comporte une chambre dans laquelle circule l'eau. La chambre est raccordée à une partie du circuit de chauffage, d'une part par une conduite d'admission de l'eau débouchant dans une partie supérieure de la chambre,et d'autre part par une conduite d'évacuation d'eau. Ce dispositif comprend par ailleurs une paroi cylindrique positionnée verticalement à l'intérieur de la chambre et supportant un capteur magnétique vertical cylindrique. En outre, le dispositif comprend une cartouche filtrante cylindrique positionnée verticalement entre les parois latérales de la chambre et la paroi cylindrique verticale.La face supérieure de la cartouche adjacente à l'entrée est cloisonnée, de telle sorte que le fluide entrant dans le dispositif vienne directement au contact du capteur magnétique et s'écoule sur la surface interne et externe de ce dernier, puis traverse le filtre avant de s'écouler par la conduite d'évacuation dans le circuit d'eau de chauffage.
Il convient de noter que ce dispositif de filtrage est relié au circuit général d'alimentation en eau chaude par une dérivation raccordée à la chaudière. Cette dérivation dans laquelle ne s'écoule qu'une partie de l'eau, permet d'abaisser la vitesse d'écoulement de l'eau qui arrive dans le dispositif précité afin d'éviter que l'ensemble de filtration constitué par la combinaison du capteur magnétique et le filtre ne soit colmaté très rapidement. En effet, la structure interne d'un tel dispositif ne permet pas le traitement direct de la totalité de l'eau s'écoulant dans le circuit principal d'une installation de chauffage car le débit de l'eau dans ledit circuit étant trop élevé, on a alors un afflux important de boues dans ledit dispositif et un colmatage très rapide de l'ensemble de filtration.Un inconvénient d'un tel dispositif est alors qu'il ne peut traiter qu'une partie du fluide à la fois, celle qui passe par la dérivation.
Afin de pallier cet inconvénient, la présente invention propose un pot de décantation des impuretés, comportant une chambre dans laquelle circule le fluide, ladite chambre comprenant un fond, un couvercle, une entrée de fluide prévue dans la partie haute d'une paroi latérale de la chambre, et une sortie de fluide située à l'opposé de l'entrée, sensiblement au même niveau que cette dernière, caractérisé en ce qu'il comporte une cloison de séparation généralement plane qui s'étend verticalement à partir du couvercle vers le fond sur une partie de la hauteur de la chambre en définissant à l'intérieur de la chambre deux parties, une chambre d'admission et une chambre d'évacuation, qui communiquent entre-elles par un passage situé entre le bord inférieur libre de la cloison et le fond de la chambre, ladite cloison permettant de créer une chicane d'écoulement du fluide dans la chambre qui favorise la séparation des impuretés et du fluide, et en ce qu'il comporte d'une part des moyens pour fixer un capteur magnétique au voisinage du bord inférieur libre de la cloison, et d'autre part des moyens pour fixer un filtre dans la chambre d'évacuation, entre la cloison et la paroi latérale de la chambre d'évacuation en regard de ladite cloison.
Ainsi, avantageusement le pot de décantation selon l'invention permet notamment de traiter la totalité de l'eau provenant d'une canalisation d'un circuit de chauffage, en étant installé en série dans le circuit principal. En effet, la chicane créée par la cloison de séparation du pot de décantation selon l'invention permet de ralentir le fluide arrivant à vitesse élevée dans la chambre d'admission de telle sorte que celui-ci circule à une vitesse relativement faible dans la chambre d'admission jusqu'à atteindre une vitesse minimum au fond de la chambre où se dépose les impuretés transportées par le fluide, puis permet d'accélérer le fluide remontant dans la chambre d'évacuation de telle sorte que celui-ci ressorte du pot de décantation avec sa vitesse initiale d'entrée.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le pot de décantation comporte un capteur magnétique fixé sur le bord inférieur libre de la cloison de séparation.
Ainsi, le capteur magnétique permet le traitement magnétique de fluide par circulation du fluide dans des champs magnétiques créés par ledit capteur. En effet, on utilise ici des champs magnétiques notamment pour agir sur des particules non electriquement neutre en suspension dans le fluide par modification ou induction de charges dans le fluide afin de créer des déviations, des séparations, des décantations ou bien encore des modifications de ces particules polluantes dans le fluide. En particulier, on peut observer des phénomènes de dépôts de particules du type ferromagnétique au fond de ladite chambre. Selon ce mode de réalisation, il convient de noter que l'on considère que le champ est fixe dans l'espace et les particules mobiles, étant entendu que c'est le déplacement relatif des particules à traiter et d'un champ alternatif qui compte.
En outre, sachant que le fluide qui circule dans la chambre du pot de décantation selon l'invention, se déplace dans chacune des chambres d'admission et d'évacuation essentiellement parallèlement à cloison de séparation, il y a avantage à ce que le capteur magnétique soit positionné perpendiculairement à la cloison de séparation et s'étende horizontalement de part et d'autre de ladite cloison dans chacune des chambres d'admission et d'évacuation.
En effet, de cette manière, les lignes de champs magnétiques dudit capteur sont perpendiculaires à la direction d'écoulement du fluide qui arrive sur le capteur, et il est connu que l'action des champs magnétiques sur les particules à filtrer dans le fluide est d'autant plus importante, que lesdites particules se déplacent selon des angles plus proches de l'angle droit par rapport aux lignes de champ de matériaux magnétiques. Il convient de noter que selon le mode de réalisation précité, le fluide circulant entre l'entrée et la sortie du pot de décantation selon l'invention traverse deux fois perpendiculairement ledit capteur magnétique. Plus particulièrement, le fluide traverse une première fois le capteur lorsque celui-ci circule dans la chambre d'admission, puis une deuxième fois lorsque celui-ci remonte dans la chambre d'évacuation.La filtration des particules par ledit capteur est alors plus efficace sachant que la vitesse du fluide varie entre les deux passages.
Selon un deuxième mode de réalisation du pot de décantation conforme à l'invention, celui-ci comporte un filtre positionné de manière oblique dans la chambre d'évacuation.
Ainsi, le pot de décantation selon l'invention permet notamment la filtration de boues par filtration du fluide boueux qui traverse le filtre oblique. Il convient de noter que la position du filtre est déterminée de manière avantageuse de telle sorte que le fluide arrive au niveau du filtre avec une vitesse suffisamment faible pour ne pas immédiatement colmater le filtre. En outre, avantageusement le filtre est positionné de manière oblique afin d'augmenter la surface utile de filtration et de permettre un impact oblique des boues avec la surface filtrante ce qui favorise la séparation desdites boues et du fluide.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée.
La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du pot de décantation selon l'invention.
La figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation du pot de décantation selon l'invention.
La figure 3 est une vue en coupe selon le plan A-A du pot de décantation de la figure 2.
La figure 4 est une vue en coupe selon le plan B-B du pot de décantation de la figure 1.
On notera préliminairement que, d'une figure à l'autre, des éléments ou parties identiques ou similaires ont été désignés dans la mesure du possible par les mêmes signes de référence, et ne seront pas décrits à chaque fois.
Sur la figure 1, on a représenté un pot de décantation 100 d'impuretés contenues dans un fluide tel que l'eau d'un circuit de chauffage. Ce pot de décantation 100 comprend une cuve verticale 101 de forme cylindrique de révolution définissant une chambre étanche 110 présentant une forme oblongue allongée verticalement suivant un axe central de symétrie X-X'.
Plus particulièrement, la chambre 110 présente un fond 111 comportant en son milieu un cône lîla de vidange débouchant en dessous dudit fond dans une conduite horizontale 111 b raccordée à une vanne de vidange 190 permettant d'évacuer les impuretés décantées au fond de la chambre vers l'extérieur. Cette vanne de vidange 190 de type classique peut être actionnée manuellement ou bien à commande d'ouverture et de fermeture automatique et programmable. En outre, la chambre 110 est fermée en partie supérieure par un couvercle supérieur 112. Ce couvercle 112 est maintenu en position fermée par l'intermédiaire de deux écrous papillons 112a, 112b dévissables pour l'ouverture dudit couvercle.D'autre part, la cuve 101 comporte sur une paroi latérale 113 une entrée 120 de fluide, positionnée juste en dessous dudit couvercle 112 de telle manière que le fluide débouche suivant la flèche A dans la partie supérieure de la chambre 110. De même, la cuve comporte une sortie 130 de fluide placée sur la paroi latérale 113 de manière symétriquement opposée à l'entrée 120 par rapport à l'axe X-X'. Ainsi, le fluide ressort de la cuve suivant la flèche
C par la sortie 130 placée en partie supérieure de la chambre 110. Comme le montre la figure 1, le pot de décantation 100 comporte une cloison de séparation 140 constituée par exemple par une tôle d'acier, qui s'étend verticalement à partir du couvercle 112 vers le fond 111.En particulier, cette cloison 140 s'étend parallèlement à l'axe X-X' sur une partie de la hauteur de la chambre 110, en présentant un bord inférieur libre 141 en regard du fond 111 de telle sorte que ladite cloison sépare ladite chambre 110 en deux parties 150,160 qui communiquent entre-elles par un passage situé entre le bord inférieur libre 141 de la cloison 140 et le fond 111 de la chambre 110. Les deux parties 150,160 définies par la cloison de séparation 140 présentent des largeurs inégales. Dans l'exemple de la figure 1, la première partie ou chambre d'admission 150 dans laquelle débouche l'entrée 120 du fluide présente une largeur égale à environ deux tiers de la largeur totale de la chambre 110, et la deuxième partie ou chambre d'évacuation comportant la sortie 130 du fluide présente une largeur égale au tiers restant.Il convient de noter que le pot de décantation de la figure 1 est destiné à être monté en série sur une canalisation d'un circuit principal de chauffage en amont de la chaudière par exemple, pour traiter directement la totalité de l'eau circulant dans le circuit, la canalisation du circuit étant raccordée d'une part à une conduite 121 présentant sensiblement la même section de celle de la canalisation et débouchant sur l'entrée 120 de la chambre 110 et d'autre part, à une conduite 131, également de section sensiblement identique à la canalisation, qui se prolonge à partir de la sortie 130 de la chambre d'évacuation 160. La cloison de séparation 140 crée une chicane d'écoulement du fluide entre l'entrée et la sortie de ladite chambre, qui favorise la séparation des impuretés et du fluide.Le fluide provenant de la canalisation d'un circuit principal de chauffage arrive à une vitesse relativement élevée dans la partie supérieure de la chambre d'admission 150 du pot de décantation, qui présente une section nettement supérieure à celle de la canalisation, de manière à ce que celui-ci s'écoule dans ladite chambre à une vitesse ralentie en se dirigeant suivant la flèche A vers le fond 111 de la chambre 110 où vont se déposer les impuretés polluantes dudit fluide. Lorsque le fluide arrive au fond e la chambre 110, il présente la vitesse d'écoulement minimum.Puis, ce dernier remonte suivant la flèche B dans la chambre d'évacuation 160 qui présente une section plus faible que celle de la chambre d'admission, ce qui provoque une accélération du fluide de telle sorte que ce dernier sort de la chambre d'évacuation suivant la flèche C par la sortie 130 en présentant une vitesse identique à celle qu'il présente à l'entrée 120. Dans un exemple typique, le fluide provenant d'une conduite de chauffage présente à l'entrée de la chambre d'admission 150 une vitesse d'écoulement de Imis et au fond de la chambre 110 une vitesse d'environ 0,08 m/s.
C par la sortie 130 placée en partie supérieure de la chambre 110. Comme le montre la figure 1, le pot de décantation 100 comporte une cloison de séparation 140 constituée par exemple par une tôle d'acier, qui s'étend verticalement à partir du couvercle 112 vers le fond 111.En particulier, cette cloison 140 s'étend parallèlement à l'axe X-X' sur une partie de la hauteur de la chambre 110, en présentant un bord inférieur libre 141 en regard du fond 111 de telle sorte que ladite cloison sépare ladite chambre 110 en deux parties 150,160 qui communiquent entre-elles par un passage situé entre le bord inférieur libre 141 de la cloison 140 et le fond 111 de la chambre 110. Les deux parties 150,160 définies par la cloison de séparation 140 présentent des largeurs inégales. Dans l'exemple de la figure 1, la première partie ou chambre d'admission 150 dans laquelle débouche l'entrée 120 du fluide présente une largeur égale à environ deux tiers de la largeur totale de la chambre 110, et la deuxième partie ou chambre d'évacuation comportant la sortie 130 du fluide présente une largeur égale au tiers restant.Il convient de noter que le pot de décantation de la figure 1 est destiné à être monté en série sur une canalisation d'un circuit principal de chauffage en amont de la chaudière par exemple, pour traiter directement la totalité de l'eau circulant dans le circuit, la canalisation du circuit étant raccordée d'une part à une conduite 121 présentant sensiblement la même section de celle de la canalisation et débouchant sur l'entrée 120 de la chambre 110 et d'autre part, à une conduite 131, également de section sensiblement identique à la canalisation, qui se prolonge à partir de la sortie 130 de la chambre d'évacuation 160. La cloison de séparation 140 crée une chicane d'écoulement du fluide entre l'entrée et la sortie de ladite chambre, qui favorise la séparation des impuretés et du fluide.Le fluide provenant de la canalisation d'un circuit principal de chauffage arrive à une vitesse relativement élevée dans la partie supérieure de la chambre d'admission 150 du pot de décantation, qui présente une section nettement supérieure à celle de la canalisation, de manière à ce que celui-ci s'écoule dans ladite chambre à une vitesse ralentie en se dirigeant suivant la flèche A vers le fond 111 de la chambre 110 où vont se déposer les impuretés polluantes dudit fluide. Lorsque le fluide arrive au fond e la chambre 110, il présente la vitesse d'écoulement minimum.Puis, ce dernier remonte suivant la flèche B dans la chambre d'évacuation 160 qui présente une section plus faible que celle de la chambre d'admission, ce qui provoque une accélération du fluide de telle sorte que ce dernier sort de la chambre d'évacuation suivant la flèche C par la sortie 130 en présentant une vitesse identique à celle qu'il présente à l'entrée 120. Dans un exemple typique, le fluide provenant d'une conduite de chauffage présente à l'entrée de la chambre d'admission 150 une vitesse d'écoulement de Imis et au fond de la chambre 110 une vitesse d'environ 0,08 m/s.
Par ailleurs, le pot de décantation de la figure 1 comporte d'une part des moyens pour fixer un capteur magnétique sur le bord inférieur libre 141 de la cloison 140, et d'autre part des moyens 181, 182 pour fixer un filtre dans la chambre d'évacuation 160 entre la cloison 140 et la paroi latérale 113 de ladite chambre en regard de ladite cloison. En fonction du type d'impuretés que transporte le fluide, on peut alors adapter l'ensemble filtrant du pot de décantation 100. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le pot de décantation 100 comporte un capteur magnétique 170.Ce pot de décantation 100 est alors adapté au traitement des fluides contenant par exemple des particules ferromagnétiques du type limailles, mais pour d'autres applications, on peut concevoir que le pot de décantation ne comporte pas de capteur magnétique mais un filtre 180 comme le montre mieux la figure 2, afin de filtrer des boues organiques.
On peut aussi envisager d'utiliser successivement les deux éléments filtrants. En effet, par exemple, lors de la mise en route d'une installation de chauffage, on peut utiliser tout d'abord un pot de décantation comportant un capteur magnétique afin de filtrer les particules métalliques puis d'enlever le capteur magnétique et de mettre en place dans le pot de décantation le filtre à boue organique, et vice-versa.
Plus particulièrement, comme on peut le voir sur les figures 1 et 4, le capteur magnétique 170 est positionné perpendiculairement à la cloison de séparation 140 et s'étend horizontalement de part et d'autre de ladite cloison 140 dans chacune desdites chambres d'admission et d'évacuation 150,160. Dans cette position, le capteur est orienté avantageusement perpendiculairement à la direction d'écoulement du fluide, ce qui permet d'avoir une action plus importante des champs magnétiques sur lesdites particules à filtrer. Selon le mode de réalisation montré sur la figure 4, le capteur magnétique 170 est un ensemble de cinq barreaux magnétiques 171,172,173,174,175 fixés sur le bord inférieur libre 141 de la cloison 140.
Plus particulièrement, chaque barreau magnétique 171,172,173,174,175 est engagé dans un fourreau de réception 171a,172a,173a,174a,175a fixé perpendiculairement à la cloison 140, et est maintenu fixe à l'intérieur dudit fourreau au moyen d'une vis de serrage non représentée qui est vissée au travers de la paroi du fourreau pour venir en butée sur le barreau correspondant. Chaque fourreau de réception présente bien entendu une longueur plus petite que celle du barreau magnétique correspondant, de telle sorte que le barreau émerge largement dans chacune des chambres d'admission et d'évacuation à chaque extrémité dudit fourreau. Selon une variante, le fourreau 175a est fermé à une extrémité et le barreau magnétique 175 est enfilé dans le fourreau en se prolongeant, ici du côté de la chambre d'évacuation 160. En outre, les barreaux magnétiques présentant par exemple une polarité axiale, sont orientés les uns par rapport aux autres de manière à créer des champs magnétiques successifs à polarité alternée pour plus d'efficacité. Il est important de préciser que les barreaux magnétiques sont espacés les uns des autres sur toute la largeur L de ladite paroi centrale 140 afin de former un rateau. L'espace entre chaque barreau est suffisamment grand pour éviter un colmatage rapide du rateau par les particules retenues au passage du fluide. Il convient de noter qu'une des applications du capteur magnétique des figures 1 et 4 est de filtrer la limaille en suspension dans le fluide, ces particules de limaille polarisées sous l'action des champs magnétiques créés par ledit capteur, venant se déposer au fond de la chambre 110.
Suivant un autre mode de réalisation représenté plus particulièrement sur les figures 2 et 3, le pot de décantation 100 comporte un filtre 160 positionné de manière oblique dans la chambre d'évacuation 160 du fluide. Ce filtre 180, comme le montre mieux la figure 3, s'étend en surface sur toute la section de ladite chambre d'évacuation. En outre, le filtre 180 fixée entre la la cloison de séparation 140 et la paroi latérale 113 de la chambre 110 en regard de celle-ci, présente un point de fixation bas 181 sur la paroi centrale et un point de fixation haut 182 sur la paroi latérale au voisinage de la sortie du fluide 130. Avantageusement, le filtre 180 est incliné d'un angle d'environ 30 par rapport à la cloison de séparation 140. Dans cette configuration, le filtre 180 présente une surface filtrante importante et favorise la retombée au fond de la chambre intérieure de la boue filtrée au passage du fluide. Ce filtre est par exemple un filtre à 80 microns adapté à la filtration des boues en suspension dans l'eau d'un circuit de chauffage central.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et représentée mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit.
Claims (10)
1. Pot de décantation (100) d'impuretés, telles que des boues organiques ou encore des particules métalliques, présentes dans un fluide tel que l'eau d'un circuit de chauffage, comportant une chambre (110) dans laquelle circule ledit fluide, ladite chambre (110) comprenant un fond (111), un couvercle (112), une entrée (120) de fluide prévue dans la partie haute d'une paroi latérale (113) de la chambre (110), et une sortie (130) de fluide située à l'opposé de l'entrée (120), sensiblement au même niveau que cette dernière, caractérisé en ce qu'il comporte une cloison de séparation (140) généralement plane qui s'étend verticalement à partir du couvercle (112) vers le fond (111) sur une partie de la hauteur de la chambre (110) en définissant à l'intérieur de la chambre (110) deux parties, une chambre d'admission (150) et une chambre d'évacuation (160), qui communiquent entre-elles par un passage situé entre le bord inférieur libre (141) de la cloison (140) et le fond (111) de la chambre (110), ladite cloison (140) permettant de créer une chicane d'écoulement du fluide dans la chambre (110) qui favorise la séparation des impuretés et du fluide, et en ce qu'il comporte d'une part des moyens pour fixer un capteur magnétique (170) au voisinage du bord inférieur libre (141) de la cloison (140), et d'autre part des moyens pour fixer un filtre (180) dans la chambre d'évacuation (160), entre la cloison (140) et la paroi latérale de la chambre d'évacuation (160) en regard de ladite cloison (140).
2. Pot de décantation (100) selon la revendication 1, caractérisé ce qu'il comporte un capteur magnétique (170) fixé sur le bord inférieur libre (141) de la cloison de séparation (140).
3. Pot de décantation (100) selon la revendication 2, caractérisé ce que le capteur magnétique (170) est positionné perpendiculairement à la cloison de séparation (140) et s'étend horizontalement de part et d'autre de ladite cloison (140) dans chacune desdites chambres d'admission et d'évacuation (150,160).
4. Pot de décantation (100) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur magnétique (170) est un ensemble de barreaux magnétiques (171,172,173,174,175) fixés sur le bord inférieur libre (141) de la cloison de séparation (140), en étant espacés les uns des autres et répartis sur toute la largeur (L) de ladite cloison (140).
5. Pot de décantation (100) selon la revendication 1, caractérisé ce qu'il comporte un filtre (180) positionné de manière oblique dans la chambre d'évacuation (160).
6. Pot de décantation (100) selon la revendication 5, caractérisé ce que le filtre (180) positionné dans la chambre d'évacuation (160) présente un point de fixation bas (181) sur la cloison de séparation (140) et un point de fixation haut (182) sur ladite paroi latérale (113) en regard de ladite cloison, au voisinage de la sortie (130) du fluide.
7. Pot de décantation (100) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le filtre (180) est inclinée d'un angle d'environ 300 par rapport à la cloison de séparation (140).
8. Pot de décantation (100) selon l'une des revendications I à 7, caractérisé en ce que la chambre d'admission (150) présente une largeur égale à environ deux tiers de la largeur totale de la chambre (110) et en ce que la chambre d'évacuation présente une largeur égale à environ le tiers restant.
9. Pot de décantation (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte dans le fond (111) de la chambre (110) une vanne de vidange (190) de la boue décantée vers l'extérieur.
10. Pot de décantation (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est monté en série directement dans un circuit principal de chauffage.
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