FR3124553A1 - Lifting system - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de relevage (200) d’un fluide, comprenant une pompe (201), du type à une enceinte primaire et un piston primaire et comporte au moins une chambre secondaire et autant de piston secondaire, alimentée par une colonne manométrique (207). Figure d’abrégé : Figure 1The invention relates to a fluid lifting system (200), comprising a pump (201), of the type with a primary enclosure and a primary piston and comprising at least one secondary chamber and as many secondary pistons, fed by a column gauge (207). Abstract Figure: Figure 1
Description
L’invention concerne un système de relevage, destiné à relever un fluide, tel de l’eau d’irrigation, de l’eau potable ou, particulièrement, des eaux usées.The invention relates to a lifting system, intended to lift a fluid, such as irrigation water, drinking water or, in particular, waste water.
Dans des réseaux d’eau, particulièrement en région présentant du relief, il est connu d’employer une pompe électrique pour déplacer un liquide depuis un stockage bas vers un stockage haut situé à l’amont du stockage bas.In water networks, particularly in regions with relief, it is known to use an electric pump to move a liquid from a low storage to a high storage located upstream of the low storage.
Une telle pompe électrique consomme de l’énergie électrique. Aussi, le coût du relevage peut notamment se mesurer à l’énergie dépensée pour faire fonctionner la pompe électrique.Such an electric pump consumes electrical energy. Also, the cost of lifting can be measured in particular by the energy spent to operate the electric pump.
Il est encore connu, du document WO 2020152402 des demandeurs, une pompe apte à être alimentée par une colonne manométrique. Une telle pompe est classiquement utilisée pour le pompage d’eau, par exemple pour l’irrigation, mais aussi pour la consommation. Le fluide de fonctionnement est de l’eau issue de la colonne manométrique. Le fluide de refoulement est de l’eau d’irrigation ou de consommation. Une telle pompe est avantageuse en ce qu’elle fonctionne à partir d’une énergie gravitaire provenant d’une colonne manométrique, aisément renouvelable et sensiblement gratuite.It is also known, from document WO 2020152402 of the applicants, a pump capable of being supplied by a manometric column. Such a pump is conventionally used for pumping water, for example, for irrigation, but also for drinking. The operating fluid is water from the manometric column. The discharge fluid is irrigation or drinking water. Such a pump is advantageous in that it operates using gravity energy from a manometric column, which is easily renewable and substantially free.
Aussi, l’ingéniosité de la présente invention consiste à utiliser ladite pompe, alimentée par une colonne manométrique, pour réaliser un relevage à partir d’une énergie renouvelable, abondamment disponible et donc sensiblement gratuite.Also, the ingenuity of the present invention consists in using said pump, powered by a manometric column, to achieve a lifting from renewable energy, abundantly available and therefore substantially free.
Pour cela l’invention a pour objet un système de relevage d’un fluide comprenant une première pompe, du type à une enceinte primaire et un piston primaire et comporte au moins une chambre secondaire et autant de piston secondaire, alimentée par une colonne manométrique fournissant un fluide de fonctionnement.For this, the subject of the invention is a system for lifting a fluid comprising a first pump, of the type with a primary enclosure and a primary piston and comprises at least one secondary chamber and as many secondary pistons, supplied by a manometric column providing an operating fluid.
Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :Particular characteristics or embodiments, which can be used alone or in combination, are:
- le système comprend encore une deuxième pompe connectée à la première pompe par deux conduites de transmission reliant respectivement une chambre secondaire de la première pompe à une chambre secondaire de la deuxième pompe et véhiculant un fluide de transmission, et l’enceinte primaire de la deuxième pompe est connectée à un circuit de relevage dans lequel circule le fluide à relever,- the system further comprises a second pump connected to the first pump by two transmission lines respectively connecting a secondary chamber of the first pump to a secondary chamber of the second pump and conveying a transmission fluid, and the primary enclosure of the second pump is connected to a lifting circuit in which the fluid to be lifted circulates,
- la première pompe comprend :- the first pump includes:
- une enceinte primaire à l’intérieur de laquelle un piston primaire coulisse selon un axe alternativement entre une première position d’extrémité et une deuxième position d’extrémité sous l’action du fluide de fonctionnement sous pression, le piston primaire séparant l’enceinte primaire en une première chambre primaire et une deuxième chambre primaire,- a primary enclosure inside which a primary piston slides along an axis alternately between a first end position and a second end position under the action of the operating fluid under pressure, the primary piston separating the enclosure primary into a first primary chamber and a second primary chamber,
- une première chambre secondaire comprenant une entrée/sortie et une deuxième chambre secondaire comprenant une entrée/sortie, pour respectivement, recevoir et évacuer le fluide de transmission, un premier piston secondaire, relié au piston primaire afin d’être entraîné par lui, coulissant dans la première chambre secondaire pour assurer la compression du fluide de transmission dans la première chambre secondaire, un deuxième piston secondaire, relié au piston primaire afin d’être entraîné par lui, coulissant dans la deuxième chambre secondaire pour assurer la compression du fluide de transmission dans la deuxième chambre secondaire,- a first secondary chamber comprising an inlet/outlet and a second secondary chamber comprising an inlet/outlet, for respectively receiving and discharging the transmission fluid, a first secondary piston, connected to the primary piston in order to be driven by it, sliding in the first secondary chamber to ensure the compression of the transmission fluid in the first secondary chamber, a second secondary piston, connected to the primary piston in order to be driven by it, sliding in the second secondary chamber to ensure the compression of the transmission fluid in the second secondary bedroom,
- un dispositif de distribution alternée de fluide pour alterner le sens de circulation du fluide de fonctionnement dans l’enceinte primaire et le sens de coulissement du piston primaire, la première chambre primaire comprenant une première entrée pour recevoir le fluide de fonctionnement lors d’un premier cycle de distribution et la deuxième chambre primaire comprenant une première sortie pour évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un premier cycle de distribution, la deuxième chambre primaire comprenant une deuxième entrée pour recevoir le fluide de fonctionnement lors d’un deuxième cycle de distribution et la première chambre primaire comprenant une deuxième sortie pour évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un deuxième cycle de distribution, le dispositif de distribution alternée comprenant au moins un dispositif d’obturation comportant quatre organes mobiles d’obturation des première et deuxième entrées et des première et deuxième sorties, et- an alternate fluid distribution device for alternating the direction of circulation of the operating fluid in the primary enclosure and the direction of sliding of the primary piston, the first primary chamber comprising a first inlet for receiving the operating fluid during a first dispense cycle and the second primary chamber including a first outlet for discharging operating fluid during a first dispense cycle, the second primary chamber including a second inlet for receiving operating fluid during a second dispense cycle and the first primary chamber comprising a second outlet for evacuating the operating fluid during a second dispensing cycle, the alternate dispensing device comprising at least one shutter device comprising four movable shutter members of the first and second inlets and first and second outputs, and
- au moins un déclencheur configuré pour actionner lesdits organes d’obturation entre deux positions respectivement d’obturation et d’ouverture, le dispositif de distribution alternée étant actionnable entre :- at least one trigger configured to actuate said shutter members between two positions respectively shutter and open, the alternate distribution device being actuated between:
- une première disposition associée au premier cycle de distribution dans laquelle le piston primaire se déplace vers sa deuxième position, deux des organes mobiles obturent respectivement la deuxième entrée et la deuxième sortie, et les deux autres organes mobiles ouvrent respectivement la première entrée et la première sortie,- a first arrangement associated with the first distribution cycle in which the primary piston moves towards its second position, two of the moving parts block off the second inlet and the second outlet respectively, and the two other moving parts respectively open the first inlet and the first exit,
- une deuxième disposition associée au deuxième cycle de distribution dans laquelle le piston primaire se déplace vers sa première position, deux des organes mobiles obturent respectivement la première entrée et la première sortie, et les deux autres organes mobiles ouvrent respectivement la deuxième entrée et la deuxième sortie,- a second arrangement associated with the second distribution cycle in which the primary piston moves towards its first position, two of the moving parts close the first inlet and the first outlet respectively, and the two other moving parts respectively open the second inlet and the second exit,
- la deuxième pompe comprend :- the second pump includes:
- une première chambre secondaire comprenant une entrée/sortie et une deuxième chambre secondaire comprenant une entrée/sortie, pour respectivement, recevoir et évacuer le fluide de transmission en provenance des conduites de transmission, un premier piston secondaire, relié à un piston primaire afin de l’entraîner, coulissant dans la première chambre secondaire sous l’action de la pression transmise par le fluide de transmission, un deuxième piston secondaire, relié au piston primaire afin de l’entraîner, coulissant dans la deuxième chambre secondaire sous l’action de la pression transmise par le fluide de transmission,- a first secondary chamber comprising an inlet/outlet and a second secondary chamber comprising an inlet/outlet, for respectively receiving and evacuating the transmission fluid coming from the transmission pipes, a first secondary piston, connected to a primary piston in order to driving it, sliding in the first secondary chamber under the action of the pressure transmitted by the transmission fluid, a second secondary piston, connected to the primary piston in order to drive it, sliding in the second secondary chamber under the action of the pressure transmitted by the transmission fluid,
- une enceinte primaire à l’intérieur de laquelle le piston primaire coulisse selon un axe alternativement entre une première position d’extrémité et une deuxième position d’extrémité sous l’action alternée de chacun des pistons secondaires, le piston primaire séparant l’enceinte primaire en une première chambre primaire et une deuxième chambre primaire, la première chambre primaire comprenant une première entrée pour recevoir le fluide à relever lors d’un premier cycle de distribution et la deuxième chambre primaire comprenant une première sortie pour évacuer le fluide à relever lors d’un premier cycle de distribution, la deuxième chambre primaire comprenant une deuxième entrée pour recevoir le fluide à relever lors d’un deuxième cycle de distribution et la première chambre primaire comprenant une deuxième sortie pour évacuer le fluide à relever lors d’un deuxième cycle de distribution,- a primary enclosure inside which the primary piston slides along an axis alternately between a first end position and a second end position under the alternating action of each of the secondary pistons, the primary piston separating the enclosure into a first primary chamber and a second primary chamber, the first primary chamber comprising a first inlet to receive the fluid to be lifted during a first dispensing cycle and the second primary chamber comprising a first outlet to evacuate the fluid to be lifted during of a first dispensing cycle, the second primary chamber comprising a second inlet to receive the fluid to be lifted during a second dispensing cycle and the first primary chamber comprising a second outlet to evacuate the fluid to be lifted during a second distribution cycle,
- un dispositif de redressage pour pomper le fluide à relever dans le même sens avec un coulissement alternatif du piston primaire,- a straightening device for pumping the fluid to be lifted in the same direction with alternating sliding of the primary piston,
- le dispositif de redressage comprend au moins un dispositif d’obturation comportant quatre organes mobiles d’obturation des première et deuxième entrées et des première et deuxième sorties et au moins un déclencheur configuré pour actionner lesdits organes d’obturation entre deux positions respectivement d’obturation et d’ouverture, le dispositif de distribution alternée étant actionnable entre :- the straightening device comprises at least one shutter device comprising four movable shutter members of the first and second inputs and the first and second outputs and at least one trigger configured to actuate said shutter members between two positions respectively of closing and opening, the alternate distribution device being operable between:
- une première disposition associée au premier cycle de distribution dans laquelle le piston primaire se déplace vers sa deuxième position, deux des organes mobiles obturent respectivement la deuxième entrée et la deuxième sortie, et les deux autres organes mobiles ouvrent respectivement la première entrée et la première sortie,- a first arrangement associated with the first distribution cycle in which the primary piston moves towards its second position, two of the moving parts block off the second inlet and the second outlet respectively, and the two other moving parts respectively open the first inlet and the first exit,
- une deuxième disposition associée au deuxième cycle de distribution dans laquelle le piston primaire se déplace vers sa première position, deux des organes mobiles obturent respectivement la première entrée et la première sortie, et les deux autres organes mobiles ouvrent respectivement la deuxième entrée et la deuxième sortie,- a second arrangement associated with the second distribution cycle in which the primary piston moves towards its first position, two of the moving parts close the first inlet and the first outlet respectively, and the two other moving parts respectively open the second inlet and the second exit,
- le dispositif de redressage comprend une canalisation en Y d’entrée reliant les deux entrées et une entrée commune et comportant un clapet anti-retour entrant au niveau de chacune des deux entrées et une canalisation en Y de sortie reliant les deux sorties et une sortie commune et comportant un clapet anti-retour sortant au niveau de chacune des deux sorties,- the straightening device comprises an inlet Y-pipe connecting the two inlets and a common inlet and comprising a non-return valve entering at each of the two inlets and an outlet Y-pipe connecting the two outlets and an outlet common and comprising a non-return valve exiting at each of the two outlets,
- l’éventuel déclencheur est configuré pour être actionné par le piston primaire, au moins lorsque ce dernier est dans une de ses positions d’extrémité,- any trigger is configured to be actuated by the primary piston, at least when the latter is in one of its end positions,
- la première pompe est disposée à proximité de la colonne manométrique et la deuxième pompe est disposée à proximité d’un stockage bas à relever,- the first pump is placed near the manometric column and the second pump is placed near a low storage to be lifted,
- la première pompe est distante horizontalement de la deuxième pompe d’au moins 100 m, préférentiellement d’au moins 1 km et encore préférentiellement d’au moins 10 km et verticalement d’au moins 10 m, préférentiellement d’au moins 100 m et encore préférentiellement d’au moins 500 m- the first pump is horizontally distant from the second pump by at least 100 m, preferentially by at least 1 km and still preferentially by at least 10 km and vertically by at least 10 m, preferentially by at least 100 m and still preferably at least 500 m
- la colonne manométrique comprend une canalisation en dérivation d’une rivière, entre un captage amont et une restitution avale, la première pompe étant connectée en série, l’amont de la canalisation étant connecté à la première et à la deuxième entrées et l’aval de la canalisation étant connecté à la première et à la deuxième sorties, via un premier régulateur de pression,- the manometric column comprises a pipe branching from a river, between an upstream capture and a downstream return, the first pump being connected in series, the upstream of the pipe being connected to the first and to the second inlets and the downstream of the pipe being connected to the first and to the second outlets, via a first pressure regulator,
- la colonne manométrique comprend une canalisation en dérivation d’une rivière, entre un captage amont et une restitution avale, la première pompe étant connectée en dérivation, un piquage amont reliant la canalisation à la première et à la deuxième entrées et un piquage aval reliant la canalisation à la première et à la deuxième sorties, la canalisation comprenant encore un deuxième régulateur de pression entre le piquage amont et le piquage aval,- the manometric column comprises a pipeline branching off from a river, between an upstream capture and a downstream return, the first pump being connected as a branch, an upstream tapping connecting the pipeline to the first and second inlets and a downstream tapping connecting the pipe at the first and second outlets, the pipe further comprising a second pressure regulator between the upstream tapping and the downstream tapping,
- la canalisation peut éventuellement comprendre un troisième régulateur de pression, disposé à l’aval du piquage aval.- the pipe may possibly include a third pressure regulator, placed downstream of the downstream tapping.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :The invention will be better understood on reading the following description, given solely by way of example, and with reference to the appended figures in which:
Claims (12)
- une enceinte primaire (2) à l’intérieur de laquelle un piston primaire (13) coulisse selon un axe (X) alternativement entre une première position (P1) d’extrémité et une deuxième position (P2) d’extrémité sous l’action du fluide de fonctionnement sous pression, le piston primaire (13) séparant l’enceinte primaire (2) en une première chambre primaire (3) et une deuxième chambre primaire (4),
- une première chambre secondaire (5) comprenant une entrée/sortie (50) et une deuxième chambre secondaire (6) comprenant une entrée/sortie (60), pour respectivement, recevoir et évacuer le fluide de transmission, un premier piston secondaire (52), relié au piston primaire (13) afin d’être entraîné par lui, coulissant dans la première chambre secondaire (5) pour assurer la compression du fluide de transmission dans la première chambre secondaire (5), un deuxième piston secondaire (62), relié au piston primaire (13) afin d’être entraîné par lui, coulissant dans la deuxième chambre secondaire (6) pour assurer la compression du fluide de transmission dans la deuxième chambre secondaire (6),
- un dispositif de distribution alternée de fluide pour alterner le sens de circulation du fluide de fonctionnement dans l’enceinte primaire (2) et le sens de coulissement du piston primaire (13), la première chambre primaire (3) comprenant une première entrée (E1) pour recevoir le fluide de fonctionnement lors d’un premier cycle de distribution et la deuxième chambre primaire (4) comprenant une première sortie (S1) pour évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un premier cycle de distribution, la deuxième chambre primaire (4) comprenant une deuxième entrée (E2) pour recevoir le fluide de fonctionnement lors d’un deuxième cycle de distribution et la première chambre primaire (3) comprenant une deuxième sortie (S2) pour évacuer le fluide de fonctionnement lors d’un deuxième cycle de distribution, le dispositif de distribution alternée comprenant au moins un dispositif d’obturation (7) comportant quatre organes mobiles d’obturation (70-73) des première et deuxième entrées (E1, E2) et des première et deuxième sorties (S1, S2) et au moins un déclencheur (8, 9) configuré pour actionner lesdits organes d’obturation (70-73) entre deux positions respectivement d’obturation et d’ouverture, le dispositif de distribution alternée étant actionnable entre :
- une première disposition associée au premier cycle de distribution dans laquelle le piston primaire (13) se déplace vers sa deuxième position (P2), deux des organes mobiles (71, 72) obturent respectivement la deuxième entrée (E2) et la deuxième sortie (S2), et les deux autres organes mobiles (70, 73) ouvrent respectivement la première entrée (E1) et la première sortie (S1),
- une deuxième disposition associée au deuxième cycle de distribution dans laquelle le piston primaire (13) se déplace vers sa première position (P1), deux des organes mobiles (70, 73) obturent respectivement la première entrée (E1) et la première sortie (S1), et les deux autres organes mobiles (71, 72) ouvrent respectivement la deuxième entrée (E2) et la deuxième sortie (S2).Lifting system (200) according to the preceding claim, wherein the first pump (201) comprises:
- a primary enclosure (2) inside which a primary piston (13) slides along an axis (X) alternately between a first end position (P1) and a second end position (P2) under the action of the operating fluid under pressure, the primary piston (13) separating the primary enclosure (2) into a first primary chamber (3) and a second primary chamber (4),
- a first secondary chamber (5) comprising an inlet/outlet (50) and a second secondary chamber (6) comprising an inlet/outlet (60), for respectively receiving and discharging the transmission fluid, a first secondary piston (52 ), connected to the primary piston (13) in order to be driven by it, sliding in the first secondary chamber (5) to ensure the compression of the transmission fluid in the first secondary chamber (5), a second secondary piston (62) , connected to the primary piston (13) in order to be driven by it, sliding in the second secondary chamber (6) to ensure the compression of the transmission fluid in the second secondary chamber (6),
- an alternate fluid distribution device for alternating the direction of circulation of the operating fluid in the primary enclosure (2) and the direction of sliding of the primary piston (13), the first primary chamber (3) comprising a first inlet ( E1) for receiving the operating fluid during a first dispensing cycle and the second primary chamber (4) comprising a first outlet (S1) for discharging the operating fluid during a first dispensing cycle, the second primary chamber (4) comprising a second inlet (E2) to receive the operating fluid during a second dispensing cycle and the first primary chamber (3) comprising a second outlet (S2) to evacuate the operating fluid during a second dispensing cycle, the alternate dispensing device comprising at least one shutter device (7) comprising four movable shutter members (70-73) of the first and second inlets (E1, E2) and d the first and second outputs (S1, S2) and at least one trigger (8, 9) configured to actuate said shutter members (70-73) between two respectively shutter and open positions, the alternate distribution device being operable between:
- a first arrangement associated with the first dispensing cycle in which the primary piston (13) moves towards its second position (P2), two of the moving parts (71, 72) respectively block the second inlet (E2) and the second outlet ( S2), and the two other moving parts (70, 73) respectively open the first input (E1) and the first output (S1),
- a second arrangement associated with the second dispensing cycle in which the primary piston (13) moves towards its first position (P1), two of the moving parts (70, 73) respectively block the first inlet (E1) and the first outlet ( S1), and the two other moving parts (71, 72) respectively open the second input (E2) and the second output (S2).
- une première chambre secondaire (5) comprenant une entrée/sortie (50) et une deuxième chambre secondaire (6) comprenant une entrée/sortie (60), pour respectivement, recevoir et évacuer le fluide de transmission en provenance des conduites de transmission (203, 204), un premier piston secondaire (52), relié à un piston primaire (13) afin de l’entraîner, coulissant dans la première chambre secondaire (5) sous l’action de la pression transmise par le fluide de transmission, un deuxième piston secondaire (62), relié au piston primaire (13) afin de l’entraîner, coulissant dans la deuxième chambre secondaire (6) sous l’action de la pression transmise par le fluide de transmission,
- une enceinte primaire (2) à l’intérieur de laquelle le piston primaire (13) coulisse selon un axe (X) alternativement entre une première position (P1) d’extrémité et une deuxième position (P2) d’extrémité sous l’action alternée de chacun des pistons secondaires (52, 62), le piston primaire (13) séparant l’enceinte primaire (2) en une première chambre primaire (3) et une deuxième chambre primaire (4), la première chambre primaire (3) comprenant une première entrée (E1) pour recevoir le fluide à relever lors d’un premier cycle de distribution et la deuxième chambre primaire (4) comprenant une première sortie (S1) pour évacuer le fluide à relever lors d’un premier cycle de distribution, la deuxième chambre primaire (4) comprenant une deuxième entrée (E2) pour recevoir le fluide à relever lors d’un deuxième cycle de distribution et la première chambre primaire (3) comprenant une deuxième sortie (S2) pour évacuer le fluide à relever lors d’un deuxième cycle de distribution,
- un dispositif de redressage pour pomper le fluide à relever dans le même sens avec un coulissement alternatif du piston primaire (13).Lifting system (200) according to any one of the two preceding claims, in which the second pump (202) comprises:
- a first secondary chamber (5) comprising an inlet/outlet (50) and a second secondary chamber (6) comprising an inlet/outlet (60), for respectively receiving and discharging the transmission fluid coming from the transmission lines ( 203, 204), a first secondary piston (52), connected to a primary piston (13) in order to drive it, sliding in the first secondary chamber (5) under the action of the pressure transmitted by the transmission fluid, a second secondary piston (62), connected to the primary piston (13) in order to drive it, sliding in the second secondary chamber (6) under the action of the pressure transmitted by the transmission fluid,
- a primary enclosure (2) inside which the primary piston (13) slides along an axis (X) alternately between a first end position (P1) and a second end position (P2) under the alternate action of each of the secondary pistons (52, 62), the primary piston (13) separating the primary enclosure (2) into a first primary chamber (3) and a second primary chamber (4), the first primary chamber (3 ) comprising a first inlet (E1) for receiving the fluid to be relieved during a first dispensing cycle and the second primary chamber (4) comprising a first outlet (S1) for evacuating the fluid to be relieved during a first dispensing cycle distribution, the second primary chamber (4) comprising a second inlet (E2) to receive the fluid to be relieved during a second dispensing cycle and the first primary chamber (3) comprising a second outlet (S2) to evacuate the fluid to raise during a second distribution cycle,
- a straightening device for pumping the fluid to be lifted in the same direction with alternating sliding of the primary piston (13).
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|---|---|
| FR (1) | FR3124553A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5863186A (en) * | 1996-10-15 | 1999-01-26 | Green; John S. | Method for compressing gases using a multi-stage hydraulically-driven compressor |
| US6210131B1 (en) * | 1999-07-28 | 2001-04-03 | The Regents Of The University Of California | Fluid intensifier having a double acting power chamber with interconnected signal rods |
| WO2011140089A2 (en) * | 2010-05-03 | 2011-11-10 | Kickstart International, Inc. | Double-acting subterranean pump |
| US10626855B2 (en) * | 2015-10-08 | 2020-04-21 | Energy Harvest As | Liquid lifting device |
| WO2020152402A1 (en) | 2019-01-24 | 2020-07-30 | Pierre Bignon | Pumping system and fluid delivery installation |
-
2021
- 2021-05-07 FR FR2104880A patent/FR3124553A1/en active Pending
Patent Citations (5)
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