JP2016061427A - Selector valve - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パイロット室にスプールの両端を臨ませた切換弁にかかわり、特に、パイロット室のエア抜き構造に特徴を有する切換弁に関する。 The present invention relates to a switching valve having both ends of a spool facing a pilot chamber, and more particularly to a switching valve characterized by an air bleeding structure of the pilot chamber.
この種の切換弁では、その組み付け工程などで、パイロット室あるいはパイロット配管にエアがたまってしまうことがある。しかし、パイロット室あるいはパイロット配管にこもったエアを放置しておくと、スプールの切り換え時の応答性が悪くなったり、オペレータの操作に違和感を与えたりしてしまう。そのために、従来からパイロット室のエアを抜く構造がいろいろ提案されている。 In this type of switching valve, air may accumulate in the pilot chamber or the pilot piping in the assembly process or the like. However, if the air trapped in the pilot chamber or the pilot piping is left unattended, the responsiveness at the time of switching the spool is deteriorated or the operator's operation is uncomfortable. For this purpose, various structures for extracting air from the pilot chamber have been proposed.
例えば、パイロット室のエア抜きを目的にしたものとして、図2に示した切換弁が従来から知られている。
この従来の切換弁は、バルブボディBにスプールSを摺動自在に組み込むとともに、このスプールSの両端をパイロット室1,2に臨ませている。
For example, a switching valve shown in FIG. 2 is conventionally known for the purpose of bleeding the pilot chamber.
In this conventional switching valve, the spool S is slidably incorporated in the valve body B, and both ends of the spool S face the
上記パイロット室1,2はパイロット弁16に接続し、このパイロット弁16のレバー操作によって、一方のパイロット室をパイロットポンプ17に接続し、他方のパイロット室を、上記パイロット弁16に接続したドレン通路18を介してタンク19に連通させるようにしている。
The
上記のようにしたスプールSの両端にはエア抜き通路3,4を形成している。このエア抜き通路3,4の一方の開口部3a,4aをパイロット室1,2に常時開口させるとともに、他方の開口部3b,4bは、スプールSが図示の中立位置からある程度ストロークすると、タンクに連通する還流通路5,6に開口させるようにしている。また、上記開口部3a,4aと開口部3b,4bとを結ぶ通路過程のそれぞれにはオリフィス3c,4cを形成している。
そして、上記パイロット弁16を操作して一方のパイロット室、例えばパイロット室1がパイロットポンプ17に接続されると、他方のパイロット室2がパイロット弁16及びドレン通路18を介してタンク19に連通する。
上記パイロットポンプ17に接続されたパイロット室には、上記パイロット弁16の操作量に応じたパイロット圧が発生するので、このパイロット圧の作用で、スプールSは左右いずれかに切り換えられる。
When one pilot chamber, for example, the pilot chamber 1 is connected to the pilot pump 17 by operating the
In the pilot chamber connected to the pilot pump 17, a pilot pressure corresponding to the operation amount of the
例えば、一方のパイロット室1にパイロット圧が導かれれば、スプールSは図面右方向に移動する。反対に、他方のパイロット室2にパイロット圧が導かれれば、スプールSは図面左方向に切り換わる。
そして、スプールSが図面右方向に切り換わったときには、図示していないメインポンプからの圧力流体が供給通路7に流入するとともに、この供給通路7に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁8、中継通路9及びスプールSに形成した第1環状溝10を経由して一方のアクチュエータポート11に導かれる。
For example, when the pilot pressure is guided to one pilot chamber 1, the spool S moves to the right in the drawing. On the other hand, when the pilot pressure is guided to the
When the spool S is switched to the right in the drawing, the pressure fluid from the main pump (not shown) flows into the
このときに他方のアクチュエータポート12に流入した戻り流体は、スプールSに形成した第2環状溝13を経由して還流通路6に戻される。
また、スプールSが上記とは反対方向すなわち図面左方向に切り換わると、上記供給通路7に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁8、中継通路9及び第2環状溝13を介してアクチュエータポート12に導かれるとともに、アクチュエータポート11に流入した戻り流体は、第1環状溝10を経由して還流通路5に戻される。
At this time, the return fluid flowing into the
Further, when the spool S is switched in the opposite direction, that is, in the left direction in the drawing, the pressure fluid introduced into the
上記の構成のもとで、パイロット室1,2にこもったエアを抜くときには、上記パイロット室1、2に作動流体を導くとともに、スプールSを中立位置からある程度ストロークさせて、エア抜き通路3,4の他方の開口部3b,4bを還流通路5,6に開口させる。このようにエア抜き通路3,4の他方の開口部3b,4bが還流通路5,6に開口すると、パイロット室1,2に導かれた作動流体が、オリフィス3c,4cを経由して還流通路5,6に流出する。このような作動流体の流れの過程で、パイロット室内のエアを、還流通路5,6を介してタンクに放出する。
Under the above configuration, when the air trapped in the
なお、図2に示した従来の切換弁は、スプールSが図示の中立位置からある程度ストロークすると、エア抜き通路3,4の他方の開口部3b,4bが還流通路5,6に開口するが、スプールがほぼフルストロークしたときに、パイロット室が還流通路に連通する構成のものもある。例えば、この種のものとして、特許文献1に記載された切換弁が知られている。
ただし、上記特許文献1に記載された切換弁の原理的な構成は、上記図2に示した切換弁とほぼ同じである。
In the conventional switching valve shown in FIG. 2, when the spool S strokes to some extent from the neutral position shown in the figure, the other openings 3b and 4b of the
However, the principle configuration of the switching valve described in Patent Document 1 is substantially the same as that of the switching valve shown in FIG.
上記図2に示した従来の切換弁は、両パイロット室1,2に対して個別にエア抜き通路3,4を形成するとともに、それら各エア抜き通路3,4のそれぞれにオリフィス3c,4cを設けている。そのために両オリフィス3c,4cの開口径が等しくなければならない。もし、両者の開口径が異なれば、パイロット配管に流れるエア抜き用の流量が異なってしまい、それがオペレータの操作感に影響を与えてしまうことがあるからである。
In the conventional switching valve shown in FIG. 2,
そのために、上記オリフィス3c,4cの加工に当たって、きわめて厳密な精度が求められる。しかしながら、微細な開口径の精度を上げるということは、その分、加工に手間がかかり、生産性が劣るという問題があった。
この点を解決するものとして、特許文献1に記載された切換弁があるが、この切換弁は、スプールをフルストロークさせたときに、パイロット室と還流通路とを連通させるものである。
Therefore, extremely strict accuracy is required in processing the orifices 3c and 4c. However, increasing the precision of the fine opening diameter has a problem that the processing is troublesome and productivity is inferior.
As a solution to this problem, there is a switching valve described in Patent Document 1. This switching valve communicates the pilot chamber and the return passage when the spool is fully stroked.
スプールをフルストロークさせたときに、パイロット室と還流通路とを連通させる構成では、それら連通過程におけるオリフィスの開口径が多少異なっていても、オペレータに違和感を与えることはほとんどない。なぜなら、スプールをフルストロークさせるときには、パイロット流量も多いので、パイロット室と還流通路とに流れる流量に多少の差があっても、スプールの移動量にそれほど影響せず、オペレータにも違和感を与えないからである。 In the configuration in which the pilot chamber and the return passage are communicated with each other when the spool is fully stroked, even if the opening diameters of the orifices in the communication process are slightly different, the operator is hardly discomforted. This is because when the spool is fully stroked, the pilot flow rate is also large, so even if there is a slight difference in the flow rate flowing between the pilot chamber and the return passage, the amount of movement of the spool is not significantly affected and the operator does not feel uncomfortable. Because.
しかしながら、当該切換弁を接続したシステムの暖気運転をするときには、次のような問題が発生する。
例えば、暖気運転は、パイロット室にパイロット圧を導いてスプールを切り換え、アクチュエータを作動させながら作動流体を循環させるとともに、その循環過程で作動流体を暖める。
暖気運転を必要とする環境では、低温の外気の影響で作動油の温度も低下しており、流体全体の粘度が高くなっているので、還流通路の圧力が大きくなる。
なぜなら、切換弁のバルブボディに形成した還流通路は、他の切換弁のバルブボディにおける還流通路を経由してタンクに連通するので、その分、流路が複雑になるとともにタンクまでの長さも長くなるからである。
However, when the system connected to the switching valve is warmed up, the following problem occurs.
For example, in the warming-up operation, the pilot pressure is introduced into the pilot chamber to switch the spool, circulate the working fluid while operating the actuator, and warm the working fluid in the circulation process.
In an environment that requires warm-up operation, the temperature of the hydraulic oil is also lowered due to the influence of low-temperature outside air, and the viscosity of the entire fluid is increased, so that the pressure in the return passage increases.
Because the recirculation passage formed in the valve body of the switching valve communicates with the tank via the recirculation passage in the valve body of the other switching valve, the flow path becomes complicated and the length to the tank is increased accordingly. Because it becomes.
上記のように還流通路の圧力が大きければ大きいほど、パイロット室の作動流体は、エア抜き通路のオリフィスを通過しにくくなる。
そのために、作動流体の粘度が高いこととも相まって、パイロット室に導かれた作動流体が、上記オリフィスから還流通路に流れにくくなり、結局は、パイロット室に導かれた作動流体が、当該パイロット室の体積変化分だけ、タンクとパイロット室とを行き来するだけになってしまう。
よって、目的のエア抜きがされず、かつ、パイロット配管内の作動流体の暖気性も低下する。
As described above, the greater the pressure in the reflux passage, the more difficult the working fluid in the pilot chamber passes through the orifice of the air vent passage.
For this reason, coupled with the high viscosity of the working fluid, the working fluid guided to the pilot chamber is less likely to flow from the orifice to the return passage, and eventually the working fluid guided to the pilot chamber is The tank and the pilot room are simply moved back and forth by the volume change.
Therefore, the target air is not vented and the warming property of the working fluid in the pilot pipe is also lowered.
さらに、図2に示した切換弁では、パイロット弁16のドレン通路18に接続されたパイロット室1,2の圧力が、上記還流通路5,6の圧力よりも低くなり、作動流体が還流通路5,6からパイロット室1,2に逆流するおそれがあるが、その理由は次の通りである。
バルブボディBに形成した還流通路5,6は、他の切換弁のバルブボディにおける還流通路を経由してタンク19に連通する。そのために全体的に還流通路の圧力損失が大きくなり、その分、還流通路内の圧力が高くなる。
Further, in the switching valve shown in FIG. 2, the pressure in the
The
これに対して、当該切換弁の切換量が小さいとき、すなわちパイロット室1,2の圧力が小さいときは、還流通路よりも圧力が低くなる。そのためにパイロット室1,2の圧力が、還流通路5,6内の圧力よりも低くなる。
On the other hand, when the switching amount of the switching valve is small, that is, when the pressure in the
上記パイロット室1,2と還流通路5,6との圧力差によって、還流通路5,6からパイロット室1,2に作動流体が逆流するが、そのときの還流通路5,6の圧力がスプールSに作用する。そして、当該切換弁が中立位置にあるときに、還流通路5,6の圧力がスプールSに作用すると、その圧力作用でスプールが移動してしまい、アクチュエータが誤動作するおそれが発生する。
Due to the pressure difference between the
さらに、図2及び特許文献1に記載された従来の切換弁は、還流通路とパイロット室との間におけるスプール表面及びバルブボディに形成したスプール孔内面に、パイロット室から還流通路にいたるエア抜き経路を形成している。そのために、例えば、特開2005−127467号に記載された切換弁のように、還流通路とパイロット室との間における上記スプール孔内面にいろいろな信号通路を形成しようとしても、エア抜き経路が障害になって上記のような信号通路を形成できず、その分、上記従来の切換弁は、設計の自由度が制限されるという問題もあった。 Further, the conventional switching valve described in FIG. 2 and Patent Document 1 has an air vent path from the pilot chamber to the return passage on the spool surface between the return passage and the pilot chamber and the inner surface of the spool hole formed in the valve body. Is forming. Therefore, even if various signal paths are formed on the inner surface of the spool hole between the reflux path and the pilot chamber, such as a switching valve described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-127467, the air vent path is obstructed. Therefore, the signal path as described above cannot be formed, and the conventional switching valve has a problem that the degree of freedom in design is limited.
この発明の目的は、オリフィスの孔加工も簡単で設計の自由度も制限されず、しかも、暖気運転時にパイロット室に導かれた作動流体が温まりやすいだけでなく、誤作動もしない切換弁を提供することである。 An object of the present invention is to provide a switching valve that is simple in drilling an orifice and is not limited in design freedom, and that the working fluid guided to the pilot chamber during warm-up operation is not only easily warmed but also does not malfunction. It is to be.
第1の発明は、バルブボディにスプールを摺動自在に組み込み、上記スプールの両端をパイロット室に臨ませるとともに、上記パイロット室に導いたパイロット圧の作用でスプールを切り換える構成にした切換弁に関する。
そして、この第1の発明は、上記スプールの軸線方向において上記スプールを貫通する連通孔を形成し、上記連通孔を介して両パイロット室を連通させるとともに、上記連通孔に一つのオリフィスを設けた点に特徴を有する。
The first invention relates to a switching valve in which a spool is slidably incorporated in a valve body, both ends of the spool face the pilot chamber, and the spool is switched by the action of pilot pressure guided to the pilot chamber.
In the first aspect of the present invention, a communication hole that penetrates the spool is formed in the axial direction of the spool, the pilot chambers are communicated with each other through the communication hole, and one orifice is provided in the communication hole. Characterized by points.
第2の発明は、上記パイロット室にパイロット弁を接続するとともに、上記パイロット弁の切り換えに応じて、上記パイロット室をパイロットポンプに接続したり、若しくはドレン通路に接続したりする点に特徴を有する。 The second invention is characterized in that a pilot valve is connected to the pilot chamber, and the pilot chamber is connected to a pilot pump or a drain passage according to switching of the pilot valve. .
第1の発明の切換弁によれば、スプールに両パイロット室を連通させる連通孔を形成するとともに、この連通孔に一つのオリフィスを設けたので、いずれのパイロット室に導かれた作動流体も、上記一つのオリフィスを経由して反対側のパイロット室に導かれる。したがって、エア抜き時においても、上記一つの共通のオリフィスを経由して作動流体が流れることになる。 According to the switching valve of the first aspect of the present invention, the communication hole for communicating the pilot chambers with the spool is formed and one orifice is provided in the communication hole. It is led to the pilot chamber on the opposite side via the one orifice. Therefore, even when the air is vented, the working fluid flows through the one common orifice.
このように一つの共通のオリフィスを経由して作動流体が流れるので、従来の切換弁のように、各パイロット室に対応した別々のオリフィスを設ける必要がないので、それだけ製造コストを軽減できる。
また、パイロット室に導かれた作動流体は、スプールに形成した連通孔を経由するので、バルブボディに形成したスプール孔の内面に種々の信号通路を形成でき、従来の切換弁に比べて設計の自由度が大きくなる。
Since the working fluid flows through one common orifice in this way, it is not necessary to provide a separate orifice corresponding to each pilot chamber as in the conventional switching valve, so that the manufacturing cost can be reduced accordingly.
In addition, since the working fluid led to the pilot chamber passes through the communication hole formed in the spool, various signal passages can be formed on the inner surface of the spool hole formed in the valve body, which is designed in comparison with the conventional switching valve. The degree of freedom increases.
さらに、両パイロット室を連通する連通孔を介してエア抜きができるようにしたので、エア抜きのためにパイロット室を還流通路に接続する必要がない。そのために還流通路の圧力がスプールに作用しないので、還流通路の圧力がスプールに作用してアクチュエータが誤作動することもない。 Further, since air can be vented through the communication hole that communicates both pilot chambers, it is not necessary to connect the pilot chamber to the reflux passage for air venting. For this reason, the pressure of the return passage does not act on the spool, so that the pressure of the return passage does not act on the spool and the actuator does not malfunction.
第2の発明によれば、スプールの両端を臨ませた両パイロット室にパイロット弁を接続し、このパイロット弁を操作したとき、一方のパイロット室に作動流体が導かれるとともに、その一方のパイロット室に導かれた作動流体が、連通孔に設けたオリフィスを経由して他方のパイロット室に流入する。そして、この他方のパイロット室に流入した作動流体は、上記パイロット弁に接続したドレン通路を介してタンクに流入する。 According to the second invention, when the pilot valve is connected to both pilot chambers facing both ends of the spool and this pilot valve is operated, the working fluid is guided to one pilot chamber, and the one pilot chamber The working fluid led to flows into the other pilot chamber via an orifice provided in the communication hole. Then, the working fluid that has flowed into the other pilot chamber flows into the tank via the drain passage connected to the pilot valve.
そして、上記ドレン通路は直接タンクに連通しているので、バルブボディに設けた還流通路に比べて、圧力損失が極端に小さい。このように圧力損失が小さいドレン通路から上記作動流体がタンクに戻されるので、パイロット室からタンクに流れる過程の全体の圧力損失も相対的には小さくなる。言い換えると、パイロット室からタンクに向かって作動流体が流れやすくなる。 Since the drain passage communicates directly with the tank, the pressure loss is extremely small compared to the reflux passage provided in the valve body. Since the working fluid is returned to the tank from the drain passage having a small pressure loss in this way, the overall pressure loss in the process of flowing from the pilot chamber to the tank is also relatively small. In other words, the working fluid easily flows from the pilot chamber toward the tank.
このように一方のパイロット室に流入した作動流体が他方のパイロット室を経由してタンクに流れやすくなれば、暖気運転時の冷えた作動流体が、パイロット弁とパイロット室との間に残留し難くなる。 If the working fluid that has flowed into one pilot chamber easily flows into the tank via the other pilot chamber in this way, the cold working fluid during the warm-up operation is unlikely to remain between the pilot valve and the pilot chamber. Become.
図1に示した実施形態は、その切換弁の基本的構成を図2に示した従来の切換弁の構成と同じにしている。
つまり、バルブボディBにスプールSを摺動自在に組み込むとともに、その両端をパイロット室1,2に臨ませている。
In the embodiment shown in FIG. 1, the basic configuration of the switching valve is the same as that of the conventional switching valve shown in FIG.
That is, the spool S is slidably incorporated in the valve body B, and both ends thereof face the
上記パイロット室1,2はパイロット弁16に接続し、このパイロット弁16のレバー操作によって、一方のパイロット室1をパイロットポンプ17に接続し、他方のパイロット室2を、ドレン通路18を介してタンク19に連通させるようにしている。
The
そして、上記パイロット弁16を操作して一方のパイロット室1に、パイロットポンプ17からの作動流体が導かれると、そのときの圧力の作用でスプールSが図面右方向に切り換えられる。このときには、他方のパイロット室2は上記パイロット弁16を介してドレン通路18に接続される。
When the
上記のようにしてスプールSが図面右方向に切り換わると、図示していないメインポンプからの圧力流体が供給通路7に流入するとともに、この供給通路7に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁8、中継通路9及びスプールSに形成した第1環状溝10を経由して一方のアクチュエータポート11に導かれる。
When the spool S is switched to the right in the drawing as described above, the pressure fluid from the main pump (not shown) flows into the
このときに他方のアクチュエータポート12に流入した戻り流体は、スプールSに形成した第2環状溝13を経由して還流通路6に戻される。
また、スプールSが上記とは反対方向すなわち図面左方向に切り換わると、上記供給通路7に導かれた圧力流体は、ロードチェック弁8、中継通路9及第2環状溝13を介してアクチュエータポート12に導かれるとともに、アクチュエータポート11に流入した戻り流体は、第1環状溝10を経由して還流通路5に戻される。
At this time, the return fluid flowing into the
When the spool S is switched in the opposite direction, that is, in the left direction in the drawing, the pressure fluid guided to the
そして、この実施形態において、図2に示した従来の切換弁との相違点は、次の点である。
すなわち、スプールSには、その軸線方向に連通孔14を貫通させ、この貫通した連通孔14を介して両パイロット室1,2を連通させるとともに、上記連通孔14に一つのオリフィス15を設けている。したがって、一方のパイロット室に導かれたパイロットポンプ17からの作動流体は、連通孔14及びこの連通孔14に設けたオリフィス15を経由して、他方のパイロット室に流入することになる。
In this embodiment, the difference from the conventional switching valve shown in FIG. 2 is as follows.
That is, the spool S is made to pass through the
この実施形態の切換弁は、上記のように構成したので、パイロット室1,2の作動流体のエアを抜くときには、例えば、一方のパイロット室1にパイロットポンプ17からの作動流体を導く。パイロット室1に導かれた作動流体は、連通孔14及びオリフィス15を経由して他方のパイロット室2に流出するとともに、この他方のパイロット室2からパイロット弁16に接続したドレン通路18を介してタンク19に流出する。
Since the switching valve of this embodiment is configured as described above, when the air of the working fluid in the
上記のようにパイロット室1,2とタンク19との間で、作動流体に流れが生じることによって、パイロット室1,2にこもっていたエアが、タンク19内において大気に開放されることになる。
しかも、パイロット弁16からタンク19にいたる過程ではドレン通路18を経由するので、その間の圧力損失を小さく押さえられる。したがって、連通孔14及びオリフィス15には、流れが生じやすくなり、その分、パイロット室1,2にこもったエアを確実に抜くことができる。
As described above, the working fluid flows between the
In addition, in the process from the
また、上記オリフィス15は、両パイロット室1,2間で流れる作動流体に対して共通に機能するので、パイロットポンプ17からの作動流体をパイロット室1,2に導いてスプールSを左右に切り換えるときにも、オペレータに違和感を与えることはない。
Further, since the
また、上記のようにオリフィス15は一つで足りるので、図2に示した従来の切換弁のように、パイロット室1,2ごとにオリフィスを別々に設けなくてもよくなる。
したがって、上記従来の切換弁のように、別々のオリフィスの開口径を一致させなければならないという加工上の問題も発生しない。
Further, since only one
Therefore, there is no problem in processing that the opening diameters of the separate orifices must be matched as in the conventional switching valve.
さらに、この実施形態の切換弁は、そのスプールSの軸線方向に貫通する連通孔14を介して両パイロット室1,2を連通させるとともに、この連通孔14にオリフィス15を設けたので、スプールSの外周面及びバルブボディBのスプール孔内周面のそれぞれに、エア抜き用の特別な加工が必要なくなる。
したがって、スプールSの外周面及びバルブボディBのスプール孔内周面に、例えば信号通路を形成しやすくなり、その分、設計の自由度が増すことになる。
Further, the switching valve of this embodiment allows the
Therefore, for example, a signal passage is easily formed on the outer peripheral surface of the spool S and the inner peripheral surface of the spool hole of the valve body B, and the degree of design freedom is increased accordingly.
また、一方のパイロット室から他方のパイロット室へ流れる作動流体は、ドレン通路18を介してタンク19に流出するので、例えば従来のようにバルブボディBに設けた還流通路5,6を介してタンク19に戻す場合よりも、作動流体の循環経路における圧力損失を小さく押さえることができる。
したがって、暖気運転時にも、一方のパイロット室に導かれた作動流体が、他方のパイロット室からタンク19に流れるので、従来のようにパイロット弁とパイロット室間において冷えた作動流体が残留することもない。
Further, since the working fluid flowing from one pilot chamber to the other pilot chamber flows out to the
Therefore, even during the warm-up operation, the working fluid guided to one pilot chamber flows from the other pilot chamber to the
さらに、両パイロット室1,2を連通する連通孔14を介してエア抜きができるようにしたので、エア抜きのためにパイロット室1,2を還流通路5,6に接続する必要がない。
このようにパイロット室1,2を還流通路5,6に接続する必要がないので、還流通路5,6の圧力がスプールSに作用しない。したがって、還流通路5,6の圧力がスプールSに作用することによるアクチュエータの誤作動を防止できる。
Further, since air can be vented through the
Thus, since it is not necessary to connect the
なお、上記実施形態においてオリフィス15をスプールSのほぼ中央に設けたが、当該オリフィス15は連通孔14のいずれかにあればその位置が特に限定されるものではない。
また、切換弁の形態も特に限定されるものではなく、要するにスプールの両端をパイロット室に臨ませるタイプの切換弁であれば、この発明を適用できる。
In the above embodiment, the
Further, the form of the switching valve is not particularly limited. In short, the present invention can be applied to any type of switching valve in which both ends of the spool face the pilot chamber.
建設機械に用いる切換弁として最適である。 It is optimal as a switching valve for use in construction machinery.
B バルブボディ
S スプール
1,2 パイロット室
14 連通孔
15 オリフィス
16 パイロット弁
17 パイロットポンプ
19 タンク
B Valve
16 Pilot valve 17
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