JP3782219B2 - Operating device for suspended separator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、食品、医薬、製糖、化学及び排水処理等の分野の施設においてスラリーの脱水等の、固形物と水分の機械的分離操作に使用される吊下分離機の運転装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、複数の吊下分離機が、定量の脱水対象物毎にバッチ運転され、初期加速後のチャージ速度で荷取り込みのチャージングを行う。その後、振切速度まで再加速して水分の振切終了後、脱水後の対象物を掻取る掻取速度まで減速し、掻取終了後、次のサイクルへの運転を続行する。
【0003】
こうした複数の吊下分離機の相互の運転サイクルが重なったりすると、吊下分離機を駆動する一次側電流値は大きく変動する為大きな電流容量が必要で、また掻取り量の変動に対応して排出側のコンベア等の容積も大きくする必要が生じていた。
【0004】
このため、従来から複数で運転される吊下分離機の電源容量の低減化及び排出重なり防止等の目的で、1バッテリ5台程度の吊下分離機は、運転サイクル時間を順次ずらして制御される。
【0005】
また、吊下分離機の駆動方式にトランジスタインバータを使用する場合、減速時のエネルギーを電源回生するが、複数の吊下分離機間で効率良く電源を消費し、かつ電源容積の低減を図るため、共通の直流電源方式のコンバータ/インバータ方式が使われている。
【0006】
従来の、この共通直流電源方式のコンバータユニットは、シングル構成でその直流側の吊下分離機毎に複数台のインバータユニットが接続されていた。しかしながら、コンバータユニットが1台の為、このユニットの故障時には2次側に接続されるインバータユニットへの電源供給が絶たれてしまい、全ての吊下分離機が停止してしまうという欠点があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は従来の1台のコンバータ/インバータ方式で駆動される、複数台の吊下分離機の運転装置において、コンバータユニット1台の故障により、全ての吊下分離機の運転が停止してしまうという問題点を解決した、経済的で運転信頼性の高い吊下分離機の運転装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決する為の手段】
この発明による吊下分離機の運転装置によれば、コンバータをシングル構成では無く、マルチ方式とし、親子のペアのコンバータが複数組並列に接続されてコンバータユニットを構成し、コンバータの子機が各々の親機により制御されると同時に、親機も常時2台並列に運転される。
【0009】
このコンバータ群から、複数台の吊下分離機毎に設けられた複数台のインバータユニットへ直流電源が供給される。
【0010】
こうした本願の構成において、運転中に各ペアの親機又は子機のコンバータが相互に故障診断を行って、故障を検知した場合、その親機および子機のペアは運転を停止し、残りの親機および子機により運転が継続される。
【0011】
したがって、当初よりある程度の余裕をもって、コンバータ容量を各親子ペアに分散して設計し、マルチ化することで、一つの組の親機および又は子機が故障しても複数台の吊下分離機の運転が停止されることなく、残りの親機および子機のコンバータ容量の範囲で運転を継続することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図示する本発明の一実施例を説明する。
図1は、吊下分離機本体1の構成を示す概略図であり、ハウジング3内には、モータ19からシャフト6で回転自在となる様にバスケット4が吊り下げられている。このバスケット4はメッシュ状であり、後に説明する制御部13に制御されるインバータ盤14、15、16、17および18からの交流出力により回転制御されるモータ19により、任意の回転速度で回転制御される。
【0013】
また、バスケット4の上部開口からはフィーダ5を介して、ミキサー6からのスラリー等が供給可能となっている。メッシュ状のバスケット4の回転による脱水操作で脱水されたスラリーは適切なスクレーパ(図示せず)により、排出口7から排出される。この吊下分離機本体1の構成は従来のものであるので、詳細な説明は省略する。
【0014】
図2に、この発明の実施例による吊下分離機の運転装置のブロック構成図を示した。ここで、吊下分離機の運転装置は交流電源が接続された共通コンバータ盤10が設けられている。この共通コンバータ盤10は、一組のコンバータユニット親機11aとコンバータユニット子機11b、及びもう一組のコンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bとのデュアルコンバータで構成される。これらのコンバータユニット親機11a、12aとコンバータユニット子機11b、12bとは相互に故障診断を行い、コンバータユニット親機11a、12aとコンバータユニット子機11b、12bの中のいずれか一方が故障と診断された場合には、そのペアのコンバータユニット親機11aとコンバータユニット子機11b、又はもう一組のコンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bとが運転を停止する様に構成されている。
【0015】
また、双方のコンバータユニット親機11a、12aには制御部13が接続されて、2組のコンバータユニット親機11a、12aとが電流のバランスを保ちながら同等の負荷状態で運転される様に制御される。したがって、電源側の交流電流は2組のコンバータユニット親機11a、12aとコンバータユニット子機11b、12bとにより同じ値の電流値づつが直流に変換されて共通コンバータ盤10から出力される。
【0016】
この共通インバータ盤10の出力側には、各々インバータユニット14’、15’、16’、17’、及び18’を内蔵する、5台のインバータ盤14、15、16、17、及び18が接続されている。さらに、これらのインバータ盤14、15、16、17、及び18には、それぞれモータ19、20、21、22および23が接続されて、図1に示した吊下分離機本体1のモータとして駆動される。ここでは、吊下分離機本体1の接続状態を図示省略した。
【0017】
ここで、インバータ盤14、15、16、17、及び18も制御部13に接続されており、後述する運転動作で説明する様に、一方のコンバータユニット親機11aとコンバータユニット子機11b、又はもう一組のコンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bのいずれか一方が故障診断で運転停止した場合には、一方の組のコンバータユニット親機11a、12aとコンバータユニット子機11b、12bとの電流容量範囲内で5台全ての吊下分離機が運転される様に、電流制限制御がなされ、個々の吊下分離機の加速・減速時間が延長される。
【0018】
こうした構成において、通常の運転時には一組のコンバータユニット親機11aとコンバータユニット子機11b、及びもう一組のコンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bとのデュアルコンバータで構成される共通コンバータ盤10が、制御部13によりバランス制御されて、各々のコンバータユニットのペアが同等の負荷状態で供給される交流電源を直流電流に変換して出力する。
【0019】
共通コンバータ盤10に接続された5台のインバータ盤14、15、16、17、及び18はそれぞれのモータ19、20、21、22および23の電流ピーク値が重なら無い様に順次その電流ピーク値をずらして運転され、吊下分離機本体1によるスラリー等の脱水を行う。
【0020】
ここで、一方のコンバータユニット親機11aとコンバータユニット子機11b、及びもう一方のコンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bとは、相互に”過電流監視”等の公知の相互診断手法で故障監視を行っており、親子機間のいずれか一方の故障が発見されると、その組の親子機のコンバータユニットが運転を停止する。
【0021】
この一方の親子機の停止により、例えば他方のコンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bとの組が単独で運転を継続する。
【0022】
この単独の親子組の運転で、全てのインバータ盤14、15、16、17、及び18の負荷を負担することになるので、コンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bの定格電流値を維持する為に、制御回路13は図3に示した、親子機の負荷容量以内となる様に負荷電流値のピーク低減制御を行う。
【0023】
すなわち、図3の制御フローに示した様に、一方の組のコンバータユニット親機11aとコンバータユニット子機11b,又はもう一組のコンバータユニット親機12aとコンバータユニット子機12bとのいずれかが故障で運転を停止すると、単独で運転している組のコンバータユニット親機11a、12aのいずれか一方の運転電流が、所定の定格電流値以上となると(ステップ31、32)、その結果がOR演算されて(ステップ33)、各インバータ盤14、15、16、17、及び18への加速または減速時に応じた指令信号を延長又は、ホールドする。この制御操作により、負荷側電流が片側の親子機コンバータユニットの定格電流値以内となるように、個々の吊下分離機本体1の加速および減速時間が最大で倍にのびることとなる。
【0024】
このステップ34のホールド制御で、負荷側電流がコンバータの定格電流値以下となった場合には(ステップ35)、各インバータ盤14、15、16、17、及び18への加速または減速時に応じた指令信号のホールドを解除する。
【0025】
こうして、片側の親子機のコンバータが運転停止することで、他方の通常に運転している親子機のコンバータがオーバーロードとなることを防止し、過負荷で全ての吊下分離機本体1が停止すること無く、各インバータ盤14、15、16、17、及び18への電流制限制御を行うことで、運転の継続が行える。
【0026】
次に、図4のフローに基づいて、この実施例のコンバータ容量の選定の手順について説明する。
【0027】
まず、吊下分離機本体1の運転台数(5台)、モータ容量(214KW)、電源電圧(380V)、運転サイクル(24CYCLE/H)、各回転数、各GD2 (慣性)(kg・m2 )、各時間設定(チャージ時間を10秒、掻取時間30秒)を行う(ステップ41)。次に、上記データから単体の運転特性曲線および順序運転した場合の全体の運転曲線〔時間/有効電力(Kw)〕の作図(ステップ42)。さらに、上記運転曲線の作図を基に適切なコンバータ容量(シングル運転ベース)を算出する(ステップ43)。また、シングル運転ベースのコンバータ容量をPs(KVA)とした時、デュアル運転ベースPD では

Figure 0003782219
のコンバータ容量を算出し、2台を設置する(ステップ44)。
【0028】
こうして、この実施例では214KWのモータ5台を順序運転する時の総合電力値を450KVAと想定し、コンバータ容量をシングルの場合ではそのまま450KVAであったものを、この実施例の様なデュアル運転ベースでは338KVA×2台の構成とした。
【0029】
以上説明した実施例では、説明の簡略化の為に2組のコンバータユニット親子機を用いる構成としたが、この2組の親子機に限定されるものでは無く、特に全体の負荷容量が大きい場合には、親子機の数を増やして負荷容量を分散させれば、比較的低容量のコンバータを組み合わせて安定した吊下分離機の運転を行うことができる。
【0030】
【発明の効果】
以上の様に、この発明によれば、従来の1台のコンバータユニットからなるトランジスタコンバータ/インバータで駆動される、複数台の吊下分離機の駆動装置において、コンバータユニット1台の故障により、全ての吊下分離機の運転が停止してしまうという問題点を解決して、運転信頼性の高い吊下分離機の運転装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】吊下分離機の概略構成を示す構成図。
【図2】この発明の実施例により、吊下分離機の運転装置のブロック構成図。
【図3】この発明の実施例による、負荷電流値のピーク低減動作のフロー。
【図4】この発明の実施例による、コンバータ容量の選定フロー。
【符号の説明】
1 吊下分離機本体
3 ハウジング
4 バスケット
5 フィーダ
6 ミキサー
7 排出口
10 共通コンバータ盤
11a コンバータユニット親機
11b コンバータユニット子機
12a コンバータユニット親機
12b コンバータユニット子機
13 制御部
14 インバータ盤
15 インバータ盤
16 インバータ盤
17 インバータ盤
18 インバータ盤
14’インバータユニット
15’インバータユニット
16’インバータユニット
17’インバータユニット
18’インバータユニット
19 モータ
20 モータ
21 モータ
22 モータ
23 モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operating apparatus for a suspended separator used for a mechanical separation operation of solids and moisture, such as slurry dehydration, in facilities in the fields of food, medicine, sugar production, chemistry and wastewater treatment.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a plurality of suspension separators are batch-operated for each fixed amount of dehydration object, and charging for loading is performed at a charge speed after initial acceleration. Thereafter, it is re-accelerated to the shaking speed, and after the moisture has been shaken off, it is decelerated to the scraping speed at which the object after dehydration is scraped off.
[0003]
If the operating cycles of these multiple suspended separators overlap, the primary current value for driving the suspended separators will fluctuate greatly, requiring a large current capacity, and responding to fluctuations in the scraping amount. It has been necessary to increase the volume of the conveyor on the discharge side.
[0004]
For this reason, a suspension separator of about 5 batteries is controlled by sequentially shifting the operation cycle time in order to reduce the power supply capacity of a suspension separator that is conventionally operated in plural and to prevent discharge overlap. The
[0005]
Also, when a transistor inverter is used for the drive system of a suspended separator, the energy at the time of deceleration is regenerated. To efficiently consume power between multiple suspended separators and to reduce the power supply volume A common DC power supply converter / inverter system is used.
[0006]
The conventional converter unit of the common DC power supply system has a single configuration, and a plurality of inverter units are connected to each hanging separator on the DC side. However, since there is only one converter unit, the power supply to the inverter unit connected to the secondary side is cut off when this unit fails, and all suspended separators stop. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention is based on the conventional converter / inverter type driving apparatus for a plurality of suspended separators, and all suspended separators are stopped due to a failure of one converter unit. It is an object of the present invention to provide an operating device for a suspended separator that is economical and has high operational reliability, which solves the problem of ending up.
[0008]
[Means for solving the problems]
According to the suspension separator operating apparatus of the present invention, the converter is not a single configuration, but a multi-system, and a plurality of pairs of converters are connected in parallel to form a converter unit. At the same time, two master units are always operated in parallel.
[0009]
From this converter group, DC power is supplied to a plurality of inverter units provided for each of the plurality of suspended separators.
[0010]
In such a configuration of the present application, when the converter of each pair of master unit or slave unit performs fault diagnosis mutually during operation and detects a fault, the pair of master unit and slave unit stops operation and the remaining units The operation is continued by the parent machine and the child machine.
[0011]
Therefore, multiple suspension separators can be used even if one set of master unit and / or slave unit breaks down by designing the converter capacity to be distributed to each parent-child pair with multiple margins with some margin from the beginning. The operation can be continued within the converter capacity range of the remaining master unit and slave units without being stopped.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention shown in the drawings will be described below.
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a suspended separator body 1, and a basket 4 is suspended in a housing 3 so as to be rotatable by a shaft 6 from a motor 19. The basket 4 has a mesh shape, and is controlled to rotate at an arbitrary rotational speed by a motor 19 that is rotationally controlled by an AC output from inverter boards 14, 15, 16, 17 and 18 controlled by a control unit 13 described later. Is done.
[0013]
In addition, slurry from the mixer 6 can be supplied from the upper opening of the basket 4 through the feeder 5. The slurry dehydrated by the dehydration operation by the rotation of the mesh basket 4 is discharged from the discharge port 7 by a suitable scraper (not shown). Since the configuration of the suspended separator body 1 is conventional, detailed description thereof is omitted.
[0014]
FIG. 2 shows a block configuration diagram of an operating device for a suspended separator according to an embodiment of the present invention. Here, the operating device of the suspended separator is provided with a common converter panel 10 to which an AC power source is connected. This common converter panel 10 is composed of a pair of converter unit master unit 11a and converter unit slave unit 11b, and a dual converter of another set of converter unit master unit 12a and converter unit slave unit 12b. These converter unit master units 11a, 12a and converter unit slave units 11b, 12b perform fault diagnosis mutually, and one of converter unit master units 11a, 12a and converter unit slave units 11b, 12b is faulty. When diagnosed, the pair of converter unit master unit 11a and converter unit slave unit 11b, or another set of converter unit master unit 12a and converter unit slave unit 12b are configured to stop operation. .
[0015]
Further, the control unit 13 is connected to both the converter unit master units 11a and 12a, and the two sets of converter unit master units 11a and 12a are controlled so as to be operated in an equivalent load state while maintaining a current balance. Is done. Therefore, the AC current on the power source side is converted into direct current by the two sets of converter unit master units 11a and 12a and the converter unit slave units 11b and 12b, and is output from the common converter panel 10.
[0016]
Connected to the output side of the common inverter board 10 are five inverter boards 14, 15, 16, 17, and 18 each including an inverter unit 14 ', 15', 16 ', 17', and 18 '. Has been. Further, motors 19, 20, 21, 22, and 23 are connected to these inverter panels 14, 15, 16, 17, and 18, respectively, and are driven as motors of the suspended separator body 1 shown in FIG. Is done. Here, the connection state of the suspended separator body 1 is not shown.
[0017]
Here, the inverter panels 14, 15, 16, 17, and 18 are also connected to the control unit 13, and as will be described in the operation operation described later, one of the converter unit master unit 11a and the converter unit slave unit 11b, or When one of the other converter unit master unit 12a and the converter unit slave unit 12b is shut down due to failure diagnosis, one set of converter unit master unit 11a, 12a and converter unit slave unit 11b, 12b The current limit control is performed so that all five suspended separators are operated within the current capacity range, and the acceleration / deceleration time of each suspended separator is extended.
[0018]
In such a configuration, during normal operation, a common converter panel comprising a pair of converter unit master unit 11a and converter unit slave unit 11b, and a dual converter of another set of converter unit master unit 12a and converter unit slave unit 12b. 10 is subjected to balance control by the control unit 13, and each converter unit pair converts an alternating current power supplied in an equivalent load state into a direct current and outputs the direct current.
[0019]
The five inverter boards 14, 15, 16, 17, and 18 connected to the common converter board 10 have their current peaks sequentially so that the current peak values of the motors 19, 20, 21, 22, and 23 do not overlap. The operation is performed by shifting the value, and the slurry etc. is dehydrated by the suspended separator body 1.
[0020]
Here, one converter unit master unit 11a and converter unit slave unit 11b, and the other converter unit master unit 12a and converter unit slave unit 12b are mutually connected by a known mutual diagnosis method such as “overcurrent monitoring”. The failure monitoring is performed, and when any one of the failures between the parent and child devices is found, the converter unit of the set of parent and child devices stops operation.
[0021]
Due to the stop of the one master-slave unit, for example, the other converter unit master unit 12a and the converter unit slave unit 12b continue to operate independently.
[0022]
The operation of this single parent-child group bears the load of all inverter boards 14, 15, 16, 17, and 18, so that the rated current values of the converter unit master unit 12a and the converter unit slave unit 12b are maintained. For this purpose, the control circuit 13 performs peak reduction control of the load current value so as to be within the load capacity of the parent-child device as shown in FIG.
[0023]
That is, as shown in the control flow of FIG. 3, either one of the converter unit master unit 11a and the converter unit slave unit 11b, or another set of the converter unit master unit 12a and the converter unit slave unit 12b When the operation is stopped due to a failure, when the operating current of one of the converter unit master units 11a and 12a of the set operating independently becomes equal to or higher than a predetermined rated current value (steps 31 and 32), the result is OR. After being calculated (step 33), the command signal corresponding to the time of acceleration or deceleration to each inverter board 14, 15, 16, 17, and 18 is extended or held. By this control operation, the acceleration and deceleration time of each suspended separator main body 1 is doubled at the maximum so that the load-side current is within the rated current value of the parent-child device converter unit on one side.
[0024]
When the load-side current is equal to or lower than the rated current value of the converter in the hold control in step 34 (step 35), depending on the acceleration or deceleration to each inverter panel 14, 15, 16, 17, and 18 Release the hold of the command signal.
[0025]
Thus, the operation of the converter of the parent / child device on one side is prevented, so that the converter of the other parent / child device that is normally operated is prevented from being overloaded, and all the suspended separator main bodies 1 are stopped due to overload. Without performing this, the current can be controlled to each inverter board 14, 15, 16, 17, and 18 to continue the operation.
[0026]
Next, the procedure for selecting the converter capacity of this embodiment will be described based on the flow of FIG.
[0027]
First, the number of operating suspended separator bodies 1 (5 units), motor capacity (214 kW), power supply voltage (380 V), operating cycle (24 CYCLE / H), each rotational speed, each GD 2 (inertia) (kg · m 2 ) Set each time (charge time 10 seconds, scraping time 30 seconds) (step 41). Next, a single operation characteristic curve and a whole operation curve [time / active power (Kw)] in the case of sequential operation are drawn from the above data (step 42). Further, an appropriate converter capacity (single operation base) is calculated based on the drawing of the operation curve (step 43). Further, when the converter capacity of a single operation base was Ps (KVA), the dual operation based P D
Figure 0003782219
The converter capacity is calculated and two units are installed (step 44).
[0028]
Thus, in this embodiment, the total power value when five 214 KW motors are operated in sequence is assumed to be 450 KVA, and when the converter capacity is single, it is 450 KVA as it is. Then, it was set as the structure of 338KVA * 2 unit | set.
[0029]
In the embodiment described above, two sets of converter unit parent / child devices are used for the sake of simplification. However, the present invention is not limited to these two sets of parent / child devices, and particularly when the overall load capacity is large. If the load capacity is distributed by increasing the number of parent and child machines, a stable suspension separator can be operated by combining a relatively low capacity converter.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a drive device for a plurality of suspended separators driven by a transistor converter / inverter composed of one conventional converter unit, all of the converter units are It is possible to solve the problem that the operation of the suspension separator is stopped and to provide the operation device of the suspension separator with high operation reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a suspended separator.
FIG. 2 is a block diagram of the operating device for the suspended separator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flow chart showing a load current peak reduction operation according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flow chart for selecting a converter capacity according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Suspended separator main body 3 Housing 4 Basket 5 Feeder 6 Mixer 7 Discharge port 10 Common converter board 11a Converter unit parent machine 11b Converter unit child machine 12a Converter unit parent machine 12b Converter unit child machine 13 Control part 14 Inverter board 15 Inverter board 16 Inverter panel 17 Inverter panel 18 Inverter panel 14 'Inverter unit 15' Inverter unit 16 'Inverter unit 17' Inverter unit 18 'Inverter unit 19 Motor 20 Motor 21 Motor 22 Motor 23 Motor 23 Motor

Claims (2)

相互の自己故障診断を行う様に親子接続された親子コンバータユニットが、複数個並列接続された共通コンバータユニットであって、入力側に接続された所定の交流電源を交直流変換した直流電源を供給する共通コンバータ盤と、
上記複数の親子コンバータユニットに接続されて、当該複数の親子コンバータユニット間の交直変換の負荷のバランス制御を行う制御部と、
上記共通コンバータ盤の出力側に並列に接続されて、上記直流電源を入力し、入力した当該直流電源を直交流変換し、個々の吊下分離機を駆動制御する複数のインバータ盤とを備え、
上記共通コンバータ盤は、いずれか一つの親子コンバータユニットが自己故障診断で停止した場合に、残りの親子コンバータユニットで運転を継続することを特徴とする吊下分離機の運転装置。
A parent-child converter unit that is connected in parent and child so as to perform self-fault diagnosis between each other is a common converter unit that is connected in parallel, and supplies a DC power source obtained by AC / DC conversion of a predetermined AC power source connected to the input side. A common converter board
A control unit that is connected to the plurality of parent-child converter units and performs load balance control of AC / DC conversion between the plurality of parent-child converter units;
A plurality of inverter boards connected in parallel to the output side of the common converter board, inputting the DC power, converting the input DC power into a cross flow, and driving and controlling individual suspension separators;
The operating apparatus for a suspended separator, wherein the common converter panel continues operation with the remaining parent-child converter units when any one of the parent-child converter units stops due to self-failure diagnosis.
請求項1に記載の運転装置において、
上記制御部は、上記いずれか一つの親子コンバータユニットが自己故障診断で停止した場合に、上記共通コンバータ盤の出力電流を、上記残りの親子コンバータユニットの定格電流以内に電流制限をし、個々の吊下げ分離機の加速時及び減速時の通電時間を延長して、定格回転数までの加速及び減速を行うことを特徴とする吊下分離機の運転装置。
The driving device according to claim 1,
The control unit limits the output current of the common converter panel within the rated current of the remaining parent-child converter units when any one of the parent-child converter units stops due to self-fault diagnosis, and An operating device for a suspended separator, wherein the energizing time during acceleration and deceleration of the suspended separator is extended to accelerate and decelerate to the rated speed.
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