JPS6240554B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6240554B2 JPS6240554B2 JP54138093A JP13809379A JPS6240554B2 JP S6240554 B2 JPS6240554 B2 JP S6240554B2 JP 54138093 A JP54138093 A JP 54138093A JP 13809379 A JP13809379 A JP 13809379A JP S6240554 B2 JPS6240554 B2 JP S6240554B2
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- JP
- Japan
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- plunger
- yoke
- magnetic
- sleeve
- permanent magnet
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- Expired
Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
- F02M37/043—Arrangements for driving reciprocating piston-type pumps
Description
本発明は永久磁石を利用したポンプに関する。
従来のロツカーアームまたはプツシユロツドな
どを介して可撓膜に振動を与え流体を搬送する方
式のポンプでは、運動する可撓膜で搬送する流体
部とこの膜に運動を伝える部分とを気密的に分離
する必要があり、可撓膜の気密構造および耐久性
が常に問題となる。また電磁力によりプランジヤ
ーを振動させる方式のポンプ、通称電磁ポンプで
は、可撓膜に関する問題は避けられるが、基本的
に電気エネルギ源を必要とし、かつ製作費用も高
価なものとなる。 この発明は機械的エネルギを利用し、可撓膜を
使用することなしに確実な気密構造で流体搬送を
行なうポンプを提供するものであり、気密性、耐
久性および製作費用の点で極めて有効なものであ
る。 次に図面に基づいて本発明を具体的に説明す
る。以下述べる実施例はてこ式（ロツカーアーム
式）ポンプに適用した場合であるが、これに限定
されるものではない。 第１図ないし第３図は第１実施例を示すもの
で、第１図は平面図、第２図は第１図のＡ―
A′線における断面図、第３図は第１図のＢ―
B′線における断面図である。 第２図において、１は非磁性材料のボデイ、２
は肉厚円筒状の永久磁石で円筒の両端面が磁極に
なるように着磁されている。３，４は共に永久磁
石２の磁気回路を形成する磁性材料の円板形状ヨ
ークで、その一面はそれぞれ永久磁石２の磁極面
に密着し、かつヨーク４の内孔は、ボデイ１の端
部とで非磁性材料の薄肉スリーブ５とそれぞれの
中心にささえている。３′はヨーク３にあけられ
た通気用の小孔である。肉厚円筒形状の運動ヨー
ク６は磁性材料で、スリーブ５の外周に摺動自在
にはめ合い、その外周部の一部はヨーク３の内周
と微小隙間を形成し、他端は溝６′でロツカーア
ーム７のフオーク７′とかみ合つている。スリー
ブ５の内周には磁性材料のプランジヤー８が摺動
自在に挿入され、その一端には逆止弁ａが弁座１
０により固定されている。逆止弁ａは円板形状弾
性体薄膜弁９と弁９を弁座１０に固定するリベツ
ト１１で形成され、流体のｅ矢印方向の流れのみ
を許容する。 プランジヤー８の中心部には流体通路８′が形
成されており、他端にはストツパースプリグ１２
が固定され、プランジヤー８の吐出終了位置を規
正する。逆止弁ａに対向し、プランジヤースプリ
ング２６をはさみ、逆止弁ｂがスリーブ５の一端
に固定されている。逆止弁ｂは円板形状弾性体薄
膜弁１３、弁座１４、ホルダー１５およびリベツ
ト１６で構成されており、吸入管１７を有するキ
ヤツプ１８によりボデイ１に固定されている。Ｏ
リング２２はボデイ１とスリーブ５およびボデイ
１とキヤツプ１８相互の気密を保つ。逆止弁ｂは
ｃ矢印方向の流れのみ許容する。 スリーブ５、逆止弁ａおよび逆止弁ｂに囲ま
れ、かつプランジヤースプリング２６を圧縮で内
蔵した室ｄがポンピング室である。 ボデイ１の他端には、吐出管１９およびチユー
ブ２０を有するキヤツプ２１が固定され、ヨー
ク、永久磁石、スリーブおよびプランジヤーの位
置を決めている。Ｏリング２４はキヤツプ２１と
スリーブ５間の気密を保ち、ガスケツト２３はキ
ヤツプ２１とボデイ１間の気密を保つ。パイプチ
ユーブ２０はｇ室内に気体を保ち、搬送流体が液
体である場合の吐出側の脈動吸収を果すと共に、
プランジヤーの吐出終了位置決めをする。 ロツカーアーム７はピン２５を中心に揺動し、
その一端は運動ヨーク６の溝６′に噛み合い、他
端はロツカーアームスプリング２７によりカム
（エキセンカム）２８に押しつけられている。ピ
ン２５はボデイ１に両端が固定されている。 上記ポンプの作動原理を説明する。第３図の中
心線の右の図は、運動ヨーク６がロツカーアーム
７のフオーク７′により永久磁石２を含む磁気回
路内に挿入された状態で磁気回路閉を示すもので
あり、その回路は 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h1（ヨーク３と運
動ヨーク６の空隙）〜運動ヨーク６〜空隙h2（運
動ヨーク６とプランジヤー８の空隙）〜プランジ
ヤー８〜空隙h3（プランジヤー８とヨーク４の空
隙）〜ヨーク４〜永久磁石２である。 第３図の中心線の左の図は、運動ヨーク６がロ
ツカーアーム７のフオーク７′により永久磁石２
を含む磁気回路外に引き出された状態で磁気回路
開を示すものであり、その回路は 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h4（ヨーク３とプ
ランジヤー８の空隙）〜プランジヤー８〜空隙h3
（プランジヤー８とヨーク４の空隙）〜ヨーク４
〜永久磁石２ である。 磁気回路の磁気抵抗Ｒは、その回路内に挿入さ
れる空隙の大小に比例し、空隙の大きさは、 磁気回路閉の時＝h1＋h2＋h3 磁気回路開の時＝h4＋h3 で、h4はh1＋h2よりはるかに大であるから、回路
開のときの磁気抵抗Ｒは閉のときのそれよりもは
るかに大である。 永久磁石２の起磁力をＵとし、プランジヤー８
を通る磁束をΦとすれば、 Φ∝Ｕ／Ｒ の関係が成立するから、ロツカーアーム７により
運動ヨーク６を機械的に磁気回路内に挿入したり
引き出したりして磁気抵抗Ｒに変化を与えると、
プランジヤー８と運動ヨーク６の磁化程度もまた
変化し、従つて両者間に発生する磁気的吸引力も
変化する。プランジヤー８の位置は、プランジヤ
ー８に作用する磁気的吸引力とプランジヤースプ
リング２６の反発力のつり合いで定まるから、前
記吸引力の変化はプランジヤー８の変位となり、
ポンピング室ｄの容積が変化する。ポンピング室
ｄの両端には逆止弁ａおよびｂが配置されてお
り、ポンピング室ｄの容積が縮小するときには逆
止弁ａが開き、逆止弁ｂが閉じてポンピング室ｄ
内の流体をプランジヤー内通路８′の方へ移動さ
せる。またポンピング室ｄの容積が増大するとき
には逆止弁ａが閉じ、逆止弁ｂが開き、流体をポ
ンピング室ｄ内に吸入すると共に吐出管１９より
流体の吐出を行なう。 このポンプの吸入側に形成された室ｆおよび吐
出側に形成された室ｇはそれぞれ下端寄りのみが
開放され逆止弁ｂの上流側および逆止弁ａの下流
に位置し、気体を溜めた室となり、気体の圧縮性
を利用した脈動吸収室となり、搬送流体が液体で
ある場合には液体流れに定常性を与える効果があ
る。 第４図および第５図は第２実施例を示す。第４
図は前記第２図の磁気回路形成法を変えた構図
で、各部品の番号の同じものは同じ名称で、かつ
材質、機能も同じである。 １２″はストツパースプリングで逆止弁ａと逆
止弁ｂの間に挿入され、その全圧縮状態でプラン
ジヤー８の吐出終了位置を規正する。またパイプ
１４″は下端に小孔を有し気体室ｆを形成する。 第４図に示すポンプの作動原理を第５図によつ
て説明する。 第５図の中心線の右の図は磁気回路を 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h1（ヨーク３と運動
ヨーク６の空隙）〜運動ヨーク６〜空隙h2（運動
ヨーク６とプランジヤー８の空隙）〜プランジヤ
ー８〜空隙h3（プランジヤー８とヨーク４の空
隙）〜ヨーク４〜永久磁石２のように形成した場
合で、運動ヨーク６はロツカーアーム７のフオー
ク７′によりヨーク４から離されている。 第５図の中心線の左の図は磁気回路を 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h1（ヨーク３と運
動ヨーク６の空隙）〜運動ヨーク６〜ヨーク４〜
永久磁石２ のように形成した場合で、運動ヨーク６はロツカ
ーアーム７のフオーク７′によりその他端がヨー
ク４に密接している。 前者の状態、すなわちプランジヤー８を含めて
磁気回路が形成される場合には、その磁気抵抗を
Ｒ、永久磁石の起磁力をＵとすれば、プランジヤ
ーを通る磁束量Φは ΦＵ／Ｒ であり、プランジヤー８とヨーク４の間には磁気
的吸引力が発生し、プランジヤー８は、プランジ
ヤースプリング２６の反発力がこの吸引力につり
合う位置まで変位する。 後者の状態、すなわち磁気回路がプランジヤー
８を含まずに形成される場合には、プランジヤー
８を通る磁束量≒０となり、プランジヤー８は磁
化されないので、プランジヤー８はプランジヤー
スプリング２６により吐出終了位置まで押されて
いる。このようにスリーブ５外で運動ヨーク６を
機械的に往復動させて磁気回路を切り替えること
によりスリーブ５内のプランジヤー８に往復動を
与えることもできる。プランジヤー８の往復運動
により生ずるポンプ作用は、第３図の説明と同様
なので省略する。 上述のように本発明では、ロツカーアームの動
作により磁束を変化させ、プランジヤーを往復さ
せてポンプ作用を行なうものであるから、電気的
エネルギ源を必要とせず、確実に流体を搬送でき
る。しかも可撓膜等を使用するものではないの
で、製作容易で信頼性の高いポンプとすることが
できる。
どを介して可撓膜に振動を与え流体を搬送する方
式のポンプでは、運動する可撓膜で搬送する流体
部とこの膜に運動を伝える部分とを気密的に分離
する必要があり、可撓膜の気密構造および耐久性
が常に問題となる。また電磁力によりプランジヤ
ーを振動させる方式のポンプ、通称電磁ポンプで
は、可撓膜に関する問題は避けられるが、基本的
に電気エネルギ源を必要とし、かつ製作費用も高
価なものとなる。 この発明は機械的エネルギを利用し、可撓膜を
使用することなしに確実な気密構造で流体搬送を
行なうポンプを提供するものであり、気密性、耐
久性および製作費用の点で極めて有効なものであ
る。 次に図面に基づいて本発明を具体的に説明す
る。以下述べる実施例はてこ式（ロツカーアーム
式）ポンプに適用した場合であるが、これに限定
されるものではない。 第１図ないし第３図は第１実施例を示すもの
で、第１図は平面図、第２図は第１図のＡ―
A′線における断面図、第３図は第１図のＢ―
B′線における断面図である。 第２図において、１は非磁性材料のボデイ、２
は肉厚円筒状の永久磁石で円筒の両端面が磁極に
なるように着磁されている。３，４は共に永久磁
石２の磁気回路を形成する磁性材料の円板形状ヨ
ークで、その一面はそれぞれ永久磁石２の磁極面
に密着し、かつヨーク４の内孔は、ボデイ１の端
部とで非磁性材料の薄肉スリーブ５とそれぞれの
中心にささえている。３′はヨーク３にあけられ
た通気用の小孔である。肉厚円筒形状の運動ヨー
ク６は磁性材料で、スリーブ５の外周に摺動自在
にはめ合い、その外周部の一部はヨーク３の内周
と微小隙間を形成し、他端は溝６′でロツカーア
ーム７のフオーク７′とかみ合つている。スリー
ブ５の内周には磁性材料のプランジヤー８が摺動
自在に挿入され、その一端には逆止弁ａが弁座１
０により固定されている。逆止弁ａは円板形状弾
性体薄膜弁９と弁９を弁座１０に固定するリベツ
ト１１で形成され、流体のｅ矢印方向の流れのみ
を許容する。 プランジヤー８の中心部には流体通路８′が形
成されており、他端にはストツパースプリグ１２
が固定され、プランジヤー８の吐出終了位置を規
正する。逆止弁ａに対向し、プランジヤースプリ
ング２６をはさみ、逆止弁ｂがスリーブ５の一端
に固定されている。逆止弁ｂは円板形状弾性体薄
膜弁１３、弁座１４、ホルダー１５およびリベツ
ト１６で構成されており、吸入管１７を有するキ
ヤツプ１８によりボデイ１に固定されている。Ｏ
リング２２はボデイ１とスリーブ５およびボデイ
１とキヤツプ１８相互の気密を保つ。逆止弁ｂは
ｃ矢印方向の流れのみ許容する。 スリーブ５、逆止弁ａおよび逆止弁ｂに囲ま
れ、かつプランジヤースプリング２６を圧縮で内
蔵した室ｄがポンピング室である。 ボデイ１の他端には、吐出管１９およびチユー
ブ２０を有するキヤツプ２１が固定され、ヨー
ク、永久磁石、スリーブおよびプランジヤーの位
置を決めている。Ｏリング２４はキヤツプ２１と
スリーブ５間の気密を保ち、ガスケツト２３はキ
ヤツプ２１とボデイ１間の気密を保つ。パイプチ
ユーブ２０はｇ室内に気体を保ち、搬送流体が液
体である場合の吐出側の脈動吸収を果すと共に、
プランジヤーの吐出終了位置決めをする。 ロツカーアーム７はピン２５を中心に揺動し、
その一端は運動ヨーク６の溝６′に噛み合い、他
端はロツカーアームスプリング２７によりカム
（エキセンカム）２８に押しつけられている。ピ
ン２５はボデイ１に両端が固定されている。 上記ポンプの作動原理を説明する。第３図の中
心線の右の図は、運動ヨーク６がロツカーアーム
７のフオーク７′により永久磁石２を含む磁気回
路内に挿入された状態で磁気回路閉を示すもので
あり、その回路は 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h1（ヨーク３と運
動ヨーク６の空隙）〜運動ヨーク６〜空隙h2（運
動ヨーク６とプランジヤー８の空隙）〜プランジ
ヤー８〜空隙h3（プランジヤー８とヨーク４の空
隙）〜ヨーク４〜永久磁石２である。 第３図の中心線の左の図は、運動ヨーク６がロ
ツカーアーム７のフオーク７′により永久磁石２
を含む磁気回路外に引き出された状態で磁気回路
開を示すものであり、その回路は 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h4（ヨーク３とプ
ランジヤー８の空隙）〜プランジヤー８〜空隙h3
（プランジヤー８とヨーク４の空隙）〜ヨーク４
〜永久磁石２ である。 磁気回路の磁気抵抗Ｒは、その回路内に挿入さ
れる空隙の大小に比例し、空隙の大きさは、 磁気回路閉の時＝h1＋h2＋h3 磁気回路開の時＝h4＋h3 で、h4はh1＋h2よりはるかに大であるから、回路
開のときの磁気抵抗Ｒは閉のときのそれよりもは
るかに大である。 永久磁石２の起磁力をＵとし、プランジヤー８
を通る磁束をΦとすれば、 Φ∝Ｕ／Ｒ の関係が成立するから、ロツカーアーム７により
運動ヨーク６を機械的に磁気回路内に挿入したり
引き出したりして磁気抵抗Ｒに変化を与えると、
プランジヤー８と運動ヨーク６の磁化程度もまた
変化し、従つて両者間に発生する磁気的吸引力も
変化する。プランジヤー８の位置は、プランジヤ
ー８に作用する磁気的吸引力とプランジヤースプ
リング２６の反発力のつり合いで定まるから、前
記吸引力の変化はプランジヤー８の変位となり、
ポンピング室ｄの容積が変化する。ポンピング室
ｄの両端には逆止弁ａおよびｂが配置されてお
り、ポンピング室ｄの容積が縮小するときには逆
止弁ａが開き、逆止弁ｂが閉じてポンピング室ｄ
内の流体をプランジヤー内通路８′の方へ移動さ
せる。またポンピング室ｄの容積が増大するとき
には逆止弁ａが閉じ、逆止弁ｂが開き、流体をポ
ンピング室ｄ内に吸入すると共に吐出管１９より
流体の吐出を行なう。 このポンプの吸入側に形成された室ｆおよび吐
出側に形成された室ｇはそれぞれ下端寄りのみが
開放され逆止弁ｂの上流側および逆止弁ａの下流
に位置し、気体を溜めた室となり、気体の圧縮性
を利用した脈動吸収室となり、搬送流体が液体で
ある場合には液体流れに定常性を与える効果があ
る。 第４図および第５図は第２実施例を示す。第４
図は前記第２図の磁気回路形成法を変えた構図
で、各部品の番号の同じものは同じ名称で、かつ
材質、機能も同じである。 １２″はストツパースプリングで逆止弁ａと逆
止弁ｂの間に挿入され、その全圧縮状態でプラン
ジヤー８の吐出終了位置を規正する。またパイプ
１４″は下端に小孔を有し気体室ｆを形成する。 第４図に示すポンプの作動原理を第５図によつ
て説明する。 第５図の中心線の右の図は磁気回路を 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h1（ヨーク３と運動
ヨーク６の空隙）〜運動ヨーク６〜空隙h2（運動
ヨーク６とプランジヤー８の空隙）〜プランジヤ
ー８〜空隙h3（プランジヤー８とヨーク４の空
隙）〜ヨーク４〜永久磁石２のように形成した場
合で、運動ヨーク６はロツカーアーム７のフオー
ク７′によりヨーク４から離されている。 第５図の中心線の左の図は磁気回路を 永久磁石２〜ヨーク３〜空隙h1（ヨーク３と運
動ヨーク６の空隙）〜運動ヨーク６〜ヨーク４〜
永久磁石２ のように形成した場合で、運動ヨーク６はロツカ
ーアーム７のフオーク７′によりその他端がヨー
ク４に密接している。 前者の状態、すなわちプランジヤー８を含めて
磁気回路が形成される場合には、その磁気抵抗を
Ｒ、永久磁石の起磁力をＵとすれば、プランジヤ
ーを通る磁束量Φは ΦＵ／Ｒ であり、プランジヤー８とヨーク４の間には磁気
的吸引力が発生し、プランジヤー８は、プランジ
ヤースプリング２６の反発力がこの吸引力につり
合う位置まで変位する。 後者の状態、すなわち磁気回路がプランジヤー
８を含まずに形成される場合には、プランジヤー
８を通る磁束量≒０となり、プランジヤー８は磁
化されないので、プランジヤー８はプランジヤー
スプリング２６により吐出終了位置まで押されて
いる。このようにスリーブ５外で運動ヨーク６を
機械的に往復動させて磁気回路を切り替えること
によりスリーブ５内のプランジヤー８に往復動を
与えることもできる。プランジヤー８の往復運動
により生ずるポンプ作用は、第３図の説明と同様
なので省略する。 上述のように本発明では、ロツカーアームの動
作により磁束を変化させ、プランジヤーを往復さ
せてポンプ作用を行なうものであるから、電気的
エネルギ源を必要とせず、確実に流体を搬送でき
る。しかも可撓膜等を使用するものではないの
で、製作容易で信頼性の高いポンプとすることが
できる。
第１図は第１実施例の平面図、第２図は第１図
のＡ―A′線における断面図、第３図は第１図の
Ｂ―B′線における断面図、第４図は第２実施例の
断面図、第５図は第４図の動作状態の断面図であ
る。 １……ボデイ、２……永久磁石、３，４……ヨ
ーク、５……スリーブ、６……運動ヨーク、６′
……溝、７……ロツカーアーム、８……プランジ
ヤー、９，１３……弁、１０，１４……弁座、１
２……スプリング、ａ，ｂ……逆止弁、ｄ……ポ
ンピング室、ｆ……気体室、１７……吸入管（入
口）、１９……吐出管（出口）、２５……ピン、２
８……カム。
のＡ―A′線における断面図、第３図は第１図の
Ｂ―B′線における断面図、第４図は第２実施例の
断面図、第５図は第４図の動作状態の断面図であ
る。 １……ボデイ、２……永久磁石、３，４……ヨ
ーク、５……スリーブ、６……運動ヨーク、６′
……溝、７……ロツカーアーム、８……プランジ
ヤー、９，１３……弁、１０，１４……弁座、１
２……スプリング、ａ，ｂ……逆止弁、ｄ……ポ
ンピング室、ｆ……気体室、１７……吸入管（入
口）、１９……吐出管（出口）、２５……ピン、２
８……カム。
Claims (1)
- １ 非磁性材料のボデイ中央に配置されたスリー
ブの上下に流体出口および入口を設け、非磁性材
料の薄肉円筒（スリーブ）内部に、摺動自在に挿
入され中央にポンピング室に通ずる液体通路の形
成された円筒形状磁性材料のプランジヤーと、こ
のプランジヤーに固定された逆止弁およびスリー
ブに固定された逆止弁と、このプランジヤーをス
リーブ軸方向で一方に押しつけているプランジヤ
ースプリングを有するプランジヤーポンプ機構
と、このスリーブの外部に配置した永久磁石およ
びこの永久磁石の磁束を導く磁性材料の継鉄（ヨ
ーク）とで永久磁石、ヨークおよびプランジヤー
により磁気回路を形成し、かつヨークの一部を、
この磁気回路に対し運動自在とし、この運動自在
なヨークを外部からの機械力で運動させて磁気回
路の磁気抵抗を変化させ、プランジヤーを通る磁
束を変化させることによりプランジヤーとヨーク
間の磁気的吸引力に変化を与え、この吸引力の変
化を前記プランジヤースプリング力とつりあわせ
てプランジヤーにポンピング作用を行なわせるこ
とを特徴とする永久磁石を利用したポンプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13809379A JPS5664173A (en) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | Pump utilizing permanent magnet |
| US06/189,656 US4465439A (en) | 1979-10-25 | 1980-09-22 | Magnetically-coupled reciprocating pump |
| DE19803038015 DE3038015A1 (de) | 1979-10-25 | 1980-10-08 | Einen permanentmagneten verwendende pumpe |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP13809379A JPS5664173A (en) | 1979-10-25 | 1979-10-25 | Pump utilizing permanent magnet |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Family
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Family Applications (1)
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