KR101061419B1 - 전기기관차용 비상제동장치 - Google Patents

전기기관차용 비상제동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기관차용 비상제동장치에 관한 것으로, 기관차에 화차를 연결하여 운행중 에어호스의 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생되면, 자동으로 기관차의 견인력을 차단시키고, 제동장치를 동작시켜 열차를 정차시키도록 하기위해, 제동관의 이상 변화에 동작되는 비상안내밸브와 비상 상황 후 열차 출발을 위하여 복귀때 시간 지연을 시키기 위한 제어작용밸브와 균형공기실의 공기압을 배출시켜 제동 작용이 일어나도록 하는 균형공기중계밸브와 비상안내밸브에 의해 제어작용밸브 용적공기통의 공기압 배출을 위한 배기밸브와 견인력 차단을 위한 차단변과 복귀용 전자변을 구비하여 기관사의 비상 조치 없이도 열차를 안전하게 정차시킬 수 있는 특징이 있다.
비상작용피스톤, 제어작용피스톤, 균형중계피스톤, 제어작용변자, 배기변자

Description

전기기관차용 비상제동장치{Equipment braking emergency for locomotive electricity}
본 발명은 전기기관차용 비상제동장치에 관한 것으로서, 전기가관차 운행중 에어호스의 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생되면, 기관사의 조치 없이도 자동으로 전기기관차의 견인력을 차단시키고, 제동장치를 동작시켜 전기기관차를 정차시키도록 하기위한 제동장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기기관차용 제동장치는 비상 상황을 기관사가 인식한 후, 수동으로 기관사가 비상제동 스위치를 눌러 제동장치를 동작시켜 전기기관차를 정차시키게 하는 것이다.
그러나, 이런 방식은 기관사가 비상 상황을 인식한 경우에만 상황 대처가 가능하므로, 기관사가 인식하지 못하는 거리에 연결된 화차에서 에어호스의 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생한 경우에는 그 대처 방법이 없게 되어, 후속 열차와의 충돌과 같은 사고 발생의 위험을 높이는 문제 점이 있었다.
또한, 비상 상황이 선로의 곡선부나 상,하 구배선에서 발생한 경우에는, 열차가 선로를 이탈하는 탈선사고가 일어날 수도 있으며, 상황 대처의 지연은 분리된 화차의 제동이 자동풀림으로 이어져 통제 불능 상태가 되면, 대형 충돌사고로 이어질 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 전기가관차 운행중 에어호스의 파손 혹은 연결부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생되면, 기관사의 조치 없이도 자동으로 전기기관차의 견인력을 차단시키고, 제동장치를 동작시켜 운행중인 열차를 정차시키므로 열차의 안전한 운행이 될 수 있도록 하기위한 비상제동장치를 제공하기 위해, 제동관의 이상 변화에 동작되는 비상안내밸브와 비상 상황 조치후 전기기관차를 출발을 위하여 복귀때 시간 지연을 시키기 위한 제어작용밸브와 균형공기실의 공기압을 배출시켜 제동 작용이 일어나도록 하는 균형공기중계밸브와 비상안내밸브에 의해 제어작용밸브 용적공기통의 공기압 배출을 위한 배기밸브와 견인력 차단을 위한 파워차단변과 복귀용 전자변을 구비하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제동관(200) 호스와 연결하는 비상안내밸브(10)와 제어작용밸브(20)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)와 연결관(101)으로 연결하는 균형공기중계밸브(30)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)의 일측에 연결관(103)으로 연결하는 배기밸브(40)을 마련하는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이 전기기관차 운행중 에어호스의 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생하면, 제동장치의 비상안내밸브의 비상작용피스톤이 상승하고 차단피스톤은 하강하고 배기밸브의 배기피스톤을 하강시키고 제어작용밸브의 제어작용피스톤을 하강시켜 주공기관 압력이 균형공기중계밸브의 균형중계피스톤을 상승시켜 균형공기를 균형공기배기구로 배출시켜 비상제동을 작동시켜 전기기관차가 정차하여 약 20 ~ 30초 지나고, 작용공기통의 공기압이 제동관을 통해 배출되면 비상작용피스톤이 스프링에 의해 하강하고 살사관공기와 차단피스톤의 상부공기가 비상작용피스톤 내부를 거쳐 대기로 배출하면서 자동복귀하도록 하여 기관사의 조치 없이도 자동으로 전기기관차의 견인력을 차단시키고, 제동장치를 동작시켜 전기기관차를 정차시키도록 하는 이점이 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제동장치(1)는 도 1에서 보는 바와 같이 제동관(200) 호스와 연결하는 비상안내밸브(10)와 제어작용밸브(20)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)와 연결관(101)으로 연결하는 균형공기중계밸브(30)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)의 일측에 연결관(103)으로 연결하는 배기밸브(40)을 마련한 것이다.
상기 제동관(200) 호스와 연결된 비상안내밸브(10)는 도 3에서 보는 바와 같 이 내부에 비상작용피스톤(A)를 마련하여 상부에 비상복귀스프링(11)을 마련하고 타측에는 차단피스톤(B)을 마련하되 상기 비상작용피스톤(A)와 연결하는 주공기관(100)과 살사관(400), 작용공기통(70)을 연결하고, 상기 차단피스톤(B)에는 주공기관(100)과 파워관(300), ATS관(500) 및 연결관(102)을 연결하여, 제동관(200) 호스의 이상 변화가 발생하면 작용공기통(70)의 공기압과 작용졸림구(12)에 의해 비상작용피스톤(A)이 위로 동작하여, 주공기관(100)의 공기압을 살사관(400)으로 이송시키면서 동시에 차단피스톤(B)을 아래로 동작시켜, 주공기관(100)의 공기압을 파워관(300)과 ATS관(500)으로도 이송시키게 한다.
상기 제어작용밸브(20)는 도 4에서 보는 바와 같이 내부에 작용스프링(21)이 구비된 용적공기통(24)과, 졸림구(22)가 구비된 제어작용피스톤(C)및 보조스프링(23)이 탄설된 제어작용변자(F)를 설치하고, 제어작용피스톤(C) 상부에 주공기관(100)을 연결하고, 제어작용변자(F) 상부실(25)에는 연결관(101)을 연결하고, 용적공기통(24)에 연결관(103)을 연결하여 용적공기통(24)의 공기압이 연결관(103)을 통하여 배출되면 제어작용피스톤(C)이 하강하여 주공기관(100)의 공기압이 연결관(101)로 이송시키게 한다.
상기 균형공기중계밸브(30)는 도 5에서 보는 바와 같이 내부에 균형중계피스톤(D)과 복귀스프링(31)이 탄설된 균형중계변자(b)를 설치하고, 균형중계피스톤(D) 하부에 연결관(101)을 연결하고, 중간실(32)에 균형공기IN관(600)을 연결하고, 균 형중계변자하부실(34)에 균형공기OUT관(700)을 연결하여, 연결관(101)으로 주공기관(100)의 공기압이 이송하면, 균형중계피스톤(D)이 상승하여 균형공기IN관(600)을 폐쇄시키면서 균형중계변자(G)을 개방시키므로 균형공기OUT관(700)의 공기압이 균형공기배기구(33)를 통해 대기로 방출하게 하는 것이다.
상기 제어작용밸브(20)의 일측에 연결관(103)으로 연결하는 배기밸브(40)는 도 6에서 보는 바와 같이 내부에 배기피스톤(E)과 스프링(41)이 탄설된 배기변자(H)를 설치하고, 배기피스톤(E) 상부에 파워관(300)을 연결하고 배기변자(H) 하부에 연결관(103)을 통해 제어작용밸브(20)의 용적공기통(24)에 연결하여 파워관(300)에 비상안내밸브(10)의 동작으로 주공기압이 이송되면 배기피스톤(E)이 하강하여 배기변자(H)를 계변시키면 제어작용밸브(20) 용적공기통(24)의 공기압이 배기구(43)를 대기로 방출하게 한다.
그리고, 비상안내밸브(10)와 제어작용밸브(20)를 연결하는 주공기관(100)의 사이에 파워차단변(50)를 마련하여 전기가관차에 설치된 보조시한계전기의 한쪽 전기단자와 연결하여, 파워관(300)에 비상안내밸브(10)의 동작으로 주공기압이 이송되면, 연결되어 있던 전기단자를 차단하게 한다.
그리고, 비상안내밸브(10)의 주공기관(100)과 연결하는 복귀전자변(60)을 마련하여 주공기관(100)과 연결하는 연결관(102)을 통해 비상안내밸브(10)차단피스 톤(B)에 연결하여 비상제동장치가 동작 후에 복귀를 위해 기관사가 복귀 스위치를 누르면 주공기관(100)의 공기압이 연결관(102)을 통해 이송되어 비상안내밸브(10) 차단피스톤(B)을 복귀시키게 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 전기기관차에 비상제동장치(1)를 설치한 상태에서 주공기관(100)에 공기압이 이송되면 복귀전자변(60)과 비상안내밸브(10)의 비상작용피스톤홈(13)에 대기하고, 차단피스톤홈(14)을 통해 차단피스톤중간실(15)에 유입된다.
또한, 제어작용밸브(20)의 제어작용피스톤(C) 상부에 유입되어 제어작용피스톤(C)를 하강시키면서 졸림구(22)을 통하여 용적공기통(24)과 연결관(103) 및 배기밸브(40)의 배기변자(H) 하부실(42)에 유입되고 압부력으로 제어작용변자(F)를 계변하여 연결관(101)를 통해 균형중계밸브(30)의 균형중계피스톤(D) 하부로도 유입되어, 균형중계피스톤(D)이 상승하여 균형공기IN관(600)을 폐쇄시키면서 균형중계변자(G)를 개방시켜 균형공기OUT관(700)이 균형공기배기구(33)와 연통되도록 한다.
그리고, 약 20 ~ 30초후 용적공기통(24)에 주공기관(100) 공기압과 같은 공기압이 차면, 작용스프링(21)에 의해 제어작용피스톤(C)이 상승하여 주공기관(100)을 폐쇄하면서 제어작용변자(F)를 개방상태로 유지하므로 균형중계피스톤(D) 하부에 유입되었던 공기압이 제어작용배기구(26)로 배출되어, 균형공기중계밸브(30)의 복귀스프링(31)에 의해 균형중계변자(G)를 폐변시키면서 균형중계피스톤(D)을 하강시켜, 균형공기IN관(600)과 균형공기OUT관(700)을 연통되도록 하며, 주공기관(100)의 공기압이 제동관(200)으로 이송되어 비상복귀스프링(11)에 대기하고 비상작용피스톤(A) 상부에 압부력을 발생시키면서 작용졸림구(70)에 충만시켜 동작 대기 상태가 되는 것이다.
그리고, 전기가관차 운행중 에어호스 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생되면 제동관(200)의 공기압이 급감압되어 비상작용피스톤(A) 상부의 압부력이 급격히 감소하지만 작용공기통(70)에 충만되었던 공기압은 작용졸림구(12)로 인해 천천히 감압되므로써 압부력이 비상작용 피스톤(A)을 도 에서 보는 바와 같이 상부로 이동시키게 되면 비상작용피스톤 홈(13)에 의해 주 공기관(100)의 공기압이 살사관(400)으로 이송되어 살사장치를 동작시키게 되면서 차단피스톤(B) 상부로 이송되어 차단피스톤(B)을 아래로 이송시키게 되면, 차단피스톤 중간실(15)에 있던 공기압은 배기공(16)과 연통되어 배기되고, 주공기관(100)이 파워관(300)과 ATS관(500)으로 연통되어 이송된다.
그리고, 상기 ATS관(500)으로 이송된 공기압은 ATS장치를 동작시키게되고, 파워관(300)으로 이송된 공기압은 도 2에 도시된 바와 같이, 파워차단변(50)의 전기단자가 차단되면 견인력이 차단되고, 배기밸브(40)의 배기피스톤(E)을 아래로 이동시켜 배기변자(H)을 개방시키면, 제어작용밸브(20)의 용적공기통(24)에 충만되어 있던 공기압이 연결관(103)을 통해 배기구(43)로 배출되어 제어작용피스톤(C)이 아래로 이동하여 개방하면, 주공기관(100)의 공기압이 제어작용변자(F)을 압부력으로 개방시켜 연결관(101)을 통해 균형공기중계밸브(30)의 균형중계피스톤(D)을 상승시켜 중간실(32)을 폐쇄시키면서 균현중계변자(G)을 개방시켜 균형공기OUT관(700)에 있던 공기압이 균형공기배기구(33)로 배출시키게 된다.
이로인해 기관사의 인위적 동작 없이도 견인력을 차단하면서 제동장치를 동작시키게 되어 전기기관차를 안전하게 정차시키게 된다.
또한, 전기기관차의 제동장치가 동작되어 전기기관차가 정차 한 후 기관사가 모든 점검을 끝내고 안전하다고 판단되면 복귀보턴을 작용시켜 복귀전자변(60)을 동작시키면 주공기가 차단피스톤중간실(15) 하부에 공급되어 차단피스톤중간실(15)을 상승시키면 차단피스톤(B)이 상승하게 되는 것이다.
복귀보턴을 복귀시키면 차단피스톤(B) 하부에 작용했던 압력공기는 대기로 빠져나가며, 동력차 파워차단변(50)는 복귀스프링 힘에 의해 자동 복귀되어 동력차는 정상적으로 움직이게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 전기기관차 운행중 에어호스의 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생되면, 작용졸림구(12)를 통해 제동관공기가 작용공기통(70)으로 서서히 공급하여 제동관(200) 호스가 파열되면 비상작용피스톤(A)이 상부로 상승하고 작용졸림구(12)를 통해 대기로 빨리 배출하지 못하여 비상작용피스톤(A)가 작용공기통(70)의 압력에 의해 상승하게 되는 것이다.
이때, 주공기관(100) 주공기는 비상작용피스톤(A)의 비상작용피스톤홈(13)을 거쳐 살사관(400)을 통해 배출되어 살사시키고, 이 압력 공기는 차단피스톤(B)의 상부로 이동하여 차단피스톤(B)를 하부로 하강시키면 주공기관(100)을 통해 투입된 주공기압이 차단피스톤(B)의 차단피스톤홈(14)을 통해 파워관(300)으로 이동하여 파워차단변(50)을 작동하여 전원차단하고 배기밸브(40)으로 투입된 압력공기에 의해 배기피스톤(E)을 밀면서 제어작용피스톤(C)가 열리게 되어 연결관(103)의 공기가 배기구(43)으로 배출하고 용적공기통(24)의 공기는 연결관(103)을 통해 배기구(43)으로 배출하면 주공기관(100)의 공기가 투입되어 제어작용피스톤(C)를 하강시킨다.
이때, 제어작용변자(F)가 보조스프링(23)에 의해 하강하면서 상부실(25)로 연결된 연결관(101)의 공기가 제어작용배기구(26)을 통해 배출하던 공기가 차단하게 되는 것이다.
그리고 주공기관(100)의 공기가 투입되어 제어작용배기구(26)을 통해 배출되 면서 배출되는 작은 소리에 의해 균형공기중계밸브(30)의 동작됨을 알릴 수 있으며, 또한 주공기관(100)의 압력공기가 균형공기중계밸브(30)으로 투입되면 균형중계피스톤(D)를 상승시키면서 균형공기IN관(600)을 차단하고 균형공기중계밸브(30) 내부의 균형공기가 균형공기배기구(33)을 통해 배출하는 것이다.
따라서, 기관차 운행중 에어호스의 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생하면, 제동장치의 비상작용피스톤(A)가 상승하고 차단피스톤(B)가 내려가고 배기피스톤(E)하강시키고 제어작용피스톤(C)가 하강하고 주공기관(100)압력이 균형중계피스톤(D)상승시켜 차단하는 것이다.
그리고, 작용공기통(70)의 공기압이 제동관(200)을 통해 배출되면 비상작용 피스톤(A)가 스프링에 의해 하강하고 살사관(400)공기와 차단피스톤(B)의 상부공기가 비상작용 피스톤(A) 내부를 거쳐 배기공(16')을 통해 대기로 배출하면서 자동복귀가 되는 것이다.
상기와 같이 전기기관차 운행중 에어호스의 파손 혹은 연결 부분의 파손에 의한 열차 분리와 같은 비상 상황이 발생되어 제동장치가 작동하여 기관차가 제동되어 정차되면, 다시 기관차의 제동장치를 복귀시키기 위해서 기관사가 작동시킨 전기신호에 의해 복귀전자변(60) 작동되면 주공기관(100)의 주공기가 연결관(102)를 통해 차단피스톤(B)를 상승시키면 배기밸브(40)의 작동시킨 공기를 파워관(300) 을 통해 ATS관(500)과 배기공(16)으로 배출되면서 대기로 빠지게 되며 상기 주공기관(100)의 주공기가 통공(800)을 통해 차단피스톤(B)의 내부에 공급되면서 외부의 차단피스톤중간실(15)에 공급되면서 복귀가 완료되는 것이다.
이때, 배기밸브(40)의 상부압력이 파워관(300)을 통해 빠지면 배기밸브(40)의 배기피스톤(E)가 상승하여 제어작동밸브(20)의 제어작용피스톤(C)를 상승시켜 배기구(43)으로 배출을 차단시킨다.
이때, 용적공기통(24)의 졸림(22)번에 의해 주공기관(100)의 주공기가 서서시 공급되어 20 ~ 30초간 공급되어지면 상부압력과 하부압력이 동압이 되면서 작용스프링(21)의 스프링 압력에 의해 제어작용피스톤(C)가 상승하면서 연결관(101)차단시킨다.
그리고 제어작용밸브(20)의 내부 공기는 제어작용배기구(26)을 통해 배출하게 되는 것이다.
그렇게 연결관(101)의 공기가 다 배출되면서 균형중계피스톤(D)가 균형공기중계밸브(30)의 복귀스프링(31)의 스프링 힘에 의해 하강하면서 균형공기IN관(600)과 균형공기OUT관(700)이 통하게 되면서 균형공기배기구(33)가 차단하게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 비상제동장치를 나타낸 예시도
도 2은 본 발명의 비상제동장치의 작동상태를 나타낸 예시도
도 3,4,5,6은 도 1의 요부상태를 나타낸 예시도
도 7,8,9,10은 도 2의 요부상태를 나타낸 예시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 비상제동장치 10 : 비상안내밸브
11 : 비상복귀스프링 12 : 작용졸림구
13 : 비상작용피스톤홈 14 : 차단피스톤홈
15 : 차단피스톤중간실 16 : 배기공
20 : 제어작용밸브 21 : 작용스프링
22 : 졸림구 23 : 보조스프링
24 : 용적공기통 25 : 상부실
26 : 제어작용배기구 30 : 균형공기중계밸브
31 : 복귀스프링 32 : 중간실
33 : 균형공기배기구 40 : 배기밸브
41 : 스프링 42 : 배기변자하부실
43 : 배기구 50 : 파워차단변
60 : 복귀전자변 70 : 작용공기통
100 : 주공기관 101, 102, 103 : 연결관
200 : 제동관 300 : 파워관
400 : 살사관 500 : ATS관
600 : 균형공기IN관 700 : 균형공기OUT관
800 : 통공 A : 비상작용 피스톤
B : 차단피스톤 C : 제어작용피스톤
D : 균형중계피스톤 E : 배기피스톤
F : 제어작용변자 G : 균형중계변자
H : 배기변자

Claims (5)

  1. 제동관(200) 호스와 연결하는 비상안내밸브(10)와 제어작용밸브(20)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)와 연결관(101)으로 연결하는 균형공기중계밸브(30)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)의 일측에 연결관(103)으로 연결하는 배기밸브(40)을 마련하되,
    상기 비상안내밸브(10)는 내부에 비상작용피스톤(A)를 마련하여 상부에 비상복귀스프링(11)을 마련하고 타측에는 차단피스톤(B)을 마련하되 상기 비상작용피스톤(A)와 연결하는 주공기관(100)과 살사관(400), 작용공기통(70)을 연결하고, 상기 차단피스톤(B)에는 주공기관(100)과 파워관(300), ATS관(500) 및 연결관(102)을 연결하여, 제동관(200) 호스의 이상 변화가 발생하면 작용공기통(70)의 공기압과 작용졸림구(12)에 의해 비상작용피스톤(A)이 위로 동작하여, 주공기관(100)의 공기압을 살사관(400)으로 이송시키면서 동시에 차단피스톤(B)을 아래로 동작시켜, 주공기관(100)의 공기압을 파워관(300)과 ATS관(500)으로도 이송시키게 하는 것을 특징으로 하는 전기기관차용 비상제동장치.
  2. 삭제
  3. 제동관(200) 호스와 연결하는 비상안내밸브(10)와 제어작용밸브(20)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)와 연결관(101)으로 연결하는 균형공기중계밸브(30)를 마련하고 상기 제어작용밸브(20)의 일측에 연결관(103)으로 연결하는 배기밸브(40)을 마련하되,
    상기 제어작용밸브(20)는 내부에 작용스프링(21)이 구비된 용적공기통(24)과, 졸림구(22)가 구비된 제어작용피스톤(C)및 보조스프링(23)이 탄설된 제어작용변자(F)를 설치하고, 제어작용피스톤(C) 상부에 주공기관(100)을 연결하고, 제어작용변자(F) 상부실(25)에는 연결관(101)을 연결하고, 용적공기통(24)에 연결관(103)을 연결하여 용적공기통(24)의 공기압이 연결관(103)을 통하여 배출되면 제어작용피스톤(C)이 하강하여 주공기관(100)의 공기압이 연결관(101)로 이송시키게 하는 것을 특징으로 하는 전기기관차용 비상제동장치.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 균형공기중계밸브(30)는 내부에 균형중계피스톤(D)과 복귀스프링(31)이 탄설된 균형중계변자(b)를 설치하고, 균형중계피스톤(D) 하부에 연결관(101)을 연결하고, 중간실(32)에 균형공기IN관(600)을 연결하고, 균형중계변자하부실(34)에 균형공기OUT관(700)을 연결하여, 연결관(101)으로 주공기관(100)의 공기압이 이송하면, 균형중계피스톤(D)이 상승하여 균형공기IN관(600)을 폐쇄시키면서 균형중계변자(G)을 개방시키므로 균형공기OUT관(700)의 공기압이 균형공기배기구(33)를 통해 대기로 방출하게 하는 것을 특징으로 하는 전기기관차용 비상제동장치.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 배기밸브(40)는 내부에 배기피스톤(E)과 스프링(41)이 탄설된 배기변자(H)를 설치하고, 배기피스톤(E) 상부에 파워관(300)을 연결하고 배기변자(H) 하부에 연결관(103)을 통해 제어작용밸브(20)의 용적공기통(24)에 연결하여 파워관(300)에 비상안내밸브(10)의 동작으로 주공기압이 이송되면 배기피스톤(E)이 하강하여 배기변자(H)를 개방시키면 제어작용밸브(20) 용적공기통(24)의 공기압이 배기구(43)를 대기로 방출하는 것을 특징으로 하는 전기기관차용 비상제동장치.
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