KR101546086B1 - 디젤 고압펌프의 압력조절밸브를 위한 분해공구 - Google Patents

디젤 고압펌프의 압력조절밸브를 위한 분해공구 Download PDF

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Abstract

압력조절밸브의 밸브 몸체로부터 피스톤 하우징을 분리하기 위한 분해공구는, 피스톤 하우징의 측면의 O-링 결속 홈에 결속되는 결속 슬릿이 형성되며, 내면에 제1 나사산이 형성되는 상하이동 피스톤, 상하이동 피스톤이 중공 내부에서 이동하며, 상하이동 피스톤의 결속 슬릿을 노출시키는 노출 슬릿이 형성되며, 하부가 마운팅 플랜지에 지지되는 피스톤 수용 몸체, 및 피스톤 수용 몸체 상부를 관통하며, 제1 나사산에 결속되는 제2 나사산이 형성되는 회전 몸체를 포함한다. 회전 몸체를 회전시켜 밸브 몸체의 결속 홈으로부터 피스톤 하우징을 분리할 수 있다.

Description

디젤 고압펌프의 압력조절밸브를 위한 분해공구{DISASSEMBLING TOOL FOR PRESSURE CONTROL VALVE OF DIESEL ENGINE HIGH PRESSUER PUMP}
본 발명은 디젤 엔진에서 고압펌프의 정비에 사용되는 분해공구에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 디젤 고압펌프에 장착된 압력조절밸브를 분해하기 위한 분해공구에 관한 것이다.
디젤 기관에서 사용되는 고압펌프의 역할은 고압연료를 충분히 공급하는 것이며, 커먼-레일(고압 축압기)(common rail)에서의 급격한 압력상승과 원활한 시동을 위해 연료를 비축하는 기능도 갖추고 있어야 한다. 고압펌프는 분사와는 상관없이 독립적으로 고압 축압기에서의 압력을 계속적으로 생성한다. 고압펌프는 대부분 기존의 디젤기관에서 분배형 분사펌프가 설치된 위치에 설치된다. 고압펌프의 동작원리는 이미 널리 개시된 사항으로 자세한 설명은 생략하며, 고압펌프에 관해서는 공개번호 10-2002-0004006 및 10-2009-0122017 등의 대한민국 공개특허공보를 참고할 수 있다.
한편, 차량 주행 중의 울렁거림, 간헐적 시동 꺼짐 등은 일반적으로 연료 공급에 관한 문제로 발생하는 경우가 많고, 고압펌프의 교체는 노후 차량에서 자주 발생하고 있다. 다만, 고압펌프에 문제가 있더라도 비용이나 교체 시간 등의 제한으로 고압펌프 전체를 교환하는 경우는 드물며, 고압펌프에 보내지는 연료량을 조절하는 주요부품인 압력조절밸브(당업자들에게 인렛미터링밸브(INLET METERING VALVE) 또는 LP 액추에이터로 지칭됨)만을 교체하여도 상기 문제가 해결되는 경우가 많다. 참고로, 인렛미터링밸브의 역할 및 구조에 관해서는 공개번호 10-2014-0041899 및 공개번호 10-2002-0004006 등의 대한민국 공개특허공보를 참조할 수 있다.
본 발명은 압력조절밸브의 밸브 몸체로부터 피스톤 하우징을 용이하게 분리할 수 있는 분해공구를 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 디젤 고압펌프의 펌프 하우징에 결합되는 압력조절밸브는, 외측으로 배치되는 마운팅 플랜지에 의해서 펌프 하우징에 결속되며, 내측 중심에 결속 홈이 형성되는 밸브 몸체, 결속 홈에 끼워져 밸브 몸체에 결합된 상태로 펌프 하우징 내측으로 삽입 설치되며, 외주를 따라서 펌프 하우징과의 기밀을 유지하는 O-링을 위한 O-링 결속 홈이 형성되는 피스톤 하우징을 포함하며, 밸브 몸체의 결속 홈으로부터 피스톤 하우징을 분리하기 위한 분해공구가 개시된다. 분해공구는, 피스톤 하우징의 측면에서 O-링 결속 홈에 슬라이딩 결속되는 결속 슬릿이 형성되며, 중공의 내면에 제1 나사산이 형성되는 상하이동 피스톤; 상하이동 피스톤을 수용하여 상하이동 피스톤이 중공 내부에서 상하로 이동하되, 상하이동 피스톤의 결속 슬릿을 노출시키도록 측면에 노출 슬릿이 형성되고, 하부 단면은 마운팅 플랜지에 밀착 지지되는 피스톤 수용 몸체; 및 피스톤 수용 몸체 상부에서 피스톤 수용 몸체의 중공 내부를 연통시키는 관통 홀을 통해서 피스톤 수용 몸체의 중공 내부로 일부가 삽입되며, 외면에 제1 나사산에 나사 결합되는 제2 나사산이 형성되는 회전 몸체를 포함한다. 이에 회전 몸체의 회전에 의해서 상하이동 피스톤이 상부로 이동하면서 결속 홈에 끼워져 밸브 몸체에 결합된 상태의 피스톤 하우징을 들어올려, 밸브 몸체의 결속 홈으로부터 피스톤 하우징을 분리할 수 있다. 피스톤 하우징이 결속 홈에서 쉽게 이탈하지 않도록 매우 강하게 끼워져 결합되는 관계로, 인력으로 피스톤 하우징을 밸브 몸체로부터 빼내는 것은 용이하지 않다. 하지만, 본 발명에 따른 분해공구를 이용하여 피스톤 하우징을 밸브 몸체로부터 쉽게 제거할 수 있으며, 이에 차량 주행 중의 울렁거림, 간헐적 시동 꺼짐 등을 초래할 수 있는 연료조절밸브의 점검이 용이하다.
또한, 피스톤 수용 몸체의 하부 단면은 단차가 형성되어 마운팅 플랜지를 측면에서 지지할 수 있고, 피스톤 하우징을 밸브 몸체에서 빼내기 위해 회전 몸체를 회전시킬 경우, 피스톤 수용 몸체가 마운팅 플랜지에 대해서 회전하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 피스톤 수용 몸체에는 피스톤 수용 몸체의 상하 방향을 따라서 중공 내부까지 관통 형성된 상하이동 제한 슬릿이 형성될 수 있으며, 상하이동 제한 슬릿을 관통하여 상하이동 피스톤에 결속되는 결속 핀에 의해서 상하이동 피스톤이 피스톤 수용 몸체의 중공 내부에서 상하로 이동하는 거리가 제한될 수 있고, 회전 몸체의 결속 관계와 무관하게 피스톤 수용 몸체 내부에서 상하이동 피스톤이 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 분해공구는, 회전 몸체의 상부에는 회전 몸체의 회전 축에 대해서 수직하게 관통 결속되는 회전 로드를 더 포함할 수 있고, 회전 로드를 회전시켜 회전 몸체를 회전 시킬 수 있다. 피스톤 하우징이 결속 홈에서 쉽게 이탈하지 않도록 매우 강하게 끼워져 결합되는 관계로, 인력으로 피스톤 하우징을 밸브 몸체로부터 빼내는 것은 용이하지 않다. 하지만, 작업자는 회전 로드를 이용하여 회전 몸체를 용이하게 회전시킬 수 있다.
디젤 엔진 차량의 고압펌프에서 압력조절밸브 특히, 피스톤 하우징 내측에 배치된 피스톤에 스크래치가 발생하거나, 피스톤 하우징 주변에 장착되는 필터의 교환 점검이 필요할 경우, 밸브 몸체로부터 피스톤 하우징을 분리할 필요가 있다. 다만, 서로 강하게 결속된 상기 두 부속을 인력으로 빼는 것은 용이하지 않으며, 이에 본 발명에 따른 분해공구를 이용하여 밸브 몸체로부터 피스톤 하우징을 쉽게 분리할 수 있다. 특히, 밸브 몸체의 결속 홈에 결속된 피스톤 수용 몸체를 회전 몸체의 회전력을 통해서 들어올려 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 피스톤 수용 몸체의 하부 단면에 단차를 형성하여 마운팅 플랜지를 측면에서 지지하도록 하며, 이에 회전 몸체를 회전시킬 경우, 피스톤 수용 몸체가 마운팅 플랜지에 대해서 회전하는 것을 방지함으로써, 회전 몸체가 피스톤 수용 몸체와 함께 피스톤 하우징에 대해서 헛도는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회전 몸체에 수직하게 회전 로드를 더 장착하여 작업자가 회전 로드를 통해서 회전 몸체를 용이하게 회전시킬 수 있도록 한다.
도 1은 압력조절밸브가 장착된 디젤 기관의 고압펌프를 도시한 사시도이다.
도 2는 고압펌프로부터 분리된 압력조절밸브의 사시도이다.
도 3은 압력조절밸브의 밸브 몸체의 결속 홈으로부터 피스톤 하우징이 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 밸브 몸체로부터 피스톤 하우징을 분리하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 분해공구의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분해공구의 분해 사시도이다.
도 6은 O-링이 제거된 O-링 결속 홈에 상하이동 피스톤의 결속 슬릿이 슬라이딩 결속된 상태의 본 발명의 일 실시예에 따른 분해공구의 단면도이다.
도 7은 도 6의 상태에서 회전 몸체를 회전시켜 밸브 몸체의 결속 홈으로부터 피스톤 하우징을 상부로 들어올린 상태의 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 압력조절밸브가 장착된 디젤 기관의 고압펌프를 도시한 사시도이며, 도 2는 고압펌프로부터 분리된 압력조절밸브의 사시도이고, 도 3은 압력조절밸브의 밸브 몸체의 결속 홈으로부터 피스톤 하우징이 분리된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4는 밸브 몸체로부터 피스톤 하우징을 분리하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 분해공구의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분해공구의 분해 사시도이며, 도 6은 O-링이 제거된 O-링 결속 홈에 상하이동 피스톤의 결속 슬릿이 슬라이딩 결속된 상태의 본 발명의 일 실시예에 따른 분해공구의 단면도이며, 도 7은 도 6의 상태에서 회전 몸체를 회전시켜 밸브 몸체의 결속 홈으로부터 피스톤 하우징을 상부로 들어올린 상태의 단면도이다.
먼저, 도 1에는 디젤 엔진의 커먼-레일로 고압의 연료를 공급하는 고압펌프가 도시된다. 고압펌프(10)에는 외부의 연료저장공간으로부터 유입되는 저압의 연료를 공급받아 고압펌프(10)에 보내지는 연료량을 조절하는 압력조절밸브(20)가 장착되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시되는 압력조절밸브(20)는 커먼-레일에 직접 연결되는 경우도 있으나, 일반적으로 고압펌프에 장착되며, 차량 제조회사나 차종에 따라서 매우 다양한 외형으로 제공될 수 있지만, 기본적으로 유압을 조절하는 기능은 동일하며, 기본적으로 갖는 구성 요소 또한 동일하다.
구체적으로, 압력조절밸브(20)는 내측 중심에 원통형의 피스톤 하우징(27)을 끼워서 결합시키기 위한 결속 홈(24)이 형성되어 있는 밸브 몸체(22)를 갖는다. 또한, 밸브 몸체(22)의 외측으로 연장되어 밸브 몸체(22)를 고압펌프(10)의 펌프 하우징(12)에 장착하기 위한 마운팅 플랜지(23)를 갖는다. 마운팅 플랜지(23)에는 결속 나사(25)가 관통하는 나사 홀(26)이 형성되어 있고, 이를 관통하는 결속 나사(25)를 통해서 밸브 몸체(22)를 고압펌프(10)의 펌프 하우징(12)에 장착할 수 있다. 한편, 피스톤 하우징(27)은 상술한 결속 홈(24)에 강하게 끼워져 결속되며, 피스톤 하우징(27)은 결속 홈(24)에 끼워져 밸브 몸체(22)에 결합된 상태로 펌프 하우징(12) 내측에 연료 공급을 위한 통로에 삽입 설치된다. 참고로, 피스톤 하우징(27) 주변을 수용하는 필터(29)가 더 배치될 수 있다.
도 1이나 도 2에서 확인할 수 있듯이, 펌프 하우징(12) 외측으로 노출되는 압력조절밸브(20) 부분에는 피스톤 하우징(27) 내부에 배치되는 피스톤을 이동시키기 위한 솔레노이드에 전원을 공급하는 전원 플러그(30)가 배치되어 있다.
한편, 피스톤 하우징(27)의 외측으로는 피스톤 하우징(27)의 외주를 따라서 펌프 하우징(12) 내측에 형성된 연료 공급을 위한 통로 내면과의 기밀을 유지하는 O-링(40)이 배치되는데, 피스톤 하우징(27)의 외면에는 이를 위한 O-링 결속 홈(28)이 형성되어 있다. 아래에서 상세하게 설명하지만, 상기 O-링 결속 홈(28)에서 O-링(40)을 제거하고, 본 발명에 따른 분해공구를 결속하여 피스톤 하우징(27)을 밸브 몸체(22)로부터 분리할 수 있다.
참고로, 밸브 몸체(22)의 외측에도 피스톤 하우징(27)에 형성된 O-링 결속 홈(28)과 별도로 홈이 형성되어 있고, 상기 홈에 별도의 O-링이 더 제공된다.
이상 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명한 고압펌프 및 고압펌프에 장착된 압력조절밸브는 종종 교체나 정비가 필요할 경우가 발생한다. 구체적으로, 디젤 엔진 차량의 고압펌프에서 압력조절밸브 특히, 피스톤 하우징 또는 내부 피스톤에 스크래치가 발생하거나, 피스톤 하우징 주변에 장착되는 필터의 교환 또는 청소가 필요할 경우, 밸브 몸체로부터 피스톤 하우징을 분리하여 피스톤 또는 피스톤 하우징을 교체하거나, 피스톤 하우징 외측의 필터를 청소 또는 교체할 필요가 있다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참고하여 연료조절밸브의 점검을 위한 본 발명에 따른 분해공구를 상세하게 설명한다.
본 발명의 분해공구(100)는 상하이동 피스톤(110), 피스톤 수용 몸체(120), 회전 몸체(130), 및 회전 로드(140)를 포함한다.
상하이동 피스톤(110)에는 피스톤 하우징(27)의 측면에서 O-링 결속 홈(28)에 슬라이딩 진입하여 피스톤 하우징(27)의 상부에 결속되는 결속 슬릿(111)이 형성되어 있으며, 중공의 내면에 제1 나사산(112)이 형성된다.
피스톤 수용 몸체(120)는 상하이동 피스톤(110)을 수용하며, 중공 내부에서 상하이동 피스톤(110)이 상하로 이동할 수 있도록 제공된다. 또한, 상하이동 피스톤(110)의 결속 슬릿(111)을 노출시키도록 측부에 노출 슬릿(121)이 형성된다. 노출 슬릿(121)은 측부에서 피스톤 하우징(27)이 직접 출입할 수 있도록 제공될 수 있다.
또한, 피스톤 수용 몸체(120)의 하부 단면(125)은 마운팅 플랜지(23)에 밀착 지지되며, 회전 몸체(130)를 회전시켜 피스톤 하우징(27)을 상부로 들어올릴 경우, 피스톤 수용 몸체(120)가 마운팅 플랜지(23)에 지지되어 피스톤 수용 몸체(120)가 하부로 이동하지 않도록 한다.
또한, 회전 몸체(130)는 피스톤 수용 몸체(120) 상부에서 피스톤 수용 몸체(120)의 중공 내부를 연통시키는 관통 홀(122)을 통해서 피스톤 수용 몸체(120)의 중공 내부로 일부가 삽입되며, 삽입된 부분의 외면에는 제1 나사산(112)에 나사 결합되는 제2 나사산(132)이 형성된다.
상하이동 피스톤(110) 및 회전 몸체(130)는 상호 제1 나사산(112) 및 제2 나사산(132)에 의해서 결속되어 회전 몸체(130)의 회전 운동이 상하이동 피스톤(110)의 직선 운동으로 변경될 수 있다.
한편, 피스톤 수용 몸체(120)에는 피스톤 수용 몸체(120)의 길이 방향을 따라서 중공 내부까지 관통 형성된 상하이동 제한 슬릿(123)이 형성되어 있으며, 상하이동 제한 슬릿(123)을 관통하여 상하이동 피스톤(110)에 결속되는 결속 핀(124)에 의해서 상하이동 피스톤(110)이 피스톤 수용 몸체(120)의 중공 내부에서 상하로 이동하는 거리가 제한되며, 추가로, 회전 몸체(130)의 결속 관계와 무관하게 피스톤 수용 몸체(120) 내부에서 상하이동 피스톤(110)이 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 도 6에 도시되는 바와 같이, 노출 슬릿(121)으로 노출되는 결속 슬릿(111)에 O-링(40)이 제거된 O-링 결속 홈(28)을 결속시키고, 도 7에 도시되는 바와 같이, 회전 몸체(130)를 회전시켜 피스톤 하우징(27)을 상부로 들어올릴 경우, 밸브 몸체(22)의 결속 홈(24)에 강하게 결속된 상태의 피스톤 하우징(27)을 분리할 수 있다. 참고로, 피스톤 수용 몸체(120)가 필터가 결속된 상태에서도 피스톤 하우징을 삽입할 수 있는 내부 중공을 갖는 경우, 필터는 그대로 둔 상태에서 피스톤 하우징을 분리할 수 있고, 그렇지 않은 경우, O-링(40)과 함께 필터 역시 제거한 후에 피스톤 하우징을 분리할 수도 있다.
회전 몸체(130)의 회전에 의해서 상하이동 피스톤(110)이 상부로 이동하면서 결속 홈(24)에 끼워져 밸브 몸체(22)에 결합된 상태의 피스톤 하우징(27)을 들어올려, 밸브 몸체(22)의 결속 홈(24)으로부터 피스톤 하우징(27)을 분리할 수 있다. 피스톤 하우징(27)이 결속 홈(24)에서 쉽게 이탈하지 않도록 매우 강하게 끼워져 결합되는 관계로, 인력으로 피스톤 하우징(27)을 밸브 몸체(22)로부터 빼내는 것은 용이하지 않지만, 본 발명에 따른 분해공구(100)를 이용하여 피스톤 하우징(27)을 밸브 몸체(22)로부터 쉽게 제거할 수 있으며, 이에 차량 주행 중의 울렁거림, 간헐적 시동 꺼짐 등을 초래할 수 있는 압력조절밸브의 점검이 용이하다.
특히, 본 실시예의 분해공구(100)는, 회전 몸체(130)의 상부에서 회전 몸체(130)의 회전 축에 대해 수직하게 관통 결속되는 회전 로드(140)를 더 포함하고, 회전 로드(140)를 회전시켜 회전 몸체(130)를 회전 시킬 수 있다. 회전 로드(140)를 이용하여 회전 몸체(130)를 용이하게 회전시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 피스톤 수용 몸체(120)의 하부 단면(125)에는 단차가 형성되어 마운팅 플랜지(23)를 측면에서 지지할 수 있고, 이에 피스톤 하우징(27)을 밸브 몸체(22)에서 빼내기 위해 회전 몸체(130)를 회전시킬 경우, 피스톤 수용 몸체(120)가 마운팅 플랜지(23)에 대해서 회전하는 것을 방지함으로써, 회전 몸체(130)가 피스톤 수용 몸체(120)와 함께 피스톤 하우징(27)에 대해서 헛도는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10：고압펌프 12：펌프 하우징
20：압력조절밸브 22：밸브 몸체
23：마운팅 플랜지 24：결속 홈
25：결속 나사 27：피스톤 하우징
28：O-링 결속 홈 29：필터
30：전원 플러그 40：O-링
100：분해공구 110：상하이동 피스톤
111：결속 슬릿 112：제1 나사산
120：피스톤 수용 몸체 121：노출 슬릿
122：관통 홀 123：상하이동 제한 슬릿
124：결속 핀 130：회전 몸체
132：제2 나사산 140：회전 로드

Claims (4)

  1. 디젤 고압펌프의 펌프 하우징에 결합되는 압력조절밸브는, 외측으로 배치되는 마운팅 플랜지에 의해서 상기 펌프 하우징에 결속되며, 내측 중심에 결속 홈이 형성되는 밸브 몸체, 상기 결속 홈에 끼워져 상기 밸브 몸체에 결합된 상태로 상기 펌프 하우징 내측으로 삽입 설치되며, 외주를 따라서 상기 펌프 하우징과의 기밀을 유지하는 O-링을 위한 O-링 결속 홈이 형성되는 피스톤 하우징을 포함하며, 상기 밸브 몸체의 상기 결속 홈으로부터 상기 피스톤 하우징을 분리하기 위한 분해공구에 있어서,
    상기 피스톤 하우징의 측면에서 상기 O-링 결속 홈에 슬라이딩 결속되는 결속 슬릿이 형성되며, 중공의 내면에 제1 나사산이 형성되는 상하이동 피스톤;
    상기 상하이동 피스톤을 수용하여 상기 상하이동 피스톤이 중공 내부에서 상하로 이동하되, 상기 결속 슬릿을 노출시키도록 측면에 노출 슬릿이 형성되며, 하부 단면은 상기 마운팅 플랜지에 밀착 지지되는 피스톤 수용 몸체; 및
    상기 피스톤 수용 몸체 상부에서 상기 피스톤 수용 몸체의 중공 내부를 연통시키는 관통 홀을 통해서 상기 피스톤 수용 몸체의 중공 내부로 일부가 삽입되며, 외면에 상기 제1 나사산에 나사 결합되는 제2 나사산이 형성되는 회전 몸체;
    를 포함하며, 상기 회전 몸체의 회전에 의해서 상기 상하이동 피스톤이 상부로 이동하면서 상기 결속 홈에 끼워져 상기 밸브 몸체에 결합된 상태의 상기 피스톤 하우징을 들어올려, 상기 밸브 몸체의 상기 결속 홈으로부터 상기 피스톤 하우징을 분리하며,
    상기 피스톤 수용 몸체의 하부 단면은 단차가 형성되어 상기 마운팅 플랜지를 측면에서 지지하여, 상기 회전 몸체의 회전 시 상기 피스톤 수용 몸체가 상기 마운팅 플랜지에 대해서 회전하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 분해공구.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤 수용 몸체에는 상기 피스톤 수용 몸체의 상하 방향을 따라서 중공 내부까지 관통 형성된 상하이동 제한 슬릿이 형성되며,
    상기 상하이동 제한 슬릿을 관통하여 상기 상하이동 피스톤에 결속되는 결속 핀에 의해서 상기 상하이동 피스톤이 상기 피스톤 수용 몸체의 중공 내부에서 상하로 이동하는 거리가 제한되는 것을 특징으로 하는 분해공구.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전 몸체의 상부에는 상기 회전 몸체의 회전 축에 대해서 수직하게 관통 결속되는 회전 로드를 포함하며, 상기 회전 로드를 회전시켜 상기 회전 몸체를 회전 시키는 것을 특징으로 하는 분해공구.
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