KR101878005B1 - 엘리베이터 작동 방법 - Google Patents

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Abstract

모터(12)에 의해 구동되는 카(4)와 카(4)를 정지시키는 적어도 하나의 브레이크(14,16)를 구비한 엘리베이터(1)를 작동하는 방법으로서, 이러한 방법은 브레이크를 잡는 단계(S3), 카가 움직일 때까지 모터의 토크를 증가시키는 단계(S4), 및 카(4)가 움직일 때의 모터 토크를 나타내는 값(Mb)을 기록하는 단계(S6)를 포함한다.

Description

엘리베이터 작동 방법 {METHOD FOR OPERATING ELEVATORS}
본 발명은, 엘리베이터에 관한 것으로, 특히 엘리베이터 브레이크를 테스트하기 위한 절차를 포함하는 엘리베이터 작동방법에 관한 것이다.
종래의 트랙션 엘리베이터(견인식 엘리베이터)는 전형적으로 카(car), 균형추, 및 카와 균형추를 상호 연결하는 로프, 케이블, 또는 벨트와 같은 견인 수단을 포함한다. 견인 수단은 모터에 의해 구동되는 견인 도르래를 둘러싸서 맞물려있다. 모터와 견인 도르래는 견인 수단을 구동하기 위하여 동시에 회전하며, 그 회전에 따라 상호 연결된 카와 균형추가 엘리베이터 승강통로를 따라 구동한다. 승강통로 안에서 엘리베이터를 정지시키거나 엘리베이터가 정지상태에 있도록 하기 위하여 적어도 하나의 브레이크가 모터 또는 견인 도르래와 연결되어 사용된다. 컨트롤러가 승객들의 운행 요청이나 콜 입력에 따라 엘리베이터의 동작을 제어한다.
브레이크는 엄격한 법규를 만족해야 한다. 예를 들면, 미국의 ASME A17.1-2000 코드와 유럽 표준 EN 81-1:1998은, 엘리베이터 브레이크는 엘리베이터 카가 정격속도 및 정격 하중에 25%를 추가하여 하강하고 있을 때 모터를 정지시킬 수 있는 능력을 가져야 한다고 규정하고 있다.
또한, 엘리베이터 브레이크는 전형적으로 두 개의 세트로 장착되는데, 이에 따라 브레이크 세트 중 하나가 고장 났을 경우 다른 브레이크 세트가 정격 속도와 정격 하중으로 운행하는 엘리베이터 카의 속도를 줄일 수 있도록 여전히 충분한 제동력을 갖는다.
엘리베이터 브레이크의 필수적인 본질을 고려해 볼 때, 주기적으로 테스트하는 것이 중요하다. WO 2005/066057 A2 에는 엘리베이터 브레이크의 조건을 테스트하는 방법에 대해 개시되어 있다. 그 방법의 초기 보정 단계에서는 테스트 중량을 엘리베이터의 구동장치에 적용한 후 엘리베이터 카를 상방으로 구동시키기 위한 제1 토크를 측정한다. 이어서, 테스트 중량을 제거하고, 엘리베이터의 브레이크들 또는 브레이크 세트들 중 적어도 한 개를 잠근다. 그 후에 빈 엘리베이터 카는 앞에서 언급한 제1 토크의 힘으로 상방으로 구동되고, 엘리베이터 카의 동작을 감지하기 위해 체크가 수행된다. 엘리베이터 카의 동작이 감지되면, 앞에서 언급한 엘리베이터의 적어도 하나의 브레이크가 결함이 있는 것으로 간주된다.
보정을 위한 테스트 중량을 사용하는 대신에 테스트 토크를 미리 정한 뒤 컨트롤러 안에 알려지지 않도록 저장하는 것을 제외하면 유사한 테스트 방법이 WO 2007/094777 A2에 개시되어 있다. 적어도 하나의 브레이크가 작동되면, 모터에 의해 미리 정해진 테스트 토크가 발생하여 빈 엘리베이터 카를 움직인다. 카의 임의의 동작은 위치 인코더나 승강통로 리미트 스위치에 의해 판단된다. 이전과 마찬가지로 엘리베이터 카의 동작이 관측되면, 앞에서 언급한 엘리베이터의 적어도 하나의 브레이크는 결함이 있는 것으로 간주된다.
위의 두 개의 테스트 절차 모두에서, 결함이 있는 브레이크가 감지되면, 엘리베이터는 작동불가가 되고, 더 이상 승객 운행 요청을 수행할 수 없게 된다. 엘리베이터는 결함이 있는 브레이크가 교체될 때까지 작동불능 상태로 남게 된다.
EP 1,561,718 A2에서는 엘리베이터의 브레이크를 테스트하는 다른 방법에관한 것으로, 브레이크를 잡고 이러한 제동 상테에서 견인 도르래를 구동시키는데 필요한 전류를 측정한다. 만약에 측정한 전류 값이 미리 정해진 기준 전류 값보다 작으면, 브레이크는 고장 난 것으로 판단되고, 엘리베이터는 자동으로 운행중지가 된다.
본 발명의 목적은 모터에 의해 작동되는 카와 카를 정지시킬 수 있는 적어도 하나의 브레이크를 갖는 엘리베이터의 운행 효율을 최대화하면서 안전을 보장하는 것이다. 본 발명의 목적은 브레이크를 잡는 단계, 카가 동작할 때까지 모터의 토크를 증가시키는 단계, 카가 움직이기 시작하는 모터 토크의 값을 기록하는 단계, 기록된 값을 기준 값과 비교하는 단계, 기록된 값이 기준 값을 초과하는 정도를 결정하는 단계를 포함하는 방법으로 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, WO 2005/066057 A2 및 WO 2007/094777 A2에서 언급된 바와 같이 브레이크가 고장인지 아닌지를 판정하기 위하여 미리 정해진 테스트 토크를 브레이크에 적용하기보다 토크를 엘리베이터 카가 움직이기 시작할 때까지 지속적으로 증가시킨다. 이 토크를 대표하는 값, 즉 실제 브레이크 능력이나 성능을 대표하는 값이 저장된다. 잦은 반복을 통해, 이 방법은 실제 브레이크 능력 또는 성능의 정확한 이력을 구축하게 한다.
기준 값은 브레이크가 견뎌내야 하는 규정에 정해진 부하 조건을 나타낼 수 있다. 그러므로 이 방법의 비교 단계는 브레이크가 이러한 규정에 정해진 부하 조건을 충족시키는지 아닌지 여부를 자동적으로 결정할 수 있는 것이다. 만약에 기록된 값이 기준 값보다 작으면, 브레이크는 고장 난 것이다. 그렇지 않고, 기록된 값이 기준 값보다 크거나 같으면 브레이크는 통과한 것으로 판정된다.
만약에 브레이크가 고장이 나면, 방법은, 엘리베이터를 운행중단으로 만드는 단계와 원격 모니터링 센터에 유지보수 요청을 보내는 단계를 포함할 수 있다.
만약에 브레이크가 통과되면, 방법은, 기록된 값이 기준 값을 초과하는 정도를 결정하는 단계를 추가적으로 포함한다. 즉, 기록된 값이 기준 값을 미리 정해진 여유 값보다 작게 초과하면 유지보수 요청이 원격 모니터링 센터에 자동적으로 전달될 수 있다. 이러한 방식의 장점은, WO 2005/066057 A2, WO 2007/094777 A2 또는 EP 1,561,718 A2에서와 같이, 특정 엘리베이터와 관련해서 브레이크가 고장나고 엘리베이터가 자동으로 운행중단이 된 후에만 유지보수 센터가 알아차리게 되는 사후대응적인 방식이 아닌, 사전대응적으로 엘리베이터의 유지보수가 이루어질 수 있다는 점에 있다. 제시된 방법으로, 특정 엘리베이터의 브레이크가 미리 정해진 인자, 예를 들어 10%에 의해 겨우 통과되고, 장치가 이러한 사실을 표시하는 신호를 원격 모니터링 센터로 전송하면, 원격 모니터링 센터에서는 결과적으로, 브레이크가 실제로 고장 나기 전에 엘리베이터 담당직원들에게 브레이크를 교체하도록 하는 예방적인 유지보수 명령을 생성할 수 있다. 하지만, 그 동안에도 브레이크가 실제로 합격된 후이기 때문에, 엘리베이터는 빌딩 이용자들의 운행 요청을 만족시킬 수 있도록 운행 중으로 남아 있을 수 있다.
대부분의 브레이크 고장은 갑작스럽게 발생되기 보다 오랜 기간 동안 점진적으로 진행되는 것이기 때문에, 이러한 사전대응적인 접근방법이 고장 나게 될 거의 대부분의 브레이크를 확인함으로써, 브레이크가 실제로 고장 나기 전에 효과적이고 예정된 교체 또는 수리를 가능하게 할 것이라는 것이 예상된다. 따라서, 이 방법에서는 엘리베이터의 자동 운행중지와 그로 인한 이용자들의 불편함을 야기하는 실제 브레이크 고장을 감지하는 빈도수가 선행기술에 비하여 크게 감소된다.
기준 값은 카에 테스트 중량을 적재하는 단계, 브레이크를 여는 단계, 카가 움직일 때까지 모터의 토크를 증가시키는 단계, 및 카가 움직이기 시작하는 토크의 대표 값을 기준 값으로 저장하는 단계를 포함하는 보정 프로세스를 통하여 결정될 수 있다. 테스트 중량은 브레이크가 견뎌야 하는, 규정에 정해진 하중 조건을 시뮬레이션할 수 있도록 선택될 수 있다. 바람직하게는 테스트 중량은 카의 정격 하중의 적어도 125%의 하중을 시뮬레이션할 수 있도록 선택된다.
모터 토크를 나타내는 값들은 실제 토크 값들을 참조할 수 있으며, 더 편리하게는, 적용된 구동 전략에 따라, 모터 토크를 대표하는 전류, 전압 및/또는 주파수와 같은 모터 파라미터의 값들을 참조할 수 있다.
발명의 신규 특징들 및 방법 단계들의 특징은 아래 청구범위에 나타나 있다. 그러나, 다른 특징이나 그 장점뿐만 아니라 발명 그 자체는, 첨부된 도면과 함께 이어지는 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해된다.
도 1은 전형적인 엘리베이터 장치의 개략도이다.
도 2는 엘리베이터를 작동하기 위한 방법 단계들을 나타내는 순서도이다.
본 발명에 따른 방법에 사용하기 위한 전형적인 엘리베이터 장치(1)가 도 1에 도시되어 있다. 엘리베이터 장치(1)는 일반적으로 빌딩 내에서 벽들에 의해 한정된 승강통로에 의해 정의되며, 균형추(2)와 카(4)가 가이드 레일을 따라 서로 반대되는 방향으로 움직일 수 있다. 적당한 견인 수단(6)이 균형추(2)와 카(4)를 지지하고 상호 연결한다. 본 발명의 실시예에서 균형추(2)의 무게는 카(4) 무게에 카(4) 안에 수용될 수 있는 정격 하중의 40%를 더한 것과 같다. 견인 수단(6)은 일 단부에서 균형추(2)에 고정되고, 승강통로의 상부 영역에 위치한 편향 풀리(5)를 감아 돌아서, 승강통로의 상부 영역에 위치한 견인 도르래(8)를 통과하여 엘리베이터 카(4)에 고정된다. 당연하게 통상의 지식을 가진 자라면 다른 로프연결 배치가 동등하게 가능하다는 것을 쉽게 이해할 것이다.
견인 도르래(8)는 모터(12)에 의한 구동 축(10)에 의해 구동되며, 적어도 하나의 엘리베이터 브레이크(14, 16)에 의해 제동된다. 대부분의 관할에서 적어도 2개의 브레이크 세트의 사용이 의무적이다(예를 들어 유럽 표준 EN81-1:1998 12.4.2.1 참조). 따라서, 본 실시예에서는 두 개의 독립적인 전자-기계적인 브레이크(14, 16)를 사용한다. 각 브레이크(14, 16)는 모터(12)의 구동 축(10)에 장착된 해당 디스크에 대하여 해제 가능한 스프링 편향된 브레이크 슈를 포함한다. 대안적으로, 브레이크 슈는 WO 2007/094777 A2에서와 같이 모터(16)의 구동 축(10)에 장착된 브레이크 드럼에 작용하도록 배치될 수도 있다.
모터(12)의 구동과 브레이크(14, 16)의 해제는 컨트롤 시스템(18)의 명령 신호(C)에 의해 제어되고 조절된다. 또한 모터(12)와 브레이크(14, 16)의 상태를 나타내는 신호(S)는 지속적으로 컨트롤 시스템(18)에 피드백 된다. 구동 축(10)의 운동 및 그에 따른 엘리베이터 카(4)의 운동은 브레이크(16)에 장착된 인코더(22)에 의해 모니터링 된다. 인코더(22)의 신호(V)는 위치, 속도 및 가속도와 같은 카(4)의 운행 파라미터들을 결정하는 것이 가능하도록 컨트롤 시스템(18)으로 피드백 된다.
컨트롤 시스템(18)은 원격 모니터링 센터(26)와 통신하는 것을 가능하게 하는 모뎀과 중계기(20)를 포함한다. 이러한 통신은 종래의 전화 네트워크 또는 전용선을 통한 상업적 이동통신 네트워크를 통해 무선으로 이루어질 수 있다.
예시적인 방법이 도 2에 도시된 순서도와 관련하여 기재될 것이다.
각각의 브레이크(14, 16)는 규정된 빈도수에서 테스트된다. 본 실시예에서는 규정된 빈도수는 마지막 브레이크 테스트 이후에 엘리베이터가 수행한 이동횟수 N을 참조한다. 대안적으로, 규정된 빈도수는 마지막 브레이크 테스트 이후에 미리 정해진 시간 간격을 참조할 수 있다.
본 절차의 첫 번째 단계(S1)는 엘리베이터 카(4)가 비어 있는지를 보장하는 것이다. 컨트롤 시스템(18)은 일반적으로 카의 하중과 도어 상태를 표시하는 신호들을 받아, 카(4)가 비어 있는지 여부를 판단할 수 있다.
카(4)가 비어 있을 경우, 브레이크 테스트 절차는 비어 있는 카(4)가 승강통로 안에서 정해진 테스트 위치로 이동하는 두 번째 단계(S2)로 진행한다. 바람직하게는 테스트 위치는 빌딩의 최고 층에서 끝에서 두 번째 층에 해당하는데, 이 위치에서 균형추(2)와 장력 수단(6)의 대부분의 무게가 비어 있는 카(4)의 하중에 대응되기 때문이다.
그 다음으로 S3 단계에서는 테스트를 받는 브레이크(14,16)가 관련 브레이크 디스크와 결합하기 위하여 잠기거나 해제된다. 컨트롤 시스템(18)은 나머지 브레이크(16, 14)를 열려있거나 해제된 상태로 유지한다.
그 다음으로 컨트롤 시스템(18)은 모터(12)에 명령을 내려 상향으로 규정 속도 이동이 시작되게 한다. S4 단계에서는 컨트롤 시스템(18)은 비어 있는 카(2)가 움직이기 시작할 때까지 모터(12)에 공급되는 토크를 증가시킨다. 앞에 기술한 바와 같이, 이러한 동작은 S5 단계에서 인코더(22)에 의해 감지된 다음, 컨트롤 시스템(18)에 알려진다. 카(2)가 움직이기 시작하자 마자, 이동은 멈추게 되고, 나머지 브레이크(16,14)는 잠긴다. S6 단계에서는 카(4)를 움직이게 하는 토크를 대표하는 값이 측정되고, 브레이크어웨이 값(Mb)으로 저장된다.
그 다음으로, 컨트롤 시스템(18)은 브레이크어웨이 값(Mb)과 상세한 설명의 뒷부분에서 설명될 보정 프로세스에 의해 미리 결정된 기준 값(Mr)을 비교한다. 첫 번째 비교 단계(S7)에서는 브레이크어웨이 값(Mb)이 기준 값(Mr)보다 크거나 같으면 브레이크는 S8 단계에서 테스트를 통과한 것으로 판정된다. 대안적으로, 브레이크어웨이 값(Mb)이 기준 값(Mr)보다 작으면, 브레이크는 S9 단계에서 테스트에 실패한 것으로 판정하고, 이어서, 엘리베이터는 S10 단계에서 정지되거나 운행중단으로 되며, 테스트 결과는 S11 단계에서 컨트롤 시스템(18)에 의해 모뎀과 중계기(20)를 통하여 원격 모니터링 센터(26)로 전송된다. 전형적으로 테스트 결과는 테스트를 받는 브레이크(14, 16)가 불합격하였음을 나타내는 정보를 포함하고, 원격 모니터링 센터(26)는 결과적으로 엘리베이터 담당직원들에게 결함 있는 브레이크(14, 16)를 교체하라는 반응적인 유지보수 명령을 생성할 수 있다.
S7 단계에서 브레이크가 테스트를 통과하였다고 판정되었더라도, 두 번째 비교 단계(S12)에서 브레이크어웨이 값(Mb)이 기준 값(Mr)을 초과하는 정도를 결정한다. 본 실시예에서는 만약에 브레이크어웨이 값(Mb)이 기준 값(Mr)을 10% 이상 초과할 경우, S13 단계에서 테스트는 종료되고 엘리베이터는 정상적인 운행으로 되돌아가게 된다. 그러나, 대안적으로, 만약에 브레이크어웨이 값(Mb)이 기준 값(Mr)을 10%보다 작게 초과한다면, S11 단계에서 테스트 결과가 유지보수 센터로 전송된다. 전형적으로 이 테스트 결과는 테스트를 받는 브레이크(14, 16)가 통과한 정도를 표시하는 정보를 담고 있으며, 원격 모니터링 센터(26)는 결과적으로 엘리베이터 담당직원들에게 브레이크가 실제로 고장 나기 전에 가급적 브레이크(14, 16)를 교체하도록 사전대응적인 유지보수 명령을 생성할 수 있다.
그 다음에 테스트는 나머지 브레이크(16, 14)에 대해 반복된다.
엘리베이터 장치(1)의 초기 시운전 동안에 WO 2005/066057 A2에 서술된 바에 따라 보정 프로세스가 진행되는데, 테스트 중량(28)이 엘리베이터 카(4)에 적재되고, 카(4)의 상방 움직임이 인코더(22)에 의해 감지될 때까지 모터(12) 토크가 증가되며, 카(4)를 움직이게 하는 토크의 대표적인 값을 측정하여 기준 값(Mr)으로 저장한다.
테스트 중량(28)은 브레이크가 테스트되어야 하는 부하 조건에 부합하도록 신중하게 선정된다. 본 실시예에서는 브레이크(14, 16)가 정격 하중보다 25% 많이, 즉 정격 하중의 125%를 수용하는 카를 유지할 수 있도록 요구된다면, 균형추(2)가 이미 정격 하중의 40%와 평형을 이루고 있기 때문에 브레이크(14, 16)로부터 요구되는 제동력은 정격 하중의 85%가 된다(125% - 40% = 85%). 위에서 개략적으로 서술된 테스트 절차에서처럼 비어 있는 카(4)를 상방으로 구동하기 위한 모터 토크를 갖는 이러한 상황을 시뮬레이션하기 위해서는 균형추(2)가 이미 정격 하중의 40%를 제공하고 있으므로 모터 토크는 정격 하중의 45%가 되어야 한다. 마지막으로 보정 프로세스에서처럼 테스트 중량(28)을 사용하여 모터 토크를 상방으로 45%를 달성하기 위해서는, 테스트 중량(28)은 정격 하중의 85%와 같도록 선정되어야 한다(카 측면에서 85% - 균형추 측면에서 40% = 모터 토크에 의해 보상되어야 하는 45%).
바람직하게 보정 프로세스는 승강통로의 최저 층에 위치한 엘리베이터 카(4)로 진행된다. 우선, 이 곳이 일반적으로 테스트 중량(28)을 빌딩으로 옮긴 후에 카(4)로 적재하기 가장 편리한 장소이다. 하지만 더 중요하게는, 이 위치에서의 엘리베이터 카(4)에 있어서, 견인 수단(6)은 견인 도르래(8)의 카 측면에 작용하는 견인 수단(6)의 대부분의 무게로 견인 도르래(8)와 불균형을 이루고 있다. 따라서, 기준 값(Mr)은 위에서 개략적으로 설명된 요구되는 테스트 하중 조건을 고려할 뿐만 아니라, 추가적으로 견인 도르래(8)와 견인 수단(6)과의 불균형을 지지한다. 반대로, 승강통로의 최상 층에 위치한 엘리베이터 카(4)로 보정 단계가 진행된다면, 견인 수단(6)의 실질적인 대부분의 무게가 견인 도르래(8)의 균형추 측면에서 작용할 것이고, 측정되고 저장된 기준 값을 손상시킬지도 모른다. 따라서, 이러한 기준 값은 브레이크가 테스트되어야 하는 하중 조건을 만족시킬 수 없을 지도 모른다.
위에서 언급된 절차에서 실제 모터 토크는 직접적으로 측정될 수 있다. 그러나, 일반적으로는 채택된 구동 전략에 따라 전류, 전압 및/또는 주파수와 같은 모터 파라미터들을 모니터하고, 본 방법에서 요구되는 모터 토크를 대표하는 파라미터의 값들을 기록하는 것이 더 편리하다.
위 방법은 견인식 엘리베이터들을 특별히 참조하여 기술되었지만, 통상의 기술자라면 다른 엘리베이터 시스템, 예를 들어 카에 부착된 모터로 자체 견인하는 엘리베이터,에 동일하게 적용할 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 유사하게 본 방법은 가이드 레일과 맞물리기 위해 카에 각각의 브레이크 부착된 엘리베이터에도 적용할 수 있다.
엘리베이터 시스템이 과보상된 경우, 예를 들어 보상 체인이나 운반 로프의 무게가 견인 수단의 무게보다 큰 경우, 통상의 기술자라면 보정 프로세스를 진행하고, 브레이크 테스트를 진행하는 카의 위치들은 역으로 되어야 한다는 것을 인지할 것이다.

Claims (9)

  1. 모터(12)에 의해 구동되는 카(car)(4) 및 카(4)를 정지시키는 적어도 하나의 브레이크(14; 16)를 구비한 엘리베이터(1)를 작동하는 방법에 있어서,
    브레이크를 잡는 단계(S3);
    카가 움직일 때까지 모터의 토크를 증가시키는 단계(S4);
    카가 움직일 때의 모터 토크를 나타내는 값(Mb)을 기록하는 단계(S6);
    기록 값과 기준 값(Mr)을 비교하는 단계; 및
    기록 값(Mb)이 기준 값(Mr)을 초과하는 정도를 판단하는 단계를 포함하는 엘리베이터 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    기록 값(Mb)이 기준 값(Mr)보다 작으면 브레이크(14; 16)가 고장 났다고 판단하는 단계(S9)를 더 포함하는 엘리베이터 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    엘리베이터를 운행 중단하는 단계(S10)를 더 포함하는 엘리베이터 작동 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    원격 모니터링 센터(26)에 유지보수 요청을 전송하는 단계(S11)를 더 포함하는 엘리베이터 작동 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    기록 값(Mb)이 기준 값(Mb)보다 같거나 클 경우 브레이크(14; 16)가 합격되었다고 판단하는 단계(S8)를 더 포함하는 엘리베이터 작동 방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    기록 값(Mb)이 기준 값(Mr)을 미리 정해진 여유 값보다 작게 초과하는 경우에는 원격 모니터링 센터(26)에 유지보수 요청을 전송하는 단계(S11)를 더 포함하는 엘리베이터 작동 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    미리 정해진 여유 값은 적어도 10%인 엘리베이터 작동 방법.
  8. 제1항 내지 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    테스트 중량(28)을 카(4)에 적재하는 단계, 각 브레이크(14; 16)를 여는 단계, 모터(12) 토크를 카(4)가 움직일 때까지 증가시키는 단계, 카(4)가 움직이게 하는 토크의 대표적인 값을 기준 값(Mr)으로 저장하는 단계를 포함하는 보정 프로세스에 의해 기준 값(Mr)이 정해지는 엘리베이터 작동 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    테스트 중량(28)은 카(4)의 정격 하중의 적어도 125%의 하중을 시뮬레이션할 수 있도록 선정되는 엘리베이터 작동 방법.
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