KR20030095394A - 상대 압력 하의 가스 유체 폐쇄 용적의 자동 팽창/수축을위한 공압 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용적(2)의 팽창과 수축을 원격 제어하는 공압 제어 밸브에 관한 것으로, 오리피스(24)를 가지는 밸브 몸체(18)와 커버(19) 사이에 유지되는 막(17)을 가지고; 상기 막은 한편으로 커버(19)와 함께 제어 챔버(20)를 한정하고, 다른 한편으로 몸체(18)와 함께 유출 챔버(21)를 한정하며, 후자는 체크 밸브(28)가 레버(32)에 의하여 밀려날때 유출을 위하여 용적(2)과 접촉하여, 커버(19) 방향으로 흡입되는 막(17)의 이동 방향을 전환한다. 제어 챔버(20) 내의 압력의 작용에 의하여, 막(17), 원형 도관을 가진 컵(33)의 베어링은 몸체(18) 방향으로 이동하고, 유출 챔버(18)를 격리시키며, 유출을 실행하는 직접적 추력에 의하여 체크 밸브(28)를 오픈시킨다. 본 발명의 장치는 특리 타이어의 압력을 제어하고 조절하기 위하여 구성된 것이다.
Description
상기 적용 분야의 바람직한 영역에서, 차량이 움직이는 지면 상태의 작용으로서 이러한 타이어의 지지능력을 적응시키는 것이 가능하도록 하기 위하여, 차량의 타이어 팽창 압력을 원격 제어할 수 있는 것은 때때로 아주 유용하다는 것이 알려졌다.
이는 특히, 경질, 자갈 또는 무른 지면을 왔다 갔다 하면서도, 다른 타이어들의 팽창 압력을 수동으로 수정하기 위하여 운전자가 멈추어야 할 필요 없이, 최상의 상태에서 전진하여야만 하는 모든 육상 차량을 위한 것이다.
이는 또한 무른 지면에서 전진해야 하는 문제점에 더하여 지면의 포장과 바퀴자국의 형성을 제한하고, 타이어의 마모없이 길에서 이동을 조절해야 하는 트렉터, 견인 요소, 자동 추진 수확기와 같은 농업용 장비를 위한 것이다.
또한, 많은 영역에서 상대 압력하의 가스 유체의 함유를 위한 특정 용적의 팽창 압력을 원거리에서 조절할 수 있는 것은 유용하고 또한 필요하기 때문에 상기한 적용은 단지 예로 주어진 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래 기술은 몇가지 해결책을 제공하고 있다.
즉, 프랑스 특허 제 9105351 호는 플랩(flap)을 위한 홀(hole)과 시트(seat)를 가지는 컵(cup)을 움직이는 막과 이 막의 위치에 민감한 상대적으로 팽창과 유출을 위한 대향하는 두개의 플랩을 가진 가동 장치, 막에 연결된 시트의 폐쇄 위치에서 팽창 플랩을 유지하기 위하여 장치에 작용하는 탄성 요소, 밸브의 베이스에 배치되는 시트의 폐쇄 위치에서 유출 플랩을 유지하기 위하여 막과 연결되는 몇몇 탄성수단 [및] 유출 밸브의 개방 중 장치의 이동 경로를 제한하는 스토퍼를 가진 공압 밸브을 기술하고 있다.
그러한 밸브는 부분적으로 요구되는 기능을 수행하나, 사용에 한계를 가진다. 사실상, 양의 제어 압력은 측정 가능한 최소 압력에 제한을 부과하고, 매우 무른 땅에서 특히 농업용으로 사용되는 최저 압력을 위하여 사용되는 것을 금한다. 더구나, 필요한 대부분의 부품 제작이 매우 민감하고, 고가이다.
다른 알려진 종래의 제안은 유럽 특허 제 0 296 017 호에서 기술된 제어 공압 밸브에 관한 것으로, 이 밸브는 제어 챔버를 형성하는 하프-바디(half-body)와 유출 챔버를 결정하는 홈을 가지는 링 사이에서 유지되는 자동 제어 플랩에 연결되는 막을 가지며, 유출 챔버는 최대 용량에서 오픈되는 홀과 연통되고, 제어 챔버는 호스를 통한 압력-진공 회선에 따르며, 상기 자동 제어 플랩는 구멍을 막기 위하여 막을 밀어주고 동축으로 체크 밸브와 연계된다. 그러한 밸브는 만족감을 주나, 몇가지 단점을 가진다.
예컨대, 보통 허브의 형상에 의하여 강제되는 휠에서 중심이탈 설치의 경우, 원심력은 체크 밸브의 볼에 작용하고, 고속에서 이러한 밸브의 폐쇄를 방해하여 타이어의 점진적 수축을 유발한다.
이러한 밸브는 또한 체크 밸브의 실링 부족과 볼과 플랩 시트의 접촉을 완성하기에 충분하지 않은 용량에서 지지되는 압력에 의존하는 지지력 때문에 매우 낮은 압력을 가진 농업용 차량에 사용되는 것이 어렵다.
본 발명은 완전히 신뢰할 수 있고, 넓은 범위의 압력,속도범위에서도 사용할 수 있는 단순하고 저렴한 장치를 제공함으로써 상기과 같은 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상대 압력 하에서 가스 유체의 소스로부터 용적의 팽창과 수축을 원격 제어하는 기술영역에 관한 것으로, 특히 자동차 및 바퀴를 가진 산업용, 농업용, 민간용, 군용의 모든 육상 장치의 타이어 팽창 압력을 원격 제어하는 기술에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 목적에 따른 적용 예를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸브의 수직 단면도,
도 3과 4는 이러한 제 1 실시예의 기능에 있어 특히 두가지 단계를 도시한 단면도,
도 5는 레버의 형상과 이들이 접시 스프링 와셔에 연결되는 형태를 도시한부분도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 도 2와 같은 수직 단면도이다.
따라서, 본 발명은 용적의 팽창과 수축의 원격제어를 위한 공압 제어 밸브에 관한 것으로, 몸체와 커버 사이에 유지되는 막을 가지고, 이 막은 상기 커버 쪽으로 제어 챔버를, 상기 몸체 쪽으로 유출 챔버를 한정하며, 후자는 제어 압력에 의하여 강제되는 막의 위치에 따라, 한편으로는 휴지 위치에서는 플랩에 의하여 일반적으로 클로즈되는 파이프와 연결되어 수축의 경우 용적으로 오픈되며, 다른 한편으로는 팽창의 경우 관형 칼라에 의하여 상기 제어 챔버와 용적 사이에 가스 유체의 통로를 허용하는 동시에 대기로부터 고립될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 밸브는 상기 막에 연결된 컵에 의하여 이동하는 레버를 가지고, 상기 레버는 커버 또는 몸체의 고정 부분에 안착되며, 음압의 적용 중 막에 의하여 제공되는 힘의 방향의 전환을 유발하고, 따라서 양의 제어 압력의 작용에서도 대기 압력에 대한 음의 제어 압력에서 만큼 좋은 용적의 격리를 위한 플랩의 개방을 확보할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 레버는 그 위치를 홀딩하는 링에 연결된다.
특히 구성 배열에 있어, 상기 레버가 연결되는 상기 링은 접시 스프링 와셔로 구성된다.
바람직하게는, 상기 레버는 두개이고, 대칭적으로 배치되며, 상기 접시 스프링 와셔의 일부이다.
다른 특징에 따르면, 상기 레버가 안착되는 고정 부분은 상기 제어 챔버를 상기 유출 챔버와 연결시키는 상기 원형 파이프를 클로즈하기 위하여 실링 링을 가진다.
다른 특징에 따르면, 상기 레버의 단부는 구동 플레이트를 가지는 유출 플랩의 제어 로드에 작용하고, 상기 레버의 구동 플레이트의 면에 대한 방향은 따라서 상기 수축 코스 이동의 초기에, 상기 플랩의 오픈을 위해 필요한 최대 음의 압력 값을 제한할 수 있도록 하는 높은 레버 암(arm) 비율을 얻을 수 있도록 하고, 반면, 상기 수축 코스 이동의 말기에는, 상기 암 비율이 감소하고, 상기 플랩의 이동은 큰 단면적의 통로를 얻을 수 있도록 증가된다.
다른 특징에 따르면, 상기 제어 로드는 상기 플랩의 가이드를 확실히 한다.
본 발명은 또한 하나 또는 그 이상의 용적의 팽창과 수축을 원격 제어하기 위한 설비에 관한 것으로; 각 용적을 위하여, 상기 제어 챔버를 두 지류로 연결하고 압력하의 유체 소스 또는 음압 소스로 각각 유도하는 단일 파이프라인을 가지며, 상기 파이프라인은 또한 압력 측정 수단과 대기로 유도되는 배출 라인에 연결되는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 상기 밸브의 장점은, 예컨대, 2 x 104Pa 정도의 매우 낮은 압력에서도 아주 안전하게 제어하는 것이 가능하다는 것이다.
다른 장점은, 고속 차량에서, 휠의 중심-이탈 위치에 설치된 경우에 있어서도 기능할 수 있다는 점이다.
또한, 다른 장점은 둘 또는 그 이상의 용적에서도, 각각 하나 또는 둘 이상의 밸브를 가지고 단일 파이프라인으로 제어되어, 쉽게 압력의 균형을 잡을 수 있다는 점이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조한 한정적이지 않은 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하는 바, 이에 의하여 다양한 다른 특징들이 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 공압 밸브(참조번호 1로 지시됨)를 도시한 것인 바, 이는 부분적으로 도시된 타이어(2)의 압력을 제어하기 위하여 적용되는 것으로 자동차(도시되지 않음)의 휠에 설치된다. 휠 디스크의 중심-이탈 위치에 설치되는 밸브(1)은 파이프(3)에 의하여 타이어에 연결되고, 차량의 축 또는 섀시에 부착되는 휠, 회전 조인트(5), 회선(6)과 교대로, 파이프라인(4)에 의하여 압력-진공 소스를 가지는 구동 및 제어 설비에 연결된다. 회선(6)은 격리 밸브(7)를 매개로 하여, 압력하의 유체를 공급하기 위한 소스(8)에 연결될 수 있다. 회선(6)은 또한 음의 압력 소스(9)와 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 압력하의 유체 소스는 컴프레셔(도시되지 않음)에 의하여 자가 공급될 수 있는 공기 탱크(10)일 수 있고, 음의 압력 소스는, 예컨대 격리 밸브(13)에 의하여 제어되는 파이프라인(12)에 의하여 압력 소스(8)에 의한 공급이 이루어지고, 한편 다른 격리 밸브(14)는 회선(6)이 벤츄리에 의하여 발생되는 음압에 연결되도록 하는 벤츄리 형 액체 분사 진공 펌프(11)일 수 있다. 용적의 격리를 확보하고 회전 조인트(5)의 압력 제거를 위하여 필요한 드레인 라인은 폐쇄되었던 밸브(14)와 밸브들(7,13)의 개방에 의해 유리하게 형성될 수 있다. 제어 회로는 몇몇 용적에 대체적으로 또는 동시에 작용될 수 있다; 이때 파이프(6)는 제어되는 용적의 수만큼 분기되고, 각 분지들은 세 방향 밸브(16, 16bis, 16ter)에 의하여 대기로 오픈되거나 격리되도록 하는 것이 가능하다.
도 2에 따르면, 상기 장치(1)는 몸체(18)와 커버(19) 사이에 끼워진 막(17)을 가진다. 막(17)은, 커버(19)와 함께 제어 챔버라 불리는 공동을, 몸체(18)와 함께, 유출 챔버라 불리는 다른 공동(21)을 한정하게 된다. 공동(20)은 두개의 편향된 홀(22)과 오목부(23)를 통하여 파이프(6)와 통하는 반면, 공동(21)은 한편으로는 개구(24)를 통하여 대기와, 다른 한편으로는 파이프(25)를 통하여 용적(2)과 연통한다.
몸체(19)와 커버(19) 및 막(17)의 조립체는 나사, 주름, 용접 등 적절한 수단에 의하여 확보될 수 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 회전에 의하여 구성 부분의 형성을 촉진하는 주축x-x' 를 가지는 회전에 의하여 형성된 몸체 형상으로 존재하도록 형성된다.
상기 장치는 또한 플랩(28)이 내장되는 오목부(27)를 구비한 베이스(26)를 가지고, 상기 플랩은 바람직하게는 원뿔대 형상으로, 탄성 요소(29)의 도움으로 파이프(25)를 클로즈한다. 플랩(28)은 레버(32)가 지지되는 플레이트(31)를 구비한 푸시 로드(30)에 의하여 연장된다.
그 중심에 연결된 막(17)은 그 중심에 부착되고, 적절한 수단, 예컨대 컵에 압축되거나 주름지게한 링(34)에 의하여 막에 밀봉되는 방법으로 설치된 컵(33)을 가지고 있다.
컵(33)은 원추형 목(36)에 의하여 챔버(20) 쪽으로 연장되고, 칼라(37)에 의하여 챔버(21) 쪽으로 연장된 홀(35)을 가진다.
상기 컵은 또한 홀(35) 내부에, 레버(32)의 단부가 연결되는 링(32a)이 내장되는 그루브(38)을 가진다.
커버(19)는 홀(35) 내부로 돌출되고 상기 홀과 함께 원형 파이프를 형성하는 돌출부(39)를 가진다. 이 돌출부는 오목부 설정 높이에서 외경이 홀(35)에 적당한 실링 링(40)이 제공된다.
이 돌출부는 또한 그 중심부에 상기 푸시 로드(30)의 단부가 수용될 수 있는 블라인드 홀(41)이 천공되어 있다.
도 2에 도시된 위치, 소위 휴지 위치에서, 상기 상대 제어 압력은 영이다. 즉, 밸브들(7,13)은 클로즈되고, 밸브들(14,16)은 오픈되어, 회선(6)은 대기로 오픈된다. 플랩(28)은 상기 탄성 요소(27)의 작용에 의하여 파이프(25)를 클로즈 하고, 막(17)에 연결된 컵(36)은 몸체(18)과 커버(19) 사이의 중간 위치에 있게 된다. [그리고] 상기 막의 고유 탄성력과 구동 플레이트(31)와 돌출부(39) 사이에 유지되는 레버(32)의 작용에 의해, 상기 실링 링(40)의 가장자리는 상기 원뿔대 목(36)이 시작되는 지점에서 홀(35)을 덮는다.
이 위치에서, 상기 장치는 용적(2)과 주변환경 사이를 밀폐시킨다.
팽창, 수축 또는 측정 단계 중의 상기 구동 파이프라인이 차단되는 경우, 제어 챔버(20)는 대기로 다시 오픈되고, 따라서 상기 용적(2)의 격리는 상기한 바와 같이 확보된다.
팽창 용적(2)이 문제인 경우, 밸브들(13,14)은 클로즈되고, 밸브들(13,16)은 오픈된다. 이러한 상태 하에서, 상기 압력은 챔버(20)내에서, 상기 막(17)의 변형과 상기 컵(33)의 이동을 밸브 몸체(18) 방향으로 유도 하기에 충분한 값으로 신속히 상승한다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소스(10)로부터 공급된 유체의 압력은 상기 플레이트(31)의 외부로 흔들림 안착하는 상기 레버(32)에 의한 푸시 로드(30)의 직접 움직임에 의하여 상기 밸브 몸체(18)의 바닥에 칼라(37)가 안착함과 동시에 유출 개구(24)의 격리, 및 플랩(28)의 개방을 유발한다.
또한, 실링 링(40)은, 상기 압력하의 유체가 작은 로드 손실을 가지고 제어 챔버(20)로 부터 용적(2)으로 흐르고, 상기 홀(35)과 돌출부(39) 사이에 형성된 원형 파이프, 상기 칼라(37)와 파이프(25) 내부를 통하여 연속적으로 이송되도록 하는 방법으로, 목(36)으로 부터 이동한다.
상기 용적(2)내의 압력을 측정하기 위하여, 팽창 작업 중, 또는 상기된 팽창 시작 후, 밸브(7)를 클로즈 하는 것으로 충분하고, 따라서 유체의 흐름의 중단과 이에 따른 로드 손실 때문에, 상기 압력은 상기 용적(2)과 파이프(6) 사이에서 균형을 이룬다. 이러한 압력은 그 후 마노미터(15)에 의하여 읽을 수 있거나, 또는 어떤 다른 적절한 측정 수단을 가진 작업에 의하여 기록될 수 있다.
상기 팽창 작동의 정지는 밸브(8)의 클로즈와 밸브(14)의 개방에 의하여 유발된다. 상대 압력은 그 후 제어 챔버에서 없어지고, 상기 막은 휴지 위치로 돌아가며, 동시에 탄성 수단(27)은 플랩(28) 파이프(25)를 클로즈하도록 되밀어준다. 상기 용적(2)으로 부터의 압력은 또한 이러한 플랩의 클로즈 및 밀폐를 강화시킨다.
용적(2)의 수축을 위하여, 밸브(7)는 클로즈되고, [및] 밸브들(13,14,16)은 오픈된다. 상기 액체 분사 진공 펌프(11)에 의하여 형성된 음압은 제어 챔버(20)로 전달되고, 막(17)은 변형되며, 커버(19)의 방향으로 그에 대하여 정지할 때까지 컵(33)의 이동을 유발한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 컵(33)의 이동은 상기 레버(32)가 거의 중간 부분에서 상기 돌출부(39)의 외부에 닿아, 회동하도록 한다. 상기 레버(32)의 자유 단부는 그 후 상기 칼라(37)의 모서리와 접촉하고 푸시 로드(30)가 플랩(28)을 오픈시키도록 이동시킨다.
상기 컵(33)의 이동 중, 제어 챔버(20)내에 음의 압력을 유지하고 이를 유출 챔버(21)로부터 격리시키기 위하여, 실링 링(40)은 홀(35)과 접촉한 상태를 유지하여, 돌출부(39)와 함께 형성된 상기 원형 파이프를 클로즈한다.
따라서, 용적(2)은 챔버(21)와 개구(24)를 통하여 대기와 연결되고; 상기 몸체(18)의 바닥으로부터 떨어져 움직이는 칼라(37)는 매우 신속한 수축을 얻기 위하여 파이프(25)와 챔버(21) 사이에 넓은 단면적의 통로를 제공한다.
또한, 상기 구동 플레이트(31)의 바닥의 측면 형상은 상기 유체의 흐름을 촉진시키고, 유출로 발생되는 난류와 소음을 제한한다.
상기 수축의 정지는 밸브(13)의 클로즈에 의하여 얻어진다; 파이프(6)와 제어 챔버(20)는 그 후 상대 압력이 다시 영으로 될 것이다; 상기 탄성 수단은 플랩(28)이 클로즈 되도록 되밀고, 푸시 로드(30), 레버(32)와 컵(33)이 상기 휴지 위치로 되돌아 가도록 한다.
도 5에 도시된 것은 레버(32)의 작동 형태를 도시한 평면도로서, 바람직하게는 상기 레버는 두개이고, 접시 스프링 와셔(42)에 연결되며, 레버를 바람직한 휴지 위치에 유지하고 안장형 커브를 가진 스프링 효과를 얻을 수 있는 장점을 가진다. 결론적으로, 수축후 휴지 위치로의 환원이 향상되고, 반면 플랩(28)의 개방을 위하여 필요한 음의 압력 값을 최소화하게 된다.
도 6은 장치(1)의 다른 실시예를 도시한 것으로, 이에 따르면 돌출부(39)가 커버(19)에 연결되어 있지 않고 두개의 발(43)에 의하여 몸체(18)에 연결된다.
도시되지 않은 실시예에 따르면, 레버(32)는 힌지 핀에 의하여 돌출부(39)에 연결될 수 있다; 이때 상기 레버의 외부 단부는 그루브(38)에서 자유롭고, 링에 연결되지 않는다.
본 발명은 위에서 기술되고 설명된 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 범위를 벗어남 없이 이에 다양한 변형이 가능하다; 특히, 상기 레버는 상기 제어 챔버 내에 위치될 수 있고, 와셔(34)에 의하여 실행될 수 있으며, 상기 구동 플레이트에 안착되는 푸시 로드 중간에 작용할 수 있다; 이때 팽창 중에 상기 플랩(28)의 개방은 상기 컵에 설치되고, 홀(35)로 부터 연장되며, 구동 플레이트(31)에 직접적으로 안착되는 핑거의 작용에 의하여 얻어질 수 있다.
Claims (11)
- 개구(24)를 가지는 밸브 몸체(18)와 커버(19) 사이에 유지되는 막(17)을 가지고; 상기 막은 한편으로 커버(19)와 함께 제어 챔버(20)를 한정하고, 다른 한편으로 몸체(18)와 함께, 유출 챔버(21)를 한정하며, 후자가 제어 챔버(20)로부터 고립됨과 동시에 용적(2)과 접촉하는 것이 가능하고, 제어 챔버(20) 또한 용적(2)과 접촉하는 것이 가능하여, 유출을 클로즈하며, 커버(19) 또는 몸체(18)의 고정 부분에 안착되는 레버(32)를 구비하여, 음압의 작용 중 막(17)에 의해 제공되는 힘의 방향을 전환하고, 양의 제어 압력하에서도 대기 압력에 대한 음의 제어 압력 만큼 확실한 플랩(28)의 개방을 확보하는 것을 특징으로 하는 용적(2)의 팽창과 수축을 원격 제어하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 레버(32)의 지지점은 홀(35) 내부로 돌출되어 이 홀과 원형 파이프를 형성하는 돌출부(39) 형상으로 존재하는 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 돌출부(39)는 음의 상대 압력 하의 제어 중 홀(35)과 돌출부(39) 사이의 상기 원형 파이프를 클로즈 하기 위하여 실링 링(40) 구비하는 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 레버(32)는 컵(33)의 그루브(38)에 내장되는 링(32a)에 연결되는 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 링(32a)은 접시 스프링 와셔(42)의 형상인 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항 또는 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 레버(32)는 접시 스프링 와셔(42)의 일부분이 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 레버(32)는 구동 플레이트(30)를 가지는 푸시 로드(31)에 작용하는 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 수축 코스 이동의 초기에 구동 플레이트(31)에 안착되는 상기 레버(32)의 방향은 높은 레버 암(arm) 비율을 제공하는 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 푸시 로드(30)는 돌출부(39)에 형성된 홀(41)에 의하여 그 축에서 가이드 되도록 유지되는 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 제 1 항 또는 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 팽창 또는 측정 단계에서, 상기 실링 링(40)의 컵(33) 원뿔대 목(36)에 대한 상대적인 위치는 상기 유체의 통로에 적은 저항을 제공하는 것을 특징으로 하는 공압 제어 밸브.
- 밸브 또는 선택적 제어 밸브의 매개를 통하여, 압력-진공의 소스, 및 압력 측정 수단(15)에 연결되는 파이프라인(6)을 가지고, 상기 청구항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 제어 밸브를 가지는 것을 특징으로 하는 용적(2)의 팽창과 수축의 원격 제어를 위한 설비.
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