KR20040015892A - Canning apparatus of substrate - Google Patents

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KR20040015892A
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이인희
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현대자동차주식회사
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Abstract

PURPOSE: A canning apparatus and a canning method are provided to prevent damages of mat and carrier, while reducing manufacturing costs. CONSTITUTION: A canning apparatus comprises a work table(31) having a through hole(32) penetrating in a vertical direction; an arbor(34) arranged on the work table and shaped as a cylinder, wherein the arbor has a diameter smaller than the diameter of the through hole of the work table and larger than the diameter of a carrier(23); a pusher(33) which disposes the carrier on the arbor and reciprocates in a vertical direction so as to press the carrier; and a support member(35) for supporting a can(21).

Description

촉매 담체의 캔닝장치 및 캔닝방법{Canning apparatus of substrate}Canning apparatus and canning method of catalyst carrier

본 발명은 촉매 담체의 캔닝장치 및 캔닝방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 촉매 담체를 제작하는 과정에서 캔의 내부에 매트 및 담체를 삽입하는 방법을 개선하여 매트의 손상이 방지되도록 하는 촉매 담체의 캔닝장치 및 캔닝방법에 관한 것이다.The present invention relates to a canning apparatus and a canning method for a catalyst carrier, and more particularly, to improve the method of inserting a mat and a carrier into a can in the process of preparing a catalyst carrier, thereby preventing damage to the mat. It relates to a canning device and a canning method.

일반적으로 엔진에서 배기 매니폴드를 통해 배출되는 배기가스는 배기 파이프를 거쳐 촉매변환기(Catalytic converter)로 도입되어 정화되고, 머플러를 통과하면서 소음이 감쇄된 후 배기파이프를 통해 대기 중으로 방출된다. 상기한 촉매변환기는 매연여과장치(DTF, Diesel Particulate Filter)의 일종으로 배출가스에 포함되어 있는 오염물질을 처리하는 역할을 하는 것이다. 그리고 상기한 촉매변환기 내부에는 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)을 포집하기 위한 촉매 담체가 형성된다.In general, the exhaust gas discharged from the engine through the exhaust manifold is introduced into the catalytic converter through the exhaust pipe to be purified, the noise is attenuated while passing through the muffler, and then discharged into the atmosphere through the exhaust pipe. The catalytic converter is a kind of diesel particulate filter (DTF), and serves to treat pollutants contained in the exhaust gas. In addition, a catalyst carrier for trapping particulate matter (PM) included in exhaust gas is formed in the catalytic converter.

상기와 같은 촉매 담체의 종류에는 그 구성상의 특징에 따라서 펠릿형, 세라믹 허니컴형, 금속 와이어형 등이 있다.There are pellet type, ceramic honeycomb type, metal wire type and the like according to the type of the catalyst carrier.

우선, 펠릿형 담체는 세라믹으로 된 다수의 작은 구슬을 금형으로 찍어서 캔 속에 넣어 그 사이로 배기가스가 통과되도록 구성된다. 이와 같은 펠릿형 촉매 담체는 허니컴형 담체에 비하여 배기가스의 압력이 많이 걸리게 되므로 최근에는 거의 사용되지 않고 있다.First, the pellet carrier is constructed by taking a plurality of small beads made of ceramic into a mold and placing them in a can so that the exhaust gas passes between them. Such pellet catalyst carriers have been used in recent years because the pressure of the exhaust gas is higher than that of the honeycomb carriers.

그리고 세라믹 허니컴형 담체는 그 재질은 내열성이 높은 마그네슘-알미늄 실리케이트가 주성분이고, 그 형상은 수천개의 벌집형 통로가 형성되어 그 사이로 배기가스가 통과되도록 구성된다. 그런데 상기한 세라믹 허니컴형 담체는 진동이나 충격에 약하기 때문에 캔과 담체 사이에는 금속섬유 등과 같은 탄성물질의 매트가형성된다. 이 탄성물질의 매트는 자동차 운전 중 담체와 캔의 팽창계수를 보상해주며 기계적 응력을 흡수하게 된다. 이와 같은 세라믹 허니컴형은 최근 가장 많이 사용되고 있는 촉매 담체의 형식이다.The ceramic honeycomb carrier is made of magnesium-aluminum silicate having high heat resistance, and the shape of the ceramic honeycomb carrier is such that thousands of honeycomb passages are formed to allow exhaust gas to pass therebetween. However, since the ceramic honeycomb carrier is susceptible to vibration and impact, a mat of an elastic material such as a metal fiber is formed between the can and the carrier. This elastic mat compensates the expansion coefficient of the carrier and can while driving a car and absorbs mechanical stress. Such a ceramic honeycomb type is a type of catalyst carrier which is most recently used.

도 5는 일반적인 촉매 담체의 도시한 것으로서, 촉매 담체(10)의 캔(11) 내부에는 허니컴형의 담체(13)가 수용되고, 상기 캔(11)과 담체(13)의 사이에는 탄성물질인 매트(12)가 개재된다.FIG. 5 illustrates a general catalyst carrier, in which a honeycomb carrier 13 is accommodated in the can 11 of the catalyst carrier 10, and an elastic material is formed between the can 11 and the carrier 13. The mat 12 is interposed.

특히, 상기한 담체(13)는 원통형의 캔(11) 내부에는 주기적으로 막혀 있는 다수의 채널(13a)이 마련되도록 금속이나 파이버 재질로 망체(13b)가 형성되는데, 상기 망체(13b)는 다수의 원주가 형성되고 각 원주와 원주 사이의 틈이 지그재그로 연결된 형상으로 이루어진다. 그리고 상기한 망체(13b)의 벽에는 세라믹층이 도포되며, 상기 세라믹층의 외측에는 귀금속으로 도포된 촉매층이 도포된다.In particular, the carrier 13 is formed of a mesh 13b made of metal or fiber so that a plurality of channels 13a which are periodically blocked in the cylindrical can 11 are provided, and the mesh 13b is formed in a large number. The circumference of the circumference is formed and the gap between each circumference and the circumference is made in a zigzag shape. A ceramic layer is applied to the wall of the mesh 13b, and a catalyst layer coated with a noble metal is applied to the outside of the ceramic layer.

따라서 각 채널(13a) 입구로 들어온 배기가스는 채널(13a)을 통과하면서 상기한 촉매층에 입자상 물질이 포집되고, 포집된 입자상 물질은 재생과정을 거쳐 산화되거나 환원되는 것이다.Therefore, the exhaust gas entering the inlet of each channel 13a is collected in the catalyst layer while passing through the channel 13a, and the collected particulate matter is oxidized or reduced through a regeneration process.

도 6은 상기와 같은 촉매담체가 제작되는 공정을 도시한 것으로서, 상기한 촉매담체를 제작하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 우선, 상기한 담체(13)는 매트(12)로써 감싸지고, 매트(12)로써 감싸진 담체(13)를 상기 캔(11)에 강제로 압입하여 촉매담체(10)가 완성된다.FIG. 6 illustrates a process of preparing the catalyst carrier as described above. The process of preparing the catalyst carrier is as follows. First, the carrier 13 is wrapped with a mat 12, and the carrier 13 wrapped with the mat 12 is forcibly pressed into the can 11 to complete the catalyst carrier 10.

이를 위해, 종래에는 원통형의 캔(11)을 작업대(15)에 세워놓은 다음, 상기 캔(11)의 상측에 내주면이 상광하협한 콘(16)을 위치시킨다. 이 콘(16)은 상기한매트로 감싸진 담체(13)를 기제작된 원통형의 캔(11)에 삽입하는 과정에서 매트(12)가 밀려나지 않도록 하기 위한 것이다. 상기 콘(16) 하단의 외경은 캔(11)의 상부 내경보다 0.5~1mm 정도 작게 형성된다.To this end, conventionally, the cylindrical can 11 is erected on the work table 15, and then the cone 16 whose inner circumferential surface is subscopically positioned above the can 11 is positioned. The cone 16 is for preventing the mat 12 from being pushed out in the process of inserting the carrier 13 enclosed in the above-mentioned mat into the cylindrical can 11 manufactured. The outer diameter of the bottom of the cone 16 is formed to be 0.5 ~ 1mm smaller than the upper inner diameter of the can (11).

그런 다음, 상기한 콘(16)의 상부에서 매트(12)의 하단을 수용시키고, 상기 매트(12)의 상부를 푸셔(17)로 누르게 된다. 그러면, 상기한 매트(12)는 푸셔(17)에 의해서 점차 하강되면서 캔(11)에 강제로 삽입되는 것이다.Then, the lower end of the mat 12 is received at the upper portion of the cone 16, and the upper portion of the mat 12 is pushed by the pusher 17. Then, the mat 12 is forcibly inserted into the can 11 while being gradually lowered by the pusher 17.

그러나 상기와 같이 콘 하단의 외경이 캔의 내경보다 작게 형성되므로서 매트가 압입되는 과정에서 강한 반발력이 발생되어 매트가 손상되는 문제점이 있었다.However, since the outer diameter of the bottom of the cone is formed smaller than the inner diameter of the can as described above, a strong repulsive force is generated in the process of pressing the mat has a problem that the mat is damaged.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 촉매 담체를 제작하는 과정에서 캔의 내부에 매트 및 담체를 삽입하는 방법을 개선하여 매트의 손상이 방지되도록 하는 촉매 담체의 캔닝장치 및 캔닝방법을 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the canning apparatus of the catalyst carrier to prevent damage to the mat by improving the method of inserting the mat and the carrier in the can in the process of manufacturing the catalyst carrier and The purpose is to provide a canning method.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

상하방향으로 관통공이 형성된 작업대와;A work bench having a through hole formed in an up and down direction;

상기한 작업대의 상부에 상기 관통공의 지름보다 작으며, 담체의 지름보다는 큰 지름을 갖는 원기둥형상으로 형성되는 아버와;An arbor formed on the upper part of the work table in a cylindrical shape having a diameter smaller than the diameter of the through hole and larger than the diameter of the carrier;

상기한 아버의 상측에 담체를 위치시킨 후, 상기 담체를 가압하기 위해 상하로 왕복작동되는 푸셔;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고,And a pusher reciprocating up and down to pressurize the carrier after placing the carrier on the upper side of the arbor.

캔의 내부에 매트를 삽입하는 매트 삽입단계와;A mat insertion step of inserting a mat into the can;

작업대에 형성된 관통공 상부에 상기한 캔을 수직으로 세우는 캔 세팅단계와;A can setting step of vertically standing the can above the through hole formed in the work table;

상기 캔의 상부에 담체의 지름보다 0.3~0.5mm 큰 지름을 갖는 아버를 위치시키는 아버 세팅단계와;An arbor setting step of placing an arbor having a diameter of 0.3 to 0.5 mm larger than a diameter of a carrier on an upper portion of the can;

상기한 아버의 상부에 담체를 위치시키는 담체 세팅단계와;A carrier setting step of placing a carrier on the top of the arbor;

상기 아버에 세팅된 담체를 가압하기 위해 푸셔를 하강시키는 가압단계와;A pressing step of lowering the pusher to pressurize the carrier set on the arbor;

상기한 푸셔를 원위치되고, 아버가 제거되는 마무리 단계; 를 거쳐, 캔닝공정이 이루어지는 것을 특징으로 한다.A finishing step of returning the pusher to the original position and removing the arbor; Through the canning process is characterized in that it is made.

도 1은 본 발명에 의해 형성되는 캔닝장치의 구성도.1 is a block diagram of a canning apparatus formed by the present invention.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 캔닝장치의 사용상태도를 도시한 것으로,2 to 4 show the state of use of the canning apparatus according to the present invention,

도 2는 캔닝의 준비된 상태의 도면.2 is a view of a ready state of canning;

도 3은 푸셔가 하강되는 상태의 도면.3 is a view of a state in which the pusher is lowered.

도 4는 캔에 담체가 삽입된 상태의 도면.4 is a view of a carrier inserted into the can.

도 5 내지 도 6은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.5 to 6 are views for explaining the conventional technology.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

20 : 촉매 담체 21 : 캔20 catalyst catalyst 21 can

22 : 매트 23 : 담체22: mat 23: carrier

30 : 캔닝장치 31 : 작업대30: canning device 31: worktable

32 : 관통공 33 : 푸셔32: through hole 33: pusher

34 : 아버 35 : 지지구34: arbor 35: support

이하, 본 발명에 의한 촉매 담체의 캔닝장치의 구성 및 그 작동방법을 도면과 함께 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the canning apparatus for the catalyst carrier according to the present invention and its operation method will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의해 형성되는 캔닝장치의 구성도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 캔닝장치의 사용상태도를 도시한 것으로, 도 2는 캔닝의 준비된 상태의 도면이고, 도 3은 푸셔가 하강되는 상태의 도면이고, 도 4는 캔에 담체가 삽입된 상태의 도면이다.1 is a block diagram of a canning apparatus formed by the present invention, Figures 2 to 4 are views showing the state of use of the canning apparatus according to the present invention, Figure 2 is a view of a ready state of the canning, Figure 3 4 is a view of a state in which the pusher is lowered, and FIG. 4 is a view of the carrier inserted into the can.

도면 중에 표시되는 도면부호 20은 본 발명에 의해 형성되는 촉매 담체를 지시하는 것이고, 도면부호 30은 본 발명에 의해 형성되는 캔닝장치를 지시하는 것이다.Reference numeral 20 shown in the drawings indicates a catalyst carrier formed by the present invention, and reference numeral 30 indicates a canning apparatus formed by the present invention.

상기한 촉매 담체(20)는 종래기술의 설명에서와 같이 캔(21)의 내부에매트(22)와 담체(23)가 차례로 형성되는 것이다. 즉, 상기 캔(21)의 내부에 매트(22)가 수용되고, 그 매트(22) 내부에 촉매(23)가 삽입되어 촉매 담체(20)라는 한 유니트가 형성되는 것이다.In the catalyst carrier 20, the mat 22 and the carrier 23 are sequentially formed in the can 21 as described in the related art. That is, the mat 22 is accommodated in the can 21, and the catalyst 23 is inserted into the mat 22 to form a unit called the catalyst carrier 20.

즉, 본 발명에서는 상기한 캔(21)의 내부에 상기 담체(22) 및 매트(23)를 삽입하기 위한 장치를 제공하는 것이다.That is, the present invention provides an apparatus for inserting the carrier 22 and the mat 23 into the can 21 described above.

상기한 캔닝장치(30)는 작업대(31)에 상하방향으로 관통공(32)이 형성되고, 상기 관통공(32)의 상측에는 캔(21)에 담체(23)를 압입하기 위한 푸셔(33)가 형성된다. 그리고, 상기한 푸셔(33)가 담체(23)를 누르는 과정에서 담체(23)가 캔(21)에 삽입되는 것을 안내하기위한 아버(34)가 형성된다. 즉, 상기한 아버(34)는 담체(23)의 크기에 맞는 것을 선택하여 사용하는 것으로, 담체(23)의 직경편차를 고려하여 약간씩 직경이 다게 10여개 정도가 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 상기한 아버(34)의 직경은 상기 담체(23)의 직경보다 0.3~0.5mm 크게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 아버(34)의 하단은 챔퍼가공되는 것이 바람직하다.The canning apparatus 30 has a through hole 32 formed in a vertical direction in the work table 31, and a pusher 33 for pressing the carrier 23 into the can 21 on the upper side of the through hole 32. ) Is formed. In addition, an arbor 34 is formed to guide the insertion of the carrier 23 into the can 21 while the pusher 33 presses the carrier 23. That is, the arbor 34 is used to select the one suitable for the size of the carrier 23, in consideration of the diameter deviation of the carrier 23, it is preferable that about 10 pieces are formed in a slightly different diameter. In particular, the diameter of the arbor 34 is preferably formed to be 0.3 ~ 0.5mm larger than the diameter of the carrier 23. In addition, the lower end of the arbor 34 is preferably chamfered.

특히, 상기한 푸셔(33)는 본 발명에서는 그 구조가 상세하게 도시되지는 않았지만, 프레스 기계와 같은 자동화기계로 형성되는 것이 바람직하다.In particular, although the structure of the pusher 33 is not shown in detail in the present invention, the pusher 33 is preferably formed of an automated machine such as a press machine.

이상과 같이 형성되는 캔닝장치를 이용하여 촉매담체를 제작하는 방법은 다음과 같다.Method for producing a catalyst carrier using the canning device formed as described above is as follows.

우선, 상기한 담체(23)의 지름을 측정한 다음에, 상기한 담체(23)의 직경보다 0.3~0.5mm 정도가 큰 아버(34)를 선택한다.First, the diameter of the carrier 23 is measured, and then the arbor 34 having a diameter of about 0.3 to 0.5 mm larger than the diameter of the carrier 23 is selected.

그리고 상기한 캔(21)을 작업대(31)의 상부, 즉 관통공(32)의 상부에 세팅을하게 되는데, 상기 관통공(32)의 상부 외주연에는 캔(21)의 하부를 지지하는 원형의 지지구(35)가 사용되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기한 캔(21)의 내주면에는 담체(23)를 보호하기 위한 매트(22)가 미리 수용된 상태이다.In addition, the can 21 is set at the upper portion of the work table 31, that is, the upper portion of the through hole 32. The upper outer periphery of the through hole 32 supports a lower portion of the can 21. It is preferable that the support tool 35 be used. At this time, the mat 22 for protecting the carrier 23 is already accommodated on the inner circumferential surface of the can 21.

그런 다음, 상기한 단계에서 선택된 아버(34)의 하단을 상기한 캔(21)의 상부에 위치시키고, 아버(34)의 상부에는 담체(23)가 수직상태가 되도록 세팅한다.Then, the lower end of the arbor 34 selected in the above step is positioned on the upper portion of the can 21, and the carrier 23 is set on the upper portion of the arbor 34 so as to be in a vertical state.

상기 단계에서 캔(21), 아버(34) 및 담체(23)의 세팅이 끝난 다음에는 작업자는 푸셔(33)가 하강되도록 기계를 작동시켜, 상기한 담체(23)가 캔(21)의 상부공을 향해 하강되도록 한다.After the setting of the can 21, the arbor 34 and the carrier 23 in this step, the operator operates the machine so that the pusher 33 is lowered, so that the carrier 23 is the upper hole of the can 21. Descend towards you.

따라서 상기한 아버(34)의 하단에 형성된 챔퍼부분이 매트(22)의 상부공으로 삽입되기 시작한다. 그리고 푸셔(33)의 계속되는 하강에 의해서 상기한 아버(34) 및 담체(23)는 매트(22)의 내부로 삽입된다. 계속해서 상기 푸셔(33)가 하강되어, 그 하단이 캔(21)의 상부에 이르게 되면 상기 담체(23)가 매트(22)에 끼워진 상태가 된다. 이 때, 아버(34)는 매트(22)에서 완전히 빠져서 관통공(32)에 위치되어진다. 상기 아버(34)는 자중에 의해 작업대(31)의 하강에 떨어지거나, 별도의 작업을 거쳐 제거해내면 된다.Therefore, the chamfer portion formed at the lower end of the arbor 34 starts to be inserted into the upper hole of the mat 22. The arbor 34 and the carrier 23 are inserted into the mat 22 by the continuous lowering of the pusher 33. Subsequently, when the pusher 33 is lowered and the lower end reaches the upper portion of the can 21, the carrier 23 is in a state of being fitted to the mat 22. At this time, the arbor 34 is completely removed from the mat 22 and positioned in the through hole 32. The arbor 34 may fall off the work table 31 by its own weight or may be removed through a separate work.

그리고 상기한 푸셔(33)는 원래의 위치로 귀환시키게 되면 촉매 담체(20)의 캔닝작업이 마무리되는 것이다.When the pusher 33 is returned to its original position, the canning operation of the catalyst carrier 20 is finished.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 캔의 내부에 담체를 강제로 압입하는 공정에서 담체의 직경편차에 따른 적당한 크기의 아버를 선택하여 사용하게 되므로서,종래기술의 경우에 담체가 손상되는 문제점이 해결될 뿐만 아니라, 캔닝장치의 구조가 비교적 간단하므로서 촉매담체를 제작하는 캔닝비용이 절감되는 장점이 있는 것이다.The present invention constituted as described above is to select and use an arbor of an appropriate size according to the diameter deviation of the carrier in the process of forcibly injecting the carrier into the can, solving the problem that the carrier is damaged in the prior art In addition, since the structure of the canning device is relatively simple, there is an advantage in that the canning cost for manufacturing the catalyst carrier is reduced.

Claims (4)

상하방향으로 관통공(32)이 형성된 작업대(31)와;A work table 31 having a through hole 32 formed in an up and down direction; 상기한 작업대(31)의 상부에 상기 관통공(32)의 지름보다 작으며, 담체(23)의 지름보다는 큰 지름을 갖는 원기둥형상으로 형성되는 아버(34)와;An arbor 34 formed in a cylindrical shape having a diameter smaller than the diameter of the through hole 32 and larger than the diameter of the carrier 23 in the upper portion of the work table 31; 상기한 아버(34)의 상측에 담체(23)를 위치시킨 후, 상기 담체(23)를 가압하기 위해 상하로 왕복작동되는 푸셔(33);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 촉매 담체의 캔닝장치.Canning of the catalyst carrier, characterized in that it comprises a; the carrier 23 is positioned above the arbor 34, the pusher 33 reciprocating up and down to pressurize the carrier 23; Device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 아버(34)의 직경은 상기 담체(23)의 직경보다 0.3~0.5mm 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 담체의 캔닝장치.The diameter of the arbor (34) is a canning device for a catalyst carrier, characterized in that formed 0.3 ~ 0.5mm larger than the diameter of the carrier (23). 제 1 항 혹은 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기한 관통공(32)의 상부에는 캔(21)을 지지하기 위한 지지구(35)가 형성되는 것을 특징으로 하는 촉매 담체의 캔닝장치.Canning apparatus of the catalyst carrier, characterized in that the support (35) for supporting the can (21) is formed in the upper portion of the through hole (32). 캔(21)의 내부에 매트(22)를 삽입하는 매트 삽입단계와;A mat insertion step of inserting the mat 22 into the can 21; 작업대(31)에 형성된 관통공(32) 상부에 상기한 캔(21)을 수직으로 세우는 캔 세팅단계와;A can setting step of vertically standing the can 21 above the through hole 32 formed in the work table 31; 상기 캔(21)의 상부에 담체(23)의 지름보다 0.3~0.5mm 큰 지름을 갖는 아버(34)를 위치시키는 아버 세팅단계와;An arbor setting step of placing an arbor 34 having a diameter of 0.3 to 0.5 mm larger than the diameter of the carrier 23 on the top of the can 21; 상기한 아버(34)의 상부에 담체(23)를 위치시키는 담체 세팅단계와;A carrier setting step of positioning the carrier 23 on the arbor 34; 상기 아버(34)에 세팅된 담체(23)를 가압하기 위해 푸셔(33)를 하강시키는 가압단계와;A pressing step of lowering the pusher 33 to pressurize the carrier 23 set on the arbor 34; 상기한 푸셔(33)를 원위치되고, 아버(34)가 제거되는 마무리 단계; 를 거쳐, 캔닝공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 촉매 담체의 캔닝방법.A finishing step of returning the pusher 33 to the original position and removing the arbor 34; The canning method of the catalyst carrier, characterized in that the canning step is carried out.
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