KR20230161628A - 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛 - Google Patents

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KR20230161628A
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권태윤
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Abstract

본 발명은 건축 구조물의 내, 외부에 설치되는 오,배수관이나 지하 횡주관 등과 같은 각종 합성수지재 직관의 단부를 간편하고 신속하게 결속시킬 수 있도록 구성한 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛에 관한 것이다.
본 발명은 건축 구조물의 내, 외부에 설치되는 직관의 단부를 커플러에 의해 상호 결속시키기 위한 구조체로서, 이 커플러는 외경부 일측에 열고 닫을 수 있도록 분할된 몸체가 힌지에 의해 조립됨과 동시에 하나의 체결요소를 이용하여 풀고 조일 수 있도록 구성되고, 상기 몸체의 내경부 측에는 양쪽 가장자리에서 내측으로 돌출된 걸림턱에 의해 수용홈이 형성되며, 이 수용홈 내에는 상호 결속시켜야 할 양측 직관의 단부를 위치 고정시키기 위한 링스톱퍼와, 이 링스톱퍼의 외주 둘레면에 장착되어 직관의 외경부에 밀착 고정되는 탄성철편과, 상기 커플러의 걸림턱과 탄성철편 사이에 누수를 방지하기 위한 고무링이 배설되어 있다.

Description

직관용 노허브 커플링 조인트 유닛 {No hub coupling joint unit for Pipes}
본 발명은 건축 구조물의 내, 외부에 설치되는 오,배수관이나 지하 횡주관 등과 같은 각종 합성수지재 직관(直管)의 단부를 간편하고 신속하게 결속시킬 수 있도록 구성한 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛에 관한 것이다.
일반 산업용 플랜트나 빌딩 혹은 아파트 등과 같은 건축 구조물에는 실 생활에 필요한 냉, 온수나 가스 등의 유체(流體)는 물론 생활 하수를 해당 목적지까지 운반하기 위하여 여러 형태로 제작된 배관이 설치된다.
대부분의 배관은 주변의 온도변화와 운반중인 유체물질이 자체적으로 가지고 있는 압력 등에 의해 신축현상이 발생하거나 혹은 미세 지진 등과 같은 외부 충격은 물론 열팽창 등의 온도차에 의해서도 배관이 파손되거나 변형이 생기게 되어 누수현상이 발생할 수 있다.
또한, 아파트 등과 같은 공동 주택에 있어서는 배관의 신축현상을 보상하기 위해 지하층의 경우 다소 많은 공간을 필요로 하는 루프배관을 설치하거나 입상관의 경우에 신축이음이 있는 부위의 양쪽에 가이드를 마련한 상태에서 그 양 끝단에 앵커(Anchor)를 설치하게 된다.
통상, 배관용으로 사용되는 합성수지제 직관은 다양한 직경의 다이(Die)를 이용하여 인발(引拔) 작업으로 길게 뽑아내는 방식으로 제작되기 때문에 현장에서 필요로 하는 길이로 절단하거나 관 사이에 여러 방식의 결속 구조물을 이용하여 상호 조립시킴으로써 길이를 연장시킬 수 있게 된다.
이러한 직관의 연결방식과 관련하여 일예를 들어 보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 삽입통부(3)를 갖는 이음본체(2)와, 삽입통부(3)의 외측으로 끼워진 파이프의 단부를 탄발적인 조임력으로 조이기 위한 슬릿이 형성된 클램프링(5)과, 클램프링(5)의 탄발력에 대항하여 클램프링(5)을 직경 확장하도록 슬릿에 외경 방향으로 튕겨져 이탈 가능하게 끼워 지지된 확경편(6)과, 확경편(6)의 외경 방향으로 튕김 동작을 규제하기 위해 클램프링(5)의 외측으로 끼워진 규제슬리브(10b)를 구비하여 구성한 것이다.
그러나, 이와 같은 종래의 관 이음 방식은, 확경편의 완전한 탈락이 일어나지 않을 경우나 튕겨져 나간 확경편이 커버와 규제슬리브 사이에 끼일 경우 확실한 관 이음을 확보할 수 없으며, 클램프링의 슬릿에 끼워져 있던 확경편이 탈락하고 클램프링이 탄성복원력에 의해 수축하여 파이프의 외주면을 고정할 때, 클램프링의 확경편이 끼워져 있던 부분에서 파이프의 외주면을 완전히 압박할 수 없게 되어 기밀성이 떨어지기 때문에 파이프의 내부 압력이 높을 경우에 유체 누설이 발생할 위험이 있다.
더구나, 클램프링에서 분리된 확경편이 튕겨져 나가는 것을 방지하기 위하여 커버를 사용할 경우 확경편이 규제슬리브와 파이프 외주면과 커버 사이의 공간에 유지되기 때문에 다른 파이프와 연결하기 위해 파이프가 설치된 관 이음을 회전시킬 경우 간섭이 일어나 연결 작업에 상당한 불편을 초래하게 된다.
한편, 등록특허 제0941883호나 제0976588호 등을 포함한 다수의 공보에는 배관을 연결할 때 연결구가 비틀어지는 것을 방지하고 체결을 위한 다수 개의 볼트가 동일한 깊이로 체결되도록 함은 물론 패킹의 일측을 이중단부로 형성하여 수밀을 유지하는 것을 목적으로 한 「배관 연결구」에 대한 기술이 개시되어 있으나, 이들 구조는 모두 나사 체결력을 필요로 하게 되므로 작업성이 매우 뒤떨어지고, 더구나 다수의 부품들을 조합하여 구성되는 것이기 때문에 비용이 상당히 비싸질 수 밖에 없다는 문제를 내포하고 있다.
등록특허 제0941883호(2010.02.04 등록) : 배관 연결구. 등록특허 제0976588호(2010.08.11 등록) : 배관 연결구. 등록특허 제1523307호(2015.05.20 등록) : 관 연결 조립체. 등록특허 제1891081호(2018.08.17 등록) : 관 연결 조립체.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 상호 연결해야 할 직관의 단부를 하나의 커플러를 이용하여 간편하게 결속시킬 수 있도록 함으로써 자재를 절감하고 작업성을 크게 개선할 수 있는 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 다른 목적은 직관의 내부에 생성되는 압력으로 인해 직관이 밀려 이탈하는 등의 악영향을 억제할 수 있게 됨은 물론 직관의 결속부위에서 발생되는 누수현상을 보다 확실하게 방지할 수 있는 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛에 있어서는, 건축 구조물의 내, 외부에 설치되는 직관의 단부를 커플러에 의해 상호 결속시키기 위한 구조체로서, 이 커플러는 외경부 일측에 열고 닫을 수 있도록 분할된 몸체가 힌지에 의해 조립됨과 동시에 하나의 체결요소를 이용하여 풀고 조일 수 있도록 구성되고, 상기 몸체의 내경부 측에는 양쪽 가장자리에서 내측으로 돌출된 걸림턱에 의해 수용홈이 형성되며, 이 수용홈 내에는 상호 결속시켜야 할 양측 직관의 단부를 위치 고정시키기 위한 링스톱퍼와, 이 링스톱퍼의 외주 둘레면에 장착되어 직관의 외경부에 밀착 고정되는 탄성철편과, 상기 커플러의 걸림턱과 탄성철편 사이에 누수를 방지하기 위한 고무링이 배설되어 있다.
또한, 상기 탄성철편은 커플러의 수용홈 내로 끼워져 고정되는 폭이 넓은 띠형의 밀착링 및 이 밀착링의 내면 양측에 고정 설치되는 결속링으로 이루어지고, 이 결속링은 내경부 측에 등간격으로 절취홈 및 통공이 형성되어 탄성을 갖도록 구성한 것이다.
또, 상기 고무링은 커플러의 양측 걸림턱 내에 각각 개재되어 있는 동시에 내측으로 형성된 요홈에 의해 직관 내부의 압력 발생시 테두리부의 전 둘레에 걸쳐 탄성력이 작용하도록 구성할 수 있다.
상기한 바와 특징을 갖는 본 발명은, 소정 길이로 제작된 합성수지재 직관의 단부를 하나의 커플러를 이용하여 원터치 방식으로 간편하게 결속시킬 수 있기 때문에 종전과 같이 허브(hub)가 형성된 조인트 관이나 소켓 또는 별도의 커플러를 필요로 하지 않아 소모 자재를 절감할 수 있다.
또한, 작업자의 제반 공수를 줄여 간단하고 신속하게 행할 수 있으므로 작업성을 크게 개선할 수 있게 된다.
또, 커플러 내에 장착되는 탄성철편을 이용하여 직관 내부에서 압력이 발생하더라도 직관이 밀려나는 현상을 억제할 수 있게 됨은 물론 직관의 결속부위에서 발생되는 누수현상을 보다 확실하게 방지할 수 있는 것이다.
도 1은 일반적인 관 이음 구조의 일예를 나타낸 단면 구성도,
도 2는 도 1의 단면 구성도,
도 3은 선 등록특허 제1678379호에 개시된 관 연결 조립장치의 분리된 상태를 도시한 도면,
도 4는 도 3의 결합상태 단면도,
도 5는 도 4의 "A"부분 확대도,
도 6은 커플러의 조립상태 사시도,
도 7은 커플러의 분해상태 사시도,
도 8은 커플러의 평면 구성도,
도 9는 도 8의 A-A선 확대 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 직관용 커플링 조인트 유닛을 나타낸 분해 사시도,
도 11a, 도 11b는 직관의 조립 및 분리상태 단면 구성도,
도 12의 a,b는 링스톱퍼의 사시도 및 단면도,
도 13의 a,b는 탄성철편의 사시도 및 단면도,
도 14의 a,b는 탄성철편 내에 설치되는 결속링을 발췌하여 나타낸 사시도 및 평면 구성도,
도 15의 a,b는 고무링의 사시도 및 단면도이다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다.
우선, 본 발명을 적용하고자 하는 바람직한 예로서, 선 등록특허 제1678379호에 개시되어 있는 핵심기술을 발췌하여 설명하고, 또한 이에 따른 문제점을 도출한 후에 본 발명의 구성 및 작용효과에 대하여 후술한다.
도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 선 등록특허에 개시되어 있는 관 연결 조립장치는, 양단 내,외주면에 내측경사단(12a)과 외측경사단(12b)을 갖는 확경부(12)가 각각 형성됨과 동시에 직관(1)의 단부가 걸리도록 환형차단턱(14)이 형성된 조인트관(10)과, 이 조인트관(10)을 구성하는 확경부(12)의 내측경사단(12a)에 안착되어 직관(1)의 외주면을 가압하기 위한 가압부재(20)와, 이 가압부재(20)의 외주면을 감싸면서 내측으로 조임력을 가하기 위한 커플러(50)로 이루어진다.
상기 가압부재(20)는 확경부(12)의 내측경사단(12a) 내부에 안착되는 외측안착부(32)와 내주면에 다수의 경사돌기(34a)가 돌출된 내측환형만곡부(34)로 이루어진 고무재질의 탄성링(30)과, 이 탄성링(30)의 내측환형만곡부(34)에 안착되는 만곡끼움홈(42a)이 내측에 연장 형성되고 외측면이 확경부(12)의 양단에 밀착되는 외측경사부(42)를 갖는 가압밀착링(40)으로 이루어진다.
상기 커플러(50)는 조인트관(10)의 외측경사단(12b)과 가압밀착링(40)의 외측경사부(42)를 감싸도록 테이프홈부(51)가 내측에 연장 형성되어 원형으로 조립되는 제1,2,3클램프(52,53,54)와, 제1,2,3클램프(52,53,54)의 사이에 대응되게 구비되어 제1,2,3클램프(52,53,54)를 원형으로 조립 가능하도록 연결된 회동부재(60)와, 제1,2,3클램프(52,53,54)를 원형이 유지되도록 조임력을 유지하기 위한 조임력유지부재(70)로 이루어진다.
상기 회동부재(60)는 제1,3클램프(52,54)의 단부에 외측으로 돌출된 제1,2돌출부(61,62)와, 제1,2돌출부(61,62)의 양단에 일체로 돌출된 수평회동돌기(63,64)와, 제1,2돌출부(61,62)와 수평회동돌기(63,64)가 삽입되는 전면간격(65) 및 후면간격(66)이 연이어 통하는 제1,2고정돌부(67,68)와, 제1,2고정돌부(67,68)에 대응되게 관통되어 수평회동돌기(63,64)가 회동 가능하도록 삽입되는 회동공(69)으로 구성된다.
상기 조임력유지부재(70)는 제1,3클램프(52,54) 양단에 대응되게 일체로 형성됨과 동시에 조립통공(71)을 갖는 고정돌부(72,73)와, 고정돌부(72,73)의 조립통공(71)을 통하여 삽입되는 체결장볼트(74)와, 체결장볼트(74)에 결속되어 제1,2,3클램프(51,52,53)를 원형으로 조임력을 유지하기 위한 조임력유지너트(75)로 이루어진다.
또, 상기 고정돌부(72,73)에 형성된 조립통공(71)의 외측면에는 조임력유지너트(75)가 결합되어 공회전이 방지되도록 하기 위한 공회전방지홈(76)이 형성되어 있다.
한편, 제1,2,3클램프(52,53,54)의 테이프홈부(51) 외측 내주면에 다수의 핀조립홈(80)을 각각 형성하고, 핀조립홈(80)에 내측으로 돌출되도록 뾰족부(82a)가 형성된 파이프 스톱핀(82)이 각각 체결 고정됨에 따라 내부로 삽입되는 직관(1)의 외주면에 걸려 직관(1)의 이탈이 방지된다.
그런데, 이러한 선행기술에 있어서는 양측의 직관 사이에 별개의 조인트관을 개재한 상태에서 커플러를 양쪽에서 각각 장착해야만 하기 때문에 소모 자재의 증가로 인한 단가를 상승시키는 요인이 되는 것임은 물론 작업성이 크게 떨어지게 된다.
또, 고무재질로 이루어진 탄성링과 가압밀착링이 직관의 외주면에 직접 밀착되어 간섭을 발생시킴에 따라 직관의 삽입작업이 원할하게 이루어지지 않는다.
또한, 커플러의 테이퍼홈부에 스톱핀이 내측으로 돌출되도록 체결 고정되어 직관의 이탈을 방지하는 구조이기 때문에 제조 공정상의 어려움이 있고, 직관 내부에서 발생하는 압력이 대략 2Kg/㎠ 정도를 초과하는 경우 스톱핀의 고정력이 견디지 못하기 때문에 직관이 이탈되어 버리는 문제가 발생하게 된다.
본 출원인은 종래기술에 있어서의 제반 문제를 고려하여 커플러에 의한 직관의 결속작업이 간편하도록 함은 물론 보다 견고하고 안정적으로 유지되어 내압 발생시에도 연결관이 밀려나지 않는 조인트 구조체를 제안하고자 하는 것이며, 이에 대해 도 10 내지 도 15의 a,b를 참조로 상세하게 설명한다.
이들 각 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 있어서는 건축 구조물의 내, 외부에 설치되는 직관(110)의 단부를 하나의 커플러(120)에 의해 원터치 방식으로 상호 결속시킬 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 직관(110)은 유체 흐름을 유도하기 위한 것으로서, 종전과 마찬가지로 통상의 인발 성형방식에 의해 다양한 직경으로 제작될 수 있으며, 대개의 경우 건축 구조물의 설계 사양에 따라 일정 길이로 뽑아낸 직관(110)의 단부를 커플러(120)를 이용하여 결속시키게 된다.
이 커플러(120)는 열고 닫을 수 있도록 둘로 분할된 몸체(121)가 힌지(122)에 의해 조립됨과 동시에 타측의 관통공(123a)을 갖는 플랜지(123b)가 형성됨에 따라 하나의 볼트(124a) 및 너트(124b)로 이루어진 체결요소를 이용하여 풀거나 조일 수 있도록 구성된다.
도 10에서, 상기 몸체(121)의 경우 둘로 분할되어 1개의 힌지(122)와 체결요소에 의해 개폐되도록 한 것을 도시하고 있지만 몸체를 3개로 분할한 후 2개의 힌지와 하나의 체결요소를 이용하여 개폐 가능하도록 구성할 수 있슴은 물론이다.
상기 커플러(120)를 구성하는 몸체(121)의 내경부 측에는 양쪽 가장자리에서 내측으로 돌출된 걸림턱(125)에 의해 수용홈(126)이 형성된다.
또한, 상기 커플러(120)의 수용홈(126) 내에는 양측에서 조립되는 직관(110)의 단부를 위치 고정시키기 위한 링스톱퍼(130)와, 이 링스톱퍼(130)의 외주 둘레면에 탄력있게 장착되어 직관(110)을 고정시키기 위한 탄성철편(140)과, 직관(110) 내의 유체가 누수되는 것을 방지하기 위한 고무링(150)이 배설된다.
도 12의 a,b에 도시된 바와 같이, 상기 링스톱퍼(130)는 원통몸체(131)의 내경부 중앙에 돌출턱(132)이 형성되어 직관(110)을 양쪽에서 끼워 조립할 때 직관(110)의 단부가 걸려 유지되도록 함으로써 삽입 위치를 결정하게 된다.
또, 도 13의 a,b에 도시된 바와 같이, 상기 탄성철편(140)의 경우에는 커플러(120)의 수용홈(126) 내로 끼워져 고정될 수 있도록 비교적 폭이 넓은 띠형의 밀착링(141)을 포함하여 이 밀착링(141)의 내면 양측에 고정 설치되는 한쌍의 결속링(142)으로 이루어져 있다.
이 탄성철편(140)의 양 결속링(142) 사이로 링스톱퍼(130)가 끼워져 개재됨과 동시에 직관(110)의 외경부에 밀착 고정된다.
도 14의 a,b에 도시된 바와 같이, 상기 결속링(142)의 경우 밀착링(141)의 내면에 간격을 두고 서로 마주보도록 스폿용접 등의 고정방식을 이용하여 장착되며, 내경부 측이 약간의 경사를 갖도록 구성되어 있다.
또, 상기 결속링(142)의 내경부 측에는 전 둘레에 걸쳐 등간격으로 절취홈(143a) 및 통공(143b)이 연속적으로 형성됨에 따라 직관(110)을 조립할 때 외경부 측에 밀착되면서 탄성을 갖게 된다.
도 15의 a,b에 도시된 바와 같이, 상기 고무링(150)은 커플러(120)의 양측 걸림턱(124) 내에 각각 개재되어 있는 동시에 내측으로 형성된 요홈(151a)에 의해 직관(110) 내부의 압력 발생시 테두리부(151b)의 전 둘레에 걸쳐 탄성력이 작용하게 된다. 즉 커플러(120)의 걸림턱(124)과 탄성철편(140)의 사이에 배치되어 누수를 방지할 수 있게 된다.
이러한 구성에 의해, 탄성철편(140)의 제작시 폭이 비교적 넓은 밀착링(141)의 내면 한쪽에 결속링(142)의 외주연을 2 내지 3부분 스폿용접으로 고정시킨 후 밀착링(141) 내로 링스톱퍼(130)의 원통몸체(131)를 끼워넣은 상태에서 나머지 다른쪽에 결속링(142)을 끼워 스폿용접으로 고정시킴으로써 양측 결속링(142) 사이에 링스톱퍼(130)를 배설할 수 있는 것이다.
또한, 상기 탄성철편(140)을 구성하는 밀착링(141)의 양측 가장자리에는 고무링(150)을 각각 끼워넣은 후 커플러(120)의 수용홈(126) 내로 조립시킴에 따라 하나의 일체형 커플러(120)를 구성할 수 있게 된다.
이어서, 도 11a 및 도 11b에서와 같이, 양쪽 두개의 직관(110) 단부를 커플러(120) 내의 링스톱퍼(130)에 형성된 돌출턱(132) 측으로 끼워 고정시킨 상태에서 커플러(120)의 몸체(121) 일측에 구비된 관통공(123a)을 통해 볼트(124a)를 너트(124b)에 체결함으로써 양 직관(110)의 단부를 결속시킬 수 있는 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배관용 노허브 커플링 조인트 유닛에 의하면, 소정 길이로 제작된 합성수지재 직관의 단부를 하나의 커플러를 이용하여 원터치 방식으로 간편하게 결속시킬 수 있기 때문에 종전과 같이 허브가 형성된 조인트 관이나 소켓 또는 별도의 커플러를 필요로 하지 않아 소모 자재를 절감할 수 있다.
또한, 작업자의 제반 공수를 줄여 간단하고 신속하게 행할 수 있으므로 작업성을 크게 개선할 수 있게 된다.
또, 커플러 내에 장착되는 탄성철편을 이용하여 직관 내부에서 압력이 발생하더라도 직관이 밀려나는 현상을 억제할 수 있게 됨은 물론 직관의 결속부위에서 발생되는 누수현상을 보다 확실하게 방지할 수 있는 것이다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.
110: 직관 120: 커플러
121: 몸체 122: 힌지
123a: 관통공 123b: 플랜지
124a: 볼트 124b: 너트
125: 걸림턱 126: 수용홈
130: 링스톱퍼 131: 원통몸체
132: 돌출턱 140: 탄성철편
141: 밀착링 142: 결속링
143a: 절취홈 143b: 통공
150: 고무링 151a: 요홈
151b: 테두리부

Claims (3)

  1. 건축 구조물의 내, 외부에 설치되는 직관(110)의 단부를 커플러(120)에 의해 상호 결속시키기 위한 구조체로서,
    이 커플러(120)는 외경부 일측에 열고 닫을 수 있도록 분할된 몸체(121)가 힌지(122)에 의해 조립됨과 동시에 하나의 체결요소를 이용하여 풀고 조일 수 있도록 구성되고, 상기 몸체의 내경부 측에는 양쪽 가장자리에서 내측으로 돌출된 걸림턱(125)에 의해 수용홈(126)이 형성되며,
    이 수용홈(126) 내에는 상호 결속시켜야 할 양측 직관(110)의 단부를 위치 고정시키기 위한 링스톱퍼(130)와, 이 링스톱퍼의 외주 둘레면에 장착되어 직관의 외경부에 밀착 고정되는 탄성철편(140)과, 상기 커플러의 걸림턱과 탄성철편 사이에 누수를 방지하기 위한 고무링(150)이 배설되어 있는 것을 특징으로 하는 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성철편(140)은 커플러의 수용홈 내로 끼워져 고정되는 폭이 넓은 띠형의 밀착링(141) 및 이 밀착링의 내면 양측에 고정 설치되는 결속링(142)으로 이루어지고, 이 결속링은 내경부 측에 등간격으로 절취홈(143a) 및 통공(143b)이 형성되어 탄성을 갖도록 구성한 것을 특징으로 하는 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고무링(150)은 커플러의 양측 걸림턱 내에 각각 개재되어 있는 동시에 내측으로 형성된 요홈(151a)에 의해 직관 내부의 압력 발생시 테두리부(151b)의 전 둘레에 걸쳐 탄성력이 작용하도록 구성한 것을 특징으로 하는 직관용 노허브 커플링 조인트 유닛.
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