TWI504554B - Fluid filling device - Google Patents
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Description
本發明係關於將液狀或膠狀的流體移送填充至被填充容器內之流體填充裝置,係關於例如將藉由攪拌器所攪拌脫泡後的環氧樹脂等的流體在脫泡後的狀態下,移送填充至壓缸等的被填充容器內之流體填充裝置。
例如,當將環氧樹脂等的流體塗佈於基板時,將原料組成分予以攪拌混合來作成為膠狀的流體,藉由除去流體中的氣泡,來將流體進行脫泡,再將脫泡後的流體移送填充至壓缸等的被填充容器內,以供使用。例如,採用下述方法,即,首先,在攪拌器等的攪拌容器內進行原料組成分的攪拌混合之同時,一邊除去含於原料內之氣泡,一邊將脫泡後的流體移送至壓送用容器,進一步藉由活塞來壓送流體,將其予以填充至被填充容器內者。
圖11係用來說明以往的流體填充方法的一例之圖。如圖11所示,在壓送用容器31,收納有預先完成脫泡之流體32。為了將壓送用容器31內的流體32壓送至壓缸等的被填充容器34,而在壓送用容器31內插入活塞33。又,在壓送用容器31,經由配管35連接著壓縮空氣用泵浦36。藉由壓縮空氣用泵浦36將空氣進行壓縮後供給至壓送用容器31內,使得活塞33被驅動,讓壓送用容器31內的流體32被壓送並填充至被填充容器34。
但是,在上述的流體填充方法,存在有下述問題。
(1)在攪拌容器內進行了脫泡之流體32,從攪拌容器移送至壓送用容器31之過程中,會有空氣進入到已脫泡的流體32內,容易產生氣泡之傾向。
(2)在流體32自壓送用容器31移送到被填充容器34之區域,會有外界之空氣被捲入到流體32的移送路,空氣容易混入到已脫泡的流體32內之傾向。
(3)因在流體32自攪拌容器移動到壓送用容器31後,活塞33插入到壓送用容器31內,所以,殘留空氣會被夾入於流體32與活塞33之間,會有在壓送過程中,流體32捲入空氣之虞。因此,當將活塞33插入到壓送用容器31內時,被要求細心之注意及作業,讓殘留空氣不會夾於流體32與活塞33之間。
(4)在將被填充容器34的長方向配置成垂直,而自被填充容器34的下端側移動流體32並加以填充之情況,會因流體32的黏性造成無法進行圓滑的填充。
(5)因使用於將流體32壓送填充至被填充容器34之裝置的構成構件之數量多,所以,必須要大量之維修用勞力,導致成本增加。即,為了反復使用這些構件,必須進行裝置的分解及構件之洗淨,且會浪費附著於構件之流體32。另外,當需要廢棄所使用過的構件之情況時,會導致管理成本大幅上升。
作為相關連之技術,在日本專利申請公開JP-P2003-201000A,揭示有將流體進行攪拌脫泡後再移送填充到被填充容器之方法、及流體移送填充裝置(攪拌器)。此流體移送填充裝置係具有:一邊將流體收容而自轉一邊公轉之攪拌容器;配設於攪拌容器的中心軸上之下端部,用來供給攪拌容器內的流體之具開閉閥的連接口;及與連接口相連接,且追隨攪拌容器的自轉及公轉,而一邊自轉一邊公轉之被填充容器。
若依據JP-P2003-201000A所揭示之流體移送填充裝置,利用伴隨攪拌容器及被填充容器的自轉及公轉所產生的離心力,能夠解決上述(1)~(5)之問題點,不會引起氣泡等的吸入,可自攪拌容器朝被填充容器內確實地將流體予以移送填充。但,為了使用大容量的被填充容器(壓缸),將大量的流體一次就填充於複數個壓缸,則必須要採用可裝設大容量的攪拌容器與大容量的壓缸之專用的流體填充裝置。
在這種的流體填充裝置,在將具有100cm3
以上的大容量之壓缸一次使用如8支、12支這樣多數之情況,因治具類會變大且變重,所以,會有物料處理上的問題。又,洗淨零件的數量變多,對裝置操作不習慣之操作員,亦會有產生操作上的錯誤之虞。
因此,有鑑於上述的問題點,本發明之目的係在於提供輕量化成能夠裝設多數個大容量的被填充容器(壓缸等),可減輕物料處理上之操作員的負擔之流體填充裝置。
為了解決上述課題,本發明的形態之流體填充裝置,係具備有:用來收納已被攪拌脫泡的流體,形成有排出該流體的排出噴嘴之容器;固定於旋轉軸的外周,將複數個被填充容器對旋轉軸的長方向以大致30°至大致90°之範圍內的角度予以保持之轉子;固定於旋轉軸的一端,將自容器的排出噴嘴所排出的流體誘導至複數個被填充容器之分配器;及藉由使旋轉軸旋轉來讓轉子及分配器,再利用因這些的旋轉所產生的離心力,將被分配器所誘導的流體填充至複數個被填充容器之旋轉手段。
若依據本發明的形態,因使以預定的角度將複數個被填充容器予以保持之轉子、將自容器的排出噴嘴所排出的流體誘導至複數個被填充容器之分配器進行旋轉,所以,利用這些旋轉所產生之離心力,能夠將被分配器所誘導之流體填充至複數個被填充容器。其結果,能夠提供不需要使用大型、大重量的治具,可輕量化成能裝設多數個大容量的被填充容器,且能夠減輕物料處理上之操作員的負擔之流體填充裝置。
以下,參照圖面,詳細地說明關於本發明的實施形態。再者,針對相同的構成要素賦予相同的圖號,並省略其重複的說明。
圖1係顯示本發明的第1實施形態之流體填充裝置的構造之一部分斷面圖。此流體填充裝置係包含有:藉由電動機2等的旋轉手段加以旋轉驅動之旋轉軸1;設有將旋轉軸1可轉動地支承的支承部之真空室4;固定於旋轉軸1的外周,與旋轉軸1一同旋轉之轉子5;固定於旋轉軸1的上端,與旋轉軸1一同旋轉之分配器7;配置於真空室4上之容器9;及控制各部之控制部17。
容器9係將藉由攪拌器進行了攪拌脫泡之環氧樹脂等的液狀或膠狀的材料(以下稱為「流體」)10予以收納,在下部,形成有用來排出流體10之排出噴嘴。容器9的中心軸係與旋轉軸1的中心軸一致,但因容器9係固定於真空室4上,不與旋轉軸1一同地旋轉,所以,能夠將施加於電動機2之負荷作成為最小限度。
為了將收納於容器9之流體10進行加壓而從排出噴嘴壓出,亦可設置用來壓縮氣體(空氣或非活性氣體等)並供給之壓縮器14;用來調節氣體的流量之調整器15;及成為氣體的流路之管16。在此情況,容器9具有:配置於流體10的上側之活塞11;及形成有將經由管16所供給的氣體予以導入之管連接口13的蓋12。再者,在本發明中,「壓縮器」係為包含各種加壓用泵浦之廣泛概念。
當被壓縮器14所壓縮之氣體經由調整器15及管16供給到容器9內時,藉由氣體的壓力,將活塞11朝下方按壓,而對收納於容器9之流體10加壓並將其從排出噴嘴壓出。將流體10予以加壓之壓力會被流體10的黏度及收納量所影響,但期望在大略1氣壓至大略3氣壓為止之範圍,可藉由控制部17控制調整器15來進行調節。
轉子5係將複數個壓缸(被填充容器)6,對旋轉軸1的長方向以大致30°至大致90°之範圍內的角度予以保持。注射器6的裝設支數會依據注射器6的尺寸而有所不同,但期望為2支到數十支,將複數支的注射器6以均等間隔配置於轉子5的周邊部為佳。
分配器7係藉由分配器本體7a、和安裝於分配器本體7a之複數個誘導管7b所構成。再者,亦可將分配器本體7a與複數個誘導管7b一體地成形。分配器本體7a內之流路及誘導管7b係因應注射器6的裝設支數來設置的。分配器7係成為自容器9的排出噴嘴所排出之流體10的承接皿,經由分配器本體7a內之流路及誘導管7b,將流體10誘導到複數個注射器6。且,藉由電動機2使旋轉軸1旋轉,讓轉子5及分配器7旋轉,使得被分配器7所誘導的流體,藉由離心力填充至複數個注射器6。
圖2係顯示圖1所示的分配器的第1實施例之平面圖,圖3係同分配器的一部分斷面側面圖。在圖2及圖3所示的第1實施例,分配器7具有8支的誘導管7b,各誘導管7b係以朝壓缸向斜下方傾斜的方式,安裝於分配器本體7a。為了使流體的流動圓滑,在分配器本體7a內之流路的上部,形成有對旋轉軸1(圖1)的長方向具有略30°~略60°的角度之錐面。
圖4係顯示圖1所示的分配器的第2實施例之平面圖,圖5係同分配器的側面圖。又,圖6係同分配器的斷面圖,圖7係從同分配器取下分配器上部後的狀態之平面圖。在圖4~圖7所示的第2實施例,分配器8係藉由作為流體的誘導路來發揮功能的分配器下部8a、形成有自容器9(圖1)供流體注入的開口部之分配器上部8b、及將流體注入到複數個壓缸之複數個噴嘴8c所構成。各個噴嘴8c係以朝填充有流體之壓缸向斜下方傾斜的方式安裝於分配器下部8a。噴嘴8c的傾斜角係對旋轉軸1(圖1)的長方向呈略30°~略60°為佳。
如圖6及圖7所示,為了將流體的流動作成為均等,分配器下部8a的底部係以平面所形成,在分配器下部8a與分配器上部8b之間,呈放射狀設有分配器內部側壁8d,來區隔8個噴嘴8c之間。藉此,自8方向的分配器內部側壁8d所包圍的中央底面(斜線部)8e朝8個噴嘴8c,於相對向的2個分配器內部側壁8d,形成有各自被夾持的8個誘導溝8f。又,在分配器下部8a的圓周面,形成有朝噴嘴8c之誘導口8g。再者,構成分配器內部側壁8d之構件,亦可為安裝於分配器下部8a或分配器上部8b之不同體構件,亦可為與分配器下部8a或分配器上部8b一體化之構件。
當一邊使旋轉軸1(圖1)旋轉,一邊讓流體流入(滴下)到分配器下部8a的中央底面8e內時,流體會藉由離心力變廣,而沿著8個誘導溝8e流去。各個誘導溝8e的寬度係設定成在到達噴嘴8c之位置,與噴嘴8c的內徑一致。又,對噴嘴8c之誘導口8g,為了不會遮斷流體的流動,而形成於較分配器下部8a的底部更高的位置,因此,能夠達到流體不會聚集而能通過之構造。
在第1及第2實施例,以配置8支的壓缸的情況為例進行了說明,但,以適宜的變形,能夠變更壓缸之配置及支數。
再次參照圖1。在將極高黏度(例如,50萬cps左右)的流體填充至注射器6之情況,藉由將注射器6配置成略水平,能夠以強力的離心力來將流體填充到注射器6,即使在填充結束後轉子5的旋轉停止,也不會有流體自注射器6逆流而流出之情況產生。另外,在將比較低黏度的流體填充到注射器6之情況,不需要施加太大的離心力即可,為了在填充結束後轉子5的旋轉停止,也不會有流體自注射器6逆流而流出之情況產生,注射器6的傾斜角係呈略30°~略60°為佳。
在誘導管7b的前端作用於流體之離心力係依據容器9的大小、注射器6的大小、且,流體的黏度等的特性來進行調節,但期望為30G~400G左右。轉子5及分配器7的旋轉數係在控制部17,藉由例如,以變換器變換施加於電動機2的驅動訊號的頻率來進行調節。
且,為了不使氣泡再混入到攪拌脫泡後的流體,亦可使用至少覆蓋轉子5及分配器7的周圍之密閉式的真空室來作為真空室4。在此情況,乾式泵浦、油壓泵浦等的真空泵浦3係設置於真空室4的下部。藉由真空泵浦3將真空室4內的空氣排出至外部,使真空室4內的壓力降低而作成為真空狀態。在此情況,為了不會因流體的沸點造成流體沸騰,可使用控制部17,依據蒸氣壓特性曲線等可自由地調節真空度。一般,真空度係為1torr(0.133kPa)~100torr(13.3kPa)左右即可。
其次,說明關於圖1所示的流體填充裝置的動作例。在這個例子,使用上述這樣的真空室來作為真空室4。
在準備段階,操作員事先使用攪拌器,將流體10予以攪拌脫泡後注入到容器9內。然後,操作員將活塞11插入至容器9內,然後再將蓋12安裝於容器9的上側。又,操作員預先在轉子5裝設複數個注射器6及分配器7。
當操作員按下動作開始開關時,控制部17會控制真空泵浦3,使真空室4內的壓力降低。在經過預定的時間,真空度到達例如10torr(1.33kPa)左右時,控制部17會控制電動機2,使旋轉軸1旋轉。藉此,轉子5及分配器7會與旋轉軸1一同地旋轉。控制部17係為可藉由以例如,變換器將施加於電動機2之驅動訊號的頻率予以變更,來將旋轉軸1可變速地旋轉驅動。
在旋轉軸1的旋轉數到達預定的旋轉數,於誘導管7b的前端,產生預定的離心力例如30G(依據黏度亦可為更小)左右的離心力之階段,控制部17控制壓縮器14或調整器15,來經由管16對容器9供給氣體。在這時間點,控制部17亦可使壓縮器14的動作開始進行,亦可預先使壓縮器14的動作開始進行,藉由控制調整器15來開始進行氣體的供給。當氣體被供給至容器9時,藉由氣體的壓力,使得活塞11對流體10進行加壓。加壓流體10之壓力係可藉由控制部17控制調整器15來進行調節。
藉此,容器9內的流體10自排出噴嘴被排出而流入到分配器7內。分配器7係經由複數個誘導管7b,將自排出噴嘴所排出的流體10均等地誘導至複數個注射器6。利用以轉子5及分配器7旋轉所產生的離心力,使得被分配器7所誘導的流體填充至複數個注射器6。藉此,氣泡不會混入到流體,能夠以5分鐘左右的短時間(會依據液體的處理量及黏度有所不同)對複數個注射器6以高速度同時地進行高密度之填充。
若依據本實施形態,即使在將流體填充於大容量的壓缸之情況,也僅一次將8支或12支之壓缸裝設於轉子即可,所以,能夠達到大幅度的輕量化,能夠大幅地減輕操作員對荷重的負擔。又,洗淨零件數量也大幅被削減,因此,亦可減低操作員的操作錯誤產生之虞。且,因僅更換壓缸即可進行連續的運轉,所以,不需要進行洗淨作業等之停止時間,可大幅地提升生產性(例如,200%以上)。並且,在作為欲填充之流體,使用當承受極壓荷重(集中荷重)時容易膠化(固化)之UV密封劑(紫外線硬化密封劑)等之情況,能夠藉由消除滑動部,來防止流體的膠化,可大幅地減低不良率之產生。
其次,說明關於本發明的第2實施形態。
圖8係顯示本發明的第2實施形態之流體填充裝置的構造的一部分斷面圖。在第2實施形態,收納流體10用之容器9是配置於真空室4內,被轉子5所保持而與分配器7一同地旋轉。容器9的中心軸係與旋轉軸1的中心軸一致,藉此,能夠減輕施加於電動機2之負荷。
在第2實施形態,因容器9是與分配器7一同地旋轉,所以,在固定於真空室4之管16與容器9的蓋12之間,需要可自由旋轉地將能注入氣體之旋轉接頭(轉動接頭)18。旋轉接頭(轉動接頭)係指用來將相對地旋轉之複數個配管或機器相互連接之管接頭。旋轉接頭18係將自壓縮器14經由調整器15及管16所供給的氣體導入到容器9內。其結果,藉由氣體的壓力,將活塞11朝下方按壓,而可將收納於容器9之流體10進行加壓,再從排出噴嘴予以壓出。關於其他的結構內容,是與第1實施形態相同。
若依據本實施形態,不僅轉子5及分配器7,容器9也被收納於真空室4內,所以,藉由將真空室4內保持成真空狀態,能夠進一步防止氣泡混入到流體內。
其次,說明關於本發明的第3實施形態。
圖9係顯示本發明的第3實施形態之流體填充裝置的構造之一部分斷面圖。第3實施形態係為了填充低黏度(例如,1萬cps以下)的流體,而將第1實施形態予以變形者。
在第3實施形態,為了防止低黏度之流體10的自然流出,而在容器9的排出噴嘴設有開閉旋塞19。又,用來收納流體10之容器9係固定於真空室4上,因不和分配器7一同地旋轉,所以,在容器9的排出噴嘴與分配器7之間連接著旋轉接頭(轉動接頭)18。旋轉接頭18係可將自排出噴嘴所排出的流體確實地導入到分配器7。或,亦可省略旋轉接頭18,讓流體10自容器9經由開閉旋塞19及配管,自然落下到分配器本體7a內。關於其他的結構內容,是與第1實施形態相同。
若依據本實施形態,在將低黏度的流體填充至壓缸之情況,能夠防止流體自容器9自然流出,或自排出噴嘴所排出的流體洩漏到分配器7外之情況產生。
其次,說明關於本發明的第4實施形態。
圖10係顯示本發明的第4實施形態之流體填充裝置的構造之一部分斷面圖。在第4實施形態,設置3方向切換閥20來代替圖1所示的調整器15。3方向切換閥20係將自容器9排出氣體或將氣體導入到容器9所形成之管連接口13,經由管21或22,選擇性地連接至真空室4(及真空泵浦3)與壓縮器14中的其中一方。
當使真空室4內的壓力降低時,控制部17係控制3方向切換閥20,讓管連接口13經由管21來與真空室4(及真空泵浦3)連接。藉此,容器9內的壓力可追隨真空室4內的壓力而降低,因此,能夠防止容器9內的流體10滴下到注射器6內。其結果,不會產生氣泡混入到注射器6內的流體之情況。
其次,當真空室4內的壓力充分降低,而將流體填充至複數個注射器6時,控制部17係控制3方向切換閥20,讓管連接口13經由管22來與壓縮器14連接。其結果,藉由來自於壓縮器14之氣體的壓力,使得活塞11對流體10進行加壓,讓容器9內的流體10被誘導至複數個注射器6。3方向切換閥20的控制,亦可為控制部17依據操作員的操作來進行,亦可如以下的方式加以自動化。
作為3方向切換閥20的自動控制之第1例,此流體填充裝置進一步包含用來測定真空室4內的壓力之真空計23為佳。控制部17係當藉由真空計23所測定到的壓力較預定的值高時,控制3方向切換閥20,讓管連接口13經由管21連接至真空室4(及真空泵浦3)。
其次,控制部17係當藉由真空計23所測定到的壓力較預定的值低時,起動電動機2讓轉子5旋轉,並且控制3方向切換閥20,讓管連接口13經由管22連接至壓縮器14。藉此,開始進行流體對複數個注射器6的填充。
作為關於3方向切換閥20的自動控制之第2例,控制部17係控制真空泵浦3後使真空室4內的壓力降低,經過預定的時間為止,控制3方向切換閥20,使管連接口13經由管21連接到真空室4(及真空泵浦3)。
其次,控制部17係控制真空泵浦3後使真空室4內的壓力降低,經過預定的時間後,起動電動機2來讓轉子5旋轉,並且控制3方向切換閥20,使管連接口13經由管22連接到壓縮器14。藉此,開始進行流體對複數個注射器6的填充。
若依據第4實施形態,能夠防止在真空室4內被充分地真空吸引前,流體10滴下到注射器6內,而可阻止氣泡混入到注射器6內的流體。關於其他的結構內容是與第1實施形態相同。又,在第2或第3實施形態,亦可與第4實施形態同樣地設置切換閥20等。
[產業上的利用可能性]
本發明係可利用於將液狀或膠狀的流體移送填充至被填充容器內。
1...旋轉軸
2...電動機
3...真空泵浦
4...真空室
5...轉子
6...注射器
7...分配器
7a...分配器本體
7b...誘導管
8...分配器
8a...分配器下部
8b...分配器上部
8c...噴嘴
8d...分配器內部側壁
8e...中央底面(傾斜部)
8f...誘導溝
9...容器
10...流體
11...活塞
12...蓋
13...管連接口
14...壓縮器
15...調整器
16...管
17...控制部
18...旋轉接頭
19...開閉旋塞
20...3方向切換閥
21,22...管
23...真空計
31...壓送用容器
32...流體
33...活塞
34...被填充容器
35...配管
36...壓縮空氣泵浦
圖1係本發明的第1實施形態之流體填充裝置的構造之一部分斷面圖。
圖2係顯示圖1所示的分配器的第1實施例之平面圖。
圖3係顯示圖1所示的分配器的第1實施例之一部分斷面側面圖。
圖4係顯示圖1所示的分配器的第2實施例之平面圖。
圖5係顯示圖1所示的分配器的第2實施例之側面圖。
圖6係顯示圖1所示的分配器的第2實施例之斷面圖。
圖7係顯示圖1所示的分配器的第2實施例之分解平面圖。
圖8係顯示本發明的第2實施形態之流體填充裝置的構造之一部分斷面圖。
圖9係顯示本發明的第3實施形態之流體填充裝置的構造之一部分斷面圖。
圖10係顯示本發明的第4實施形態之流體填充裝置的構造之一部分斷面圖。
圖11係用來說明以往的流體填充方法的一例之圖。
1...旋轉軸
2...電動機
3...真空泵浦
4...真空室
5...轉子
6...注射器
7...分配器
7a...分配器本體
7b...誘導管
9...容器
10...流體
11...活塞
12...蓋
13...管連接口
14...壓縮器
15...調整器
16...管
17...控制部
Claims (7)
- 一種流體填充裝置,係具備有:收納攪拌脫泡後的流體,形成有用來排出該流體的排出噴嘴之容器;固定於旋轉軸的外周,將複數個被填充容器對前述旋轉軸的長方向以呈大致30°至大致90°之範圍內的角度予以保持之轉子;固定於前述旋轉軸的一端,將自前述容器的排出噴嘴所排出的流體誘導至前述複數個被填充容器之分配器;及藉由使前述旋轉軸旋轉來讓前述轉子及前述分配器旋轉,利用這些旋轉所產生之離心力,將前述被分配器所誘導之流體填充到前述複數個被填充容器之旋轉手段;密閉式真空室,該真空室係為了氣泡不會再混入到攪拌脫泡後的流體中,而至少覆蓋前述轉子及前述分配器的周圍;切換閥,該切換閥係將形成用來自前述容器排出氣體或將氣體導入到前述容器之管連接口,經由管選擇性地連接於前述真空室與壓縮器中之其中一方;及控制手段,該控制手段係當使前述真空室內的壓力降低時,控制前述切換閥,讓前述管連接口,經由管連接到前述真空室,當將流體填充到前述複數個被填充容器時,控制前述切換閥,讓前述管連接口經由管連接到前述壓縮器。
- 如申請專利範圍第1項之流體填充裝置,其中, 前述容器係具有形成有管連接口的蓋。
- 如申請專利範圍第2項之流體填充裝置,其中,進一步具備有旋轉接頭,該旋轉接頭係在前述容器保持於前述轉子而與前述分配器一同旋轉之情況,連接於前述管與前述蓋之間,將經由前述管所供給的氣體導入到前述管連接口。
- 如申請專利範圍第1項之流體填充裝置,其中,進一步具備有旋轉接頭,該旋轉接頭係在前述容器不與前述分配器一同旋轉之情況,連接於前述容器與前述分配器之間,將自前述排出噴嘴所排出的流體導入到前述分配器。
- 如申請專利範圍第1項之流體填充裝置,其中,前述控制手段,係控制真空泵浦,使前述真空室內的壓力降低,然後,控制前述旋轉手段,使前述旋轉軸旋轉,在前述旋轉軸的旋轉數到達預定的旋轉數後,為了將收納於前述容器的流體進行加壓而自前述排出噴嘴壓出,控制前述壓縮器或調整器,來經由管對前述容器供給氣體。
- 如申請專利範圍第1項之流體填充裝置,其中,進一步具備有用來測定前述真空室內的壓力之真空計,前述控制手段係當藉由前述真空計所測定到的壓力較預定的值高時,控制前述切換閥,讓前述管連接口經由管連接到前述真空室,而當藉由前述真空計所測定到的壓力較預定的值低時,控制前述切換閥,讓前述管連接口經由 管連接到前述壓縮器。
- 如申請專利範圍第1項之流體填充裝置,其中,前述控制手段係控制真空泵浦,使前述真空室內的壓力降低後經過預定的時間為止,控制前述切換閥,讓前述管連接口經由管連接到前述真空室,又,控制前述真空泵浦使前述真空室內的壓力降低後再經過預定的時間後,控制前述切換閥,讓前述管連接口經由管連接到前述壓縮器。
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