WO2025148129A1 - 一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台 - Google Patents
一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台Info
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Definitions
- the invention relates to the technical field of test devices, and in particular to a water hydraulic cylinder impact leakage detection test bench based on helium detection.
- Water hydraulic technology is a hydraulic transmission technology that uses water as the working medium, and has the advantages of being green and environmentally friendly. Water hydraulic technology has broad application prospects in fields that have strict requirements on environmental pollution, such as food, beverages, medicine, electronics, packaging, as well as in high-temperature open-flame environments such as metallurgy, hot rolling, casting, and the research field of high-pressure and ultra-large flow water hydraulic components for mining.
- the existing test impact devices mainly use drop hammer impact loading test, accumulator rapid loading test system, blasting impact loading test system, etc.
- the drop hammer impact loading test system can simulate the actual working conditions well, but the pressure signal of the heavy object cannot be accurately controlled, which is not conducive to the acquisition of experimental data.
- the instability of the blasting impact loading test system leads to poor controllability of the pressure signal.
- the accumulator rapid loading test system has the advantages of fast loading speed, high economy, easy data acquisition and high controllability.
- the bubble method, smear method, and pressure gauge method are often used.
- these methods have the disadvantages of cumbersome operation, low precision, and susceptibility to environmental interference.
- the helium detection method has gradually been introduced into the testing of the sealing properties of hydraulic cylinders.
- the helium detection method has the advantages of high sensitivity, fast detection speed, and non-contact. It uses helium as a tracer gas and uses special testing equipment to test the sealing properties of hydraulic cylinders. When there is a leak in the hydraulic cylinder, the helium will quickly diffuse into the surrounding environment, be captured by the testing equipment, and measure the leakage. Through comparative analysis, the sealing performance of the hydraulic cylinder can be determined.
- the traditional helium detection method is to fill the hydraulic cylinder with helium and place it in a closed cavity, and detect the helium content in the closed container to detect the sealing of the hydraulic cylinder.
- placing the entire test bench in a sealed container will make the impact difficult to achieve, the closed cavity is too large and inconvenient, and it is easily affected by other factors in the cavity, making it difficult to detect.
- If only the hydraulic cylinder to be tested is placed in a closed container and the impact source is placed outside the closed container, it will cause sealing difficulties, resulting in inaccurate results. For this reason, a test bench is designed to realize the sealing test of water hydraulic cylinders under impact conditions.
- the purpose of the present invention is to provide a water hydraulic cylinder impact leakage detection test bench based on helium detection to solve the problems existing in the above-mentioned prior art.
- the present invention provides a water hydraulic cylinder impact leakage detection test bench based on helium detection, comprising:
- a helium cylinder the outlet end of which is in communication with the rodless chamber of the water hydraulic cylinder, and a pressure reducing valve is installed between the helium cylinder and the water hydraulic cylinder;
- a sealed container the sealed container is detachably mounted on the rod chamber of the water hydraulic cylinder, the sealed A helium mass spectrometer leak detector is installed on the container;
- An impact device is fixedly mounted on the test bench body and connected to the piston rod of the water hydraulic cylinder.
- the impact device is used to provide impact power for the water hydraulic cylinder.
- the boosting mechanism comprises:
- a hydraulic pump 1 wherein the inlet end of the hydraulic pump 1 is connected to the oil tank, and the outlet end of the hydraulic pump 1 is connected to a three-position four-way solenoid valve, and the two-way interfaces of the three-position four-way solenoid valve are respectively connected to the increase On both sides of the large piston of the pressure cylinder, the last interface of the three-position four-way solenoid valve is connected to the oil tank.
- a second overflow valve is provided between the oil tank and the two-position three-way electromagnetic reversing valve, and the second overflow valve is provided in parallel with the second hydraulic pump.
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Abstract
一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,包括试验台本体、水液压缸(12)、氦气瓶(14)、密封容器(16)及冲击装置,水液压缸(12)可拆卸安装在试验台本体上;氦气瓶(14)的出口端与水液压缸(12)的无杆腔连通,氦气瓶(14)与水液压缸(12)之间安装有减压阀(13);密封容器(16)可拆卸安装在水液压缸(12)的有杆腔,密封容器(16)上安装有氦质谱检漏仪(15);冲击装置固定安装在试验台本体上,且冲击装置与水液压缸(12)的活塞杆连接,冲击装置用于为水液压缸(12)提供冲击动力。试验台采用蓄能器(6)作为压力动力源,能够提供迅速、稳定和大流量的油液,从而解决普通液压泵压力和流量不满足试验需求的问题;相对于传统采用重锤下落产生冲击,本试验台能够通过蓄能器(6)的压力精确控制产生冲击的大小,安全可靠。
Description
本发明涉及试验装置技术领域,尤其涉及一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台。
水液压技术是一种以水作为工作介质的液压传动技术,具有绿色、环保等优点。水液压技术在食品、饮料、医药、电子、包装等对环境污染要求严格的领域,以及冶金、热轧、铸造等高温明火环境,矿用高压超大流量水液压元件研究领域,都有广阔的应用前景。
水液压技术的发展已有200多年的历史,从20世纪60年代美国军方开展水下作业工具的研究算起,水液压传动技术已发展了半个世纪。我国从20世纪80年代初期开始,陆续有高校和科研院所开展水液压传动技术研究。
在液压技术发展过程中,由于液压油存在易燃和污染两大严重缺点,使得油压传动不仅在食品、饮料、医药、电子、包装等行业难以推广应用,而且在冶金、热轧、铸造等高温明火场合以及煤矿井下等易燃易爆环境的应用也逐渐失去优势。因此,水液压技术的出现对于弥补液压技术的不足具有重要意义。
由于水的黏度较低,所以会对液压缸及其他部件产生较大的冲击,所以在冲击条件下检测液压缸的泄漏是很有必要的。现有试验冲击装置主要采用落锤冲击加载试验、蓄能器快速加载试验系统、爆破冲击加载试验系统等,落锤冲击加载试验系统能较好的模拟真实工况,但重物的压力信号不能精确控制,不利于实验数据的获取。爆破冲击加载试验系统的不稳定性导致压力信号的可控性差。而蓄能器快速加载试验系统有着加载速度快、经济性高、数据易获取和可控性较高等优势。
在传统的液压缸密封性检测方法中,常采用水泡法、涂抹法、压力表法等。然而,这些方法存在操作繁琐、精度低、易受环境干扰等缺点。为了满足更高精度和效率的检测需求,氦气检测法逐渐被引入到液压缸密封性的检测中。氦气检测法具有灵敏度高、检测速度快、非接触式等优点。它利用氦气作为示踪气体,通过专门的检测设备对液压缸进行密封性检测。当液压缸存在泄漏时,氦气会迅速扩散到周围环境中,被检测设备捕捉并测量泄漏量。通过对比分析,可以确定液压缸的密封性能。
传统的氦气检测法是将液压缸充入氦气并置于一个密闭空腔内,通过检测密闭容器内的氦气含量来检测液压缸的密封性。但是对于冲击状态下的液压缸密封性检测,将整个试验台置于密封容器内,会使冲击不易实现、密闭空腔过大不方便且容易受到空腔内其他因素的影响,不易检测。而只将所测液压缸放入密闭容器,冲击源置于密闭容器外则会导致密封困难,进而造成结果不准确。为此,设计了一个实验台,来实现冲击条件下的水液压缸密封性检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,包括:
试验台本体;
水液压缸,所述水液压缸可拆卸安装在所述试验台本体上;
氦气瓶,所述氦气瓶的出口端与所述水液压缸的无杆腔连通,所述氦气瓶与所述水液压缸之间安装有减压阀;
密封容器,所述密封容器可拆卸安装在所述水液压缸的有杆腔,所述密封
容器上安装有氦质谱检漏仪;
冲击装置,所述冲击装置固定安装在所述试验台本体上,且所述冲击装置与所述水液压缸的活塞杆连接,所述冲击装置用于为所述水液压缸提供冲击动力。
优选的,所述冲击装置包括:
油箱;
油液压缸,所述油液压缸可拆卸安装在所述试验台本体上,所述油液压缸的活塞杆与所述水液压缸的活塞杆连接;
液压泵二,所述液压泵二的进口端与所述油箱连通,所述液压泵二的出口端依次安装有单向阀一和二位三通电磁换向阀,所述二位三通电磁换向阀的一个接口与所述油液压缸的有杆腔连通,所述二位三通电磁换向阀的另一个接口与所述油箱连通;
蓄能器,所述蓄能器与所述油液压缸的无杆腔连通,所述蓄能器用于通过所述油液压缸对所述水液压缸进行冲击;
增压机构,所述增压机构一端与所述油箱连通,所述增压机构的另一端与所述蓄能器连通,所述增压机构用于对所述蓄能器增压。
优选的,所述增压机构包括:
增压缸,所述增压缸内设置有大活塞和小活塞,所述大活塞与所述小活塞之间通过连接轴同轴固定设置,所述增压缸的小活塞端与所述蓄能器连通,且所述增压缸的小活塞端与所述油箱连通;所述增压缸与所述蓄能器之间安装有单向阀三,所述增压缸与所述油箱之间安装有单向阀二;
液压泵一,所述液压泵一的进口端与所述油箱连通,所述液压泵一的出口端连通有三位四通电磁阀,所述三位四通电磁阀的两路接口分别连通在所述增
压缸的大活塞两侧,所述三位四通电磁阀的最后一个接口与所述油箱连通。
优选的,所述油箱与所述三位四通电磁阀之间设置有溢流阀一,所述溢流阀一与所述液压泵一并联设置。
优选的,所述油箱与所述二位三通电磁换向阀之间设置有溢流阀二,所述溢流阀二与所述液压泵二并联设置。
优选的,所述蓄能器与所述油液压缸之间的管路上安装有压力表。
优选的,所述冲击装置还包括:
泄压回路,所述泄压回路与所述增压机构并联设置,所述泄压回路一端连通在所述蓄能器与所述油液压缸之间,所述泄压回路的另一端连通在所述液压泵二与所述油箱之间。
优选的,所述泄压回路包括安装在管路上的截止阀和溢流阀三,所述截止阀与所述溢流阀三并联设置。
优选的,所述密封容器螺纹连接在所述水液压缸上,且所述密封容器与所述水液压缸之间设置有O型密封圈;所述氦质谱检漏仪可拆卸安装在所述密封容器的氦气检测口内。
优选的,所述油液压缸的活塞杆与所述水液压缸的活塞杆之间设置有套筒,所述套筒的两端分别与所述油液压缸的活塞杆、所述水液压缸的活塞杆过盈配合。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:
1、本发明采用蓄能器作为压力动力源,能够提供迅速、稳定和大流量的油液,从而解决普通液压泵压力和流量不满足试验需求的问题,确保试验过程的稳定性,相对于传统采用重锤下落产生冲击来说,本发明能够通过蓄能器的压力精确控制产生冲击的大小,安全可靠。
2、本发明可以产生的冲击范围较大,当产生大冲击时,采用氦气作为检测气体安全可靠,受到冲击较大时不会发生爆炸;而且氦气检测范围较大,对于微小泄漏,采用氦气作为检测气体不会使微小泄漏孔堵住,且能快速扩散,能检测有微小泄漏的液压缸。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台的原理图;
图2为本发明密封容器与水液压缸的连接示意图;
图3为本发明试验台本体的结构示意图;
图中:1、油箱;2、液压泵一;3、溢流阀一;4、三位四通电磁阀;5、增压缸;6、蓄能器;7、压力表;8、油液压缸;9、活塞杆;10、套筒;11、活塞杆;12、水液压缸;13、减压阀;14、氦气瓶;15、氦质谱检漏仪;16、密封容器;17、溢流阀二;18、二位三通电磁换向阀;19、单向阀一;20、截止阀;21、液压泵二;22、溢流阀三;23、单向阀二;24、单向阀三;25、O型密封圈;26、氦气检测口。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本
发明。
本发明提供一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,包括:
试验台本体;
水液压缸12,所述水液压缸12可拆卸安装在所述试验台本体上;
氦气瓶14,所述氦气瓶14的出口端与所述水液压缸12的无杆腔连通,所述氦气瓶14与所述水液压缸12之间安装有减压阀13;
密封容器16,所述密封容器16可拆卸安装在所述水液压缸12的有杆腔,所述密封容器16上安装有氦质谱检漏仪15;
冲击装置,所述冲击装置固定安装在所述试验台本体上,且所述冲击装置与所述水液压缸12的活塞杆连接,所述冲击装置用于为所述水液压缸12提供冲击动力。
进一步的,所述冲击装置包括:
油箱1;
油液压缸8,所述油液压缸8可拆卸安装在所述试验台本体上,所述油液压缸8的活塞杆与所述水液压缸12的活塞杆连接;
液压泵二21,所述液压泵二21的进口端与所述油箱1连通,所述液压泵二21的出口端依次安装有单向阀一19和二位三通电磁换向阀18,所述二位三通电磁换向阀18的一个接口与所述油液压缸8的有杆腔连通,所述二位三通电磁换向阀18的另一个接口与所述油箱1连通;
蓄能器6,所述蓄能器6与所述油液压缸8的无杆腔连通,所述蓄能器6用于通过所述油液压缸8对所述水液压缸12进行冲击;
增压机构,所述增压机构一端与所述油箱1连通,所述增压机构的另一端与所述蓄能器6连通,所述增压机构用于对所述蓄能器6增压。
进一步的,所述增压机构包括:
增压缸5,所述增压缸5内设置有大活塞和小活塞,所述大活塞与所述小活塞之间通过连接轴同轴固定设置,所述增压缸5的小活塞端与所述蓄能器6连通,且所述增压缸5的小活塞端与所述油箱1连通;所述增压缸5与所述蓄能器6之间安装有单向阀三24,所述增压缸5与所述油箱1之间安装有单向阀二23;
液压泵一2,所述液压泵一2的进口端与所述油箱1连通,所述液压泵一2的出口端连通有三位四通电磁阀4,所述三位四通电磁阀4的两路接口分别连通在所述增压缸5的大活塞两侧,所述三位四通电磁阀4的最后一个接口与所述油箱1连通。
进一步的,所述油箱1与所述三位四通电磁阀4之间设置有溢流阀一3,所述溢流阀一3与所述液压泵一2并联设置。
进一步的,所述油箱1与所述二位三通电磁换向阀18之间设置有溢流阀二17,所述溢流阀二17与所述液压泵二21并联设置。
进一步的,所述蓄能器6与所述油液压缸8之间的管路上安装有压力表7。
进一步的,所述冲击装置还包括:
泄压回路,所述泄压回路与所述增压机构并联设置,所述泄压回路一端连通在所述蓄能器6与所述油液压缸8之间,所述泄压回路的另一端连通在所述液压泵二21与所述油箱1之间。
进一步的,所述泄压回路包括安装在管路上的截止阀20和溢流阀三22,所述截止阀20与所述溢流阀三22并联设置。
进一步的,所述密封容器16螺纹连接在所述水液压缸12上,且所述密封容器16与所述水液压缸12之间设置有O型密封圈25;所述氦质谱检漏仪15可
拆卸安装在所述密封容器16的氦气检测口26内。
进一步的,所述油液压缸8的活塞杆9与所述水液压缸12的活塞杆11之间设置有套筒10,所述套筒10的两端分别与所述油液压缸8的活塞杆9、所述水液压缸12的活塞杆11过盈配合。
本发明提供的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,使用方法如下:
将二位三通换向电磁阀位于左位,打开液压泵二21向油液压缸8的有杆腔注入液压油,将活塞杆移动至最左边,并带动活塞杆;打开氦气瓶14,使氦气从氦气瓶14经过减压阀13流入水液压缸12的无杆腔,使水液压缸12右腔充有一定压力的氦气;打开液压泵一2,将三位四通电磁换向阀置于右位,使增压缸5活塞移动至最左边,增压缸5右腔通过单向阀二23从油箱1中吸油,增压缸5左腔的油液通过三位四通电磁换向阀流回至油箱1;将三位四通电磁换向阀置于左位,增压缸5活塞杆开始右移,由于单向阀二23的作用,油液不会流向油箱1而是流向蓄能器6;压力表7测量油路中的压力;由于单向阀三24的存在,使得增压缸5活塞左移时只能从油箱1中吸取油液,避免了从蓄能器6中吸取油液;重复上述过程,直到蓄能器6达到一定的压力时,将三位四通电磁换向阀置于中位,使液压泵一2卸荷,增压缸5锁紧;然后将二位三通电磁换向阀18置于右位,蓄能器6开始放液,此时油液压缸8右腔的压力瞬间发生变化,产生冲击,溢流阀三22可以防止油路中压力过大对回路造成破坏;该冲击将会由活塞杆传递至活塞杆,这时水液压缸12右腔里的氦气就会收到冲击;如果氦气泄漏,将会从水液压缸12右腔泄漏至左腔,进而扩散到密封容器16中,氦质谱检漏仪15通过检测密封容器16中的氦气浓度来判断氦气是否泄漏;当冲击完毕后,打开截止阀20,使蓄能器6释放的油液回流至油箱1。
本发明采用蓄能器6作为压力动力源,能够提供迅速、稳定和大流量的油液,从而解决普通液压泵压力和流量不满足试验需求的问题,确保试验过程的稳定性,相对于传统采用重锤下落产生冲击来说,本发明能够通过蓄能器6的压力精确控制产生冲击的大小,安全可靠。可通过设定溢流阀三22的压力来避免冲击过大造成元件损坏。
氦气检测范围较大,对于微小泄漏,采用氦气作为检测气体不会使微小泄漏孔堵住,且能快速扩散,能检测有微小泄漏的液压缸。
本发明冲击装置可以产生的冲击范围较大,当产生大冲击时,采用氦气作为检测气体安全可靠,受到冲击较大时不会发生爆炸。而且采用增压缸5,避免了由于普通泵压力不满足试验需求的问题,从而提高蓄能器6内的压力,增大产生的冲击;三位四通电磁阀4响应速度快,通过控制三位四通电磁阀4可以使压力快速增加到给定值。冲击通过二位三通电磁换向阀18来实现,便于及时检测并记录数据。
冲击完毕后,通过开启截止阀20,可以及时回收油液,避免造成不必要的浪费;试验完成后,可以及时回收氦气,方便下次使用,节约资源。
以上,仅为本申请较佳的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
- 一种基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,包括:试验台本体;水液压缸(12),所述水液压缸(12)可拆卸安装在所述试验台本体上;氦气瓶(14),所述氦气瓶(14)的出口端与所述水液压缸(12)的无杆腔连通,所述氦气瓶(14)与所述水液压缸(12)之间安装有减压阀(13);密封容器(16),所述密封容器(16)可拆卸安装在所述水液压缸(12)的有杆腔,所述密封容器(16)上安装有氦质谱检漏仪(15);冲击装置,所述冲击装置固定安装在所述试验台本体上,且所述冲击装置与所述水液压缸(12)的活塞杆连接,所述冲击装置用于为所述水液压缸(12)提供冲击动力。
- 根据权利要求1所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述冲击装置包括:油箱(1);油液压缸(8),所述油液压缸(8)可拆卸安装在所述试验台本体上,所述油液压缸(8)的活塞杆与所述水液压缸(12)的活塞杆连接;液压泵二(21),所述液压泵二(21)的进口端与所述油箱(1)连通,所述液压泵二(21)的出口端依次安装有单向阀一(19)和二位三通电磁换向阀(18),所述二位三通电磁换向阀(18)的一个接口与所述油液压缸(8)的有杆腔连通,所述二位三通电磁换向阀(18)的另一个接口与所述油箱(1)连通;蓄能器(6),所述蓄能器(6)与所述油液压缸(8)的无杆腔连通,所述蓄能器(6)用于通过所述油液压缸(8)对所述水液压缸(12)进行冲击;增压机构,所述增压机构一端与所述油箱(1)连通,所述增压机构的另一端与所述蓄能器(6)连通,所述增压机构用于对所述蓄能器(6)增压。
- 根据权利要求2所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述增压机构包括:增压缸(5),所述增压缸(5)内设置有大活塞和小活塞,所述大活塞与所述小活塞之间通过连接轴同轴固定设置,所述增压缸(5)的小活塞端与所述蓄能器(6)连通,且所述增压缸(5)的小活塞端与所述油箱(1)连通;所述增压缸(5)与所述蓄能器(6)之间安装有单向阀三(24),所述增压缸(5)与所述油箱(1)之间安装有单向阀二(23);液压泵一(2),所述液压泵一(2)的进口端与所述油箱(1)连通,所述液压泵一(2)的出口端连通有三位四通电磁阀(4),所述三位四通电磁阀(4)的两路接口分别连通在所述增压缸(5)的大活塞两侧,所述三位四通电磁阀(4)的最后一个接口与所述油箱(1)连通。
- 根据权利要求3所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述油箱(1)与所述三位四通电磁阀(4)之间设置有溢流阀一(3),所述溢流阀一(3)与所述液压泵一(2)并联设置。
- 根据权利要求2所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述油箱(1)与所述二位三通电磁换向阀(18)之间设置有溢流阀二(17),所述溢流阀二(17)与所述液压泵二(21)并联设置。
- 根据权利要求2所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述蓄能器(6)与所述油液压缸(8)之间的管路上安装有压力表(7)。
- 根据权利要求6所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述冲击装置还包括:泄压回路,所述泄压回路与所述增压机构并联设置,所述泄压回路一端连 通在所述蓄能器(6)与所述油液压缸(8)之间,所述泄压回路的另一端连通在所述液压泵二(21)与所述油箱(1)之间。
- 根据权利要求7所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述泄压回路包括安装在管路上的截止阀(20)和溢流阀三(22),所述截止阀(20)与所述溢流阀三(22)并联设置。
- 根据权利要求1所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述密封容器(16)螺纹连接在所述水液压缸(12)上,且所述密封容器(16)与所述水液压缸(12)之间设置有O型密封圈(25);所述氦质谱检漏仪(15)可拆卸安装在所述密封容器(16)的氦气检测口(26)内。
- 根据权利要求2所述的基于氦气检测的水液压缸冲击泄漏检测试验台,其特征在于,所述油液压缸(8)的活塞杆(9)与所述水液压缸(12)的活塞杆(11)之间设置有套筒(10),所述套筒(10)的两端分别与所述油液压缸(8)的活塞杆(9)、所述水液压缸(12)的活塞杆(11)过盈配合。
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