CN108778516B - 分选机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分选机，其具有回转***，该分选机包括：a)在运行中可旋转的、具有竖直旋转轴线(D)的滚筒，b)该滚筒具有滚筒内腔(20)，c)该滚筒内腔分成双锥形的下部离心室(21)和双锥形的上部离心室(22)，d)其中，两个离心室(21，22)分别具有固体物质排出口(34，35)，这些固体物质排出口在下部离心室(21)中能够由活塞滑阀(26)打开和封闭并且在上部离心室(22)中能够由辅助滑阀(27)打开和封闭，其中，e)所述回转***(1)的围绕穿过滚筒(1)的所述回转***的重心(S)延伸的且垂直于竖直旋转轴线(D)的横轴线(Q)的惯性矩(J_Q)大于该回转***(1)的围绕该回转***的竖直旋转轴线(D)的惯性矩(J_D)。

Description

分选机

技术领域

本发明涉及一种带有回转***的分选机，其包括在运行中可旋转的具有竖直的旋转轴线的滚筒，该滚筒具有滚筒内腔，该滚筒内腔分成双锥形的下部离心室和双锥形的上部离心室，其中，两个离心室分别具有固体物质排出口，这些固体物质排出口在下部离心室中能够由活塞滑阀打开和封闭并且能够在上部离心室中能够由辅助滑阀打开和封闭。

背景技术

由DE-PS 1 057 535公知了一种这样的结构。根据该结构，离心室由两个或更多上下叠置的双空心锥构成，这能够实现的是：在滚筒直径保持不变的情况下实现滤清功率的提升。这种构造本身已经证明为可行的，然而在结构上和在其功能性方面应该得到进一步研发。

此外作为现有技术还应列举DE 1 141 951A1。该文献披露了一种带有滚筒的分选机，分离盘片组嵌入所述滚筒中，其中，该分离盘片组通过一个直径大于其它分离盘片的分离盘片分成两个位于该分离盘片下部和上部的分离盘片组分段。需加工的产品通过滚筒轴中的输入而被引入并且经由分配器进入到分离室中。所述需加工的产品在那里再次进入分离盘片组的上升通道中，该上升通道在分离盘片组的整个高度上延伸。进入分离室中的离心物料(Schleudergut)在分离盘片下部的空腔中将沉积物的主要部分清除，其在分离室的周边上构成沉积物垫(Schlammkissen)。通过该沉积物垫防止重液体围绕直径较大的分离盘片的外缘转来转去。其余的轻液体在上部分离盘片组分段中被分离并且积聚。经分离的重液体通过较大直径上的通道并且经分离的轻液体通过滚筒的较小直径上的另一通道从分离室中被导出。直径较大的分离盘片的位置根据使用情况可以在分离室中变动。根据一个优选的实施例，这个位置大概位于用于将固体物质从滚筒中排出的活塞滑阀口的高度中。

此外，作为现有技术还应列举DE 10 2009 019 392 A1。据此，在具有两个竖直上下叠置的分离盘片组分段的滚筒中一个分离盘片组分段设计为分离装置或组合的分离和滤清装置，其用于在离心场中将流入的离心物料分成两种液相和在必要时用于滤清一种固相，并且其它分离盘片组分段优选仅仅设计为用于从固体物质中滤清液相的滤清装置。

最后作为技术背景还应该列举DE 1 146 451 A，该文献公开了一个喷嘴分选机中的两个上下叠置的、双锥形的固体物质聚集空间，排出通道从这些固体物质收集室通到在运行中始终开放的出口喷嘴中，这些出口喷嘴位于共同的竖直高度上。

发明内容

从文首述及的现有技术出发，本发明的目的是：改善这种类型的离心分离机的设计结构并且扩大其使用范围。

因此规定：回转***的围绕穿过滚筒的所述回转***的重心延伸的、垂直于竖直旋转轴线D的横轴线Q的惯性矩J_Q大于该回转***的围绕该回转***的竖直旋转轴线D的惯性矩J_D、特别是大于1.2倍。这种构造设计相应意味着：分选机具有相对直径较大的高度，这在滚筒内腔作为双重的双空心锥的构造设计中能够实现的是：在滚筒直径保持不变的情况下通过直径比较大的分离盘片实现高滤清功率。在此，将滚筒的直径保持得相对高度较小，这此外使其制造更加容易。

有益的是：根据本发明的一种变型方案以及有独创性的变型方案，滚筒内腔利用锥形的分隔盘片分成双锥形的下部离心室和双锥形的上部离心室。与在这种类型的现有技术中不同，滚筒内腔通过这个在径向外侧延伸直到辅助滑阀和在径向内侧优选及延伸直到分配器的分隔盘片而在功能上除了产品导入之外完全分成两个分离的离心室，使得通过简单方式可以在仅仅一个回转***中实现两个离心分离装置的串接方式的两级分选。

优选地，分隔盘片具有分配通道，用于将经滤清的产品从下部离心室转入到上部离心室中。所述分配通道有益地将需从第一离心室引入第二离心室的、经滤清的产品优选直接引到第二上部离心室中的分离盘片组中的至少一个上升通道的直径上。

因此，滚筒可以在下部离心室的区域中构造为用于从固体物质中滤清具有流动性的产品的滤清器并且可以在上部离心室的区域中构造为滤清器或者构造为组合的滤清器和分离器，该组合的滤清器和分离器一方面用于从固体物质中滤清具有流动性的产品并且另一方面将所述产品分离成不同密度的两种液相。由于滚筒可以构成两个串接的离心滤清器，所以可以在仅仅一个回转***中特别广泛地对产品进行滤清。为此，尤其在下部离心室中还设置有可间断封闭的下部固体物质排出口并且在上部离心室中还设置有可间断封闭的轴向的上部固体物质排出口。

为了所述滤清器功能的优化有益的是：在下部离心室中和在上部离心室中分别构造有一个分离盘片组，这些分离盘片组分别具有一个或多个上升通道。在此再次优选的是：下部分离盘片组的所有上升通道可以位于与上部分离盘片组的所有上升通道不同的半径上，以便能够使两个滤清器中的每一个滤清器单独地适配相应的滤清目的。

根据其它可选的变型方案和改进方案以及独立的发明规定：滚筒具有滚筒下部、滚筒中部和滚筒上部或滚筒封盖，它们竖直地上下叠置。因为这样直径比高度小的较高的滚筒能够比仅仅具有滚筒下部和滚筒封盖的滚筒更容易实现，所述滚筒下部和滚筒封盖分别构造为锥形的。

在此优选的是：滚筒上部至少局部构造为锥形的，滚筒中部构造为内侧桶状的环形段和外侧筒状的环形段，并且滚筒下部至少内侧局部构造为锥形的。

附图说明

下文参照附图借助实施例详细说明本发明。附图中：

图1示出根据本发明的分选机滚筒的剖视图，其中，在旋转轴线D的右侧和左侧示出了不同的运行状态；

图2在旋转轴线D的左侧示出已知的分选机滚筒的示意图，而在右侧示出了根据本发明的分选机滚筒的示意图。

具体实施方式

图1示出分选机的一个可旋转的滚筒1，其具有竖直的旋转轴线D。该滚筒与所有另外的在运行中与其旋转的部件共同构成一个旋转的/回转的***。

滚筒1具有一个滚筒下部2、一个滚筒中部3和一个滚筒上部或者说滚筒封盖4，它们竖直地上下叠置。

滚筒下部2套装到竖直定向的驱动轴5的上端部上并与该驱动轴抗扭地连接。在此，滚筒下部2与驱动轴5利用螺栓6相互旋接。用于驱动轴的驱动装置设置在绘示出的轴区域下部，然而在此未示出。

滚筒中部3构造为基本上筒状的环形段，该环形段套装到滚筒下部2上。滚筒下部2从驱动轴5起径向向外延伸，其中，该滚筒下部局部锥形地向下扩宽并且转入轴向向上延伸的、筒状的区段7中。

滚筒下部2与滚筒中部3相互抗扭地连接。滚筒下部2与滚筒中部3为此在螺纹8上相互旋接，因而它们局部竖直搭接。此外，滚筒中部3以轴向凸起的环边9在内侧反扣滚筒下部2，这阻止滚筒中部3在运行中扩宽。

滚筒封盖4具有径向外侧的环边10，该滚筒封盖利用该环边靠置在滚筒中部3的相对应的、径向内侧的环边11上。锁紧环12从上侧将滚筒封盖4压向滚筒中部3。锁紧环12在螺纹13上与滚筒中部3旋接或者在此旋入所述滚筒中部中。

竖直定向的输入管14从上侧竖直地延伸到滚筒1中。该输入管14在运行中不随着滚筒1一起旋转、而是静止不动的。这样的静止不动的部件不构成回转***的组成部分，更确切地说，分选机的所有随着滚筒旋转的部件属于该回转***。

所述不旋转的输入管14穿过滚筒封盖4的中心开口并且从上侧竖直地通入分配器16的分配器杆15中。分配器16构造为在运行中随着滚筒1一起旋转的部件。所以输入管14与分配器杆15构造为彼此径向间隔开。

分配器16在其下端部上展开为锥形扩大的分配器区段17。在这个分配器区段17中构造有一个或多个分配器通道18。所述分配器通道18相对旋转轴线倾斜地径向向外延伸。这些分配器通道在其外端部上分别具有一个出口19。这样，通过输入管14引入回转的分配器杆15以及分配器通道18中的产品在分配器中加速到圆周速度并且然后被引入滚筒内腔20中。

滚筒内腔20在任何情况下在其径向外侧区域中具有双重的双空心锥的轮廓。这意味着：滚筒内腔20竖直地从下向上在第一区段20a中首先锥形地扩宽，然后在第二区段20b中锥形地变细，然后在第三区段20c中又锥形地扩宽并且最后在第四区段20d中又锥形地变细。

在此，第一和第二区段20a、b构成一个下部离心室21，而第三和第四区段20c、20d构成一个上部离心室22。

这两个离心室21、22径向通过一个锥形的分隔盘片23彼此分离。

在两个竖直地上下叠置的离心室21、22中的每个离心室中分别构造有一个分离盘片组24、25，所述分离盘片组由上下堆叠的分离盘片构成，这些分离盘片在轴向上分别通过间隙彼此分离。每个盘片组24、25的分离盘片的轴向隔开可以通过本身众所周知的方式例如通过压印的

接板实现(在此未示出)。

此外，在滚筒内腔20中设置有位于竖直下侧的活塞滑阀26和竖直地设置在所述活塞滑阀上方的辅助滑阀27。活塞滑阀26和辅助滑阀27分别构造为环状的。它们设置为分别在滚筒内腔20中可竖直有限运动的、在此可滑移的。

活塞滑阀26具有外侧锥形的区段26a。在其外缘上构造有密封环26b，该密封环将在活塞滑阀26与滚筒下部2之间的间隙密封。而辅助滑阀27构造成双锥形的。该辅助滑阀首先在下部区段27a中向着中心变细并且然后在上部区段27b中重新扩宽。优选在辅助滑阀的最小内径的区域中，分隔盘片23径向延伸到所述辅助滑阀27为止。在此，在分隔盘片23与辅助滑阀27之间设置有密封环28。该密封环28在此嵌入分隔盘片23外侧上的环形槽29中。这样，通过简单方式防止液体在这个区域中从下部离心室21流入上部离心室22中，并且这有益于在功能上将各离心室21、22充分分离。

在活塞滑阀26与辅助滑阀27之间，在此构造有另外的密封环30。该密封环30在此嵌入辅助滑阀27的轴向开放的下部环形槽31中。

此外，在辅助滑阀27的外周上可以设置有一个或多个另外的密封环32、33，以便还对在滚筒1与辅助滑阀27之间的间隙进行密封。

滚筒1在两个径向彼此间隔开的区域上具有固体物质排出口34、35。这两个固体物质排出口分别在周边上分布地构造在滚筒周面中、在此一方面在滚筒下部2中而另一方面在滚筒中部3中。下部固体物质排出口34位于下部离心室21的最大内径的区域中，而上部固体物质排出口35位于上部离心室22的最大内径的区域中。

辅助滑阀27在一个上部位置中将上部固体物质排出口35封闭。在这个位置中所述辅助滑阀贴靠在滚筒封盖4上。此外，辅助滑阀27在一个下部位置中释放上部固体物质排出口35。在这个位置中该辅助滑阀相应地不再在下部贴靠在滚筒封盖4上。

而活塞滑阀26在一个上部位置中将下部固体物质排出口34封闭并且在一个下部位置中将其释放。与在喷嘴分选机中不同(在该喷嘴分选机中用于固相的出口喷嘴始终是打开的)，在具有活塞滑阀26的分选机中只间歇地将用于固相的出口打开。

在上部位置中，活塞滑阀26贴靠在辅助滑阀27的下部上。若活塞滑阀运动到一个下部位置中，那么下部固体物质排出口34开启，因而从下部离心室21中将固体物质排空，直到辅助滑阀27向下侧运动为止(特别是因为该辅助滑阀在上部离心室22中被从上加载压力)，其中，该辅助滑阀将下部固体物质排出口34封闭并且释放上部固体物质排出口35，因而从上部离心室22中将固体物质排空。

总的来说，通过如下方式首先结束下部离心室21的这样的固体物质排空并且然后结束上部离心室22的这样的固体物质排空，即，活塞滑阀26重新运动到其上部位置中，其中，该活塞滑阀将辅助滑阀27一同移向上侧，其中还重新将上部固体物质排出口35封闭。

一个操纵机构用于使位于内部的活塞滑阀26移动。该操纵机构在此以液压作用原理为基础。为了实现该作用原理，在下部活塞滑阀26下部构造有可加载流体的压力腔36。

压力腔36可以通过至少一个管道被加载流体特别是液体如水，该液体在所述轴上通过至少一个输入管道37喷射到滚筒1内的通道38中，该通道通入压力腔36中。在输入管道37前连接有控制装置(在此未示出)，其用于控制和提供液体。这样的用于将使活塞滑阀26运动的(液压)液体输送到滚筒1中的控制装置本身是众所周知的。通过将液体喷射到压力腔36中，可以使活塞滑阀26运动到竖直上侧的位置中(这个位置在旋转轴线右侧示出)。

与此相反，通过例如借助通道38上的阀39的转换将液体从压力腔36中排出，可以将液体从压力腔36中排出，使得活塞滑阀26由于在下部离心室21中的从上侧作用到它上的压力而运动到竖直下侧的位置中(这个位置在旋转轴线左侧示出)。

所选择的和所说明的结构带有活塞滑阀26和配置给该活塞滑阀的辅助滑阀27，其构造简单，然而却是非常有效的。在此特别还需要强调的是：在分隔盘片23与辅助滑阀27之间的密封是有益的。

从分配器通道中引出的出口19在设置在下部离心室21中的下部分离盘片组24中位于一个或者在必要时多个上升通道40下侧。所述至少一个上升通道40在下部分离盘片组24中位于径向优选较远的外侧、特别是在下部分离盘片组24的径向外侧的半部中。

通过上升通道40进入下部离心室21中的分离盘片组24中的具有流动性的产品在这个分离盘片组24中被从固体物质中滤清。固体物质这样从分离盘片组24中向外流并且在那里在最大内径的区域中积聚。而经滤清的液体径向向内流动。在下部离心室21中积聚在外侧的固体物质如上所述的那样不时地被清空。径向向内流动的、经滤清的液体在通道49中被竖直向上引导直到分隔盘片23为止，该分隔盘片在外侧抗扭地套装到分配器杆15上，所述通道在分配器杆16上在外侧(即在滚筒内腔20中位于径向内侧)轴向延伸。

分隔盘片23设置有一个或多个分配通道41。这些分配通道41径向外指并且将经滤清的相(Phase)从下部离心室引入上部离心室22中。为此，分配通道41具有出口42。这些出口42与上部分离盘片组25中的一个或者多个上升通道43对齐，所述上部分离盘片组设置在上部离心室22中。

可以与上升通道40在下部离心室21中的分离盘片组24中的位置无关地选择上升通道43在上部分离盘片组25中的位置。根据不同密度的、需分离的液相得出这个位置。

在上部离心室22中再次对残留的固体物质进行滤清。这些固体物质在上部离心室22中径向向外流动，在那里在上部分离盘片组25外部积聚并且可以不时地通过固体物质排空(特别是以上面说明的方式)被从固体物质排出口35中排出。

经滤清的液体通过一个唯一的撇渣板排出(在此未示出)。在这种情况中，上部离心室可以仅仅构造为滤清器。作为可选方案并且优选地不仅将经滤清的液体在上部离心室中进行滤清，而且还将其分开为不同密度的两种相(例如脱脂乳和奶油)。通过两个液体排出部将这两种分开的液相从滚筒1中引出。

优选地，这些液体排出部构造为撇渣板44、45，这些撇渣板在滚筒上部4上竖直地上下叠置在滚筒护罩50内部的撇渣室46、47中。一个撇渣板44(此处即下部的撇渣板)用于将较轻的液相排出，该较轻的液相在径向被继续向内引入所述撇渣室之一46中，而其它撇渣板45(此处即上部的撇渣板)用于将较重的液相排出。该较重的液相在较大的半径上例如经由离析盘片48外侧的外周边缘通过至少一个通道51被引出并且被引入上部的撇渣室47中。撇渣板46、47按照向心泵的作用原理工作。所述撇渣板不与滚筒1共同旋转，而是紧固在输入管14上。因此这些部件在图1中是不属于回转***的部件。此外根据定义，回转的驱动轴5也不包括在这个回转***中。

在运行中，将需澄清的离心物料或者产品、例如牛奶通过在运行中不旋转的中心输入管14而在分配器16的区域中引入旋转***中。

在下部分离盘片组24中从固体物质中滤清离心物料。经这样滤清的产品流入上部离心室22。在该上部离心室22中对残留的固体物质进行进一步的残留滤清

并且将不同比重的两种液相彼此分开(在牛奶的情况中分成奶油和脱脂乳)。

特别是上述可能性有利于在仅仅一个唯一的、具有两个最大程度分离的离心室21、22的滚筒1中的两级滤清。

将比重较低的液相、在牛奶的情况中即奶油向内引入第一撇渣室46中并从那里利用第一撇渣板44从回转***中引出。与此相反，将比重较高的液相、在牛奶的情况中即脱脂乳通过上部撇渣室47利用第二撇渣板45从回转***中引出。

两个盘片组24、25的分离盘片分别与旋转轴线D相夹成一个夹角α，另参见图2旋转轴线右侧。此外，所述分离盘片具有(在此相同的)半径r2。离心室的内锥度的夹角等于β。

下面将从旋转的滚筒下部2的最低部分至旋转的滚筒封盖4(连同其滚筒护罩50)的最高点的最大高度称为回转***的高度h。最大直径是滚筒1的最大直径d，该直径在此相当于滚筒中部3的直径(参见图2)。离心室的最大半径相当于r1。

“双重的双空心锥”证明特别有利于现在在预先给定的边界条件如高度h、直径d、盘片夹角α、锥度β和半径r1下获得尽可能大的分隔盘片直径。

图2更好地图示出：在滚筒1的一种构造设计中，该滚筒作为“双重的双空心锥”在一个唯一的滚筒1内部具有两个上下叠置的离心室21、22，这些离心室优选只通过分隔盘片23中的一根管道相互连接，该管道用于将经滤清的相从下部离心室导向上部离心室22，在这种构造设计中可以使用比在高度相同和半径相同(图2的左侧部分)、带有仅仅一个唯一的双锥形离心室(在该离心室中为了不过近地靠近滚筒内壁，分离盘片不得不具有较小的半径r3＜r2)的滚筒中更宽的(具有较大的半径r2的)分离盘片。分离盘片组24、25的盘片的锥度角

α不能任意选择，而是必须大于需分离的固体物质所需的倾斜角，以便能够将这些固体物质在分离盘片上良好地向外导出。

在一个唯一的滚筒1内部具有两个上下叠置的离心室21、22的这种结构的特征是：围绕穿过回转***的重心S延伸的、垂直于旋转轴线D的横轴线Q的惯性矩J_Q大于围绕旋转轴线D的惯性矩J_D(为此参见图2)。

概括来说必须确定的是：通过具有两个上下叠置的离心室21、22的滚筒内腔20的两级的构造设计总的来说能够实现相对滚筒内腔20的高度和直径来说很大的滤清面积。这通过滚筒1的比直径d大的高度h得以实现。

附图标记列表

1 滚筒

2 滚筒下部

3 滚筒中部

4 滚筒封盖

5 驱动轴

6 螺栓

7 区段

8 螺纹

9 环边

10 环边

11 环边

12 锁紧环

13 螺纹

14 输入管

15 分配器杆

16 分配器

17 分配器区段

18 分配器通道

19 出口

20 滚筒内腔

20a至d 区段

21、22 离心室

23 分隔盘片

24、25 分离盘片组

26 活塞滑阀

26a 区段

26b 密封件

27 辅助滑阀

27a、b 区段

28 密封环

29 环形槽

30 密封环

31 环形槽

32、33 密封环

34、35 固体物质排出口

36 压力腔

37 输入管道

38 通道

39 阀

40 上升通道

41 分配通道

42 出口

43 上升通道

44、45 撇渣板

46、47 撇渣室

48 离析盘片

49 通道

50 滚筒护罩

51 通道

r1、r2、r3 半径

α、β 夹角

D 旋转轴线

Q 轴线

S 重心

d 直径

h 高度

Claims (14)

1.分选机，其具有回转***，该分选机包括：

a.在运行中可旋转的、具有竖直旋转轴线(D)的滚筒，

b.该滚筒具有滚筒内腔(20)，

c.该滚筒内腔分成双锥形的下部离心室(21)和双锥形的上部离心室(22)，

d.其中，两个离心室(21，22)分别具有固体物质排出口(34，35)，这些固体物质排出口在下部离心室(21)中能够由活塞滑阀(26)打开和封闭并且在上部离心室(22)中能够由辅助滑阀(27)打开和封闭，

其特征在于：

e.所述回转***的围绕穿过滚筒(1)的所述回转***的重心S延伸的且垂直于竖直旋转轴线D的横轴线Q的惯性矩J_Q大于该回转***的围绕该回转***的竖直旋转轴线D的惯性矩J_D，

其中，辅助滑阀(27)构造为双锥形的，并且在分隔盘片(23)与该辅助滑阀(27)之间构造有密封环(28)。

2.如权利要求1所述的分选机，其特征在于：滚筒内腔(20)利用锥形的分隔盘片(23)分成双锥形的下部离心室(21)和双锥形的上部离心室(22)。

3.如权利要求2所述的分选机，其特征在于：分隔盘片(23)具有分配通道(41)，其用于将经滤清的产品从下部离心室(21)导入上部离心室(22)中。

4.如权利要求1至3之任一项所述的分选机，其特征在于：分隔盘片(23)经由密封环(28)间接地贴靠在辅助滑阀(27)的外周上，并且所述分隔盘片在径向内侧延伸到分配器(16)为止。

5.如权利要求1至3之任一项所述的分选机，其特征在于：分隔盘片(23)在径向内侧延伸到分配器(16)为止。

6.如权利要求1至3之任一项所述的分选机，其特征在于：滚筒(1)在下部离心室(21)的区域中构造为用于从固体物质中滤清具有流动性的产品的滤清器，并且该滚筒在上部离心室(22)的区域中构造为滤清器或组合的滤清器和分离器，该组合的滤清器和分离器一方面用于从固体物质中滤清具有流动性的产品并且另一方面用于将所述产品分成不同密度的液相。

7.如权利要求1至3之任一项所述的分选机，其特征在于：滚筒(1)具有两个串接的离心滤清器。

8.如权利要求1至3之任一项所述的分选机，其特征在于：在下部离心室(21)中和在上部离心室(22)中分别构造有分离盘片组(24，25)。

9.如权利要求8所述的分选机，其特征在于：所述分离盘片组分别具有一个或者多个上升通道(40，43)。

10.如权利要求9所述的分选机，其特征在于：下部分离盘片组(24)的所有上升通道(40)能够位于与上部分离盘片组(25)的所有上升通道(43)不同的半径上。

11.如权利要求1至3之任一项所述的分选机，其特征在于：滚筒(1)具有滚筒下部(2)、滚筒中部(3)和滚筒上部或者说滚筒封盖(4)，它们竖直地上下叠置。

12.如权利要求11所述的分选机，其特征在于：滚筒上部(4)至少局部构造为锥形的，滚筒中部(3)构造为内侧筒状的环形段和外侧筒状的环形段，并且滚筒下部(2)至少内侧局部构造为锥形的。

13.如权利要求11所述的分选机，其特征在于：滚筒封盖(4)具有滚筒护罩(50)，该滚筒护罩将回转***竖直向上封闭。

14.如权利要求1至3之任一项所述的分选机，其特征在于：密封环(28)在辅助滑阀(27)的最小内径的区域中直接贴靠在该辅助滑阀上。

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