CN110836908B - 一种粉尘***参数实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种粉尘***参数实验装置，包括可摆动的连接设置在容器底部的摆动架及连接在摆动架自由端的分散器主体与刚性喷管，容器底部设有可旋转开启的下盖，下盖盖体的中间区域设置有所述刚性喷管，下盖可相对刚性喷管发生转动及轴向移动，刚性喷管上端伸至容器内与分散器主体连接，下端伸至容器外并与摆动架固定连接，下盖与分散器组件均可随着摆动架向下发生整体的摆动而使分散器主体与分散挡块经容器下开口暴露在容器之外，以便于对死角实施清洁工作，可避免当前***实验受前一次***实验的残留物的影响，有效的确保了实验数据的准确性。

Description

一种粉尘***参数实验装置

技术领域

本发明涉及***实验设备，尤其是一种粉尘***参数实验装置。

背景技术

粉尘***实验设备主要用来对可燃性粉尘的***特性参数进行测定，主要包括粉尘***浓度、***压力等参数的测量，粉尘的浓度是影响粉尘***的主要因素之一，现有的实验设备对粉尘浓度的计算一般是通过装尘质量与球体内部容积之比来计算粉尘浓度，如中国专利201410743493.8公开了一种粉尘***极限测试装置及其测试方法，该方案采用在储尘罐中放入已知量的粉尘，以此计算通入罐内的粉尘浓度，其忽略了喷尘过程中粉尘在设备管道内的残留，也忽略了粉尘在球体内部未完全反应的情况，导致计算的参与***反应的粉尘质量大于实际参与***反应的粉尘质量，使计算得到的粉尘***下限浓度比实际偏高，增大了实验误差，对安全不利。

另一方面，现有的粉尘***实验装置缺少有效的清洁***，***实验结束后，许多未反应或者没有完全反应的粉尘会积聚在容器内部，尤其是布置于容器内底部的分散器，看不见的死角部位较多，更容易聚集粉尘，现有粉尘***实验装置采用的清洁方式一般为将容器顶部开口处的上盖打开，将吸尘器吸尘口从容器顶部开口处伸入容器内，将容器内多余的粉尘吸出，但吸尘器往往不能贴近分散器的死角部位，分散器部位的粉尘清理不彻底，长期积累，积累的粉尘易产生相互粘结，导致吸尘器的清洁功效大减，使实验失准。

因此，现有技术中需要一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种粉尘***参数实验装置，以解决背景技术中提出的问题。

一种粉尘***参数实验装置，包括支架、设置在支架上的容器、可摆动的连接设置在容器底部的摆动架及连接在摆动架自由端的分散器组件，所述分散器组件包括分散器主体、分散挡块、刚性喷管、管接头与柔性管，所述容器顶部设置有可打开的上盖，上盖上设置有可伸入容器内的点火头，所述容器底部设有带螺纹的下开口，下开口通过其螺纹连接有下盖，下盖可相对下开口旋转而将下开口密封或开启，所述下盖盖体的中间区域设置有中心通孔，所述刚性喷管长度方向的中间部位位于中心通孔内，下盖可相对刚性喷管发生转动，刚性喷管上端伸至容器内并与分散器主体连接，所述分散器主体顶部设置有用于沿水平方向喷粉尘的喷口及位于喷口上方的用于将喷出的粉尘分散至各处的所述分散挡块，所述刚性喷管下端伸至容器外并与所述摆动架固定连接，所述摆动架的一端与容器外壁可转动的连接，摆动架的另一端为自由端，该自由端与刚性喷管固定连接，所述分散器主体底部沿水平方向的尺寸大于所述下盖的中心通孔的直径，以防止分散器主体及分散挡块从中心通孔向下脱出，所述下盖与容器下开口脱离旋接后，下盖与分散器组件均可随着摆动架向下发生整体的摆动而使分散器主体与分散挡块经容器下开口暴露在容器之外，以便于对分散器主体与分散挡块实施清洁工作；

所述下盖可相对刚性喷管发生轴向移动，所述摆动架向向摆动至分散器主体及分散挡块经容器下开口进入容器之后，所述下盖可旋转并向上移动至最终与下开口的螺纹完全旋合；

所述管接头设置在摆动架自由端底部，管接头用于连通刚性喷管与所述柔性管，所述柔性管一端与管接头连接，另一端通过阀门组件与粉尘仓及气源连接。

进一步的，所述分散器组件还包括连接轴套，所述刚性喷管通过连接轴套实现与下盖的可转动连接，连接轴套套设在刚性喷管长度方向中间部位的径向***，连接轴套内孔与刚性喷管紧密套接，所述连接轴套径向外壁与下盖中心通孔可转动的连接，且下盖可相对连接轴套发生轴向的上下移动。

进一步的，所述连接轴套的轴向下端与所述摆动架固定连接，连接轴套的轴向上端与所述分散器主体底部相抵，以对分散器主体提供支撑作用。

进一步的，所述连接轴套外壁通过直线轴承套与下盖中心通孔连接，直线轴承套外壁与下盖中心通孔内壁紧密套接，直线轴承套内壁与连接轴套外壁滑动连接。

进一步的，所述分散器组件还包括密封垫环，所述密封垫环套设在连接轴套径向***，密封垫环的外圈直径大于下盖中心通孔的直径，且密封垫环的厚度设置为满足：当下盖与容器下开口的螺纹旋合至极限位置时，所述密封垫环刚好被压紧在下盖与分散器主体之间，以实现下盖中心通孔处的密封。

进一步的，所述下盖的外圈边缘设置为阶梯轴结构，阶梯轴结构的小径端设置有与容器下开口旋合的螺纹，阶梯轴结构的大径端设有轮齿，所述容器底部外壁设有可转动的扭力齿轮，扭力齿轮与阶梯轴结构大径端的轮齿啮合，转动扭力齿轮，即可转动下盖。

优选的，所述刚性喷管上端与分散器主体的连接为可拆卸的连接，下盖开启并向下拉开后，分散器主体与分散挡块可拆下来清洁。

所述粉尘***参数实验装置还包括粉尘浓度计、压力传感器、温湿度传感器、加热单元、湿度控制单元、抽真空泵与泄压阀，所述容器的器壁设置为内外双层结构，容器器壁的内层与外层之间夹设有所述加热单元，用于对容器进行加热，所述粉尘浓度计、压力传感器与温湿度传感器的传感元件均嵌设在容器内层上并伸至容器内部，粉尘浓度计、压力传感器与温湿度传感器分别用于对容器内的粉尘浓度、压力及温湿度进行监测，所述湿度控制单元设置有通入容器内部的管路，湿度控制单元用于以容器内部气体环境进行除湿或加湿，所述容器器壁上设置有从容器内部通至容器外部的抽真空孔与泄压孔，所述抽真空泵通过电磁阀与抽真空孔连通，抽真空泵用于使容器达到所需的气体压力，所述泄压阀与泄压孔连通，所述泄压阀用于在***试验结束后开启，使容器内压力与外界一致。

优选的，所述容器呈球状结构。

所述气源包括参与***反应的反应气体及用于输送粉尘的冲压气体，反应气体与冲压气体存储在不同的存储瓶中，所述反应气体存储瓶出口通过所述阀门组件与容器连通，所述冲压气体存储瓶的出口与粉尘仓入口连接，用于输送粉尘或冲刷管路。

所述反应气体为空气、氧气和/或其他反应气体，所述冲压气体为氮气。

优选的，所述粉尘***参数实验装置还包括控制器，所述点火头、粉尘浓度计、压力传感器、温湿度传感器、加热单元、湿度控制单元、抽真空泵、电磁阀及阀门组件均由所述控制器电连接控制，控制器用于在实验开始前设置点火头的点火时间以及用于开启电磁阀与抽真空泵对容器进行抽真空，以达到所需的真空度，控制器还用于在点火后的实验过程中实时采集粉尘浓度计的粉尘浓度数据，以对理论粉尘浓度进行核算与修正。

根据所述粉尘***参数实验装置，本发明还提供了一种粉尘***参数实验方法，包括以下步骤：

1)***前的准备：关闭泄压阀与粉尘仓出口，取定量的粉尘，放入粉尘仓，打开冲压气体存储瓶出口的开关，调节用于输送粉尘的冲压压力，对容器进行抽真空；

2)进行***实验：喷粉、点火***，粉尘浓度计、压力传感器、温湿度传感器实时监测容器内的粉尘浓度、压力、温湿度变化情况并传送给控制器用于后续计算；

3)***后清洁容器与分散器组件：***完成后，开启泄压阀使容器泄压，开启冲压气体存储瓶的出口，将粉尘仓及管路内的粉尘冲刷到容器内，打开上盖，将吸尘器吸口伸入容器内，将容器内的悬浮粉尘及容器内壁上的轻质粉尘吸除，再旋开下盖，向下拉动摆动架，使分散器组件暴露在容器之外，用吸尘器和/或刷子去除分散器主体与分散挡块之间的死角位置的粉尘和/或***残留物；

4)向上拉摆动架，将下盖与下开口旋合，准备下一次实验。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供了一种粉尘***参数实验装置，在实验容器的底部设置可以旋转开启的开盖以及可以上下摆动的摆动架，下盖连接在摆动架的自由端，下盖可以以摆动架与容器的转动连接点为中心发生整体的摆动，使得原本位于容器内不容易清理的分散器主体及分散挡块可移至容器之外，便于将存积在分散器主体与分散挡块之间的死角部位的粉尘及***残留物进行清理，有助于提升实验数据的准确性。本发明的装置在容器上安装有粉尘浓度计，可对容器内的粉尘浓度进行实时监测，便于对理论计算的粉尘浓度进行校核或修正，进一步提高实验数据的准确性。

本发明的实验方法在每次实验后都设置有对容器下盖处的分散器组件进行清洁的步骤，可避免当前***实验受前一次***实验的残留物的影响，有效的确保了实验数据的准确性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的粉尘***参数实验装置的整体结构示意图；

图2是本发明优选实施例的摆动架与容器的连接示意图一(摆动架与下盖呈向下打开状态)；

图3是本发明优选实施例的摆动架与容器的连接示意图二(摆动架与下盖呈向上关闭状态)；

图4是本发明优选实施例的摆动架与分散器组件的连接结构图一(俯视方向)；

图5是本发明优选实施例的摆动架与分散器组件的连接结构图二(主视方向)。

图中：1-容器，10-支架，11-粉尘浓度计，12-压力传感器，13-温湿度传感器，14-加热单元，15-湿度控制单元，16-抽真空泵，161-电磁阀，17-泄压阀，18-下开口，21-铰链，2-摆动架，3-分散器组件，31-分散器主体，311-喷口，32-分散挡块，33-刚性喷管，34-管接头，35-柔性管，36-连接轴套，37-直线轴承套，38-密封垫环，4-上盖，5-点火头，6-下盖，61-中心通孔，62-外螺纹，63-轮齿，64-扭力齿轮，7-阀门组件，8-粉尘仓，9-气源。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1～图5的一种粉尘***参数实验装置，包括支架10、设置在支架上的容器1、通过铰链21可摆动的连接设置在容器底部的摆动架2、连接在摆动架自由端的分散器组件3、设置在容器上的粉尘浓度计11、压力传感器12、温湿度传感器13、加热单元14与湿度控制单元15，与容器内部相通的抽真空泵16与泄压阀17。

本实施例中，所述容器的器壁设置为内外双层结构，容器器壁的内层与外层之间夹设有所述加热单元14，用于对容器进行加热，本实施例中，加热单元为电阻丝，容器内层为金属材质，容器外层可为保温材质。

本实施例中，所述粉尘浓度计、压力传感器与温湿度传感器的传感元件均嵌设在容器内层上并伸至容器内部，粉尘浓度计、压力传感器与温湿度传感器分别用于对容器内的粉尘浓度、压力及温湿度进行监测，所述湿度控制单元设置有通入容器内部的管路，湿度控制单元用于以容器内部气体环境进行除湿或加湿，所述容器器壁上设置有从容器内部通至容器外部的抽真空孔与泄压孔，所述抽真空泵16通过电磁阀161与抽真空孔连通，抽真空泵用于使容器达到所需的气体压力，所述泄压阀与泄压孔连通，所述泄压阀用于在***试验结束后开启，使容器内压力与外界一致，本实施例中，抽真空孔与泄压孔合为同一个孔。

参见图1，本实施例中，容器1呈球状结构。

所述分散器组件3包括分散器主体31、分散挡块32、刚性喷管33、管接头34与柔性管35，所述容器顶部设置有可打开的上盖4，上盖上设置有可伸入容器内的点火头5，所述容器底部设有带内螺纹的下开口18，下开口通过其内螺纹连接有下盖6，下盖可相对下开口旋转而将下开口密封或开启，所述下盖盖体的中间区域设置有中心通孔61，所述刚性喷管长度方向的中间部位位于中心通孔内，下盖可相对刚性喷管发生转动，刚性喷管上端伸至容器内并与分散器主体连接，所述分散器主体顶部设置有用于沿水平方向喷粉尘的喷口311及位于喷口上方的用于将喷出的粉尘分散至各处的所述分散挡块32，所述刚性喷管下端伸至容器外并与所述摆动架2固定连接，所述摆动架的一端通过铰链21与容器外壁可转动的连接，摆动架的另一端为自由端，该自由端与刚性喷管固定连接，且刚性喷管穿过摆动架上设置的通孔伸至摆动架下方，所述分散器主体底部沿水平方向的尺寸大于所述下盖的中心通孔的直径，以防止分散器主体及分散挡块从中心通孔向下脱出，所述下盖与容器下开口脱离旋接后，下盖与分散器组件均可随着摆动架向下发生整体的摆动而使分散器主体与分散挡块经容器下开口暴露在容器之外，以便于对分散器主体与分散挡块实施清洁工作；

所述下盖可相对刚性喷管发生轴向移动(具体的，刚性喷管外壁与下盖中心通孔内壁之间可设置为间隙配合，以实现下盖与刚性喷管之间的相对转动与相对轴向移动)，所述摆动架向向摆动至分散器主体及分散挡块经容器下开口进入容器之后，所述下盖可旋转并向上移动至最终与下开口内螺纹完全旋合；

所述管接头设置在摆动架的自由端底部，管接头用于连通刚性喷管与所述柔性管，所述柔性管一端与管接头连接，另一端通过阀门组件7与粉尘仓8及气源9连接。

气源包括参与***反应的反应气体及用于输送粉尘的冲压气体，反应气体与冲压气体存储在不同的存储瓶中，所述反应气体存储瓶出口通过所述阀门组件与容器连通，所述冲压气体存储瓶的出口与粉尘仓入口连接，用于输送粉尘或冲刷管路。

本实施例中，所述分散器组件还包括连接轴套36，所述刚性喷管通过连接轴套实现与下盖的可转动连接，连接轴套套设在刚性喷管长度方向中间部位的径向***，连接轴套内孔与刚性喷管紧密套接，所述连接轴套径向外壁与下盖中心通孔可转动的连接，且下盖可相对连接轴套发生轴向的上下移动。具体的，连接轴套外壁与下盖中心通孔内壁之间可设置为间隙配合，以实现下盖与连接轴套之间的相对转动与相对轴向移动。

本实施例中，所述连接轴套的轴向下端与所述摆动架自由端固定连接(如焊接)，连接轴套的轴向上端与所述分散器主体底部相抵，以对分散器主体提供支撑作用。

本实施例中，所述连接轴套外壁通过直线轴承套37与下盖中心通孔连接，直线轴承套外壁与下盖中心通孔内壁紧密套接，直线轴承套内壁与连接轴套外壁滑动连接。

本实施例中，所述分散器组件还包括密封垫环38，所述密封垫环套设在连接轴套径向***，密封垫环的外圈直径大于下盖中心通孔的直径，且密封垫环的厚度设置为满足：当下盖与容器下开口的内螺纹旋合至极限位置时，所述密封垫环刚好被压紧在下盖与分散器主体之间，以实现下盖中心通孔与直线轴承套之间缝隙的密封以及对直线轴承套本体孔隙的密封。

本实施例中，所述下盖的外圈边缘设置为阶梯轴结构，阶梯轴结构的小径端设置有与容器下开口内螺纹旋合的外螺纹62，阶梯轴结构的大径端设有轮齿63，所述容器底部外壁设有可转动的扭力齿轮64，扭力齿轮与阶梯轴结构大径端的轮齿啮合，转动扭力齿轮，即可转动下盖。

优选的，所述刚性喷管上端与分散器主体的连接为可拆卸的螺纹连接，一方面便于分散器组件的安装，另一方面，下盖开启并向下拉开后，分散器主体与分散挡块可拆下来清洁，更加方便。

本实施例中，所述粉尘***参数实验装置还包括控制器(图中未示出)，所述点火头、粉尘浓度计、压力传感器、温湿度传感器、加热单元、湿度控制单元、抽真空泵、电磁阀及阀门组件均由所述控制器电连接控制，控制器用于在实验开始前设置点火头的点火时间以及用于开启电磁阀与抽真空泵对容器进行抽真空，以达到所需的真空度，控制器还用于在点火后的实验过程中实时采集粉尘浓度计的粉尘浓度数据，以对理论粉尘浓度进行核算与修正。

根据所述粉尘***参数实验装置设置的粉尘***参数实验方法，包括以下步骤：

1)***前的准备：关闭泄压阀与粉尘仓出口，取定量的粉尘，放入粉尘仓，打开冲压气体存储瓶出口的开关，调节用于输送粉尘的冲压压力，对容器进行抽真空；

2)进行***实验：喷粉、点火***，粉尘浓度计、压力传感器、温湿度传感器实时监测容器内的粉尘浓度、压力、温湿度变化情况并传送给控制器用于后续计算；

3)***后清洁容器与分散器组件：***完成后，开启泄压阀使容器泄压，开启冲压气体存储瓶的出口，将粉尘仓及管路内的粉尘冲刷到容器内，打开上盖，将吸尘器吸口伸入容器内，将容器内的悬浮粉尘及容器内壁上的轻质粉尘吸除，再旋开下盖，向下拉动摆动架，使分散器组件暴露在容器之外，用吸尘器和/或刷子去除分散器主体与分散挡块之间的死角位置的粉尘和/或***残留物；

4)向上拉摆动架，将下盖与下开口旋合，准备下一次实验。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，包括支架(10)、设置在支架上的容器(1)、可摆动的连接设置在容器底部的摆动架(2)及连接在摆动架自由端的分散器组件(3)，所述分散器组件包括分散器主体(31)、分散挡块(32)、刚性喷管(33)、管接头(34)与柔性管(35)，所述容器顶部设置有可打开的上盖(4)，上盖上设置有可伸入容器内的点火头(5)，所述容器底部设有带螺纹的下开口(18)，下开口通过其螺纹连接有下盖(6)，下盖可相对下开口旋转而将下开口密封或开启，所述下盖盖体的中间区域设置有中心通孔(61)，所述刚性喷管长度方向的中间部位位于中心通孔内，下盖可相对刚性喷管发生转动，刚性喷管上端伸至容器内并与分散器主体连接，所述分散器主体顶部设置有用于沿水平方向喷粉尘的喷口(311)及位于喷口上方的用于将喷出的粉尘分散至各处的所述分散挡块，所述刚性喷管下端伸至容器外并与所述摆动架固定连接，所述摆动架的一端与容器外壁可转动的连接，摆动架的另一端为自由端，该自由端与刚性喷管固定连接，所述分散器主体底部沿水平方向的尺寸大于所述下盖的中心通孔的直径，以防止分散器主体及分散挡块从中心通孔向下脱出，所述下盖与容器下开口脱离旋接后，下盖与分散器组件均可随着摆动架向下发生整体的摆动而使分散器主体与分散挡块经容器下开口暴露在容器之外，以便于对分散器主体与分散挡块实施清洁工作；

所述下盖可相对刚性喷管发生轴向移动，所述摆动架摆动至分散器主体及分散挡块经容器下开口进入容器之后，所述下盖可旋转并向上移动至最终与下开口的螺纹完全旋合；

所述管接头设置在摆动架自由端底部，管接头用于连通刚性喷管与所述柔性管，所述柔性管一端与管接头连接，另一端通过阀门组件(7)与粉尘仓(8)及气源(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述分散器组件还包括连接轴套(36)，所述刚性喷管通过连接轴套实现与下盖的可转动连接，连接轴套套设在刚性喷管长度方向中间部位的径向***，连接轴套内孔与刚性喷管紧密套接，所述连接轴套径向外壁与下盖中心通孔可转动的连接，且下盖可相对连接轴套发生轴向的上下移动。

3.根据权利要求2所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述连接轴套的轴向下端与所述摆动架固定连接，连接轴套的轴向上端与所述分散器主体底部相抵，以对分散器主体提供支撑作用。

4.根据权利要求2所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述连接轴套外壁通过直线轴承套(37)与下盖中心通孔连接，直线轴承套外壁与下盖中心通孔内壁紧密套接，直线轴承套内壁与连接轴套外壁滑动连接。

5.根据权利要求2所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述分散器组件还包括密封垫环(38)，所述密封垫环套设在连接轴套径向***，密封垫环的外圈直径大于下盖中心通孔的直径，且密封垫环的厚度设置为满足：当下盖与容器下开口的螺纹旋合至极限位置时，所述密封垫环刚好被压紧在下盖与分散器主体之间，以实现下盖中心通孔处的密封。

6.根据权利要求1所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述下盖的外圈边缘设置为阶梯轴结构，阶梯轴结构的小径端设置有与容器下开口旋合的螺纹，阶梯轴结构的大径端设有轮齿(63)，所述容器底部外壁设有可转动的扭力齿轮(64)，扭力齿轮与阶梯轴结构大径端的轮齿啮合，转动扭力齿轮，即可转动下盖。

7.根据权利要求1所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述刚性喷管上端与分散器主体的连接为可拆卸的连接，下盖开启并向下拉开后，分散器主体与分散挡块可拆下来清洁。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述粉尘***参数实验装置还包括粉尘浓度计(11)、压力传感器(12)、温湿度传感器(13)、加热单元(14)、湿度控制单元(15)、抽真空泵(16)与泄压阀(17)，所述容器的器壁设置为内外双层结构，容器器壁的内层与外层之间夹设有所述加热单元，用于对容器进行加热，所述粉尘浓度计、压力传感器与温湿度传感器的传感元件均嵌设在容器内层上并伸至容器内部，粉尘浓度计、压力传感器与温湿度传感器分别用于对容器内的粉尘浓度、压力及温湿度进行监测，所述湿度控制单元设置有通入容器内部的管路，湿度控制单元用于对容器内部气体环境进行除湿或加湿，所述容器器壁上设置有从容器内部通至容器外部的抽真空孔与泄压孔，所述抽真空泵通过电磁阀(161)与抽真空孔连通，抽真空泵用于使容器达到所需的气体压力，所述泄压阀与泄压孔连通，所述泄压阀用于在***试验结束后开启，使容器内压力与外界一致。

9.根据权利要求8所述的一种粉尘***参数实验装置，其特征在于，所述粉尘***参数实验装置还包括控制器，所述点火头、粉尘浓度计、压力传感器、温湿度传感器、加热单元、湿度控制单元、抽真空泵、电磁阀及阀门组件均由所述控制器电连接控制，控制器用于在实验开始前设置点火头的点火时间以及用于开启电磁阀与抽真空泵对容器进行抽真空，以达到所需的真空度，控制器还用于在点火后的实验过程中实时采集粉尘浓度计的粉尘浓度数据，以对理论粉尘浓度进行核算与修正。

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