CN113775768B - 一种杠杆式蝶阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种杠杆式蝶阀,包括阀体、阀板、阀杆、驱动杆、连杆组件、密封圈,阀体为筒形,阀体一端设置台阶环,驱动杆从阀体侧壁***阀体内部输入旋转运动,驱动杆通过连杆组件安装阀杆,阀板安装在阀体内部,阀板面对台阶环,阀杆连接在阀板背离台阶环的背面,台阶环朝向阀板的端面上设置密封圈;阀板包括板体,板体内部设置连接阀板两侧的副流道,副流道在蝶阀开启时先行开启,副流道在阀门关闭时最后关闭。本发明通过在阀板上设置用作微流量通过的副流道来为阀板关闭的末期提供过流路径,防止关闭末期的流量从阀板与阀体的密封面上过流。
Description
技术领域
本发明涉及蝶阀技术领域,具体为一种杠杆式蝶阀。
背景技术
现有技术中的蝶阀,一般采用四连杆结构驱动一块蝶板进行移动,打开与关闭流道,阀板与阀体一端一个环形面的接触作为密封面,密封面上设置O型圈进行密封,结构简单,多用在密封性要求不高的民用场合。
对于很多的具有较高密封性要求的场合,一般的蝶阀难以胜任,主要由于密封面以及其上的密封圈在蝶阀关闭的末期有水流冲击:
阀门关闭末期,流体从密封面处高速流过,冲刷环形密封面,当介质中有少量沙粒时,颗粒物冲击密封圈,划伤密封圈后,密封性能必然下降,阀门可靠性受到影响。
阀板与阀体的密封接触面上,密封圈无法做得厚而大,所以,只要有轻微的尺寸误差或者的密封圈老化变形,则密封圈的密封能力也会下降,影响阀门寿命;
有时又期望使用蝶阀的外形与简易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杠杆式蝶阀,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种杠杆式蝶阀,包括阀体、阀板、阀杆、驱动杆、连杆组件、密封圈,阀体为筒形,阀体一端设置台阶环,驱动杆从阀体侧壁***阀体内部输入旋转运动,驱动杆通过连杆组件安装阀杆,阀板安装在阀体内部,阀板面对台阶环,阀杆连接在阀板背离台阶环的背面,台阶环朝向阀板的端面上设置密封圈;
阀板包括板体,板体内部设置连接阀板两侧的副流道,副流道在蝶阀开启时先行开启,副流道在阀门关闭时最后关闭。
蝶阀中,当阀板抵在台阶环上隔开两侧流体,阀门的主要流道根据阀板位置而封闭或打开,在打开时,阀板内部的副流道先行打开而连通两侧流体,开度增大,阀板整体从台阶环上脱离,主流道连通,当需要关闭阀门时,阀杆推动阀板朝向台阶环移动,阀板先行抵住台阶环封堵主流道,此时,副流道尚能通过少量的流体,阀杆继续前进而封堵副流道,直至阀门完全关闭。
设置主副流道进行分阶段的阀门开启与关闭,可以稳定密封圈处的介质流动状态,让蝶阀关闭的末期,从密封圈处流过的介质量较少,阀板可以平稳地抵触上台阶环,压住密封圈进行密封,阀门关闭末期,流量从副流道进行流通,副流道可以使用密封补偿较好,而且不易损坏的较大的橡胶式阀芯进行密封,橡胶阀芯具有较大的体积,误差补偿能力好,即使表面轻微划伤,密封性能也不会有较大下降,即,主流道用作大流量状态时的过流,副流道用作阀门在微流量时过流,防止微流量从主流道通过损坏主流道密封路径上的密封圈。
进一步的,蝶阀还包括导向架,导向架固定在阀体内壁上,板体滑动安装在导向架中央位置。导向架径向支撑起阀板,阀板可以自由轴向移动。
进一步的,阀板还包括密封球,密封球放置在副流道内,副流道内放置密封球的腔室靠近台阶环的一端设置锥形面;
阀杆包括转动杆和平移杆,转动杆和平移杆一端铰接,转动杆与连杆组件连接,平移杆***板体并且一端位于副流道内,平移杆位于副流道内的一端带有平头,平移杆位于副流道外的杆身上设置压环,副流道靠近阀杆的一端设置阶梯面,
阀板开启时,平头勾住副流道台阶面并朝向转动杆拉动,
阀板关闭时,压环推挤板体外表端面并朝向台阶环推动,压环抵靠上板体外表端面时,平头将密封球压在锥形面上。
在开启蝶阀时,转动杆转动然后向后抽拉平移杆,平移杆端部的平头勾住副流道一端的台阶面从而拉动板体打开主流道;
关闭蝶阀时,压环先行推挤板体朝向台阶环进行主流道的关闭,主流道关闭后,平移杆继续向前运动,平头压住密封球封堵副流道,从而副流道关闭。
阀板还包括弹簧,板体朝向转动杆的端面上设置若干盲孔,盲孔内设置弹簧,弹簧的初始长度大于盲孔深度。蝶阀关闭时,平移杆朝向阀板运动,压环先行与弹簧露出来的一端接触,随着平移杆的前进,弹簧推动板体朝向台阶环运动并最终接触上完成主流道关闭,主流道关闭后,平移杆继续前进,弹簧被挤压而收入盲孔内,平头开始接触上密封球并推动密封球封住副流道,在最终位置上,平头压住密封球,压环与板体设置弹簧的表面上接触并刚性地压住,防止板体与台阶环的接触松动。
进一步的,连杆组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆,第一连杆铰接在阀体内壁上,第一连杆还与驱动杆转动连接,第一连杆的一端与第三连杆铰接,第二连杆一端与驱动杆传动连接、一端与转动杆铰接,第三连杆还与转动杆铰接,
第一连杆、第二连杆、第三连杆各自两端的铰接轴分别与驱动杆轴线平行。
驱动杆与第二连杆传动,第二连杆绕驱动杆轴线转动,带动转动杆转移位置,第一连杆、第三连杆分别的与转动杆的铰接用于防止转动杆自发的位置变化,只能由驱动杆旋转驱动进行位置调整。
进一步的,阀板与台阶环接触的一侧作为蝶阀的高压侧,阀板朝向阀杆的一侧作为蝶阀的低压侧。阀板直接对抗蝶阀两侧的高低压压差,在开启阀门时,压差力可以辅助快速开启阀板。
进一步的,密封圈为唇型密封圈,密封圈的密封环线朝向板体的端面,密封圈的唇口径向向内。唇型密封圈是一个唇型截面回转形成的密封环体,应当区别于轴用的唇型密封,本申请此处的唇型密封为端面使用,唇口的密封环线在密封圈的轴向一端上,而非在径向内圈上,唇型密封可以防止密封圈的失效,只要阀板朝向台阶环的压合力足够,不会受到压差作用而产生平移,则密封圈就能提供可靠的端面密封,高压侧朝向低压侧的泄漏力只会挤压唇口使其密封面更加紧密,防止密封面泄漏,传统上,在端面位置很少使用唇型密封,因为端面密封在关闭末期具有较大速度的介质过流,介质流过唇口时,容易冲击唇口而产生变形,在端面贴合时,唇口受压而形状不好保持最佳的形状来进行密封,所以,端面密封一般只使用O型圈密封,O型圈无法利用高低压侧压差提供自适应的密封力,而本申请中,通过副流道分流走了大部分阀板关闭末期的流量,所以,板体与台阶环的接触闭合可以平稳顺畅,不影响密封圈保持最佳的形状来密封主流道。
进一步的,板体内还设有第一文氏管、第一连通通道,第一文氏管设置在副流道靠近蝶阀低压侧的一端通道上,第一连通通道一端连接在第一文氏管喉部,第一连通通道另一端延伸至板体上与台阶环的密封面上,第一连通通道末端设置若干第一汲取孔,第一汲取孔以阀体轴线为中心线圆周布置,第一汲取孔连接在密封圈密封环线的低压一侧区域。蝶阀关闭时,副流道内过流的流体在流过第一文氏管时,通过伯努利效应提供抽吸力,抽吸喉部所连接位置的流体,第一文氏管喉部通过第一连通通道连通至密封圈密封环线的低压一侧,将此处位置的流体在阀板关闭的末期抽吸走,防止颗粒物停留在密封面上,更防止颗粒物损伤密封圈的密封环线。
进一步的,板体内还设有第二文氏管、第二连通通道,第二文氏管设置在副流道靠近蝶阀高压侧的一端通道上,第二连通通道一端连接在第二文氏管喉部,第二连通通道另一端延伸至板体上与台阶环的密封面上,第二连通通道末端设置若干第二汲取孔,第二汲取孔以阀体轴线为中心线圆周布置,第二汲取孔连接在密封圈密封环线的高压一侧区域。本申请还通过第二文氏管抽吸密封圈密封环线高压一侧局部位置的流体,即,同时对密封圈密封环线两侧的流体进行抽吸,在阀板关闭的末期,进一步减少从密封环线上穿过的流量,防止颗粒物损伤密封环线,当然,因为密封圈两侧的流体分别为高低压的流体,所以,分别用作抽吸的文氏管位置也需要进行隔离,需要分别设置到副流道内密封球的两侧。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明通过在阀板上设置用作微流量通过的副流道来为阀板关闭的末期提供过流路径,防止关闭末期的流量从阀板与阀体的密封面上过流,冲击密封圈影响密封性以及颗粒物停留到密封面上损伤密封面与密封圈,副流道与主流道的关闭都通过阀杆统一控制,阀杆先行关闭主流道再行关闭副流道以及刚性限位阀板,防止高低压侧流体泄漏;副流道内分别在靠近高低压侧的路径上设置文氏管,然后利用喉部产生的微量负压汲取主流道密封圈处密封环线两侧的流体,将可能存在的杂物抽吸走,并且减少介质穿过密封环线,防止密封性受损。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是图1中的视图A-A;
图3是图1中的视图B区域在蝶阀开启时的示意图;
图4是图1中的视图B区域在蝶阀开始关闭时的示意图;
图5是图1中的视图B区域在蝶阀完全关闭时的示意图;
图6是图1中的视图C;
图中:1-阀体、11-台阶环、2-阀板、21-板体、211-副流道、212-第一文氏管、213-第二文氏管、214-第一连接通道、2141-第一汲取孔、215-第二连接通道、2151-第二汲取孔、22-密封球、23-弹簧、3-阀杆、31-转动杆、32-平移杆、321-平头、322-压环、4-驱动杆、5-连杆组件、51-第一连杆、52-第二连杆、53-第三连杆、6-导向架、7-密封圈、71-唇口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,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。基于本发明中的实施例,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。
请参阅图1-6,本发明提供技术方案:
一种杠杆式蝶阀,包括阀体1、阀板2、阀杆3、驱动杆4、连杆组件5、密封圈7,阀体1为筒形,阀体1一端设置台阶环11,驱动杆4从阀体1侧壁***阀体1内部输入旋转运动,驱动杆4通过连杆组件5安装阀杆3,阀板2安装在阀体1内部,阀板2面对台阶环11,阀杆3连接在阀板2背离台阶环11的背面,台阶环11朝向阀板2的端面上设置密封圈7;
阀板2包括板体21,板体21内部设置连接阀板2两侧的副流道211,副流道211在蝶阀开启时先行开启,副流道211在阀门关闭时最后关闭。
如图1所示,蝶阀中,当阀板2抵在台阶环11上隔开两侧流体,阀门的主要流道根据阀板2位置而封闭或打开,在打开时,阀板2内部的副流道211先行打开而连通两侧流体,开度增大,阀板2整体从台阶环11上脱离,主流道连通,当需要关闭阀门时,阀杆3推动阀板2朝向台阶环11移动,阀板2先行抵住台阶环11封堵主流道,此时,副流道211尚能通过少量的流体,阀杆3继续前进而封堵副流道211,直至阀门完全关闭。
设置主副流道进行分阶段的阀门开启与关闭,可以稳定密封圈7处的介质流动状态,让蝶阀关闭的末期,从密封圈7处流过的介质量较少,阀板2可以平稳地抵触上台阶环11,压住密封圈7进行密封,阀门关闭末期,流量从副流道211进行流通,副流道211可以使用密封补偿较好,而且不易损坏的较大的橡胶式阀芯进行密封,橡胶阀芯具有较大的体积,误差补偿能力好,即使表面轻微划伤,密封性能也不会有较大下降,即,主流道用作大流量状态时的过流,副流道用作阀门在微流量时过流,防止微流量从主流道通过损坏主流道密封路径上的密封圈7。
蝶阀还包括导向架6,导向架6固定在阀体1内壁上,板体21滑动安装在导向架6中央位置。导向架6径向支撑起阀板2,阀板2可以自由轴向移动。
阀板2还包括密封球22,密封球22放置在副流道211内,副流道211内放置密封球22的腔室靠近台阶环11的一端设置锥形面;
阀杆3包括转动杆31和平移杆32,转动杆31和平移杆32一端铰接,转动杆31与连杆组件5连接,平移杆32***板体21并且一端位于副流道211内,平移杆32位于副流道211内的一端带有平头321,平移杆32位于副流道211外的杆身上设置压环322,副流道211靠近阀杆3的一端设置阶梯面,
阀板2开启时,平头321勾住副流道211台阶面并朝向转动杆31拉动,
阀板2关闭时,压环322推挤板体21外表端面并朝向台阶环11推动,压环322抵靠上板体21外表端面时,平头321将密封球22压在锥形面上。
如图1、3~5所示,在开启蝶阀时,转动杆31转动然后向后抽拉平移杆32,平移杆32端部的平头321勾住副流道21一端的台阶面从而拉动板体21打开主流道;
关闭蝶阀时,压环322先行推挤板体21朝向台阶环11进行主流道的关闭,主流道关闭后,平移杆32继续向前运动,平头321压住密封球22封堵副流道211,从而副流道211关闭。
阀板2还包括弹簧23,板体21朝向转动杆31的端面上设置若干盲孔,盲孔内设置弹簧23,弹簧23的初始长度大于盲孔深度。如图4~5所示,蝶阀关闭时,平移杆朝向阀板2运动,压环322先行与弹簧23露出来的一端接触,随着平移杆32的前进,弹簧23推动板体21朝向台阶环11运动并最终接触上完成主流道关闭,主流道关闭后,平移杆32继续前进,弹簧23被挤压而收入盲孔内,平头321开始接触上密封球22并推动密封球22封住副流道211,在最终位置上,平头321压住密封球22,压环322与板体21设置弹簧23的表面上接触并刚性地压住,防止板体21与台阶环11的接触松动。
连杆组件5包括第一连杆51、第二连杆52、第三连杆53,第一连杆51铰接在阀体1内壁上,第一连杆51还与驱动杆4转动连接,第一连杆51的一端与第三连杆53铰接,第二连杆52一端与驱动杆4传动连接、一端与转动杆31铰接,第三连杆53还与转动杆31铰接,
第一连杆51、第二连杆52、第三连杆53各自两端的铰接轴分别与驱动杆4轴线平行。
如图1所示,驱动杆4与第二连杆52传动,第二连杆52绕驱动杆4轴线转动,带动转动杆31转移位置,第一连杆51、第三连杆53分别的与转动杆31的铰接用于防止转动杆31自发的位置变化,只能由驱动杆4旋转驱动进行位置调整。
阀板2与台阶环11接触的一侧作为蝶阀的高压侧,阀板2朝向阀杆3的一侧作为蝶阀的低压侧。阀板2直接对抗蝶阀两侧的高低压压差,在开启阀门时,压差力可以辅助快速开启阀板2。
密封圈7为唇型密封圈,密封圈7的密封环线朝向板体21的端面,密封圈7的唇口71径向向内。如图1、6所示,唇型密封圈7是一个唇型截面回转形成的密封环体,应当区别于轴用的唇型密封,本申请此处的唇型密封为端面使用,唇口的密封环线在密封圈7的轴向一端上,而非在径向内圈上,唇型密封可以防止密封圈7的失效,只要阀板2朝向台阶环11的压合力足够,不会受到压差作用而产生平移,则密封圈7就能提供可靠的端面密封,高压侧,即图6中的P1位置,低压侧,即图6中的P2位置,高压侧朝向低压侧的泄漏力只会挤压唇口71使其密封面更加紧密,防止密封面泄漏,传统上,在端面位置很少使用唇型密封,因为端面密封在关闭末期具有较大速度的介质过流,介质流过唇口71时,容易冲击唇口71而产生变形,在端面贴合时,唇口71受压而形状不好保持最佳的形状来进行密封,所以,端面密封一般只使用O型圈密封,O型圈无法利用高低压侧压差提供自适应的密封力,而本申请中,通过副流道211分流走了大部分阀板2关闭末期的流量,所以,板体21与台阶环11的接触闭合可以平稳顺畅,不影响密封圈7保持最佳的形状来密封主流道。
板体21内还设有第一文氏管212、第一连通通道214,第一文氏管212设置在副流道211靠近蝶阀低压侧的一端通道上,第一连通通道214一端连接在第一文氏管212喉部,第一连通通道214另一端延伸至板体21上与台阶环11的密封面上,第一连通通道214末端设置若干第一汲取孔2141,第一汲取孔2141以阀体1轴线为中心线圆周布置,第一汲取孔2141连接在密封圈7密封环线的低压一侧区域。如图3、6所示,蝶阀关闭时,副流道211内过流的流体在流过第一文氏管212时,通过伯努利效应提供抽吸力,抽吸喉部所连接位置的流体,第一文氏管212喉部通过第一连通通道214连通至密封圈7密封环线的低压一侧,将此处位置的流体在阀板2关闭的末期抽吸走,防止颗粒物停留在密封面上,更防止颗粒物损伤密封圈7的密封环线。
板体21内还设有第二文氏管213、第二连通通道215,第二文氏管213设置在副流道211靠近蝶阀高压侧的一端通道上,第二连通通道215一端连接在第二文氏管213喉部,第二连通通道215另一端延伸至板体21上与台阶环11的密封面上,第二连通通道215末端设置若干第二汲取孔2151,第二汲取孔2151以阀体1轴线为中心线圆周布置,第二汲取孔2151连接在密封圈7密封环线的高压一侧区域。如图3、6所示,本申请还通过第二文氏管213抽吸密封圈7密封环线高压一侧局部位置的流体,即,同时对密封圈7密封环线两侧的流体进行抽吸,在阀板21关闭的末期,进一步减少从密封环线上穿过的流量,防止颗粒物损伤密封环线,当然,因为密封圈7两侧的流体分别为高低压的流体,所以,分别用作抽吸的文氏管位置也需要进行隔离,需要分别设置到副流道211内密封球22的两侧。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是: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,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)
1.一种杠杆式蝶阀,其特征在于:所述蝶阀包括阀体(1)、阀板(2)、阀杆(3)、驱动杆(4)、连杆组件(5)、密封圈(7),所述阀体(1)为筒形,阀体(1)一端设置台阶环(11),所述驱动杆(4)从阀体(1)侧壁***阀体(1)内部输入旋转运动,驱动杆(4)通过连杆组件(5)安装阀杆(3),所述阀板(2)安装在阀体(1)内部,阀板(2)面对台阶环(11),所述阀杆(3)连接在阀板(2)背离台阶环(11)的背面,所述台阶环(11)朝向阀板(2)的端面上设置密封圈(7);
所述阀板(2)包括板体(21),所述板体(21)内部设置连接阀板(2)两侧的副流道(211),所述副流道(211)在蝶阀开启时先行开启,副流道(211)在阀门关闭时最后关闭;
所述蝶阀还包括导向架(6),所述导向架(6)固定在阀体(1)内壁上,所述板体(21)滑动安装在导向架(6)中央位置;
所述阀板(2)还包括密封球(22),所述密封球(22)放置在副流道(211)内,所述副流道(211)内放置密封球(22)的腔室靠近台阶环(11)的一端设置锥形面;
所述阀杆(3)包括转动杆(31)和平移杆(32),所述转动杆(31)和平移杆(32)一端铰接,转动杆(31)与连杆组件(5)连接,所述平移杆(32)***板体(21)并且一端位于副流道(211)内,平移杆(32)位于副流道(211)内的一端带有平头(321),平移杆(32)位于副流道(211)外的杆身上设置压环(322),所述副流道(211)靠近阀杆(3)的一端设置阶梯面,
所述阀板(2)还包括弹簧(23),所述板体(21)朝向转动杆(31)的端面上设置若干盲孔,盲孔内设置弹簧(23),所述弹簧(23)的初始长度大于盲孔深度,
阀板(2)开启时,所述平头(321)勾住副流道(211)台阶面并朝向转动杆(31)拉动,
阀板(2)关闭时,所述压环(322)推挤弹簧(23)并使板体(21)朝向台阶环(11)推动,压环(322)抵靠上板体(21)外表端面时,平头(321)将密封球(22)压在锥形面上。
2.根据权利要求1所述的一种杠杆式蝶阀,其特征在于:所述连杆组件(5)包括第一连杆(51)、第二连杆(52)、第三连杆(53),所述第一连杆(51)铰接在阀体(1)内壁上,第一连杆(51)还与驱动杆(4)转动连接,第一连杆(51)的一端与第三连杆(53)铰接,所述第二连杆(52)一端与驱动杆(4)传动连接、一端与转动杆(31)铰接,所述第三连杆(53)还与转动杆(31)铰接,
第一连杆(51)、第二连杆(52)、第三连杆(53)各自两端的铰接轴分别与驱动杆(4)轴线平行。
3.根据权利要求2所述的一种杠杆式蝶阀,其特征在于:所述阀板(2)与台阶环(11)接触的一侧作为蝶阀的高压侧,阀板(2)朝向阀杆(3)的一侧作为蝶阀的低压侧。
4.根据权利要求3所述的一种杠杆式蝶阀,其特征在于:所述密封圈(7)为唇型密封圈,密封圈(7)的密封环线朝向板体(21)的端面,密封圈(7)的唇口(71)径向向内。
5.根据权利要求4所述的一种杠杆式蝶阀,其特征在于:所述板体(21)内还设有第一文氏管(212)、第一连通通道(214),所述第一文氏管(212)设置在副流道(211)靠近蝶阀低压侧的一端通道上,所述第一连通通道(214)一端连接在第一文氏管(212)喉部,第一连通通道(214)另一端延伸至板体(21)上与台阶环(11)的密封面上,第一连通通道(214)末端设置若干第一汲取孔(2141),第一汲取孔(2141)以阀体(1)轴线为中心线圆周布置,第一汲取孔(2141)连接在密封圈(7)密封环线的低压一侧区域。
6.根据权利要求5所述的一种杠杆式蝶阀,其特征在于:所述板体(21)内还设有第二文氏管(213)、第二连通通道(215),所述第二文氏管(213)设置在副流道(211)靠近蝶阀高压侧的一端通道上,所述第二连通通道(215)一端连接在第二文氏管(213)喉部,第二连通通道(215)另一端延伸至板体(21)上与台阶环(11)的密封面上,第二连通通道(215)末端设置若干第二汲取孔(2151),第二汲取孔(2151)以阀体(1)轴线为中心线圆周布置,第二汲取孔(2151)连接在密封圈(7)密封环线的高压一侧区域。
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