CN116241671A - 电动阀以及冷冻循环*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够防止由流体的流动而引起的阀芯的振动的电动阀以及冷冻循环***。支撑部件(5)固定于固定在阀壳体部件(1A)的外壳(4),并且具备沿轴线(L)方向引导阀芯(2)的筒状的阀引导部(1B),阀引导部(1B)贯通形成于外壳(4)的内部的引导部收纳室(1D),且向阀室(1C)侧延伸配置,阀室(1C)和引导部收纳室(1D)至少经由均压通路(1E)连通,该均压通路(1E)由阀引导部(1B)的外周面(1Ba)与阀壳体部件(1A)的内周面(1a)之间的间隙和阀引导部件(1B)的外周面(1Ba)与外壳(4)的内周面(4a)之间的间隙中的至少一方的间隙形成。
Description
技术领域
本发明涉及一种在冷冻循环***等中使用的电动阀以及冷冻循环***。
背景技术
作为电动阀,已知具备:阀主体,其具有阀室及阀端口;阀芯,其变更阀端口的开度;驱动部,其在轴线方向上进退驱动阀芯;以及支撑部件,其与驱动部的驱动轴一起构成螺纹进给机构(例如,参照专利文献1)。在该专利文献1的电动阀中,通过螺纹进给机构将驱动部的驱动轴的旋转运动转换为驱动轴的轴线方向的直线运动,通过与该驱动轴连结的阀芯的阀部件来控制阀端口的开度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-124153号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,为了提高电动阀的工作耐久性、闭阀功能性,需要利用引导衬套等阀引导部件抑制阀芯相对于阀主体的阀端口的倾斜度的构造,但由于阀室内部被阀引导部件隔开,因此需要进行阀室内的均压。因此,有时设置将阀室和副阀室连通的均压通路。这样的均压通路例如考虑通过对阀引导部件进行两面倒角来形成,但由于从下接头流过来的喷流,阀室内的流变得不均匀,因此有时阀室内的压力分布变得不稳定,阀芯产生振动。另外,有时阀芯由于从进行了两面倒角的部位流向副阀室的流体而振动。
因此,本发明的目的在于提供一种电动阀以及冷冻循环***,通过使阀室内的压力分布稳定,能够防止由流体的流动而引起的阀芯的振动。
用于解决课题的方案
本发明的电动阀具备:阀主体,其具有阀室及阀端口;阀部件,其变更上述阀端口的开度;驱动部,其具有在上述阀端口的轴线方向上进退驱动上述阀部件的驱动轴;以及支撑部件,其与上述驱动轴一起构成螺纹进给机构,利用上述螺纹进给机构将上述驱动部的旋转运动转换为上述驱动轴的轴线方向的直线运动,利用连结于上述驱动轴的上述阀部件控制上述阀端口的开度,其特征在于,上述支撑部件固定于下盖部件,并且具备在上述轴线方向上引导上述阀部件的筒状的阀引导部,上述下盖部件固定于上述阀主体,上述阀引导部贯通形成于上述下盖部件的内部的引导部收纳室,且向上述阀室侧延伸配置,上述阀室和上述引导部收纳室至少经由均压通路连通,上述均压通路由上述阀引导部的外周面与上述阀主体的内周面之间的间隙和上述阀引导部的外周面与上述下盖部件的内周面之间的间隙中的至少一方的间隙形成。
根据这样的本发明,从阀室流入的喷流均匀地流入引导部收纳室,因此难以产生阀室内的压力分布的差。另外,阀芯收纳于阀引导部,因此向引导部收纳室内流入的流体不会碰撞,能够抑制阀芯的振动。这样,根据本发明,使阀室内的压力分布稳定,从而能够防止由流体的流动而引起的阀芯的振动。
此时,优选的是,上述均压通路以连通上述阀引导部的外周面与上述阀室的内周面之间的间隙和上述阀引导部的外周面与上述下盖部件的内周面之间的间隙的状态形成。
另外,优选的是,上述阀引导部的外形为从上述引导部收纳室侧朝向上述阀室侧向内侧倾斜的锥形状。而且,优选的是,上述均压通路的成为入口侧的第一间隙尺寸A与成为出口侧的第二间隙尺寸B的关系设定为A>B。根据这样的方式,通过将阀引导部的外形设为从引导部收纳室侧朝向阀室侧向内侧倾斜的锥形状,从而将均压通路的成为入口侧的第一间隙尺寸A与成为出口侧的第二间隙尺寸B的关系设定为A>B,由此能够对至引导部收纳室的流体的流进行整流化,能够使阀室内的压力分布更稳定。
另外,优选的是,上述阀引导部的前端部配置成如下状态:从与上述阀主体从横向连接的第一接头管的上述引导部收纳室侧的端部朝向该第一接头管的径向上的内方的位置突出。根据这样的方式,通过使阀引导部的前端部(下方端部)从第一接头管的上端朝向其径向的内方突出,从而至均压通路的流和来自第一接头管的流在阀引导部的前端部附近不滞留,能够使阀室内的压力分布更稳定。
本发明的冷冻循环***包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,其特征在于,将上述任一个电动阀用作上述膨胀阀。
根据这样的本发明,如上所述,本发明的电动阀通过使阀室内的压力分布稳定,能够防止由流体的流动而引起的阀芯的振动,因此能够降低由该振动而引起的噪音,能够成为运转时被进一步静音化的冷冻***。
发明效果
根据本发明的电动阀以及冷冻循环***,通过使阀室内的压力分布稳定,能够防止由流体的流动而引起的阀芯的振动。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电动阀的纵剖视图。
图2是放大表示图1的电动阀的主要部分的纵剖视图。
图3是从图2的X-X视野观察的横剖视图。
图4是放大表示本发明的另一实施方式的电动阀的主要部分的纵剖视图。
图5是放大表示本发明的另一实施方式的电动阀的主要部分的纵剖视图。
图6是表示本发明的冷冻循环***的一个示例的图。
图中:
10—电动阀,1—阀主体,1A—阀壳体部件,1a—内周面,1B—阀引导部,1Ba—外周面,1Bb—前端部,1Bc—顶棚部,1C—阀室,1D—引导部收纳室,1E—均压通路,2—阀芯,21—针部,21a—落座面部,3—步进马达(驱动部),32—转子轴(驱动轴),4—外壳(下盖部件),4a—内周面,5—支撑部件,5e—连通孔,13—阀座部,13a—阀座面,14—阀端口,100—膨胀阀,200—室外热交换器(冷凝器、蒸发器),300—室内热交换器(冷凝器、蒸发器),400—流路切换阀,500—压缩机。
具体实施方式
基于图1至图5对本发明的实施方式的电动阀进行说明。如图1所示,本实施方式的电动阀10具备阀主体1、阀芯2、作为驱动部的步进马达3以及阀端口14。另外,以下的说明中的“上下”的概念与图1的图面中的上下对应。另外,在图2、图4、图5中,为了方便,省略了压缩螺旋弹簧64的图示。
如图1所示,阀主体1具有:筒状的阀壳体部件1A;阀引导部1B,其配置于阀壳体部件1A的内部;圆筒状的作为下盖部件的外壳4,其固定于阀壳体部件1A的上部;以及支撑部件5,其固定于外壳4的上端开口部。外壳4以嵌合的方式组装于阀壳体部件1A的上部的从内周面1a延伸而形成的边缘1b的外周,通过对边缘1b进行铆接,并且对底部外周进行钎焊而固定于阀壳体部件1A。此外,详细情况后述,但在本实施方式中,阀引导部1B与支撑部件5一体设置。
阀壳体部件1A在其内部形成有大致圆筒状的阀室1C,且安装有从侧面侧与阀室1C连通的第一接头管11。另外,在阀壳体部件1A的底部设置有阀座部13,阀座部13具有阀芯2接近或分离的阀座面13a,在阀座部13的阀座面13a的中央部形成有圆柱状的作为阀口的阀端口14。详细而言,在阀壳体部件1A,作为该阀壳体部件1A的一部分地一体设置有阀座部13,在该阀座部13的面向阀室1C与阀芯2对置的阀座面13a的中央部形成有圆柱状的阀端口14。另外,在本实施方式的情况下,阀壳体部件1A和阀座部13(及阀端口14)设为一体,但阀座部13也可以设为与阀壳体部件1A分体的部件。
在本实施方式的情况下,阀室1C具有从阀壳体部件1A的设有阀座部13的底部竖立设置的侧壁,该侧壁构成了阀室1C的内周面1a。另外,在阀壳体部件1A的上端部以包围阀引导部1B的方式形成有边缘1b。并且,在阀壳体部件1A的底部,与阀端口14同轴地设置有与阀室1C连通的第二接头管12。另外,第二接头管12的阀室1C侧的端部通过钎焊安装于阀壳体部件1A。而且,在作为流体的制冷剂从第一接头管11流入的情况下,制冷剂经由阀室1C从第二接头管12流出。在此,第一接头管11及第二接头管12由铜合金或不锈钢等金属形成。
如图1及图2所示,阀引导部1B例如与支撑部件5一起由树脂材料(例如PPS(PolyPhenylene Sulfide)树脂)一体成形,且贯通形成于外壳4的内部的圆筒状的引导部收纳室1D,并安装成从阀壳体部件1A的上部插通于阀室1C内。即,阀引导部1B配置成贯通引导部收纳室1D,并向阀室1C侧延伸。在阀引导部1B,以轴线L为中心形成有阀引导孔16。另外,阀引导部1B也可以为金属制,通过嵌入成形于支撑部件5而与支撑部件5一体设置。另外,阀引导部1B配置成向阀室1C侧延伸是指,阀引导部1B的前端部1Bb的位置至少配置成延伸到阀主体1的阀壳体部件1A与外壳4的连接部分,也包括延伸至比该位置靠阀室1C侧(即阀室1C内)而配置的情况。
另外,阀引导部1B的外径只要形成为比阀壳体部件1A或外壳4的内径(即,阀室1C或引导部收纳室1D的内径)小即可。另外,优选地,阀引导部1B的顶棚部1Bc位于外壳4的内部(引导部收纳室1D内)(即,贯通阀室1C,延伸至引导部收纳室1D内)。进一步优选地,将阀引导部1B的外周面1Ba与外壳4的内周面4a或阀壳体部件1A的内周面1a之间的间隙设定为比后述的阀保持件6的外周面与阀引导孔16的内周面之间的间隙大。
支撑部件5经由固定配件41焊接固定于外壳4的上端开口部。在该支撑部件5的中心设置有与阀端口14等的轴线L同轴地形成的内螺纹部5a和形成于内螺纹部5a的下侧的没有螺纹槽的轴承部5b,且在下方形成有直径比内螺纹部5a及轴承部5b的外周大的圆筒状的引导孔5c。而且,在支撑部件5的上部外周形成有螺旋状的引导槽5d。在本实施方式的情况下,将支撑部件5的固定配件41直接固定于外壳4的上端开口部,但也可以在固定配件41与外壳4的上端开口部之间进一步夹设垫圈等其它部件,将固定配件41固定于外壳4的上端开口部。
阀芯2具有在下侧前端设置有针部21的杆轴22和保持杆轴22的上端部的阀保持件6。
杆轴22经由阀保持件6沿轴线L方向可滑动地***从支撑部件5的引导孔5c延伸且与该引导孔5c连通的阀引导部1B的阀引导孔16内。另外,在杆轴22的上端部形成有凸缘部23。另外,设于杆轴22的针部21在阀芯2移动到最下方的全闭状态时位于阀端口14内,且为以随着朝向前端侧而缩径的方式被多层地倒角的具有等百分比特性的形状。在本实施方式的情况下,针部21在阀芯2移动到最下方的全闭状态时与落座于阀座部13的落座面部21a相连。另外,阀芯2也可以设定为,即使在移动到最下方的全闭状态时(即,最接近阀座部13的状态时),也使针部21与阀座部13不接触,从而得到微小的开度。
阀保持件6在筒状的圆筒部61的下端固定有杆轴22的凸缘部23,并且在圆筒部61内具备弹簧座63、压缩螺旋弹簧64以及垫圈65。即,阀保持件6收纳对阀芯2和弹簧座63向分离的方向施力的压缩螺旋弹簧64。并且,阀保持件6插通于与支撑部件5的引导孔5c连通的阀引导部1B的阀引导孔16内,且被支撑为能够沿轴线L方向滑动。在阀保持件6的阀端口14侧的一端,通过焊接以固定的状态设置有阀芯2。另外,在阀保持件6的另一端连结有作为驱动轴的后述的转子轴32。阀芯2及转子轴32中的至少一方相对于阀保持件6以防脱的状态且能够在该阀保持件6的内部进退移动地连结。另外,在该情况下,转子轴32设为能够在阀保持件6内进退移动,阀芯2通过焊接固定于阀保持件6,但也可以通过切削加工将阀保持件6和阀芯2一体形成。另外,也可以是,通过铆接等将阀保持件6相对于转子轴32固定,将阀芯2设为能够在阀保持件6内进退移动。在本实施方式的情况下,阀主体1、外壳4、阀保持件6分别由不锈钢等金属形成。
作为驱动部的步进马达3具有:机壳7、设置于机壳7内的磁转子31、作为驱动轴的转子轴32、未图示的定子线圈、以及步进马达3的旋转限位机构。
机壳7通过焊接等气密地固定于外壳4的上端,且收纳支撑部件5及磁转子31。就磁转子31而言,将外周部磁化成多极,且在其中心固定有转子轴32。转子轴32的下端部贯穿阀保持件6的圆筒部61的上端部,与弹簧座63的上表面抵接,并且防脱用的凸缘部32c经由垫圈65保持于圆筒部61内。即,转子轴32相对于阀保持件6防脱,并且设为能够在阀保持件6内进退移动的状态。另外,转子轴32在中间部形成有缩径部32b,且在其上侧表面形成有外螺纹部32a。该外螺纹部32a与支撑部件5的内螺纹部5a螺纹结合,由这些外螺纹部32a及内螺纹部5a构成步进马达3(驱动部)的螺纹进给机构,将阀芯2在轴线L方向上进退驱动。定子线圈配设于机壳7的外周,通过对该定子线圈赋予脉冲信号,磁转子31根据该脉冲数而旋转,使转子轴32旋转。
步进马达3的旋转限位机构具有线圈状的从动滑块8,从动滑块8具有向半径方向外侧突出的爪部81,该从动滑块8构成为与支撑部件5的引导槽5d螺纹结合。当磁转子31旋转时,磁转子31的内侧的突出部抵接于爪部81,从动滑块8追随磁转子31的旋转而旋转,并且被引导槽5d引导而上下移动,当从动滑块8的端部抵接于引导槽5d的最下部或最上部时,磁转子31的旋转被强制地停止。另外,在支撑部件5形成有将引导孔5c和机壳7的内部空间连通的连通孔5e。
在此,在本实施方式的情况下,阀室1C和引导部收纳室1D至少经由由阀引导部1B的外周面1Ba与阀主体1的阀壳体部件1A的内周面1a之间的间隙形成的均压通路1E连通。由此,来自第二接头管12的喷流均匀地流入引导部收纳室1D,因此难以产生阀室1C内的压力分布的差。另外,阀室1C和支撑部件5的引导孔5c经由阀引导部1B的内周(即,阀引导孔16)与阀保持件6的外周之间的间隙而连通。而且,如图2及图3所示,在固定配件41的圆周方向上的预定间隔的位置形成有贯通表背的连通孔41a。由此,引导部收纳室1D和机壳7的内部空间经由内螺纹的固定配件的连通孔连通。另外,支撑部件5的引导孔5c和机壳7的内部空间经由支撑部件5的连通孔5e连通。另外,在图3中,为了方便,省略了弹簧座63及机壳7的图示。
以上,根据本实施方式,阀引导部1B与支撑部件5一体成形,并且贯通形成于外壳4的内部的引导部收纳室1D,向阀室1C侧延伸配置,阀室1C和引导部收纳室1D经由由阀引导部1B的外周面1Ba与阀壳体部件1A的内周面1a之间的间隙形成的均压通路1E连通,因此从阀室1C流入的喷流均匀地流入引导部收纳室1D。因此,难以产生阀室1C内的压力分布的差。另外,阀芯2收纳于阀引导部1B,因此向引导部收纳室1D内流入的流体不会碰撞,能够抑制阀芯2的振动。这样,根据本实施方式的电动阀10,使阀室1C内的压力分布稳定,从而能够防止由流体的流动而引起的阀芯的振动。
另外,优选的是,阀引导部1B的前端部1Bb以如下状态配置:从与阀主体1的阀壳体部件1A从横向连接的第一接头管11的引导部收纳室1D侧的端部朝向该第一接头管11的径向上的内方的位置突出。即,优选的是,阀引导部1B的前端部1Bb以从引导部收纳室1D侧向阀室1C内突出至与第一接头管11的开口的端面对置的位置的状态配置。根据这样的方式,使阀引导部1B的作为位于下方的端部的前端部1Bb从第一接头管11的引导部收纳室1D侧的端部朝向其径向上的内方的位置突出,从而至均压通路1E的流和来自第一接头管11的流在阀引导部1B的前端部1Bb附近不滞留,能够使阀室1C内的压力分布更稳定。
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述,但具体的结构不限于这些实施方式,不脱离本发明的主旨的程度的设计变更包含在本发明中。
例如,如对与图2的对应部分标注了相同符号的图4所示,阀引导部1B的外形也可以是从引导部收纳室1D侧朝向阀室1C侧向内侧倾斜的锥形状。在该情况下,阀引导部1B中,均压通路1E的成为入口侧的第一间隙尺寸A与成为出口侧的第二间隙尺寸B的关系设定为A>B。这样,通过将阀引导部1B的外形设为从引导部收纳室1D侧朝向阀室1C侧向内侧倾斜的锥形状,将均压通路1E的成为入口侧的第一间隙尺寸A与成为出口侧的第二间隙尺寸B的关系设定为A>B,由此能够对至引导部收纳室1D的流体的流动进行整流化,能够使阀室1C内的压力分布更稳定。
此外,在上述的实施方式中,对均压通路1E有阀引导部1B的外周面1Ba与阀壳体部件1A的内周面1a之间的间隙形成的情况进行了说明,但本发明并不限定于此。例如,也可以如对与图4的对应部分标注相同符号的图5所示地,外壳4在底部的从内周面4a延伸而形成的边缘4b的外周以嵌合的方式组装阀壳体部件1A的上部,将边缘4b铆接,并且在底部外周进行钎焊,由此固定于阀壳体部件1A。在该情况下,均压通路1E由阀引导部1B的外周面1Ba与外壳4的内周面4a之间的间隙形成。
另外,在阀引导部1B的前端部1Bb延伸至图5所示的比阀壳体部件1A与外壳4的连接部分的位置靠下方的阀室1C侧而配置的情况下,均压通路1E优选以如下状态形成:将阀引导部1B的外周面1Ba与阀室1C的内周面1a之间的间隙和阀引导部1B的外周面1Ba与外壳4的内周面4a之间的间隙连通。
此外,在上述的实施方式中,阀芯2的针部21的形状为以随着朝向下侧前端而缩径的方式多层地进行了倒角的具有等百分比特性的形状,但并不限定于此,也可以将针部21形成为随着朝向前端而缩径的曲面或圆锥等形状来实施。
另外,优选的是,电动阀10进行第一接头管11以及第二接头管12中的任一方都可以为流体的入口的双向控制。即,流体从第一接头管11流入,经由阀端口14从第二接头管12流出,或者从第二接头管12流入,经由阀端口14从第一接头管11流出。在上述的实施方式中,在它们任一个流向的情况下,阀引导部1B的前端部1Bb附近的至均压通路1E的流都难以滞留。但是,在以往的构造中,流体从第二接头管12流入的情况下,流体特别容易滞留,但根据本发明,难以产生滞留。
接着,基于图6对本发明的冷冻循环***进行说明。图6是表示本发明的冷冻循环***的一例的图。在图6中,符号100为使用了上述各实施方式的电动阀10~10C的膨胀阀,200为搭载于室外单元的室外热交换器,300为搭载于室内单元的室内热交换器,400为构成四通阀的流路切换阀,500为压缩机。膨胀阀100、室外热交换器200、室内热交换器300、流路切换阀400以及压缩机500分别通过导管如图示地连接,构成了热泵式的冷冻循环。另外,省略了蓄能器、压力传感器、温度传感器等的图示。
冷冻循环的流路通过流路切换阀400在制冷运转时的流路和制热运转时的流路这两通路切换。在制冷运转时,如图6中用实线的箭头所示地,被压缩机500压缩了的制冷剂从流路切换阀400流入室外热交换器200,该室外热交换器200作为冷凝器发挥功能,从室外热交换器200流出的液体制冷剂经由膨胀阀100流入室内热交换器300,该室内热交换器300作为蒸发器发挥功能。
另一方面,在制热运转时,如图6中用虚线的箭头所示地,被压缩机500压缩了的制冷剂从流路切换阀400按照室内热交换器300、膨胀阀100、室外热交换器200、流路切换阀400、然后压缩机500的顺序循环,室内热交换器300作为冷凝器发挥功能,室外热交换器200作为蒸发器发挥功能。膨胀阀100将制冷运转时从室外热交换器200流入的液体制冷剂、或者制热运转时从室内热交换器300流入的液体制冷剂分别减压膨胀,还控制该制冷剂的流量。另外,在图6中,以在制冷运转时液体制冷剂从室外热交换器200流入膨胀阀100的第一接头管101,且在制热运转时,来自室内热交换器300的液体制冷剂流入膨胀阀100的第二接头管102的方式在冷冻循环中设置膨胀阀100,但不限于此,也可以以在制冷运转时,来自室外热交换器200的液体制冷剂流入膨胀阀100的第二接头管102,且在制热运转时,来自室内热交换器300的液体制冷剂流入膨胀阀100的第一接头管101的方式在冷冻循环中设置膨胀阀100。
根据以上的本发明的冷冻循环***,如上所述,本实施方式的电动阀10能够防止由作为流体的制冷剂的流动而引起的振动,因此能够降低由该振动而引起的噪音,能够成为在运转时被进一步静音化的冷冻***。
另外,本发明的冷冻循环***的具体结构不限于上述实施方式,不脱离本发明的主旨的程度的设计变更也包含在本发明中。例如,在上述实施方式中,将电动阀10用作冷冻循环***的膨胀阀,但不限于此,例如也能够应用于大厦用的多联空调等的室内机侧的节流装置等其它***。
Claims (6)
1.一种电动阀,其具备:阀主体,其具有阀室及阀端口;阀部件,其变更所述阀端口的开度;驱动部,其具有在所述阀端口的轴线方向上进退驱动所述阀部件的驱动轴;以及支撑部件,其与所述驱动轴一起构成螺纹进给机构,利用所述螺纹进给机构将所述驱动部的旋转运动转换为所述驱动轴的轴线方向的直线运动,利用连结于所述驱动轴的所述阀部件控制所述阀端口的开度,
其特征在于,
所述支撑部件固定于下盖部件,并且具备在所述轴线方向上引导所述阀部件的筒状的阀引导部,所述下盖部件固定于所述阀主体,
所述阀引导部贯通形成于所述下盖部件的内部的引导部收纳室,且向所述阀室侧延伸配置,
所述阀室和所述引导部收纳室至少经由均压通路连通,所述均压通路由所述阀引导部的外周面与所述阀主体的内周面之间的间隙和所述阀引导部的外周面与所述下盖部件的内周面之间的间隙中的至少一方的间隙形成。
2.根据权利要求1所述的电动阀,其特征在于,
所述均压通路以连通所述阀引导部的外周面与所述阀室的内周面之间的间隙和所述阀引导部的外周面与所述下盖部件的内周面之间的间隙的状态形成。
3.根据权利要求1或2所述的电动阀,其特征在于,
所述阀引导部的外形为从所述引导部收纳室侧朝向所述阀室侧向内侧倾斜的锥形状。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电动阀,其特征在于,
所述均压通路的成为入口侧的第一间隙尺寸A与成为出口侧的第二间隙尺寸B的关系设定为A>B。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电动阀,其特征在于,
所述阀引导部的前端部配置成如下状态:从与所述阀主体从横向连接的第一接头管的所述引导部收纳室侧的端部朝向该第一接头管的径向上的内方的位置突出。
6.一种冷冻循环***,其包括压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器,其特征在于,
将权利要求1~5中任一项所述的电动阀用作所述膨胀阀。
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