DE2849780C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
- F16L47/16—Screw-threaded joints
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Rohrabschnitt gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.
Aus der DE-OS 22 37 553 oder aus der FR-PS 21 94 287 ist
ein Rohrabschnitt mit Verbindungsstücken an seinen Enden
zum Verbinden einer Vielzahl von in Reihe angeordneten
Rohrabschnitten bekannt, der aus einem Rohrmaterial
bestimmter Länge mit korrespondierenden Innen- und Außengewinden
besteht. Zum Abdichten der ineinander geschraubten
Rohrabschnitte dient eine komprimierbare Ringdichtung,
die zwischen zwei Rohrstückenden eingelegt wird. Die
dabei einander zugewandten Rohrabschnittflächen verlaufen
parallel zueinander, so daß sie sich mit fortschreitender
Verschraubung kontinuierlich nähern, bis sie am Ende
der Verschraubung aneinanderliegen. Wann eine effektive
Dichtwirkung eintritt, ist dabei nicht erkennbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Verbindung von Rohrabschnitten
dahingehend zu verbessern, daß unter gleichzeitig
wirksamer Abdichtung eine Nachstellung der relativen
Drehlage der Rohrabschnitte zueinander ohne Verlust der
Dichtwirkung durchführbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs.
Dadurch wird erreicht, daß eine effektive Dichtwirkung
auch schon mindestens eine Umdrehung vor Ende des Verschraubungsvorganges
gesichert ist, so daß eine Nachstellung
der relativen Drehlage der Rohrabschnitte zueinander
ohne Verlust der Dichtwirkung erfolgen kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen
näher erläutert:
Fig. 1 stellt eine Seitenansicht eines Rohrabschnittes
dar,
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Ansicht das Außengewindeende
des Rohrabschnittes aus Fig. 1,
Fig. 3 ist ein vergrößerter Querschnitt des Innengewindeendes
aus Fig. 1,
Fig. 4 stellt einen Teillängsschnitt einer Verbindung zwischen
zwei in Fig. 1 dargestellten Rohrabschnitten dar,
Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Teilquerschnitt der miteinander
verbundenen
Rohrabschnitte, und zwar zum Zeitpunkt
der beginnenden wirksamen Dichtung zwischen den beiden
Enden der im Eingriff stehenden Gewinde,
Fig. 6 zeigt den gleichen Querschnitt zu einem Zeitpunkt,
zu dem die beiden Gewindeenden vollständig ineinandergreifen.
In den Figuren ist ein Rohrabschnitt 10 dargestellt.
Der Rohrabschnitt 10 besteht aus einem Innengewinde-
Ende 12 und einem Außengewinde-
Ende 14, die durch ein Mittelrohrteil
16 verbunden sind. Die Enden 12 und 14 haben
korrespondierende Gewinde. Der Rohrabschnitt 10 kann auf konventionellem
Wege aus harzimprägniertem Fasermaterial hergestellt
werden.
Der Rohrabschnitt 10 kann für zahlreiche Zwecke eingesetzt werden,
z. B. in einem Rohrleitungssystem einer Fertigungslinie in Ölfeldern.
Zu diesem Zweck werden die Rohrabschnitte mit einer
Länge von etwa sechs Metern und einem Durchmesser von etwa 5 cm,
7,6 cm und 10 cm beziehungsweise in einem anderen Standardmaß
hergestellt. In einem solchen Rohrsystem werden eine Anzahl
von Rohrabschnitten 10 durch Anwendung der jeweiligen
Innengewinde- und Außengewindeenden in Reihe miteinander verbunden.
Entsprechend einer Ausführungsform
wird der Rohrabschnitt 10 in der Weise konstruiert, daß er mit
einem anderen Rohrabschnitt von Hand, d. h. ohne Verwendung
einer speziellen Ausrüstung oder eines Werkzeuges, verbunden
werden kann. Außerdem können die Verbindungsstücke wieder voneinander
gelöst werden, so daß ein Zerlegen des Rohrsystems und
eine Wiederverwendung möglich ist. Es sind keine permanenten
Verbindungen erforderlich, um eine wirksame Abdichtung zwischen
den Abschnitten zu erreichen.
Selbstverständlich können auch Standardverbindungsstücke mit
Gewinden, die in die Gewinde der Rohrabschnitte 10 passen, verwendet
werden. Wenn es die räumlichen Verhältnisse der Umgebung
erfordern, daß ein rechtwinkliges Verbindungsstück an einem
Ende eines Rohrabschnittes angesetzt werden soll, kann ein solches
Verbindungsstück mit entsprechenden korrespondierenden Gewinden
vorgesehen werden. Wird ein solches Verbindungsstück an
irgendeiner Stelle eines Rohrabschnittes benötigt, dann kann
dieser Rohrabschnitt zerschnitten und ein rechtwinkliges Verbindungsstück
an der gewünschten Stelle des Rohrabschnittes angesetzt
werden.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung
ist in den Verbindungsstücken eine Einstellmöglichkeit
vorgesehen, um ein effektives Abdichten zwischen den Verbindungsstücken
und Rohrabschnitten zu gewährleisten, indem die
Verbindungsstücke in jeder gewünschten radialen Richtung positioniert
werden können.
Außerdem ist - wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird -
der Rohrabschnitt 10 an seiner Außenseite mit Markierungen versehen,
die anzeigen, wann eine Verbindung zwischen zwei Rohrabschnitten
geeignet eingestellt ist, um eine wirksame Abdichtung
zu erzielen. Diese Markierungen ergeben dem Arbeiter, der das
Rohr installiert, die Möglichkeit, rasch zu bestimmen, ob eine
richtige Verbindung zwischen den verschiedenen Rohrabschnitten
und Verbindungsstücken hergestellt ist.
Aus Fig. 2 sind die Details der Konstruktion
zu ersehen. Der zentrale Rohrteil 16 ist bei 18
aufgeweitet und bildet das Außengewinde-Ende 14. Dieses hat eine
stärkere Wanddicke als das zentrale Rohrteil 16, der innere
Durchmesser des zentralen Rohrteils 16 bleibt jedoch bis
14 praktisch vollständig gleich. Der ausgeweitete
Teil 18 erstreckt sich vom Rohrteil 16 bis zu einem
Führungsteil 20 am äußeren Rohrabschnitt. Der Führungsteil 20
ist kegelstumpfartig geformt und konvergiert in Richtung des
Gewindebolzenendes des Rohrabschnittes. Der kegelstumpfförmige
Rohrabschnitt 14 besitzt einen Winkel A. Ein
Außengewindeteil 22 ist auf der Außenseite des Endes 14,
angrenzend an den Führungsteil 20, angebracht. In einer
Ausführungsform haben die Gewindegänge 22 gekrümmte
Flanken und gehen an der einen Seite in den Führungsteil 20
und an der anderen Seite in ein zweites Führungsteil oder die
die Dichtung tragende Fläche 24 über. Teil 24 ist kegelstumpfartig
geformt, und in einer Ausführungsform
ist sein Winkel gleich A.
Der zweite Führungsteil 24 besitzt eine Nut 26, die in Größe
und Form geeignet ist, eine ringförmige, komprimierbare Dichtung
28 aufzunehmen. In Fig. 2 ist diese Dichtung 28 weggelassen;
sie ist aber in den Fig. 4 bis 6 eingezeichnet.
Fig. 3 zeigt, daß das Ende 12 aus dem ausgeweiteten Teil
40 gebildet ist, der sich von dem zentralen Rohrteil 16 her
erstreckt. Eine Dichtungs- oder eine Dichtung überdeckende Fläche 42
wird auf der Innenseite des ausgeweiteten Teils 40 gebildet,
sie besitzt eine kegelstumpfartige Form mit einem Winkel
von R. In einer Ausführungsform ist der
Winkel R gleich dem Winkel A, und die Fläche 42 ist in geeigneter
Weise dimensioniert, so daß sie mit dem die Dichtung 28
tragenden Teil 24 zusammenwirken kann. Die Fläche 42 weist eine
ringförmige, die Dichtung 28 überdeckende Fläche auf, um die
Verbindung der zwei Rohrabschnitte abzudichten. Wie aus Fig. 3
zu ersehen ist, steigt die Wandstärke des Endes 12
zum zentralen Rohrabschnitt an. Die Gewindegänge von Teil 44 sind
in ihrer Größe so abgemessen, daß sie mit den Gewindegängen 22 korrespondieren
und auf diese Weise innere Bindungen zwischen zwei
Rohrabschnitten 10 ermöglichen. Die Gewindegänge 44 haben einen gekrümmten
Querschnitt entsprechend dem Querschnitt 22.
Ein Führungs- oder Ausrichtungsteil 46 ist benachbart zu Teil 44
angebracht und erstreckt sich bis zum Ende 52. Der Teil 46 ist kegel
stumpfartig gestaltet und besitzt einen Winkel B.
In einer Ausführungsform ist dieser Winkel B
gleich dem Winkel A des Teils 20 und
dem Winkel R des Teils 42. Teil 46 ist der Steigerung der Gewindegänge
22 und dem Führungsteil 20 eng angepaßt, so daß beim Verbinden
von zwei Rohrabschnitten die Gewindegänge 22 und der Teil 20 in
Eingriff kommen und durch die Fläche 46 so geführt werden, daß eine
axiale Ausrichtung der beiden Rohrabschnitte gewährleistet ist
und sie zu einer geeigneten Ausrichtung der Gewindegänge 22 und 44
beiträgt, um deren Verkanten zu verhindern. Diese Funktion des
Ausrichtens der in Eingriff gebrachten Flächen an den Enden 12
und 14 erleichtert den Verbindungsvorgang und vermindert Zeit-
und Arbeitsaufwand, der für die Montage aufgebracht werden muß.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist das Rohrende 14 an der Außenseite im Bereich
des Führungsteils 20 mit Markierungen versehen, um die Größe
der ausziehbaren Gewindeüberdeckung der zwei Rohrabschnitte
während des Verbindungsvorganges anzuzeigen. Diese Markierungen
erscheinen als axial unterteilte
Linien 48 und 50, die sich, wie Fig. 4 zeigt, rund
um die Fläche 20 erstrecken. Während des Verbindens des Endes
14 des Rohrabschnittes 10 mit dem Ende 12′ des Rohrabschnittes
10′ fluchtet das Ende 52′ zunächst mit der Markierung 48. Beim
weiteren Eingreifen des Gewindes fluchtet das Ende 52′ dann mit
der Markierung 50.
Ein wirksames Abdichten der Leitung wird erreicht, wenn
das Rohrende 52′ mit der Markierung 48 fluchtet. In diesem Falle
weiß der Arbeiter, daß jetzt der Bereich des annehmbaren Eingreifens
für ein effektives Abdichten beginnt. Eine weitere
axiale Drehung der Rohrabschnitte 10 und 10′ sorgt dafür, daß
die Dichtung 28 sich in Längsrichtung in den Rohrabschnitt 12
hineinbewegt, u. zw. in Richtung des Pfeiles 54, während sie mit der
Fläche 42 in Berührung bleibt. Da sich die Fläche 42 nach innen
konisch verjüngt, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, bewirkt
eine weitere Fortbewegung in Richtung des Pfeiles 54 ein zusätzliches
Komprimieren der Dichtung 28. Dieses Anziehen der
Rohrabschnitte kann fortgesetzt werden, bis das Ende 52′ mit der
Markierung 50 fluchtet, was dem Arbeiter anzeigt, daß die beiden
Rohrabschnitte vollständig miteinander verbunden sind. Um ein
Verbindungsstück an dem Ende eines der Rohrabschnitte 10 oder
10′ in einer gewünschten Richtung auszurichten, kann die Gewindeverschraubung
bis zu einem gewissen Grade gelöst werden.
Bei Beobachtung der Markierungslinien kann
der Arbeiter erkennen, wie weit die beiden Rohrabschnitte auseinandergeschraubt
werden können, um noch ein wirksames Abdichten
zu gewährleisten.
Die zwischen den beiden Rohrabschnitten erfolgte relative
Drehung zwischen den beiden Markierungen 50 und 48 beträgt wenigstens
eine volle Umdrehung oder 360°. Dadurch wird eine Orientierung
des Verbindungsstückes an den Enden des Rohrabschnittes
in jeder Richtung ermöglicht, während eine effektive Abdichtung
erhalten bleibt. Dies wird durch Einstellung der Ganghöhe der
Gewindegänge 22 und 44 sowie des Winkels der Dichtungsfläche 42 verwirklicht,
so daß der zulässige diametrale Zwischenraum zwischen
den Flächen 24 und 42 innerhalb des betriebsmäßigen Bereiches
der Abdichtung bis wenigstens 360° der relativen Drehung
zwischen den beiden Rohrabschnitten liegt.
Diese Konstruktion wird nachfolgend anhand der Fig. 5 und 6
erläutert. In Fig. 5 sind die Rohrabschnitte 10 und 10′ so
weit miteinander verbunden, daß die Dichtung 28 durch die Fläche 42′
bis zu einem Punkt komprimiert ist, bei dem der diametrale
Zwischenraum zwischen den Flächen 24 und 42′ gleich E ist.
Wie man sieht, sind die Rohrabschnitte 10 und 10′ durch Gewinde
bis zu einem Punkt verschraubt, an dem wenigstens noch eine
volle Umdrehung bis zur vollständigen Verschraubung verbleibt.
Durch eine geeignete Dimensionierung sowohl der Größe als auch
der axialen Stellung der Flächen 24 und 42′ und der Gewinde
kann der diametrale Zwischenraum E so gewählt werden, daß er
innerhalb der annehmbaren Konstruktionsparameter der
Dichtung 28 liegt, um eine wirksame Abdichtung zwischen den
Flächen 24 und 42′ zu gewährleisten. In einer Ausführungsform
wird die in Fig. 5 dargestellte Konfiguration erreicht,
wenn das Rohrende 52′ mit der Markierungslinie 48 fluchtet.
Der Arbeiter weiß dann, daß er den Punkt
erreicht hat, an dem eine wirksame Abdichtung zwischen den Rohrabschnitten
10 und 10′ besteht. Eine weitere relative axiale
Drehung der Rohrabschnitte bewirkt eine zusätzliche axiale Bewegung
des Rohrabschnittes und der Dichtung 28 in Richtung des
Pfeiles 54 in den Rohrabschnitt 10′ hinein. Da die Fläche 42
kegelstumpfartig ist und einen Winkel R
aufweist, wird die Dichtung durch diese Bewegung
weiter zusammengepreßt.
Fig. 6 zeigt die Rohrabschnitte 10 und 10′ in völlig verschraubter
Stellung, wobei sich die Dichtung weiter in den
Rohrabschnitt 10′ hineinbewegt hat bis zu einer Stelle, an der
der diametrale Zwischenraum E scheinbar gleich 0 ist. Indem man
die Ganghöhe L so wählt, daß der diametrale Zwischenraum E innerhalb
der Konstruktionsparameter der Dichtung 28
während einer axialen Bewegung der Entfernung L oder innerhalb
einer vollen Gewindedrehung liegt, kann eine vollständige relative
Umdrehung der zwei Rohrabschnitte erhalten werden, während
eine wirksame Abdichtung zwischen ihnen gewährleistet ist. Es
wurde festgestellt, daß der Winkel R der Dichtungsfläche
kleiner ist als der Winkel X, wobei tang X = E/L und
X kleiner als 90°. L ist gleich der Gewindesteigung und E gibt
den maximal zulässigen diametralen Zwischenraum wieder. In der
vorliegenden Ausführungsform ist der effektive diametrale
Zwischenraum E für die spezielle Dichtung 28 durch eine vollständige
relative Umdrehung der beiden Rohrabschnitte gegeben,
wenn die Ganghöhe L = 0,635 cm und der Winkel R Null Grad 30
Minuten betragen.
Auf diese Weise enthält der Rohrabschnitt
Enden, die mit denen eines anderen Rohrabschnittes verbunden
werden können und die eine axiale Verstellung von wenigstens
360° zwischen den beiden Rohrabschnitten zulassen und dabei
eine effektive Abdichtung gewährleisten.
Es wurde ferner gefunden, daß durch die Beziehung zwischen dem
Winkel der Dichtungsfläche und der Gewindeganghöhe
das Drehmoment, das zur Herstellung einer wirksamen abdichtenden
Verbindung erforderlich ist, geringer sein kann als
das Drehmoment, das ein Arbeiter allein von Hand auf die Rohrabschnitte
ausüben kann, wodurch eine Herstellung der Rohrverbindungen
von Hand ermöglicht wird. Durch die Verringerung des
Winkels und eine Abnahme der Gewindeganghöhe kann
die Größe des aufzubringenden Drehmoments reduziert werden. Das
Vorsehen einer die Dichtung überdeckenden Fläche
42, deren Winkel R Null Grad 30 Minuten beträgt,
und einer Gewindeganghöhe von 0,635 cm bringt insofern einen
mechanischen Vorteil, als das Drehmoment, das auf die Rohrabschnitte
aufgewendet werden muß, um die Dichtung zu komprimieren,
innerhalb des Bereichs der Möglichkeiten eines Arbeiters liegt,
ein Drehmoment auf das Rohr von Hand auszuüben, ohne zusätzliche
Ausrüstung oder Werkzeuge.
Es wurde gefunden, daß das aufzubringende Drehmoment für Verbindungen
von Rohrabschnitten mit einem Durchmesser von 5,08 cm
im Bereich von 0,8 bis 1,0 mkg liegt. In der vorliegenden Ausführungsform
liegt das aufzubringende Drehmoment bei 0,92 mkg.
Diese Drehmomente liegen alle in einem Bereich, in dem
Drehmomente von einem Arbeiter von Hand auf die Außenseite eines
Rohres ohne Werkzeuge ausgeübt werden können. Ferner wurde gefunden,
daß auch die für ein Rohr von 7,62 cm Durchmesser aufzubringenden
Drehmomente im Bereich von 1,27 bis 1,5 mkg von Hand
ausgeübt werden können. Bei einer Ausführungsform mit Rohrabschnitten
mit einem Durchmesser von 7,62 cm betrug das aufzubringende
Drehmoment 1,38 mkg. Die für ein Rohr mit einem
Durchmesser von 10,16 cm aufzubringenden Drehmomente liegen in
einem Bereich von 1,61 bis 1,84 mkg, bei einer Ausführungsform
betrug das Drehmoment 1,73 mkg. Auch diese Drehmomente
können von Hand auf das Äußere der Rohre ausgeübt werden.
Claims (2)
- Rohrabschnitte für eine Erdölfeld-Förderleitung mit Verbindungsstücken an seinen Enden zum Verbinden einer Vielzahl von in Reihe angeordneten Rohrabschnitten;
- - wobei jeder Rohrabschnitt (10, 11′) von bestimmter Länge einander entsprechende Innen- und Außengewinde (44, 22) aufweist, die den Enden jedes Rohrabschnitts benachbart sind und zum Miteinanderverbinden von Rohrabschnitten dienen;
- - mit einer eine ringförmige Dichtung (28) tragenden Oberfläche an einem Ende des Rohres;
- - mit einer die Dichtung (28) überdeckenden Oberfläche an dem anderen Ende des Rohres, das dem die Dichtung (28) tragenden Ende gegenüberliegt;
- - wobei die die Dichtung (28) überdeckende Oberfläche kegelstumpfförmig ausgebildet ist und die beiden Oberflächen parallel zueinander sind; und
- - wobei die Dichtung (28) so positioniert und bemessen ist, daß sie zwischen der die Dichtung (28) überdeckenden Oberfläche des einen Rohrabschnittes und der die Dichtung tragenden Oberfläche des anderen Rohrabschnittes zusammengepreßt wird, wenn die beiden Rohrabschnitte durch Ineinandergreifen der Innen- und Außengewinde (44, 22) miteinander verbunden sind, so daß eine effektive Abdichtung im Bereich der diametralen Spalte (E) zwischen der die Dichtung überdeckenden Oberfläche des einen Rohrabschnittes und der die Dichtung tragenden Oberfläche des mit dem ersteren verbundenen anderen Rohrabschnittes gewährleistet ist;
- dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmigen Oberflächen in einem Winkel R zur Rohrlängsachse geneigt sind, für den die Beziehung gilt: wobei E der radiale Abstand zwischen der die Dichtung überdeckenden und der die Dichtung tragenden Oberfläche bei Erreichen der effektiven Dichtwirkung und L die Ganghöhe der Außen- und Innengewinde (22, 24) der Rohrabschnitte ist; und
- - daß durch die Bemessung der Dichtung (28) die effektive Dichtwirkung bereits erreicht ist, wenn der Spalt (E) zwischen den kegelstumpfförmigen Oberflächen noch mindestens eine volle Gewindedrehung in Zusammenschraubrichtung zuläßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782849780 DE2849780A1 (de) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | Rohrabschnitte mit verbindungsstuecken |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19782849780 DE2849780A1 (de) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | Rohrabschnitte mit verbindungsstuecken |
Publications (2)
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---|---|
DE2849780A1 DE2849780A1 (de) | 1980-05-29 |
DE2849780C2 true DE2849780C2 (de) | 1988-10-27 |
Family
ID=6054862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782849780 Granted DE2849780A1 (de) | 1978-11-16 | 1978-11-16 | Rohrabschnitte mit verbindungsstuecken |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2849780A1 (de) |
Families Citing this family (2)
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DE4112369A1 (de) * | 1990-08-21 | 1992-03-05 | Thermconcept Gmbh & Co | Verbindungselement fuer rohre |
DE202008003341U1 (de) * | 2008-03-07 | 2009-07-16 | Mann+Hummel Gmbh | Leitungsnippel eines kraftstoffführenden Systems, sowie kraftstoffführendes System mit einem Leitungsnippel |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3784239A (en) * | 1971-09-07 | 1974-01-08 | J Carter | Sealed, filament-wound plastic sleeve |
FR2194287A5 (de) * | 1972-07-25 | 1974-02-22 | Sepma |
-
1978
- 1978-11-16 DE DE19782849780 patent/DE2849780A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2849780A1 (de) | 1980-05-29 |
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Legal Events
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