ES2286374T3 - Estructura de base para un mecanismo agitador de motor sumergido con palas de rotor. - Google Patents
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Abstract
Estructura (5) de base para un mecanismo agitador de motor sumergido, en especial, para el empleo en depósitos de mezclado y activación o bombas de agotamiento o similares, con un lado inferior que se puede montar sobre un fondo del depósito y un lado superior, al que se puede sujetar un elemento de guiado que discurre esencialmente vertical, para el mecanismo (4) agitador de motor sumergido, siendo la estructura (5) de base suficientemente alta para, impedir un contacto de las palas del rotor con el fondo del depósito cuando el mecanismo (4) agitador de motor sumergido está apoyado en el lado superior, estando sujeta la estructura (5) de base por la parte del pie, al subsuelo mediante al menos un anclaje (16) compuesto de unión con una masa endurecible de mortero, y/o recibiendo por la parte de cabeza, una superestructura sujeta con al menos un anclaje (16) compuesto de unión con masa endurecible de mortero, estando insertada cada una de las barras (18) de anclaje, del anclaje (16) compuesto de unión, en taladros (19) de anclaje del subsuelo y/o de la estructura (5) de base, y atravesando taladros (20) de sujeción de la estructura de base y/o de la superestructura, caracterizada porque está previsto un empastado (23) con mortero de las barras (18) de anclaje, tanto en los taladros (20) de anclaje, como también en los taladros (20) de sujeción.
Description
Estructura de base para un mecanismo agitador de
motor sumergido con palas de rotor.
La invención se refiere a una estructura de base
para un mecanismo agitador de motor sumergido, en especial, para el
empleo en depósitos de mezclado y activación o bombas de agotamiento
o similares, con un lado inferior que se puede montar sobre un
fondo del depósito y un lado superior, al que se puede sujetar un
elemento de guiado que discurre esencialmente vertical, que se
compone de un primer material, para el mecanismo agitador de motor
sumergido, siendo la estructura de base suficientemente alta para
impedir un contacto de las palas del rotor con el fondo del
depósito, en el caso de que el mecanismo agitador de motor sumergido
se apoye en el lado superior (documento US 4 671 872 A).
Según el estado actual de la técnica son
conocidas estructuras semejantes de base para mecanismos agitadores
de motor sumergido en diferentes formas de realización. Las
estructuras de base consisten en estructuras de acero, que están
formadas por perfiles soldados entre sí, por ejemplo, perfiles
huecos cuadrangulares. Estas estructuras de acero están unidas por
una parte con el elemento de guiado para el mecanismo agitador con
motor sumergido configurado preferentemente como tubo conductor y
sujetas, por el extremo opuesto de la estructura de base, al fondo
del depósito, con tacos para cargas pesadas.
En el depósito se producen flujos irregulares,
por lo que el flujo de entrada a la hélice del mecanismo agitador
de motor sumergido es irregular. Son también problemáticas las
turbulencias generadas debidas al bastidor. Estos flujos de entrada
irregulares y turbulencias ocasionan vibraciones dentro del
bastidor, por lo que tanto el mecanismo agitador de motor sumergido
como el bastidor resultan fuertemente cargados por encima de lo
normal. Estas cargas pueden conducir finalmente a un deterioro del
bastidor y del mecanismo agitador de motor sumergido.
La invención se plantea por tanto el problema de
mejorar una estructura de base del tipo citado al principio, de
modo que permita un apoyo lo más exento de vibraciones posible del
mecanismo agitador de motor sumergido.
Según la invención se resuelve esta misión
haciendo que la estructura de base esté fabricada de al menos un
segundo material diferente del primer material, y que presente una
característica vibratoria diferente de la del primer material, para
amortiguar las vibraciones inducidas por el mecanismo agitador.
La estructura de base configurada según la
invención actúa por tanto como amortiguador de vibraciones, que
puede absorber las vibraciones que se producen en el mecanismo
agitador de motor sumergido y en el tubo conductor, sin sufrir
deterioro. La estructura de base según la invención es, por tanto,
estable y resistente a las vibraciones. La estructura de base según
la invención presenta por lo demás la ventaja de que mejora el
rendimiento del mecanismo agitador de motor sumergido debido a la
reducción de las turbulencias. Es realizable una mejora del
rendimiento de hasta un 5%.
Es particularmente ventajoso desde el punto de
vista hidrodinámico que la estructura de base presente una forma
que reduzca la torsión frontal en el lado del flujo de entrada del
mecanismo agitador de motor sumergido. De esta manera se suprimen
en particular las turbulencias que se producen entre las palas del
rotor y la estructura de base, que se generan al pasar las palas
del rotor frente a la arista de la estructura de base.
La estructura de base es casi idealmente rígida
y de fabricación económica, si está hecha de hormigón. Grandes
secciones transversales de hormigón se pueden además sujetar bien al
fondo, debido a su gran superficie de apoyo y masa.
La estructura de base está configurada
preferentemente de una sola pieza.
Ha resultado particularmente ventajoso que la
estructura de base presente esencialmente el perfil de sección
transversal de una gota o de una superficie portante similar a la
superficie portante de un avión. Con ello, la estructura de base
está dispuesta en el depósito, al igual que la superficie portante
de un avión, de modo que el agua fluye entrando por su extremo en
forma de medio cono. El agua fluye alrededor de la estructura de
base hasta el extremo de forma esencialmente puntiaguda de la
estructura de base, en el que actúan las palas del rotor del
mecanismo agitador de motor sumergido. Sin embargo, contrariamente a
la superficie portante de un avión, la sección transversal del
perfil de la base de la estructura de base debe estar configurada
según la invención simétrica respecto a un plano central
longitudinal, por lo que el flujo de entrada no debe generar fuerza
transversal alguna en el extremo en forma de medio cono, delantero
en la dirección del flujo, como sería el caso para una superficie
portante de avión, cuyo perfil está configurado para generar una
fuerza ascensional y que presenta un punto de ataque que depende
del ángulo del flujo de entrada.
En una forma de realización alternativa, el
extremo de forma puntiaguda puede estar provisto además de un
apéndice en forma de nariz, que ocasiona un cambio de dirección del
agua que fluye alrededor de la estructura de base.
En general, y dependiendo de las relaciones de
flujo requeridas, la estructura de base se puede configurar de modo
correspondiente para presentar una forma óptima para dichas
relaciones de flujo.
Ha resultado particularmente ventajoso
configurar la estructura de base de un hormigón de alta calidad con
armadura de acero.
En un perfeccionamiento, tornillos de anclaje de
alta capacidad de carga están embebidos en la estructura de base,
para la sujeción del mecanismo de acoplamiento para el mecanismo
agitador de motor sumergido. De esta manera se puede realizar una
sujeción particularmente sencilla y rápida para el mecanismo
agitador de motor sumergido y el tubo conductor. En una forma de
realización preferente, la sujeción de la estructura de base al
fondo del depósito se efectúa con tacos para cargas pesadas. Pero
alternativamente es también imaginable colar o embeber directamente
la estructura de base en el fondo del depósito.
En una forma de realización alternativa, la
estructura de base está realizada de varias piezas. Ha resultado
particularmente sencillo desde el punto de vista técnico de
fabricación que la estructura de base consista en dos montantes con
sección transversal redonda circular, que están dispuestos
paralelos. La fabricación de estos montantes redondos circulares es
particularmente sencilla, porque se puede efectuar empleando, por
ejemplo, tubos de saneamiento. Con este fin, los anclajes y las
armaduras de acero se insertan en el tubo, y se llena éste con
hormigón. Tras el fraguado del hormigón se puede retirar el
tubo.
Para impedir turbulencias entre los montantes,
en un perfeccionamiento, el montante situado delante en relación
con el flujo de entrada puede presentar un diámetro mayor que el
segundo montante, que está situado detrás del primer montante en la
dirección del flujo.
En un perfeccionamiento, entre los montantes
redondos circulares pueden estar dispuestas chapas que se extienden
en la dirección del flujo, para obtener un flujo uniforme entre los
dos montantes. De esta manera se genera también aproximadamente una
forma de gota aproximada, optimizada hidrodinámicamente. Se
garantiza también así que el flujo no se interrumpe debido a
turbulencias entre los montantes.
La superficie de apoyo de la estructura de base
sobre el fondo del depósito se puede aumentar, además, de modo que
la estructura de base esté ensanchada en su superficie de colocación
sobre el fondo del depósito con respecto al resto de la sección
transversal. En la unión así formada, que está embebida formando una
sola pieza con la estructura de base, pueden estar dispuestos los
tacos para cargas pesadas para la sujeción al fondo.
El zócalo actúa como director de flujo y como
rompedor de la torsión frontal. El aumento de potencia de la hélice
se produce debido a un flujo de salida exento de torsión frontal y
dirigido en la dirección de la hélice, por lo que es posible un
flujo de entrada y salida con pocas turbulencias. La combinación de
la forma de la hélice con el zócalo proporciona un deslizamiento de
las palas de la hélice con pocas pulsaciones a lo largo del zócalo.
El flujo de salida dirigido reduce las vibraciones inadmisibles. Se
impiden de esta manera los flujos adicionales incontrolados,
provocados por piezas del bastidor de acero en la zona inmediata a
la hélice.
El flujo dirigido ocasiona una elevada vida de
duración y seguridad de funcionamiento de las partes de la
instalación.
En el marco de la misión que sirve de base a la
invención debe de estar garantizada asimismo una introducción, en
lo posible sin juego, de las fuerzas dinámicas a absorber por la
estructura de base. Por consiguiente, debe de estar garantizada
también una sujeción en lo posible sin juego de la estructura de
base en el subsuelo, o de la superestructura, por ejemplo, del pie
de un tubo conductor, en la estructura de base.
Normalmente estas piezas se sujetan con anclajes
expansibles o tacos adhesivos. Como ya se citó antes la sujeción de
la estructura de base al fondo del depósito compuesto en general de
hormigón, se lleva a cabo, por ejemplo, con tacos para cargas
pesadas. Aquí también pueden encontrar aplicación anclajes
compuestos de unión con una masa endurecible de mortero. Las barras
de anclaje realizadas como vástagos roscados se empastan con mortero
en los taladros ciegos previstos en el fondo de hormigón, y
atraviesan, por ejemplo, los taladros de sujeción de la estructura
de base, previstos para ello. Medidas conocidas para el
aseguramiento de la estructura de base al subsuelo son el
atornillado de las barras de anclaje que atraviesan los taladros de
sujeción, mediante tuercas autofijadoras, tuercas almenadas con
grupilla, arandelas dentadas, arandelas de frenado, arandelas
elásticas, arandelas de seguridad, y similares. Con frecuencia no es
posible efectuar de plano el apoyo de la estructura de base en el
fondo de hormigón, de manera que los medios de seguridad antes
descritos pierden frecuentemente su tensión previa, lo cual tiene
como consecuencia un aflojamiento de las tuercas. Por ejemplo, las
tuercas pierden su necesaria tensión previa cuando puntos de apoyo
limitados localmente, sufren abrasión alejándose, en el
hormigón.
La invención prevé pues una estructura de base
que por la parte del pie, está sujeta a un subsuelo mediante al
menos un anclaje compuesto de unión con una masa endurecible de
mortero, y/o por la parte de cabeza, recibe una superestructura
sujeta con al menos un anclaje compuesto de unión con masa
endurecible de mortero, estando insertada cada una de las barras de
anclaje, del anclaje compuesto de unión, en taladros de anclaje del
subsuelo y/o de la estructura de base, y atravesando taladros de
sujeción de la estructura de base y/o de la superestructura,
caracterizándose la estructura de base porque está previsto un
empastado con mortero de las barras de anclaje, tanto en los
taladros de anclaje, como también en los taladros de sujeción. De
este modo se obtiene no sólo una unión sustancial de la barra
correspondiente de anclaje en el respectivo taladro de anclaje, sino
también en el taladro de sujeción, o bien de la estructura de base
y/o bien de la superestructura.
De este modo se impide eficazmente que se pierda
la tensión previa necesaria para la sujeción segura de las tuercas.
Las fuerzas de apriete son absorbidas en el atornillado por la unión
sustancial entre mortero y taladro de sujeción, de manera que se
deduce también, además, la ventaja de que se evitan roturas en la
zona del taladro de sujeción.
Gracias a la unión sustancial de la barra de
anclaje con la estructura de base, o en los taladros de sujeción de
la estructura de base, se consigue también, abstracción hecha del
aseguramiento obtenido en la unión, un enlace de la estructura de
base en el fondo del depósito, especialmente favorable desde el
punto de vista técnico de las vibraciones, cuyo enlace se parece
mucho a la unión por fusión directamente en el fondo del depósito.
De este modo se mejora la derivación de vibraciones inducidas por el
mecanismo agitador en el fondo del depósito. A causa de la unión
parcialmente sustancial entre estructura de base y fondo del
depósito, la masa de la construcción (depósito) se incluye en la
característica vibratoria de toda la disposición.
Para garantizar que el mortero no pueda
escaparse por las juntas entre estructura de base y superestructura,
y/o estructura de base y fondo, es conveniente cuando las juntas
entre la estructura de base y el subsuelo, y/o entre la estructura
de base y la superestructura, estén obturadas al menos en la zona de
los taladros de sujeción, con una masa poco viscosa y endurecible,
o plástica, aplicándose esta masa antes de la elaboración de los
taladros de anclaje.
En una variante especialmente ventajosa de la
estructura de base según la invención, los taladros de sujeción
están destalonados al menos parcialmente, de manera que,
adicionalmente a la unión sustancial del mortero con la pared del
taladro de sujeción, se obtenga también un anclaje con arrastre de
forma en la dirección longitudinal de las barras de anclaje. Para
ello, la pared afectada del taladro de sujeción puede ser cónica, o
estar provista con un diámetro cilíndrico ensanchado, o también con
una rosca.
La invención se representa en los dibujos y se
describe a continuación, a título de ejemplo, con ayuda de las
figuras. Se muestran:
Figura 1 Una estructura de base según la
invención, en forma de realización de una sola pieza.
Figura 2 Una estructura de base según la
invención, en forma de realización de dos piezas.
Figura 3 Una representación a escala ampliada de
la estructura de base según la figura 1, con mecanismo agitador de
motor sumergido, bajado,
Figura 4 Un corte transversal a través de uno de
los montantes de la estructura de base según la figura 2.
Figuras 5 y 6 Vistas en planta desde arriba de
distintas configuraciones geométricas de estructuras de base en
forma de una sola pieza, y
Figura 7 Una representación esquemática en corte
de la sujeción, por ejemplo, de la estructura de base según la
invención sobre una base de hormigón.
Como puede apreciarse en las figuras, la
estructura 1 de base está montada sobre el fondo 2 del depósito con
pernos de sujeción. En el extremo que se ve arriba en las figuras
está sujeto un sistema de conducción configurado como tubo 3
conductor. Sobre este tubo 3 conductor se ha bajado el mecanismo 4
agitador de motor sumergido caracterizado en su conjunto con 4. En
la posición de funcionamiento, el mecanismo 4 agitador de motor
sumergido se apoya sobre el extremo superior de la estructura de
base. La estructura 1 de base es tan alta que las palas del rotor
del mecanismo 4 agitador de motor sumergido, en la posición
completamente bajada, no pueden tocar el fondo 2 del depósito.
La figura 1 representa una estructura de base en
forma de realización de una sola pieza. La estructura 5 de base
presenta esencialmente una sección transversal en forma de gota. El
extremo en forma de medio cono de la estructura de base 5 está
dispuesto además en la dirección del lado del flujo de entrada en el
depósito. El flujo de entrada se caracteriza con la flecha 6. El
extremo 7 de forma puntiaguda está dispuesto hidrodinámicamente de
modo que reduce la torsión frontal sobre el lado del flujo de
entrada, por lo que se impiden plenamente las turbulencias que se
producen entre las palas del rotor del mecanismo agitador de motor
sumergido y la estructura 5 de base.
La figura 2 muestra una forma de realización
alternativa de la estructura de base según la invención, en la cual
la estructura 8 de base está formada por dos montantes 9, que
presentan una sección transversal redonda circular. Estos montantes
9 son colados empleando tubos. Los tubos, hechos por ejemplo de PVC,
se pueden retirar de forma especialmente sencilla tras el vertido
del hormigón. Una viga 10 transversal dispuesta sobre la cara
superior de los montantes 9, transmite las fuerzas que actúan sobre
el tubo 3 conductor a los dos montantes 9.
El montaje de la viga 10 transversal sobre el
montante 9 delantero se puede apreciar particularmente bien en la
figura 4. Dentro del montante 9 está embebido un anclaje de acero
11, que presenta un perno 12 roscado que sobresale fuera del
montante 9. A este perno roscado se puede sujetar mediante una
tuerca, de manera conocida, la viga 10 transversal. De este modo,
el tubo 3 conductor se puede cambiar fácilmente soltando las
tuercas.
Las figuras 5 y 6 representan estructuras de
base de diferentes configuraciones, de estructura de una sola
pieza. En las figuras se ha retirado el mecanismo agitador de motor
sumergido. En todas las figuras se pueden apreciar, sin embargo,
claramente los pernos 13 roscados embebidos en el hormigón.
La figura. 6 representa una forma de realización
en la que el extremo de forma puntiaguda de la estructura de base
presenta una nariz 15 que se extiende oblicuamente respecto al eje
longitudinal central de la estructura 14 de base, que está colada
formando una sola pieza con la estructura de base. Esta nariz 15
ocasiona un cambio de dirección correspondiente del flujo. Mediante
la configuración geométrica de la nariz se pueden realizar
diferentes relaciones de flujo, según cada caso de aplicación.
Son decisivas las propiedades de amortiguación
de vibraciones de la estructura de base. Esta puede estar colada
también, en lugar de hormigón, por ejemplo de acero.
Para reducir sobre todo los problemas
hidrodinámicos, la invención se refiere también a una estructura de
base para un mecanismo agitador de motor sumergido con palas del
rotor, en particular para su empleo en depósitos de mezclado y
activación, o en bombas de agotamiento o similares, con un lado
inferior que se puede montar sobre el fondo de un depósito y un
lado superior, al que se puede sujetar un elemento de guiado que se
extiende esencialmente vertical para el mecanismo agitador de motor
sumergido, siendo la estructura de base suficientemente alta para,
en caso de apoyarse el mecanismo agitador de motor sumergido sobre
el lado superior, impedir un contacto de las palas del rotor con el
fondo del depósito, que está configurado según la invención de modo
que la estructura de base presenta una forma hidrodinámicamente
favorable, para reducir la torsión frontal sobre el lado del flujo
de entrada del mecanismo agitador de motor sumergido.
Esta mejora hidrodinámica puede obtenerse de
forma sencilla, por ejemplo, haciendo que entre los tubos de acero
de la estructura de base, conforme al estado actual de la técnica se
sujeten placas metálica que discurran en la dirección del flujo.
Como puede apreciarse en la figura 7, la
estructura 5 de base puede estar sujeta al fondo 17 del depósito 2
por medio de anclajes 16 compuestos de unión. Con 18 se designa una
barra de anclaje, que está configurada preferentemente como barra
roscada y que está insertada en un taladro de anclaje del fondo 17 y
que atraviesa un taladro 20 de sujeción de la estructura 1 de
base.
Con 21 se designa una masa de compensación, que
se ha introducido en el taladro 20 de sujeción antes de practicar
el taladro 19 de anclaje. La fluidez de la masa de compensación se
ajusta de modo que rellene la junta 22 entre la estructura 1 de
base y el fondo 17. Cuando la masa de compensación fragua allí, la
junta 22 queda obturada y el taladro 19 de anclaje se puede
practicar seguidamente de forma continua, formando un recinto
anular ininterrumpido, en el taladro 20 de sujeción.
La masa 21 de compensación se puede introducir
también como masa plástica, bajo presión, en el taladro 20 de
sujeción.
Tras practicar el taladro 19 de anclaje se
inserta en él un cartucho de mortero, por ejemplo en forma de una
manguera de plástico que contiene mortero y endurecedor. El cartucho
de mortero se elige de una longitud tal que rellene tanto el
taladro 19 de anclaje como el taladro 20 de sujeción. El cartucho de
mortero se rompe mediante la inserción de la barra 18 de anclaje,
por lo que el mortero se mezcla con el endurecedor y se consigue un
empastado 23 de la barra 18 de anclaje a lo largo de casi toda su
longitud tanto en el taladro de anclaje como en el taladro de
sujeción 20. La estructura 1 de base es atornillada mediante la
barra 18 de anclaje con una tuerca 24 así como con una arandela 25
y un anillo 26 de seguridad sobre el fondo 17.
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1
\tabulEstructura de base
2
\tabulDepósito
3
\tabulTubo conductor
4
\tabulMecanismo agitador de motor sumergido
5
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\tabulExtremo de forma puntiaguda de la estructura de base
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\tabulNariz
16
\tabulAnclaje compuesto de unión
17
\tabulFondo
18
\tabulBarra de anclaje
19
\tabulTaladro de anclaje
20
\tabulTaladro de sujeción
21
\tabulMasa de compensación
22
\tabulJunta
23
\tabulEmpastado
24
\tabulTuerca
25
\tabulArandela
26
\tabulAnillo de seguridad.
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Claims (3)
1. Estructura (5) de base para un mecanismo
agitador de motor sumergido, en especial, para el empleo en
depósitos de mezclado y activación o bombas de agotamiento o
similares, con un lado inferior que se puede montar sobre un fondo
del depósito y un lado superior, al que se puede sujetar un elemento
de guiado que discurre esencialmente vertical, para el mecanismo
(4) agitador de motor sumergido, siendo la estructura (5) de base
suficientemente alta para, impedir un contacto de las palas del
rotor con el fondo del depósito cuando el mecanismo (4) agitador de
motor sumergido está apoyado en el lado superior, estando sujeta la
estructura (5) de base por la parte del pie, al subsuelo mediante
al menos un anclaje (16) compuesto de unión con una masa endurecible
de mortero, y/o recibiendo por la parte de cabeza, una
superestructura sujeta con al menos un anclaje (16) compuesto de
unión con masa endurecible de mortero, estando insertada cada una de
las barras (18) de anclaje, del anclaje (16) compuesto de unión, en
taladros (19) de anclaje del subsuelo y/o de la estructura (5) de
base, y atravesando taladros (20) de sujeción de la estructura de
base y/o de la superestructura, caracterizada porque está
previsto un empastado (23) con mortero de las barras (18) de
anclaje, tanto en los taladros (20) de anclaje, como también en los
taladros (20) de sujeción.
2. Estructura de base según la reivindicación 1,
caracterizada porque la junta (22) entre la estructura (1)
de base y el subsuelo, y/o entre la estructura de base y la
superestructura, está obturada al menos en la zona de los taladros
(20) de sujeción, con una masa poco viscosa y endurecible, o
plástica, aplicándose esta masa de preferencia antes de la
elaboración del taladro (10) de anclaje.
3. Estructura de base según alguna de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque los taladros
(20) de sujeción están destalonados, al menos parcialmente.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29814958U DE29814958U1 (de) | 1998-08-20 | 1998-08-20 | Unterbau für ein Tauchmotorrührwerk mit Rotorblättern |
| DE29814958U | 1998-08-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2286374T3 true ES2286374T3 (es) | 2007-12-01 |
Family
ID=8061557
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03027655T Expired - Lifetime ES2286374T3 (es) | 1998-08-20 | 1999-07-16 | Estructura de base para un mecanismo agitador de motor sumergido con palas de rotor. |
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Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99113890T Expired - Lifetime ES2257832T3 (es) | 1998-08-20 | 1999-07-16 | Estructura de base para un mecanismo agitador con palas del rotor. |
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| DE (3) | DE29814958U1 (es) |
| DK (2) | DK0980704T3 (es) |
| ES (2) | ES2286374T3 (es) |
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