FR2684735A3 - Device for the filling with water or some other liquid in a pressure chamber, for example a boiler for a coffee machine, iron, floor-cleaning machine, or similar appliance - Google Patents
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Abstract
Description
L'objet de la présente invention est un dispositif pour le remplissage en eau ou autre liquide dans une chambre à pression par exemple une chaudière de machine à café, de fer à repasser, de machine à laver les sols ou appareils similaires. The object of the present invention is a device for filling with water or other liquid in a pressure chamber, for example a boiler of a coffee machine, an iron, a floor washing machine or the like.
Les chaudières connues, associées aux appareils ci-dessus, utilisant de la vapeur et/ou de l'eau sous pression, comprennent généralement à la partie supérieure de la chaudière au moins une conduite de sortie de la vapeur, une ouverture pour verser dans la chaudière l'eau nécessaire, et un bouchon étanche résistant à la pression de fermeture de ladite ouverture. Known boilers, associated with the above devices, using steam and / or pressurized water, generally comprise at the top of the boiler at least one steam outlet pipe, an opening for pouring into the boiler the necessary water, and a watertight cap resistant to the closing pressure of said opening.
Pour verser l'eau dans la chaudière, il faut nécessairement créer un orifice de sortie pour l'air présent dans la chaudière. A cette fin, généralement une soupape d'arrêt présente sur la conduite de sortie de la vapeur s'ouvre, de façon que lorsqu'on verse l'eau progressivement dans la chaudière, I'air présent dans cette dernière peut s'échapper vers l'extérieur. To pour water into the boiler, it is necessary to create an outlet for the air present in the boiler. To this end, generally a shut-off valve on the steam outlet pipe opens, so that when the water is gradually poured into the boiler, the air present in the latter can escape to outside.
Le remplissage des chaudières connu a été dans le passé décrit sommairement et présente toutefois certains inconvénients. The filling of known boilers has been briefly described in the past and nevertheless has certain drawbacks.
On a constaté en effet qu'en voulant remplir la chaudière, on avait enlevé le bouchon de fermeture étanche alors qu'il y avait encore de la vapeur dans la chaudière. Ceci, naturellement, a entraîné de graves conséquences pour l'utilisateur qui a été touché par le jet de vapeur sortant de l'ouverture de remplissage de la chaudière. In fact, it was found that by wanting to fill the boiler, the watertight closure plug was removed while there was still steam in the boiler. This, of course, had serious consequences for the user who was affected by the jet of steam coming out of the filling opening of the boiler.
On constate également fréquemment qu'après avoir correctement rempli la chaudière, on oublie le robinet se trouvant sur la conduite de sortie de vapeur qui est resté ouvert. It is also frequently observed that after having correctly filled the boiler, the tap on the steam outlet pipe which has remained open is forgotten.
Ceci empêche la chaudière de monter en pression. En effet toute l'eau contenue dans la chaudière, au fur et à mesure que celle-ci montera en température, s'échappera vers l'extérieur à travers ladite conduite. This prevents the boiler from building up pressure. In fact, all the water contained in the boiler, as it goes up in temperature, will escape towards the outside through said pipe.
Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif pour le remplissage en eau ou autre liquide similaire d'une chambre à pression, absolument sûr pour l'utilisateur et qui, en particulier, élimine pour l'utilisateur le risque d'être touché accidentellement par l'eau sous pression ou la vapeur contenue dans la chaudière au cours des opérations de remplissage de la chambre. The object of the present invention is to provide a device for filling with water or other similar liquid a pressure chamber, absolutely safe for the user and which, in particular, eliminates for the user the risk of being touched. accidentally by pressurized water or steam contained in the boiler during chamber filling operations.
Un autre but de la présente invention est celui de réaliser un dispositif simplifiant les opérations de remplissage de la chambre à pression et qui en particulier n'exige, ni avant ni après le remplissage,
I'ouverture ou la fermeture de soupapes de purge de l'air contenu dans la chambre.Another object of the present invention is to provide a device simplifying the filling operations of the pressure chamber and which in particular requires neither before nor after filling,
The opening or closing of air purge valves in the chamber.
Un autre but est celui de réaliser un dispositif d'un fonctionnement simple et fiable et d'un prix réduit. Another object is that of making a device of simple and reliable operation and at a reduced price.
Ces buts et d'autres buts qui seront évidents pour l'homme de métier sont atteints par un dispositif du type ci-dessus conforme aux revendications annexes. These and other aims which will be obvious to a person skilled in the art are achieved by a device of the above type according to the appended claims.
Pour une meilleure compréhension de la présente invention, les dessins suivants sont joints à titre d'exemples non limitatifs. For a better understanding of the present invention, the following drawings are attached by way of nonlimiting examples.
la figure 1 montre une vue schématique en section d'une première forme de réalisation d'un dispositif de remplissage suivant la présente invention
la figure 2 montre une vue schématique en section d'une première variante du dispositif de la figure i
la figure 3 montre une vue schématique en coupe d'une deuxième forme de réalisation du dispositif suivant la présente invention
la figure 4 montre une vue schématique en coupe partielle d'une variante de la forme de réalisation de la figure 1;
la figure 5 montre une vue schématique en coupe partielle d'une deuxième variante de la forme de réalisation de la figure i
la figure 6 montre une vue schématique en coupe d'une variante de l'élément obturateur des robinets.Figure 1 shows a schematic sectional view of a first embodiment of a filling device according to the present invention
Figure 2 shows a schematic sectional view of a first variant of the device of Figure i
Figure 3 shows a schematic sectional view of a second embodiment of the device according to the present invention
Figure 4 shows a schematic view in partial section of a variant of the embodiment of Figure 1;
Figure 5 shows a schematic view in partial section of a second variant of the embodiment of Figure i
Figure 6 shows a schematic sectional view of a variant of the valve shutter element.
En se reférant à la figure 1, on voit dans celle-ci un réservoir 1 pour l'eau en communication avec une chaudière 2 par une conduite 3. Referring to FIG. 1, there is seen therein a tank 1 for the water in communication with a boiler 2 by a pipe 3.
La chaudière 2 comprend sur le fond une résistance électrique du type habituel 4 régulée par un thermostat 5 et à sa partie supérieure, une soupape de purge 6 qui reste ouverte lorsqu'il n'y a pas de vapeur dans la chaudière 2 et une soupape de sécurité habituelle 7. The boiler 2 comprises on the bottom an electrical resistance of the usual type 4 regulated by a thermostat 5 and at its upper part, a purge valve 6 which remains open when there is no steam in the boiler 2 and a valve usual security 7.
En outre, il y a également dans la chaudière 2 un tronçon de conduite 8 pour l'émission d'eau sous pression et la bouche d'une conduite 9 pour l'émission de vapeur, les deux conduites présentant chacune à l'extérieur de la chaudière les soupapes habituelles ou robinets d'arrêt (non représentés) pouvant être commandés par l'utilisateur. In addition, there is also in the boiler 2 a section of pipe 8 for the emission of pressurized water and the mouth of a pipe 9 for the emission of steam, the two pipes each having outside of the boiler the usual valves or shut-off valves (not shown) which can be controlled by the user.
La conduite 3 relie le fond du réservoir 1 à la partie supérieure de la chaudière 2 et présente à l'intérieur de cette dernière un tronçon 10 débouchant à proximité du fond de la chaudière et comprenant à l'intérieur un robinet 20 de remplissage. The pipe 3 connects the bottom of the tank 1 to the upper part of the boiler 2 and has inside the latter a section 10 opening out near the bottom of the boiler and comprising inside a filling tap 20.
La conduite 3 pénètre à l'intérieur de la chaudière 2 à proximité de la partie supérieure de la chaudière comme le montrent les figures 1 et 2 mais pourrait, dans une variante, entrer également dans la chaudière par le fond. Dans un tel cas les deux tronçons 10 et 100 (figure 1) du tube 3 sont présents dans la chaudière. Line 3 enters the interior of the boiler 2 near the upper part of the boiler as shown in Figures 1 and 2 but could, alternatively, also enter the boiler from the bottom. In such a case, the two sections 10 and 100 (FIG. 1) of the tube 3 are present in the boiler.
La soupape de remplissage 20 comporte une bille 11 pouvant se déplacer à l'intérieur du tronçon 10 de la conduite 3 entre deux positions limites indiquées par les flèches A et B. La soupape de remplissage 20 comprend, associé à la bouche 21 du tronçon 3, un disque à orifice 13, apte à limiter à la partie inférieure (B) la course de la bille il, et à l'extrêmité du tronçon 3 opposé à la bouche 21, un élément annulaire 14 apte à limiter à la partie supérieure A la course de la bille. The filling valve 20 comprises a ball 11 which can move inside the section 10 of the pipe 3 between two limit positions indicated by the arrows A and B. The filling valve 20 comprises, associated with the mouth 21 of the section 3 , a disc with an orifice 13, capable of limiting the stroke of the ball il at the lower part (B), and at the end of the section 3 opposite the mouth 21, an annular element 14 capable of limiting the upper part A the ball race.
L'élément annulaire 14 peut être tiré avantageusement d'une pièce située sur le tronçon 10. The annular element 14 can advantageously be drawn from a part located on the section 10.
A la partie inférieure dudit élément annulaire 14, vient s'appuyer un joint 42 (figure 6) (par exemple un joint torique) coopérant avec la bille
11 de manière à fermer de manière étanche la soupape de remplissage 20.At the lower part of said annular element 14, bears a seal 42 (FIG. 6) (for example an O-ring) cooperating with the ball
11 so as to seal the filling valve 20.
La soupape 20, dans une variante non illustrée, pourrait également être comprise'd'une manière tout à fait analogue à ce qui avait auparavant été décrit pour le tronçon 100 de la conduite 3 extérieure à la chaudière et dans un tel cas, en aval de la soupape, on a prévu également un clapet de non-retour (non représenté), permettant un débit de l'eau seulement du réservoir 1 à la chaudière 2 et à empêcher le débit vers le réservoir d'eau ou de vapeur. The valve 20, in a variant not illustrated, could also be understood in a manner completely analogous to what had previously been described for the section 100 of the pipe 3 external to the boiler and in such a case, downstream of the valve, there is also provided a non-return valve (not shown), allowing a flow of water only from the tank 1 to the boiler 2 and to prevent the flow to the water or steam tank.
La soupape ci-dessus 20, dans une variante ultérieure (figure 4) pourrait également être placée à l'extérieur de la chaudière, sans toutefois qu'il soit nécessaire d'ajouter un clapet anti-retour comme dans le cas précédent (les éléments communs de la figure 4 avec la figure 1 sont indiqués avec les mêmes numéros mais avec l'addition de la lettre C). The above valve 20, in a later variant (Figure 4) could also be placed outside the boiler, without however the need to add a non-return valve as in the previous case (the elements common in Figure 4 with Figure 1 are indicated with the same numbers but with the addition of the letter C).
'Dans un tel cas, la conduite 3C prévoit un tronçon en double U inversé de liaison entre le réservoir 1 et la chaudière 2. Dans la partie 200 de ce tronçon en double U on a prévu un clapet 20C positionné de façon tout à fait analogue à la soupape 20 du tronçon 10 de la figure 1 et ayant le même fonctionnement que cette dernière.'In such a case, the pipe 3C provides an inverted double U section for connection between the tank 1 and the boiler 2. In the part 200 of this double U section there is provided a valve 20C positioned in a completely analogous manner to the valve 20 of the section 10 of Figure 1 and having the same operation as the latter.
La bille 11 est réalisée en matière plastique et est susceptible de flotter sur l'eau contenue dans la chaudière. The ball 11 is made of plastic and is capable of floating on the water contained in the boiler.
La soupape de purge 6, tirée d'une pièce de la-chaudière, présente un corps sensiblement cylindrique et creux dans lequel une bille 15 peut se déplacer entre deux positions limites indiquées par les flèches C et D. The purge valve 6, drawn from a part of the boiler, has a substantially cylindrical and hollow body in which a ball 15 can move between two limit positions indicated by the arrows C and D.
La bille est limitée dans sa course, à la partie inférieure, par un support percé 16 et à la partie supérieure par un étranglement annulaire interne 17, de la soupape, susceptible de la fermer de manière étanche lorsqu'il coopère avec la bille 15. Sur cet étranglement annulaire vient s'appuyer avantageusement, comme dans le cas précédent, un joint (torique) apte à favoriser la fermeture de la soupape. The ball is limited in its stroke, at the lower part, by a pierced support 16 and at the upper part by an internal annular constriction 17, of the valve, capable of closing it in leaktight manner when it cooperates with the ball 15. This annular constriction is advantageously supported, as in the previous case, a seal (O-ring) capable of promoting the closing of the valve.
Le remplissage du dispositif illustré à la figure I s'effectue de la manière suivante. The device illustrated in FIG. 1 is filled as follows.
On verse l'eau dans le réservoir 1 de telle manière, suivant le principe des vases communicants, et grâce à la soupape de purge 6, que la chaudière se trouve inactive en position D c'est-à-dire ouverte et que la chaudière 2 se remplisse également. La bille 11 de la soupape de remplissage 20, au fur et à mesure que l'eau remplit la chaudière 2, en flottant sur l'eau, se déplace de la position B à la position A et, arrivée à cette dernière position, en coopérant avec l'élément annulaire 14, empêche l'afflux supplémentaire d'eau dans la chaudière, en limitant son remplissage à un niveau préalablement fixé 12 optimal pour une génération rapide de la vapeur. The water is poured into the tank 1 in such a way, according to the principle of communicating vessels, and thanks to the purge valve 6, that the boiler is inactive in position D, that is to say open, and that the boiler 2 also fills. The ball 11 of the filling valve 20, as the water fills the boiler 2, floating on the water, moves from position B to position A and, arriving at this last position, in cooperating with the annular element 14, prevents the additional inflow of water into the boiler, by limiting its filling to a previously fixed level 12 optimal for rapid generation of steam.
En activant la chaudière 2, la soupape de purge 6 se ferme dès que la vapeur est générée dans la chaudière, la vapeur venant pousser la bille 15 à la position C pour la mettre en contact avec l'élément annulaire 17 ce qui a pour effet de fermer la soupape. By activating the boiler 2, the purge valve 6 closes as soon as steam is generated in the boiler, the steam pushing the ball 15 to position C to bring it into contact with the annular element 17 which has the effect to close the valve.
La soupape 20, tant que la chaudière 2 est sous pression, reste fermée en agissant sur la bille 11 et l'eau sous pression présente dans la chaudière la maintient en position A en contact avec l'élément annulaire 14. The valve 20, as long as the boiler 2 is under pressure, remains closed by acting on the ball 11 and the pressurized water present in the boiler keeps it in position A in contact with the annular element 14.
Quand la chaudière n'est plus sous pression, les deux soupapes 6 et 20 s'ouvriront ce qui aura pour effet de diminuer la force agissant sur les deux billes 15 et 11 et on pourra alors procéder à un nouveau remplissage de la chaudière. When the boiler is no longer under pressure, the two valves 6 and 20 will open which will have the effect of reducing the force acting on the two balls 15 and 11 and it will then be possible to refill the boiler.
A condition de réaliser un réservoir de hauteur suffisante, le remplissage de la chaudière, une fois le réservoir plein, peut se faire "automatiquement" suivant le principe des vases communicants. Provided that a tank of sufficient height is made, the filling of the boiler, once the tank is full, can be done "automatically" according to the principle of communicating vessels.
II y a lieu de souligner que l'utilisateur, au moyen du dispositif conforme à l'invention, outre ne plus courir le risque en aucune manière pendant la phase de rempsissage de la chaudière, de venir accidentellement en contact avec la vapeur produite par la chaudière, n'a plus à se préoccuper d'effectuer un remplissage correct de la chaudière jusqu'au niveau optimal. It should be emphasized that the user, by means of the device according to the invention, in addition to no longer running the risk in any way during the heating phase of the boiler, of accidentally coming into contact with the steam produced by the no longer have to worry about filling the boiler correctly to the optimum level.
La figure 5 représente schématiquement une variante de la soupape 20 de la figure 1 susceptible d'améliorer le flottement de l'élément obturateur de la soupape, par conséquent, la fermeture de la soupape lorsque l'eau dans la chaudière a atteint le niveau optimal 12 (les éléments communs de la figure I sont repérés par les mêmes numéros mais avec l'addition de la lettre D). FIG. 5 schematically represents a variant of the valve 20 of FIG. 1 capable of improving the floating of the valve shutter element, consequently, the closing of the valve when the water in the boiler has reached the optimum level 12 (the common elements of Figure I are identified by the same numbers but with the addition of the letter D).
Dans une telle variante, on associe à la bille il D l'extrémité d'un levier 50 articulé à l'intérieur de la chaudière en 51. Il y a sur le corps du levier 50 un flotteur 52 permettant d'augmenter la poussée de la bille 11D contre l'élément annulaire 14D de la soupape 20D et par conséquent le maintien en fermeture de la soupape 20D lorsque le niveau de l'eau dans la chaudière 2D a atteint la limite optimale 12D. In such a variant, the ball II D is associated with the end of a lever 50 articulated inside the boiler at 51. There is a float 52 on the body of the lever 50 making it possible to increase the thrust of the ball 11D against the annular element 14D of the valve 20D and therefore keeping the valve 20D closed when the water level in the boiler 2D has reached the optimum limit 12D.
La figure 2 montre une variante du dispositif précédemment illustré (les éléments connexes aux deux réalisations ne seront pas décrits ultérieurement et porteront les mêmes numéros de référence que ceux utilisés à la figure 1, mais suivis de la lettre A). Figure 2 shows a variant of the device previously illustrated (the elements related to the two embodiments will not be described later and will bear the same reference numbers as those used in Figure 1, but followed by the letter A).
La chaudière 2A, dans une telle variante, présente à sa partie supérieure une ouverture 210 délimitée par une bague filetée 22 sur laquelle vient se visser un bouchon de fermeture 23 composé de la soupape de purge 6A, de la soupape de sécurité 7A et d'une deuxième soupape 24 pour le remplissage d'eau. The boiler 2A, in such a variant, has at its upper part an opening 210 delimited by a threaded ring 22 on which is screwed a closure plug 23 composed of the purge valve 6A, the safety valve 7A and a second valve 24 for filling water.
Cette dernière comprend un corps cylindrique creux à l'intérieur duquel se trouve une bille 26, un disque de support percé 27, associé à l'extrémité inférieure de la soupape, sur lequel vient s'appuyer la bille 26 et un étranglement annulaire 28 pouvant coopérer de manière étanche avec la bille 26. The latter comprises a hollow cylindrical body inside which is a ball 26, a perforated support disc 27, associated with the lower end of the valve, on which the ball 26 rests and an annular constriction 28 which can cooperate tightly with the ball 26.
La soupape 24 est dimensionnée de telle manière que quand le bouchon 23 est associé à la chaudière, I'élément annulaire se trouve à la même hauteur que l'élément annulaire correspondant 14A de la soupape 20A. The valve 24 is dimensioned in such a way that when the plug 23 is associated with the boiler, the annular element is at the same height as the corresponding annular element 14A of the valve 20A.
Le bouchon 23 présente en outre une partie creuse 23 ou entonnoir 25 à la base duquel débouchent les soupapes 7A et 24 pouvant servir d'entonnoirs. The plug 23 also has a hollow part 23 or funnel 25 at the base of which open the valves 7A and 24 which can serve as funnels.
Le fonctionnement de la forme de réalisation de la figure 2 est sensiblement similaire à celui illustré précédemment. The operation of the embodiment of Figure 2 is substantially similar to that illustrated above.
La chaudière 2 peut toutefois être remplie également en versant l'eau dans la cavité 25 du bouchon 23. En effet s'il n'y a pas de vapeur dans la chaudière, c'est soit que la soupape de purge 6A soit que la soupape de remplissage 24 sont ouvertes et on pourra donc verser l'eau dans la chaudière à travers la cavité 25 et la soupape 24. The boiler 2 can however also be filled by pouring water into the cavity 25 of the plug 23. In fact if there is no steam in the boiler, it is either that the purge valve 6A or that the filling valve 24 are open and water can therefore be poured into the boiler through cavity 25 and valve 24.
Quand l'eau dans la chaudière a atteint le niveau 12A, la bille 26 coopérant avec l'élément annulaire 28 de la soupape, ferme cette dernière en empêchant l'utilisateur de continuer à remplir la chaudière. When the water in the boiler has reached level 12A, the ball 26 cooperating with the annular element 28 of the valve, closes the latter preventing the user from continuing to fill the boiler.
Le bouchon 23 ne doit donc pas être dévissé pour le remplissage de la chaudière et l'utilisateur, grâce aux soupapes 6A, 20A et 24, ne court aucun risque de venir en contact avec la vapeur pendant le remplissage de la chaudière. The plug 23 must therefore not be unscrewed for filling the boiler and the user, thanks to the valves 6A, 20A and 24, runs no risk of coming into contact with the steam during filling of the boiler.
En outre, quand la chaudière est inactive, on peut, en dévissant le bouchon 23, effectuer les inspections périodiques de la chaudière. In addition, when the boiler is inactive, it is possible, by unscrewing the cap 23, to carry out periodic inspections of the boiler.
La figure 3 représente une deuxième variante du dispositif représenté à la figure 1 (les éléments communs portent les mêmes repères que ceux de la figure 1 avec l'addition de la lettre B). Figure 3 shows a second variant of the device shown in Figure 1 (the common elements have the same references as those of Figure 1 with the addition of the letter B).
La partie supérieure de la chaudière 2B comprend en outre, en plus de la soupape de purge 6B et de la soupape de sûreté 7B, déjà présente dans le dispositif de la figure 1, une soupape 24B pour le remplissage de la chaudière 2B, sensiblement identique à la soupape 24 de la figure 2 (les éléments communs portent les mêmes numéros de repère que ceux de la figure 2 mais avec l'addition de la lettre B). Un entonnoir 30 est associé au corps de la soupape 24B, pour favoriser les opérations de remplissage de la chaudière. Cet entonnoir 30 pourrait avantageusement être encore plus étendu que celui représenté et pourrait prévoir également un bouchon de fermeture (non représenté). The upper part of the boiler 2B further comprises, in addition to the purge valve 6B and the safety valve 7B, already present in the device of FIG. 1, a valve 24B for filling the boiler 2B, substantially identical to valve 24 in FIG. 2 (the common elements have the same reference numbers as those in FIG. 2 but with the addition of the letter B). A funnel 30 is associated with the body of the valve 24B, to promote the filling operations of the boiler. This funnel 30 could advantageously be even more extensive than that shown and could also provide a closure cap (not shown).
Le fonctionnement de cette deuxième variante est tout à fait évident en raison de ce qui vient d'être exposé et ne sera donc pas décrit. The operation of this second variant is quite obvious due to what has just been explained and will therefore not be described.
Les éléments d'obturation, de forme sphérique, des soupapes de remplissage et de purge illustrés jusqu'à maintenant peuvent avantageusement avoir une forme différente de celle qui est illustrée à la figure 6 par exemple. Dans un tel cas, I'élément d'obturation 40 présente un corps sensiblement cylindrique, présentant à une extrémité une tête hémisphérique 41 coopérant pour l'étanchéité avec un joint (torique) 42, venant s'appuyant sur l'élément annulaire 43 de la soupape. La base inférieure du corps cylindrique de l'élément d'obturation 40 présente de préférence une partie creuse 44. On a constaté expérimentalement que la présence du creux 44 augmente l'action de pousser de la vapeur ou de l'eau sous pression sur l'élément d'obturation. The shutter elements, of spherical shape, of the filling and bleeding valves illustrated so far may advantageously have a shape different from that which is illustrated in FIG. 6 for example. In such a case, the shutter element 40 has a substantially cylindrical body, having at one end a hemispherical head 41 cooperating for sealing with a (O-ring) seal 42, coming to bear on the annular element 43 of the valve. The lower base of the cylindrical body of the closure element 40 preferably has a hollow portion 44. It has been found experimentally that the presence of the hollow 44 increases the action of pushing steam or water under pressure on the shutter element.
La tête 41 pourrait également avoir une forme différente de celle qui est illustrée, et pourrait être par exemple de forme tronc/onique. The head 41 could also have a shape different from that which is illustrated, and could for example be of trunk / onic shape.
II y a lieu de préciser enfin que les formes de réalisation montrées ont été fournies à titre purement d'exemple et que d'autres variantes sont également possibles, toutes celles-ci entrant toutefois dans le même concept d'innovation de l'invention, par exemple on pourrait réaliser un dispositif qui rassemble les éléments présents à la figure 1 et à la figure 3. Finally, it should be pointed out that the embodiments shown have been provided by way of example only and that other variants are also possible, all of these however falling within the same concept of innovation of the invention, for example, a device could be produced which brings together the elements present in FIG. 1 and in FIG. 3.
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