JP2009136809A - Rotating drum type filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転ドラム型フィルタに関し、特にそのシール構造に関する。 The present invention relates to a rotary drum type filter, and more particularly to a seal structure thereof.
従来、工作機等において、ワークの切削性を向上するため、切削液をかけながら加工する。切削液を再利用するため、加工に伴い切削液共に排出される加工屑を分離する必要がある。例えば、特許文献1の回転ドラム型フィルタでは、固定軸の回りを回転する回転ドラムの外周にフィルタを巻き付け、クリーンタンク内の切削液に浸すように設置し、回転ドラムの一方の端面を開口させ、ダーティタンクへ導くようにして、切削液を回転ドラムのフィルタの内側から外側へ移動させる。これにより、汚れた切削液をフィルタで濾過し、切削屑と切削液とに分離する。
Conventionally, in a machine tool or the like, processing is performed while applying a cutting fluid in order to improve the machinability of a workpiece. In order to reuse the cutting fluid, it is necessary to separate the machining waste that is discharged together with the cutting fluid during processing. For example, in the rotating drum type filter of
詳述すると、このものは、ダーティタンク側と開口穴により連通可能にかつ固定されたベース板に固定された固定軸が設けられ、この固定軸に両端を回転可能に円筒ドラムが設けられ、この円筒ドラムの外周にはフィルタが巻かれ、両端には円盤状のフランジが設けられている。ベース板側のフランジにはベース板の開口部と連通する開口部を有する開口フランジが設けられ、他端は閉塞フランジとされている。円筒ドラムはクリーンタンク内に配置される。ベース板の開口穴と、開口フランジの開口部間は閉空間とされ、クリーンタンクとは遮断されている。ダーティタンクからの切削油は、ベース板の開口穴、閉空間、開口フランジの開口部を通って円筒ドラムの内部からフィルタを通って、円筒ドラムの外であるクリーンタンク側に排出される。なお、クリーンタンクとダーティタンクを逆にしたものも知られている。この場合は、切削油を円筒ドラムフィルタの外方から内方へ移動させる。 More specifically, this is provided with a fixed shaft fixed to a fixed base plate that can communicate with the dirty tank side through an opening hole, and a cylindrical drum is provided on the fixed shaft so that both ends can be rotated. A filter is wound around the outer periphery of the cylindrical drum, and disc-shaped flanges are provided at both ends. The flange on the base plate side is provided with an opening flange having an opening communicating with the opening of the base plate, and the other end is a closing flange. The cylindrical drum is disposed in a clean tank. The space between the opening hole of the base plate and the opening portion of the opening flange is a closed space and is isolated from the clean tank. The cutting oil from the dirty tank passes through the opening of the base plate, the closed space, the opening of the opening flange, passes through the filter from the inside of the cylindrical drum, and is discharged to the clean tank side outside the cylindrical drum. It is also known that the clean tank and the dirty tank are reversed. In this case, the cutting oil is moved from the outside to the inside of the cylindrical drum filter.
また、円筒ドラムの濾過効率を上げるために、円筒ドラムにはスプロケットが設けられ、このスプロケットにチェーンを掛け回して減速機付き電動機により円筒ドラムを回転させるので、ベース板の開口穴と開口フランジは相対的に回転する。このため、閉空間を確保するため、ベース板の開口穴の外周と開口フランジの開口部の外周との間にシールを設けている。しかし、このシールはゴムや合成樹脂等であり、摩耗が大きく、早期にシール性能が悪くなり、濾過効率が低下したり、交換を頻繁に行う必要があった。 In order to increase the filtration efficiency of the cylindrical drum, a sprocket is provided on the cylindrical drum, and a chain is wound around the sprocket and the cylindrical drum is rotated by an electric motor with a speed reducer. Rotate relatively. For this reason, in order to ensure a closed space, a seal is provided between the outer periphery of the opening hole of the base plate and the outer periphery of the opening portion of the opening flange. However, this seal is made of rubber, synthetic resin or the like, and has a large wear, so that the sealing performance is deteriorated at an early stage, the filtration efficiency is lowered, and frequent replacement is required.
一方、シール構造として、フローティングシールが知られている。フローティングシールは、例えば、特許文献2に示すように、建設機械の油圧ショベル等のクローラを回転させる減速機付き油圧走行モータのシール構造として知られている。このものは、固定側(油圧モータユニットの)ケーシング本体と回転側(減速機ユニットの)ケーシング本体の相対向する端部の内周面軸方向の対向面が摺接するようにされたリング状の合金鋼製の一組のシールリングをそれぞれOリングを介して軸方向に押圧力を付加するように両ケーシング本体の内周面間に保持するものである。また、フローティングシールの外側のケーシング端面同士でラビリンスシールを構成している。これにより、減速ユニット内部の潤滑油の漏出や外部からの泥や水等の侵入を防止している。
そこで、従来のゴムシール等に代えて、フローティングシールを用いることにより、摩耗を防止し、メンテナンス期間を延長することが期待される。しかしながら、円筒ドラム型フィルタのシールにフローティングシールを用いたものは知られていない。さらに、フローティングシールが取り付けられる減速機付き油圧走行モータ等のケーシングは鉄鋳物や鋳鋼あるいは鉄の切り出し材等で作られているので、剛性が高く頑丈である。これに対し、回転ドラム型フィルタは、コストや形状の面から、板状材料を切り出して製作、即ち板金による製作であり、かかる高い剛性を確保することができず、Oリングを介してシールリングへの軸方向の押圧力を付加することができないという問題があった。また、ラビリンスシールは隙間も小さいので、板金では製作できないという問題があった。さらに、剛性を増すために板状材料を肉厚の材料にするとコストアップを招くとともに、相手側タンクへの取付や、スプロケットの取付が複雑になる等の問題があった。 Therefore, it is expected to use a floating seal instead of a conventional rubber seal to prevent wear and extend the maintenance period. However, there is no known one that uses a floating seal as a seal for a cylindrical drum filter. Furthermore, the casing of a hydraulic traveling motor with a speed reducer to which the floating seal is attached is made of cast iron, cast steel, iron cutting material, or the like, so it is rigid and strong. On the other hand, the rotary drum type filter is manufactured by cutting out a plate-like material from the surface of cost and shape, that is, manufacture by sheet metal, and such high rigidity cannot be secured, and a seal ring is provided via an O-ring. There was a problem that it was not possible to apply an axial pressing force to. Moreover, since the labyrinth seal has a small gap, there is a problem that it cannot be manufactured by sheet metal. Further, when the plate-like material is made thick to increase the rigidity, there is a problem that the cost is increased and the attachment to the counterpart tank and the attachment of the sprocket are complicated.
本発明の課題は、かかる問題点に鑑みて、円筒ドラム型フィルタのシールにフローティングシールを取付け可能なものとし、シール寿命の向上し、メンテナンス期間を延長し、さらにはメンテナンスを容易にすることである。また、従来の構造を大きく変えることなくフローティングシールを取り付けることにある。 In view of such problems, the object of the present invention is to make it possible to attach a floating seal to the seal of a cylindrical drum filter, to improve the seal life, extend the maintenance period, and further facilitate maintenance. is there. Another object is to attach a floating seal without greatly changing the conventional structure.
本発明においては、タンク壁外側面に固定されかつ前記タンク内に連通可能な開口穴を有するベース板と、前記ベース板に垂直に固定された固定軸と、前記固定軸に両端を回転可能に軸支された円筒ドラム部と、を有し、前記円筒ドラム部は外周面に設けられたフィルタと、前記ベース板側端に設けられ前記フィルタ外周面より外周が大きく開口部を有する開口フランジと、他端に設けられた閉塞フランジと、を有する回転ドラム型フィルタであって、前記ベース板の外周部内側端面に、前記固定軸と同心に前記ベース板の外側面からのボルトで螺着固定されたリング状の第一プレートと、前記ベース板の前記第一プレートと対向する位置に、前記固定軸と同心に前記開口フランジのフィルタ外周面かつフィルタ側面からのボルトで螺着固定されたリング状の第二プレートと、を有し、前記第一プレートと前記第二プレートとは、リング内径側で互いにOリングを介して、それぞれリング状の第一シールプレート、第二シールプレートを保持し、前記第一、第二シールプレートが互いに軸方向の対向面で摺接するようにされた回転ドラム型フィルタを提供することにより前述した課題を解決した。 In the present invention, a base plate that is fixed to the outer surface of the tank wall and has an opening hole that can communicate with the tank, a fixed shaft that is fixed vertically to the base plate, and both ends of the fixed shaft that are rotatable. A cylindrical drum portion supported by the shaft, the cylindrical drum portion provided on the outer peripheral surface, and an opening flange provided on an end of the base plate and having an outer periphery larger than the outer peripheral surface of the filter. A rotary drum type filter having a closing flange provided at the other end, and is screwed and fixed to the inner peripheral end surface of the base plate with a bolt from the outer surface of the base plate concentrically with the fixed shaft. The ring-shaped first plate and the base plate are fixed by screwing with bolts from the filter outer peripheral surface and the filter side surface of the opening flange concentrically with the fixed shaft at a position facing the first plate of the base plate. A ring-shaped second plate, and the first plate and the second plate are respectively ring-shaped first seal plate and second seal plate via O-rings on the ring inner diameter side. The above-described problems have been solved by providing a rotary drum type filter in which the first and second seal plates are in sliding contact with each other on axially opposed surfaces.
即ち、従来とほぼ同様の薄板材からなるベース板の外周部内側端面に、剛性を有するリング状の第一プレートをベース板の外側面からのボルトで螺着固定するので、ベース板のタンク壁への取付は、ベース板の外周部を用いたり、ベース板側面側から第一プレートに螺着する等により行える。また、従来とほぼ同様の薄板材からなる開口フランジの外側端面に剛性を有するリング状の第二プレートを開口フランジのフィルタ外周面かつフィルタ側面からのボルトで螺着固定するので、円筒ドラムは従来より開口フランジの外径を増す程度でよい。さらに、かかる第一プレートと前記第二プレートによりリング内径側で互いにOリングを介して、第一、第二シールプレートが互いに軸方向の対向面が摺接するように付勢し、フローティングシールを構成できる。 That is, since the rigid ring-shaped first plate is screwed and fixed to the inner end surface of the outer peripheral portion of the base plate made of a thin plate material similar to the conventional one with bolts from the outer surface of the base plate, the tank wall of the base plate Mounting to the first plate can be performed by using the outer peripheral portion of the base plate or by screwing to the first plate from the side of the base plate. In addition, since a ring-shaped second plate having rigidity on the outer end face of the opening flange made of a thin plate material similar to the conventional one is screwed and fixed with bolts from the filter outer peripheral surface and the filter side surface of the opening flange, the cylindrical drum is conventionally used. It is sufficient to increase the outer diameter of the opening flange. Furthermore, the first plate and the second plate urge the first and second seal plates so that their axially opposed surfaces are in sliding contact with each other via an O-ring on the inner diameter side of the ring, thereby forming a floating seal. it can.
さらに、請求項2に記載の発明においては、前記第二プレートは、前記第一プレートの外周に設けられた軸方向外周段部の内側端面と隙間をもって対向し、さらに、外周部を隙間をもって覆うように軸方向に延出し、外側端面と隙間を持って対向するようにされ、前記第一プレートとラビリンスを形成する筒状外周部を有し、前記筒状外周部にスプロケットが嵌合固定されている回転ドラム型フィルタとした。
Furthermore, in the invention according to
即ち、剛性のあるリング状のプレートを配置し、ベース板及び開口フランジの剛性を上げ、さらに、プレートを対向して配置して、互いにラビリンス溝を形成するようにした。さらに、ラビリンス溝を形成する筒状外周部にスプロケットを嵌合固定するので、交換、取付が容易であり、さらに第二プレートは剛性もあるので確実に取付けることができる。 That is, a rigid ring-shaped plate is arranged to increase the rigidity of the base plate and the opening flange, and the plates are arranged to face each other to form a labyrinth groove. Further, since the sprocket is fitted and fixed to the cylindrical outer peripheral portion forming the labyrinth groove, it is easy to replace and attach, and the second plate has rigidity, so that it can be securely attached.
また、請求項3に記載の発明においては、前記回転ドラムフィルタの前記外周面から前記開口部側にクーラントが流れることにより、クーラントを濾過するようにされている回転ドラム型フィルタとした。即ち、ラビリンス溝を外側に配置したので、切削液等の漏れ防止方向は、ラビリンス溝、シールプレートの摺接面へ向かう方向が適する。 According to a third aspect of the present invention, the rotary drum filter is configured to filter the coolant when the coolant flows from the outer peripheral surface of the rotary drum filter to the opening side. That is, since the labyrinth groove is disposed on the outside, the direction in which the cutting fluid or the like leaks is suitable to the labyrinth groove or the sliding contact surface of the seal plate.
前述したように、本発明においては、ベース板設けられた第一プレートと、開口フランジに設けられた第二プレートとによりOリングを介して、第一、第二シールプレートを互いに軸方向の対向面が摺接するように付勢し、フローティングシールを構成できるようにしたので、シール寿命が向上し、メンテナンス期間が延長できるものとなった。また、第一プレートはベース板の外側面からのボルトで螺着固定し、タンク壁への取付も従来と同様に容易であり、さらに、第二プレートは開口フランジのフィルタ外周面かつフィルタ側面からのボルトで螺着固定し、開口フランジの外径が増える程度であるので、従来の構造を大きく変えることがなく、容易に取付ができるものとなった。 As described above, in the present invention, the first and second seal plates are opposed to each other in the axial direction via the O-ring by the first plate provided on the base plate and the second plate provided on the opening flange. By energizing the surfaces so that they come into sliding contact with each other, a floating seal can be constructed, so that the seal life is improved and the maintenance period can be extended. In addition, the first plate is screwed and fixed with bolts from the outer surface of the base plate, and can be easily attached to the tank wall as in the prior art. Further, the second plate is attached from the filter outer peripheral surface and the filter side surface of the opening flange. Since the outer diameter of the opening flange is increased to the extent that it is fixed by screwing with a bolt, it can be easily mounted without greatly changing the conventional structure.
さらに、請求項2に記載の発明においては、リング状のプレートにより、ベース板及び開口フランジの剛性を上げ、さらに、ラビリンス溝を形成したのでシール性能が向上する。さらに、筒状外周部に嵌合固定されたスプロケットは交換、取付が容易であり、さらに第二プレートに確実に取付けられるので、従来の場合にくらべてスプロケットの剛性も増し、円滑に回転するものとなる。また、請求項3に記載の発明においては、回転ドラムフィルタの外周面から前記開口部側にクーラントが流れるようにし、シール性能がより向上するものとなった。
Furthermore, in the invention described in
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態を示す回転ドラム型フィルタ及びタンクの縦断面図、図2はフローティングシール、ラビリンスの部分拡大断面図である。このものは、回転ドラム側をダーティタンク側に置き、切削液等のクーラントを回転ドラムフィルタの外周面から内部に向かって濾過し、内部の開口部、開口穴を通してクリーンタンク側へ排出するものである。図1に示すように、クリーンタンク41とダーティタンク51とが併設され、クリーンタンク外壁(又はクリーンタンク側のダーティタンク内壁)42に固定されたベース板2に垂直に固定軸3が固定され、さらに固定軸の他端3bがダーティタンクのタンク内壁52に固定され、固定軸がクリーンタンク外壁(ダーティタンク内壁)42とダーティタンク内壁52間に固定されている。この固定軸に両端を回転可能に円筒ドラム部4が設けられ、ダーティタンク内51のクーラント53に一部又は全部が浸されように配置される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary drum type filter and tank showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of a floating seal and a labyrinth. In this type, the rotating drum side is placed on the dirty tank side, coolant such as cutting fluid is filtered from the outer peripheral surface of the rotating drum filter to the inside, and discharged to the clean tank side through the internal opening and opening hole. is there. As shown in FIG. 1, a
本発明の回転ドラム型フィルタ1は、前述したベース板2、固定軸3、回転ドラム部4を有している。ベース板2はクリーンタンク壁42に明けられたタンク穴42aと連通する開口穴2aが設けられている。開口穴2aは、ベース板2の回転軸固定縁部2bから外方に向かって延出するリブ2cと、リブに接続され固定軸3と同心の外周部2dとで形成されている。
The rotary
円筒ドラム部4の外周面4aにはフィルタ5が設けられており、両端にフィルタの外周より大径の開口フランジ6と閉塞フランジ7とが設けられている。両フランジの中央のボス6b,7bにシール付ころがり軸受8,8が取付けられており、固定軸3に対して円筒ドラム部4が回転可能にされている。開口フランジ6は、ベース板2側に設けられており、ボス6bから外方に向かって延出するリブ6cと、リブに接続され固定軸3と同心の外周部6dとで開口部6aが形成されている。
A
ベース板2の外周部2d内側端面2eに、固定軸3と同心になるように、リング状の第一プレート9が設けられ、ベース板2の外側面2fからのボルト11で螺着固定されている。開口フランジ6のベース板側内側端面6eに、固定軸3と同心になるように、リング状の第二プレート10が設けられ、開口フランジのフィルタ外周面かつフィルタ5側面からのボルト12で螺着固定されている。これにより、第一プレート9と第二プレート10とが対向して配置される。図2に示すように、さらに第一プレート9と第二プレート10とは、リング内径側9a,10aで互いにOリング13,14を介して、それぞれリング状の第一シールプレート15、第二シールプレート16を保持し、第一、第二シールプレートが互いに軸方向の対向面15a,16aが摺接するようにされている。これにより、フローティングシール17を形成し、開口穴2aと開口部6aとを閉空間とし、連通させ、円筒ドラム部4内外をシールしながら開口穴と開口部、即ち、ベース板2と円筒ドラム部4との相対回転を可能としている。
A ring-shaped
ベース板2と第一プレート9のクリーンタンク壁42への取付は、クリーンタンク壁、ベース板を貫通する貫通穴43,44を通して、第一プレート9に空けられたねじ9bにクリーンタンク壁42側よりボルト18を螺着して取り付けられている。なお、ベース板外周2dにボルト穴を開け、クリーンタンク壁42側にねじ穴又はナットを設けて、ベース板側からボルトを螺着することにより取り付けることも可能である。
The
第二プレート10は、第一プレート9の外周に設けられた軸方向外周段部の内側端面21と隙間をもって対向する第二プレート側内側端面22と、さらに、第一プレートの外周部23と隙間をもって覆うように軸方向に延出する内径部24と、第一プレートの外側端面25と隙間を持って対向するようにされた第二プレート端面26を有する。これにより、第一プレート9と第二プレート10とでラビリンス30を形成している。
The
第二プレート端面26を形成する筒状外周部27にスプロケット28が嵌合され、ボルト29により固定されている。図示しない減速機付き電動機及びチェーンにより、スプロケット28に回転動力を与え円筒ドラム部4を回転させる。図1に示すように、固定軸3はパイプ材で製作され、貫通穴3aがあけられ、クリーンタンク41側に開口3bし、図示しない清浄液供給装置又はエアー供給装置に接続され、他端はプラグ3dにより閉塞されている。この貫通穴3aに直角に複数の連通穴3cが開けられ、それぞれノズル31が設けられ、フィルタ5外部に付着したゴミや切削屑等をフィルタから除去するようにされている。
A
なお、符号32,33は、円筒ドラムの形状を保持するための位置決めロッド及び位置決め板である。また、符号34は位置決めピン、符号35はオイルシール、符号36はオイルシールの止め輪である。オイルシール35は円筒ドラム部4の閉塞フランジ7側の閉塞フランジ内面7cと固定軸3との相対回転をするための隙間37をシールするものである。この隙間37は径も小さく、軸受8に隣接しているので、実質的な漏れも少ないので従来のシールで十分である。また、閉塞フランジ7側を開口フランジ6側と同様にしてダーティタンク51の両側にベース板2を介してクーラントタンク41を配置することも可能である。
次に、本発明の実施の形態についてその作動について説明する。ダーティタンク51とクリーンタンク41は回転ドラム型フィルタ1の円筒ドラム部4のフィルタ5、開口部6a、開口穴2a、タンク穴42aとで連通しているので、ダーティタンク内に供給された汚れたクーラント53は、クリーンタンク側のクーラント54の減少で生じた落差により、フィルタ5、開口部6a、開口穴2a、タンク穴42aを通ってクリーンタンク41側へ戻る(図1矢印参照)。この際、ダーティタンク51側の切削屑等のゴミはフィルタ5により濾過され、清浄なクーラントがクリーンタンク側へ戻される。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. The
また、フィルタ5の効率を上げるために円筒ドラム部4が回転され、フィルタ外周表面についた切削屑等を自重及び回転ドラム部のフィルタ表面を掻き取るようにした図示しないスクレーパによりタンク底へ落下させる。さらには、ノズル31による洗浄液やエアーブローにより除去し、ダーティタンク底部へ沈殿させる。沈殿したダーティタンク側の切削屑等はダーティタンク底に設置された図示しない掻き取りコンベアにより外部へはき出される。
Further, the
特に、本発明の実施の形態においては、円筒ドラム部4の回転により、円筒ドラム部の開口フランジ6とベース板2間のシールをラビリンス30シール、フローティングシール17としたので、切削屑等を含むクーラントであっても摩耗が少ない、長時間の使用ができる。また、フローティングシール17を保持するリング状のプレート9,10は、従来の回転ドラム型フィルタに容易に取り付けられるので、設計変更も少なく、設計、製作が容易で、また、組み付け、分解も容易であり、メンテナンス性が向上する。なお、フィルタは金網や、ウエッジワイヤ等一般的なものでよいが、シール側が長寿命となるのでウエッジワイヤが好ましい。
In particular, in the embodiment of the present invention, the
1 回転ドラム型フィルタ
2 ベース板
2a 開口穴
3 固定軸
4 円筒ドラム部
4a 外周面
5 フィルタ
6 開口フランジ
6a 開口部
7 閉塞フランジ
9 第一プレート
10 第二プレート
11 ボルト
12 ボルト
13、14 Oリング
15 第一シールプレート
15a 第一シールプレート摺接面
16 第二シールプレート
16a 第二シールプレート摺接面
17 フローティングシール
21 第一プレートの内側端面
23 第一プレートの外周部
25 第一プレートの外側端面
27 筒状外周部
28 スプロケット
30 ラビリンス(シール)
42 タンク壁外側面
53 クーラント
DESCRIPTION OF
42 Tank wall
Claims (3)
前記ベース板に垂直に固定された固定軸と、
前記固定軸に両端を回転可能に軸支された円筒ドラム部と、を有し、
前記円筒ドラム部は外周面に設けられたフィルタと、前記ベース板側端に設けられ前記フィルタ外周面より外周が大きく開口部を有する開口フランジと、他端に設けられた閉塞フランジと、を有する回転ドラム型フィルタであって、
前記ベース板の外周部内側端面に、前記固定軸と同心に前記ベース板の外側面からのボルトで螺着固定されたリング状の第一プレートと、
前記ベース板の前記第一プレートと対向する位置に、前記固定軸と同心に前記開口フランジのフィルタ外周面かつフィルタ側面からのボルトで螺着固定されたリング状の第二プレートと、を有し、
前記第一プレートと前記第二プレートとは、リング内径側で互いにOリングを介して、それぞれリング状の第一シールプレート、第二シールプレートを保持し、前記第一、第二シールプレートが互いに軸方向の対向面で摺接するようにされていることを特徴とする回転ドラム型フィルタ。 A base plate fixed to the outer surface of the tank wall and having an opening hole capable of communicating with the tank;
A fixed shaft fixed perpendicularly to the base plate;
A cylindrical drum portion rotatably supported on both ends of the fixed shaft,
The cylindrical drum portion includes a filter provided on an outer peripheral surface, an opening flange provided at an end on the base plate side and having an outer periphery larger than the filter outer peripheral surface, and a closing flange provided at the other end. A rotary drum filter,
A ring-shaped first plate screwed and fixed to the inner peripheral surface of the outer peripheral portion of the base plate by a bolt from the outer surface of the base plate concentrically with the fixed shaft;
A ring-shaped second plate that is screwed and fixed with bolts from the filter outer peripheral surface and the filter side surface of the opening flange concentrically with the fixed shaft at a position facing the first plate of the base plate; ,
The first plate and the second plate respectively hold a ring-shaped first seal plate and a second seal plate via an O-ring on the inner diameter side of the ring, and the first and second seal plates are mutually connected. A rotary drum type filter characterized by being in sliding contact with an axially opposed surface.
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