KR101616430B1 - 안전 도어 잠금 장치 - Google Patents

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KR101616430B1
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문성웅
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의해 안전 도어 잠금 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 의해 따른 안전 도어 잠금 장치는, 도어를 개폐하며 일부가 도전체로 이루어진 개폐 부재와, 개폐부재에 전기적으로 연결된 전원부와, 개폐부재와 전원부 사이에 흐르는 전류를 측정하는 검지부와, 도어의 개방을 제한하는 잠금 부재, 및 검지부의 측정값이 기준값 이상이면 잠금 부재를 작동시켜 도어의 개방을 제한하는 제어부를 포함한다.

Description

안전 도어 잠금 장치{Safety door lock}
본 발명은 안전 도어 잠금 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 안전 장구를 구비하지 않은 사용자가 개방하는 것을 방지하는 안전 도어 잠금 장치에 관한 것이다.
전기 설비 등이 구비된 캐비닛은 고전압을 사용하는 다양한 종류의 전기 설비 및 장치 등을 보호하기 위해 사용된다.
다만, 전기 설비 및 장치들은 전기적 동작 상태, 장비의 노후 상태 등 주기적인 유지 보수 관리가 필요하므로, 관리자는 전기 설비 등을 점검하기 위해 캐비닛에 제공되는 도어를 개방하여 살펴볼 수 밖에 없다.
따라서, 캐비닛의 도어에는 열쇠 등의 기계적 잠금 장치가 결합되어 캐비닛을 관리하도록 하고, 도어 손잡이는 플라스틱 재질로 되어 있어 전기가 통하지 않도록 되어 있다. 또한, 캐비닛은 그라운드에 접하고 있어 감전 사고를 방지할 수 있다.
그러나, 캐비닛 내부에 구비된 전기 설비 등의 작동 상태를 육안으로 확인할 수 없으므로, 전기 설비 등이 작동 중인에 캐비닛 내부를 개방하여 전기 설비를 관리자가 맨손으로 만지는 경우 감전 사고와 같은 안전 사고가 발생할 수 있다.
이에, 종래에는 캐비닛 내의 전기 설비 등이 작동 중인 경우 캐비닛 도어가 개방되지 않도록 하거나, 전기 설비에 공급되는 전원을 차단하는 방식으로 감전 사고 등과 같은 안전 사고를 방지하였다.
그러나, 일반적으로 캐비닛 내에 구비되는 전기 설비 및 장비 등은 장기적, 연속적으로 작동하는 경우가 대부분이므로, 작동이 멈추거나 전원을 차단하는 것은 현실적으로 불가능하다.
따라서, 관리자의 교육등을 통해 절연 장갑 등의 안전 장구를 갖추고 캐비닛의 도어를 개방하도록 하고 있다. 그러나, 관리자의 실수로 인해 안전 장구를 갖추지 못하고 도어를 개방할 수 있으므로 이를 방지하기 위한 대책이 필요하다.
일본공개특허 제1999-210299호 (1999.08.03) 한국공개특허 제10-2011-00138560호 (2011.12.28)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 감전 사고 등의 안전 사고를 방지하기 위한 안전 도어 잠금 장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 안전 도어 잠금 장치는 도어를 개폐하며 일부가 도전체로 이루어진 개폐 부재, 상기 개폐부재에 전기적으로 연결된 전원부, 상기 개폐부재와 상기 전원부 사이에 흐르는 전류를 측정하는 검지부, 상기 도어의 개방을 제한하는 잠금 부재 및 상기 검지부의 측정값이 기준값 이상이면 상기 잠금 부재를 작동시켜 상기 도어의 개방을 제한하는 제어부를 포함한다.
상기 전원부로부터 상기 개폐 부재로 인가되는 전류량을 조절하는 전류량 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 전류량 제어부는 상기 전원부에 병렬로 연결된 커패시터를 포함할 수 있다.
상기 전류량 제어부는, 상기 커패시터의 충전량을 측정하는 충전량 측정부와, 상기 커패시터의 충전량에 따라 상기 전원부와 상기 커패시터를 서로 연결하거나 분리하는 충전 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 전류량 제어부는 고전압, 저전류를 상기 개폐 부재에 인가할 수 있다.
상기 전원부는 한 극이 접지되고 다른 한 극이 상기 개폐 부재에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제어부는 상기 개폐 부재가 작동하면 상기 검지부의 측정값을 인가받아 상기 잠금 부재의 작동여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 의한 안전 도어 잠금 장치는 캐비닛의 내부에 구비된 전기 설비 등의 작동 여부와 상관없이 관리자가 도어를 개방할 때 감전사고와 같은 안전 사고를 방지할 수 있다.
특히, 전기가 잘 통하는 맨손으로 도어의 손잡이와 같은 개폐 부재를 이용하여 도어를 개방하는 경우 발생할 수 있는 안전 사고를 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 도어 잠금 장치의 개략적인 회로도를 포함한 캐비닛을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 안전 도어 잠금 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 도어 잠금 장치의 회로도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 안전 도어 잠금 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 작동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6는 도 3의 작동 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 안전 도어 잠금 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 도어 잠금 장치의 개략적인 회로도를 포함한 캐비닛을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 안전 도어 잠금 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전 도어 잠금 장치의 회로도를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3의 안전 도어 잠금 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 안전 도어 잠금 장치(100,200)는 도어(2)의 개폐 부재(110)에 전압을 인가하고 관리자의 손과 같은 전도성 물체가 개폐 부재(110)에 닿았을 때 전류의 흐름을 살펴 잠금 부재(140)를 작동하도록 한다. 즉, 관리자가 맨손으로 손잡이와 같은 개폐 부재(110)를 만지는 경우, 검지부(130)를 이용하여 개폐 부재(110)의 전류의 흐름이 확인되면 이를 통해 도어(2)에 설치된 잠금 부재(140)를 이용하여 도어(2)를 잠근다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 안전 도어 잠금 장치(100)는 개폐 부재(110), 전원부(120), 검지부(130), 잠금 부재(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
개폐 부재(110)는 사용자의 조작에 따라 캐비닛(1)의 도어(2)를 개폐하기 위해 사용되는 수단으로, 일반적으로 손잡이를 말한다. 다만, 이에 국한되지 않고 도어(2)를 열고 닫는데 필요한 수단을 포함한다. 개폐 부재(110)는 적어도 일부가 전류가 흐를 수 있는 도전체로 이루어진다. 예를 들어, 개폐부재(110)의 일부가 금속과 같은 도전체로 이루어 지거나, 절연물질에 도전성 물질이 함께 포함된 구조일 수 있다. 다만, 개폐 부재(110)는 전원부(120)를 통해 인가되는 전류가 누설되지 않도록 캐비닛(1)의 다른 구성요소로부터 전기적으로 절연되도록 설치될 수 있다.
전원부(120)는 개폐 부재(110)에 전류가 흐를 수 있도록 전원을 공급한다. 전원부(120)는 캐비닛(1)의 전기 설비 및 장비 등을 가동시키는 전원공급원에서 분지된 전원을 사용할 수 있으며, 안전 도어 잠금 장치(100)를 동작시키기 위한 별도의 전원으로 사용될 수 있다. 전원부(120)는 한 극이 접지되고 다른 한 극이 개폐 부재(110)에 전기적으로 연결된다.
검지부(130)는 개폐 부재(110)에 연결되어 개폐 부재(110)에 전류가 흐르는 지 여부를 측정한다. 예를 들어, 사람의 맨손과 같은 전도성 물체가 개폐 부재(110)에 닿으면 전원부(120)로부터 공급되는 전류가 개폐부재(110)를 통하여 사람으로 흐르게 된다. 이 때, 검지부(130)에는 전류의 흐름에 변화가 나타나게 된다. 검지부(130)는 예를 들어, 검류계가 사용될 수 있다. 다만 이에 국한되지 않고, 전류의 흐름의 변화를 측정할 수 있는 다양한 장치가 사용될 수 있다.
잠금 부재(140)는 캐비닛(1)의 도어(2)에 결합되어 제어부(150)의 신호를 받아 도어(2)의 개방을 제한한다. 잠금 부재(140)는 개폐 부재(110)와 일체로 형성되어 개폐 부재(110)의 동작을 제한할 수 있으며, 개폐 부재(140)와 별도로 동작하여 도어(1) 자체의 동작을 제한할 수 있다.
제어부(150)는 검지부(130)에 나타낸 전류의 흐름을 모니터링하여, 전류의 흐름에 변화가 생긴 경우 그에 맞는 신호에 따라 잠금 부재(140)를 작동시킨다. 예를 들어, 검지부(130)에 전류 흐름이 검지된 경우 또는 측정된 전류값이 기준값을 넘는 경우에는 잠금 부재(140)를 작동시켜 도어(2)의 개방을 제한한다. 또한, 검지부(130)에 전류 흐름이 검지되지 않는 경우 또는 측정된 전류값이 기준값를 넘지 않는 경우에는 잠금 부재(140)를 작동시켜 도어(2)의 잠금 상태를 해제한다. 여기서, 도어(2)의 잠금 상태 해제는 자동적으로 도어(2)의 잠금 상태가 해제되는 것뿐만 아니라 수동적으로 도어(2)의 잠금 상태가 해제될 가능성도 포함한다. 이 때, 전원부(120)에서 개폐 부재(110)로 전류가 흐르도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 안전 도어 잠금 장치(200)는 개폐 부재(210), 전원부(220), 감지부(230), 잠금 부재(240), 제어부(250) 및 전류량 제어부(260)를 포함한다.
개폐 부재(210), 전원부(220), 감지부(230), 잠금 부재(240), 제어부(250)는 앞서 설명한 개폐 부재(110), 전원부(120), 감지부(130), 잠금 부재(140), 제어부(150)과 그 구성과 기능이 동일하거나 유사하므로 이에 대한 설명은 위의 설명으로 대체하거나 간단하게 설명하기로 한다.
전류량 제어부(260)는 개폐 부재(210)에 흐르는 전류량을 제어하여 보다 안전하게 개폐 부재(210)에 전류가 흐르도록 한다. 예를 들어, 개폐 부재(210)에 인가된 전원이 전기 설비에서 직접 제공되는 경우와 같이 고전압 고전류인경우 감전사고를 일으킬 수 있는 바 전류량을 조절하여 이를 방지한다.
전류량 제어부(260)는 전류량을 조절할 수 있는 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 저항값을 조절하거나 개폐 부재(210)에 인가된 전류의 일부 흐름을 차단하는 방법 등을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명의 일실시예에 따른 안전 도어 잠금 장치(200)는 전류량을 제어하기 위해 커패시터(262)를 사용한다. 커패시터(262)의 용량을 조절하여 개폐 부재(210)에 흐르는 전류량을 조절한다. 도 3에 도시된 것처럼, 커패시터(262)는 전원부(220)와 병렬로 연결된다.
커패시터(262)를 이용하여 전류량을 제어하는 경우, 전류량 제어부(260)는 커패시터(262)의 충전량을 측정하는 충전량 측정부(264)와 커패시터(262)의 충전량에 따라 전원부(220)과 커패시터(262)를 서로 연결하거나 분리하는 충전 스위치(266)를 더 포함한다.
제어부(250)는 충전량 측정부(264)에서 측정된 충전량를 모니터링하여, 커패시터(262)의 충전여부를 결정한다. 제어부(250)는 커패시터(262)의 충전량이 적정값에 이르지 못한 경우, 충전 스위치(266)를 온(ON) 상태로 바꾸고 커패시터(262)가 충전되도록 한다.
도 3에 도시된 것처럼, 전원부(220)에서 개폐 부재(210)로 흐르는 전류를 연결 또는 차단하는 전류 스위치(215)가 더 포함될 수 있다.
제어부(250)는 개폐 부재(210)에 전류를 인가하고자 할 때 전류 스위치(215)는 온(ON) 상태로 만든다.
예를 들어, 평상시에도 계속해서 개폐 부재(210)에 전류를 인가하고자 하는 경우에는 전류 스위치(215)를 온(ON)상태로 유지하고, 검지부(230)에서 전류 흐름이 감지되거나 측정된 전류값이 기준값을 초과하는 경우에는 잠금 부재(240)를 작동시킨다.
이와 달리, 평상시에는 전류 스위치(215)를 오프(OFF) 상태로 유지하다가, 사용자가 개폐 부재(210)를 작동시키면 전류 스위치(215)를 온(ON) 상태로 바꾸고, 검지부(230)에서 전류의 흐름을 감지하도록 하게 할 수 있다. 이 때, 검지부(230)에서 전류 흐름이 감지되거나 측정된 전류값이 기준값을 초과하는 경우에는 잠금 부재(240)를 작동시킨다.
또한, 커패시터(262)를 충전하고자 하는 경우, 전류 스위치(215)를 오프(OFF) 상태로 바꿔 충전하는 동안 개폐 부재(210)로 흐르는 전류를 차단한다.
즉, 제어부(250)는 전류 스위치(215)와 충전 스위치(266)가 동시에 닫히지 않도록 한다.
따라서, 커패시터(262)를 충전하고자 하는 경우에는 충전 스위치(266)를온(ON) 상태로 바꾸고 전류 스위치(215)가 오프(OFF) 상태로 바꾼다. 이에, 개폐 부재(210)에 전류가 흐르지 않으므로 전류 스위치(215)가 오프(OFF) 상태일 때는 잠금 부재(240)을 작동시켜 도어(2)의 개방을 제한한다.
또한, 커패시터(262)의 충전이 끝난 경우에는 충전 스위치(266)을 오프(OFF) 상태로 바꾸고 전류 스위치(215)가 온(ON) 상태로 바꾼다.
이와 같은 작용으로 제어부(250)는 커패시터(262)의 충전여부에 따라 잠금 부재(240)의 작동 여부도 결정한다. 예를 들어, 제어부(250)는 커패시터(212)가 충전하는 경우 잠금 부재(240)를 작동시켜 도어(2)를 잠기도록 한다. 이에 반하여, 커패시터(212)의 충전이 끝나는 경우, 제어부(250)는 잠금 부재(240)을 작동시켜 도어(2)의 잠금 상태를 해제시킨다. 여기서, 도어(2)의 잠금 상태 해제는 자동적으로 도어(2)의 잠금 상태가 해제되는 것뿐만 아니라 수동적으로 도어(2)의 잠금 상태를 해제할 수 있는 가능성도 포함한다.
더불어, 제어부(250)는 전류 스위치(215)가 오프(OFF) 상태일 때 충전 스위치를 온(ON) 상태로 전환되도록 하여 충전이 가능하도록 할 수 있다. 예를 들어, 개폐 부재(210)가 작동하지 않을 때 전류 스위치(215)를 오프(OFF) 상태로 유지하고 개폐 부재(210) 작동시 전류 스위치(215)가 온(ON) 상태로 바뀌는 경우, 개폐 부재(210)가 작동하지 않을 때에는 커패시터(262)가 충전되도록 할 수 있다. 다른 예를 들면, 평상시 전류 스위치(215)를 온(ON) 상태에서 검지부(230)에서 전류의 흐름을 감지하여 잠금 부재(240)을 작동시키는 경우, 전류 스위치(215)를 오프(OFF) 상태로 바꾸고 충전 스위치(266)을 온(ON) 상태로 바꿔 커패시터(262)가 충전되도록 할 수 있다.
안전 도어 잠금 장치(100,200)는 직류 변환기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 직류 변환기(미도시)는 전원부(120,220)에서 개폐 부재(110,210)로 흐르는 전류를 직류로 변환시켜 개폐 부재(110,210)에 공급한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 작동 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 안전 도어 잠금 장치(100)는 개폐 부재(110)에 전원을 인가하여 전원부(120)에서 개폐 부재(110)로 전류가 흐르도록 한다(S100). 검지부(130)에 전류 흐름이 감지되거나 임계값 이상의 전류 흐름이 감지된 경우에는 제어부(150)는 잠금 부재(140)를 작동시키고 도어(2)를 잠금 상태로 만든다(S110, S120, S130). 이 때, 제어부(150)는 전원부(120)에서 개폐 부재(110)로 흐르는 전류의 흐름을 차단할 수 있다. 이 후, 검지부(130)에 전류 흐름이나 임계값 이상의 전류 흐름이 감지되지 않는 경우에는 제어부(150)는 잠금 부재(140)를 작동시켜 도어(2)의 잠금 상태를 해제한다(S110, S120, S140). 이와 달리, 제어부(150)는 도어(2)가 잠금 상태로 되면 그 상태를 유지하다가 개폐 부재(110)가 작동하면 검지부(130)에 측정된 값에 따라 잠금 부재(140)의 작동여부를 결정한다. 또는, 도어(2)의 잠금 상태로 바뀌고 일정 시간이 흐르면 제어부(150)는 잠금 부재(140)를 작동시켜 도어(2)의 잠금 상태를 해제할 수 있다.
도 6을 참조하면, 안전 도어 잠금 장치(200)는 개폐 부재(210)에 인가되는 전류량을 제어하여 안전하게 사용할 수 있다. 전원부(220)에서 개폐 부재(210)로 흐르는 전류량은 전기량 제어부의 커패시터(262)에 의해 제한된다(S200). 저전류가 흐르는 개폐 부재(210)에 도전체가 닿으면 검지부(230)에 전류 흐름이 감지되거나 임계값 이상의 전류 흐름이 감지된다(S210, S220) 이에, 제어부는 잠금 부재(240)를 작동시켜 도어(2)를 잠금 상태로 만든다(S240). 이 때, 제어부(250)는 전류 스위치(215)를 오프(OFF) 상태로 바꿔 전원부(220)에서 개폐 부재(210)로 흐르는 전류의 흐름을 차단하고, 충전 스위치(266)을 온(ON) 상태로 바꿔 커패시터(212)가 충전되도록 할 수 있다(S240).
이 후, 제어부(250)는 잠금 부재(240)를 작동시켜 도어(2)의 잠금 상태를 해제하도록 한다(S250).
또한, 제어부(250)는 충전량 측정부(264)로부터 수신된 값을 모니터링해서 충전량이 적정값 미만인 경우, 즉, 충전이 필요한 경우, 커패시터(262)와 전원부(220)는 전기적으로 연결되고 개폐 부재(210)로 흐르던 전류는 차단된다(S210, S230, S240). 이 때, 제어부(250)는 잠금 부재(240)의 스위치를 온 상태로 변경하여 도어(2)를 잠금 상태로 만든다(S240). 이 후, 충전량이 적정값을 초과하면, 즉, 커패시터(262)의 충전이 끝나면 제어부(250)는 잠금 부재(240)의 스위치를 오프 상태로 변경하여 도어(2)의 잠금 상태를 해제하도록 한다(S250). 이 때, 제어부(250)는 커패시터(262)와 전원부(220)를 전기적으로 차단하고, 전원부(220)에서 개폐 부재(210)로 전류가 흐르도록 한다.
또한, 제어부(250)는 검지부(230)에 전류 흐름이나 임계값 이상의 전류 흐름이 감지되지 않고, 충전량이 적정값을 초과하는 경우에는 도어(2)의 잠금 해제 상태를 유지시킨다(S210, S220, S230, S250).
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 캐비닛 2: 도어
100, 200: 안전 도어 잠금 장치
110, 210: 개폐 부재 120, 220: 전원부
130, 230: 검지부 140, 240: 잠금 부재
150, 250: 제어부 260: 전류량 제어부
262: 커패시터 264: 충전량 측정부

Claims (7)

  1. 도어를 개폐하며 일부가 도전체로 이루어진 개폐 부재;
    상기 개폐부재에 전기적으로 연결된 전원부;
    상기 개폐부재와 상기 전원부 사이에 흐르는 전류를 측정하는 검지부;
    상기 도어의 개방을 제한하는 잠금 부재; 및
    상기 검지부의 측정값이 기준값 이상이면 상기 잠금 부재를 작동시켜 상기 도어의 개방을 제한하는 제어부를 포함하는 안전 도어 잠금 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전원부로부터 상기 개폐 부재로 인가되는 전류량을 조절하는 전류량 제어부를 더 포함하는 안전 도어 잠금 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 전류량 제어부는 상기 전원부에 병렬로 연결된 커패시터를 포함하는 안전 도어 잠금 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 전류량 제어부는, 상기 커패시터의 충전량을 측정하는 충전량 측정부와, 상기 커패시터의 충전량에 따라 상기 전원부와 상기 커패시터를 서로 연결하거나 분리하는 충전 스위치를 더 포함하는 안전 도어 잠금 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 전류량 제어부는 고전압, 저전류를 상기 개폐 부재에 인가하는 안전 도어 잠금 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전원부는 한 극이 접지되고 다른 한 극이 상기 개폐 부재에 전기적으로 연결된 안전 도어 잠금 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 개폐 부재가 작동하면 상기 검지부의 측정값을 인가받아 상기 잠금 부재의 작동여부를 판단하는 안전 도어 잠금 장치.
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