CN113148884B - 应急动力装置及起重机卷扬应急液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种应急动力装置及起重机卷扬应急液压控制系统。应急动力装置包括：泵站(1)，具有与主供油路(f)连通的出油口；快速接头组(2)，与所述主供油路(f)通过管路连通，且被配置为与处于应急工况的液压系统进行连接；手动控制阀组，设置在所述快速接头组(2)与所述主供油路(f)之间的管路中，被配置为对管路的通断和/或流量进行控制，以便所述泵站(1)经由所述快速接头组(2)向所述处于应急工况的液压系统提供工作液压油。本公开实施例能够在不借助外界电源的情况下实现作业机械的动作的液压油应急供应。

Description

应急动力装置及起重机卷扬应急液压控制系统

技术领域

本公开涉及液压控制领域，尤其涉及一种应急动力装置及起重机卷扬应急液压控制系统。

背景技术

随着起重机的发展，起重机吨位和吊重能力越来越大、功能越来越多、智能化程度也越来越高。相应地，起重机的维修也变得越来越困难。一旦出现故障，特别是在起重机作业过程(例如化工设备、风电设备的安装、作业线设备的检修过程)中出现故障，则可能导致长时间的停机。而此类作业通常要求在特定的窗口期施工(例如需要在限定时间内完成作业)，一旦出现停机故障，则会导致严重的后果，甚至出现危险。举例来说，在风电安装过程中发生长时间停机时，作业设备在空中无法安装也无法放回地面上，如果发生大风则可能导致折臂故障。

在相关技术中，卷扬液压系统包括开式卷扬液压系统和闭式卷扬液压系统。开式卷扬液压系统利用油泵进行卷扬起的调速、利用平衡阀进行负载下落阶段的调速。闭式卷扬液压系统利用闭式油泵的排量变化来进行卷扬起落的速度控制。当动力系统失效时，卷扬液压系统无法工作，为了给卷扬液压系统提供应急动力，一些相关技术以车载电瓶为动力源，通过电瓶给低压直流电机供电，以驱动液压油泵来提供应急动力。

发明内容

发明人经研究发现，相关技术中的应急动力系统受限于车载电瓶功率较小，难以适用在大功率的起重机液压系统的应急，也无法长时间连续工作来支持起重机液压系统的长时间应急；另外车载电瓶的使用对起重机自身的电气系统有影响，且采用的液压油源来自起重机，液压管路连接较为复杂。

有鉴于此，本公开实施例提供一种应急动力装置及起重机卷扬应急液压控制系统，能够在不借助外界电源的情况下实现作业机械的动作的液压油应急供应。

在本公开的一个方面，提供一种应急动力装置，包括：

泵站，具有与主供油路连通的出油口；

快速接头组，与所述主供油路通过管路连通，且被配置为与处于应急工况的液压系统进行连接；

手动控制阀组，设置在所述快速接头组与所述主供油路之间的管路中，被配置为对管路的通断和/或流量进行控制，以便所述泵站经由所述快速接头组向所述处于应急工况的液压系统提供工作液压油。

在一些实施例中，所述泵站包括：发动机、油泵和安全阀，所述发动机的输出轴与所述油泵连接，用于驱动所述油泵运转，所述安全阀连接在所述油泵的出口。

在一些实施例中，所述安全阀的设定压力为3～15MPa。

在一些实施例中，所述快速接头组包括第一快速接头，与所述主供油路通过第一管路连通，所述手动控制阀组包括串联在所述第一管路上的第一手动阀门。

在一些实施例中，所述快速接头组还包括第二快速接头，与所述主供油路通过第二管路直接连通。

在一些实施例中，所述应急动力装置还包括：

压力检测元件，与所述主供油路连接，被配置为对所述主供油路的油压进行检测。

在一些实施例中，所述快速接头组还包括第三快速接头，与所述主供油路通过第三管路连通，所述手动控制阀组还包括串联在所述第三管路上的第二手动阀门、节流阀和第一单向阀，所述第一单向阀沿从所述第三快速接头到所述主供油路的方向单向导通。

在一些实施例中，所述第三快速接头与所述主供油路之间还设有与所述第三管路并联的第四管路，所述手动控制阀组还包括串联在所述第四管路上的第三手动阀门和第二单向阀，所述第二单向阀沿从所述主供油路到所述第三快速接头的方向单向导通。

在一些实施例中，所述手动控制阀组还包括：

调速阀，串联在所述第三管路上，被配置为对经过所述第三管路的工作液压油的流量进行调节。

在本公开的一个方面，提供一种起重机卷扬应急液压控制系统，包括：

起重机卷扬开式回路，具有第一卷扬马达、第一卷扬制动器和单向平衡阀；

前述的应急动力装置，

其中，所述第一卷扬制动器被配置为对所述第一卷扬马达进行制动，所述单向平衡阀连接在所述第一卷扬马达的起升口和油箱之间，在所述应急动力装置的第一快速接头与所述起重机卷扬开式回路连接的状态下，所述第一快速接头与所述卷扬马达的下落口、所述卷扬制动器的控制口和所述单向平衡阀的控制口均连通。

在本公开的一个方面，提供一种起重机卷扬应急液压控制系统，包括：

起重机卷扬闭式回路，具有第二卷扬马达和第二卷扬制动器；

前述的应急动力装置，

其中，所述第二卷扬制动器被配置为对所述第二卷扬马达进行制动，所述应急动力装置的第一快速接头与所述第二卷扬制动器的控制口连通，被配置为实现对所述第二卷扬制动器的控制，所述第二快速接头与所述第二卷扬马达的下落油路连通，被配置为对所述第二卷扬马达的下落油路进行补油，所述第三快速接头与所述第二卷扬马达的起升油路连通，被配置为在所述第二卷扬马达下落时对所述起升油路进行泄压。

在一些实施例中，所述第三快速接头与所述主供油路之间还设有与所述第三管路并联的第四管路，所述手动控制阀组还包括串联在所述第四管路上的第三手动阀门和第二单向阀，所述第二单向阀沿从所述主供油路到所述第三快速接头的方向单向导通；所述第三快速接头被配置为在开机时对所述第二卷扬马达的起升油路进行充油。

因此，根据本公开实施例，通过快速接头组与处于应急工况的作业机械的液压系统进行连接，并通过泵站和手动控制阀组来实现工作液压油的供应，从而无需借助外界电源(例如作业机械的自带电源)就能够满足作业机械的执行动作时的液压油应急供应。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开应急动力装置的一些实施例的液压原理示意图；

图2是根据本公开起重机卷扬应急液压控制系统的一些实施例的液压原理示意图；

图3是根据本公开起重机卷扬应急液压控制系统的另一些实施例的液压原理示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在一些相关技术中，以车载电瓶为动力源，通过电瓶给低压直流电机供电，以驱动电机泵来提供应急动力。发明人经研究发现，这种应急动力系统功率较小，不适合较大功率的作业机械的液压系统应急。电机泵还会受限于自身的特性而无法连续长时间工作，从而无法满足起重机液压系统长时间的应急。另外作为电机泵采用车载电瓶作为动力来源，车载电瓶能量存储量小，工作时间短，且还可能会影响起重机自身电气系统的使用。电机泵的液压油源来自起重机，管路连接较为复杂，使用不方便。对于卷扬机构来说，一个电机泵难以实现卷扬起升和卷扬下落两个动作的应急。

有鉴于此，本公开实施例提供了一种应急动力装置，能够在不借助外界电源的情况下实现作业机械的动作的液压油应急供应。

参考图1，在一些实施例中，应急动力装置包括：泵站1、快速接头组2和手动控制阀组。泵站1具有与主供油路f连通的出油口。快速接头组2与所述主供油路f通过管路连通，且被配置为与处于应急工况的液压系统进行连接。快速接头组2可包括至少一个快速接口，可根据实际的应急工况选择与对应的液压油路进行快速连接。

手动控制阀组设置在所述快速接头组2与所述主供油路f之间的管路中，被配置为对管路的通断和/或流量进行控制，以便所述泵站1经由所述快速接头组2向所述处于应急工况的液压系统提供工作液压油。手动控制阀组可由操作人员手动操作，以实现快速接头组与主供油路之间管路的通断或者流量控制，从而满足实际的应急工况需求。

相比于相关技术中采用作业机械自带电源作为动力来源的应急动力系统，本实施例无需借助外界电源(例如作业机械的自带电源)即可满足作业机械的执行动作时的液压油应急供应，在使用上也不会影响作业机械自身的电气系统。即便作业机械的动力系统和电力系统完全失效，本实施例仍然能够完成有关应急动作。

参考图1-图3，在一些实施例中，泵站1包括：发动机1.1、油泵1.2和安全阀1.3，所述发动机1.1的输出轴与所述油泵1.2连接，用于驱动所述油泵1.2运转，所述安全阀1.3连接在所述油泵1.2的出口。发动机1.1可以为柴油或汽油发动机，以使泵站1能够输出较高的功率，满足较大功率的作业机械的液压系统应急，并且还能够长时间工作，满足作业机械(例如起重机)的长时间应急工况。泵站1可采用与作业机械独立的油箱，以简化油路连接。在另一些实施例中，泵站1的油泵1.2也可以与作业机械的液压系统共用油箱。安全阀1.3可采用溢流压力可调的溢流阀。通过设定安全阀1.3的溢流压力可实现泵站1的特定油压的输出。例如，安全阀1.3的设定压力为3～15MPa。

在图1中，所述快速接头组2包括第一快速接头2.1，与所述主供油路f通过第一管路f1连通，所述手动控制阀组包括串联在所述第一管路f1上的第一手动阀门3.1。第一手动阀门3.1可包括手动球阀，或者其他形式的手动阀门，例如手动换向阀。对于处于应急工况的开式液压系统来说，可采用应急动力装置的第一快速接头2.1与开式液压系统的液压油路进行连接。

快速接头组2还可以包括第二快速接头2.2，与所述主供油路f通过第二管路f2直接连通。在第二管路f2中可不设置手动阀门。这样第一快速接头2.1和第二快速接头2.2可配合使用或选择使用，对于需要持续连接的油路可采用第二快速接头2.2，而对于需要实现可控连接的油路采用第一快速接头2.1。例如，可使得第二快速接头2.2与开式卷扬液压系统的起升油路连接，并使得第一快速接头2.1与开式卷扬液压系统的卷扬制动器的控制口进行连接。

为了实时监测处于应急工况的液压系统的负载情况，参考图1，在一些实施例中，应急动力装置还包括压力检测元件6。压力检测元件6与所述主供油路f连接，被配置为对所述主供油路f的油压进行检测。主供油路f与第一管路f1和第二管路f2均连接，可实时反应初第一管路f1和第二管路f2中油压变化，从而使操作人员可通过观察压力检测元件或者接收压力检测元件的反馈信号进行应急动力装置的操作。压力检测元件6可包括压力表或压力变送器等。

在一些实施例中，快速接头组2还包括第三快速接头2.3，与所述主供油路f通过第三管路f3连通，所述手动控制阀组还包括串联在所述第三管路f3上的第二手动阀门3.4、节流阀3.2和第一单向阀4.1。第二手动阀门3.4可实现第三管路f3的连通和切断。节流阀3.2可采用手控形式，即由操作人员手动控制节流阀的开度，以实现经过第三管路f3的液压油流量和压力的控制。

所述第一单向阀4.1沿从所述第三快速接头2.3到所述主供油路f的方向单向导通。当第三快速接头2.3与负载较高的油路连接时，该油路的液压油可经由第三管路f3流向主供油路f，并经由泵站1的安全阀1.3溢流回油箱。第二手动阀门3.4可包括球阀，或者其他形式的手动阀门，例如手动换向阀。

对于处于应急工况的闭式液压系统来说，可使应急动力装置的第一快速接头2.1或第二快速接头2.2与闭式液压系统的马达一侧液压油路进行连接，而使第三快速接头2.3与闭式液压系统的马达另一侧液压油路连接。泵站1可经由第一油路f1或第二油路f2给闭式液压系统补油。

参考图1，在一些实施例中，所述手动控制阀组还包括串联在所述第三管路f3上的调速阀3.5。调速阀3.5被配置为对经过所述第三管路f3的工作液压油的流量进行调节，以便根据作业机械的实际动作速度有针对性地调节节流开度，例如在闭式系统的卷扬下落阶段，根据重物下落速度有针对性地调整调速阀的节流开度。在一些实施例中，调速阀3.5可采用温度补偿型调速阀，以便有效地消除液压油温度变化的不利影响。

在某些应急工况下，作业机械液压油路的多个部分需要尽快充油。参考图1，在一些实施例中，第三快速接头2.3与所述主供油路f之间还设有与所述第三管路f3并联的第四管路f4。所述手动控制阀组还包括串联在所述第四管路f4上的第三手动阀门3.3和第二单向阀4.2，所述第二单向阀4.2沿从所述主供油路f到所述第三快速接头2.3的方向单向导通。第二单向阀4.2的单向导通方向与第一单向阀的单向导通方向相反，在不需要充油时可通过关断第三手动阀门3.3来实现第四油路的切断。第三手动阀门3.3可包括球阀，或者其他形式的手动阀门，例如手动换向阀。

在上述实施例中，应急动力装置涉及部件少、结构比较紧凑、重量轻，一个人可以单独搬运，而且在管路连接方面更加简单，操作便利。通过单一的应急动力装置可实现处于应急工况的液压系统的多个动作或多个工作部件的驱动和控制，例如卷扬制动器的控制、闭式系统卷扬的补油、卷扬的下落速度的控制等。

上述应急动力装置实施例可用于各类液压控制系统的应急，既可以实现开式液压控制系统的应急，也可以实现闭式液压控制系统的应急。

如图2所示，为根据本公开起重机卷扬应急液压控制系统的一些实施例的液压原理示意图。参考图2，在一些实施例中，起重机卷扬应急液压控制系统包括：起重机卷扬开式回路和前述应急动力装置。起重机卷扬开式回路具有第一卷扬马达9.1、第一卷扬制动器9.2和单向平衡阀9.3。第一卷扬制动器9.2被配置为对所述第一卷扬马达9.1进行制动。所述单向平衡阀9.3连接在所述第一卷扬马达9.1的起升口B和油箱之间。在所述应急动力装置的第一快速接头2.1与所述起重机卷扬开式回路连接的状态下，所述第一快速接头2.1与所述卷扬马达9.1的下落口A、所述卷扬制动器9.2的控制口X1和所述单向平衡阀9.3的控制口X2均连通。

举例来说，当起重机卷扬开式回路的动力系统失效时，可将第一快速接头2.1与卷扬马达9.1的下落口A相连。提前启动发动机1.1，以驱动油泵1.2运转，然后开启第一手动阀门3.1，此时进入开式回路的液压油分别使卷扬制动器9.2解除对卷扬马达9.1的制动，且使单向平衡阀开启，从而实现卷扬的下落。

在安全控制方面，操作人员仍可通过卷扬操纵手柄实现卷扬应急下落动作的启停，当卷扬速度超出预期时可随时停止手柄操作，以确保安全。此时起重机自身的防失速控制依然有效，当卷扬马达的下落口压力小于预设值(例如10bar)时，卷扬制动器自动关闭，从而使卷扬应急下放过程安全有效。同时，操作人员可根据压力表对应急动力装置的出口压力、卷扬下落负载压力的实时监测，在出现异常时及时操作手动阀门，以停止卷扬下落动作。

如图3所示，为根据本公开起重机卷扬应急液压控制系统的另一些实施例的液压原理示意图。参考图3，在一些实施例中，起重机卷扬应急液压控制系统包括起重机卷扬闭式回路和前述应急动力装置。起重机卷扬闭式回路具有第二卷扬马达8.1和第二卷扬制动器8.2。第二卷扬制动器8.2被配置为对所述第二卷扬马达8.1进行制动。

应急动力装置的第一快速接头2.1与所述第二卷扬制动器8.2的控制口连通，被配置为实现对所述第二卷扬制动器8.2的控制。第二快速接头2.2与所述第二卷扬马达8.1的下落油路fd连通，被配置为对所述第二卷扬马达8.1的下落油路fd进行补油。所述第三快速接头2.3与所述第二卷扬马达8.1的起升油路fr连通，被配置为在所述第二卷扬马达8.1下落时对所述起升油路fr进行泄压。

第三快速接头2.3与所述主供油路f之间还设有与所述第三管路f3并联的第四管路f4，所述手动控制阀组还包括串联在所述第四管路f4上的第三手动阀门3.3和第二单向阀4.2，所述第二单向阀4.2沿从所述主供油路f到所述第三快速接头2.3的方向单向导通；所述第三快速接头2.3被配置为在开机时对所述第二卷扬马达8.1的起升油路fr进行充油。

举例来说，当起重机卷扬闭式回路的动力系统失效时，可将应急动力单元中的第一快速接头2.1接至第二卷扬制动器8.2，将第二快速接头2.2接至下落油路fd，将第三快速接头2.3接至起升油路fr。然后将卷扬充压百分比调整至预设值(例如15％)，防止因二次充压程序导致第二卷扬制动器的控制阀打不开。打开第三手动阀门3.3和第二手动阀门3.4，并将节流阀3.2关闭。

然后启动发动机1.1，再打开第一快速接头3.1。此时操作人员可操作卷扬落手柄，实现卷扬制动器的打开。随后将节流阀3.2慢慢打开，然后根据重物下落速度，有针对性地调节节流阀3.5的开度。

在安全控制方面，操作人员仍可通过卷扬操纵手柄实现卷扬应急下落动作的启停，当卷扬速度超出预期时可随时停止手柄操作，以确保安全。此时起重机自身的防失速控制依然有效，当卷扬马达的下落口压力小于预设值(例如10bar)时，卷扬制动器自动关闭，从而使卷扬应急下放过程安全有效。同时，操作人员可根据压力表对应急动力装置的出口压力、卷扬下落负载压力的实时监测，在出现异常时及时操作手动阀门，以停止卷扬下落动作。

在上述各本公开起重机卷扬应急液压控制系统实施例中，应急动力装置能够在起重机自身的动力完全失效情况下，不借助任何外界电源的情况下实现起重机的应急起臂、卷扬应急下放。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种起重机卷扬应急液压控制系统，其特征在于，包括：

起重机卷扬闭式回路，具有第二卷扬马达(8.1)和第二卷扬制动器(8.2)；

应急动力装置，所述应急动力装置包括：

泵站(1)，具有与主供油路(f)连通的出油口；

快速接头组(2)，与所述主供油路(f)通过管路连通，且被配置为与处于应急工况的液压系统进行连接；

手动控制阀组，设置在所述快速接头组(2)与所述主供油路(f)之间的管路中，被配置为对管路的通断和/或流量进行控制，以便所述泵站(1)经由所述快速接头组(2)向所述处于应急工况的液压系统提供工作液压油；

所述快速接头组(2)包括第一快速接头(2.1)，与所述主供油路(f)通过第一管路(f1)连通，所述手动控制阀组包括串联在所述第一管路(f1)上的第一手动阀门(3.1)；

所述快速接头组(2)还包括第二快速接头(2.2)，与所述主供油路(f)通过第二管路(f2)直接连通；

所述快速接头组(2)还包括第三快速接头(2.3)，与所述主供油路(f)通过第三管路(f3)连通，所述手动控制阀组还包括串联在所述第三管路(f3)上的第二手动阀门(3.4)、节流阀(3.2)和第一单向阀(4.1)，所述第一单向阀(4.1)沿从所述第三快速接头(2.3)到所述主供油路(f)的方向单向导通；

其中，所述第二卷扬制动器(8.2)被配置为对所述第二卷扬马达(8.1)进行制动，所述应急动力装置的第一快速接头(2.1)与所述第二卷扬制动器(8.2)的控制口连通，被配置为实现对所述第二卷扬制动器(8.2)的控制，所述第二快速接头(2.2)与所述第二卷扬马达(8.1)的下落油路(fd)连通，被配置为对所述第二卷扬马达(8.1)的下落油路(fd)进行补油，所述第三快速接头(2.3)与所述第二卷扬马达(8.1)的起升油路(fr)连通，被配置为在所述第二卷扬马达(8.1)下落时对所述起升油路(fr)进行泄压。

2.根据权利要求1所述的起重机卷扬应急液压控制系统，其特征在于，所述泵站(1)包括：发动机(1.1)、油泵(1.2)和安全阀(1.3)，所述发动机(1.1)的输出轴与所述油泵(1.2)连接，用于驱动所述油泵(1.2)运转，所述安全阀(1.3)连接在所述油泵(1.2)的出口。

3.根据权利要求2所述的起重机卷扬应急液压控制系统，其特征在于，所述安全阀(1.3)的设定压力为3～15MPa。

4.根据权利要求1所述的起重机卷扬应急液压控制系统，其特征在于，还包括：

压力检测元件(6)，与所述主供油路(f)连接，被配置为对所述主供油路(f)的油压进行检测。

5.根据权利要求1所述的起重机卷扬应急液压控制系统，其特征在于，所述第三快速接头(2.3)与所述主供油路(f)之间还设有与所述第三管路(f3)并联的第四管路(f4)，所述手动控制阀组还包括串联在所述第四管路(f4)上的第三手动阀门(3.3)和第二单向阀(4.2)，所述第二单向阀(4.2)沿从所述主供油路(f)到所述第三快速接头(2.3)的方向单向导通。

6.根据权利要求1所述的起重机卷扬应急液压控制系统，其特征在于，所述手动控制阀组还包括：

调速阀(3.5)，串联在所述第三管路(f3)上，被配置为对经过所述第三管路(f3)的工作液压油的流量进行调节。

7.根据权利要求1所述的起重机卷扬应急液压控制系统，其特征在于，所述第三快速接头(2.3)与所述主供油路(f)之间还设有与所述第三管路(f3)并联的第四管路(f4)，所述手动控制阀组还包括串联在所述第四管路(f4)上的第三手动阀门(3.3)和第二单向阀(4.2)，所述第二单向阀(4.2)沿从所述主供油路(f)到所述第三快速接头(2.3)的方向单向导通；所述第三快速接头(2.3)被配置为在开机时对所述第二卷扬马达(8.1)的起升油路(fr)进行充油。

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