EP0587958A1 - Procédé et dispositif de régulation de la vitesse d'un produit transporté dans une conduite, et machine à cigarettes équipée d'un tel dispositif - Google Patents
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- EP0587958A1 EP0587958A1 EP92810704A EP92810704A EP0587958A1 EP 0587958 A1 EP0587958 A1 EP 0587958A1 EP 92810704 A EP92810704 A EP 92810704A EP 92810704 A EP92810704 A EP 92810704A EP 0587958 A1 EP0587958 A1 EP 0587958A1
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
- A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
- A24C5/39—Tobacco feeding devices
- A24C5/392—Tobacco feeding devices feeding pneumatically
Definitions
- the present invention relates to regulating the speed of transport of a product in a pipe, in particular tobacco, and provides a method and a device for this purpose, as well as a cigarette machine equipped with this device.
- a device for regulating the speed of tobacco is described in EP-A-0,317,504. This device being placed upstream of the tobacco supply pipe, its reaction time can be relatively long depending on the length of said pipe, so that a fairly large quantity of tobacco can circulate at high speed in the pipe and s' find it damaged.
- a first object of the invention is to propose a method and a device making it possible to regulate in a reliable manner and as quickly as possible the speed of circulation of a bulk product, in particular tobacco, in an inlet pipe of a machine.
- Another object of the invention is to provide a device, simple to execute, which can easily be installed from the outset on a cigarette machine, or which can easily be added later to an existing machine.
- the cigarette machine 1 of FIG. 1 is of known design; the entry of tobacco into said machine is controlled by a separation device, ie a lock 10, preferably a tangential lock.
- the inlet pipe 11 brings the tobacco, from a reserve (not shown) where the tobacco is placed in bulk in a storage bin.
- the tobacco is transported in the pipe 11 by an air flow created by a suction installation, preferably a turbine (not shown), arranged at the end of the outlet pipe 12.
- the tobacco is separated from the air having been used for its transport by the lock 10, the tobacco falling by gravity inside the cigarette machine 1 while the air having been used for its transport as well as the tobacco dust are sucked by the line 12.
- the air suction through the outlet pipe 12, respectively the tobacco suction through the inlet pipe 11, are controlled by the air suction control device 2 mainly comprising an all-or-nothing valve 20.
- the valve 20 can take two positions, open or closed, under the action of the servomotor 21.
- Three level detector probes, 22, 23 and 24 are arranged in the inner tank 13 of the cigarette machine 1, intended to receive the tobacco buffer reserve from said machine.
- the signals provided by the three probes 22, 23, 24 are collected by a control unit 25 controlling the servomotor 21.
- the first probe 22 detects only the low level of the tank 13, this level generally being always reached when the cigarette machine is operating, while the probe 24 detects only overfilling of the tank 13; the utility of these two probes 22 and 24 is less in the regulation problem to be solved by the invention, on the other hand they will be used to control the stopping of the cigarette machine 1 in the event of lack of tobacco in the tank 13 or stopping the tobacco supply in the event of overfilling of the tank 13. It is mainly by the probe 23 that the air suction device 2 is controlled when the machine is in normal operation.
- the probe 23 detects this drop in level and after a first duration set by a first time delay included in the control unit 25, controls the opening of the valve 20 in order to supply the tank 13 in tobacco.
- this is again detected by the probe 23 which, after a second duration adjusted by a second time delay included in the control unit 25, then controls the closing of the valve 20 in order to stop the supply in tobacco from the tank 13.
- the level of tobacco in the tank 13 will therefore oscillate around the position of the probes 23.
- the valve 20 is a butterfly valve, preferably controlled by a servo-motor 21 of the electro-pneumatic type, the control being able to be just as electro-mechanical, electro-hydraulic or entirely electric.
- the level detector probes 22,23,24 are preferably electro-optical, each consisting of a light source coming from an optical fiber placed on a side wall of the tank 13 and an optico-electric detector placed opposite of the corresponding light source, on the opposite side wall of the tank 13.
- the control action of the probes 23 and 24 is delayed by a duration of the order of 3 sec. in order to eliminate the effect of micro-cuts due to the circulation of tobacco strands inside the tank 13.
- Proximity sensors could also be used as probes.
- the device 3 for adjusting the tobacco speed according to the invention is composed of an adjustment valve 30, controlled by a servomotor 31 capable of positioning the adjustment valve 30 in any position between the fully closed position and the one completely open.
- the adjustment valve 30 is also mounted in the outlet pipe 12, preferably downstream of the valve 20.
- a pressure measurement probe 32 preferably mounted in the outlet pipe of the lock 10 or else in the pipe of output 12 upstream of valve 20, provides its signal to a second control unit 33.
- the adjustment valve 30 is also preferably of the butterfly type, its control servo-motor 31 also being preferably of electro-mechanical type, the control being able to be just as easily of electro-pneumatic, electro-hydraulic or fully electric type.
- the pressure measurement probe 32 is preferably a membrane probe.
- the type regulating the control unit 33 is preferably of the proportional type.
- the valve 20 When no filling of the tank 13 with tobacco is required, that is to say when the upper level of the tobacco reserve is between the probes 23 and 24, the valve 20 is in the closed position, interrupting this does the suction of air and therefore the flow of air and tobacco in the pipe 11.
- the control valve 30 is preferably in the open position, although theoretically any position is possible .
- the control unit 25 controls, after time delay, the opening of the valve 20.
- the opening of the valve 20 creates a sudden call for air in the part of the outlet pipe 12 which is upstream of it, as well as in the lock 10 and the inlet pipe 11. This sudden call for air causes a depression in the pipes in question, this depression then being measured by the pressure measurement probe 32.
- the signal supplied by probe 32 then corresponds to that shown in FIG. 2 which shows the shape of the pressure curve, respectively of the depression, as a function of time, the sudden depression appearing at the opening of the valve 20 corresponding to the linear part arranged to the left of the curve.
- the probe 32 measures a value of the depression between P1 and P0, it then commands the partial closing of the adjustment valve 30, thereby limiting the air flow in the pipe 12, until the depression is established around a setpoint P1. Since the pressure, respectively the vacuum is generally inversely proportional to the speed of the air flow, the air flow transporting the tobacco in the inlet pipe 11 circulates at a speed as shown in Figure 3 which shows the shape of the speed of the tobacco flow in the pipe 11 as a function of time.
- the pressure measured is not exactly inversely proportional to the speed of the tobacco, since it is sought to circulate the tobacco at a determined speed V1, it will be easy to adjust the control so that the speed V1 is obtained for a determined value of P1.
- V0 which corresponds to the maximum possible value of circulation of the tobacco in the pipe 11, this value being determined by the flow characteristics of the circuit .
- P0 the value P0.
- the maximum value V0 is generally too large for a circulation of tobacco without damaging the strands.
- the speed of the tobacco stabilizes around a value V1, which is the optimum speed of circulation of the tobacco in the pipe 11 without damaging the strands, this value V1 corresponding at the P1 value of the depression.
- the speed of tobacco is stabilized around the value V1 at the end of time T0 dependent on the time constant of the regulating unit 33 as well as on the closing speed of the regulating valve 30.
- the optimum value of the speed V1 is 17 to 18 m / sec, making it possible not to damage the tobacco strands; as indicated above, the value V0 depends mainly on the flow characteristics of the installation as well as on the suction power of the turbine, its value can be greater than 25 m / sec.
- the P0 and P1 values depend on the characteristics of the installation, they are located on an existing machine around 700 mbar, respectively 500 mbar. In general, the circulation speed V1 is stabilized after a time T0 of the order of a few seconds, between 2 and 3 seconds.
- valve 30 It would be possible to work with only one valve 30 also fulfilling the function of opening / closing the pipe provided by the valve 20.
- the valve in question should be of more complex construction than that of the two valves provided, seen that it should ensure perfect sealing and fine adjustment, this in an atmosphere heavily loaded with dust.
- the control system would also be more complicated considering on the one hand that the valve should be able to open or close very quickly, while its adjustment position should be reached at lower speed and the need on the other hand to have to be able to determine the causes of the pressure variation measured.
- the speed regulation method and the device corresponding to this method are relatively simple in design, are effective and allow the speed to be adjusted to a set value in a fairly short time. Due to the simplicity of the design of the device not on the live works of the machine, it is easy to perfect an existing cigarette machine by adding such a device to it.
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Abstract
La régulation de la vitesse de circulation d'un flux de produit en vrac, notamment de tabac, transporté par un flux d'air dans une conduite d'entrée (11) d'une machine (1) est effectuée en réglant le débit du flux d'air sur une conduite de sortie (12) de la machine, après que le tabac ait été séparé dudit flux d'air. La pression de l'air mesurée (32) à l'entrée de la conduite de sortie permet de commander une vanne de réglage (30) effectuant ledit réglage de débit d'air. Le dispositif de régulation peut facilement être installé sur une machine de cigarettes munie d'une écluse d'entrée (10). <IMAGE>
Description
- La présente invention concerne la régulation de la vitesse de transport d'un produit dans une conduite, notamment du tabac, et propose un procédé et un dispositif à cet effet, ainsi qu'une machine de cigarettes équipée de ce dispositif.
- De nombreux produits, notamment du tabac, sont transportés durant une phase déterminée du processus de fabrication du produit terminé, par exemple des cigarettes, par une conduite fermée, le transport du produit en vrac étant assuré par un flux d'air. Dans le cas du transport du tabac notamment, il est essentiel que la vitesse de transport ne dépasse pas une certaine valeur, faute de quoi les brins de tabac risquent de s'endommager en se heurtant les uns les autres ou par frottement contre les parois de la conduite.
- Un dispositif de régulation de la vitesse du tabac est décrit dans EP-A-0.317.504. Ce dispositif étant placé en amont de la conduite d'amenée du tabac, son temps de réaction peut être relativement important selon la longueur de ladite conduite, faisant qu'une quantité assez importante de tabac peut circuler à haute vitesse dans la conduite et s'en trouver endommagée.
- Un premier but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant de régler de manière fiable et aussi rapidement que possible la vitesse de circulation d'un produit en vrac, notamment du tabac, dans une conduite d'entrée d'une machine.
- Ce but est atteint par un procédé répondant aux caractéristiques des revendications 1 et 2, ainsi que par un dispositif conforme aux revendications 3 à 7.
- Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif, simple d'exécution, pouvant facilement être installé d'origine sur une machine de cigarettes, ou pouvant facilement être rajouté par la suite à une machine existante.
- Ce but est atteint par un dispositif et une machine de cigarettes conformes aux revendications 8 et 9.
- L'invention est plus particulièrement compréhensible à partir de la description qui suit, en regard du dessin comportant les figures où:
- la figure 1 représente une machine de cigarettes munie du dispositif de régulation selon l'invention,
- la figure 2 représente un diagramme de la pression mesurée par une sonde en fonction du temps, et la figure 3 représente un diagramme de la vitesse du tabac à l'intérieur de la conduite d'entrée de la machine en fonction de la vitesse.
- La machine de cigarettes 1 de la figure 1 est de conception connue; l'entrée du tabac dans ladite machine est contrôlée par un dispositif de séparation, soit une écluse 10, de préférence une écluse tangentielle. La canalisation d'entrée 11 amène le tabac, à partir d'une réserve (non représentée) où le tabac est disposé en vrac dans un bac de stockage. Le tabac est transporté dans la canalisation 11 par un flux d'air créé par un installation d'aspiration, de préférence une turbine (non représentée), disposée à l'extrémité de la canalisation de sortie 12. Le tabac est séparé de l'air ayant servi à son transport par l'écluse 10, le tabac tombant par gravité à l'intérieur de la machine de cigarettes 1 alors que l'air ayant servi à son transport ainsi que les poussières de tabac sont aspirés par la canalisation 12.
- L'aspiration d'air par la canalisation de sortie 12, respectivement l'aspiration du tabac par la canalisation d'entrée 11, sont commandées par le dispositif de commande d'aspiration d'air 2 comprenant principalement une vanne tout-ou-rien 20. La vanne 20 peut prendre deux positions, ouverte ou fermée, sous l'action du servo-moteur 21. Trois sondes détecteur de niveau, 22, 23 et 24 sont disposées dans la cuve intérieure 13 de la machine de cigarettes 1, destinée à recevoir la réserve tampon de tabac de ladite machine. Les signaux fournis par les trois sondes 22,23,24 sont recueillis par une unité de commande 25 commandant le servo-moteur 21. De préférence, la première sonde 22 détecte uniquement le niveau bas de la cuve 13, ce niveau étant généralement toujours atteint lorsque la machine de cigarettes fonctionne, alors que la sonde 24 détecte uniquement un surremplissage de la cuve 13; l'utilité de ces deux sondes 22 et 24 est moindre dans le problème de régulation à résoudre par l'invention, par contre elles seront utilisées pour commander l'arrêt de la machine de cigarettes 1 en cas de manque de tabac dans la cuve 13 ou l'arrêt de l'alimentation en tabac en cas de surremplissage de la cuve 13. C'est principalement par la sonde 23 que le dispositif d'aspiration d'air 2 est commandé lorsque la machine est en fonctionnement normal. Lorsque le niveau de tabac baisse dans la cuve 13, la sonde 23 détecte cette baisse de niveau et après une première durée réglée par une première temporisation incluse dans l'unité de commande 25, commande l'ouverture de la vanne 20 afin d'alimenter la cuve 13 en tabac. Lorsque le niveau remonte, ceci est détecté à nouveau par la sonde 23 qui, après une seconde durée réglée par une seconde temporisation inclue dans l'unité de commande 25, commande alors la fermeture de la vanne 20 afin d'arrêter l'alimentation en tabac de la cuve 13. En fonctionnement normal de l'installation, le niveau de tabac dans la cuve 13 oscillera donc autour de la position de la sondes 23.
- La vanne 20 est une vanne papillon, de préférence commandée par un servo-moteur 21 de type électro-pneumatique, la commande pouvant tout aussi bien être électro-mécanique, électro-hydraulique ou entièrement électrique. Les sondes détecteur de niveau 22,23,24 sont de préférence électro-optiques, constituées chacune d'une source lumineuse provenant d'une fibre optique disposée sur une paroi latérale de la cuve 13 et d'un détecteur optico-électrique disposé en face de la source lumineuse correspondante, sur la paroi latérale opposée de la cuve 13. L'action de commande des sondes 23 et 24 est retardée d'une durée de l'ordre de 3 sec. afin d'éliminer l'effet des micro-coupures dues à la circulation des brins de tabac à l'intérieur de la cuve 13. Des détecteurs de proximité pourraient aussi être utilisés comme sondes.
- Il est bien évident que d'autres moyens connus de la technique que ceux décrits ci-dessus pourraient être utilisés pour la régulation du niveau de tabac à l'intérieur de la cuve 13 ainsi que pour activer la vanne 20.
- Le dispositif 3 de réglage de la vitesse du tabac selon l'invention est composé d'une vanne de réglage 30, commandée par un servo-moteur 31 capable de positionner la vanne de réglage 30 en n'importe quelle position entre la position entièrement fermée et celle complètement ouverte. La vanne de réglage 30 est aussi montée dans la canalisation de sortie 12, de préférence en aval de la vanne 20. Une sonde de mesure de pression 32 montée de préférence dans la canalisation de sortie de l'écluse 10 ou alors dans la canalisation de sortie 12 en amont de la vanne 20, fournit son signal à une seconde unité de commande 33.
- La vanne de réglage 30 est aussi de préférence de type papillon, son servo-moteur de commande 31 étant aussi de préférence de type électro-mécanique, la commande pouvant tout aussi bien être de type électro-pneumatique, électro-hydraulique ou entièrement électrique. La sonde de mesure de pression 32 est de préférence une sonde à membrane. Vu la simplicité de la relation existant entre la pression mesurée et la vitesse du tabac dans la conduite 11, ainsi que les forts amortissements dûs à la masse de tabac en mouvement et à la vitesse de réaction limitée de la vanne de réglage 30, le type de régulation de l'unité de commande 33 est de préférence de type proportionnel.
- Lorsque aucun remplissage de la cuve 13 par du tabac n'est demandé, c'est-à-dire lorsque le niveau supérieure de la réserve de tabac se trouve entre les sondes 23 et 24, la vanne 20 est en position fermée, interrompant de ce fait l'aspiration d'air et par conséquent le flux d'air et de tabac dans la canalisation 11. Dans ce cas, la vanne de réglage 30 est de préférence en position ouverte, bien que théoriquement n'importe quelle position soit possible. Lorsque la sonde 23 détecte une baisse de niveau dans la réserve de tabac, l'unité de commande 25 commande, après temporisation, l'ouverture de la vanne 20. L'ouverture de la vanne 20 crée un brusque appel d'air dans la partie de la conduite de sortie 12 qui lui est en amont, ainsi que dans l'écluse 10 et la conduite d'entrée 11. Ce brusque appel d'air cause une dépression dans les conduites en question, cette dépression étant alors mesurée par la sonde de mesure de pression 32. Le signal fourni par la sonde 32 correspond alors à celui représenté à la figure 2 qui montre l'allure de la courbe de la pression, respectivement de la dépression, en fonction du temps, la brusque dépression apparaissant à l'ouverture de la vanne 20 correspondant à la partie linéaire disposée à gauche de la courbe. Lorsque la sonde 32 mesure une valeur de la dépression comprise entre P₁ et P₀, elle commande alors la fermeture partielle de la vanne de réglage 30, limitant de ce fait le flux d'air dans la conduite 12, jusqu'à ce que la dépression s'établisse autour d'une valeur de consigne P₁. Vu que la pression, respectivement la dépression est de manière générale inversement proportionnelle à la vitesse du flux d'air, le flux d'air transportant le tabac dans la conduite d'entrée 11 circule selon une vitesse comme représentée à la figure 3 qui montre l'allure de la vitesse du flux de tabac dans la conduite 11 en fonction du temps. En fait, bien que la pression mesurée ne soit pas exactement inversement proportionnelle à la vitesse du tabac, vu que l'on cherche à faire circuler le tabac à une vitesse V₁ déterminée, il sera facile d'ajuster la commande afin que la vitesse V₁ soit obtenue pour une valeur déterminée de P₁. Lorsque la vanne 20 s'ouvre, la vitesse du flux de tabac augmente linéairement jusqu'à une valeur V₀ qui correspond à la valeur maximum possible de circulation du tabac dans la conduite 11, cette valeur étant déterminée par les caractéristiques d'écoulement du circuit. A cette valeur V₀ correspond la valeur P₀. La valeur maximum V₀ est généralement trop grande pour une circulation du tabac sans endommagement des brins. Lorsque la vanne de réglage 30 se referme partiellement, comme indiqué plus haut, la vitesse du tabac se stabilise autour d'une valeur V₁, qui est la vitesse optimum de circulation du tabac dans la conduite 11 sans endommagement des brins, cette valeur V₁ correspondant à la valeur P₁ de la dépression. La vitesse du tabac est stabilisée autour de la valeur V₁ au bout du temps T₀ dépendant de la constante de temps de l'unité de régulation 33 ainsi que de la vitesse de fermeture de la vanne de réglage 30.
- Typiquement la valeur optimum de la vitesse V₁ est de 17 à 18 m/sec, permettant de ne pas abîmer les brins de tabac; comme indiqué plus haut la valeur V₀ dépend principalement des caractéristiques d'écoulement de l'installation ainsi que de la puissance d'aspiration de la turbine, sa valeur peut être supérieure à 25 m/sec. Les valeurs P₀ et P₁ dépendent des caractéristiques de l'installation, elles se situent sur une machine existante autour de 700 mbar, respectivement 500 mbar. En général, la vitesse de circulation V₁ est stabilisée après un temps T₀ de l'ordre de quelques secondes, entre 2 et 3 secondes.
- Il serait possible de ne travailler qu'avec une seule vanne 30 remplissant aussi la fonction d'ouverture/fermeture de la conduite assurée par la vanne 20. Toutefois la vanne en question devrait être de construction plus complexe que celle des deux vannes prévues, vu qu'elle devrait assurer une étanchéité parfaite ainsi qu'un réglage fin, ceci dans une atmosphère fortement chargée en poussières. Le système de commande serait aussi plus compliqué vu d'une part que la vanne devrait pouvoir s'ouvrir ou se fermer très rapidement, alors que sa position de réglage devrait être atteinte à vitesse plus faible et la nécessité d'autre part de devoir être capable de déterminer les causes de la variation de pression mesurée.
- Comme on le voit, le procédé de régulation de vitesse ainsi que le dispositif répondant à ce procédé sont de conception relativement simple, sont efficaces et permettent un ajustement de la vitesse à une valeur de consigne dans un temps assez bref. De par la simplicité de conception du dispositif n'intervenant pas sur les oeuvres vives de la machine, il est facile de perfectionner une machine de cigarettes existante en lui adjoignant un tel dispositif.
Claims (9)
- Procédé de régulation de la vitesse de circulation d'un produit en vrac transporté par un flux d'air dans une conduite d'entrée (11) d'un dispositif de séparation (10) alimentant une machine (1) en ledit produit, caractérisé en ce que ladite régulation de vitesse est obtenue par une régulation, sur une conduite de sortie (12) dudit dispositif de séparation, du débit de l'air ayant servi au transport dudit produit.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la régulation du débit d'air de la conduite de sortie est effectuée en mesurant la pression d'air (32) à l'entrée de la conduite de sortie.
- Dispositif de régulation de la vitesse de circulation d'un produit en vrac transporté par un flux d'air dans une conduite d'entrée (11) d'un dispositif de séparation alimentant une machine (1) en ledit produit pour l'application du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde de mesure de pression (32) disposée à l'entrée de la conduite de sortie, ladite sonde fournissant un signal à une unité de régulation (33), ladite unité de régulation commandant un servo-moteur (31) actionnant une vanne de réglage (30) disposée dans la conduite de sortie, ladite vanne pouvant prendre n'importe quelle position d'ouverture/fermeture de ladite conduite.
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sonde de mesure de pression est une sonde à membrane.
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité de régulation est du type proportionnel.
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le servo-moteur est de type électro-mécanique et la vanne est de type papillon.
- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vanne de réglage est disposée en aval d'une vanne de commande (20) de l'admission de tabac dans la machine.
- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il est disposé sur une conduite de sortie d'air d'une écluse (10) d'une machine à cigarettes, alimentée en tabac par une conduite d'entrée.
- Machine à cigarettes équipée d'un dispositif de régulation de la vitesse du tabac dans une conduite d'entrée d'une écluse selon la revendication 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92810704A EP0587958A1 (fr) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Procédé et dispositif de régulation de la vitesse d'un produit transporté dans une conduite, et machine à cigarettes équipée d'un tel dispositif |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92810704A EP0587958A1 (fr) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Procédé et dispositif de régulation de la vitesse d'un produit transporté dans une conduite, et machine à cigarettes équipée d'un tel dispositif |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0587958A1 true EP0587958A1 (fr) | 1994-03-23 |
Family
ID=8211989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP92810704A Withdrawn EP0587958A1 (fr) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | Procédé et dispositif de régulation de la vitesse d'un produit transporté dans une conduite, et machine à cigarettes équipée d'un tel dispositif |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0587958A1 (fr) |
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