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KR870000957A - 액체 혼합장치, 그에 적합한 임펠러 및 임펠러 장착장치 - Google Patents

액체 혼합장치, 그에 적합한 임펠러 및 임펠러 장착장치 Download PDF

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Publication number
KR870000957A
KR870000957A KR1019860006197A KR860006197A KR870000957A KR 870000957 A KR870000957 A KR 870000957A KR 1019860006197 A KR1019860006197 A KR 1019860006197A KR 860006197 A KR860006197 A KR 860006197A KR 870000957 A KR870000957 A KR 870000957A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vane
axis
impeller
hub
tip
Prior art date
Application number
KR1019860006197A
Other languages
English (en)
Other versions
KR930010734B1 (ko
Inventor
엔 솔즈먼 로널드
티이 맥더못트 케이스
Original Assignee
밀턴 이이 클라인먼
제네랄 시그날 코오포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 밀턴 이이 클라인먼, 제네랄 시그날 코오포레이션 filed Critical 밀턴 이이 클라인먼
Publication of KR870000957A publication Critical patent/KR870000957A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR930010734B1 publication Critical patent/KR930010734B1/ko

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Abstract

내용 없음.

Description

액체 혼합장치, 그에 적합한 임펠러 및 임펠러 장착장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 탱크를 부분적으로 절개하여 내부의 임펠러와 축을 보이게 한 이 발명의 혼합장치의 사시도.
제1A도는 제1도에 예시된 임펠러 날개깃 중 하나의 사시도.
제2도는 후방에서 바라본 즉, 날개깃의 뒷전에서 본 날개깃, 허브 및 날개깃의 프로플렛으로 구성된 한 임펠러 섹션의 배면도.
제3도는 제2도에 예시된 날개깃의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 탱크 14 : 측벽
16 : 바닥 18 : 임펠러 시스템
20,150 : 축 22,130,152 : 장착부위
24 : 임펠러 26,28,30 : 날개깃
32 : 허브 34,35,36,l34,135,136 : 허브단편
38,41,140,142 : 허브링 40,42,44 : 프로플렛
46 : 날개깃 기저부 48 : 날개깃 선단부
50 : 날개깃 앞전 52 : 날개깃 뒷전
58 : 날개깃 시위 60 : 기저 부분
62 : 선단부분 70,72 : 고압표면
74,76 : 저압표면 84 : 토오크 키
86 : 쓰러스트 키 90 : 토오크 키홈
92,94,158,160 : 쓰러스트 키홈 93 : 플러그
154 : 유리 기포 강화층

Claims (71)

  1. 섬유 및 플래스틱의 복합 재료로 된 축, 역시 복합 재료로 된 허브와 다수의 날개 깃을 가진 임펠러로서 상기 날개 깃이 상기 허브에 위치한 날개깃 기저부로부터 날개깃 선단부까지 연장하며, 상기 임펠러가 회전할 때 액체나 액체 현탁 매체가 상기 날개깃에 가하는 반동하중에 기인하는 굴곡을 상세하기 위해 상기 날개깃의 강도가 선단부로부터 기저부쪽으로 증가하고, 상기 허브가 상기 축의 장착 부위상에 놓이는 임펠러, 상기 반동 하중에 의한 상기 축의 축선 방향 쓰러스트와 상기 축의 둘레 방향 토오크에 거슬러 상기 허브를 상기 축에 고정시키면서도 상기 쓰러스트와 토오크를 상기 장착 부위상에 배분하도록 상기 허브를 상기 축에 조립시키는 수단으로 구성되는 용기 안에 담겨있는 액체나 액체현탁 매체 혼합장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 날개깃의 양측에 고압 표면과 저압 표면이 있으며, 상기 날개깃의 선단부에 연결되어 중립 양력을 제공하는 형상의 프로플렛이 상기 축의 축 방향으로 상기 날개깃을 지나 오직 상기 고압 표면으로부터 멀어지는 쪽으로 돌출하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 프로플렛이 상기 선단부에서 상기 날개깃의 두께보다 더 큰 거리만큼 상기 날개깃의 저압 표면으로부터 먼쪽으로 연장하는 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 프로플렛의 뒷전이 상기 프로플렛 선단부의 투상이 상기 날개깃의 앞전 위에서 상기 축쪽으로 연장하는 곳으로 상기 저압 표면 위에서 연장하는 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 프로플렛이 상기 날개깃의 선단부에서 상기 날개깃의 뒷전을 지나 연장하는 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 프로플렛이 상기 축의 축선에 중심을 둔 원의 원주를 따라서 놓이도록 측면에서 보아 곡면이 진 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 프로플렛의 평균선이 상기 임펠러의 직경과 대략 동일한 직경의 원의 원주를 따라 위치하는 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 프로플렛의 앞전이 뒤로 제쳐진 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프로플렛의 높이 대 폭 즉, 가로 세로비가 약 1 : 1인 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 날개깃의 선단부에서 상기 프로플렛의 앞전과 날개깃의 시위로 이루어지는 각도가 약 55°인 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 프로플렛의 뒷전이 상기 시위와 이루는 각도가 약 81°인 장치.
  12. 제2항에 있어서, 상기 프로플렛이 섬유 및 플래스틱 복합 재료로 된 장치.
  13. 제2항에 있어서, 상기 날개깃과 프로플렛이 모두 날개 꼴이고, 상기 날개깃은 축선 방향, 즉 고압표면에서 저압 표면쪽으로의 양력을 제공하고 상기 프로플렛은 중립 양력을 제공하는 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 장착부위가 상기 축보다 더 큰 직경을 가지며 최소한 상기 허브의 축선 방향 길이만큼 축선 방향으로 연장하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 조립수단이 상기 허브를 상기 축의 축선 방향으로 서로로부터 이격된 다수의 위치에서 상기 쓰러스트와 토오크에 거슬러 고정시키면서 상기 장착 부위에 조립시키도록 상기 장착 부위상에 있는 수단을 포함하는 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 고정수단이 상기 장착 부재의 표면상에 있으며 상기 축의 축선 방향으로 연장하는 각 날개깃에 대한 토오크 억제 부위와 상기 장착 부재의 표면상에 있으며 장착 부재의 원주를 따라 연장하는 최소한 1개의 쓰러스트 억제 부위를 포함하는 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 쓰러스트와 토오크 억제 부위들이 상호 교차하므로써 서로로부터 원주 방향으로 이격된 다수의 십자형을 이루는 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 날개깃과 허브가 일체 구조이며, 상기 허브의 내측 표면과 상기 장착 부위의 외측 표면이 상기 조립 수단을 가지며, 상기 축선을 따라 서로 이격되어 있는 다수의 상호 잠금식 쓰러스트 억제 키 및 키 홈과 각 날개깃에 대한 최소한 1개의 토오크 억제 키 및 키 홈으로 구성되는데, 쓰러스트 억제 키는 상기 장착 부재상에 있고, 토오크 억제 키는 상기 허브키는 상기 허브상에 있으며, 상기 축선을 따라 연장하는 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 장착 부위상에 있는 상기 키와 키 홈들이 원주 방향으로 이격된 다수의 십자형을 이루도록 상호 교차되는 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 날개깃 각각은 대략 날개깃이 받는 반동 하중의 궤적을 따라 날개깃을 지나 방사상으로 연장하는 날개깃 축선을 가지며, 상기 허브와 장착 부위상에 있는 다수의 토오크 억제 키 및 키홈 각각은 날개깃 축선 각각의 투상과 교차하도록 놓이는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 하브상에 있는 쓰러스트 억제 키나 키홈이 쓰러스트 하중을 주로 받는 날개깃 표면의 반대편 날개깃 축선 방향으로 놓여 있는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 날개깃이 날개꼴이며, 상기 쓰러스트를 받는 상기 표면이 상기 날개깃의 고압 표면인 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 허브상에 있는 상기 쓰러스트 억제키와 키홈이 상기 쓰러스트 하중을 주로 받는 표면의 반대편 상기 날개깃 표면에 가장 가까이 있는 허브의 단부에 놓여 있는 장치.
  24. 제20항에 있어서, 상기 키와 키홈의 단면이 반원 형상인 장치.
  25. 제1항에 있어서, 상기 축이 관형상인 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 장착 부위가 유리 기포 강화 플래스틱층과 섬유 및 플래스틱 복합 재료로 된 외층에 의해서 한정되며, 상기 기포층이 상기 축과 상기 외층 사이에 얇은 판상으로 배치된 장치.
  27. 제18항에 있어서, 상기 허브는 상기 축의 축선에 중심을 둔 원의 섹터안에 각각 들어 있는 다수의 단편들로 되어 있고, 상기 단편들의 양단부에는 나사가 있으며, 한쌍의 허브링에는 상기 단편들의 나사와 결합하여 상기 단편들을 상기 장착 부위상에 조립시키도록 상기 다수의 허브 단편들과 동일한 수의 나사가 있으며, 상기 허브링과 나사들이 상기 조립수단에 포함되며, 상기 허브링과 상기 단편의 단부 표면이 결합 가능하도록 테이퍼진 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 허브링들이 섬유 및 플래스틱 복합재료로 된 장치.
  29. 제1항에 있어서, 상기 날개깃들이 캠버와 비틀림을 가진 날개꼴이며, 상기 날개깃의 두께가 날개깃 선단쪽 방향으로 날개깃 방사상 길이의 실질적인 부분에 걸쳐 감소하고, 상기 날개깃의 비틀림과 폭 및 단면 형상이 상기 실질적 부분의 끝까지 연장하는 상기 방사상 길이 부분에 걸쳐 선단부에서 기저부쪽까지 변하지 않기 때문에 상기 선단 부분의 상기 길이를 변경하므로써 상기 날개깃의 직경을 조절할 수 있는 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 날개깃 폭이 상기 선단부쪽 방향으로 상기 방사상 길이의 실질적 부분에 걸쳐 감소하고, 상기 폭이 상기 선단 부분에서는 변하지 않는 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 시위와 축의 축선에 수직이며, 상기 시위와 교차하는 평면 사이에서 측정된 상기 날개깃 비틀림이 상기 선단부쪽 방향으로 감소하며, 상기 비틀림이 상기 선단 부분에서 일정한 장치.
  32. 제29항에 있어서, X가 축의 중심선으로부터 어떤 점까지의 방사상 거리이고, D가 상기 임펠러의 직경일 때, 상기 선단 부분이 상기 날개깃의 방사상 길이를 따라서 안쪽으로 즉 상기 선단부에서 상기 축쪽으로 X/D가 상기 축으로부터 상기 방사상 길이를 따라 약 0.45인 지점까지 놓이는 장치.
  33. 제32항에 있어서, 날개깃 각각의 두께, 비틀림 및 폭이 기저부에서 상기 선단부쪽으로 연장한 날개깃부분에 걸쳐 변하지 않는 장치.
  34. 제33항에 있어서, X가 축 중심선으로부터 어떤 점까지의 방사상 거리이고 D가 상기 임펠러의 직경일 때, 상기 기저부로부터 연장한 상기 불변 부분이 상기 기저부로부터 상기 날개깃의 방사상 길이를 따라서 X/D가 약 0.15인 지점까지 연장하는 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 지점들이 날개깃 축선이며, 상기 날개깃들이 받는 반동 하중의 궤적에 대략 위치한 방사선을 따라 측정되고, 상기 실질적 부분이 X1/D가 약 0.45인 X1지점과 X2/D가 약 0.15인 X2지점 사이에 위치하는 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 날개깃 축선이 상기 날개깃 앞전에서 시위 길이의 40%인 지점과 상기 날개깃 뒷전에서 시위 길이의 60%인 지점에 위치하는 장치.
  37. 제33항에 있어서, 상기 날개깃 각각이 날개깃 앞전을 따라 상기 불변 부분을 제외하고 상기 기저부에서 뒤로 제쳐져 있고, 날개깃 뒷전을 따라 상기 불변 기저 부분과 상기 선단 부분을 제외하고 앞으로 제쳐진 장치.
  38. 제35항에 있어서, T가 날개깃 두께이고 D는 임펠러 직경일 때, 상기 두께가 상기 날개깃의 상기 실질적 부분에 걸쳐 T/D×100이 약 2%인 비율만큼 변하는 장치.
  39. 제38항에 있어서, C가 시위 길이이고 D가 임펠러 직경일 때, 상기 폭이 상기 실질적 부분을 가로질러 C/D×100이 약 6%인 비율만큼 변하는 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 시위와 상기 축의 축선에 수직이며, 상기 시위와 교차하는 평면 사이에서 측정된 상기 비틀림이 상기 실질적 부분을 가로질러 약 14°만큼 변하는 장치.
  41. 제32항에 있어서, 길이가 조정된 각 날개깃 선단 부분의 끝에 부착되어 있는 프로플렛을 더 포함하며 상기 프로플렛이 온전히 상기 날개깃의 압력 표면 위에서 연장하는 장치.
  42. 제1항에 있어서, 상기 허브는 그 양단부에 나사가 있는 다수의 단편들로 되어 있으며, 허브 링에는 상기 허브 단편의 나사와 맞물리는 나사가 그 내측 표면에 있고 상기 단편들은 양쪽 단부들을 서로 연결하다 환형 나사 부위를 이루도록 상기 축둘레에 놓이며, 그리고 상기 환형 부위나 상기 허브링의 상기 내측표면이 테이퍼짐으로써 상기 링들이 상기 단편들을 상기 축에 체결시킬 수 있기 때문에 상기 조립 수단이 제공되는 장치.
  43. 양측에 고압 표면과 저압 표면이 있는 다수의 날개깃을 가진 임펠러와 상기 날개깃의 선단부에 부착되고 오직, 그리고 전적으로 상기 저압 표면 위에서 연장하는 중립 양력 날개 꼴 형상에 프로플렛으로 구성되는 액체 또는 액체 현탁 매체 혼합장치.
  44. 제43항에 있어서, 선택적 직경의 임펠러를 제공하도록 상기 날개 깃을 따라 방사상으로 선택적 거리만큼 떨어진 위치에 상기 프로플렛을 상기 날개깃에 부착하는 수단을 더 포함하는 혼합장치.
  45. 제43항에 있어서, 상기 날개깃과 프로플렛이 섬유 및 플래스틱 복합재료로 된 혼합장치.
  46. 제45항에 있어서, 상기 복합 재료가 섬유 보강 플래스틱인 혼합장치.
  47. 날개깃이 있는 임펠러, 축, 그리고 축을 구비한 혼합장치에 있어서, 최소한 1개의 쓰러스트 억제 키 및 1개의 쓰러스트 억제 키홈과 최소한 1개의 토오크 억제 키 및 1개의 토오크 억제 키홈으로 구성되어 상기 임펠러를 상기 축에 장착하는 장치로서 상기 쓰러스트 키와 킷홈 중 하나가 상기 축의 축선에 수직인 평면상에서 상기 허브의 내측 표면 둘레를 따라 원주 방향으로 연장하고, 상기 쓰러스트 키와 키홈 중 다른 하나는 임펠러가 장착되는 상기 축 부위에서 상기 축의 외측 표면 둘레를 따라 원주 방향으로 연장하며, 상기 토오크 키와 키홈 중 최소한 한 개가 상기 허브의 내측 표면을 따라 축의 축선 방향으로 연장하고, 상기 토오크 키와 키홈 중 다른 하나는 상기 장착 부위에서 상기 축의 축선 방향으로 연장하는 장착장치.
  48. 제47항에 있어서, 상기 쓰러스트 키와 토오크 키가 서로 교차하여 십자형을 이루며, 그리고 상기 쓰러스트 키홈과 토오크 키홈도 역시 교차하여 해당 십자형을 이루는 장착장치.
  49. 제47항에 있어서, 상기 다수의 쓰러스트 키와 키홈들이 서로 축선 방향으로 이격되고 상기 토오크 키와 키홈들과 축선 방향으로 이격된 다수의 위치에서 교차하므로써 상기 임펠러가 상기 축의 축선 방향의 선택된 지점에 위치할 수 있는 장착장치.
  50. 제47항에 있어서, 상기 허브가 상기 축 둘레 원의 인접 섹터안에 각각 들어 있는 다수의 단편들을 가지고, 상기 날개깃 각각은 상기 허브 단편들 각각에 연결되며, 상기 단편들을 상기 축에 함께 조립시키는 허브 링들이 상기 허브의 양단부에 있는 장착장치.
  51. 제50항에 있어서, 상기 다수의 쓰러스트 키와 키홈들이 서로 인접하여 놓이고, 상기 토오크 키와 키홈들이 또한 서로 인접하여 놓임으로써 상기 축의 축선 방향과 원주 방향의 다수의 위치에서 서로 고정될 수 있는 기복이 상기 축의 외측 표면과 상기 허브의 내측 표면에 형성된 장착장치.
  52. 제47항에 있어서, 상기 날개깃 각각은 반등 하중의 궤적이 대략 위치하며 방사상으로 연장하는 날개깃 축선을 가지며, 상기 허브의 내측 표면상에 있는 상기 토오크 키와 키홈 중 1개가 상기 단편들 각각의 안에서 상기 단편의 상기 날개깃 축선에 수직으로 연장하며 상기 날개깃 축선의 상기 축쪽 투영과 교차하는 장착장치.
  53. 제52항에 있어서, 상기 날개깃 양측에 고압 표면과 저압 표면이 있으며, 상기 허브의 내측 표면상의 상기 쓰러스트 키와 키홈이 상기 날개깃 축선과 상기 내측 표면과의 교차 부위에서 떨어져 상기 저압 표면쪽으로 놓인 장착장치.
  54. 제53항에 있어서, 상기 허브의 상기 내측 표면상의 상기 쓰러스트 키와 키홈 중 1개가 상기 저압 표면과 이 저압 표면에 가장 가까운 상기 허브 단부 사이에 놓인 장착장치.
  55. 제54항에 있어서, 각 날개깃의 축선이 상기 날개깃의 앞전으로부터 시위 길이의 약 40%에 위치한 장착장치.
  56. 제50항에 있어서, 각 단편의 양쪽 단부에 나사가 있으며, 상기 허브 링에는 상기 단편들과 동일한 수효의 대응 나사가 있어 상기 축과 조립시 상기 단편 양쪽 단부와 나사 결합하며, 상기 허브 링의 결합면과 상기 단편의 단부 중 최소한 1개가 테이퍼진 장착장치.
  57. 제47항에 있어서, 상기 키와 키홈 중 하나는 상기 허브의 내측 표면상에 놓인 키이며, 상기 키와 키홈 중 다른 하나는 상기 축 장착 부위의 외측 표면상에 놓인 키홈인 장착장치.
  58. 제47항에 있어서, 상기 임펠러가 섬유 및 플래스틱 복합재료로 이루어져 있고, 상기 키와 키홈의 단면이 반원형인 장착장치.
  59. 섬유 및 플래스틱 복합재료로 된 다수의 날개깃으로 구성된 용기내 액체나 액체 현탁 매체 혼합용 임펠러로서, 각 날개깃 양쪽에 기저부와 선단부가 있으며, 각 날개깃이 캠버와 비틀림이 있는 날개꼴이며, 상기 날개깃의 두께가 날개깃의 방사상 길이의 실질적 부분에 걸쳐 감소하고, 상기 날개깃의 폭과 단면 형상이 각 날개깃 선단부로부터 상기 실질적 부분의 끝까지의 거리만큼 연장하는 상기 방사상 길이 부분에 걸쳐 변하지 않기 때문에 상기 선단 부분의 길이를 감소하므로써 상기 날개깃과 임펠러의 직경이 조정될 수 있는 액체 및 액체 현탁 매체 혼합용 임펠러.
  60. 제59항에 있어서, 상기 날개깃쪽이 상기 선단부쪽 방향으로 상기 방사상 길이의 실질적 부분에 걸쳐 감소하고, 상기 폭이 상기 선단 부분에서 변하지 않는 임펠러.
  61. 제60항에 있어서, 상기 시위와 축의 축선에 수직이며 상기 시위와 교차하는 평면 사이에서 측정된 시위 각도가 상기 선단부쪽 방향으로 감소하며, 상나 시위 각도가 상기 선단 부분에서는 일정한 임펠러.
  62. 제59항에 있어서, X가 어떤 지정의 위치이고, D가 상기 임펠러의 직경일 때, 상기 선단 부분이 상기 날개깃의 방사상 길이를 따라서 안쪽으로 즉, 상기 선단부에서 상기 축쪽으로 X/D가 상기 축으로부터 상기 방사상 길이를 따라 약 0.45인 지점까지 놓이는 임펠러.
  63. 제62항에 있어서, 각 날개깃의 시위 각도와 폭이 기저부에서 상기 선단부쪽으로 연장한 부분에 걸쳐 변하지 않는 임펠러.
  64. 제63항에 있어서, X가 어떤 지점의 위치이고 D가 상기 임펠러의 직경일 때, 상기 기저부로부터 연장한 상기 불변 부분이 상기 기저부로부터 상기 날개깃의 방사상 길이를 따라서 X/D가 약 0.15인 지점까지 연장하는 임펠러.
  65. 제64항에 있어서, 상기 지점이 날개깃 축선이며 상기 날개깃들이 받는 반동 하중의 궤적에 대략 위치한 방사선을 따라 측정되고, 상기 실질적 부분이 X1/D가 약 0.45인 X1지점과 X2/D가 약 0.15인 X2지점 사이에 위치하는 임펠러.
  66. 제65항에 있어서, 상기 날개깃 축선이 상기 날개깃 앞전에서 시위 길이의 40% 지점과 상기 날개깃 뒷점에서 시위 길이의 60%인 지점에 위치하는 임펠러.
  67. 제63항에 있어서, 상기 날개깃 각각이 날개깃 앞전을 따라 상기 불변 부분을 제외하고 상기 기저부에서 뒤로 제쳐져 있고, 날개깃 뒷전을 따라 상기 불변 기저 부분과 상기 선단 부분을 제외하고 앞으로 제쳐진 임펠러.
  68. 제65항에 있어서, T가 두께이고 D는 임펠러 직경일 때, 상기 두께가 상기 날개깃의 상기 실질적 부분에 걸쳐 T/D×100이 약 2.5%인 비율만큼 변하는 임펠러.
  69. 제68항에 있어서, C가 시위 길이이고 D가 임펠러 직경일 때, 상기 폭이 상기 실질적 부분을 가로질러 C/D×100이 약 6%인 비율만큼 변하는 임펠러.
  70. 제69항에 있어서, 상기 시위와 상기 축의 축선에 수직이며 상기 시위와 교차하는 평면 사이에서 측정된 상기 비틀림이 상기 실질적 부분을 가로질러 약 13°만큼 변하는 임펠러.
  71. 제62항에 있어서, 길이가 조정된 각 날개깃 선단 부분의 끝에 부착되어 있는 프로플렛을 더 포함하며 상기 프로플렛이 온전히 상기 날개깃의 압력 표면 위에서 연장하는 임펠러.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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