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CN105298697A - 空气滤清器 - Google Patents

空气滤清器 Download PDF

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CN105298697A
CN105298697A CN201410383358.7A CN201410383358A CN105298697A CN 105298697 A CN105298697 A CN 105298697A CN 201410383358 A CN201410383358 A CN 201410383358A CN 105298697 A CN105298697 A CN 105298697A
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Abstract

本发明涉及一种空气滤清器，其包含一壳体、一芯材、一弹性抵靠件、一套管、一螺杆架、一螺杆及一螺帽；芯材设于壳体内；弹性抵靠件环绕形成于芯材的周缘，且轴向抵靠于壳体的第一阶级面；套管穿设粘合于芯材的穿孔中；螺杆通过螺杆架固设于壳体内；螺帽螺合于螺杆，且轴向抵靠套管，并通过套管及芯材而使弹性抵靠件轴向紧抵于壳体的第一阶级面，进而轴向封闭第一阶级面与芯材间的间隙；通过旋紧螺帽来轴向压缩弹性抵靠件以达成轴向密封，因此在将芯材推进壳体时，便无需耗费力气来压缩弹性抵靠件，而可轻易地将芯材推进壳体，由此方便装设芯材。

Description

空气滤清器
技术领域
本发明涉及一种用于分离空气中悬浮颗粒的空气滤清器。
背景技术
空气滤清器是一种用于分离空气中悬浮颗粒的装置，其常用于建筑物的通风系统、空压机和汽车、机车的引擎上；现有技术的空气滤清器，如美国专利第6190432B1号专利申请“滤清装置、密封系统及方法”，请参阅图8所示，其空气清洁器(aircleaner)包含有一壳体(housing)91、一芯材(filtermedia)92及一密封装置(sealingsystem)93，壳体91包含有一第一壳体911及一第二壳体912，两壳体911、912相结合并形成一容置空间，第一壳体911设有一与该容置空间相通的出气口914，第二壳体912设有一与该容置空间相通的进气口913；
请参阅图8至图10所示，芯材92设于该容置空间中，并包含有用以分离悬浮污染物的一波浪状分离材922及一平面分离材921，波浪状分离材922及平面分离材921卷绕成圆筒状，且波浪状分离材922与平面分离材921交错层叠呈多层状，故波浪状分离材922的相对两面分别贴合有一平面分离材921A、921B，并且波浪状分离材922与相贴合的两平面分离材921A、921B分别形成多条通道923A、923B；波浪状分离材922邻接进气口913的一侧，与相贴合的一平面分离材921A间粘贴设有一端面密封胶层924A，以从邻接进气口913的侧面封闭半数的通道923A；波浪状分离材922邻接出气口914的一侧，与相贴合的另一平面分离材921B间粘贴设有另一端面密封胶层924B，以从邻接出气口914的侧面封闭剩余半数的通道923B；由此欲过滤的气体从第二壳体912的进气口913进入到卷绕成圆筒状的芯材92时，会进入芯材92该端面未被封闭的半数通道923B，之后轴向移动到通道923B的另一端时，会因端面密封胶层924B而无法排出，因此气体便会通过波浪状分离材922而移动至另外半数的通道923A，之后才得以排出至出气口914；而在气体通过波浪状分离材922时，波浪状分离材922便会过滤掉气体上的悬浮颗粒，并由此达到空气滤清的效果；此外，气体也可能通过平面分离材921B而到达另一层的通道，如此同样可通过平面分离材921B过滤掉气体上的悬浮颗粒。
请参阅图8所示，密封装置93包含有一环框架(frameconstruction)931及一密封体(sealmember)932；环框架931套设于芯材92邻接出气口914的侧面；密封体932环绕设于环框架931邻接出气口914的侧面，并且密封体932径向抵靠于第一壳体911的内壁面，密封体932为可压缩的弹性材质，并且密封体932原来的外径略大于第一壳体911相对应处的内径，因此密封体932通过径向压缩自身的体积来径向紧密抵靠于第一壳体911的内壁面，并进而达到径向封闭芯材92与第一壳体911的间隙，由此欲过滤的空气便势必要通过芯材92才得以到达出气口914。
然而，现有技术的空气清洁器具有以下缺点：
其一，由于密封装置93通过密封体932的径向压缩来封住芯材92与第一壳体911的间隙，而如同前述密封体932的外径略大于第一壳体911相对应处的内径，因此密封装置93势必难以组装进第一壳体911内，而需要耗费极大的力气才能将密封装置93塞入第一壳体911内。
其二，请参阅图9及图10所示，现有技术的波浪状分离材922及平面分离材921以密封胶925相互粘接，该密封胶925涂布于平面分离材921的一侧面，并沿着平面分离材921的长边延伸涂布，但由于波浪状分离材922成波浪状地上下起伏，因此平面分离材921仅粘贴到波浪状分离材922的各波峰处的一小部分，所以平面分离材921与波浪状分离材922的粘着面积不足而导致结合强度不足，并且密封胶925因通过任两相邻波峰处之间而在通道923A、923B内占据了一定的空间，因此阻碍到空气的流动；此外，由于密封胶925仅涂布于平面分离材921的一侧面，因此波浪状分离材922便仅粘贴到其中一平面分离材921B而已，而与另一平面分离材921A未以密封胶925粘贴，故平面分离材921与波浪状分离材922的结合强度不足。而此类空气清洁器使用一段时间后，波浪状分离材922及平面分离材921可能已沾附了许多悬浮颗粒，因而导致过滤效果下将，这时必须将干净的空气从出气口914吹进芯材92，由此空气通过波浪状分离材922及平面分离材921时便会将沾附的悬浮颗粒带出，并一同吹出进气口913；但是由于平面分离材921与波浪状分离材922的结合强度不足，而芯材92邻接进气口913的侧面也未设有环框架931来轴向抵靠，因此在空气的吹动下，芯材92中央处的波浪状分离材922及平面分离材921便可能相互分离而顺着空气流动的方向轴向向外突出，如此便导致芯材92无法正常使用。
其三，请参阅图8所示，如同前述，环框架931可用以轴向抵靠及固定芯材92，而环框架931用以抵靠芯材92之处为径向连接于环框架931内侧面的多条连接肋9311；然而，所述连接肋9311在抵靠芯材92的同时，也会挡住芯材92相对应处的通道，进而影响空气的流通。
发明内容
有鉴于前述的现有技术的缺点及不足，本发明提供一种空气滤清器，其具有方便装设芯材的功效。
为达到上述的本发明目的，本发明所采用的技术手段为设计一种空气滤清器，其包含：
一壳体，其具有一容置空间、一进气口及一出气口，进气口及出气口皆与容置空间相通；壳体的内壁面环绕形成有一第一阶级面；
一芯材，其设于壳体的容置空间中，且芯材中央形成有一轴向的穿孔，芯材的外径大于壳体的第一阶级面的内周缘的内径；
一弹性抵靠件，其环绕形成于芯材邻接出气口的端面的周缘，并从轴向及径向包覆该周缘，且轴向抵靠于壳体的第一阶级面；
一套管，其穿设于芯材的穿孔内，并粘着固定于穿孔的孔壁；
一螺杆架，其固设于壳体的容置空间中，且位于芯材与壳体的出气口之间；
一螺杆，其固设于螺杆架上，且轴向贯穿套管；
一螺帽，其螺合于螺杆上，且朝出气口的方向轴向抵靠于套管，并通过套管及芯材而使弹性抵靠件轴向紧抵于壳体的第一阶级面，进而轴向封闭第一阶级面与芯材间的间隙。
优选地，所述芯材包含用以分离悬浮污染物的一波浪状分离材及一平面分离材，所述波浪状分离材及所述平面分离材卷绕成圆筒状，且筒壁呈多层波浪状分离材与平面分离材交错层叠；波浪状分离材的相对两面分别沿着波峰轴向涂布有粘着剂，并与相邻的两平面分离材粘贴固定；波浪状分离材邻接进气口的一侧与相贴合的一平面分离材间设有一端面密封胶层，波浪状分离材邻接出气口的一侧与相贴合的另一平面分离材间设有另一端面密封胶层。
优选地，所述芯材内的粘着剂及两端面密封胶层皆为热熔胶或聚氨酯结构胶。
优选地，所述弹性抵靠件的外径小于所述壳体相对应处的内径。
优选地，所述芯材突出于所述壳体的进气口外。
优选地，所述空气滤清器进一步包含有一垫片，所述垫片套设于所述螺杆外，且轴向夹设于螺帽与套管端部之间。
优选地，所述壳体的内壁面环绕形成有一第二阶级面，第二阶级面位于第一阶级面与出气口之间，第二阶级面的内周缘的内径小于第一阶级面的内周缘的内径，螺杆架轴向连接固定于第二阶级面上。
优选地，所述螺杆架为一长片体，片体的两端朝向出气口弯折地连接壳体，螺杆固设于片体的中央。
优选地，所述弹性抵靠件为聚氨酯材质。
优选地，所述弹性抵靠件相对芯材端面突出的轴向厚度介于5mm至10mm之间。
本发明的优点在于，通过以轴向压缩弹性抵靠件的方式来实现轴向密封，因此在将芯材推进壳体时，便无需耗费力气来压缩弹性抵靠件，而可轻易地将芯材推进壳体，最后再通过旋紧螺帽便可轴向压缩弹性抵靠件，而转动螺帽不仅方便施力，更可使用电动工具来转动，由此方便装设芯材；此外，由于螺帽仅抵靠套管，而螺杆架也并未抵靠到芯材，因此芯材的轴向两端面皆几乎未被任何元件阻挡，进而确保空气可以顺畅地通过芯材。
进一步而言，所述的空气滤清器，其中芯材包含用以分离悬浮污染物的一波浪状分离材及一平面分离材，波浪状分离材及平面分离材卷绕成圆筒状，且筒壁呈多层波浪状分离材与平面分离材交错层叠；波浪状分离材的相对两面分别沿着波峰轴向涂布有粘着剂，并与相邻的两平面分离材粘贴固定；波浪状分离材邻接进气口的一侧与相贴合的一平面分离材间设有一端面密封胶层，波浪状分离材邻接出气口的一侧与相贴合的另一平面分离材间设有另一端面密封胶层。不论空气从进气口的方向或从出气口的方向进入芯材，由于粘着剂涂布于波浪状分离材的相对两面，并沿着各波峰轴向涂布，因此波浪状分离材及平面分离材具有一定的粘着面积而具有一定的结合强度，故可避免波浪状分离材及平面分离材分离而轴向突出；此外，粘着剂沿着波浪状分离材的各波峰轴向涂布，更可避免粘着剂占据通道的空间而影响空气的流动。
附图说明
图1为本发明的立体外观图。
图2为本发明的元件分解图。
图3为本发明的侧视剖面图。
图4为本发明的弹性抵靠件的放大侧视剖面图。
图5为本发明的螺帽的放大侧视剖面图。
图6为本发明的芯材展开后的部分立体示意图。
图7为本发明的芯材展开后的侧视剖面图。
图8为现有技术的空气滤清器的侧视剖面图。
图9为现有技术的空气滤清器的芯材的立体外观图。
图10为现有技术的空气滤清器的芯材展开后的部分立体示意图。
主要符号说明
10壳体11进气口
12出气口13第一阶级面
14第二阶级面15固定架
151长孔20芯材
21平面分离材21A平面分离材
21B平面分离材22波浪状分离材
23A通道23B通道
24A端面密封胶层24B端面密封胶层
5粘着剂26穿孔
30弹性抵靠件40套管
50螺杆架60螺杆
61外螺纹70螺帽
80垫片
91壳体911第一壳体
912第二壳体913进气口
914出气口92芯材
921平面分离材921A平面分离材
921B平面分离材922波浪状分离材
923A通道923B通道
924A端面密封胶层924B端面密封胶层
925密封胶93密封装置
931环框架9311连接肋
932密封体。
具体实施方式
以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定创作目的所采取的技术手段。
请参阅图1及图2所示，本发明的空气滤清器包含有一壳体10、一芯材20、一弹性抵靠件30、一套管40、一螺杆架50、一螺杆60、一螺帽70及一垫片80。
请参阅图1至图3所示，前述的壳体10具有一容置空间、一进气口11及一出气口12，进气口11及出气口12皆与容置空间相通；壳体10的内壁面环绕形成有一第一阶级面13及一第二阶级面14，第二阶级面14位于第一阶级面13与出气口12之间，且第二阶级面14的内周缘的内径小于第一阶级面13的内周缘的内径(如图3所示)；在本实施例中，壳体10内壁面自第一阶级面13到进气口11之间的内径皆相同；壳体10的外壁面固设有一固定架15，固定架15由一长片体弯折而成，并且贯穿有两长孔151，由此方便壳体10固定于他处。
前述的芯材20设于壳体10的容置空间中，且芯材20中央形成有一轴向的穿孔26；请参阅图6及图7所示，在本实施例中，芯材20包含用以分离悬浮污染物的一波浪状分离材22及一平面分离材21，波浪状分离材22及平面分离材21卷绕成圆筒状，且筒壁呈多层波浪状分离材22与平面分离材21交错层叠，故波浪状分离材22的相对两面分别贴合有一平面分离材21A、21B，并且波浪状分离材22与相贴合的两平面分离材21A、21B分别形成多条通道23A、23B；波浪状分离材22的相对两面分别沿着波峰轴向涂布有粘着剂25，并分别与相邻的两平面分离材21A、21B粘贴固定；波浪状分离材22邻接进气口11的一侧与相贴合的一平面分离材21A间设有一端面密封胶层24A，以从邻接进气口11的侧面封闭半数的通道23A；波浪状分离材22邻接出气口12的一侧与相贴合的另一平面分离材21B间设有另一端面密封胶层24B，以从邻接出气口12的侧面封闭剩余半数的通道23B；在本实施例中，粘着剂25及两端面密封胶层24A、24B皆为热熔胶或聚氨酯(Polyurethane，PU)结构胶，而使用热熔胶或聚氨酯结构胶来粘合平面分离材21A、21B及波浪状分离材22，便无需对分离材21A、21B、22进行预热，因此方便制作芯材20，但也不以热熔胶及聚氨酯结构胶为限；请参阅图3及图4所示，芯材20的外径大于壳体10的第一阶级面13的内周缘的内径，并且芯材20突出于壳体10的进气口11外。
请参阅图2至图4所示，前述的弹性抵靠件30环绕形成于芯材20邻接出气口12的端面的周缘，并从轴向及径向包覆该周缘(如图4所示)，且轴向抵靠于壳体10的第一阶级面13；在本实施例中，弹性抵靠件30的外径小于壳体10的第一阶级面13到进气口11之间的内径，即弹性抵靠件30与壳体10相对应处的内壁面之间具有一径向的间隙(如图4所示)；在本实施例中，弹性抵靠件30为聚氨酯(Polyurethane，PU)材质，并且直接发泡形成于芯材20的该周缘上，进一步来说，以液态胶体通过模具植入芯材20的分离材21、22的结构纤维空隙中，之后再固化形成弹性抵靠件30，但不以此为限，也可使用其他的形成方式或使用其他具有弹性的材质，例如橡胶、硅胶等等；在本实施例中，弹性抵靠件30相对芯材20端面突出的轴向厚度介于5mm至10mm之间，且较佳为5mm，并且该轴向厚度不随着芯材20的外径或轴向长度改变而改变，但也不以此为限；在本实施例中，弹性抵靠件30相对芯材20外壁面突出的径向厚度较佳为2.5mm，并且该径向厚度不随着芯材20的外径或轴向长度改变而改变，但也不以此为限。
请参阅图2、图3及图5所示，前述的套管40穿设于芯材20的穿孔26内，并粘着固定于穿孔26的孔壁，套管40的两端分别与芯材20的两端面切齐。
请参阅图2及图3所示，前述的螺杆架50固设于壳体10的容置空间中，且位于芯材20与壳体10的出气口12之间；在本实施例中，螺杆架50为一长片体，片体的两端朝向出气口12弯折地轴向焊接固定于壳体10的第二阶级面14上，片体的中央与芯材20间具有间隙。
请参阅图2、图3及图5所示，前述的螺杆60焊接于螺杆架50的中央，且轴向贯穿套管40，并突出于套管40邻接进气口11的端部；在本实施例中，螺杆60仅有邻接进气口11的端部处设有外螺纹61，而并非整个杆体皆设有外螺纹。
前述的螺帽70螺合于螺杆60上，且朝出气口12的方向轴向抵靠于套管40，并通过套管40及芯材20而使弹性抵靠件30轴向紧抵于壳体10的第一阶级面13，进而轴向封闭第一阶级面13与芯材20间的间隙(如图4所示)。
前述的垫片80套设于螺杆60外，且轴向夹设于螺帽70与套管40端部之间；在本实施例中，螺帽70及垫片80的外径皆略大于套管40的外径，但螺帽70及垫片80并不会遮蔽到芯材20的通道23A、23B。
请参阅图2及图3所示，本发明组装时，首先将螺杆架50及螺杆60结合于壳体10上，接着将已结合套管40及弹性抵靠件30的芯材20直接从进气口11放入壳体10内，并同时套设螺杆60，由于弹性抵靠件30的外径小于壳体10相对应处的内径(如图4所示)，因此芯材20可顺畅且轻易的放入壳体10；之后设置垫片80并将螺帽70旋紧锁合于螺杆60端部即可，到此便完成组装；本发明由此具有方便组装的功效，尤其转动螺帽70不仅方便施力，更可使用电动工具来转动，进而提高装设的效率。
请参阅图3至图5所示，螺帽70相对螺杆60转动时会推抵套管40，而套管40会连带芯材20及弹性抵靠件30一同移动，并由此使弹性抵靠件30轴向紧抵于第一阶级面13，由此便可有效封闭芯材20与第一阶级面13间的间隙(如图4所示)，以确保从进气口11进入壳体10的空气势必会进入芯材20；另外，由于芯材20的外径大于壳体10的第一阶级面13的内周缘的内径，因此芯材20可稳固地将弹性抵靠件30紧抵于第一阶级面13上。
请参阅图3及图5所示，此外，由于螺帽70仅抵靠套管40，而螺杆架50无需抵靠到芯材20，因此芯材20的轴向两端面皆几乎未被任何元件阻挡，进而确保空气可以顺畅地通过芯材20。
请参阅图3所示，再者，由于螺杆架50的两端轴向抵靠于第二阶级面14，因此螺杆架50可从轴向获得支撑，进而可更为稳固地支撑螺杆60。
而且，要将芯材20取下时，由于芯材20突出于壳体10的进气口11外，因此可直接抓取芯材20而方便对芯材20施力及取出。
请参阅图1所示，本发明使用时，可用于空压机或柴油引擎等处，欲过滤的气体直接进入突出于壳体10进气口11的芯材20；请参阅图6及图7所示，气体进入芯材20该端面未被封闭的半数通道23B，并且在所述通道23B中移动到芯材20的另一端面时，受到端面密封胶层24B的阻挡，因此气体便会通过波浪状分离材22而移动至另外半数的通道23A，之后才能够排出至出气口12；而在气体通过波浪状分离材22时，波浪状分离材22便会过滤掉气体上的悬浮颗粒，并由此达到空气滤清的效果；此外，气体也可能通过平面分离材21B而到达另一层的通道，如此同样可通过平面分离材21B过滤掉气体上的悬浮颗粒。
不论是在一般使用状态下，欲过滤的空气从进气口11的方向进入芯材20，或是欲清洁芯材20时，干净的空气从出气口12的方向进入芯材20，由于粘贴波浪状分离材22及平面分离材21的粘着剂25，涂布于波浪状分离材22的相对两面，并且沿着各波峰轴向涂布，因此波浪状分离材22及平面分离材21具有一定的粘着面积而具有一定的结合强度，故可避免波浪状分离材22及平面分离材21分离而顺着空气流动的方向轴向突出；此外，粘着剂25沿着波浪状分离材22的各波峰轴向涂布，更可避免粘着剂25占据通道23A、23B的空间而影响空气的流动；请参阅图3所示，再者，弹性抵靠件30轴向抵靠于芯材20的周缘以及螺帽70轴向抵靠于粘合芯材20中央穿孔26孔壁的套管40，也皆有助于避免波浪状分离材22及平面分离材21分离而轴向突出。
在其他实施例中，也可不使用沿着波浪状分离材的波峰轴向涂布粘着剂的芯材，而使用其他种类的芯材，如此同样具有方便组装芯材于壳体内，以及避免芯材轴向两端面被阻挡等优点。
在其他实施例中，弹性抵靠件的外径也可等于壳体相对应处的内径，如此一来便可从径向上稳固弹性抵靠件及芯材。
在其他实施例中，芯材也可不突出于壳体的进气口，而壳体也可进一步包含有一第一壳体及一第二壳体，第一壳体及第二壳体相结合并形成一容置空间，而芯材则设于该容置空间中。
在其他实施例中，壳体也可没有第二阶级面，而螺杆架则径向固定于壳体的内壁面即可。
在其他实施例中，螺杆架也可不为弯折的长片体，而可为其他构造，仅要能用以设置及支撑螺杆即可。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种空气滤清器，其包含：
一壳体，其具有一容置空间、一进气口及一出气口，进气口及出气口皆与容置空间相通；壳体的内壁面环绕形成有一第一阶级面；
一芯材，其设于壳体的容置空间中，且芯材中央形成有一轴向的穿孔，芯材的外径大于壳体的第一阶级面的内周缘的内径；
一弹性抵靠件，其环绕形成于芯材邻接出气口的端面的周缘，并从轴向及径向包覆该周缘，且轴向抵靠于壳体的第一阶级面；
一套管，其穿设于芯材的穿孔内，并粘着固定于穿孔的孔壁；
一螺杆架，其固设于壳体的容置空间中，且位于芯材与壳体的出气口之间；
一螺杆，其固设于螺杆架上，且轴向贯穿套管；
一螺帽，其螺合于螺杆上，且朝出气口的方向轴向抵靠于套管，并通过套管及芯材而使弹性抵靠件轴向紧抵于壳体的第一阶级面，进而轴向封闭第一阶级面与芯材间的间隙。
2.根据权利要求1所述的空气滤清器，其中所述芯材包含用以分离悬浮污染物的一波浪状分离材及一平面分离材，所述波浪状分离材及所述平面分离材卷绕成圆筒状，且筒壁呈多层波浪状分离材与平面分离材交错层叠；波浪状分离材的相对两面分别沿着波峰轴向涂布有粘着剂，并与相邻的两平面分离材粘贴固定；波浪状分离材邻接进气口的一侧与相贴合的一平面分离材间设有一端面密封胶层，波浪状分离材邻接出气口的一侧与相贴合的另一平面分离材间设有另一端面密封胶层。
3.根据权利要求2所述的空气滤清器，其中所述芯材内的粘着剂及两端面密封胶层皆为热熔胶或聚氨酯结构胶。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其中所述弹性抵靠件的外径小于所述壳体相对应处的内径。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其中所述芯材突出于所述壳体的进气口外。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其中所述空气滤清器进一步包含有一垫片，所述垫片套设于所述螺杆外，且轴向夹设于螺帽与套管端部之间。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其中所述壳体的内壁面环绕形成有一第二阶级面，所述第二阶级面位于所述第一阶级面与出气口之间，所述第二阶级面的内周缘的内径小于所述第一阶级面的内周缘的内径，所述螺杆架轴向连接固定于所述第二阶级面上。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其中所述螺杆架为一长片体，片体的两端朝向出气口弯折地连接所述壳体，所述螺杆固设于片体的中央。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其中所述弹性抵靠件为聚氨酯材质。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其中所述弹性抵靠件相对所述芯材端面突出的轴向厚度介于5mm至10mm之间。
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