CN110697436B - 一种水平旋转的折叠臂输送机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平旋转的折叠臂输送机。折叠臂输送机主要由安装在堆料场地面的底架、安装在底架上的塔身、平衡臂、输送臂、塔顶等主要零部件构成，其中平衡臂、输送臂、塔顶安装在塔身上。在输送臂上设置有龙门架Ⅰ、龙门架Ⅱ、卸料小车，塔身上设置有回转装置和料斗，平衡臂上设置有平衡小车。折叠臂输送机能够实现水平旋转并且可以通过卷扬机控制钢丝绳将输送臂折叠收回，可以防止旋转过程中与其他设备或建筑物相撞，也能有效降低风力作用下输送机发生倾倒的风险。本发明具有结构简单、成本低廉、节省地面空间、自动化控制等特点。

Description

一种水平旋转的折叠臂输送机

技术领域

本发明涉及一种水平旋转的折叠臂输送机，属于输送机领域。

背景技术

大型堆料场中，带式输送机是首选的输送设备。输送机只能将砂石运送到输送带沿线的地方，故目前的大型堆料场依然存在场地利用率不够高、输送机工作效率低等问题。传统的解决办法是运用其他设备将砂石再次转运，如此下来必然增加成本与管理难度。

在输送机的使用过程中，实际存在以下问题：

1、现有技术存在折叠输送臂，实现远距离输送且可收纳的功能，然而这种折叠臂一般是两节折叠，三节折叠的基本都是通过各种设备如液压缸等辅助折叠，然而仅仅液压缸还无法实现完全展开，还要借助辅助结构。

2、现有技术的输送机，配重形式单一，无法实现多级可变配重。尤其是大型设备，更难以实现多级可变配重。

3、现有技术的行程控制，往往只是一个限位件如凸块、防撞块等等，然而这种限位件结构单一，无法实现动态行程控制。尤其是输送机中，由于折叠臂的折叠、展开状态都是大型设备在运动，对其动态行程控制尤其重要，现有技术并没有解决这个问题。

4、现有技术的输送带、料斗输送完毕后，会有部分残留，此时不适宜再将整个系统启动，现有技术没有灵活的解决方式。

5、现有技术的上游输送机与下游输送机之间，缺乏稳定的连接关系，且缺乏功能性连接关系，浪费资源与效率。

发明内容

为了克服上述问题，本发明针对性地提出了一种水平旋转的折叠臂输送机的方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种水平旋转的折叠臂输送机，所述输送机包括三节输送臂、塔顶10、平衡臂17、塔身24、底架25、卷扬机、钢丝绳、龙门架、限位装置；所述底架25通过地脚螺栓固定安装在堆料场中，塔身24也通过螺栓与底架25相连接；所述三节输送臂分别为第一输送臂7、第二输送臂4、第三输送臂1，其中第一输送臂7通过销轴安装在塔身24上，第二输送臂4通过销轴连接在第一输送臂7上，第三输送臂1通过销轴连在第二输送臂4上，第三输送臂1为梯形结构，输送臂上有卸料小车9；所述龙门架Ⅰ5安装在第一输送臂7靠近第二输送臂的一端4，限位装置Ⅰ6也安装在第一输送臂上；所述龙门架Ⅱ2安装在第三输送臂1靠近第二输送臂4的一端，限位装置Ⅱ3也安装在第三输送臂上；所述平衡臂17通过销轴安装在塔身24上；所述塔顶10通过螺栓连接在塔身24上；

所述卷扬机包括卷扬机Ⅰ21、卷扬机Ⅱ20、卷扬机Ⅲ19、卷扬机Ⅳ18，依次安装在平衡臂17上，卷扬机Ⅰ21控制的钢丝绳Ⅰ11依次绕过塔顶顶端滑轮组、龙门架Ⅰ5顶端滑轮组，第二输送臂4下部的滑轮组。卷扬机Ⅱ20控制的钢丝绳Ⅱ12绕过安装于塔顶10的滑轮组，最终绕过位于第二输送臂4上部的滑轮组。卷扬机Ⅲ19控制的钢丝绳Ⅲ13依次绕过位于塔顶10的滑轮组、龙门架Ⅱ2顶端的滑轮组和第三输送臂1侧部的滑轮组；所述塔身上安装有回转装置23和料斗22。

所述第二输送臂下部的滑轮组的位置距离第二输送臂两端的距离分别为第一距离、第二距离，第一距离是第二距离的两倍；所述第三输送臂侧部的滑轮组的位置距离第三输送臂两端的距离分别为第三距离、第四距离，第三距离是第四距离的两倍，所述第二输送臂上部的滑轮组与所述第二输送臂下部的滑轮组并排设置。

所述平衡臂17上设置有平衡小车16和行程开关。平衡小车通过钢丝绳Ⅳ与卷扬机Ⅳ相连，并且平衡小车的运动由基于PLC编程自动控制的卷扬机Ⅳ18来控制。输送臂处于折叠状态、展开空载状态、展开中载状态、展开重载状态时，平衡小车分别运行到平衡臂上对应的四个位置，小车运行到不同位置是为了平衡输送臂处于不同状态下带来的倾覆力矩。每个位置上分别装有行程开关，根据距离塔身的位置由近及远分别命名为行程开关Ⅰ、行程开关Ⅱ、行程开关Ⅲ、行程开关Ⅳ。

所述限位装置对所述龙门架进行限位，所述限位装置包括框架36、隔板32、下腔33、支撑块34、滑块35、上腔37，隔板将所述框架分隔成两部分，隔板与所述框架围成所述上腔、下腔，所述支撑块设置在所述隔板上用于限位支撑所述龙门架，所述滑块设置在所述框架底部，且可在所述下腔内滑动；

所述料斗22可相对于所述塔身倾斜，所述卸料小车9上设置有倾斜板，用于承接料斗22的落料，倾斜板可辅助使得砂石落在所述卸料小车9上；

所述平衡臂17下端设置有卡勾，用于与上游设备连接，并借助上游设备的重量作为配重。

所述平衡臂17与输送臂分别安装于塔身24的两侧，且平衡臂17的安装位置高于输送臂的安装位置，平衡臂17、输送臂分别通过平衡臂拉杆14、输送臂拉杆8与位于塔顶顶端的横梁连接。

所述第一输送臂7靠近塔身23的一端安装有主动滚筒，第三输送臂1末端安装有从动滚筒。第一输送臂7、第二输送臂4、第三输送臂1上分别装有槽型托辊组、回程托辊、压带轮，压带轮用于防止输送带在输送臂的折叠与展开过程中脱离托辊。卸料小车设置在输送臂上，可以沿着输送臂运动。

所述塔顶10从下往上依次安装有三组滑轮组，分别用于绕过钢丝绳Ⅰ、丝绳Ⅱ12、钢丝绳Ⅲ13。

所述塔身24上安装有回转装置23，回转机构可以带动输送臂与平衡臂17在水平面内旋转。

所述第二输送臂4、第三输送臂1通过卷扬机控制钢丝绳来实现展开与收回，其中卷扬机采用可编程控制系统控制，可通过手持遥控器操作，操作方法为：a.展开臂架，启动卷扬机Ⅰ21，在钢丝绳Ⅰ11的拉力下，第二输送臂4与第三输送臂1会向上旋转，同时启动卷扬机Ⅳ，平衡小车16向远离塔身24的方向运动；当第二输送臂4将与水平面成90°时，启动卷扬机Ⅱ20，放松钢丝绳Ⅰ11，两节输送臂在钢丝绳Ⅱ12的拉力下缓缓向下旋转；当第二输送臂4向下旋转过一定角度后，启动卷扬机Ⅲ19，第三输送臂1在钢丝绳Ⅲ19的牵引下回向上旋转，当第二输送臂4、第三输送臂1与第一输送臂7处于同一平面时，平衡小车前轮触碰到行程开关Ⅱ时，平衡小车停止运动，输送臂展开完；b.回收臂架，回收过程与展开臂架操作流程相反，原理相同。

所述第三输送臂1上安装有力学传感器，输送臂分别处于折叠状态、展开空载状态、展开中载状态、展开重载状态下时，第三输送臂所受力的大小不同。当第三输送臂上的传感器检测到受力由一个范围变化到另外一个范围时，卷扬机Ⅳ自动牵引平衡小车向下一个位置运动，当小车前轮触碰到对应位置行程开关时，小车停止运动。

优选的，塔身24上安装有回转装置23，回转机构可以带动输送臂与平衡臂17在水平面内旋转。

优选的，第三输送臂1为梯形结构，第一输送臂上有卸料小车9，可以沿着输送臂运动。

优选的，第一输送臂7靠近塔身23的一端安装有主动滚筒，第三输送臂1末端安装有从动滚筒。

优选的，第一输送臂7、第二输送臂4、第三输送臂1上分别装有槽型托辊组、回程托辊、压带轮，压带轮用于防止输送带在输送臂的折叠与展开过程中脱离托辊。

优选的，平衡臂17上设置有平衡小车16和行程开关，平衡小车的运动由基于PLC编程自动控制的卷扬机Ⅳ18来控制。

优选的，第二输送臂4、第三输送臂1通过卷扬机控制钢丝绳来实现展开与收回，其中卷扬机采用可编程控制系统控制。

优选的，第三输送臂1上安装有力学传感器，能够检测到输送臂的受力变化，从而牵引平衡小车16运动至不同位置。

优选的，回转装置和卸料小车9的运动通过可编程控制系统控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

针对现有堆料场的场地利用率不够高的问题，本发明同时涉了及旋转和折叠两种功能，具有一定的开创性。与同类型的折叠输送机相比，此发明不使用液压油缸，通过卷扬机来控制输送臂的运动，简化了结构，减轻了质量，也降低了制造成本。与同类型的旋转带式输送机相比，此发明结构简单，而且能够制造成较大尺寸的设备，在大型堆料场中较为实用。与其他用于堆料场中传统的固定式带式输送机相比，本发明不需要立柱来支承输送臂，节省了地面空间。与此同时此发明更具有灵活性，不需要安装多台输送机或者通过其他输送设备的辅助即可将砂石运往更多的地方，提高了堆料场的场地利用率。通过使用折叠输送臂，可以在非工作状态时将输送臂收回，可以防止被风吹倒或者其他设备发生碰撞，具有较高的安全性。本发明采用可编程控制系统控制，可靠性高而且解放了劳动力。

附图说明

图1为输送臂在折叠状态下的示意图。

图2为龙门架Ⅰ将第二输送臂、第三输送臂拉起至竖直状态的示意图。

图3为第二输送臂和第三输送臂在重力和钢丝绳的拉力下展开的示意图。

图4为输送臂全部展开的示意图。

图5为输送机在水平面内旋转的示意图。

图6为限位装置限制龙门架位置时的示意图。

图7为输送机在堆料场中自动控制的程序流程图。

图8为本发明在跨堤输送堆料系统中的示意图，本发明位于该堆料系统的末端。

附图标记说明：1—第三输送臂、2—龙门架Ⅱ、3—限位装置Ⅱ、4—第二输送臂、5—龙门架Ⅰ、6—限位装置Ⅰ、7—第一输送臂、8—输送臂拉杆、9—卸料小车、10—塔顶、11钢丝绳Ⅰ、12—钢丝绳Ⅱ、13钢丝绳Ⅲ、14—平衡臂拉杆、15-钢丝绳Ⅳ、16—平衡小车、17—平衡臂、18—卷扬机Ⅳ、19—卷扬机Ⅲ、20—卷扬机Ⅱ、21—卷扬机Ⅰ、22—料斗、23—回转装置、24—塔身、25—底架、26-卸沙船、27-升降进料装置、28-垮堤变幅装置、29-水平旋转的中心折叠臂输送机、30-堆料场、31-河堤、32-隔板、33-下腔、34-支撑块、35-滑块、36-框架、37-上腔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

1、针对背景技术第1点问题，在三节输送臂都设置钢丝绳的基础上，采用了多点正反式牵拉的方案，仅仅通过钢丝绳就实现了三节折叠，多点正反式牵拉包括龙门架上的点、下部的滑轮组上的点、上部的滑轮组上的点、侧部的滑轮组上的点等，多点式牵拉通过正拉和反拉实现了三节折叠与展开，避免了使用液压缸与复杂的配合结构，大大节省了成本。

2、针对背景技术第2点问题，采用了移动式平衡车的设计，通过平衡车位于不同的点，获得不同的力臂与力矩，实现了动态配重。

3、针对背景技术第3点，通过支撑块与滑块的共同作用，实现了龙门架的动态限位，从而对龙门架连接的钢丝绳以及输送臂起到了动态支撑限位的作用。

4、针对背景技术第4点，当物料残余时凭借卸料小车上的倾斜板承接料斗中的物料，获取残余物料。

5、针对背景技术第5点，所述平衡臂下端设置有卡勾，用于与上游设备连接，并借助上游设备的重量作为配重。

如图所示：一种水平旋转的折叠臂输送机，包括三节输送臂、塔顶10、平衡臂17、塔身24、底架25。还包括卷扬机、钢丝绳、龙门架、限位装置；所述底架25通过地脚螺栓固定安装在堆料场中，塔身24也通过螺栓与底架25相连接；所述三节输送臂分别为第一输送臂7、第二输送臂4、第三输送臂1，其中第一输送臂7通过销轴安装在塔身24上，第二输送臂4通过销轴连接在第一输送臂7上，第三输送臂1通过销轴连在第二输送臂4上，第三输送臂1为梯形结构，输送臂上有卸料小车9；所述龙门架Ⅰ5安装在第一输送臂7靠近第二输送臂的一端4，限位装置Ⅰ6也安装在第一输送臂上；所述龙门架Ⅱ2安装在第三输送臂1靠近第二输送臂4的一端，限位装置Ⅱ3也安装在第三输送臂上；所述平衡臂17通过销轴安装在塔身24上；所述塔顶10通过螺栓连接在塔身24上；所述卷扬机包括卷扬机Ⅰ21、卷扬机Ⅱ20、卷扬机Ⅲ19、卷扬机Ⅳ18，依次安装在平衡臂17上，卷扬机Ⅰ21控制的钢丝绳Ⅰ11依次绕过塔顶顶端滑轮组、龙门架Ⅰ5顶端滑轮组，第二输送臂4下部的滑轮组。卷扬机Ⅱ20控制的钢丝绳Ⅱ12绕过安装于塔顶10的滑轮组，最终绕过位于第二输送臂4上部的滑轮组。卷扬机Ⅲ19控制的钢丝绳Ⅲ13依次绕过位于塔顶10的滑轮组、龙门架Ⅱ2顶端的滑轮组和第三输送臂1侧部的滑轮组；所述塔身上安装有回转装置23和料斗22。

如图所示：所述臂架展开的具体步骤：a.展开臂架，启动卷扬机Ⅰ21，在钢丝绳Ⅰ11的拉力下，第二输送臂4与第三输送臂1会向上旋转，同时启动卷扬机Ⅳ，平衡小车16向远离塔身24的方向运动；当第二输送臂4将与水平面成90°时，启动卷扬机Ⅱ20，放松钢丝绳Ⅰ11，两节输送臂在钢丝绳Ⅱ12的拉力下缓缓向下旋转；当第二输送臂4向下旋转过一定角度后，启动卷扬机Ⅲ19，第三输送臂1在钢丝绳Ⅲ19的牵引下回向上旋转，当第二输送臂4、第三输送臂1与第一输送臂7处于同一平面时，平衡小车前轮触碰到行程开关Ⅱ时，平衡小车停止运动，输送臂展开完；b.回收臂架，回收过程与展开臂架操作流程相反，原理相同。

如图所示：所述驱动回转装置的电机启动后，回转装置会带动塔顶、输送臂、平衡臂旋转。

如图所示：所述龙门架与限位装置后将不再继续转动。将输送臂上距离塔身h ₁ /tanγ处记为A位置，输送臂末端记为B位置，卸料小车做远离塔身运动记为小车正向移动，卸料小车做靠近塔身的运动记为小车负向移动，n表示回转15°的次数。回转装置与卸料小车在编程后自动控制，如果主动滚筒中途停机，回转装置与卸料小车自动复位。

所述回转装置和卸料小车9的运动通过可编程控制系统控制。假设砂石的堆积角为γ，输送臂距离地面的高度为h，砂石允许堆积高度为h ₁ ,并且要求堆卸砂石不能埋没底架，则卸料小车9卸料的位置与塔身之间的距离要不小于h ₁ /tanγ。输送臂上矩离塔身h ₁ /tanγ处与输送臂末端都有安装有行程开关，卸料小车底部装有位置传感器。回转装置与卸料小车自动运动的过程为：a.输送臂展开后，主动滚筒启动后，卸料小车自动运行到距离塔身h ₁ /tanγ的位置进行卸料；b.当安装在卸料小车底部的位置传感器检测到卸料小车正下方的砂石与卸料小车之间的距离为h-h ₁ 时，卸料小车自动沿输送臂向远离塔身的方向运行3米后重复过程b直至小车运行到输送臂末端触碰到行程开关；c.当小车运行到输送臂末端触碰到行程开关时，再次卸料达到指定高度后回转装置自动顺时针旋转15°，卸料小车继续卸料；d.位置传感器再次检测到卸料小车正下方的砂石与卸料小车之间的距离为h-h ₁ 时，卸料小车9自动沿输送臂向靠近塔身的方向运行3米，重复过程d直至小车再次触碰到行程开关；e.当卸料小车9运行到距离塔身h ₁ /tanγ处且触碰到该处的行程开关时，再次卸料达到指定高度后回转装置自动顺时针旋转15°后重复过程a-e直至输送机顺时针旋转过180°；f.输送机顺时针旋转过180°后并且卸料结束，自动逆时针旋转195°；g.当安装在卸料小车底部的位置传感器检测到卸料小车正下方的砂石与卸料小车之间的距离为h-h ₁ 时，卸料小车自动沿输送臂向靠近塔身的方向运行3米后重复过程g直至卸料小车再次触碰到行程开关；h.当卸料小车运行到距离塔身h ₁ /tanγ处且触碰到该处的行程开关时，再次卸料达到指定高度后输送机自动逆时针旋转15°；i.位置传感器再次检测到卸料小车正下方的砂石与卸料小车之间的距离为h-h ₁ 时，卸料小车自动沿输送臂向远离塔身的方向运行3米后重复过程i直至小车再次触碰到行程开关；j.当小车运行到输送臂末端触碰到行程开关时，回转装置自动逆时针旋转15°后卸料小车继续卸料并重复过程g-j直至输送机逆时针转过165°并卸料完成；k.输送机逆时针转过165°后，自动顺时针旋转165°回到初始位置；l.若主动滚筒中途停机，卸料小车自动复位，回转装置也自动复位。

如图所示：所述输送机安装于输送系统的末端，将前置输送机输送过来的物料堆满堆料场。

以上所述的是本发明的优选内容而已，当然不能以此限定本发明之权利范围；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形改进及替代，这些都属于本发明的保护范围；因此本发明专利保护范围应以权利要求为准。

Claims (8)

1.一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于：包括三节输送臂、塔顶（10）、平衡臂（17）、塔身（24）、底架（25）、卷扬机、钢丝绳、龙门架、限位装置；所述底架（25）通过地脚螺栓固定安装在堆料场中，塔身（24）也通过螺栓与底架（25）相连接；

所述三节输送臂分别为第一输送臂（7）、第二输送臂（4）、第三输送臂（1），其中第一输送臂（7）通过销轴安装在塔身（24）上，第二输送臂（4）通过销轴连接在第一输送臂（7）上，第三输送臂（1）通过销轴连在第二输送臂上，第三输送臂（1）为梯形结构，输送臂上有卸料小车（9）；龙门架Ⅰ（5）安装在第一输送臂（7）靠近第二输送臂（4）的一端，限位装置Ⅰ（6）也安装在第一输送臂上；龙门架Ⅱ（2）安装在第三输送臂（1）靠近第二输送臂（4）的一端，限位装置Ⅱ（3）也安装在第三输送臂上；

所述平衡臂（17）通过销轴安装在塔身（24）上；所述塔顶（10）通过螺栓连接在塔身（24）上；所述卷扬机包括卷扬机Ⅰ（21）、卷扬机Ⅱ（20）、卷扬机Ⅲ（19）、卷扬机Ⅳ（18），依次安装在平衡臂（17）上；

卷扬机Ⅰ（21）控制的钢丝绳Ⅰ（11）依次绕过塔顶顶端滑轮组、龙门架Ⅰ（5）顶端滑轮组，第二输送臂（4）下部的滑轮组；卷扬机Ⅱ（20）控制的钢丝绳Ⅱ（12）绕过安装于塔顶（10）的滑轮组，最终绕过位于第二输送臂（4）上部的滑轮组；卷扬机Ⅲ（19）控制的钢丝绳Ⅲ（13）依次绕过位于塔顶（10）的滑轮组、龙门架Ⅱ（2）顶端的滑轮组和第三输送臂（1）侧部的滑轮组；所述塔身（24）上安装有回转装置（23）和料斗（22）；

所述第二输送臂下部的滑轮组的位置距离第二输送臂两端的距离分别为第一距离、第二距离，第一距离是第二距离的两倍；所述第三输送臂侧部的滑轮组的位置距离第三输送臂两端的距离分别为第三距离、第四距离，第三距离是第四距离的两倍，所述第二输送臂上部的滑轮组与所述第二输送臂下部的滑轮组并排设置；

所述平衡臂（17）上设置有平衡小车（16）和行程开关；平衡小车通过钢丝绳Ⅳ与卷扬机Ⅳ相连，并且平衡小车的运动由基于PLC编程自动控制的卷扬机Ⅳ（18）来控制；输送臂处于折叠状态、展开空载状态、展开中载状态、展开重载状态时，平衡小车分别运行到平衡臂上对应的四个位置，小车运行到不同位置是为了平衡输送臂处于不同状态下带来的倾覆力矩；每个位置上分别装有行程开关，根据距离塔身的位置由近及远分别命名为行程开关Ⅰ、行程开关Ⅱ、行程开关Ⅲ、行程开关Ⅳ；

所述限位装置对所述龙门架进行限位，所述限位装置包括框架（36）、隔板（32）、下腔（33）、支撑块（34）、滑块（35）、上腔（37），隔板将所述框架分隔成两部分，隔板与所述框架围成所述上腔、下腔，所述支撑块设置在所述隔板上用于限位支撑所述龙门架，所述滑块设置在所述框架底部，且可在所述下腔内滑动；

所述卸料小车（9）上设置有倾斜板，用于承接料斗（22）的落料，倾斜板可辅助使得砂石落在所述卸料小车（9）上；

所述平衡臂（17）下端设置有卡勾，用于与上游设备连接，并借助上游设备的重量作为配重。

2.根据权利要求1所述的一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于：平衡臂（17）与输送臂分别安装于塔身（24）的两侧，且平衡臂（17）的安装位置高于输送臂的安装位置，平衡臂（17）、输送臂分别通过平衡臂拉杆（14）、输送臂拉杆（8）与位于塔顶顶端的横梁连接。

3.根据权利要求1所述的一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于：第一输送臂（7）靠近塔身（24）的一端安装有主动滚筒，第三输送臂（1）末端安装有从动滚筒；第一输送臂（7）、第二输送臂（4）、第三输送臂（1）上分别装有槽型托辊组、回程托辊、压带轮，压带轮用于防止输送带在输送臂的折叠与展开过程中脱离托辊，卸料小车（9）可以沿着输送臂运动。

4.根据权利要求1所述的一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于:所述塔顶（10）从下往上依次安装有三组滑轮组，分别用来绕过钢丝绳Ⅰ（11）、钢丝绳Ⅱ（12）、钢丝绳Ⅲ（13）。

5.根据权利要求1所述的一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于：塔身（24）上安装有回转装置（23），回转装置可以带动输送臂与平衡臂（17）在水平面内旋转。

6.根据权利要求1所述的一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于：所述第一距离是展开状态下，所述第二输送臂下部的滑轮组的位置与第二输送臂靠近塔身的一端之间的距离。

7.根据权利要求1所述的一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于:所述料斗（22）可相对于所述塔身倾斜，以便于清洗。

8.根据权利要求1所述的一种水平旋转的折叠臂输送机，其特征在于：回转装置（23）和卸料小车（9）的运动通过可编程控制系统控制。

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