DE1213823B - Filterapparat - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

BOId

Deutsche Kl.: 12 d - 27

Nummer: 1213 823

Aktenzeichen: P 26240 VII b/12 d

Anmeldetag: 17. Dezember 1960

Auslegetag: 7. April 1966

Die Erfindung betrifft einen Filterapparat für die mechanische Reinigung von Wasser, wobei in diesem Filterapparat eine Filtermasse aus elastischen porenhaltigen Einzelstückchen vorgesehen ist, die unter dem Druck des zu filtrierenden Wassers gegen eine die Filtriermasse zurückhaltende, Durchgänge aufweisende Anlagefläche gedrängt und mindestens auf die Hälfte ihres Ausgangsvolumens elastisch zusammengedrückt werden und die Rückspülung des Feststoffes am Ende der Filterperiode innerhalb des Filters durchführbar ist.

Bei den bekannten Filterapparaten dieser Bauart bestehen die porenhaltigen Einzelstückchen der Filtermasse aus Kugeln von durch Schäumen porenhaltig gemachtem Gummi. Diese Kugeln schwimmen nicht auf der Wasseroberfläche, sinken also bis zu einer Durchlässe enthaltenden Anlagefläche ab. Die Kugelform der porenhaltigen Gummistückchen ist in diesem Fall vorgesehen, damit in der Filtermasse trotz ihres Zusammendrückens auf einen Bruchteil ihres Ausgangsvolumens große, eine Verstopfung des Filters vermeidende durchgehende Gassen verbleiben, was bei einer Filtermasse aus beliebig geformten porösen Gummistückchen nicht der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Filterapparat eine nicht an die Kugelform der porenhaltigen elastischen Einzelstückchen gebundene, unter Druck zusammenzupressende Filtermasse zu schaffen und den Aufbau des Apparates dieser neuen Filtermasse anzupassen.

Die Erfindung geht bei der Lösung dieser Aufgabe von der Erkenntnis aus, daß sich porenhaltige elastische Einzelstückchen beliebiger Gestalt, entgegen der bisherigen Auffassung, für die Bildung vollwertiger, ja sogar besonders vorteilhafter unter Druck stehender Filtermassen verwenden lassen, wenn sie aus Schnitzeln (also aus Abfallstoffen durch Zerkleinern billig zu gewinnender Teilchen) eines geschäumten Kunststoffes, z. B. Polyurethan, bestehen.

Im einzelnen ist zur Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Einzelstückchen aus Schnitzeln eines geschäumten Kunststoffes gegen eine quer zur Strömungsrichtung liegende Siebplatte anliegen und diese Strömungsrichtung außerhalb des Bereiches der Schwerkraftrichtung liegt, wobei der Rohwasserzufluß an dem der Siebplatte abgekehrten Ende des Filterbehälters in diesen einmündet.

Bei einer solchen, an sich im wesentlichen bekannten Gestaltung des Filterapparates ergibt sich überraschenderweise die Möglichkeit, eine unter Druck stehende Filtermasse statt aus Kugeln aus den bisher hierfür nicht verwendbar angesehenen Schnit-Filterapparat

Anmelder:

Oscar Pauser, Schwäbisch Gmünd, Wilhelmstr. 9

Als Erfinder benannt:

Oscar Pauser, Schwäbisch Gmünd

Beanspruchte Priorität:

Österreich vom 24. Dezember 1959 (A 9400/59)

zein eines elastischen, porenhaltigen Materials aufzubauen, also wesentlich billigeren Ausgangskörpern, die zudem als Schaumkunststoffschnitzel im Gegensatz zu Gummi gegenüber gewissen Wasserzusätzen,

ao z. B. Chlor im Schwimmbeckenwasser, unempfindlich sind.

Schaumkunststoffe als solche sind nicht neu und z.B. im Chemie-Lexikon von Römpp in Spalte 3881 erwähnt. Unter einem Schaumkunststoff im Sinne der Erfindung soll jedoch nicht ein solcher aus künstlichem Gummi verstanden werden.

Unter einer durch eine Siebplatte zurückgehaltenen Filtermasse im Sinne der Erfindung sind nur solche Filterkuchen zu verstehen, für die genügend freier Raum im Innern des Behälters des Filterapparates zur Verfügung steht, um sich darin durch Rückspülung wieder in Einzelteilchen aufzulösen. Zu dieser Kategorie gehören also nicht die zwischen zwei Siebplatten fest eingeschlossenen Filtermaterialien, für die auch schon poröse Gummistücke vorgesehen worden sind.

Beim Gegenstand der Erfindung ergibt sich im Gegensatz zu den Filtermassen aus porenhaltigen Gummikugeln, mit welchen durchgehende Durchgangskanäle großen Durchlaßquerschnittes (Gassen) gebildet werden sollen, bei einem gemäß der Erfindung aus Schnitzeln eines geschäumten Kunststoffs gebildeten Filterkuchen, daß sich die elastische Filtermasse unter dem Staudruck der zuströmenden Flüssigkeit in einem mit zunehmendem Abstand von der beaufschlagten Filterfläche ebenfalls zunehmenden Maße zusammendrückt. Dabei verengen sich dann die zwischen den Einzelstückchen verbleibenden Durchgangskanäle in Durchgangsrichtung allmählich, so daß insgesamt eine Filtermasse entsteht, bei der an der Filtereintrittsseite zunächst gröbere Durchlaßquerschnitte, im mittleren Bereich feinere

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und im Endbereich ganz feine Durchlaßquerschnitte gesehen ist und wenn gegebenenfalls an dem Behälter gegeben sind. Dadurch wird weitgehend die Bildung des Filterapparates auf der von der Filtermasse abeiner an Filtermassen aus Schüttgut so gefürchteten gekehrten Seite der ersten Siebplatte ein Anschluß Sperrhaut hintangehalten, weil die feinen Verunreini- für eine Wasserdruckleitung vorgesehen ist. Bei der gungen des zu nitrierenden Wassers zunächst durch 5 Anordnung eines solchen zweiten Siebes und der erdie groben Durchlaßquerschnitte der Einlaßseite hin- wähnten Wasserdruckleitung ist bei einem Filter-; durchgehen und je nach ihrem Feinheitsgrad erst im apparat nach der Erfindung die Wirkung des Rückmittleren oder Endbereich der Kanäle festgehalten spülvorgangs wesentlich intensiver, weil nämlich werden. Ohne Einbüße an Reinigungswirkung durch durch die Wirkung des Rückspüldruckwassers die feinste Durchlaßquetschnitte tritt an einer Filter- io Einzelteüchen des Filterkuchens nicht nur zurückmasse gemäß der Erfindung eine solche Sperrhaut und auseinandergedrängt sowie miteinander verwirerst nach sehr viel längerer Zeit als an bekannten belt, sondern auch gegen die zweite untere Siebplatte Filtern auf. Damit wird die Häufigkeit der notwendi- gedrängt werden, an der sie schließlich sogar zusamgen Reinigung der Filtermasse oder des Filtermassen- mengepreßt werden. Durch dieses Zusammendrücken austausches wesentlich herabgesetzt. 15 des gegen die untere Siebplatte gedrückten Filter-

Eine abgestufte Filtrierung war bisher nur in kuchens wird dieser — insbesondere wenn das Rückgroben Stufen bei Filtern bekannt, die keine sich zu spüldruckwasser intermittierend zugeführt wird — Filterkuchen zusammenfügenden Einzelstückchen dank der elastischen Eigenschaft der Einzelstückchen aufweisen, sondern passend ineinander gesetzte Zy- sozusagen durchgeknetet. Dabei ergibt sich wiederlinder aus Schaumkunststoff aufweisen, wobei sich 20 um eine besonders gute Befreiung dieser Einzelteildiese in Querrichtung zu durchströmenden Zylinder chen von zurückgehaltenen Schmutzteilchen,
untereinander dadurch unterscheiden, daß der in der Nach einer gewissen, beim Gegenstand der Erfin-Durchströmrichtung folgende Zylinder jeweils klei- dung aber besonders langen Betriebszeit des Filterneren Porenquerschnitt aufweist als der voran- apparates kann sich die Notwendigkeit ergeben, die gehende. Gegenüber diesen durch einen besonderen 25 Filtermasse durch eine neue zu ersetzen. Hierbei ist Herstellungsvorgang zu schaffenden Einzelzylindern es ganz vorteilhaft, wenn gemäß einer Weiterbildung wird beim Gegenstand der Erfindung ein stufenloses der Erfindung die Filtermasse in einer netzartigen Abnehmen der Durchgangsquerschnitte ohne jede Hülle untergebracht ist und mit dieser aus dem zusätzliche Maßnahme bei der Bildung der Filter- Gehäuse herausnehmbar ist. Sie kann dabei auch masse durch das Einschalten des Filterapparates von 30 außerhalb des Gehäuses innerhalb des Netzes meselbst erreicht. chanisch geknetet und ausgespült werden.

Eine besonders überraschende vorteilhafte Wir- Falls für den Rückspülvorgang das mit dem übkung einer Filtermasse aus Schnitzern eines ge- liehen Druck zufließende Rohwasser verwendet werschäumten Kunststoffs besteht gegenüber einer bei den soll, empfiehlt es sich, das am Behälterende auf Drackfiltern an sich noch nicht verwendeten Filter- 35 der von der Filtermasse abgekehrten Seite der ersten masse aus Schwammgummischnitzeln darin, daß sich Siebplatte vorgesehene Anschlußrohr sowohl (für den beim Abstellen des Zuflusses des zu reinigenden Filtriervorgang) an die Reinwasser-Abflußleitung als Wassers ein Filterkuchen aus Kunstschaumstoff- auch (für den Rückspülvorgang) an die Rohwasserschnitzeln nur sehr langsam und in nicht sehr großem Zufuhrleitung anschließbar zu machen, wobei in die Umfang ausdehnt, so daß in den Filterpausen der 40 Reinwasser-Abflußleitung ein erstes Ventil, in den Filterkuchen dennoch als zusammenhängende Masse zum oberen Anschluß führenden Zweig der Rohbestehenbleibt. Ein Filterkuchen aus Schnitzern von wasser-Zufuhrleitung ein zweites Ventil, in den zum geschäumtem Gummi würde dagegen zu Beginn unteren Zuflußrohr führenden Zweig ein drittes Venjeder Filterpause sich so schlagartig und so weit- til und in das zentrale untere Abflußrohr ein viertes gehend ausdehnen, daß sich der Kuchen dabei prak- 45 Ventil eingesetzt ist und diese Ventile von einem getisch auflöst und sich die Einzelschnitzel samt dem meinsamen Betätigungsorgan so schaltbar sind, daß im Kuchen zurückgehaltenen Schmutz im Wasser- ' für den Filtriervorgang das erste und dritte Ventil inhalt des Filterapparates verteilen. Wird nun der geöffnet und die beiden anderen Ventile geschlossen Filterapparat erneut in Betrieb genommen, so wird, sind, während sie bei dem Rückspülvorgang umgeein großer Teil dieses besonders stark verschmutzten so kehrt geschaltet sind.

Wassers vor der Neubildung eines kompakten Filter- Wenn man zusätzlich vorsieht, daß das vierte kuchens bereits das Filter passiert haben und auf die Ventil auch willkürlich einzeln schaltbar ist, so kann Reinwasserseite gelangen. Dieser schwerwiegende ' man bei extrem starkem Schmutzanfall, den abzu-Mangel kann bei Filtermassen aus Schnitzeln von filtrieren es nicht lohnt, durch Umstellen dieses geschäumtem Kunststoff nicht eintreten, was bei den 55 vierten Ventils während des Einströmens des Rohheute sehr verbreiteten kleinen Privatschwimmbecken wassers durch das dritte Ventil gleich den ganzen um so wichtiger ist, weil dort ein solcher Filter- Schlamm durch das vierte wegleiten. Diese Schaltung apparat immer nur gelegentlich nach längeren Filter- ist auch dann verwendbar, wenn an die für das pausen wieder für kurze Zeit in Gang gesetzt wird. Ansaugen des Rohwassers vorgesehene Leitung

Wenn aber die sich während der Filterpausen nicht 60 ein Unterwasserschmutzsauger angeschlossen werden

auflösenden Filterkuchen aus Schnitzeln aus ge- soll.

schäumtem Kunststoff zum Zwecke ihrer Reinigung In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des

durch Rückspülung innerhalb des Filterapparate- Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt,

gehäuses aufgelöst werden sollen, ist es besonders Darin zeigt

zweckmäßig, wenn auch auf der vom Zustrom be- 65 -Fig.l einen Längsschnitt nach der Schnittlinie 1-1

aufschlagen Seite der Filtermasse im Behälter des in F i g. 2 und

Filterapparates jenseits eines von der Filtermasse frel· F i g. 2 einen Querschnitt nach der Schnittlinie 2-2

gelassenen Wasserraumes eine zweite Siebplatte vor- in Fig. 1.

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Innerhalb des mit 11 bezeichneten Behälters des bzw. bei waagerechtem Beaufschlagungsstrom gegen Filterapparates ist eine untere Siebplatte 12 und eine eine quergestellte Siebplatte gedrängt werden,
obere Siebplatte 13 zu erkennen. In diesen Platten ist Im Betrieb arbeitet dieser Filterapparat wie folgt: eine Rührwerkswelle 14 so gelagert und zusätzlich Wird bei der besprochenen Ventilstellung die Pumpe noch durch ein Spurlager 15 abgestützt. Auf dieser 5 31 in Gang gesetzt, so führt sie über die Leitung 32 Rührwerkswelle ist unterhalb der unteren Siebplatte Rohwasser am unteren Ende des Behälters 11 ein. 12 eine mit ihren Borsten noch oben gerichtete zwei- Durch die tangentiale Einströmrichtung entsteht ein armige Bürste 16 mit Hilfe der Nabe 17 so befestigt, Wasserwirbel, aus dem sich im Zentrum die Grobdaß sie die Unterseite der Siebplatte 12 bestreicht. und Schwerschmutzanteile durch Absinken abson-In dem Raum zwischen der unteren Siebplatte 12 io dem und sich in dem Sammelbehälter 27 bei 40 an- und der oberen Siebplatte 13 sind auf der Rühr- sammeln. Das Rohwasser wird durch die Siebplatte werkswelle zwei zweiarmige Rührflügel 18 und 19 zu 12 nach oben in den Behälter gedrückt. Groberkennen, von denen der untere eine nach oben ge- schmutzanteile, die sich etwa an der Unterseite der richtete und der obere eine nach unten gerichtete Siebplatte 12 festsetzen und die Durchbrechungen zu Förderwirkung hat. Oberhalb der Siebplatte 13, aber 15 verstopfen drohen, werden von den Bürstenarmen 16 noch innerhalb des Behälters 11, ist auf der Welle 14 entfernt. Der nach oben gerichtete Beaufschlagungsein aus den Armen 20 und Schaufeln 21 bestehendes strom des Rohwassers drückt die in ihm schwimmen-Schaufelrad lose laufend angebracht. Außerdem trägt den oder schwebenden Einzelstückchen 39 aus gedie Welle an ihrem oberen Ende eine Handkurbel 26. schäumtem Kufiststoff gegen die obere Siebplatte 13 Ein Zahnrad 22 ist am Schaufelrad befestigt und ist 20 und übt auf die Gesamtmasse 39 einen solchen über die Zahnräder 23, 24 mit einem weiteren Zahn- Druck aus, daß sie dank ihrer elastischen Eigenrad 25 drehmomentübertragend verbunden. Da die- schäften zusammengedrückt werden und einen dichses Zahnrad 25 über eine Überholkupplung auf die ten Filterkuchen bilden, in dem die verbleibenden Welle 14 treibt, kann über die erwähnte Untersetzung Durchgangskanäle mit zunehmender Entfernung von die Welle 14 vom Schaufelrad 20 und von Hand in 25 Filterzuflußseite enger werden. Das diesen Filter-Umlauf gesetzt werden. Sie kann aber auch blockiert kuchen durchdringende Wasser ist klar filtriert und werden. verläßt durch die Leitung 36 als Reinwasser den

An den Behälter sind verschiedene Leitungen in Apparat. Schwere Schmutzbestandteile gelangen

folgender Weise angeschlossen: An dem Boden des wegen der aufwärts gerichteten Strömung gar nicht

Behälters 11 ist eine zentrische Vertiefung 27 vor- 30 gegen die Unterseite des Filterkuchens 39.

gesehen und an diese eine Abflußleitung 28 mit Soll dieser Filterkuchen im Rückspülverfahren ge-

einem Absperrventil 29 angeschlossen. reinigt werden, so wird die Schubstange 38 nach

Mit 30 ist eine Rohwassersaugleitung und mit 31 unten gedrückt, bis die Ventilhebel in der gestricheldie zugehörige Saugpumpe bezeichnet. Von dieser ten Stellung stehen. Dabei ist dann das Ventil 37 Pumpe aus geht eine Zweigleitung 32 für das Roh- 35 geschlossen, das Ventil 34 geöffnet, das Ventil 33 gewässer mit darin eingeschaltetem Ventil 33 zu dem schlossen und auch das Ventil 29 geöffnet. Nunmehr Behälterraum unterhalb des Siebbodens 12. Der an- fördert die Pumpe 31 ihren Rohwasserstrom über dere das Ventil 34 enthaltende Zweig 35 der Roh- die Leitung 35 zum oberen Ende des Behälters 11. wasserleitung führt zu dem Behälterraum oberhalb Der nach unten gerichtete Strom drückt den Filterder oberen Siebplatte 13 und mündet in der Ebene 40 kuchen nach unten; der durch den Rückspülstrom des Schaufelrades 20, 21. Von diesem Behälterraum auseinandergerissen wird.

oberhalb der Siebplatte 13 geht auch noch eine Rein- Der durch die Leitung 35 eintretende Rohwasserwasserabflußleitung 36 aus, in die ein Ventil 37 ein- spülstrom setzt auch das Schaufelrad 20, 21 und dageschaltet ist. Die Betätigungsarme 29 α, 33 α, 34 α, mit die Welle 14, solange sie nicht blockiert ist, mit 37 a dieser Ventile 29, 33, 34 und 37 sind an eine als 45 ihren Rührflügeln 18 und 19 in Bewegung. Diese gemeinsames Betätigungsorgan vorgesehene Schub- wirbeln dabei die einzelnen Kunststoffschaumschnitstange38 angeschlossen, wobei der Ventilarm 29 a, zel im Behälter durcheinander, die sich infolge der z. B. unter Federwirkung, lediglich gegen die Unter- Elastizität wieder ausgedehnt und den an ihnen hafseite der Schubstange angedrückt wird und infolge- tenden Schmutz abgestoßen haben. All dieser dessen auch unabhängig von der Bewegung der 50 Schmutz wird von dem nach unten gerichteten Spül-Schubstange im Sinne des Öffnens nach unten ge- strom durch die Leitung 28 und das Ventil 29 wegschwenkt werden kann. Die erwähnten Ventile sind gefördert, nachdem zuvor schon der angesammelte so geschaltet, daß bei der in der Zeichnung ausge- Grob- und Schwerschmutz 40 durch diese Leitung zogenen Stellung, also bei hochgezogener Schub- ausgetreten war.

stange, das Ventil 37 geöffnet, das Ventil 34 geschlos- 55 Das Rühren kann auch durch Benutzung der

sen, das Ventil 33 geöffnet und das Ventil 29 ge- Handkurbel 26 besorgt werden. Im Anschluß an

schlossen ist. diese Auflockerung des Kuchens kann das Rührwerk

Innerhalb des Behälters 11 ist eine bei 39 ange- stillgesetzt werden. Der Rückspülstrom drückt dann deutete Filtermasse zu erkennen, die aus lauter die Filtermassenstückchen gegen die untere Sieb-Schnitzeln eines geschäumten Kunststoffes, z. B. 60 platte 12 und preßt ihn dort zusammen,
eines Polyurethans, von der Elastizität des üblichen Für den Fall, daß besonders grob verschmutztes Schaum- oder Schwammgummis bestehen kann, die Rohwasser anfällt, dessen Filtrierung sich nicht lohnt, ihrerseits ein solch geringes spezifisches Gewicht kann der Betätigungshebel 29« des Ventils 29 auch haben, daß sie entweder schwimmfähig sind und während der Stellung der übrigen Ventile im Sinne innerhalb des Behälters nach obenauf schwimmen, 65 des Filtriervorganges (ausgezogene Linien in der bis sie an die obere Siebplatte angedrückt sind, oder Zeichnung) durch Lösen der lösbaren Ankupplung aber zum mindesten durch den von unten nach oben an die Stange 3 nach unten geschwenkt werden, so gerichteten Beaufschlagungsstrom in diese Richtung daß dann das von der Pumpe 31 kommende Roh-

wasser durch das Ventil 33 und die Leitung 32 in den unteren Teil des Behälters 11 und aus diesem sofort wieder durch die Leitung 28 und das Ventil hinausgelangt. Der Filterapparat wird mit diesem stark verschlammten Rohwasser gar nicht belastet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Filterapparat für die mechanische Reinigung von Wasser, wobei in diesem Filterapparat eine Filtermasse aus elastischen porenhaltigen Einzelstückchen vorgesehen ist, die unter dem Druck des zu filtrierenden Wassers gegen eine die Filtriermasse zurückhaltende Durchgänge aufweisende Anlagefläche gedrängt und mindestens auf die Hälfte ihres Ausgangsvolumens elastisch zusammengedrückt werden und die Rückspülung des Feststoffes am Ende der Filterperiode innerhalb des Filters durchführbar ist, d a d u r c h g e kennzeichnet, daß die Einzelstückchen aus Schnitzeln eines geschäumten Kunststoffes gegen eine quer zur Strömungsrichtung liegende Siebplatte (13) anliegen und diese Strömungsrichtung außerhalb des Bereiches der Schwerkraftrichtung liegt, wobei der Rohwasserzufluß an dem der Siebplatte (13) abgekehrten Ende des Filterbehälters (11) in diesen einmündet.

2. Filterapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Zustrom beaufschlagten Seite der Filtermasse (39) im Behälter (11) des Filterapparates jenseits eines von der Filtermasse frei gelassenen Wasserraumes eine zweite Siebplatte (12) vorgesehen ist.

3. Filterapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Behälter (11) des Filterapparates auf der von der Filtermasse abgekehrten Seite der ersten Siebplatte (13) ein Anschluß für eine Wasserdruckleitung (35) vorgesehen ist.

4. Filterapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermasse in einer netzartigen Hülle untergebracht und mit dieser aus dem Gehäuse herausnehmbar ist.

5. Filterapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Behälterende (11) auf der von der Filtermasse (39) abgekehrten Seite der ersten Siebplatte vorgesehene Anschlußrohr sowohl für den Filtriervorgang an die Reinwasser-Abflußleitung (36) als auch für den Rückspülvorgang an die Rohwasser-Zufuhrleitung (30, 35) anschließbar ist, wobei in die Reinwasser-Abflußleitung ein erstes Ventil (37), in den zum oberen Anschluß führenden Zweig der Rohwasser-Zufuhrleitung ein zweites Ventil (34), in den zum unteren Zuflußrohr führenden Zweig ein drittes Ventil (35) und in das zentrale untere Abflußrohr ein viertes Ventil (39) eingesetzt ist und diese Ventile von einem gemeinsamen Betätigungsorgan (38) so schaltbar sind, daß für den Filtriervorgang das erste und dritte Ventil geöffnet und die beiden anderen Ventile geschlossen sind, während sie bei dem Rückspülvorgang umgekehrt geschaltet sind.

6. Filterapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Ventil (29) willkürlich einzeln schaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 27194, 409117,
1054070;

deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1691391,
009;

französische Patentschrift Nr. 967 760;

USA.-Patentschrift Nr. 1794 841.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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