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一种用于风力发电设备的传动系统

阅读:220发布:2021-02-26

IPRDB可以提供一种用于风力发电设备的传动系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于风力发电设备的传动系统,包括第二油缸,所述第二油缸组件设置在水平的第二支板下方,第二油缸的活塞杆端与第二驱动板固定,所述第二驱动板连接在风叶的传动轴上,用以驱动传动轴转动,以带动风叶旋转至适当角度;在所述第一驱动板上设置有与所述传递销的端部对应的第一磁吸处,用以通过磁性的传递销磁吸接触;在所述第二驱动板上设置有与第二油缸组件的活塞杆对应的第二磁吸处,用以通过与活塞杆的端部磁吸接触。本发明在控制器获取停止运行状态的风叶时,检测风叶是否处于最佳的位置状态,当风叶没有处于最佳位置时,则链轮传动机构从顺时针方向拉动风叶,或第二油缸组件顺时针推动、逆时针拉动来带动风叶转动。,下面是一种用于风力发电设备的传动系统专利的具体信息内容。

1.一种用于风力发电设备的传动系统,其特征在于,包括第一支板、第二支板,第一支板设置在第二支板的两端,对其进行支撑,设置在所述第二支板下侧的风叶,风叶在传动组件的驱动下旋转运动,用以产生电能;

所述传动组件包括能够同时或先后动作的链轮传动机构及油缸传动机构,链轮传动机构包括设置在第一支板上的第一链轮、设置在第二支板上的第二链轮,第一链轮与第二链轮之间设置链条,第二链轮为双排链轮;所述链轮传动机构还包括用以驱动第一链轮的电机组件,电机组件通过电机、连接在电机输出端的减速器带动第一链轮转动,电机组件通过设置在其下端的电机支架支撑;所述链轮传动机构还包括设置在第二支板上的第一滑轮、第二滑轮、与风叶的传动轴连接的吊板组件以及用以传动的钢丝绳,其中钢丝绳的一端与吊板组件固定连接,并顺次通过第一滑轮、第二链轮、第二滑轮,并且钢丝绳的端部与油缸传动机构固定连接;所述吊板组件包括锁绳器、传递销,以及套设在传递销外的套板,传递销的下端与第一驱动板固定,所述第一驱动板连接在风叶的传动轴上,用以驱动传动轴转动,以带动风叶旋转至适当角度;

所述钢丝绳与第二链轮连接的部分为链条,第二链轮通过与链条配合而传动,其中,在第一滑轮与第二链轮之间的链条为第一链条部分,在第二链轮与第二滑轮之间的链条为第二链条部分,在提升风叶时,链条部分始终与第二链轮配合;

所述油缸传动机构包括第一油缸组件和第二油缸组件,所述第一油缸组件设置在第二支板上,所述钢丝绳的尾端通过牵引组件与第一油缸的活塞杆的末端连接;

所述第二油缸组件设置在水平的第二支板下方,第二油缸的活塞杆端与第二驱动板固定,所述第二驱动板连接在风叶的传动轴上,用以驱动传动轴转动,以带动风叶旋转至适当角度;在所述第一驱动板上设置有与所述传递销的端部对应的第一磁吸处,用以通过磁性的传递销磁吸接触;在所述第二驱动板上设置有与第二油缸组件的活塞杆对应的第二磁吸处,用以通过与活塞杆的端部磁吸接触;

在所述第一链条部分的端部设置第一位置传感器,对第一链条部分的端部所处位置进行检测,在所述第二链条部分的端部设置第二位置传感器,对第二链条部分的端部所处位置进行检测,在所述油缸的活塞杆端设置第三位置传感器;

还包括控制器,分别获取三个位置传感器的位置信息,并通过三个位置传感器的信息分别控制链轮传动机构、油缸传动机构传动,当第一链条部分的端部处于第一预设位置,同时,第二链条部分的端部处于第二预设位置时,控制器根据检测的两个位置传感器的信息,控制链轮传动机构的电机停止运动;同时,控制器控制第一油缸组件的油缸动作,带动钢丝绳拉动停车板运动,直到第三位置传感器检测到钢丝绳的端部处于第三预设位置,则油缸停止运动;在所述第一链条部分的端部处于第四预设位置时,则风叶位于链轮传动机构顺时针的其中一极限位置,控制器控制第二油缸动作,拉动风叶继续旋转至第五预设位置。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电设备的传动系统,其特征在于,在所述控制器内设置有比较模块,将实时检测的三个位置信息分别与预设的位置信息进行比较,当均在阈值范围内时,则认为钢丝绳到达预设的位置;

式中,D表示在(t2-t1)时间内的,三个传感器检测的实际位置信息与预设位置信息的差值,d0表示相应的三个传感器检测检测的位置处的预设位置信息,d(t)表示在两种传动机构中,三个位置传感器检测的相应位置处的位置信息与时间的函数关系,为线性关系;第一链条部分的端部位置、第二链条部分的端部位置、第一油缸的活塞杆端的位置与时间为线性关系;

满足d=at+b   (2)

其中,d表示三个位置传感器检测的相应的位置,t表示时间,a,b为常数。

3.根据权利要求2所述的用于风力发电设备的传动系统,其特征在于,所述钢丝绳固定在锁绳器上,传递销固定在锁绳器的下方,传递销上设置螺纹,通过螺钉将传递销与套板固定,相应的,套板的上、下部分设置有带螺纹的连接板,连接板上设置有螺纹孔用以与传递销螺纹连接。

4.根据权利要求2所述的用于风力发电设备的传动系统,其特征在于,所述第一油缸通过牵引器组件对钢丝绳的端部进行牵拉,牵引组件包括与钢丝绳连接的牵引器,套设在所述牵引器外侧的连接件,所述连接件与油缸的活塞杆连接;

所述牵引器的截面形状为凸型结构,所述连接件的其中一面开口,用以供钢丝绳通过,在连接件内设置有与牵引器形状相同的凸型槽,以为牵引器的整个侧面提供支撑力。

说明书全文

一种用于风力发电设备的传动系统

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电技术领域,尤其涉及一种用于风力发电设备的传动系统。

背景技术

[0002] 风力发电机是将风能转换为机械能的动力机械,现有风力发电机包括直驱式风机和普通风机,其传动系统包括安装在机舱底座上的轴承座,轴承座上固定有用于支撑主轴的轴承,主轴的一端固定有带有制动盘的轮毂,轮毂上装有叶片,直驱式风机的主轴的另一端连接有与机舱底座固定的直驱发电机,普通风机的主轴的另一端连接有主增速器且主增速器通过扭矩臂浮动安装于机舱底座上,主增速器的输出端连接有与机舱底座固定的普通发电机。
[0003] 风力发电机的传动系统的工作原理是利用风力带动叶片旋转,从而带动轮毂以及主轴进行旋转,主轴另一端连接的直驱发电机或间接连接的普通发电机在主轴带动下进行工作。
[0004] 风力发电机的风叶在发电过程中,往往旋转至任意角度,不利于风机转动产生动能,因此,需使传动系统适当调整风叶至预设的角度,才能够提升风力发电机的效率。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种用于风力发电设备的传动系统,用以克服现有技术中的技术缺陷。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供一种用于风力发电设备的传动系统,包括第一支板、第二支板,第一支板设置在第二支板的两端,对其进行支撑,设置在所述第二支板下侧的风叶,风叶在传动组件的驱动下旋转运动,用以产生电能;
[0007] 所述传动组件包括能够同时或先后动作的链轮传动机构及油缸传动机构,链轮传动机构包括设置在第一支板上的第一链轮、设置在第二支板上的第二链轮,第一链轮与第二链轮之间设置链条,第二链轮为双排链轮;所述链轮传动机构还包括用以驱动第一链轮的电机组件,电机组件通过电机、连接在电机输出端的减速器带动第一链轮转动,电机组件通过设置在其下端的电机支架支撑;所述链轮传动机构还包括设置在第二支板上的第一滑轮、第二滑轮、与风叶的传动轴连接的吊板组件以及用以传动的钢丝绳,其中钢丝绳的一端与吊板组件固定连接,并顺次通过第一滑轮、第二链轮、第二滑轮,并且钢丝绳的端部与油缸传动机构固定连接;所述吊板组件包括锁绳器、传递销,以及套设在传递销外的套板,传递销的下端与第一驱动板固定,所述第一驱动板连接在风叶的传动轴上,用以驱动传动轴转动,以带动风叶旋转至适当角度;
[0008] 所述钢丝绳与第二链轮连接的部分为链条,第二链轮通过与链条配合而传动,其中,在第一滑轮与第二链轮之间的链条为第一链条部分,在第二链轮与第二滑轮之间的链条为第二链条部分,在提升风叶时,链条部分始终与第二链轮配合;
[0009] 所述油缸传动机构包括第一油缸组件和第二油缸组件,所述第一油缸组件设置在第二支板上,所述钢丝绳的尾端通过牵引组件与第一油缸的活塞杆的末端连接;
[0010] 所述第二油缸组件设置在水平的第二支板下方,第二油缸的活塞杆端与第二驱动板固定,所述第二驱动板连接在风叶的传动轴上,用以驱动传动轴转动,以带动风叶旋转至适当角度;在所述第一驱动板上设置有与所述传递销的端部对应的第一磁吸处,用以通过磁性的传递销磁吸接触;在所述第二驱动板上设置有与第二油缸组件的活塞杆对应的第二磁吸处,用以通过与活塞杆的端部磁吸接触;
[0011] 在所述第一链条部分的端部设置第一位置传感器,对第一链条部分的端部所处位置进行检测,在所述第二链条部分的端部设置第二位置传感器,对第二链条部分的端部所处位置进行检测,在所述油缸的活塞杆端设置第三位置传感器;
[0012] 还包括控制器,分别获取三个位置传感器的位置信息,并通过三个位置传感器的信息分别控制链轮传动机构、油缸传动机构传动,当第一链条部分的端部处于第一预设位置,同时,第二链条部分的端部处于第二预设位置时,控制器根据检测的两个位置传感器的信息,控制链轮传动机构的电机停止运动;同时,控制器控制第一油缸组件的油缸动作,带动钢丝绳拉动停车板运动,直到第三位置传感器检测到钢丝绳的端部处于第三预设位置,则油缸停止运动;在所述第一链条部分的端部处于第四预设位置时,则风叶位于链轮传动机构顺时针的其中一极限位置,控制器控制第二油缸动作,拉动风叶继续旋转至第五预设位置。
[0013] 进一步地,在所述控制器内设置有比较模块,将实时检测的三个位置信息分别与预设的位置信息进行比较,当均在阈值范围内时,则认为钢丝绳到达预设的位置;
[0014]
[0015] 式中,D表示在(t2-t1)时间内的,三个传感器检测的实际位置信息与预设位置信息的差值,d0表示相应的三个传感器检测检测的位置处的预设位置信息,d(t)表示在两种传动机构中,三个位置传感器检测的相应位置处的位置信息与时间的函数关系,为线性关系;第一链条部分的端部位置、第二链条部分的端部位置、第一油缸的活塞杆端的位置与时间为线性关系;
[0016] 满足d=at+b   (2)
[0017] 其中,d表示三个位置传感器检测的相应的位置,t表示时间,a,b为常数。
[0018] 进一步地,所述钢丝绳固定在锁绳器上,传递销固定在锁绳器的下方,传递销上设置螺纹,通过螺钉将传递销与套板固定,相应的,套板的上、下部分设置有带螺纹的连接板,连接板上设置有螺纹孔用以与传递销螺纹连接。
[0019] 进一步地,所述第一油缸通过牵引器组件对钢丝绳的端部进行牵拉,牵引组件包括与钢丝绳连接的牵引器,套设在所述牵引器外侧的连接件,所述连接件与油缸的活塞杆连接;
[0020] 所述牵引器的截面形状为凸型结构,所述连接件的其中一面开口,用以供钢丝绳通过,在连接件内设置有与牵引器形状相同的凸型槽,以为牵引器的整个侧面提供支撑力。
[0021] 与现有技术相比本发明的有益效果在于,本发明风叶在正常旋转时,吊板组件、第二油缸组件均不与风叶接触,以免影响风叶的正常旋转;在控制器获取停止运行状态的风叶时,检测风叶是否处于最佳的位置状态,当风叶没有处于最佳位置时,则链轮传动机构从顺时针方向拉动风叶,或第二油缸组件顺时针推动、逆时针拉动来带动风叶转动。
[0022] 进进一步地,本发明采用两种传动方式传送,且第一油缸组件的最大范围较小,故先通过链轮传动机构传动,再通过第一油缸组件传动,也即,先通过链轮传动机构达到预设的位置,再通过第一油缸组件进行精准调节,以使叶轮能够精准且连续调整至预设位置。
[0023] 进一步地,当第一链条部分的端部处于第一预设位置,同时,第二链条部分的端部处于第二预设位置时,控制器根据检测的两个位置传感器的信息,控制链轮传动机构的电机停止运动;同时,控制器控制油缸传动机构的油缸动作,带动钢丝绳拉动停车板运动,直到第三位置传感器检测到钢丝绳的端部处于第三预设位置,则油缸停止运动;并且,在所述第一链条部分的端部处于第四预设位置时,则风叶位于链轮传动机构顺时针的其中一极限位置,此时,控制器控制第二油缸85动作,拉动风叶继续旋转至第五预设位置,此为风叶需要调整旋转的顺时针极限位置。同理,若风叶初始位于超过顺时针极限位置,则需先通过第二油缸调整,再通过链轮传动机构调整。
[0024] 进一步地,本发明中牵引器的截面形状为凸型结构,为了增加牵引器的牵拉强度,连接件的其中一面开口,用以供钢丝绳通过,在连接件内设置有与牵引器形状相同的凸型槽,以为牵引器的整个侧面提供支撑力。

附图说明

[0025] 图1为本发明用于风力发电设备的传动系统的主视结构示意图;
[0026] 图2为本发明用于风力发电设备的传动系统的侧视结构示意图;
[0027] 图3为本发明图1中吊板组件的局部结构示意图;
[0028] 图4为本发明图1中牵引组件的局部结构示意图;
[0029] 图5为本发明中风机转轴组件的俯视结构示意图。

具体实施方式

[0030] 以下结合附图,对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0031] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术防护机构员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。
[0032] 需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0033] 此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0034] 参阅图1、2所示,其为本发明用于风力发电设备的传动系统的主视结构示意图和侧视结构示意图;本实施例的提升机构包括第一支板11、第二支板1,第一支板11设置在第二支板1的两端,对其进行支撑;设置在第二支板1下侧的风叶83,风叶83在传动组件的驱动下旋转运动,用以产生电能,本实施例的用于风力发电设备的传动系统,通过传动组件完成对风叶位置的调整。
[0035] 继续参阅图1所示,所述传动组件包括能够同时或先后动作的链轮传动机构及油缸传动机构。其中,链轮传动机构包括设置在第一支板11上的第一链轮31、设置在第二支板1上的第二链轮33,第一链轮31与第二链轮33之间设置链条32,以传输动力,其中,第二链轮
33为双排链轮;链轮传动机构还包括用以驱动第一链轮31的电机组件13,电机组件13通过电机、连接在电机输出端的减速器带动第一链轮31转动,电机组件13通过设置在其下端的电机支架12支撑。链轮传动机构还包括设置在第二支板1上的第一滑轮34、第二滑轮35、与风叶83的传动轴82连接的吊板组件43以及用以传动的钢丝绳4,其中钢丝绳4的一端与吊板组件43固定连接,并顺次通过第一滑轮34、第二链轮33、第二滑轮35,并且钢丝绳的端部与油缸传动机构固定连接。
[0036] 具体而言,钢丝绳4与第二链轮33连接的部分为链条,第二链轮33通过与链条配合而传动,其中,在第一滑轮34与第二链轮33之间的链条为第一链条部分41,在第二链轮33与第二滑轮35之间的链条为第二链条部分42,在提升风叶时,链条部分始终与第二链轮33配合。
[0037] 参阅图3所示,其为本发明图1中吊板组件的局部结构示意图;吊板组件包括锁绳器431、传递销432,以及套设在传递销432外的套板434,其中,钢丝绳4固定在锁绳器431上,传递销432固定在锁绳器431的下方,传递销432上设置螺纹,通过螺钉432将传递销与套板434固定,相应的,套板434的上、下部分设置有带螺纹的连接板,连接板上设置有螺纹孔用以与传递销432螺纹连接。传递销432的下端与第一驱动板81固定,所述第一驱动板81连接在风叶的传动轴82上,用以驱动传动轴82转动,以带动风叶旋转至适当角度。
[0038] 继续参阅图1所示,油缸传动机构包括第一油缸组件和第二油缸组件,其中,第一油缸组件设置在第二支板1上,钢丝绳的尾端通过牵引组件与第一油缸61的活塞杆的末端连接,第一油缸组件通过活塞杆的往复运动与链轮传动机构共同带动钢丝绳来回运动。由于本实施例中,采用两种传动方式传送,且第一油缸组件的最大范围较小,故先通过链轮传动机构传动,再通过第一油缸组件传动,也即,先通过链轮传动机构达到预设的位置,再通过第一油缸组件进行精准调节,以使叶轮能够精准且连续调整至预设位置。
[0039] 参阅图4所示,其为本发明图1中牵引组件的局部结构示意图,第一油缸61通过牵引器组件对钢丝绳4的端部进行牵拉,牵引组件包括与钢丝绳4连接的牵引器62,套设在所述牵引器62外侧的连接件63,所述连接件63与油缸的活塞杆61连接。在本实施例中,牵引器62的截面形状为凸型结构,为了增加牵引器62的牵拉强度,连接件63的其中一面开口,用以供钢丝绳4通过,在连接件53内设置有与牵引器62形状相同的凸型槽,以为牵引器62的整个侧面提供支撑力。在安装时,从连接件63的侧面(与图示中相对的方向)插入连接件63的凹槽,并通过焊接将两者固定。
[0040] 继续参阅图1,第二油缸组件设置在水平的第二支板1下方,第二油缸85的活塞杆端与第二驱动板84固定,所述第二驱动板84连接在风叶的传动轴82上,用以驱动传动轴82转动,以带动风叶旋转至适当角度。结合图5所示,本实施例的风叶的传动轴82两侧分别设置有第一驱动板81、第二驱动板84,用以驱动传动轴82转动。在所述第一驱动板81上设置有与所述传递销432的端部对应的第一磁吸处811,用以通过磁性的传递销432磁吸接触;在所述第二驱动板84上设置有与第二油缸组件的活塞杆对应的第二磁吸处841,用以通过与活塞杆的端部磁吸接触。可以理解的是,为方便控制,采用电磁元件,方便切断。
[0041] 在本实施例中,风叶在正常旋转时,吊板组件、第二油缸组件均不与风叶接触,以免影响风叶的正常旋转;在控制器获取停止运行状态的风叶时,检测风叶是否处于最佳的位置状态,当风叶没有处于最佳位置时,则链轮传动机构从顺时针方向拉动风叶,或第二油缸组件顺时针推动、逆时针拉动来带动风叶转动。
[0042] 为方便控制,在所述第一链条部分41的端部设置第一位置传感器72,对第一链条部分的端部所处位置进行检测;在第二链条部分42的端部设置第二位置传感器71,对第二链条部分的端部所处位置进行检测;在所述第一油缸61的活塞杆端设置第三位置传感器73,对活塞杆端的位置,也即,钢丝绳端部位置进行检测。本实施例装置还包括控制器,分别获取三个位置传感器的位置信息,并通过三个位置传感器的信息分别控制链轮传动机构、油缸传动机构传动。在本实施例中,当第一链条部分的端部处于第一预设位置,同时,第二链条部分的端部处于第二预设位置时,控制器根据检测的两个位置传感器的信息,控制链轮传动机构的电机停止运动;同时,控制器控制第一油缸组件的第一油缸61动作,带动钢丝绳拉动风叶83运动,直到第三位置传感器检测到钢丝绳的端部处于第三预设位置,则油缸停止运动。并且,在所述第一链条部分的端部处于第四预设位置时,则风叶位于链轮传动机构顺时针的其中一极限位置,此时,控制器控制第二油缸85动作,拉动风叶继续旋转至第五预设位置,此为风叶需要调整旋转的顺时针极限位置。同理,若风叶初始位于超过顺时针极限位置,则需先通过第二油缸调整,再通过链轮传动机构调整。
[0043] 为了保证位置控制的精准程度,在所述控制器内设置有比较模块,将实时检测的三个位置信息分别与预设的位置信息进行比较,当均在阈值范围内时,则认为钢丝绳到达预设的位置。
[0044]
[0045] 式中,D表示在(t2-t1)时间内的,三个传感器检测的实际位置信息与预设位置信息的差值,d0表示相应的三个传感器检测检测的位置处的预设位置信息,d(t)表示在两种传动机构中,三个位置传感器检测的相应位置处的位置信息与时间的函数关系,为线性关系;第一链条部分的端部位置、第二链条部分的端部位置、油缸的活塞杆端的位置与时间为线性关系。
[0046] 满足d=at+b   (2)
[0047] 其中,d表示三个位置传感器检测的相应的位置,t表示时间,a,b为常数。
[0048] 在三个位置传感器检测的位置与预设位置的差值均在阈值范围内时,则控制器选择切换传动方式或者启停相应的动作。
[0049] 同时,为了保证油缸在微调过程中,能够进一步准确控制位置,在油缸运动过程中,所述比较模块分别对三个位置传感器与预设位置的阈值进行计算获取,并进行偏差运算。
[0050] 所述比较模块按照下述均值运算公式判定第一位置传感器、第二位置传感器的偏差值P21:
[0051]
[0052] 式中,P21表示第一位置传感器、第二位置传感器的偏差值,r1表示第一位置传感器的实时采样值,r2表示第二位置传感器的实时采样值;r3表示第三位置传感器的实时采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
[0053] 其中I表示基于二次函数的任意积分运算,上述公式为获取积分的比值信息,下述两公式相同,如基于函数y=ax2,在x取值为(a,b)内,a
[0054] 上述均值运算的基本算法为:通过获取在某个时间段内的所有采样点的位置值,对某个时间段内的各个取值进行积分运算和均方差运算,然后取比值,得出相比较的平均值。
[0055] 所述的比较模块按照下述公式判定第一位置传感器、第二位置传感器的偏差值P31:
[0056]
[0057] 式中,P31表示第一位置传感器、第三位置传感器的偏差值,r1表示第一位置传感器的实时采样值,r2表示第二位置传感器的实时采样值;r3表示第三位置传感器的实时采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
[0058] 所述的比较模块按照下述公式判定第二组第一位置传感器、第二位置传感器的偏差值P23:
[0059]
[0060] 式中,P23表示第二位置传感器、第三位置传感器的偏差值,r1表示第一位置传感器的实时采样值,r2表示第二位置传感器的实时采样值;r3表示第三位置传感器的实时采样值;T表示均方差运算,I表示积分运算。
[0061] 经过上述方式获取的P21、P31、P23,分别与控制器内的偏差阈值进行比较,若均在偏差阈值范围内,则油缸控制精准,若其中一组数据超过偏差阈值,则控制器停止油缸动作,间隔预设时间后,重新控制油缸动作。
[0062] 至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术防护机构可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
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