CN100360807C - 旋叶型真空泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋叶型真空泵，具体来说，涉及这样一种旋叶型真空泵，其中，真空部分的反向流快速地被阻塞，基于简单的构造显著地减少了零件的数量和制造程序，在该简单构造中不使用传统技术领域中采用的操作阀和U形密封，故将事故的发生率降到最小，而寿命达到最长，且维护保养较为容易。

Description

旋叶型真空泵

技术领域

本发明涉及一种旋叶型真空泵，具体来说，涉及这样一种旋叶型真空泵，其中，抽空部分的反向流被快速地阻塞，基于简单的构造，显著地减少了零件数量和制造程序，在该简单构造中，不使用传统技术领域中采用的操作阀和U形密封，将事故的发生率降到最小，而寿命达到最大，且维护保养较为容易。

背景技术

图1是示出传统旋叶型真空泵的结构的截面图，而图2是一假想的视图，其中，第一气缸和第二气缸的时间在变化，为了描述润滑剂回路的抽吸和排出的操作和图1的真空泵装置，将两个气缸表示在同一平面内。

如图1和2所示，在旋叶型真空泵中，一由电机160驱动的泵模件110被泵外壳170和一储油箱130包围。许多油储存在储油箱的内部空间内。

泵模件110包括一第一气缸111和一第二气缸112，各气缸具有一带有旋叶的转子以及一油泵140。在上述结构中，当转子113旋转紧密地与气缸的内表面接触时，它通过产生的离心力运作，真空设备通过一抽吸部分101抽吸和压缩气体，并通过一排气孔排出气体。排出到箱内的气体通过排气部分102排出到外面。上述程序重复地执行。

油连续地供应到诸如泵模件110、气缸111和112以及转子之类的各运作部件，以防止因磨擦、粘连现象和泄漏操作引起的真空能力的降低，并保护泵装置。

储存在位于储油箱低侧的储油部分131内的油，用来润滑和密封和冷却泵模件110的各操作元件的运作。一油泵140和润滑回路将油供应到泵模件110。

油泵140安装在泵模件110的转子的同轴部分上，并与泵模件合作，其设计为供应比泵模件所需要的油更多的某一油量。它具有强的耐用性和产生高液压的高性能。一油入口管的入口142连接到油的储存部分131。

油泵140供应油到各磨擦部分、止回阀200和通过形成一润滑回路的各油路的油密封空间。

止回阀200设置为一可靠的安全装置，以便防止回流。即，当运行的真空泵停止时，真空状态会被油或污染的气体毁坏，这些油或气体是用来润滑泵模件110的气缸的内部、与其连接的抽吸空间以及与抽吸部分101连接的真空设备。

如图3所示，传统的止回阀200包括：一阀板211，当由油泵140形成的油压通过流道施加到活塞操作空间270的上部油空间271时，阀板在泵的抽吸部分的空间内下降以使泵抽吸部分101打开，而当泵模件110停止时阀板上升来阻塞抽吸部分101；一延伸到阀板211的下侧的活塞210，当油压施加到上部油空间时活塞下降；一阀盖280，它形成上部油空间271和引导活塞的上和下的滑动运动；一密封的密封件260，它用来保持上部油空间271内的一定的油压；以及一返回弹簧220，它被安装成弹性地将活塞向上推到下部油空间272内的上侧，以便在泵模件停止时向上移动活塞210。

此外，与上部油空间271连接的第一流道201连接到第二流道202，它通过操作阀250与油泵140连通，一第三流道203与油储存部分131连通。

操作阀250包括一安装在阀空间251内的U形阀组件252，并被弹簧253弹性地支承，该阀空间251定位在第一流道201与第三流道203之间的一划分点处，所述第一流道从油泵140延伸到上部油空间271，而第三流道与储油部分连通。一油流道254形成在阀组件252的一外直径与阀空间251的内直径之间，并由一小的间隙形成，在泵模件的正常操作中油流过该小间隙。根据第一流道201和第二流道202的油压的相对水平，弹簧251和阀组件252进行操作。

也就是说，当泵装置正常操作时，来自油泵140的第二流道的压力加压于阀组件252和设置在其中的弹簧253，以使第一流道201与第二流道202连通，由此，阻塞第三流道203。因此，一油压形成在上部油空间271内，于是，活塞210下降。此外，阀板211离抽吸部分101一定距离，由此实现一真空抽吸泵送操作。

当第二流道202的液压释放时，在泵模件110的驱动停止时，阀组件252通过操作阀的弹簧253的弹性力关闭第二流道202，而与储油部分131连通的第三流道203打开。当上部油空间271的油压去除时，活塞210通过弹性支承该活塞的返回弹簧220的弹性力而上移。因此，与活塞210一体移动的阀板211向上移动，由此阻塞抽吸部分101并防止油沿相反方向移动。

在此时，贮留在上部油空间内的油向上流动到返回弹簧，并通过第一和第三油路被收集起来。

传统结构具有以下问题。

首先，当泵模件停止时，返回弹簧220允许被填充在上部油空间内的油向上流动并返回，以使返回时间延长。当返回时间延迟时，诸如异物等的流体从真空泵回流到真空设备内，由此，导致一致命的损坏。

第二，操作阀250另外设置在止回阀200内，这样，存在许多问题。

如上所述，当泵装置停止时，操作阀250打开上部油空间271与储油部分131之间的第三流道203，当泵装置正常驱动时该第三流道被阻塞。在油被泵送的工作材料内的某种材料所污染或某种异物被包含在油内的情况下，异物沉淀在阀组件的外直径与阀空间的内壁之间，于是，干扰阀组件252的操作。

因此，上部油空间271和第三流道203打开，这样，在第一流道201内不会发生一定的油压，由此，阀管211不打开。

此外，在操作阀的阀组件252损坏的情形下，油压不形成在上部油空间内，于是，不实施真空抽吸。

止回阀200设置在泵外壳170侧内，而操作阀250安装在泵模件110的第一气缸111的本体内，于是，为了修理操作阀250需要拆卸泵模件的所有零件，由此，增加了劳力和时间的消耗。

由于为阀组件252、弹簧253和阀组件的操作额外地设置阀空间251，所以，增加了零件的数量和组装的工作量。此外，它需要精确地加工阀组件和阀空间，以致提高了制造成本。

第三，一具有凹陷部分的W形密封260设置在活塞210的上部油空间内，以便进行密封。因油压力引起的应力可容易地损坏上述的密封。在此情形中，不形成一定的油压力，以使阀板211不打开，由此导致系统的操作停止。应额外地设置零件，于是，增加了需要零件的数量，结构和制造过程变得复杂，并增加制造成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能克服已有技术中遇到的诸多问题的旋叶型真空泵。

本发明的另一目的是提供一种旋叶型真空泵，它能快速地防止朝向一真空设备的反向流动，这样，当止回阀装置的泵模件停止时第一弹簧返回，而一上部油空间的油压通过形成在一活塞内的多个流道快速地释放。

本发明的另一目的是提供一种旋叶型真空泵，其中，去除传统止回阀装置中相随的一操作阀和一容易损坏的U形密封，基于简单的结构、零件的数量和制造的过程显著地减少，出错率的发生减到最小，且管理容易，寿命最长。

本发明的还有一目的是提供一种旋叶型真空泵，其中，显著地减少劳动力和时间，因为在修理一止回阀时无需拆卸一泵模件，所以，管理较为容易。

为了达到上述目的，按照本发明的一旋叶型真空泵包括：包括一泵模件、一泵外壳和一止回阀装置，泵外壳具有一抽吸部分，止回阀装置包括：一活塞，该活塞在一活塞操作空间内上下移动并将该活塞操作空间分成一上部油空间和一下部油空间，并具有一与上部油空间和下部油空间连通的油路；一阀盖，该阀盖用于密封活塞操作空间；一阀杆，该阀杆从活塞通过阀盖并向上延伸和连接到阀板上，以便通过阀板打开和关闭抽吸部分；一第一弹簧，安装在活塞的下侧，以便沿活塞向上移动的方向弹性地支承活塞；一第一流道，形成在泵外壳内，以使该第一流道从安装在泵模件侧的油泵连接到活塞的上部油空间；以及一第二流道，该第二流道形成在泵外壳内，以使该第二流道从活塞的下部油空间连接到储油部分，止回阀装置引导活塞的上下运动，当泵模件停止时活塞通过阀板阻塞抽吸部分。

在本发明的另一实施例中，在所述活塞中，一从上部油空间延伸、并从下侧通过的油路形成在一阀杆内。此外，一过压防止阀安装在阀杆的油路的下侧内。

附图说明

参照附图，本发明将会变得更加容易理解，附图的给出仅是为了说明，因此并不限制本发明，其中：

图1是示出一传统的旋叶型真空泵的结构的截面图；

图2是一假想的视图，其中，第一气缸和第二气缸的时间在变化，为了描述润滑剂回路的抽吸和排出的操作和图1的真空泵装置，两个气缸显示在同一平面内；

图3是示出一传统的止回阀装置的截面图；

图4a是示出根据本发明的一实施例的结构的一部分的截面图；

图4b是图4a的变化状态的视图；

图5是一立体图，示出根据本发明的一实施例的一活塞；

图6a是一截面图，示出根据本发明的另一实施例的结构的一部分；

图6b是图6a的变化状态的视图；

图7是示出图6的一支承杯的立体图；

图8a是一截面图，示出根据本发明的又一实施例的结构的一部分；

图8b是图8a的第一变化状态的视图；

图8c是图8a的第二变化状态的视图；以及

图9是示出图8的一阀组件的立体图。

具体实施方式

现将参照附图来描述本发明的旋叶型真空泵。图4a是示出根据本发明的一实施例的结构的截面图。而图4b是图4a的一变化状态的视图。

如图中所示，根据本发明的一实施例的旋叶型真空泵包括：一活塞10，它弹性地被一弹簧支承，以便在泵模件停止时用来阻塞一抽吸部分101；一具有一活塞操作空间和流道的泵外壳70；以及，一止回阀装置，它引导活塞的运动并具有一阀盖80，以便密封操作空间。

止回阀装置1a包括：一活塞10，它具有一阀杆12，该阀杆具有一接合到止回阀装置1a上侧的阀板11，用来打开和关闭抽吸部分101，并将操作空间71分成一上部油空间71a和一下部油空间71b，并具有一与上部油空间71a和下部油空间71b连通的油路P；一第一弹簧20，它安装在活塞的下侧，以便弹性地支承活塞10；一流道A31，它连通安装在泵模件侧内的油泵与活塞的上部油空间71a；以及，一流道B32，它连通活塞的下部油空间71b与储油部分。

图5是一立体图，示出根据本发明的一实施例的一活塞。如图4和5所示，从上侧连通到下侧的油路P1形成在活塞的阀杆12内。

此外，一油流道P2较佳地形成在活塞20的外侧与操作空间71的一内壁之间。

如图5所示，在活塞的外侧上形成有呈径向形状的细槽17，其数量与活塞10的外侧与操作空间71的内壁之间的油路P2的数量相同。

通过活塞的阀杆12的油路P1和介于活塞的外侧与操作空间的内壁之间的油路P2，具有在活塞的上部油空间和下部油空间的某一油压。当油压因泵模件停止而不施加到上部油空间71a时，它被用来快速复原。

流道B32较佳地形成在离下部油空间71b的底的某高度处。

还可从活塞操作空间71的下部油空间71b形成一与泵模件的转子部分连通的流道C33。

一台阶14a形成在活塞10的套筒14的下侧。一对应于套筒台阶14a的阻挡台阶71c形成在活塞操作空间71的内壁上，以便确定活塞的行程。标号83是一用于密封的O形环。

现将描述根据本发明的止回阀装置1a的操作。

当真空泵的泵模件被驱动时油泵140转达，在油路35内形成高油压，且在泵模件的运动部分中施加油以用来润滑、密封和冷却，油通过气缸的排出阀被收集到储油部分内。

来自油泵140的高油压形成在流道A31内，以使在储满油的上部油空间71a内形成油压。

油压施加到第一弹簧20，而活塞10推向下，接合到阀杆12的上侧的阀板11闭合地密封，并离抽吸部分101一距离，由此，如图4b所示，打开了真空抽吸通道90。

此时，上部油空间71a内的油通过油路P1，经过活塞的阀杆12和活塞外侧与操作空间的内壁之间的油路P2移动到下部油空间71b内，以使上部油空间71a内的油压具有一定的压力。

即，通过油路A31连续供应的油具有用来压缩上部油空间71a内的第一弹簧20的一定的压力，该油通过形成在活塞10内的油路P1和P2连续地移动到下部油空间71b内，而移动到下部油空间71b内的油的油压被降低了，并流过油路B32被收集在油储存部分内。

当油泵140因泵模件的停止而停止时，上部油空间71的油压消失，活塞10和阀板向上移动，如图4a所示，通过弹簧20的返回力活塞10和阀板紧密地阻塞抽吸部分101。

此时，贮留在上部油空间71a内的油，通过形成在活塞内的油路P1和P2→下部油空间71b→流道B32，被收集到储油部分内。

此外，从下部油空间71b的底部连通到泵模件转子的流道C33在泵模件停止时具有一油排出收集油路，这样，可更快地执行弹簧的返回和阀板11和抽吸部分101的阻塞操作。

图6a是一截面图，示出根据本发明的另一实施例的旋叶型真空泵的止回阀装置1b的结构，而图6b图6a的变化状态的视图。

如图6所示，在根据本发明的另一实施例的旋叶型真空泵的止回阀装置1b的支承杯60中，一体地形成了活塞阀杆12的一油路下侧P1、用来收集活塞套筒14内侧内的油的一油杯部分61、油杯部分61的一突缘部分62以及连接到突缘部分62的一套筒63。支承杯60通过上部油空间71a的油压进行操作并在与活塞连接的一部分内形成一油路P3。

活塞的阀杆12较佳地仅形成在活塞10的上侧上。

图7是支承杯60的立体图。

如图6和7所示，油路P3包括一形成在上表面上的突出部64，一间隙形成在活塞套筒14的内直径与支承杯套筒63的外直径之间。接合台阶14c和63c较佳地形成在活塞套筒14之间。

支承杯60包括一用来防止套筒沿向下方向逃逸的阻挡台阶65。一对应于支承杯的阻挡台阶65的阻挡环16形成在活塞的套筒14的内侧。阻挡台阶65具有诸突出部，由此达到油的通畅的流动。

支承杯60以这样的方式支承：当上部油空间71a的油压正常时，接合台阶63c支承在活塞套筒的接合台阶14c上。

此时，油从上部油空间71a通过形成在活塞套筒14外侧内的油路P2流入下部油空间71b内，如图6b所示，油具有一定的压力，少量的油流入到与接合台阶63c和14c连接的那部分内。

当上部油空间71a的油压因泵模件的停止而移去时，油路P3额外地形成在油路P2内，油路P2形成在基于支承杯60上的活塞10外侧内，这样，活塞10和阀板11更加快地实现向上运动，以便阻塞抽吸部分。

即，当上部油空间71a的压力下降时，支承杯60的突出部64通过弹簧20的斥力接触活塞的下表面，而接合台阶63c和14c被间隔开，油路P3额外地打开，其中，油路P3包括一在突出部64与活塞套筒14的内侧之间的间隙，这样，上部油空间71a的油压迅速地消失，而第一弹簧20快速地返回(如图6a所示)。

图8a是一截面图，示出根据本发明的另一实施例的旋叶型真空泵的止回阀1c的结构，而图8b是图8a的一变化状态的视图。

如图8所示，根据本发明的又一实施例的旋叶型真空泵的止回阀1c包括一过压防止阀S，它位于活塞的阀杆的油路P1的下侧内。

如图8和9所示，该过压防止阀S包括一阀管路51，它与活塞的阀杆12的油路P1连通，并具有：一通孔51a；一阀组件50，它形成在阀管路51的上端上，并紧密地接触于活塞10的下表面，或通过上部油空间71a的油压与活塞10的下表面隔开，并具有一凸缘52，该凸缘具有一在外表面内沿纵向形成的油路P4-1；以及，一第二弹簧55，其一端由活塞套筒14的内侧支承，其中，第二弹簧55弹性地支承阀组件50。

阀组件50包括弹簧接合槽52a和52b，它们用来弹性地支承凸缘52的下侧内的第一和第二弹簧20和55。一用于密封的O形环53设置在上表面，而一阻挡环15设置在活塞的套筒14的内侧内，用来支承第二弹簧55的一端。

其一端被活塞操作空间71的底部支承的第一弹簧20通过阀组件50弹性地支承活塞10，而第二弹簧55从活塞10的套筒的下侧弹性地支承被第一弹簧20支承的阀组件50。

在过压防止阀S中，在泵模件正常操作的状态中，第一弹簧20被上部油空间71a的油压压缩，而活塞10和阀板11向下移动，由此打开抽吸部分101。一定量的油通过活塞外侧的油路P2和与油路P1连通的阀组件50的油路P4连续地从上部油空间71a移动到下部油空间71b，由此油达到一定的压力(如图8b所示)。即，当泵停止时，它具有用来释放上部油空间的油压的功能。

即，当因某种问题在油路和上部油通道71a内发生超压时第二弹簧55被压缩，紧密接触活塞10的下表面的阀组件50开始离开活塞10的下表面一距离并向后移动，这样，油路P4-1与形成在阀杆12内的油路P1连通，由此，上部油空间71a内的油压具有如图8c所示的一定压力。当油压具有正常水平时第二弹簧55返回，此外，阀组件50紧密地接触于活塞的下表面。

当上部油空间71a的油压因泵模件的停止而去除时，通过第一弹簧20的排斥力活塞向上移动，而阀板11阻塞了抽吸部分101(如图8a所示)。

此时，贮留在上部油空间71a内的油，通过活塞的阀杆12的油路P1、形成在与油路P1连通的阀组件50内的油路P4以及形成在活塞外侧内的油路P2，移动到下部油空间内，并通过流道B32和C33快速地被收集。

因此，在本发明中，当泵模件停止时第一弹簧20快速地返回，此时，填充在上部油空间71a内的油通过活塞和形成在活塞内的油路P1、P2、P3、P4和P4-1自然地排放到下部油空间71b内，由此油压快速地撤去，而上部油空间内的油压不影响第一弹簧的返回操作。

当泵模件停止时阀板11快速地阻塞住抽吸部分，这样，它能防止流体从真空泵到真空设备的返回流，由此显著地提高了产品的质量。

在传统技术中发生流入真空设备内的返回流，同时通过填充在上部油空间内的油压的干扰返回弹簧缓慢地返回。与这样的传统技术相比，根据本发明的油流动和操作结构可达到极佳的效果。

此外，与上部油空间连接的流道A31直接地连接于油泵140，而从下部油空间连接到油储存部分的流道B和C32和33直接地连接。即，通过去除操作阀和容易损坏的U形密封结构得以简化，零件的数量和加工过程显著地减少，出错率减到最小，而寿命最长。

在修理情形下不需拆卸泵模件，这样，可减少劳力和工作时间。

如上所述，在根据本发明的旋叶型真空泵中，上部油空间的油压通过形成在活塞内的多个油路快速地撤去，此时，止回阀装置的第一弹簧得以返回，这样，可显著地快速实现防止返回流返回到真空设备内。

此外，通过去除操作阀和容易损坏的U形密封，结构得以简化，零件的数量和加工过程显著地减少，出错率减到最小，而寿命最长。

此外，在修理的过程中不需拆卸泵模件，这样，可显著地减少劳力和工作时间，由此，实现较容易的管理。

由于在不脱离本发明的精神或基本特征的前提下，本发明可实施为若干种形式，所以，也应该认识到，上述的实例不被以上描述的任何细节限制，除非另有规定，应该在其由附后的权利要求书所定义的精神和范围内广义地诠释，因此，所有落入权利要求书范围内的变化和改型或符合这样要求和范围的等价物都应被包括在附后的权利要求书内。

Claims (12)

1.一种旋叶型真空泵，它包括一泵模件、一泵外壳和一止回阀装置，

所述泵外壳具有一抽吸部分(101)，所述止回阀装置包括：

一活塞(10)，该活塞在一活塞操作空间(71)内上下移动并将该活塞操作空间(71)分成一上部油空间(71a)和一下部油空间(71b)，并具有一与上部油空间(71a)和下部油空间(71b)连通的油路(P)；

一阀盖(80)，该阀盖用于密封所述活塞操作空间(71)；

一阀杆(12)，该阀杆从活塞(10)通过阀盖(80)并向上延伸和连接到阀板(11)上，以便通过阀板(11)打开和关闭抽吸部分(101)；

一第一弹簧(20)，该第一弹簧安装在活塞(10)的下侧，以便沿活塞(10)向上移动的方向弹性地支承活塞(10)；

一第一流道(A31)，该第一流道形成在泵外壳(70)内，以使该第一流道(A31)从安装在泵模件侧的油泵连接到活塞的上部油空间(71a)；以及

一第二流道(B32)，该第二流道形成在泵外壳(70)内，以使该第二流道(B32)从活塞的下部油空间(71b)连接到储油部分，

所述止回阀装置引导所述活塞(10)的上下运动，当所述泵模件停止时所述活塞(10)通过所述阀板(11)阻塞所述抽吸部分(101)。

2.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述油路(P)包括一形成在阀杆(12)内的油路(P1)，用来与活塞(10)的上侧和下侧连通。

3.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述油路(P)包括一形成在活塞(20)的外侧与活塞操作空间(71)的内壁之间的油路(P2)。

4.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，还包括一第三流道(C33)，它从活塞操作空间(71)的下部油空间(71b)连通到泵模件的一转子部分。

5.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述活塞(10)在活塞套筒(14)的下侧包括一台阶(14a)，在活塞操作空间(71)的内壁上形成一对应于套筒台阶(14a)的阻挡台阶(71c)。

6.如权利要求3所述的真空泵，其特征在于，形成在活塞(10)的外侧与活塞操作空间(71)的内壁之间的所述油路(P2)是多个细槽(17)，它们沿纵向形成在活塞的外侧。

7.如权利要求2所述的真空泵，其特征在于，一支承杯(60)形成在阀杆(12)的油路(P1)的下侧内的活塞套筒(14)的空间内，其中，所述支承杯(60)包括：一用来储存油的油杯部分(61)；一突缘部分(62)，该突缘部分具有一在油杯部分(61)的上侧向外伸展的表面；以及一圆柱形套筒(63)，该圆柱形套筒从突缘部分(62)的外侧向下延伸；所述第一弹簧(20)弹性地支承该支承杯(60)，一油路(P3)形成在支承杯(60)和活塞套筒(14)之间，支承杯(60)通过上部油空间(71a)的油压进行操作。

8.如权利要求7所述的真空泵，其特征在于，支承杯(60)包括一形成在所述突缘部分(62)的上表面上的突出部(64)，而一间隙形成在活塞套筒(14)的内直径与支承杯套筒(63)的外直径之间；内部接合的接合台阶(14c，63c)形成在活塞套筒(14)与支承杯套筒(63)之间。

9.如权利要求7所述的真空泵，其特征在于，所述支承杯(60)包括：一阻挡台阶(65)，用来防止支承杯套筒(63)沿向下方向逃逸；以及，一对应于支承杯(60)的阻挡台阶(65)的阻挡环(16)，该阻挡环形成在活塞(10)的活塞套筒(14)的内侧上。

10.如权利要求1、3至5中任何一项所述的真空泵，其特征在于，一从上部油空间(71a)延伸并从活塞(10)下侧通过的油路(P1)形成在阀杆(12)内，在阀杆(12)的油路(P1)的下侧内还设置一过压防止阀(S)。

11.如权利要求10所述的真空泵，其特征在于，所述过压防止阀(S)包括：

一阀组件(50)，该阀组件包括：一阀管路(51)，该阀管路与活塞阀杆(12)的油路(P1)连通并具有一向下通过的通孔(51a)；以及一凸缘(52)，该凸缘形成在阀管路(51)的上端内并紧密地接触于活塞(10)的下表面或通过上部油空间(71a)的油压与该下表面间隔开，并具有一沿纵向形成的油路(P4-1)；以及

一第二弹簧(55)，该第二弹簧的下端被活塞套筒(14)的内侧支承，而上端弹性地支承阀组件(50)。

12.如权利要求11所述的真空泵，其特征在于，在所述阀组件(50)中，一O形环(53)设置在阀组件的上侧内，而接合弹簧的槽(52a，52b)形成在凸缘(52)的下侧内，用来弹性地支撑第一和第二弹簧(20，55)，以及，一阻挡环(15)设置在活塞套筒(14)的内侧，用来支承第二弹簧(55)的一端。

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