CN101082385A - 具有锁定槽的联接元件及带有这种联接元件的联接结构 - Google Patents

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Abstract

联接元件(A)能够具有沿纵向轴线(X－X′)推入到联结元件(A)中的第二元件(B)，所述元件(A)包括两个重叠的同轴的环，即锁定环(2)和保险环(4)，所述锁定环(2)和保险环(4)围绕所述元件(1)的本体(1)以可以转动的方式安装。所述锁定环(2)相对于所述本体(1)轴向固定，而所述保险环(4)能够相对于所述锁定环(2)和相对于所述本体(1)滑动。所述锁定环(2)设有至少一个锁定槽(23)，所述锁定槽用于接收被推入到所述元件(A)中的第二元件(B)的径向突出部(51)，槽口(23B)能够相对于所述元件(A)轴向地锁定所述突出部(51)。而且，所述保险环(4)设有至少一个保险槽(43)，所述保险槽的槽口(43B)能够将所述突出部(51)周向地锁定于槽口(23B)中。

Description

具有锁定槽的联接元件及带有这种联接元件的联接结构
技术领域
本发明涉及一种联接元件以及一种用于可拆卸地连接两个管的联接结构。
背景技术
EP-A-1,164,327揭示了利用具有超越行程的锁定斜坡的联接结构来连接两个元件，其中所述锁定斜坡形成在第一元件的环中且用于接收第二元件的径向突出凸耳。所述联接结构的两个元件包括与弹簧相关联的切断阀，所述弹簧趋向于推动所述元件，以使它们分离开。通过抵抗阀弹簧的作用来推动所述元件彼此靠近，直到到达超越过行程区域来获得锁定，在所述超越行程区域中阀弹簧将第二元件的凸耳推入槽口中。在这种设备中，凸耳由阀弹簧独自锁定。结果，如果所联接的流路中压力下降且同时所述元件例如在震动的影响下相对转动，倾向于导致所述两个元件沿解除锁定的方向彼此靠近地移动并将凸耳驱动至锁定斜坡的超越行程区域中，则存在元件将断开连接的风险。
FR-A-1 580 284也公开了利用开口环的凸元件和凹元件的联接结构，所述开口环安装为可以围绕凹元件的本体转动。所述开口环包括两个并列系列的缝，第一系列的缝用于接收凸元件的径向突出的凸榫，而第二系列的缝用于接收装配在开口环上的外环的内凸耳。所述两个系列的缝设置为当凸元件和凹元件周向移动而彼此靠近时，所述开口环围绕凹构件的本体转动。通过开口环的转动，可以同时在所述第一系列缝的周向槽口中锁定凸元件的凸榫和在所述第二系列的缝的倾斜槽口中锁定外环的内凸耳。在这种设备中，将凸元件的凸榫引入到第一系列的缝中需要使第一系列的缝与凹元件的本体中的轴向缝隙对准。现在，由于开口环被安装为自由地围绕凹元件的本体转动，因此这些缝易于彼此相对移动。这些缝可以通过事先向外环施加反向的力来抵抗弹簧的作用而对准。因此凸元件和凹元件的锁定不是自动的。
此外，US-A-5,253,716描述了一种凹联接元件，其包括两个重叠环：焊接至凹元件的本体的内环和能够相对于内环轴向移动的外环。所述内环包括缝用于容纳能够被推入所述凹元件内的凸元件的径向突起凸耳，各凸耳设计为通过外环中的相应半圆槽固定在内环的缝中。在这种设备中，连接凸元件和凹元件需要相对于内环向后移动外环且相对于凹元件转动凸元件，以使凸元件的凸耳沿内环中的缝移动。对于操作者来说，这样的设备不允许联接元件以单一运动自动地锁定。
发明内容
本发明通过提供一种联接元件来特别地克服或至少减轻上述缺点中的至少一个，所述联接元件能够有第二元件推入到其中，这些元件能够彼此可靠地锁定，其在连接位置的锁定是自动发生的。
为此，本发明的主题是用于可拆卸地连接管的联接元件，这种元件能够具有沿所述联接元件的纵向轴线推入到其中的第二元件，第一元件包括：两个重叠的同轴的环，即锁定环和保险环，所述锁定环和保险环围绕所述第一元件的本体安装；能够相对于本体轴向锁定所述锁定环的装置，其中所述保险环能够相对于所述锁定环和相对于所述本体滑动，所述锁定环设有至少一个锁定槽，所述锁定槽用于接收被推入到所述第一元件中的第二元件的径向突出部，锁定槽的槽口能够相对于所述第一元件轴向锁定所述突出部，所述保险环设有至少一个保险槽，当所述突出部被接收在所述锁定槽中时，所述保险槽用于接收所述突出部，所述保险槽的槽口能够相对于所述锁定环将所述突出部周向锁定于保险槽的槽口中，其特征在于所述锁定环和所述保险槽被安装为可以围绕所述元件的本体转动，所述装置能够使所述两个环一体地转动。
根据本发明的联接元件的其他有利特征如下：
所述锁定环为内环而所述保险环为外环；
所述锁定槽的槽口相对于所述元件基本周向地取向，而所述保险槽的槽口相对于所述元件基本轴向地取向；
用于使锁定环和保险环一体地转动的所述装置包括从所述内环的外表面径向突出、且能够容置在所述外环的轴向缝中的至少一个构件；
用于相对于所述本体轴向地锁定所述锁定环的所述装置包括从所述锁定环的内表面径向突出、且能够容置在所述本体的外周槽中的至少一个构件；
所述锁定槽包括相对于所述元件基本轴向地取向的进入部；
所述联接元件包括回弹装置，所述回弹装置通过以下方式设定保险环相对于锁定环的位置：锁定槽的槽口和保险槽的槽口基本重叠。
所述保险槽包括进入部，所述进入部的一个边缘从所述保险槽的槽口向所述锁定槽的进入部倾斜，当联接元件断开连接时，所述边缘用于引导被推入所述元件中的第二联接元件的所述突出部离开所述锁定槽的槽口。
所述保险槽包括进入部，所述进入部的第二边缘从所述保险槽的槽口向所述锁定槽的进入部倾斜，当所述联接元件连接时，所述第二边缘用于朝向所述锁定槽的槽口引导第二联接元件的所述突出部。
本发明的又一个主题是用于可拆卸地连接管的联接结构，其包括第一元件和第二元件，所述第一元件和第二元件能够沿所述联接的主轴线将一个元件推入到另一个元件中，其中所述第二元件包括至少一个径向突出部，而第一元件如上所述。有利的是，所述第二元件包括至少两个径向突出部，所述第一元件包括至少两个相应的锁定槽和至少两个相应的保险槽。
附图说明
本发明的特征和优点将通过以下参考附图对根据本发明的联接元件和联接结构的两个实施例的说明而变得显而易见，所述说明完全是以示例的方式给出的，图中：
图1为根据本发明的第一实施例的联接结构的侧视图，其中所述联接结构的凸元件和凹元件尚未联接；
图2为与图1类似的视图，而处于凸元件和凹元件联接的第一步骤过程中；
图3为沿图2的线III-III剖开的放大的轴向剖面图；
图4为与图1类似的视图，而处于凸元件和凹元件联接的第二步骤过程中；
图5为沿图4的线V-V剖开的轴向剖面图；
图6为与图1类似的视图，而处于凸元件和凹元件联接的第三步骤过程中；
图7为与图1类似的视图，其中联接处于能够允许流体通过的锁定形态；
图8为与图1类似的视图，而处于凸元件和凹元件拆开联接的第一步骤过程中；
图9为示出根据本发明的第二实施例的联接的、与图3类似的剖面图，其中省略了联接元件的内阀。
具体实施方式
如图1-图8所示，根据本发明的第一实施例的联接包括凹元件A和凸元件B，它们均整体上为管状且彼此互补。所述凹元件A的后部流体联接至第一管C1，而所述凸元件B的后部联接至第二管C2。
由元件A和元件B形成的联接结构的主轴线，也就是元件A和元件B在图1-图8中采用的构造中的纵轴线以X-X′表示。
凹元件A具有本体1，本体1整体上为管状且具有环状截面，环绕本体1安装有环状截面的两个环，即内锁定环2和外保险环4，内锁定环2和外保险环4以轴线X-X′为中心共轴且重叠。
凸元件B包括本体5，本体5整体上为管状且具有环状截面，并且在靠近本体5的前端5A(与所述管C2相对的一端)处包括一对沿直径方向相对且径向向外突出的凸耳51。
如图3所示，推杆53被设计为固定安装在本体5的内部，以轴线X-X′为中心。环形阀关闭器55环绕推杆53设置，并且由弹簧54弹性加载，加载方向为朝着形成在本体5的内部的支座57。在此具有两个密封件58和59，其中一个密封件提供阀关闭器55和推杆53之间的密封，而另一个密封件提供阀关闭器55和本体5之间的密封。
凹元件A的本体1限定内部径向台肩11，弹簧14可以抵靠于所述台肩11。所述弹簧14对阀关闭器15施加弹性力，以将阀关闭器15压在形成于本体1上的支座17上。安装在阀关闭器15上的密封件19提供阀关闭器和本体1之间的密封。
凹元件A的锁定环2和保险环4能够绕本体1关于轴线X-X′转动。内环2设有沿直径方向相对的两个销子21，它们相对于内环2既向内又向外径向突出。各销子21的内端21A用于设在本体1的外轴槽12中。因此，内锁定环2相对于本体1轴向锁定。
所述销子21能够通过其外端21B而沿形成在外保险环4中的两个沿直径方向相对的轴向缝41滑动。由于销子21和缝41之间的协作，内锁定环2和外保险环4围绕本体1一体地旋转，保险环4能够相对于锁定环2及相对于本体1轴向滑动地移动。
锁定环2包括两个沿直径方向相对的锁定槽23，所述锁定槽23用于接收凸元件B的凸耳51。各槽23是末端开口的且从形成在锁定环2的前端2A处的开口25延伸，其中前端2A为与管C1相对的一端。各开口25设有两个侧向进入斜面251，所述斜面251被设计为使得开口25通过引导凸耳51而使元件A和元件B更容易联接。各槽23包括基本为轴向的进入部分23A和基本为周向的槽口23B，也就是说该槽口取向为与围绕轴线X-X′旋转相应的方向，该槽口构成锁定槽23的与开口25相对的一端。进入部分23A由基本平行于轴线X-X′的壁231和壁233限制。
保险环4包括沿直径方向相对的两个保险槽43，所述保险槽43用于当凸元件B的凸耳51被容置在锁定环2的锁定槽23中时，接收凸元件B的凸耳51。为此，凸耳51被设计为具有一定的高度，从而所示凸耳既能在锁定槽23处接合内锁定环2，也能在保险槽43处部分地接合外保险环4的厚度。凸耳51不穿透保险环4的整个厚度这一事实改善了所述保险环4的机械整体性。这是由于可以在各槽43的最外部厚度中施加材料。在上述的实施例中，除了在环4的为与管C1相对的一端的前端4A处之外，各槽43是敞开的，其中进入到槽43受到环4的非敞开内端部45的限制。作为选择，各槽43可以在其整个长度上均不敞开。
各保险槽43包括进入部分43A和基本为轴向的槽43B，所述槽43B构成槽43的与端部45相对的一端。进入部分43A相对于槽口43B以钝角α倾斜，且由平行壁431和433限制。
压缩弹簧3置于内锁定环2的外径向台肩27和外保险环4的内径向台肩47之间。弹簧3向保险环4上施加弹性力以将其从管C1推离。由弹簧3产生的弹性力以下述方式的确定保险环4的位置：使锁定槽的各槽口23B基本与保险槽的槽口43B重叠，而锁定槽的各开口25与保险槽的端部45基本重叠。因此，由于弹簧3，不存在不允许凸元件B被推入到凹元件A中的环2和环4的稳定的相对位置。
当凸元件B待被推入到凹元件A中时，凹元件A和凸元件B如图1-图5中箭头F1所示彼此靠近。凸元件B的各凸耳51被同时引入到锁定环2的锁定槽23的开口25中以及同时引入到保险环4的保险槽43的端部45中。在轴向力F1的作用下，各凸耳51在槽23的进入部23A中轴向前进直到凸耳51弹性地抵接至槽43的进入部43A的斜边433。这种倾斜的弹性接触使得保险环4以及由此使得锁定环2沿图2的箭头R1的方向略微转动，从而可以补偿凸耳51和槽23的部分23A的边缘231之间可能存在的任何松驰。
在由元件A和元件B所维持的力F1的作用下，凸耳51沿部分23A持续前进，抵接边缘231；由于凸耳51抵靠部分43A的靠近端部45的边缘433，因此保险环4相对于锁定环2抵抗弹簧3的弹性力作用而轴向移动。
在进入部分23A中，当凸耳51与锁定槽23中的槽口23B面对时，锁定环2和保险环4能够相对于轴线X-X′围绕本体1旋转。这种旋转通过由元件A和元件B所维持的轴向力F1产生。由于槽43的壁433相对于联接结构的轴线X-X′倾斜，因此凸耳51对壁433的抵接导致保险环4以及由此导致锁定环2侧向移动，从而使保险环4和锁定环2沿图4的箭头R1的方向围绕本体1旋转。因此，锁定槽23的槽口23B变得部分地包围凸耳51且将凸耳51轴向锁定在位，如图6中所示。
当锁定环2和保险环4结束转动后，在进入部43A中，各凸耳51与保险槽43的槽口43B面对。由于槽口43B基本为轴向，因此保险环4在弹簧3的弹性作用下能够相对于锁定环2和相对于本体1滑动。因此保险槽43的槽口43B部分地围绕凸耳51且将凸耳51相对于槽口23B沿周向(也就是说防止其围绕轴线X-X′旋转)锁定就位，如图7中所示。当凸元件B和凹元件A的联接完成，各凸耳51由此在两个槽口23B和43B中处于锁定位置时，锁定环2通过槽口23B的闭合端阻止凸耳51的任何轴向运动和凸耳51的一侧向运动，而保险环4阻止凸耳51的余下的脱离槽口23B的侧向运动。
如上所述，在锁定槽23和保险槽43中，凸耳51的锁定基本为轴向的和自动的。当凸元件B和凹元件A处于联接形态时，凸元件B和凹元件A能够彼此相对枢转。因此，在管被扭转时，这种联接不会引入任何应力。
根据本发明的第一实施例的联接的凸元件B和凹元件A通过在外保险环4上施加朝向管C1的轴向力(如图7中箭头F2所示)来抵抗弹簧3的作用而被拆开联接。槽43的进入部43A的倾斜边431随后抵接凸耳51。倾斜边431对凸耳51施加周向分力，由此引导凸耳51脱离锁定槽23的槽口23B直到脱离进入部23A。当凸耳51位于锁定槽23的进入部23A中时，由操作者释放的保险环4能够在弹簧3的作用下移动离开管C1。在保险环4和阀关闭件15和阀关闭件55的弹性作用下，凸耳51被向开口25推回，直到凸耳51被退出锁定环2。联接结构的凸元件B和凹元件A随后断开连接。可选地，操作者可以施加附加力来断开元件A和元件B的连接。
特别有利的是，保险槽43的进入部43A的边缘431朝锁定槽23的进入部23A倾斜且通入进入部23A，而与环2和环4的相对轴向位置无关。因此，当元件A和元件B脱开联接时，边缘431引导凸耳51的脱离槽口23B的周向运动，并确保在操作者释放保险环4之前凸耳51能够实际到达进入部23A。由于边缘431引导凸耳51脱离槽口23B，断开连接不会导致进一步干涉操作者轴向移动凸耳51。
因此，本发明的联接结构的凸元件B和凹元件A的断开是以单一运动断开，所述单一运动与保险环4向管C1的轴向运动相对应。如果凸元件B没有完全锁定在凹元件A中，也就是说，如果凸耳51没有结合入锁定槽23的槽口23B中，则保险环4和被弹性加载的阀关闭件15和55推动凸耳51脱离锁定槽23，从而断开凸元件和凹元件的连接。因此，不可能出现任何介于非锁定状态和锁定状态之间或介于锁定状态和非锁定状态之间的中间位置。
由于将凸耳51沿轴向和周向这两种方向锁定在槽口23B和43B中，因此可以消除任何凸元件和凹元件在连接位置解开锁定的风险。
当根据本发明的联接的凸元件B和凹元件A被连接或断开连接时，由操作者施加与两个元件彼此最为接近时的状态相对应的最大的力，而不是由压缩弹簧3施加该力。这样确保了凸耳相对于槽23和槽43的锁定和解开锁定的可靠性。此外，由于保险槽43的边缘431和边缘433是倾斜的，因此由操作者施加的力非常有效，从而改善了工效因素。
在所描述的实施例中，槽43的倾斜的边缘431和边缘433互相平行。在本发明的未示出的变型中，边缘431和边缘433可以是不平行的，各边缘的倾角被选择为在元件A和元件B的连接和断开连接时最符合人机工程学。
由于锁定槽23和保险槽43的联合，根据本发明的联接的轴向超越行程与操作公差相对应。因此可以最小化。因此，形成联接结构的凸元件B和凹元件A的部件的轴向尺寸可以很小，诸如保险阀之类的内部部件的行程和尺寸也可以很小。本发明的联接的转动超越过行程也可以降低，使得可以降低部件由于生成槽而受到削弱的程度。
在本发明的第二实施例中，如图9中所示，如同第一实施例，凹元件A包括锁定环2和保险环4，锁定环2和保险环4围绕本体1同轴地安装。然而，与第一实施例不同的是，在此锁定环2为外环而保险环4为内环。外锁定环2包括用于容置在本体1的外周槽13中的内周凸缘22。因此，外锁定环2相对于本体1轴向锁定。如同第一实施例，锁定环2和保险环4分别包括能够接收凸元件B的沿直径方向相对的凸耳51的两个锁定槽23和两个保险槽43。如图9中所示，槽23和槽43是末端开口的。作为变型，锁定槽23可以是非末端开口的。
锁定环2和保险环4通过两个销(未示出)连接，所述两个销位于与形成在锁定环1和保险环4中的轴向缝(未示出)基本成直角的位置处，轴向缝类似于第一实施例的缝41。由此环2和环4围绕本体1一体地转动，保险环4能够在本体1和锁定环2之间相对于锁定环2滑动。容置在内保险环4和外锁定环22之间的压缩弹簧3对保险环4施加使其与管C1分离的弹性力，以致首先槽23和槽43的槽口基本重叠，其次它们的开口和端部基本重叠。
如同第一实施例，根据第二实施例的联接结构的凸元件B和凹元件A的联接是自动的。所述凸元件B和凹元件A的拆开联接通过向内保险环4施加朝向管C1(如图9中箭头F3所示)的轴向力来抵抗弹簧3的作用而实现。内环4由于外周凸缘42而是可拆卸的，外周凸缘42带有切槽以允许凸耳51通过，外周凸缘42设计为相对于外环2轴向突出而远离管C1。如同第一实施例，元件A和元件B的断开连接为包括单一运动的断开连接。
本发明不受到描述和示出的实例的限制。根据本发明的一种未示出的变型，凸耳51可以形成在凹元件中，这些凸耳朝向管状凹元件的内侧径向突出。互补的凸元件可以包括类似于环2和环4的锁定环和保险环，锁定环和保险环围绕凸元件的本体安装。在这种情况下，外环的各槽(即使各槽位于外环的前端)必须末端开口，以允许相应的凸耳通过。内环中的槽无须末端开口。
根据本发明的又一未示出的变型，凸耳51的数量可以多于两个，所述凸耳有利地均匀分布在设有凸耳的元件的表面上。还有利的是，当存在多个凸耳51时，使这些凸耳不均匀地分布，且同样的情况适用于锁定槽23和保险槽43。这样所获得的联接结构将具有定位装置，有助于使得联接更加安全。
而且，各凸耳51可以不与本体5形成为一体，而是附连至本体5且由任何适当的装置固定。各凸耳51可以均设有平坦部分，以在相应的锁定槽的槽口23B中分布由阀弹簧的作用所产生的接触负载。作为一种选择，所述槽口23B可以被设计有具有十分之几毫米深的弧形结构，以防止当柱形凸耳51与平面壁槽口23B配合时产生的接触表面碰撞。
最后，在所述的实施例中，各凸耳51和相应的锁定槽的槽口23B之间的间隙没有被补偿。作为一种选择，可以利用适当的额定弹簧而通过保险环4在轴向和侧向上来补偿这些间隙。沿周向或侧向，各凸耳51锁定在凸元件和凹元件相连接的位置也可以通过具有适当构造的保险环4来单独提供。在这种情况下，锁定环2仅仅沿轴向锁定各凸耳51。

Claims (11)

1.用于可拆卸地连接管(C1，C2)的联接元件(A)，所述元件(A)能够具有沿所述元件(A)的纵向轴线(X-X′)被推入到其中的第二元件(B)，第一元件(A)包括：两个重叠且同轴的环，即锁定环(2)和保险环(4)，所述锁定环(2)和保险环(4)围绕所述第一元件的本体(1)安装；能够相对于所述本体(1)轴向锁定所述锁定环(2)的装置(12、21)，其中所述保险环(4)能够相对于所述锁定环(2)和相对于所述本体(1)滑动，所述锁定环(2)设有至少一个锁定槽(23)，所述锁定槽用于接收被推入到所述第一元件(A)中的第二元件(B)的径向突出部(51)，所述锁定槽的槽口(23B)能够相对于所述第一元件轴向地锁定所述突出部(51)，所述保险环(4)设有至少一个保险槽(43)，所述保险槽用于在所述突出部(51)被接收在所述锁定槽(23)中时接收所述突出部(51)，所述保险槽的槽口(43B)能够相对于所述锁定环(2)将所述突出部(51)周向锁定于所述保险槽(23)的槽口(23B)中，其特征在于，所述锁定环(2)和所述保险环(4)安装为能够围绕所述元件(A)的本体(1)转动，所述装置(21、41)能够使所述两个环一体地转动。
2.如权利要求1所述的联接元件(A)，其特征在于，所述锁定环(2)为内环而所述保险环(4)为外环。
3.如以上任一项权利要求所述的联接元件(A)，其特征在于，所述锁定槽(23)的槽口(23B)相对于所述元件(A)基本上周向地取向，而所述保险槽(43)的槽口(43B)相对于所述元件基本上轴向地取向。
4.如以上任一项权利要求所述的联接元件(A)，其特征在于，用于使所述锁定环(2)和所述保险环(4)一体地转动的所述装置包括从所述内环的外表面径向突出、并且能够容置在所述外环的轴向缝(41)中的至少一个构件(21)。
5.如以上任一项权利要求所述的联接元件(A)，其特征在于，用于相对于所述本体(1)轴向锁定所述锁定环(2)的所述装置包括从所述锁定环(2)的内表面径向突出、并且能够容置在所述本体(1)的外周槽(12，13)中的至少一个构件(21，22)。
6.如以上任一项权利要求所述的联接元件(A)，其特征在于，所述锁定槽(23)包括相对于所述元件(A)基本上轴向地取向的进入部(23A)。
7.如以上任一项权利要求所述的联接元件(A)，其特征在于，所述联接元件(A)包括回弹装置(3)，所述回弹装置用于通过以下方式来设定所述保险环(4)相对于所示锁定环(2)的位置：所述锁定槽(23)的槽口(23B)和所述保险槽(43)的槽口(43B)基本重叠。
8.如权利要求7所述的联接元件(A)，其特征在于，所述保险槽(43)包括进入部(43A)，所述进入部(43A)的一个边缘(431)从所述保险槽的槽口(43B)向所述锁定槽(23)的进入部(23A)倾斜，当所述联接元件(A，B)断开连接时，所述边缘(431)用于引导被推入所述元件(A)中的第二联接元件(B)的所述突出部(51)离开所述锁定槽的槽口(23B)。
9.如权利要求7所述的联接元件(A)，其特征在于，所述保险槽(43)包括进入部(43A)，所述进入部的第二边缘(433)从所述保险槽的槽口(43B)向所述锁定槽(23)的进入部(23A)倾斜，当所述联接元件(A，B)连接时，所述第二边缘(433)用于朝向所述锁定槽的槽口(23B)引导第二联接元件(B)的所述突出部(51)。
10.用于可拆卸地连接管(C1，C2)的联接结构，包括第一元件(A)和第二元件(B)，所述第一元件和第二元件能够沿所述联接结构的主轴线(X-X′)将一个元件推入到另一个元件中，所述第二元件(B)包括至少一个径向突出部(51)，其特征在于，所述第一元件(A)为如前述任一项权利要求中所述的元件。
11.如权利要求10所述的联接结构，其特征在于，所述第二元件(B)包括至少两个径向突出部(51)，所述第一元件(A)包括至少两个相应的锁定槽(23)和至少两个相应的保险槽(43)。
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