CN105604936B - 一种无油涡旋空气压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及是一种无油涡旋空气压缩机，包括机架、静盘、动盘、轴套、曲轴和销曲柄，静盘与机架端面相配合安装，动盘与轴套端面配合安装并位于机架内，销曲柄的一端的销曲柄轴承安装在机架上，销曲柄的另一端的销曲柄轴承安装在轴套上，轴套与至少三条的销曲柄相约束，静盘与在曲轴驱动下的动盘形成连续作吸气、压缩和排气工作状态的密封腔，其中动盘背面设有呈台阶式的动盘翅片，呈台阶式的轴套安装在动盘翅片上，且轴套上各个的轴承座位置处与动盘翅片之间留有间隙。本发明的有益效果是：利用动盘翅片呈阶梯形状分布于动盘的背面上，在动盘与轴套的总长不变条件下，有效增加动盘背面的散热面积，进一步实现降温效果。

Description

一种无油涡旋空气压缩机
技术领域
本发明具体涉及一种空气压缩机技术领域，尤其涉及一种无油涡旋空气压缩机。
背景技术
涡旋空气压缩机以其效率高、噪音低、体积小、高可靠性，有利于节能及保护环境等优点而广泛应用于工业、农业、交通运输等行业需要压缩空气的场合。涡旋空气压缩机主要运行件涡盘啮合，不产生磨损，因而寿命比活塞式、螺杆式压缩机更长， 是风动机械理想动力源。在涡旋空气压缩机中，主要件分为动盘和静盘，动盘和静盘内设涡旋片，通常，由动盘和静盘彼此结合形成压缩腔，当动盘由曲轴带动沿着一定圆周轨迹作平动时，动盘涡旋片相对静盘涡旋片移动，即由两者所形成的压缩腔移动并改变其容积， 从而进行吸入、压缩、排放，完成压缩空气的过程。
传统喷油空气涡旋压缩机,压缩腔需要喷油进行润滑和冷却,各轴承部也需 要润滑油的润滑和冷却,润滑油和压缩气体一起排出压缩机排气口。压缩空气中 的润滑油需要采用分离和过滤的手段将其从压缩空气中分离出来，这样系统设计就必须考虑油的分离和冷却，在使用压缩空气前必须采用数级处理才能达到压缩空气含油要求。喷油空气涡旋压缩机系统设计复杂，低含油压缩空气需要耗费较多的成本，并且润滑油会造成环境的破坏。
现有的动盘的动盘翅片受空间限制，散热面积一直未充分利用，使降温效果不如理想；轴承与轴套相互之间接触，使热量传递到轴承上，令轴承及其润滑脂长期处于高温状态下，导致使用可靠性低、使用寿命缩短；另外还有如下问题：动盘与静盘的间隙难以调整、各轴承难以补注润滑脂更换使用、冷却空气存在有杂质，如果进入压缩机内，增加压缩机内的零部件磨损，等等各方面问题存在。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种散热效果好、延长轴承使用寿命、便于调节动盘与静盘间隙、降低噪声、各轴承具有补注换脂和冷却空气过滤等功能的无油涡旋空气压缩机。
本发明描述的一种无油涡旋空气压缩机，包括机架、静盘、动盘、轴套、曲轴和销曲柄，静盘与机架端面相配合安装，动盘与轴套端面配合安装并位于机架内，销曲柄的一端的销曲柄轴承安装在机架上，销曲柄的另一端的销曲柄轴承安装在轴套上，轴套与至少三条的销曲柄相约束，静盘与在曲轴驱动下的动盘形成连续作吸气、压缩和排气工作状态的密封腔，其特征在于：动盘背面设有呈台阶式的动盘翅片，呈台阶式的轴套安装在动盘翅片上，且轴套上各个轴承座位置处与动盘翅片之间留有用于减少热量直接传热到轴承座处的间隙。
另外，根据本发明的一种无油涡旋空气压缩机还具有如下附加技术特征，根据本发明的一些实施例，具体进一步，所述动盘翅片的凸部分与轴套的非轴承位部分接触固定；
该销曲柄的机架轴承的一端设有具有调节移动功能的螺栓调节机构，轴承的另一端设有弹簧复位机构。
所述轴套上的偏心轴承设有第一加注脂通道。
所述销曲柄上的轴承处设有第二加注脂通道与第一排脂通道。
具体进一步，所述螺栓调节机构包括销曲柄、机架右压盖、轴承和紧定螺栓，机架右压盖中间设有螺孔，轴承的外圈与机架右压盖之间设有座垫，具有调节位置的紧定螺栓安装在机架右压盖的螺孔中，紧定螺栓的一端压在座垫上，紧定螺栓的另一端并由螺母锁固定。
弹簧复位机构包括第二轴承，在轴承的另一端设有用于轴承的外圈预紧的和在螺栓调节左移时允许轴承在一定范内移动的叠簧，叠簧与轴承之间有弹簧座，弹簧座装有油封，叠簧和弹簧座装于机架左压盖内。
所述销曲柄的左端设有用于有效防止轴承松动和减少或防止动盘的轴向跳动的限制部件，限制部件包括左小轴端挡圈、锁紧螺栓及防转销组合而成。
具体进一步，所述第一加注脂通道上的轴承为带有密封的轴承，轴承内侧密封件上设有用于加注润滑脂用的加脂孔，第一加脂通道通到曲轴上的两轴承之间并通过曲轴的加脂通道通延伸到偏心轴承处，两轴承之间装有带缺口的垫片。
所述带有密封功能的轴承的内侧面设有加脂孔。
所述第二加脂通道是通过机架右压盖、座垫、再分流两路，一路进入销曲柄右端轴承，另一路经过销曲柄中的通道进入另一端轴承构成；所述第一排脂通道是通过销曲柄的左端通道，流经轴承端面合并，再经过机架延伸到外面构成；第一排脂通道与第二加脂通道形成能一进一出加放脂功能的主加放脂通道。
具体进一步，所述静盘的表面设有静盘翅片，静盘翅片之间设有迂回翅片。
具体进一步，所述曲轴上设有第二排脂口，第一加脂通道可与第二排脂口形成能一进一出加放脂功能的副加放脂通道。
具体进一步，所述风壳内设有离心叶轮，离心叶轮固定在主平衡块上并与曲轴共同旋转，风壳分为左风壳和右风壳，左风壳固定在机架上，左风壳设有出风口，左风壳的内孔进风侧设有过滤的孔网，右风売固定在左风壳上，孔网上可设有过滤网。
具体进一步，所述静盘与机架上设有把离心叶轮产生的风分引向到动盘的动盘翅片与静盘的静盘翅片上冷却压缩机产生的热量的进风口，进风口与出风口之间设有软联接。
具体进一步，所述曲轴上分别设有主平衡块、主平衡件和副平衡块。
具体进一步，所述轴套与机架之间增加推力轴承，推力轴承位于销曲柄轴与偏心轴承之间，该推力轴承的一端置于机架上，推力轴承的另一端的轴承板与轴套相配接触；所述销曲柄上的两端轴为深沟球轴承。
本发明的有益效果如下。
1、利用动盘翅片呈阶梯形状分布于动盘的背面上，在动盘与轴套的总长不变条件下，有效增加动盘背面的散热面积，进一步实现降温效果。
2、利用轴套上的各轴承座位处与动盘翅片之间留有一定间隙，有效减少动盘翅片的热量直接传递到轴套上的各轴承座处，从而降低轴承的环境工作温度，有效延长轴承及其润滑脂的使用寿命。
3、通过螺栓调节机构调节销曲柄的位置，高效与准确地调节动盘与静盘之间的间隙，通过销曲柄左端的限制部件，有效防止动盘轴向窜动和减少震动产生。
4、利用过滤网降低空气中杂质，提升压缩机的可靠性。
5、利用偏心轴承的第一加脂通道、销曲柄处的第二加脂通道，方便为轴承补加油脂，保证轴承使用寿命和降低磨损。
6、第二排脂口和第一排脂口有助排出废油脂，保持轴承润滑度。
7、利用迂回翅片进一步增加散热面积。
8、利用软联接降低整体噪声作用。
附图说明
图1是本发明的实施例结构示意图。
图2是本发明的螺栓调节机构与限制部件的结构示意图。
图3是本发明的第三轴承的结构示意图。
图４是本发明的翅片冷却系统的结构示意图。
图５是本发明的动盘的结构示意图。
图6是本发明的轴套的结构示意图。
图7是本发明的静盘的结构示意图。
图8是图7的A处局部放大结构示意图。
图9是本发明的另一种实施方案结构示意图。
以下附图的图标说明。
静盘1；静盘翅片101；迂回翅片102；动盘2；动盘翅片201；主平衡件21；副承轴22；第一轴承23；第二轴承231；左小轴端挡圈24；锁紧螺栓241；防转销242；机架左压盖25；叠簧26；弹簧座261；座垫27；机架右压盖28；紧定螺栓29；风壳3；螺母30；间隙31；出风口302；孔网303；离心叶轮4；主平衡块5；副平衡块6；轴套7；偏心轴承701；第一加脂管道8；第二加注脂通道801；销曲柄9；推力轴承901；深沟球轴承902；第一排脂通道10；第二排脂口11；曲轴12；软联接13；进风口14；百叶窗15；轴承座16；第三轴承17；加脂孔171；内侧密封件172；垫片173；机架18。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图9所示，本发明描述的一种无油涡旋空气压缩机，包括机架18、静盘1、动盘2、轴套7、曲轴12和销曲柄9，静盘1与机架18端面相配合安装，动盘2与轴套7端面配合安装并位于机架18内，销曲柄9的一端的第二轴承231安装在机架18上，销曲柄9的另一端的第一轴承23安装在轴套7上，轴套7与至少三条的销曲柄9相约束，静盘1与在曲轴12驱动下的动盘2形成连续作吸气、压缩和排气工作状态的密封腔，其中动盘2背面设有呈台阶式的动盘翅片201，呈台阶式的轴套7安装在动盘翅片201上，且轴套7上各个的轴承座位置处与动盘翅片201之间留有用于减少热量直接传热到轴承座16处的间隙31。其中利用动盘翅片201呈阶梯形状分布于动盘2的表面上，在动盘与轴套的总长不变条件下，有效增加动盘背面的散热面积，进一步实现降温效果；另外，利用主轴承与轴套7之间留有一定间隙，有效减少动盘翅片的热量直接传递到轴套上的各轴承座处，延长轴承及其润滑脂的使用寿命。
另外，根据本发明的一种无油涡旋空气压缩机还具有如下附加技术特征，根据本发明的一些实施例，具体进一步，所述动盘翅片201的凸部分与轴套7的非轴承位部分接触固定。
该销曲柄9的第二轴承231的一端设有具有调节移动功能的螺栓调节机构，第二轴承231的另一端设有弹簧复位机构。
所述轴套7上的偏心轴承701设有第一加注脂通道8。
所述销曲柄9上的轴承处设有第二加注脂通道801与第一排脂通道10。通过螺栓调节机构调节销曲柄9位置，弹簧复位机构对销曲柄9进行复位及对第二轴承231外圈预紧作用，起到方便调节动盘2与静盘1的间隙优点，解决传统的销曲柄9调节，需要拆卸或高制造精度方法来达到。本结构相比下，显得更为方便、制造容易、精度高、可靠性高。
具体进一步，所述螺栓调节机构包括销曲柄9、机架右压盖28、第二轴承231和紧定螺栓29，机架右压盖28中间设有螺孔，第二轴承231的外圈与机架右压盖28之间设有座垫27，具有调节位置的紧定螺栓29安装在机架右压盖28的螺孔中，紧定螺栓29的一端压在座垫27上，紧定螺栓29的另一端并由螺母30锁固定。
弹簧复位机构包括第二轴承231，在第二轴承231的另一端设有用于第二轴承231的外圈预紧和在螺栓调节左移时允许第二轴承231在一定范内移动的叠簧26，叠簧26与第二轴承231之间有弹簧座261，弹簧座261装有油封，叠簧26和弹簧座261装于机架左压盖25内。
当调节紧定螺栓29时，驱动座垫27左移，座垫27驱动第二轴承231的外圈左移动，第二轴承231的外圈驱动销曲柄9左移，再终使得轴套7与动盘2整体左移，直接达到动盘移到设计所需的位置，适合动盘与静盘之间的间隙，同时当第二轴承231外圈左移时，弹簧座261也会左移，从而对叠簧26再增加少量的压缩，符合在压缩量的范围内；当需要动盘2右移时，松一点紧定螺栓29，在叠簧26的推力下，使用第二轴承231带有销曲柄9和座垫27等向右移动，达到自动复位功能，再重新调节动盘2到所需要的位置即。
所述销曲柄9的左端设有用于有效防止轴承松动和减少或防止动盘的轴向跳动的限制部件，限制部件包括左小轴端挡圈24、锁紧螺栓241及防转销242组合而成。 限制部件防止第一轴承23的内圈在配合出现松动或在长时间振动下造成松动时，有效约束第一轴承23定位，从而有效保证轴套7与动盘2的定位，不会造成动盘轴向出现窜动现象，有效保证压缩机的可靠性。
具体进一步，所述第一加注脂通道8上的轴承为带有密封的第三轴承17，第三轴承17内侧密封件172上设有用于加注润滑脂用的加脂孔171，第一加脂通道8通到曲轴12上的第三轴承17之间并通过曲轴12的加脂通道通延伸到偏心轴承701处，第三轴承17之间装有带缺口的垫片173；加脂通道8通过机架18上注脂咀，经过机架18上的通道，到达第三轴承17之间的间隙，约束润滑脂进入通过垫片173的缺口通道进入曲轴12上加脂通道，再终到达偏心轴承701处，为偏心轴承加注润滑作用。加脂通道8经过第三轴承17的内侧，当需要为第三轴承17加注润滑脂时，可在第三轴承17的内侧密封件172上加开加脂孔171，可以同时为第三轴承17加注润滑脂作用。
所述带有密封功能的轴承17的内侧面设有加脂孔171。
所述第二加脂通道801是通过机架左压盖25、座垫27、再分流两路，一路进入销曲柄9右端的第二轴承231，另一路经过销曲柄9中的通道进入另一端第一轴承23构成；所述第一排脂通道10是通过销曲柄9的左端通道，流经第二轴承231端面合并，再经过机架18延伸到外面构成；第一排脂通道10与第二加脂通道801形成能一进一出加放脂功能的主加放脂通道，让润滑脂加到轴承处，提升轴承使用寿命。
具体进一步，所述静盘1的表面设有静盘翅片101，静盘翅片101之间设有迂回翅片102，静盘1的体积不变的情况下，也能提升散热面积；其次迂回的翅片有效对冷却空气起到滞留作用，加强风冷却效果；再次是改变了制造工艺，由原来的整体铸造或锻造成型工艺改为焊接成型工艺，有效降低了静盘涡旋的制造难度，与提高静盘材料的致密性。
具体进一步，所述曲轴12上设有第二排脂口11，第一加脂通道8可与第二排脂口11形成能一进一出加放脂功能的副加放脂通道。
具体进一步，所述风壳3内设有离心叶轮4，离心叶轮4固定在主平衡块5上并与曲轴12共同旋转，风壳3分为左风壳301和右风壳304，左风壳301固定在机架18上，左风壳301设有出风口302，左风壳301的内孔进风侧设有过滤的孔网303，右风壳304固定在左风壳301上，孔网上可设有过滤网，过滤网起到过滤空气杂质，避免杂质进行压缩机内，有效防止杂质对压缩机零件带来损坏。对孔网303表面的过滤网可以随进更换，更好保证冷却效果与过滤效果。
具体进一步，所述静盘1与机架18上设有把离心叶轮4产生的风分引向到动盘2的动盘翅片与静盘1的静盘翅片上冷却压缩机产生的热量的进风口14，进风口14与出风口302之间设有软联接13。通过对静盘1的侧加盖挡板，通过进风口14的部分冷却风从静盘翅片101的一侧流向另一侧，实现压缩空气产生的热量通过静盘的翅片102及迂回翅片102冷却带走；同时通过进风口14的部分冷却风经过机架18的侧窗口进入，经过动盘2背面的翅片201通道，实现压缩空气产生的热量通过动盘的翅片201冷却带走；进风口14与出风口302之间的软联接，有效降低静盘1上振动传动回风壳3上，有效实现降噪作用。百叶窗15有效降离内部的噪声散出，也有效降噪作用。
具体进一步，所述曲轴12上分别设有主平衡块5、主平衡件21和副平衡块6，进一步平衡曲轴12受到的力及力矩，降低压缩机工作时产生震动。
具体进一步，所述轴套7与机架18之间增加推力轴承901，推力轴承901位于销曲柄轴与偏心轴承701之间，该推力轴承901的一端置于机架上，推力轴承901的另一端的轴承板与轴套7相配接触；所述销曲柄9上的两端轴为深沟球轴承902。另外，本发明另一种技术方案是，为了释放销曲柄上的轴向推力，在所述轴套7与机架18之间增加推力轴承901，该推力轴承901的一端置于机架上，推力轴承901的另一端的轴承板与轴套7相配接触；所述销曲柄9上的两端轴为普通的深沟球轴承902，不再需承受轴向推力，此方案更有利延长压缩机的轴承受命，特别适合做中高压款压缩机。轴承902也可为各类圆柱轴承。
动盘2上的动盘翅片201也可可为曲面型翅片结构或者柱销式结构等都可以，本发明图片只展示为直线型的动盘翅片201，所以不对动盘翅片201具体结构作限定，同时台阶的级数也不作以约定，视具体情况而定，可设计不同级数的台阶动盘翅片201，本发明只对台阶式及轴承座处不接触具有特别大贡献点作出专利申请。
动盘2与轴套7的固定方式在此不作具体轮述，可通过螺栓固定，定位可以通过配合或销定等多种形式固定与定位。
销曲柄9上的第一轴承23、第二轴承231为双系列角接轴承，只要达到同时能承受轴力与能承受径力功能的轴承即可。
静盘1上的静盘翅片101也可换为上述动盘翅片201所述的各种形式，同样达到有效散热功能效果。
本发明采用主平衡块有两块：主平衡件21、主平衡5，也可以把主平衡件21与主平衡块5合为一块使用。
本发明所述压缩为带轮结构，但不限于此传动结构。本示图3所示的压缩摆放结构为立式结构，但不限于此摆放的结构，也可调为水平式等多种摆放形式。
本发明的离心风机结构为压缩机同轴结构，但不限于此传动结构，也可以采用独立风机结构产生空气冷却效果。左风壳301与右风壳304视压缩机及离心风叶的转向而定，两风壳位置可对对换也同样达相同功能。
本发明同样可以通过机架或曲轴型式对轴承22加以补脂润滑结构。
本发明的离心风叶4可以与带轮固定一起，副平衡块6也可以与带轮设计为一体等变形设计方案。本发明不一一加以描述。
上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无油涡旋空气压缩机，包括机架（18）、静盘（1）、动盘（2）、轴套（7）、曲轴（12）、风壳（3）和销曲柄（9），静盘（1）与机架端面相配合安装，动盘（2）与轴套（7）端面配合安装并位于机架内，销曲柄（9）的一端的销曲柄轴承安装在机架上，销曲柄（9）的另一端的销曲柄轴承安装在轴套（7）上，轴套（7）与至少三条的销曲柄（9）相约束，静盘（1）与在曲轴（12）驱动下的动盘（2）形成连续作吸气、压缩和排气工作状态的密封腔，其特征在于：动盘（2）背面设有呈台阶式的动盘翅片（201），呈台阶式的轴套（7）安装在动盘翅片（201）上，且轴套（7）上各个轴承座（16）位置处与动盘翅片（201）之间留有用于减少热量直接传热到轴承座（16）处的间隙（31）；
所述动盘翅片（201）的凸部分与轴套（7）的非轴承位部分接触固定；
该销曲柄（9）的第二轴承（231）的一端设有具有调节移动功能的螺栓调节机构，第二轴承（231）的另一端设有弹簧复位机构；
所述轴套（7）上的偏心轴承（701）设有第一加注脂通道（8）；
所述销曲柄（9）上的轴承处设有第二加注脂通道（801）与第一排脂通道（10）。
2. 根据权利要求1所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述螺栓调节机构包括销曲柄（9）、机架右压盖（28）、第二轴承（231）和紧定螺栓（29），机架右压盖（28）中间设有螺孔，第二轴承（231）的外圈与机架右压盖（28）之间设有座垫（27），具有调节位置的紧定螺栓（29）安装在机架右压盖（28）的螺孔中，紧定螺栓（29）的一端压在座垫（27）上，紧定螺栓（29）的另一端并由螺母（30）锁固定； 弹簧复位机构包括第二轴承（231），在第二轴承（231）的另一端设有用于第二轴承（231）的外圈预紧和在螺栓调节左移时允许第二轴承（231）在一定范内移动的叠簧（26），叠簧（26）与第二轴承（231）之间有弹簧座（261），弹簧座（261）装有油封，叠簧（26）和弹簧座（261）装于机架左压盖（25）内； 所述销曲柄（9）的左端设有用于有效防止轴承松动和减少或防止动盘的轴向跳动的限制部件，限制部件包括左小轴端挡圈（24）、锁紧螺栓（241）及防转销（242）组合而成。
3.根据权利要求1所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述第一加注脂通道（8）上的轴承为带有密封的第三轴承（17），第三轴承（17）的内侧密封件（172）上设有用于加注润滑脂用的加脂孔（171），第一加脂通道（8）通到曲轴（12）上的第三轴承（17）之间并通过曲轴（12）的加脂通道通延伸到偏心轴承（701）处，第三轴承（17）之间装有带缺口的垫片（173）；
所述带有密封功能的第三轴承（17）的内侧面设有加脂孔（171）；
所述第二加脂通道（801）是通过机架右压盖（28）、座垫（27）、再分流两路，一路进入销曲柄（9）右端的第二轴承（231），另一路经过销曲柄（9）中的通道进入另一端第一轴承（23）构成；所述第一排脂通道（10）是通过销曲柄（9）的左端通道，流经第二轴承（231）端面合并，再经过机架（18）延伸到外面构成；第一排脂通道（10）与第二加脂通道（801）形成能一进一出加放脂功能的副加放脂通道。
4.根据权利要求1所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述静盘（1）的表面设有静盘翅片（101），静盘翅片（101）之间设有迂回翅片（102）。
5.根据权利要求2所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述曲轴（12）上设有第二排脂口（11），第一加脂通道（8）与第二排脂口（11）形成能一进一出加放脂功能的主加放脂通道。
6.根据权利要求1所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述曲轴（12）上分别设有主平衡块（5）、主平衡件（21）和副平衡块（6）。
7.根据权利要求6所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述风壳（3）内设有离心叶轮（4），离心叶轮（4）固定在主平衡块（5）上并与曲轴（12）共同旋转，风壳（3）分为左风壳（301）和右风壳（304），左风壳（301）固定在机架（18）上，左风壳（301）设有出风口（302），左风壳（301）的内孔进风侧设有过滤的孔网（303），右风壳（304）固定在左风壳（301）上，孔网（303）上可设有过滤网。
8.根据权利要求1所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述静盘（1）与机架（18）上设有把离心叶轮（4）产生的风分引向到动盘（2）的动盘翅片与静盘（1）的静盘翅片上冷却压缩机产生的热量的进风口（14），进风口（14）与出风口（302）之间设有软联接（13）。
9.根据权利要求1所述的一种无油涡旋空气压缩机，其特征在于在：所述轴套（7）与机架（18）之间增加推力轴承（901），推力轴承（901）位于销曲柄轴与偏心轴承（701）之间，该推力轴承（901）的一端置于机架上，推力轴承（901）的另一端的轴承板与轴套（7）相配接触；所述销曲柄（9）上的两端轴为深沟球轴承（902）。
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