CN105961149B - 分配器供应软管的保护装置和相关的流体供给系统 - Google Patents
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Abstract
一种分配器供应软管的保护装置,包括:可在将灌溉的土壤(200)上运动的小车(4),其中小车(4)能够与流体(100)的供应软管(2)相连;所述保护装置还包括用于所述供应软管(2)的保护元件(9)以及保护元件(9)的积累部件(8),其中保护元件(9)设置在土壤(200)和所述供应软管(2)之间;保护元件(9)的积累部件(8)适于在所述软管(2)的延伸步骤中拉伸所述保护元件(9)以及在所述供应软管(2)的复原步骤中从所述土壤(200)中复原所述保护元件(9)。
Description
技术领域
本发明涉及一种分配器供应软管的保护装置。
本发明的又一目的在于提供具有所述保护装置的流体供给系统。
本发明应用于农业和林业领域以及所有需要通过流体灌溉的那些部分中。
背景技术
通过流体是指的水、污水、动物粪便和来源于中央生物能源的废水。
在农业领域中,已知的灌溉系统包括流体供应软管的缠绕卷筒,其中供应软管连接到分配器。
分配器安装在小车上,该小车将被移动到将要灌溉的土壤上。
缠绕卷筒和装载分配器的小车通常彼此相对地布置。换句话说,当缠绕卷筒安装在将被灌溉的土壤一侧时,安装分配器的小车则初始地布置在缠绕卷筒所位于那侧的相对侧。
当灌溉周期进行时,小车被拉向缠绕卷筒用于沿着将被灌溉的土壤运动。
因此,在土壤浇水周期内具有预备步骤以及操作步骤。
在预备步骤中,定位缠绕卷筒和小车。在该步骤中,小车通过农业拖拉机而设置在与缠绕卷筒相对的位置上。换句话说,农业拖拉机促使小车从起始端(软管的缠绕卷筒放置处),向上运动到将被处理土壤的相对端。小车的这个拖曳步骤还包括初始缠绕在缠绕卷筒上的供应软管的退绕。
在供给系统的操作步骤中,缠绕卷筒逐步复原小车,其中缠绕软管将变为自缠绕使得分配器可以开始湿润将灌溉的土壤。
因此,在预备步骤中,小车和分配器通过为它们提供拖曳的农业拖拉机而操作,然而在操作步骤中,小车和分配器则通过缠绕卷筒上的供应软管的重新缠绕而复原。
众所周知,以举例的方式在上文讨论的灌溉系统,显示出往往影响到供应软管的一些缺点,这些缺点通常会导致严重的问题,例如供应软管破裂并且随后在压力下水分散。
第一个缺点是由于这样的事实,即灌溉期间供应软管受损,但不完全破裂,这是因为在拉伸条件下的供应软管和土壤之间产生过大的摩擦。软管和土壤之间的摩擦尤其取决于作物的类型以及土壤的类型。
事实上,在低茎植物(例如马铃薯、甜菜和类似物)的农田中,在田地经割草操作后就立即栽培非灌溉草料的情况下,供应软管的外壁和植物的叶子之间,所产生的高摩擦使得供应软管经受局部并集中的拖曳,这往往造成供应软管的破裂。因此,在种植低茎植物(它们含有丰富的叶子)的土地上灌溉,导致供应软管的机械应力。
导致现有技术的灌溉系统的缺点的另一方面则是涉及土壤的真正本质,的确是根据农田的地理位置,例如农业平原地区而不是农业山区,其中地势更为平坦并且沙土更多,而容易发现不同量的粘土和/或沙子。
在土壤中存在高沙量的情况下,这导致由于软管上的沙所施加的永久磨损而在供应软管外表面的过早磨损。该磨损随后导致软管厚度变薄并且使得压力的流体机械密封受损并最终使得软管自身破裂。而在土壤是粘土质的情况下,由于土壤很强的附着力,因此在雨水情况下进一步恶化,使得软管和土壤几乎发生胶合。
在地面上拖曳软管产生摩擦,随后导致机器的拖动并且在某些情况下甚至导致机器翻倒,最后导致丧失稳定性。
由于摩擦,也可能出现传输机构的机械故障或软管缠绕卷筒的结构破裂。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种保护装置,其能够克服如上所述的现有技术中所遇到的缺点。
因此,本发明的目的在于提供一种分配器供应软管的保护装置,因此可以改善供应软管的可靠性和坚固性。
根据一个或多个所附的权利要求中公开的保护装置,可以基本上实现上述和其它目的。
通过根据本发明的保护装置的若干非独占性实施例的详细描述,其它特征和优点将更为明显。从属权利要求对应本发明的可能实施例。
附图说明
参照附图提供这样的描述,附图也作为非限制实例提供,其中:
-图1是根据本发明实施例的具有保护装置的流体供给系统在操作使用配置下的示意图;
-图2是根据本发明的一个实施例中的图1所示的保护装置的细节示意图;
-图3是根据本发明的又一实施例中的图1所示的保护装置的细节示意图;
-图4是根据本发明的又一和不同实施例中的图1所示保护装置的细节示意图;
-图5是根据本发明的图1所示保护装置的进一步细节的示意图。
具体实施方式
参照附图,根据本发明的分配器供应软管保护装置通常通过附图标记1指示。
保护装置1包括基本已知类型的至少一小车4,其具有框架40和多个轮41,用于使得小车4在将被灌溉的土壤200上运动。
所述小车4可以与分配器3关联,后者连接到供应软管2,供应软管2具有第一端部2a和第二端部2b,第一端部2a依次连接到分配器3,且第二端部2b与小车4间隔开并且因此远离分配器3。
分配器3可以等价于洒水器,灌溉棒也可以称为雨翼(wing rain)、上部顶篷洒水器或下部顶篷洒水器或污水分配器。
分配器3包括分配喷嘴,分配喷嘴用于扩散源自生物能源电厂的流体100、水、污水、动物粪便和废水,流体通过该分配喷嘴均匀分散到几乎半圆形区域。
在供应软管2的延伸配置中,分配器3可以与供应软管2的第二端部2b相隔一定距离定位。换句话说,分配器3可以与供应软管2的第一端部2a相隔一定距离定位,其最多等于软管2自身的总长度。优选地,软管2的第二端部2b连接到水源诸如井或供应渠或水道。所述第二端部2b可以连接到供应软管2的软管卷筒5。在第二端部2b处,供应软管2可以实际缠绕在软管卷筒5上或保持自由并自缠绕。由于大多数灌溉系统还可以提供软管卷筒5的使用,将在如下对其进行参考。
软管卷筒5配置为允许供应软管2延伸(该延伸与小车4远离软管卷筒5的横向运动相结合),以及允许供应软管2复原(该复原与分配器3朝向软管卷筒5的横向运动相结合)。
优选地,软管卷筒5包括供应软管2的第二缠绕卷筒5a。优选地,软管卷筒5还包括支撑部件5b,适于支撑第二缠绕卷筒5a并且允许其绕轴线“X”旋转,其中轴线“X”在分配器3的使用配置中基本水平。此外,支撑部件5b配置为更长距离的传输分配器3和小车4,例如当其从非使用周期的仓库中传输到将被灌溉的农田200时。支撑部件特别地包括耦接部件5b,其在附图中通过附图标记6示意示出,其中耦接部件5b适于耦接小车4和软管卷筒5,使得通过机动车辆300诸如农业拖拉机等而允许单独传输。
根据本发明的发明原理,保护装置1被配置用于在供应软管2的延伸配置和供应软管2的复原配置之间交替操作。
特别的,当第一端部2a远离第二端部2b运动时,进行供应软管2的延伸配置,同时,当第一端部2a朝向供应软管2的第二端部2b运动时,进行供应软管2的复原配置。
在该装置的两种操作配置中,即,供应软管2在第二缠绕卷筒5a上逐步延伸或缠绕时,供应软管2中均存在水流动。
特别的,在供应软管2的延伸配置中,小车4和装配在其上的分配器3被传输到关于软管卷筒5的预定最大距离,该距离优选地通过从第二缠绕卷筒5a上软管2的完全退绕而确定。
相反的,在供应软管2的复原配置中,小车4和装配在其上的分配器3被带回软管卷筒5的初始位置,优选地供应软管2被恢复在第二缠绕卷筒5a上。
具体地,第二缠绕卷筒5a被配置为用于绕轴线“X”空转,从而允许在供应软管2的延伸配置中灌溉软管2通过机动部件300延伸,其中机动部件300适于拖曳小车4并沿相反方向旋转,以使得供应软管2可以通过外部动力源(未在附图中示出)复原。
通过非限制性示例,外部动力源可以包括连接到农业拖拉机的功率输出的机械功率插座,或外部动力源可以包括适合用于使所述第二缠绕卷筒5a旋转的电动或吸热发动机,该电动或吸热发动机准确安装在软管卷筒5上。
根据本发明,保护装置1包括用于供应软管2的保护元件9的积累装置8,其中在分配器1的操作使用配置中,积累装置8与小车4相关联。
有利的,配置积累部件8,用于在供应软管2处于延伸配置时将保护元件9置于土壤200和灌溉软管2之间,以使得在供应软管2处于复原配置时能够从土壤200中收集保护元件9。
换句话说,分配器1中处于使用操作配置下的供应软管2通常保留在保护元件9上,保护元件9依次位于将被灌溉的土壤200之上。
有利的,供应软管2,与第二缠绕卷筒5a上的操作退绕配置和复原配置相结合,其并不与土壤200接触,也不与土壤中生长的植物接触。通过示例,附图1示出本发明的保护装置1,其中供应软管2处于延伸配置中,并且其中仅当保护元件位于其上时,供应软管2才保留在土壤200之上。
特别的,保护元件9是柔性类型的,使得它可以通过积累部件8而分别在供应软管2的延伸配置和供应软管2的复原配置中没有任何干扰发生地退绕和收集。
优选地,保护元件9是柔性的并且呈卷绕带状型。通过非限制性示例,保护元件9是塑料材料(例如PP或PE)制成的塑料带或编织网,或可以是由非编织织物制成的布料。
优选地,保护元件9的积累部件8包括保护元件9的第一缠绕卷筒8a,如附图中示意所示。保护元件9的第一缠绕卷筒8a可以绕基本上水平的轴线“Y”旋转,使得保护元件9可以沿切向位置在土壤200内延伸/收集。
第一缠绕卷筒8a被配置用于绕轴线“Y”空转,以使得允许保护元件9在供应软管2的延伸配置下延伸;并且用于绕轴线“Y”反向旋转,以使得保护元件9通过延伸和收集部件8的动力源10而在供应软管2的复原配置下复原。动力源10将在下文更充分地公开。
特别的,保护元件9的自由端9a在软管2的第二缠绕卷筒5a处受到约束,从而产生反作用力,其允许在退绕配置下保护元件9的退绕,以及供应软管2的延伸。优选地,保护元件9的自由端9a被直接约束到支撑部件5b的部分上,如所附图1所示的实例。该保护元件的自由端9a可以进一步由栓200(未示出)等约束到地面。
优选地,在保护元件9的退绕配置和供应软管2的延伸配置中,经由小车4远离软管卷筒5的平移运动,即,经由连接到分配器3的第一端部2a的平移运动(其中第一端部2a进行远离与供应软管2的软管卷筒5相连接的第二端部2b的运动),软管2的第二缠绕卷筒5a和保护元件9的第一缠绕卷筒8a分别绕轴线“X”和轴线“Y”空转。
保护元件9的积累部件8包括至少一个附加转筒8b,其配置为在灌溉软管2的积累配置中根据保护元件9的缠绕方向围绕第一缠绕卷筒8a旋转。优选地,积累部件8包括一对附加转筒8b,更优选地,附加转筒8b是旋转方向与积累部件8缠绕方向相反的可旋转刷转筒。
有利的,所附的刷转筒8b适合于促进保护元件9的正确定位,尤其是当该保护元件9缠绕在第一卷绕卷轴8a上时;刷转筒8b进一步允许从保护元件9上去除任何砂沉积物、碎片、叶片或草,当保护元件在土壤200上被拉长之后这些砂沉积物、碎片、叶片或草仍然在保护元件9上沉积。
现在参照附图5,保护装置1包括使动元件11,其如此配置使得可逆地在空转(对应于灌溉软管2的延伸配置)和驱动旋转(通过该驱动旋转并结合灌溉软管2的复原配置而复原保护元件9)之间进行第一软管缠绕卷筒8a的旋转选择。
使动元件11包括带轮11a,其在接合位置(如图5的虚线所示)以及脱离位置(如图5的实线所示)之间可逆运动,其中处于接合位置的带轮11a接合并拉伸带11b,其中带11b预设用于动力源10和第一缠绕卷筒8a之间的机械传动,这样结合灌溉软管2的复原配置,允许保护元件9复原。
换句话说,使动元件11在分配器1的使用配置下是可操作的,通过下文更充分描述的不同系统,结合保护元件9的拉伸配置和供应软管2的延伸配置,而将供应软管2的第二缠绕卷筒5a和保护元件9的第一缠绕卷筒8a的空转转换为供应软管2的第二缠绕卷筒5a和保护元件9的第一缠绕卷筒8a的驱动旋转。
优选地,带轮11a经过电-机械致动器可逆运动。在本发明的一个实施例中,未在附图中示出,该装置1包括适于为电-机械致动器供能的可充电电池(其中所述电池通过光伏面板可重复充电)或由液压涡轮驱动的发电机。
根据图2和3中示意图示的实施例,该装置1包括积累部件8,其依次包括电子或电液压型的动力源10。优选地,电子或电液压型动力源10配置为分别利用电能或压力和流体100的流速使得积累部件8可被激活。
特别参照图2和3,保护元件9的积累部件8包括可逆方式的摆动杆12,其中摆动杆12可操作地与电子或电液压型动力源10连接。
配置摆动杆12,用于将其布置在由其自重可达的第一位置和经由拉伸的保护元件9所施加的横向推力而可达的第二位置之间,在第一位置积累部件8可以在第一缠绕卷筒8a和保护元件9之间的放松条件下激活-参见附图2和3中的虚线,在第二位置积累部件8在第一缠绕卷筒8a和保护元件9之间的拉伸条件下是非激活的-参见附图2和3中的实线所示。
换句话说,当保护元件9的缠绕速度与平移向前运动速度(基于该速度小车4朝向软管卷轴5运动)并不相等和/或并不同步的情况下,摆动杆12激活动力源10,其依次设置第一缠绕卷筒8a的旋转,使得可以回收多余的保护元件9,其往往由于不良缠绕张力而相对于小车4突出。在环绕第一缠绕卷筒8a的保护元件9具有准确缠绕张力时,摆动杆12承受横向位移,这导致动力源10失活。
现在特别参考所附的附图2,根据本发明,图示出装置1的一个实施例,其包括电子型动力源10,该动力源10包括与第一缠绕卷筒8a相连的电机和与摆动杆12的轮廓端部可操作地相连的微型开关14。该微型开关14通过摆动杆12处于第一位置而切换到关闭状态,以及通过摆动杆12处于第二位置而切换到开启状态。
优选地,电引擎13通过光伏面板16由可重复充电电池15供能。
现在特别参考所附的附图3,根据本发明,图示出分配器1的又一个实施例,其包括电液压式动力源10,该动力源10包括与摆动杆12的一端可操作地相连的液压阀17。液压阀17在摆动杆12处于第一位置的开启状态,以及摆动杆12处于第二位置的关闭状态之间切换。
液压阀17与液压涡轮18流体连接,该液压涡轮18以这样的方式机械连接到第一缠绕卷筒8a,使得由液压涡轮18产生的机械扭矩传送到所述第一缠绕卷筒8a,从而允许保护元件9的缠绕。优选地,液压涡轮18机械地连接到使动元件11并将后者连接到第一缠绕卷筒8a。
优选地,液压阀17被配置用于从分配器3近端的灌溉软管2中抽取流体100。
现在特别参考所附的附图4,根据本发明,图示出分配器1,其包括机械式的动力源10。优选的是,机械式动力源10被配置成从小车4朝向积累装置5的平移向前运动中汲取能量。
机械型动力源10特别地包括第一缠绕卷筒8a的自由端和驱动轮19之间的机械连接,其在与土壤200的接触位置、旋转位置以及上升和非活动位置之间是可配置的;其中旋转位置如附图4中的实线所示,用于将小车4的平移向前运动转换为机械能以使得第一缠绕卷筒8a设置为旋转;而上升和非活动位置则由图4上特别附上的虚线所示。
优选地,第一缠绕卷筒8a的自由端和驱动轮19之间的机械连接是柔性链或带式机械传输。
本发明已经到达设定目标。
有利的,保护装置允许供应软管的伸展和缠绕,其中供应软管保持在清洁状态,该状态适于确保与现有技术相比,具有更高的可靠性以及更佳的服务寿命。
由于使用软管保护元件,该软管保护元件完全将软管与土壤和栽培植物分离,因此本发明的保护装置有利地允许供应软管的缠绕和拉伸,而没有任何缩颈和/或过度摩擦形成(该缩颈和/或过度摩擦是由于与土壤或栽培植物的叶子接触而产生),即便是土壤或叶子潮湿时。
由于保护元件将灌溉软管与轴承表面一致隔离,因此本发明的装置有利地允许有效灌溉任何类型的土壤,不论沙土、粘土、灰土或石质。
本发明的保护装置有利地允许在这些部件的帮助下部分或完全独立于外部动力源地保护供应软管,由此导致分配器的使用简单、有效并划算。
有利的,本发明的保护装置改善了土壤上的软管的光滑度,从而促进供应软管退卷期间减少流体供给系统的能源浪费,以及调整安装在软管卷筒上的驱动部件的尺寸。
Claims (13)
1.一种分配器供应软管的保护装置,包括:
-小车(4),在将灌溉的土壤(200)上能运动,其中小车(4)能够与流体(100)的供应软管(2)相连,所述供应软管具有与分配器(3)连接的第一端部(2a)以及固定并且不与小车(4)连接的第二端部(2b),其中分配器(3)能连接在小车(4)上;
其特征在于,包括:
-用于所述供应软管(2)的保护元件(9),设置在土壤(200)和所述供应软管(2)之间;
-保护元件(9)的积累部件(8),适于在所述供应软管(2)的延伸步骤中拉伸所述保护元件(9),所述延伸步骤通过小车(4)的运动而限定,其中供应软管的第一端部(2a)远离供应软管的第二端部(2b)运动,所述积累部件(8)还适于在所述供应软管(2)的复原步骤中从所述土壤(200)中复原所述保护元件(9),所述复原步骤通过小车(4)的运动而限定,其中供应软管的第一端部(2a)朝向供应软管的第二端部(2b)运动。
2.如权利要求1所述的保护装置,其特征在于所述保护元件(9)是柔性类型的,使得能够分别在供应软管(2)的延伸步骤和所述供应软管(2)的复原步骤中,通过所述积累部件(8)延伸和收集。
3.如权利要求1所述的保护装置,其中所述积累部件(8)包括所述保护元件(9)的第一缠绕卷筒(8a),所述第一缠绕卷筒(8a)这样设置使得能够空转以允许配合供应软管(2)的延伸步骤而拉伸所述保护元件(9),以及通过动力源(10)能够沿相反方向旋转,以在供应软管(2)的复原步骤中促进所述保护元件(9)的复原,其中所述动力源(10)属于所述积累部件(8)并且适于促进所述第一缠绕卷筒(8a)的旋转。
4.如权利要求3所述的保护装置(1),其中所述保护元件(9)的所述积累部件(8)包括至少一个附加转筒(8b),其配置用于在供应软管(2)的延伸步骤中沿着与第一缠绕卷筒(8a)相反的方向旋转;所述至少一个附加转筒(8b)为刷转筒。
5.如权利要求3或4所述的保护装置(1),包括致动元件(11),配置为在空转和驱动旋转之间可逆地选择所述第一缠绕卷筒(8a)的旋转,其中空转旨在配合供应软管(2)的延伸步骤而促使所述保护元件(9)的合适布置,而驱动旋转则旨在供应软管(2)的复原步骤中促使所述保护元件(9)的合适布置。
6.如权利要求5所述的保护装置(1),其中所述致动元件(11)包括带轮(11a),其在接合位置和脱离位置之间可逆地运动,其中在接合位置,所述带轮(11a)接合并拉伸带(11b),其中带(11b)预设用于所述动力源(10)和所述第一缠绕卷筒(8a)之间的机械传动,从而配合所述供应软管(2)的复原步骤而使得所述保护元件(9)能够复原,而在脱离位置,其中所述带轮(11a)通过使所述第一缠绕卷筒(8a)空转而脱开所述带(11b),从而配合供应软管(2)的延伸配置而允许保护元件(9)处于延伸配置中,所述供应软管(2)的延伸步骤通过驱动部件(300)执行,所述驱动部件适于在土壤(200)上拖曳所述小车(4),从而促使第一缠绕卷筒(8a)旋转。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的保护装置(1),其中所述积累部件(8)包括机械型的动力源(10),所述动力源(10)配置为当供应软管(2)的第一端部(2a)朝向其第二端部(2b)运动时吸取能量。
8.根据权利要求7所述的保护装置(1),其中所述积累部件(8)包括所述保护元件(9)的第一缠绕卷筒(8a),并且其中所述动力源(10)包括所述第一缠绕卷筒(8a)的自由端和驱动轮(19)之间的机械连接,该机械连接能配置在与所述土壤(200)的接触位置和上升及非激活位置之间,该机械连接能旋转以用于将供应软管(2)的所述第一端部(2a)、所述第二端部(2b)的平移向前运动转换为机械能,其机械能设置为使所述第一缠绕卷筒(8a)旋转;所述机械连接为柔性链或带机械传输。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的保护装置(1),其中所述积累部件(8)包括电子型或电液压型的动力源(10),所述电子型或电液压型的动力源(10)配置为分别利用电能或压力和流体(100)的流速,使得所述积累部件(8)可被激活。
10.如权利要求9所述的保护装置(1),其中所述积累部件(8)包括所述保护元件(9)的第一缠绕卷筒(8a)和摆动杆(12),能操作地连接所述电子型或电液压型的动力源(10),所述摆动杆(12)在由其自重可达的第一位置和经由在拉伸状态的所述保护元件(9)所施加的横向推力而可达的第二位置之间摆动,其中在第一位置所述积累部件(8)在所述第一缠绕卷筒(8a)和所述保护元件(9)之间的放松条件下激活,在第二位置所述积累部件(8)在所述第一缠绕卷筒(8a)和所述保护元件(9)之间的拉伸状态下不激活。
11.如权利要求10所述的保护装置(1),其中所述电子型的动力源(10),包括与所述第一缠绕卷筒(8a)连接的电机(13)和与所述摆动杆(12)的形状端部可操作连接的微开关(14),其中所述微开关(14)通过处于所述第一位置的所述摆动杆(12)而切换到关闭状态,以及通过处于所述第二位置的所述摆动杆(12)而切换到开启状态,所述电机(13)通过光伏面板(16)由可重复充电电池(15)供能。
12.如权利要求10所述的保护装置(1),其中所述电液压型的动力源(10)包括与所述摆动杆(12)的一端可操作地连接的液压阀(17),其中所述液压阀(17)通过处于所述第一位置的所述摆动杆(12)而切换到开启状态,以及通过处于所述第二位置的所述摆动杆(12)而切换到关闭状态,所述液压阀(17)与液压涡轮(18)流体连接,该液压涡轮(18)机械连接到所述第一缠绕卷筒(8a),所述液压阀(17)配置为从所述供应软管(2)中收集所述流体(100)。
13.一种灌溉系统,包括:
-流体(100)的供应软管(2),包括第一端部(2a)和第二端部(2b);
-用于支撑所述供应软管(2)的软管卷筒(5),包括在供应软管的第二端部(2b)处与所述供应软管(2)连接的第二缠绕卷筒(5a);所述第二缠绕卷筒(5a)在退绕步骤和缠绕步骤之间绕轴线(X)旋转操作,其中在退绕步骤,供应软管(2)不缠绕并且其第一端部(2a)远离第二端部(2b)运动;而在缠绕步骤,供应软管(2)重新缠绕在第二缠绕卷筒(5a)上,这导致供应软管的第一端部(2a)朝向第二端部(2b)运动;
-分配器(3),液压地连接到供应软管(2)的第一端部(2a),用于在土壤(200)上分配流体(100);
-小车(4),适于装载分配器(3),通过在供应软管(2)的退绕步骤远离软管卷筒(5)运动,而在供应软管(2)的缠绕步骤朝向软管卷筒(5)运动,小车(4)在土壤(200)上可运动,
其特征在于,包括由根据如上任一项权利要求制成的供应软管(2)的保护装置(1)。
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