CN106029551A - 分配枪 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种具有增强安全性的分配枪。分配枪(1)包括膨胀室(9),留在分配枪内的液体在膨胀的情况下可泄漏到该膨胀室中,从而避免因这种膨胀产生的分配枪内的压力增加,该压力增加会损坏内部部件,例如出口阀设备。

Description

分配枪
技术领域
本公开主要涉及一种分配枪,例如,用于将液体(例如燃料)传递至车辆、容器等的分配枪。更具体地,分配枪可以是适于例如装配至计量泵的喷嘴和安装在加油站的分配器,并可例如用来将液体燃料分配到机动车、船和轻型飞行器的油箱中及分配到便携式容器中。
背景技术
传统的用于分配燃料(例如汽油或柴油)的分配枪,经常可能由于已经停止燃料输送(例如通过自动切断设备)之后燃料从导管滴出而经受燃料泄漏。即使这并不是人们所希望的,且可能造成可燃液体会有不受保护环境的小危险,但是这种燃料的少量泄漏通常也是可接受的。
然而,根据新的替代燃料的发展,甚至这种少量泄漏也可能具有有害效果且必须避免。因此,近来已经开发了各种解决方案的分配枪,包括例如复杂的出口阀设备和/或用于在分配枪和燃料容器之间固定液密耦接器的装置。出口阀设备和/或分配枪的所述固定装置确保不会出现泄漏,例如通过在分配过程之后确保分配枪的输出阀外部没有液体来实现。这可例如通过确保以下操作来实现:仅当分配枪的耦接部分已经牢固耦接到与车辆的油箱相连的对应耦接部分时才可能进行分配过程,并且,在输出阀已完全关闭之前不能释放分配枪。输出阀通常是一些类型的提升阀。而且,此发展的结果是,不能通过分配枪的分配端对分配装置中的可能过压进行任何释放。
此外,从度量衡可核准的观点看,要求在分配过程中分配的所测燃料的体积都不能回到加油设备的储油罐(或通过未测量的分配枪而被分配),从而确保顾客将收到正确的量的燃料。
因此,当分配枪已用于分配过程时,一定体积的燃料将留在分配枪的输出阀和分配器中的截止阀(例如体积测量装置、泵等)之间,或留在分配枪的输出阀和分配枪中的输入阀之间。
留下的液体在一定情况下可能带来问题。更具体地,留下的液体由于温度变化而膨胀,接着这可能导致损坏输出阀或分配枪的任何其他内部部件的危险。输出阀的损坏可能接着在分配燃料的过程中影响分配枪的操作,或甚至当分配枪不操作时,最终导致燃料泄漏。
除了分配枪以外,在燃料分配器的某些部件中由于温度变化而从燃料的膨胀产生的压力增加的问题是先前已知的,例如,在布置于泵和分配枪之间的软管中。之前已经提出,通过在燃料分配器的壳体内布置一些类型的减压设备来解决这种问题,例如膨胀室等。US 1,963,270中公开了一个这种实例,描述了布置在泵和软管之间的减压附件。这种膨胀室通常非常笨重,从而占据空间。此外,虽然这种膨胀室在包括传统分配枪(其中,可能少量泄漏燃料)的分配系统中工作得非常好,但是在分配系统的分配枪构造为液密地分配燃料的情况中,这种膨胀室可能并不能够适用。在后一种情况中,在使增加的累积压力在系统中均衡和/或燃料分配器壳体中的减压设备能够补偿这种压力升高之前,由液体的膨胀导致的压力升高可能导致部件损坏。
此外,随着分配枪最近的发展,某些分配枪可能这样构造,使得其将包括在两个分配过程之间留在分配枪的出口和入口之间的一定体积燃料。这可能例如是这样的情况:分配枪的入口包括输入阀,其适于在分配过程之间关闭,或者,如果测量在分配过程中分配的体积的装置布置在分配枪的入口处或其附近,而不是布置在软管的分配器端。之前尚未考虑到,留在分配枪内的相对小体积的膨胀可能导致任何相当大的问题。然而,随着确保完全液密的枪及其耦接器的分配枪最近的发展,分配枪已变得更复杂。膨胀室例如布置在与分配器的计量泵连接的软管的端部,无法解决留在分配枪内的液体膨胀的问题。
因此,在分配过程中和两个分配过程之间,都需要增加分配枪的安全性。
发明内容
本发明的目的是,增加分配枪的安全性。
通过如权利要求1定义的分配枪来实现此目的。用从属权利要求限定实施例。
分配枪包括:入口,其适于连接到对分配枪输送液体的装置;出口,其适于在分配过程中插入和/或连接到将由分配枪分配的液体的容器;壳体;中央体管道,其至少部分地布置在壳体内并对从入口分配至出口的液体形成主流径;以及出口阀设备,其布置在出口处或布置在出口附近。此外,分配枪包括膨胀室,该膨胀室这样布置,使得其与主流径分离并与出口阀设备分离。膨胀室适于经由中央体管道中的至少一个通孔与主流径液体连通,以在包含于主流径中的液体膨胀的情况中,允许液体进入所述膨胀室。
通过根据本发明的分配枪,确保允许液体膨胀而不增加中央体管道内的压力,增加该压力会导致例如分配枪入口处的出口阀设备或连接体损坏。反而是允许液体部分地从主流径离开进入膨胀室,从而保证将中央体管道内的压力保持在安全水平。因此,这样布置膨胀室,使得液体在膨胀时可经由中央体管道中的通孔从中央体管道离开,到达膨胀室。
优选地将膨胀室分成第一和第二部分。在包含于主流径中的液体在两个分配操作之间膨胀的情况中,第一部分适于从主流径接收液体。第一部分优选地是液密的,除了与主流径流体连通以外。第二部分适于不从主流径接收任何液体,并且例如可包含空气。
此外,膨胀室优选地包括将膨胀室分成所述第一和第二部分的活塞。活塞优选地可响应于包含在主流径中的液体的膨胀而在第一方向上移动。因此,由于液体在主流径内膨胀的结果而进入膨胀室的液体,迫使活塞在所述第一方向上移动,从而增加膨胀室的第一部分的体积,同时减小膨胀室的第二部分的体积。活塞适当地布置为在所述第一方向上移动,直到膨胀室的第一部分(即,适于暂时接收液体的膨胀室的部分)和主流径之间基本上没有压力差为止。
为了确保当来自膨胀液体的压力减小时(例如在分配过程中,在该过程中,存在分配枪的主流径中分配的液体的流动)使活塞回到其原始位置,活塞优选地装上弹簧。簧上负载还可确保,当活塞在第一方向上移动时,通过在活塞上提供反作用力,仅允许获得避免中央体管道中的压力增加的预期结果的所需体积的液体进入膨胀室。
根据一个实施例,膨胀室是基本上柱形的,并与中央体管道的中心轴线同心地布置。因此,膨胀室基本上是空心柱体的形式。这还节省了空间并确保可将膨胀室集成在分配枪的壳体中而不影响分配枪的可用性。
优选地,中央体管道的外表面至少部分地形成膨胀室的第一壁,意味着,所述壁组成中央体管道和膨胀室的一部分。从而,可节省空间并将分配枪的重量保持较低,因为不需要膨胀室的单独的内壁件。此外,通过可能在组成膨胀室的第一壁的共用壁中布置中央体管道的通孔,而可便于主流径和膨胀室之间流体连通。通孔可这样布置,使得其通向膨胀室的上部,即,膨胀室的最靠近分配枪的出口端的部分。或者,通孔可这样布置,使得其通向膨胀室的下部,即,膨胀室的最靠近分配枪的入口端的部分。
根据一个实施例,活塞适于在分配过程中基本上位于该至少一个通孔的上方。这进一步帮助防止液体在分配过程中流入膨胀室。然而,活塞和通向膨胀室的通孔的开口之间应具有小间隙,以在如果主流径中的液体在两个分配操作之间膨胀的情况下,确保液体足以能够进入膨胀室。
根据一个实施例,膨胀室进一步包括至少一个布置在膨胀室的第二部分中的膨胀室壁中的通气孔,其适于不从主流径接收任何液体。从而,当活塞在第一方向上移动使得减小第二部分的体积时,确保允许所述第二部分中的空气从该通气孔离开,从而避免膨胀室的第二部分中的不希望有的压力累积的危险。
为了确保没有液体能够从膨胀室的第一部分离开到第二部分,活塞优选地设置有密封装置,例如至少一个O形环,以在活塞和膨胀室的壁之间提供液密的密封。其他类型的密封装置也似乎是合理的,如本领域已知的,例如可包括至少一个活塞的径向凸起。
根据另一实施例,活塞优选地是基本上柱形的,并包括中央孔,即,基本上构成空心柱体。这确保活塞可在膨胀室的第一和第二部分之间提供分隔壁,即使当膨胀室基本上是柱形的且与中央体管道的中心轴线同心布置时也是这样。
根据本发明的分配枪适合于分配任何类型的液体。然而,主要开发用于分配可燃的、有毒的和/或易爆炸的液体,例如包含乙醇或酒精混合物的燃料。
附图说明
图1示意性地示出了分配枪的透视图,其中,已经切掉了壳体的一部分。
图2a示意性地示出了处于第一状态的膨胀室的透视图,其中,活塞处于其原始位置。
图2b示意性地示出了图2a的膨胀室的横截面图。
图3示意性地示出了膨胀室的分解图。
图4a示意性地示出了处于第二状态的膨胀室的透视图,其中,已将活塞移动至第二位置。
图4b示意性地示出了图4a的膨胀室的横截面图。
具体实施方式
下面将参考附图更详细地描述本发明。这些图不应认为是按比例绘制,因为一些特征可能已经放大,以更清楚地说明本发明。
此外,本发明不限于图中所示和以下讨论的具体实施例,而是可在所附权利要求的范围内变化。
图1示意性地示出了分配枪1,其包括入口2,该入口适于与液体分配软管或任何其他燃料补给设备等连接,以对所述分配枪供应液体(以由分配枪分配)。例如,可在分配枪的入口处布置入口转环(swivel),以与燃料分配器软管连接。此外,分配枪包括出口3,液体在分配至容器的过程中从出口离开分配枪。因此,出口适于插入和/或连接到将由分配枪分配的液体的容器。分配枪在出口处或其附近还包括出口阀设备(未示出),该出口阀设备控制待分配的液体的流出,此外优选地确保不会分配液体,除非分配枪以液密的方式牢固地连接到容器的耦接件。待分配的液体经由中央体管道4从入口流至出口,由此中央体管道4形成分配枪内的主流径。在不背离本发明的范围的前提下,中央体管道可以是一个管道或由多个管段组成。在中央体管道的出口端处布置出口阀设备(未示出)。
出口阀设备可以是任何之前已知的出口阀设备,例如,在适当的地方可包括至少一个提升阀、不同的流室和/或通风室。
分配枪还可包括用于调节待分配液体的流动的机械致动装置,例如适于由用户操作的杆6的形式,如本领域已知的。然而,本发明不限于任何这种装置,液体的分配例如可仅由电子装置控制,或与如本领域已知的分配枪的机械致动装置组合地控制。此外,在分配枪在分配液体的过程中适于牢固地固定至容器的耦接体的情况中,分配枪还可包括用于在开始分配过程之前和分配过程中在分配枪和容器的耦接体之间建立牢固且液密的耦接的装置,以及用于当分配过程已经结束时释放分配枪与容器的耦接体的耦接的装置。这种用于释放的装置例如可包括释放按钮7等。这种耦接装置和释放装置是本领域中之前已知的,因此,在本公开中将不再进一步详细地讨论。
通过如本领域已知的壳体5,适当地保护分配枪的内部部件使其不受到机械冲击或其他损坏,和/或不使杂质进入。壳体还可用作分配枪的把手。在图1中,在适于由用户抓住的分配枪的部分8(在下文中叫做夹持部分)中,已经切掉了所述壳体的一部分,以在所述部分中展示内部部件。
根据本发明,分配枪1包括膨胀室9,其与出口阀设备隔开且布置在离其一定距离处,使得膨胀室不组成所述出口阀设备的一部分。此外,其与分配枪1的主流径10(例如图2a中所示)隔开,从而不布置在中央体管道内。因此,膨胀室本身的目的不在于,在分配操作过程中构成从入口2到出口3的液体的通流路径。然而,膨胀室9适于允许液体在两个分配操作之间可能聚集在其中,以在分配过程中离开膨胀室并进入主流径10,使得可将该液体从分配枪分配。膨胀室布置在壳体5内,可适当地位于分配枪的夹持部分8中,如图1所示。
图2a和图2b更清楚地示出了膨胀室9的一个实施例。为了说明该实施例且清楚地展示不同的特征和布置在膨胀室中的部件,在图2a中已经切掉了膨胀室的外壁的一部分及中央体管道的壁的一部分。
膨胀室9的目的是,允许在两个分配操作之间存在于中央体管道4内的(例如留在输入阀和出口阀设备之间的)液体如果其将膨胀(例如由于温度增加而引起),便进入膨胀室。从而,可确保中央体管道内的压力不增加至可能损坏分配枪的其他部件的程度,例如出口阀设备。当液体膨胀时,允许其经由至少一个布置在中央体管道4的壁中的通孔11(适当地,是两个或三个通孔)流入膨胀室。
膨胀室优选地包括活塞12,其适于可响应于包含在中央体管道4中的液体的膨胀而在第一方向上移动。因此,活塞12通过由进入膨胀室9的液体施加的压力而在第一方向上移动。为了确保液体仅存在于膨胀室内的活塞12上的一侧上,优选地用密封装置将活塞密封在膨胀室9的壁上,例如一个或多个O形环13或其他如本领域中已知的密封装置。当如图2a和图2b所示地布置膨胀室时,活塞的第一运动方向与分配过程中将出现在主流径中的液体的流向基本上相反且平行。在图2b中用箭头P1示出第一方向,并用箭头F示出主流径中的流向。
活塞12优选地是弹簧加载的,使得其可响应于由进入膨胀室9的膨胀液体提供的增加的力而移动,并且,当来自液体的压力减小时,例如当温度下降时或当在分配过程中打开出口阀设备时,适于通过在第二方向P2(图4a所示)上的运动回到其原始位置。如图2a和图2b所示,弹簧可以是螺旋弹簧14。然而,其他类型的弹簧也似乎是合理的。例如还可通过弹性元件(例如可压缩橡胶线(rubber bus)等)来实现相同效果,接着这可对活塞12提供弹簧力,这使得当膨胀液体的压力减小时,例如在新的分配操作开始时或由于环境温度降低的结果,其能够回到其原始状态。
优选地调整例如由弹簧14提供的作用于活塞的弹簧力,使得基本上防止液体在分配过程中进入膨胀室,且优选地在两个分配过程之间也处于正常压力下,即,当主流径中的液体尚未膨胀或仅稍微膨胀时。此外,优选地,调整主体管道中的通孔11的尺寸使其适应提供给活塞的弹簧负载,以进一步确保液体在分配操作过程中基本上不会从主流径10流入膨胀室9。通孔的适当大小取决于例如进行分配操作的压力和待分配液体的粘度,并可由技术人员例如通过实证研究来轻松地确定。
为了节省空间,将膨胀室9布置在分配枪1的壳体5内,优选地靠近入口2,如图1所示,因为在大多数情况中,除了中央体管道和用于将分配枪与用来将液体输送至分配枪的装置连接的装置以外,在壳体5的此部分内具有几个额外的部件。在从出口阀设备去除的观点来看,这也是有利的。壳体的此部分通常对应于分配枪的夹持部分。
根据一个实施例,膨胀室9与中央体管道4的中心轴线同心地布置,并径向地位于中央体管道4之外,例如图2a和图2b所示,因此基本上是空心柱体的形式。这也可节省空间,从而避免制造体积大的、用户难以操作的分配枪。为了相同的目的,优选地,中央体管道的外表面至少部分地形成膨胀室的第一壁。这进一步节省空间,并可将分配枪的重量保持较低,因为中央体管道和膨胀室共用相同的壁。此外,其便于膨胀室9和主流径10之间流体连接,因为可将通孔11轻松地布置在共用的壁中。
在一个替代实施例中(未在图中示出),膨胀室9可以是与和中央体管道4隔开的壁完全分开的单元。在这种情况中,需要将中央体管道的通孔11与用于液体的膨胀室的入口/出口连接的管道等。然而,这种实施例是不太优选的,因为其可减小膨胀室的可能体积,并可增加分配枪的重量。在一些情况中,其还可导致体积更大的分配枪。
图2a和图2b示出了当活塞12处于第一原始位置时膨胀室9的一个实施例。活塞12的此第一部分对应于主流径内的液体尚未膨胀且由此不进入膨胀室的状态,或液体刚开始流入膨胀室的状态。在此第一状态中,弹簧处于松弛状态。
如图2a和图2b所示,该至少一个通孔11可优选地布置在膨胀室的上部中。在此上下文中,上部指的是,与膨胀室的相对端相比,布置在下游的部分,如在主流径内的流向上看到的。也就是说,膨胀室的上部指的是比膨胀室的下部更靠近分配枪的出口的部分。在图2a和图2b所示的实施例中,膨胀液体由此将在其上部中进入膨胀室,迫使活塞与由弹簧14提供的弹簧负载相反地向下移动。
虽然图2a和图2b示出了这样一个实施例,其中,当活塞12处于其原始位置时,中央体管道4中通向膨胀室9的通孔11布置在活塞12的基本上径向的上端面的上方,也可能这样布置活塞,使得当活塞处于其原始位置时,其基本上覆盖通孔。这可通过以下方式来实现:将活塞12布置为使得,在活塞和膨胀室的布置通孔11的开口的壁之间存在小间隙。例如可通过选择适当尺寸的布置在活塞12的外表面上的O形环13来确保这个间隙(以与如图2a和图2b所示的相同的方式),O形环13面向膨胀室的壁但是位于通孔的开口下方。如果希望的话,还可能通过活塞上的径向凸起来确保间隙的尺寸。
当使活塞向下移动时,为了避免活塞下侧上的压力聚集,膨胀室优选地包括至少一个通气孔15,其布置在膨胀室9的底部中或靠近底部,从而,如果需要的话,允许空气离开。布置在活塞12的外侧表面上的O形环13确保液体不能从活塞12上方的区域(即,膨胀室9的第一部分)离开至活塞下方的区域,且不能通过通气孔到达周围环境。
虽然图2a和图2b示出了这样一个实施例,其中,该至少一个通孔11在其上部中通向膨胀室,但是,将该至少一个通孔布置为使得其在膨胀室的下部中通向膨胀室9也似乎是合理的。在这种情况中,活塞将通过进入膨胀室的液体而向上移动,并通过弹簧力回到其原始位置。自然地,这个实施例也可包括至少一个于是将布置在膨胀室9的上部中的通气孔15。
图3构成了膨胀室9(如图2a和图2b所示)的分解图,其中,示出了不同的部件。如可从图中看到的,中央体管道4的一部分的外表面17形成膨胀室9的内表面,因为膨胀室与中央体管道共用一个壁。膨胀室进一步包括外壁18,其径向地布置在中央体管道4的外部。因此,膨胀室与分配枪的中央体管道4的中心轴线同心。此外,活塞12具有基本上柱形的形状,中央孔的直径基本上对应于膨胀室的内表面(其与中央体管道的外表面相同)的直径。此外,活塞12在其轴向布置的外表面中优选地包括周向凹槽19,该凹槽适于固定外O形环13的位置。外O形环13的目的是,在活塞12和膨胀室9的外壁18之间提供液密的密封。此活塞在轴向布置的内表面上优选地包括对应的凹槽,用于固定内O形环13’的位置。内O形环13’适于在活塞和膨胀室的内壁之间提供密封。因此,具有O形环的此活塞将膨胀室分成第一部分和第二部分,第一部分适于暂时容纳液体,第二部分将不容纳任何液体。因此,膨胀室的第一部分是液密的,除了与主流径流体连通以外。
弹簧14可适当地设置在活塞和基本上膨胀室9的底部之间。如图3所示,膨胀室的底部可以是构件16的一部分,其适于附接至用于将分配枪与用来将液体输送至分配枪的装置(例如入口转环)连接的连接装置。
图4a和图4b示出了如图2a和图2b所示的膨胀室,但是出于第二状态。第二状态构成这样的状态,其中,来自分配枪的主流径的膨胀液体已经进入膨胀室,并迫使活塞向下运动至其第二位置。因此,弹簧14处于压缩状态中。当来自膨胀室内的液体的压力减小时,活塞12可通过在第二方向上运动而回到其原始位置,如箭头P2所示。活塞进一步促使液体从膨胀室离开,回到主流径中,使得可将其从分配枪经由其出口分配。
根据本公开的发明不限于图中所示的实施例。例如,膨胀室不限于与中央体管道的中心轴线同心地布置,而是例如可以是单独的仅布置在中央体管道的一侧上的腔室。此外,活塞可不用必须布置为使得其可在与液体在分配过程中的流向基本上相反的方向上移动,而是例如可在基本上平行于分配过程中的流向的方向上移动。此外,活塞不用必须是弹簧加载的。而是,可在活塞的一侧上布置单独的弹性件(例如橡胶件),以对活塞提供预期的弹性力。此外,包括其他类型的用于使活塞回到其原始位置的设备也似乎是合理的。这种装置例如可由电子器件控制,并在分配过程开始时启动,从而迫使活塞到达其原始位置,从而迫使包含在膨胀室中的液体离开膨胀室并进入主流径中。此外,在膨胀室不包括活塞的实施例中,膨胀室及其与中央体管道的流体连接可这样布置,使得在膨胀室和中央体管道内的主流径之间出现的压力梯度,确保在分配操作过程中从膨胀室吸出或压出包含在膨胀室中的液体。膨胀室的壁优选地可由实心材料制成,其并不适于当受到压力差时改变其几何形状。然而,在不使用活塞的实施例中,也可能包括可膨胀元件,例如气球状膨胀室。

Claims (13)

1.一种分配枪(1),包括:入口(2),适于连接到对所述分配枪输送液体的装置;出口(3),适于插入和/或连接到将由所述分配枪分配的液体的容器;壳体(5);中央体管道(4),为从所述入口分配至所述出口的液体形成主流径(10);以及出口阀设备,布置在所述出口处或布置在所述出口附近,其特征在于,所述分配枪进一步包括布置在所述壳体(5)内的膨胀室(9),所述膨胀室与所述主流径(10)分离并与所述出口阀设备分离,所述膨胀室适于经由所述中央体管道中的至少一个通孔(11)与所述主流径液体连通,以在包含在所述主流径中的液体膨胀的情况下允许该液体进入所述膨胀室。
2.根据权利要求1所述的分配枪,其中,所述膨胀室(9)分为第一部分和第二部分,所述第一部分适于在包含在所述主流径中的液体膨胀的情况下从所述主流径(10)接收液体,所述第二部分适于不从所述主流径接收任何液体。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的分配枪,其中,所述膨胀室(9)包括活塞(12),所述活塞响应于包含在所述主流径中的液体的膨胀而能在第一方向(P1)上移动。
4.根据权利要求3所述的分配枪,其中,所述活塞是弹簧加载的,该弹簧加载优选地通过弹簧(14)来实现。
5.根据前述权利要求中任一项所述的分配枪,其中,所述膨胀室(9)基本上是柱形的且与所述中央体管道(4)的中心轴线同心地布置。
6.根据前述权利要求中任一项所述的分配枪,其中,所述中央体管道(4)的外表面(17)至少部分地形成所述膨胀室的第一壁。
7.根据权利要求6所述的分配枪,其中,所述中央体管道(4)中的所述至少一个通孔(11)布置在所述膨胀室(9)的所述第一壁中。
8.根据权利要求7所述的分配枪,其中,所述至少一个通孔(11)布置在所述第一壁中,使得所述至少一个通孔通入所述膨胀室的上部。
9.根据权利要求7所述的分配枪,其中,所述至少一个通孔(11)布置在所述第一壁中,使得所述至少一个通孔通入所述膨胀室的下部。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的分配枪,其中,所述活塞(12)适于在分配过程中基本上位于所述至少一个通孔(11)的上方。
11.根据权利要求2至10中任一项所述的分配枪,其中,所述膨胀室(9)包括布置在所述膨胀室的壁中的至少一个通气孔(15),其中,布置在所述第二部分中的所述通气孔适于不从所述主流径接收任何液体。
12.根据权利要求3至11中任一项所述的分配枪,其中,所述活塞(12)设置有密封装置,所述密封装置优选地包括至少一个O形环(13),以在所述活塞和所述膨胀室的壁之间提供液密的密封。
13.根据权利要求3至12中任一项所述的分配枪,其中,所述活塞(12)是基本上柱形的。
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