CN107031341B - 用于暖通空调的促进混和的温度门 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统的温度门，该温度门包括第一密封表面以及与第一密封表面间隔开的第二密封表面。第三表面在第一密封表面与第二密封表面之间延伸。在第三表面上形成有多个单元。

Description

用于暖通空调的促进混和的温度门

技术领域

本发明涉及用于车辆的暖通空调系统，更特别地涉及用于车辆的暖通空调系统的温度门。

背景技术

众所周知，车辆通常包括暖通空调(HVAC)系统。暖通空调系统通过向乘客室提供期望的采暖、冷却和通风而使车辆的乘客室内的温度维持在对于乘客而言舒适的水平。暖通空调系统对流动穿过其的空气进行调节并且将经调节的空气分布在整个乘客室中。

暖通空调系统例如包括对空气流量、空气温度和空气流动路径进行控制的特征。暖通空调系统的性能可以被设计成符合包括温度线性度的特定目标，其中，线性度是可预见的温度变化率。对于所有的操作状态而言，可能期望操纵热空气流和冷空气流以产生适当的温度和可预见的温度变化率。

为了实现期望的线性度目标，暖通空调系统可以具有包括挡板、导管、混合板和/或门的特征以有助于使热空气流与冷空气流混合或混和。这些特征和/或部件的添加可能减少气流、降低流动效率、增大噪声以及增大暖通空调系统的成本及重量。

例如，美国专利No.6,231,437和美国专利No.7,575,511——上述专利的公开内容通过引用全部内容并入本文——公开了温度门，所述温度门与暖通空调系统内的邻近于温度门的壁相配合以形成小的恒定间隙或可变间隙，从而允许使热空气流与冷空气流混和。尽管温度门可能是允许一定量的气流量流经温度门以进行混和的一种有效方式，但温度门可能容易受到不期望的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)(例如刮擦声、嘎吱声、鸣响，口哨声等)以及气流量分布控制的影响。

因此，期望提供用于暖通空调系统的温度门，其中，暖通空调系统的温度线性度、流动效率、NVH和气流量分布控制被优化且暖通空调系统的成本及重量被最小化。

发明内容

根据并适合本发明，已经意外地发现一种用于暖通空调系统的温度门，其中，暖通空调系统的温度线性度、流动效率、NVH和气流量分布控制被优化，并且暖通空调系统的成本及重量被最小化。

根据本公开的实施方式，公开了一种用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统的温度门。该温度门包括第一密封表面以及与第一密封表面间隔开的第二密封表面。第三表面在第一密封表面与第二密封表面之间延伸。第三表面上形成有多个单元。

根据本发明的另一实施方式，公开了一种用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统。该空气处理系统包括壳体。该壳体包括与空气源连通的入口部分、与车辆的乘客室连通的输送部分、形成在壳体中的第一流动路径和形成在壳体中的第二流动路径。温度门枢转地安装在壳体中。温度门包括第一密封表面、与第一密封表面间隔开的第二密封表面、在第一密封表面与第二密封表面之间延伸的第三表面以及形成在第三表面上的多个单元。温度门与壳体以可变的方式配合以形成第三流动路径，所述多个单元与第三表面配合以控制通过第三流动路径的空气的流动。

根据本发明的又一实施方式，公开了一种用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统。该空气处理系统包括壳体。该壳体包括与空气源连通的入口部分以及与车辆的乘客室连通的输送部分。壳体中形成有第一流动路径。壳体中形成有第二流动路径。温度门枢转地安装在壳体中。温度门包括第一密封表面、与第一密封表面间隔开的第二密封表面、在第一密封表面与第二密封表面之间延伸的第三表面以及形成在第三表面中的多个中空单元。所述多个中空单元彼此配合以限定轮廓表面。轮廓表面与壳体的一部分配合以形成提供第一流动路径与第二流动路径之间的连通的第三流动路径。温度门能够在冷空气位置、热空气位置与中间位置之间可变地定位。冷空气位置允许空气流动通过第一流动路径，热空气位置允许空气流动通过第二流动路径，中间位置允许空气流动通过第一流动路径、第二流动路径和第三流动路径。

附图说明

通过阅读以下根据附图考虑的本发明的实施方式的详细描述，本发明的上述及其他目的和优点对于本领域中的普通技术人员而言将变得明显，在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统的右视截面图，其中，温度门定位在冷空气位置中；

图2是图1的空气处理系统的右视截面图，其中，温度门定位在热空气位置中；

图3是图1的空气处理系统的右视截面图，其中，温度门定位在中间空气位置中；

图4是图2的温度门的俯视平面图；

图5是图4的温度门的前视立体图；

图6是图4至图5的温度门的右视图；

图7是图4至图6的温度门的前视图；

图8是图7的温度门的沿线8-8截取的截面视图；

图9是图7的温度门的沿线9-9截取的截面视图；

图10是图7的温度门的沿线10-10截取的截面视图；

图11是图3中由圆11突出显示的空气处理系统的放大的局部截面视图，其示出了由空气处理系统的温度门与壳体形成的间隙；

图12为根据本公开的另一实施方式的温度门的前视立体图；以及

图13为图12的温度门的左视图。

具体实施方式

以下详细描述及附图描述并图示了本发明的各种实施方式。描述和附图用于使本领域中的普通技术人员能够制造和使用本发明，而非旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1至图3图示了根据本公开的实施方式的暖通空调(HAVC)系统或气候控制系统的空气处理系统10。如本文中使用的，术语空气可以指的是气态的流体、液态的流体或其任意组合。空气处理系统10通常为车辆的乘客室(未示出)提供采暖、通风和空气调节。空气处理系统10适于安装在金属板(未示出)与车辆的内饰面板(未示出)之间。应当理解的是，空气处理系统10可以根据需要而安装在车辆中的其他位置中，比如说例如安装在仪表盘的下方、安装至前围板(dash panel)、安装在行李箱中、控制台中、地板的下方、顶蓬中或发动机室中。

空气处理系统10包括中空的主壳体12。壳体12包括入口部分14、混合及调节部分16和输送部分18。入口部分14中形成有空气入口20，并且空气入口20与空气供给流体连通。空气供给可以从车辆的外部提供、从车辆的乘客室再循环、或者上述两种方式的混合。混合及调节部分16包括设置在其中的蒸发器芯22、加热器芯24以及温度门26。蒸发器芯22和加热器芯24分别与冷流体源(未示出)和热流体源(未示出)连通。

混合及调节部分16包括第一壳体壁28、第二壳体壁30和第三壳体壁32。应当理解的是，壳体壁28、30、32可以与混合及调节部分16的其他结构一体地形成，或者壳体壁28、30、32可以单独形成并安装在混合及调节部分16中。还应当理解的是，壳体壁28、30、32可以是容纳在壳体12内的内部壳体或内部部件的部分或者可以是设置在主壳体12外部的外部壳体或外部部件的部分。

温度门26设置在关于图4中示出的轴线a轴向地对准的一对枢轴34上。枢轴34枢转地设置在壳体12中并构造成联接至壳体12中的联接特征(未示出)。枢轴34允许温度门26在如图1中所示的冷空气位置、如图2中所示的热空气位置和如图3中所示的在冷空气位置与热空气位置中间的中间空气位置之间枢转。在图示的实施方式中，温度门构造成一个部段，其中，整个温度门26整体地枢转。然而，应当理解的是，温度门26可以构造成多个部段，比如两个、三个、四个或任意其他数量的部段，其中，所述多个部段单独枢转。在这种情况下，可以采用多于两个枢轴34。

如图4至图7中所示，枢轴34中的第一个枢轴向外延伸超过温度门26的第一端部36，并且枢轴34中的第二个枢轴向外延伸超过温度门26的第二端部38。应当理解的是，枢轴34可以相对于温度门26的端部36、38是齐平的或是凹入的。枢轴34中的至少一个枢轴适于例如连接至致动器机构(未示出)比如电定位马达，以控制温度门26的枢转位置。应当理解的是，致动器机构可以例如以电的方式操作、以机械的方式操作或利用流体操作。然而，应当理解的是，枢轴34可以构造成接纳轴，该轴在枢轴34中间延伸并且接纳在枢轴34中或穿过枢轴34而被接纳。在这种情况下，该轴可以联接至致动器机构。枢轴34中的每个枢轴设置有从其沿径向向外延伸的相应凸缘35。

在所示出的实施方式中，温度门26构造为弯曲的“蝶形”或“桶形/摆动”式门。应当理解的是，可以根据需要使用其他形状和类型的温度门。温度门26的截面大致呈V形形状。V形中的第一腿部由具有表面半径R1的第一密封表面40形成。V形中的第二腿部由具有表面半径R2的第二密封表面42形成。在图示的实施方式中，第一密封表面40的表面半径R1与第二密封表面42的表面半径R2大致相等。然而，应当理解的是，如果需要，第一密封表面40的表面半径R1可以大于或小于第二密封表面42的表面半径R2。包括第一密封表面40的平面与包括第二密封表面42的平面在绕轴线a形成的枢轴处相交。在图示的实施方式中，第一密封表面40和第二密封表面42设置成相对于彼此成小于90度的角。然而，第一密封表面40和第二密封表面42可以根据需要设置成相对于彼此成其他角度，比如大致90度或大于90度。每个凸缘35设置在密封表面40与密封表面42的中间。密封表面40、42中的每一者的截面大致呈U形(如图4中更清楚地示出的)。然而，密封表面40、42可以根据需要而呈矩形、梯形或任意其他形状。

第三表面44在距轴线a的一预定距离处从第一密封表面40延伸至第二密封表面42。第三表面44在温度门26的凸缘35的中间从距温度门26的第一端部36的一预定距离处延伸至距温度门26的第二端部38的一预定距离处。在图示实施方式中，第三表面44具有从第一密封表面40至第二密封表面42恒定的半径。在又一些实施方式中，第三表面44的半径可以按需要根据其在第一密封表面40与第二密封表面42之间的径向位置而改变。还应当理解的是，第三表面44的半径可以根据其在第一端部36与第二端部38之间的轴向位置而在第一密封表面40与第二密封表面42之间的任意径向位置处改变。

温度门26的第三表面44上形成有多个中空柱状单元46。单元46从第三表面44向外延伸。然而，应当理解的是，单元46可以向内延伸到第三表面44中。单元46布置成多个平行排48。在图示的实施方式中，温度门26具有六个排48，每个排包含九个单元46。然而，温度门26可以根据需要具有一个、两个、三个、四个、五个、七个、八个或任意其他数量的排48的单元46。还应当理解的是，每个排48可以根据需要具有少于9个的单元46或多于9个的单元46。此外，排48可以相对于彼此具有变化数量的单元46。形成在第三表面44上的排48的数量以及排48内的单元46的数量取决于空气处理系统10的壳体12的应用和结构。

排48中的交替排的单元46彼此成一条直线但从排48中的相邻排的单元46偏移。然而，应当理解的是，单元46的每一排48可以彼此对齐、彼此不平行或以任何设想的构型定位。单元46还可以以随机的非对齐式样形成在第三表面44上。

排48与相邻的排48整体地形成。然而，排48中的一个排或更多排可以单独形成并与其他排48相接触，或者可以单独形成并与其他排48间隔开。在某些实施方式中，单元46与第三表面44整体地形成。然而，单元46可以根据需要与第三表面44分开形成并附接至第三表面44。

在图示的示例性实施方式中，每个单元46具有大致六边形的横截面形状，以有助于使由邻近温度门26的空气流动所导致的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)最小化。大致六边形单元46的每个边形成相邻的单元46的一个边，从而形成大致“蜂窝”构型。然而，应当理解的是，单元46可以根据需要具有任意的横截面形状且可以形成任意构型。例如，单元46可以具有大致圆形或大致椭圆形横截面形状。在其他示例中，单元46也可以根据需要具有大致三角形横截面形状、大致矩形横截面形状、大致八边形横截面形状或其他横截面形状。另外，应当理解的是，单元46可以具有变化的横截面形状。例如，单元46中的一个或更多个单元可以具有圆形横截面形状，而单元46中的其他单元可以具有六边形横截面形状。结合上文提到的横截面形状而使用的术语“大致”在绝大数情况下、但不完全指的是上述横截面形状中的一种横截面形状。此外，通过结合上文提到的横截面形状而使用的术语“大致”，单元46可以构造为半单元或部分单元，其中，单元46例如具有未闭合的多边形横截面形状、未闭合的横圆形截面形状或未闭合的椭圆形横截面形状。

每个单元46具有深度d。单元46的深度d可以彼此不同。具有变化的深度d的单元46彼此配合并且与第三表面44配合以限定具有峰部66a和凹陷部66b的轮廓表面66。如在示例性实施方式中图示的，每个单元46的深度d可以在排48之间以及在每个排48内变化以实现轮廓表面66的峰部66a和凹陷部66b。图8至图10示出了穿过轮廓表面66的分割区域截取的温度门26的截面图，以图示单元46的为变化的从而实现峰部66a和凹陷部66b的深度d。在邻近温度门26的第一端部36的第一区域(图8)和邻近温度门26的第二端部38的第三区域(图10)中，单元46的深度d从最中心的排48向最外部的排48横向向外地逐渐减小。第一区域中的单元46与第三区域中的单元46配合以形成轮廓表面66的具有关于轴线a的大致呈凸状的截面轮廓的部分。在第二区域中(图9)，单元46的深度d在排48的形成轮廓表面66的凹陷部66b的部分中逐渐减小，其中，凹陷部66b具有大致凹状的截面轮廓。

在某些实施方式中，多个单元46的开口端部49朝向第一密封表面40、第二密封表面42、温度门26的第一端部36、温度门26的第二端部38和/或朝向单元46中的相邻单元中的任一单元而渐缩。该渐缩适应单元46的变化深度d且有助于在具有变化深度d的单元46的开口端部49之间的连续过渡。

图4至图10中的单元46的形成轮廓表面66的构型是示例性实施方式。应当理解的是，可以根据空气处理系统10的应用设想单元46的其他构型。单元46可以根据需要具有任意深度、渐缩部、形状和布置，以实现轮廓表面66的期望轮廓。由单元46形成的轮廓表面66可以完全是大致平面的、完全凹状的或完全凸状的。轮廓表面66可以根据需要包括任意数量的具有不同深度和高度的峰部66a和凹陷部66b。峰部66a和凹陷部66b可以是平面的、凹状的、凸状的、圆齿形的、锯齿形的或其组合。

如图1至图3和图11中所示，温度门26能够在冷空气位置、热空气位置与中间空气位置之间以可选择的且可变的方式定位。在图1中，当温度门26处于冷空气位置时，第一密封表面40密封地接合第一壳体壁28并且第二密封表面42密封地接合第二壳体壁30。在图2中，当温度门26处于热空气位置时，第一密封表面40密封地接合第二壳体壁30并且第二密封表面42密封地接合第三壳体壁32。如图3中所示，当温度门26处于中间空气位置时，第一密封表面40定位在第一壳体壁28与第二壳体壁30之间，并且第二密封表面42定位在第二壳体壁30与第三壳体壁32之间。如进一步在图11中示出的，在中间空气位置中，在温度门26的轮廓表面66与第二壳体壁30之间形成有间隙G1、G2。间隙G1、G2根据温度门26的枢转位置、轮廓表面66的轮廓以及壳体12的构型而变化。例如，由第二壳体壁30和轮廓表面66在凹陷部66b处形成的间隙G1与由第二壳体壁30和轮廓表面66在峰部66a处形成的间隙G2不同。间隙G1、G2可以随着温度门26枢转而增大和减小。

在混合及调节部分16中形成有从蒸发器芯22至输送部分18的第一流动路径60。在混合及调节部分16中形成有从蒸发器芯22穿过加热器芯24至输送部分18的第二流动路径62。在混合及调节部分16中形成有从蒸发器芯22穿过间隙G1、G2至输送部分18的第三流动路径64。第三流动路径64提供了第一流动路径60与第二流动路径62之间在加热器芯24的下游的流体连通。

当空气流动通过第三流动路径64时，由单元46形成的轮廓表面66有助于在温度门26在冷空气位置与热空气位置之间交替时控制流动通过第三流动路径64的空气的量。由单元46形成的轮廓表面66的峰部66a与第二壳体壁30配合以使间隙G1、G2消除或最小化。进而，间隙G1、G2的消除或最小化使流动通过第三流动路径64的空气的量减少或最小化。相反地，由单元46形成的轮廓表面66的凹陷部66b与第二壳体壁30配合以增大间隙G1、G2。进而，间隙G1、G2的增大有助于增大流动通过第三流动路径64的空气的量。在温度门26的中间空气位置中，流动通过第三流动路径64的空气的量取决于温度门26在冷位置与热位置之间的枢转位置以及轮廓表面66在该枢转位置处与第二壳体壁30配合的轮廓。当空气流动通过第三流动路径64时，空气在轮廓表面66上流动。流动通过第三流动路径64的空气与流动通过第二流动路径62的空气混和以实现流动通过第二流动路径62的空气的温度变化。轮廓表面66有助于使流动通过第一流动路径的空气与流动通过第二流动路径的空气混和。单元46有助于使NVH最小化。

输送部分18包括出口68，出口68用于将已调节的空气从第一流动路径60、第二流动路径62和/或第三流动路径64供给至车辆的乘客室。如果需要，输送部分18中可以包括附加出口68。

如图12至图13中所图示的，图示了根据本发明的另一示例性实施方式的构造成用于空气处理系统(未示出)的温度门26’。为清楚起见，类似于图1至图11中图示的温度门26的特征用相同的附图标记和角标(’)表示。除了单元46’具有替代构型之外，图12至图13的温度门26’与上文所述的图1至图11的温度门26类似。

如图所示，单元46’布置成七个排48’。单元46’是具有大致六边形横截面形状的单元的组合或者构造为具有未闭合的六边形横截面形状的半单元或部分单元。此外，如上文参照图1至图11的温度门26所示，单元46’可以根据需要具有任意的横截面形状。排48’中的三个排与排48’中的其他四个排间隔开，从而在其之间暴露出第三表面44’的一部分。第三表面44’的该部分与单元46’配合以形成轮廓表面66’。轮廓表面66’包括位于两个峰部66a’中间的一个凹陷部66b’。轮廓表面66’的凹陷部66b’和峰部66a’沿着温度门26’的长度延伸。

如图13中所示，峰部66a’中的第一峰部具有大致三角形横截面形状，并且峰部66a’中的第二峰部具有大致弓形横截面形状。根据上文关于图1至图11的温度门26所述，图12至图13的温度门26’的单元46’可以根据需要具有任意构型，以按照需要根据空气处理系统的需求形成任意数量的峰部66a’和凹陷部66b’。

以上描述的温度门26、26’实现空气处理系统10内的温度线性度、流动效率和NVH的期望水平。单元46、46’可以适于根据需要实现任意的表面轮廓构型——包括任意数量的凹陷部66b、66b’和峰部66a、66a’——以与不同的空气处理系统的不同的壳体构型和参数相对应。温度门26、26’有助于混和冷空气流和热空气流。单元46、46’有助于降低共振频率，这进而使由空气处理系统10所导致的不期望的NVH最小化。

从前面的描述中，本领域中的普通技术人员可以容易地确定本发明的本质特征，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种改变和修改以使本发明适合于各种用途和条件。

Claims (19)

1.一种用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统的温度门，所述温度门包括：

第一密封表面，所述第一密封表面设置在第一平面上；

第二密封表面，所述第二密封表面设置在第二平面上，所述第一平面关于所述温度门的旋转轴线从所述第二平面成角度地移位以形成当沿着所述温度门的所述旋转轴线观察时所述第一密封表面与所述第二密封表面之间的大致V形结构；

第三表面，所述第三表面在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间延伸；以及

形成在所述第三表面上的多个单元，

其中，所述第一密封表面的表面半径与所述第二密封表面的表面半径不同。

2.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述温度门能够在第一位置与第二位置之间可变地定位。

3.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述单元中的每个单元是中空的。

4.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述单元中的至少一个单元具有大致多边形横截面形状、大致圆形横截面形状和大致椭圆形横截面形状中的一种横截面形状。

5.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述多个单元中的至少一个单元具有大致六边形横截面形状。

6.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述多个单元形成蜂窝构型。

7.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述多个单元中的每个单元具有深度，并且其中，所述多个单元中的第一单元的深度与所述多个单元中的第二单元的深度不同。

8.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述多个单元中的至少一个单元是渐缩的。

9.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述多个单元与所述第三表面配合以形成具有带凹陷部的轮廓的表面。

10.根据权利要求1所述的温度门，其中，所述多个单元布置成多个排。

11.一种用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统，所述空气处理系统包括：

壳体，所述壳体包括第一壳体壁、第二壳体壁、第三壳体壁、与空气源连通的入口部分、与所述车辆的乘客室连通的输送部分、形成在所述壳体中的第一流动路径和形成在所述壳体中的第二流动路径；以及

温度门，所述温度门枢转地安装在所述壳体中，所述温度门包括第一密封表面、与所述第一密封表面间隔开的第二密封表面、在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间延伸的第三表面以及形成在所述第三表面上的多个单元，所述温度门与所述壳体配合以形成第三流动路径，所述多个单元与所述第三表面配合以控制通过第三流动路径的空气的流动，

其中，当所述温度门处于第一位置时，所述第一密封表面密封地接合所述第一壳体壁并且所述第二密封表面密封地接合所述第二壳体壁；其中，当所述温度门处于第二位置时，所述第一密封表面密封地接合所述第二壳体壁并且所述第二密封表面密封地接合所述第三壳体壁；其中，当所述温度门处于第三位置时，所述第一密封表面定位在所述第一壳体壁与所述第二壳体壁中间；并且其中，当在所述温度门处于所述第三位置时，所述第二密封表面定位在所述第二壳体壁与所述第三壳体壁中间。

12.根据权利要求11所述的空气处理系统，其中，所述第三流动路径提供所述第一流动路径与所述第二流动路径之间的流体连通。

13.根据权利要求11所述的空气处理系统，其中，所述多个单元中的每个单元是中空的并且具有大致多边形横截面形状、大致圆形横截面形状和大致椭圆形横截面形状中的一种横截面形状。

14.根据权利要求11所述的空气处理系统，其中，所述多个单元中的每个单元具有大致六边形横截面形状。

15.根据权利要求11所述的空气处理系统，其中，所述多个单元与所述第三表面配合以限定轮廓表面，所述轮廓表面具有至少一个凹陷部。

16.根据权利要求11所述的空气处理系统，其中，所述第一密封表面的表面半径与所述第二密封表面的表面半径相等。

17.一种用于车辆的暖通空调系统的空气处理系统，所述空气处理系统包括：

壳体，所述壳体包括与空气源连通的入口部分以及与所述车辆的乘客室连通的输送部分；

形成在所述壳体中的第一流动路径；

形成在所述壳体中的第二流动路径；以及

温度门，所述温度门枢转地安装在所述壳体中，所述温度门包括第一密封表面、与所述第一密封表面间隔开的第二密封表面、在所述第一密封表面与所述第二密封表面之间延伸的第三表面以及形成在所述第三表面上的多个中空单元，所述多个中空单元彼此配合以限定轮廓表面，所述轮廓表面与所述壳体的一部分配合以形成提供所述第一流动路径与所述第二流动路径之间的连通的第三流动路径，所述温度门能够在冷空气位置、热空气位置与中间位置之间可变地定位，所述冷空气位置允许空气流动通过所述第一流动路径，所述热空气位置允许空气流动通过所述第二流动路径，所述中间位置允许空气流动通过所述第一流动路径、所述第二流动路径和所述第三流动路径。

18.根据权利要求17所述的空气处理系统，其中，所述中空单元的至少一部分具有大致多边形横截面形状、大致圆形横截面形状和大致椭圆形横截面形状中的一种横截面形状。

19.根据权利要求17所述的空气处理系统，其中，所述第一密封表面的表面半径与所述第二密封表面的表面半径相等。

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