CN107605726B - 涡旋压缩机及具有其的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡旋压缩机及具有其的空调器，其中，涡旋压缩机，包括：机壳及机头盖，机壳上设置有第一吸气口，机头盖上设置有排气回油腔；静涡旋盘和动涡旋盘，设置在机壳内；支架，和动涡旋盘之间形成背压腔；电机和曲轴，曲轴的驱动端和支架之间设置有第一轴承，支架具有轴承安装孔，第一轴承的外周面与支架的轴承安装孔壁之间过盈配合，其中，涡旋压缩机还包括连通排气回油腔和背压腔的过流通路，过流通路包括第一引流通道、第二引流通道以及设置在支架的轴承安装孔壁和第一轴承外周面之间的节流通路。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中排气流通路容易出现泄漏进而影响压缩机性能的问题。

Description

涡旋压缩机及具有其的空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种涡旋压缩机及具有其的空调器。

背景技术

涡旋压缩机作为一种高效节能的压缩机，相比其他压缩机具有能效高、噪音小以及可靠性高的优势，已广泛应用于商用多联空调制冷系统中。

随着新能源汽车的大力推广，电动涡旋压缩机在电动汽车空调系统中得到新的应用。更高效的能效水平、更轻巧的结构设计、更低的噪音水平都使得电动涡旋压缩机在电动汽车空调应用中具有得天独厚的优势。良好的泵体密封对涡旋压缩机的性能和可靠性至关重要，其泵体密封原理为在动涡旋盘背面侧形成一背压腔体，依靠背压腔内轴向气体力将动涡旋盘推向静涡旋盘侧，从而实现泵体轴向间的有效密封。

基于上述这种背压设计的原理，各厂家的背压实现结构各有不同。如现有专利日本专利号2007-4013730公开了一种车用涡旋压缩机背压结构，通过在动静盘密封面处设置弹性钢片分割出背压腔区域和吸气腔区域，在弹性钢片上开设节流通道，将排气高压制冷剂气体通过弹性钢片上的节流通路引入背压腔，从而实现可靠的背压技术。

正如上述专利所述，背压腔引自排气高压制冷剂，需利用弹性钢片的节流通道对高压制冷剂进行节流降低。但是，上述技术方案中的排气节流通路设置在弹性钢片上，依靠静涡旋盘的紧密按压实现节流通路的密封，若静盘的预紧力不足将会导致该通路泄露，背压腔压力减小导致压缩机性能下降，特别是对于排气压力大的制冷剂(如R410a冷媒)更容易出现泄露隐患，严重影响压缩机性能。

发明内容

本发明旨在提供一种涡旋压缩机及具有其的空调器，以解决现有技术中排气流通路容易出现泄漏进而影响压缩机性能的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种涡旋压缩机，包括：机壳及与机壳连接的机头盖，机壳上设置有第一吸气口，机头盖上设置有第一排气口和与第一排气口连通的排气回油腔；静涡旋盘和动涡旋盘，设置在机壳内，静涡旋盘上设置有与第一吸气口连通的第二吸气口以及与第一排气口连通的第二排气口；支架，设置在动涡旋盘朝向第一吸气口的一侧，并且支架和动涡旋盘之间形成背压腔；电机和曲轴，设置在机壳内，电机驱动曲轴转动，曲轴的驱动端穿入支架并带动动涡旋盘转动，曲轴的驱动端和支架之间设置有第一轴承，支架具有轴承安装孔，第一轴承的外周面与支架的轴承安装孔壁之间过盈配合，其中，涡旋压缩机还包括连通排气回油腔和背压腔的过流通路，过流通路包括设置在静涡旋盘上的第一引流通道、设置在支架上的第二引流通道以及设置在支架的轴承安装孔壁和第一轴承外周面之间的节流通路，第二引流通道连通在第一引流通道和节流通路之间。

进一步地，节流通路包括设置在轴承安装孔壁和/或第一轴承外周面上的周向凹槽，过流通路还包括连通周向凹槽和背压腔的第一连通口，第一连通口设置在轴承安装孔壁和/或第一轴承外周面上。

进一步地，第一连通口为沿支架的轴向延伸的轴向凹槽。

进一步地，节流通路包括设置在轴承安装孔壁上和/或第一轴承外周面上的螺旋槽，螺旋槽连通第二引流通道和背压腔。

进一步地，第二引流通道包括沿支架的径向延伸的径向引流通道以及沿支架的轴向延伸的轴向引流通道，轴向引流通道延伸至支架朝向静涡旋盘的端面上并形成第二连通口。

进一步地，节流通路的过流面积小于第一引流通道的过流面积及第二引流通道的过流面积。

进一步地，第二引流通道的过流面积小于第一引流通道的过流面积。

进一步地，背压腔通过背压连通孔与静涡旋盘和动涡旋盘之间的压缩腔连通，背压连通孔设置在动涡旋盘上，曲轴和动涡旋盘之间设置有轴承套，轴承套和动涡旋盘之间设置有第二轴承，支架和动涡旋盘之间设置有背压耐磨片，机头盖和静涡旋盘之间形成与第二排气口连通的排气腔，机头盖内还设置有与第一排气口连通的排气通道，排气通道与排气腔之间通过第三连通口连通，排气通道内设置有有排气回油件。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，包括涡旋压缩机，涡旋压缩机为上述的涡旋压缩机。

进一步地，空调器为车载空调器。

应用本发明的技术方案，将具有节流作用的节流通路设置在支架的轴承安装孔壁和第一轴承外周面之间，为第一轴承和支架的过盈配合面。依靠第一轴承外周面与支架的轴承安装孔壁之间的过盈配合实现有效密封，本发明充分利用了轴承的过盈装配点，减小了额外增加密封构件的设计和泄露风险。因此，本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中排气流通路容易出现泄漏进而影响压缩机性能的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例一的剖视示意图；

图2示出了图1的涡旋压缩机的局部放大示意图；

图3示出了图2的涡旋压缩机的支架的轴承安装孔壁与第一轴承外周面的配合状态示意图；

图4示出了图2的涡旋压缩机的支架的立体结构示意图；

图5示出了图4的支架的剖视示意图；

图6示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例二的支架的剖视示意图；

图7示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例三的局部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、支架；2、动涡旋盘；3、静涡旋盘；4、机头盖；5、排气回油件；6、排气腔；7、排气回油腔；8、吸排气腔密封圈；9、背压耐磨片；10、背压腔密封圈；11、背压腔；12、第一轴承；12-1、轴承-支架过盈配合面；13、曲轴；14、电机；15、第三轴承；16、第一吸气口；17、机壳；18、压缩腔；19、第一排气口；20、背压连通孔；21、轴承套；22、第二轴承；31、第二吸气口；32、第二排气口；3a、第一引流通道；1a、第二引流通道；1b、周向凹槽；1c、轴向凹槽；1d、轴承装配面；1e、螺旋槽；1f、第二连通口；12a、轴承外周面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图5所示，实施例一的涡旋压缩机包括：机壳17、与机壳17连接的机头盖4、静涡旋盘3、动涡旋盘2、支架1、电机14、曲轴13以及过流通路。

机壳17上设置有第一吸气口16，机头盖4上设置有第一排气口19和与第一排气口19连通的排气回油腔7。静涡旋盘3和动涡旋盘2设置在机壳17内，静涡旋盘3上设置有与第一吸气口16连通的第二吸气口31以及与第一排气口19连通的第二排气口32。支架1设置在动涡旋盘2朝向第一吸气口16的一侧，并且支架1和动涡旋盘2之间形成背压腔11。电机14和曲轴13设置在机壳17内，电机14驱动曲轴13转动，曲轴13的驱动端穿入支架1并带动动涡旋盘2转动，曲轴13的驱动端和支架1之间设置有第一轴承12，支架1具有轴承安装孔，第一轴承12的外周面与支架1的轴承安装孔壁之间过盈配合，其中，过流通路用于连通排气回油腔7和背压腔11，过流通路包括设置在静涡旋盘3上的第一引流通道3a、设置在支架1上的第二引流通道1a以及设置在支架1的轴承安装孔壁和第一轴承12外周面之间的节流通路，第二引流通道1a连通在第一引流通道3a和节流通路之间。

应用实施例一的技术方案，构成实施例一的节流通路的密封部件，根据该涡旋压缩机的设计特点，为了维持轴系的轴向平衡，第一轴承12需要过盈装配在支架1内。将具有节流作用的节流通路设置在支架1的轴承安装孔壁和第一轴承12外周面之间即图3示出的轴承-支架过盈配合面12-1，为第一轴承12和支架1的过盈配合面。依靠第一轴承12外周面也称为外挡圈配合面与支架1的轴承安装孔壁之间的过盈配合实现有效密封，实施例一充分利用了轴承的过盈装配点，减小了额外增加密封构件的设计和泄露风险。因此，实施例一的技术方案能够有效地解决现有技术中排气流通路容易出现泄漏进而影响压缩机性能的问题。

如图3和图4所示，在实施例一中，节流通路包括设置在轴承安装孔壁上的周向凹槽1b，过流通路还包括连通周向凹槽1b和背压腔11的第一连通口，第一连通口设置在轴承安装孔壁上。上述结构容易加工。在实施例一中，周向凹槽1b为环形槽。第一连通口为沿支架1的轴向延伸的轴向凹槽1c。

节流通路一端连通第二引流通路1a，另一端设置朝背压腔11开口的第一连通口，如此设计，通过第一引流通路3a和第二引流通道1a，排气回油腔7内的高压制冷剂气体在上述节流通路内实现节流降压作用，继而将排气回油腔7内的润滑油回流至背压腔11内，用于润滑背压腔11内的各摩擦副。

在实施例一中，如图2所示，背压腔11通过背压连通孔20与静涡旋盘3和动涡旋盘2之间的压缩腔18连通，背压连通孔20设置在动涡旋盘2上。对背压腔11起压力控制的主要为设置在动涡旋盘2上连通压缩腔18的背压连通孔20，根据处于压缩腔18内的不同位置设置背压连通孔20构成不同的背压腔压力。

如图4和图5所示，为实施例一的支架结构示意图，其中第二引流通道1a设置在支架基体内，节流通路和第一连通口设置在轴承安装孔壁(也即轴承装配面1d)上，支架端面上设置有第二连通口1f。对应图5所示，节流通路与第二引流通路1a和第一连通口之间构成通路连通。为了便于加工，在实施例一中，第二引流通道1a包括沿支架1的径向延伸的径向引流通道以及沿支架1的轴向延伸的轴向引流通道，轴向引流通道延伸至支架1朝向静涡旋盘3的端面上并形成第二连通口1f。

如图2所示，在实施例一中，节流通路的过流面积小于第一引流通道3a的过流面积及第二引流通道1a的过流面积。支架1内过流通路设置有大小截面尺寸，小截面尺寸的节流通路主要具有节流降压作用，大截面尺寸的第二引流通道1a主要为引流作用。

如图2所示，在实施例一中，第二引流通道1a的过流面积小于第一引流通道3a的过流面积。

如图2所示，在实施例一中，曲轴13和动涡旋盘2之间设置有轴承套21，轴承套21和动涡旋盘2之间设置有第二轴承22。支架1和动涡旋盘2之间设置有背压耐磨片9。背压耐磨片9和支架1之间设置有背压腔密封圈10。

机头盖4和静涡旋盘3之间形成与第二排气口32连通的排气腔6。机头盖4内还设置有与第一排气口19连通的排气通道，排气通道与排气腔6之间通过第三连通口连通，排气通道内设置有有排气回油件5。

在实施例一中，电机14内置于压缩机机壳17内，曲轴13通过第一轴承12和第三轴承15同轴设置在机壳17内，电机14带动曲轴13旋转，最终带动动涡旋盘2相对静涡旋盘3作周期往复的偏心运动，完成对气体的不断吸气、压缩、排气。为了构成驱动轴的轴系平衡，第三轴承15过盈装配在机壳17的尾部，第一轴承12过盈装配在支架1内。

如图2所示，在实施例一中，涡旋压缩机的机壳17内部构成压缩机的吸气区域，当驱动曲轴13带动动涡旋盘2旋转运动时，如图中实线箭头方向所示，压缩腔18通过第二吸气口31不断从机壳17内部的吸气区域吸入制冷剂气体进行不断压缩。制冷剂吸气在压缩腔18内完成吸气、压缩与排气的过程，最终从静涡旋盘3上的第二排气口32排出进入排气腔6。形成于机头盖4内，排气腔6一侧设置有第一排气口19和排气回油腔7。排气通孔内装配有排气回油件5。在排气带油的情况下，排气腔6内为高压制冷剂和润滑油的混合物，制冷剂与润滑油的混合物在排气回油件5的作用下气体绕其旋转运动，在旋转离心力的作用下，气体中夹带的润滑润被甩向外壁面沿壁面滴流，制冷剂气体则通过排气回油件5的中心孔进入外部排气管路中，如图中实线箭头所示方向。被分离出来的润滑油积聚在机头盖4内的排气回油腔7内。

排气回油腔7底部与静涡旋盘3上开设的第一引流通道3a密封连接，在机头盖4和静涡旋盘3之间设置有吸排气腔密封圈8，第一引流通道3a的另一端与支架1上的第二引流通道1a密封连接，最终在节流通路的连通下，将排气回油腔7与背压腔11连通。由于排气回油腔7内的制冷剂气体为排气高压状，背压腔11内的制冷剂为低于排气压力高于吸气压力的某一中压状，因此，排气回油腔7内的高压制冷剂会通过上述第一引流通道3a、第二引流通道1a、节流通路以及第一连通口进入背压腔11，同时携带大量的润滑油。进而将排气中携带的润滑油重新回流至压缩机腔体内，如图中虚线箭头所示方向，实现对支架1内各摩擦副的有限润滑。高压制冷剂在经过上述通道时会从排气高压状节流降压至中压状。在实施例一中，构成上述通道的主要节流通道设置在支架1的轴承安装孔壁上，其余通路主要起引流作用。对背压腔11起压力控制的主要为设置在动涡旋盘2上连通压缩腔18的背压连通孔20，根据处于压缩腔18内的不同位置设置背压连通孔20构成不同的背压腔压力。同时，从排气回油腔7内回流的润滑部分可通过背压连通孔20进入压缩腔18内，进一步有效润滑压缩腔18。

如图6所示，实施例二的涡旋压缩机与实施例一的区别在于节流通路的具体结构。具体如下：

在实施例二中，节流通路包括设置在轴承安装孔壁上的螺旋槽1e，螺旋槽1e连通第二引流通道1a和背压腔11。该螺旋槽1e设置在支架内的轴承转配面1d上。螺旋槽1e朝背压腔11侧延伸连通背压腔11，从第二引流通路1a流入的高压制冷剂在流进螺旋槽时进行节流降压最终进入背压腔11，如此设计，由于螺旋槽1e自身连通背压腔11，可省去专门开设背压腔连通口。实施例二的其余结构与实施例一基本相似，在此不再赘述。

如图6所示，实施例二的涡旋压缩机与实施例一的区别在于节流通路的具体位置。具体如下：

在实施例二中，节流通路包括设置在第一轴承12外周面上的螺旋槽1e，螺旋槽1e连通第二引流通道1a和背压腔。

在图中未示出的实施方式中，节流通路可以包括设置在第一轴承12外周面上的周向凹槽或者一部分设置在轴承安装孔壁上，另一部分设置在第一轴承12外周面上的周向凹槽。过流通路还包括连通周向凹槽1b和背压腔11的第一连通口，第一连通口设置在第一轴承12外周面上或者一部分设置在轴承安装孔壁上，另一部分设置在第一轴承12外周面上。

如图7所示，实施例二的涡旋压缩机与实施例一的区别在于节流通路的具体位置。具体如下：

在实施例三中，构成具有节流作用的节流通路设置在第一轴承12的轴承外周面12a上，设置成能构成第二引流通路1a和背压腔11连通的细小节流槽即可，在实施例三中为螺旋槽。

本申请还提供了一种空调器，根据本申请的空调器的实施例包括涡旋压缩机，涡旋压缩机为上述的涡旋压缩机。由于具有上述的涡旋压缩机，进而能够解决现有技术中排气流通路容易出现泄漏进而影响压缩机性能的问题。优选地，空调器为车载空调器。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

将具有节流作用的节流通路设置在支架的轴承安装孔壁和第一轴承外周面之间，为第一轴承和支架的过盈配合面。依靠第一轴承外周面与支架的轴承安装孔壁之间的过盈配合实现有效密封，本发明充分利用了轴承的过盈装配点，减小了额外增加密封构件的设计和泄露风险。因此，本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中排气流通路容易出现泄漏进而影响压缩机性能的问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括：

机壳(17)及与所述机壳(17)连接的机头盖(4)，所述机壳(17)上设置有第一吸气口(16)，所述机头盖(4)上设置有第一排气口(19)和与所述第一排气口(19)连通的排气回油腔(7)；

静涡旋盘(3)和动涡旋盘(2)，设置在所述机壳(17)内，所述静涡旋盘(3)上设置有与所述第一吸气口(16)连通的第二吸气口(31)以及与所述第一排气口(19)连通的第二排气口(32)；

支架(1)，设置在所述动涡旋盘(2)朝向所述第一吸气口(16)的一侧，并且所述支架(1)和所述动涡旋盘(2)之间形成背压腔(11)；

电机(14)和曲轴(13)，设置在所述机壳(17)内，所述电机(14)驱动所述曲轴(13)转动，所述曲轴(13)的驱动端穿入所述支架(1)并带动所述动涡旋盘(2)转动，所述曲轴(13)的驱动端和所述支架(1)之间设置有第一轴承(12)，所述支架(1)具有轴承安装孔，所述第一轴承(12)的外周面与所述支架(1)的轴承安装孔壁之间过盈配合，

其中，所述涡旋压缩机还包括连通所述排气回油腔(7)和所述背压腔(11)的过流通路，所述过流通路包括设置在所述静涡旋盘(3)上的第一引流通道(3a)、设置在所述支架(1)上的第二引流通道(1a)以及设置在所述支架(1)的轴承安装孔壁和所述第一轴承(12)外周面之间的节流通路，所述第二引流通道(1a)连通在所述第一引流通道(3a)和所述节流通路之间；所述节流通路的过流面积小于所述第一引流通道(3a)的过流面积及所述第二引流通道(1a)的过流面积。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述节流通路包括设置在所述轴承安装孔壁和/或所述第一轴承(12)外周面上的周向凹槽(1b)，所述过流通路还包括连通所述周向凹槽(1b)和所述背压腔(11)的第一连通口，所述第一连通口设置在所述轴承安装孔壁和/或所述第一轴承(12)外周面上。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一连通口为沿所述支架(1)的轴向延伸的轴向凹槽(1c)。

4.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述节流通路包括设置在所述轴承安装孔壁上和/或所述第一轴承(12)外周面上的螺旋槽(1e)，所述螺旋槽(1e)连通所述第二引流通道(1a)和所述背压腔。

5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第二引流通道(1a)包括沿所述支架(1)的径向延伸的径向引流通道以及沿所述支架(1)的轴向延伸的轴向引流通道，所述轴向引流通道延伸至所述支架(1)朝向所述静涡旋盘(3)的端面上并形成第二连通口(1f)。

6.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第二引流通道(1a)的过流面积小于所述第一引流通道(3a)的过流面积。

7.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述背压腔(11)通过背压连通孔(20)与所述静涡旋盘(3)和所述动涡旋盘(2)之间的压缩腔(18)连通，所述背压连通孔(20)设置在动涡旋盘(2)上，所述曲轴(13)和所述动涡旋盘(2)之间设置有轴承套(21)，所述轴承套(21)和所述动涡旋盘(2)之间设置有第二轴承(22)，所述支架(1)和所述动涡旋盘(2)之间设置有背压耐磨片(9)，所述机头盖(4)和所述静涡旋盘(3)之间形成与所述第二排气口(32)连通的排气腔(6)，所述机头盖(4)内还设置有与所述第一排气口(19)连通的排气通道，所述排气通道与所述排气腔(6)之间通过第三连通口连通，所述排气通道内设置有有排气回油件(5)。

8.一种空调器，包括涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机为权利要求1至7中任一项所述的涡旋压缩机。

9.根据权利要求8所述的空调器，其特征在于，所述空调器为车载空调器。

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