CN111619190A - 一种层压系统及层压方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械设备技术领域，尤其是一种层压系统及层压方法。该层压系统包括：预层压装置、层压装置以及柔性腔室；柔性腔室为密封结构，用于容纳待层压的组件；预层压装置与层压装置均包括层压机；层压机包括热风循环机构、抽气机构以及对接机构；热风循环机构用于对柔性腔室加热；对接机构用于将抽气机构与柔性腔室对接连通；抽气机构用于对柔性腔室进行抽气。本发明以真空层压的方式代替传统的机械层压的方式，层压组件受到的层压压力均匀，不受待层压物品表面是否平坦的限制，提高了层压效果。同时，预层压装置和层压装置配合使用，可满足批量待层压组件的层压需求。

Description

一种层压系统及层压方法

技术领域

本发明涉及一种机械设备技术领域，尤其是一种层压系统及层压方法。

背景技术

现有的层压机一般通过在待压多层物品表面施加平面压力将多层物品紧密地压合在一起。然而，对于表面非平坦的多层物品，例如曲面汉瓦，现有层压机的层压效果并不能让人满意。现有的层压机一般是增加保护边框，再对表面非平坦的多层物品的波峰波谷位置施加层压力。这种“局部施压”的层压方式导致贴合气密性差、气泡多，层压效果差，工艺流程效率低，无法满足组件大批量生产的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种层压系统，包括：预层压装置、层压装置以及柔性腔室；所述柔性腔室为密封结构，用于容纳待层压的组件；所述预层压装置与所述层压装置均包括层压机；所述层压机包括热风循环机构、抽气机构以及对接机构；所述热风循环机构用于对所述柔性腔室加热；所述对接机构与所述抽气机构连接，用于将所述抽气机构的抽气口与所述柔性腔室对接连通；所述抽气机构与所述柔性腔室连接，用于对所述柔性腔室进行抽气，以使所述柔性腔室对待层压组件施加压力。

进一步地，本发明还包括合成装置和分离装置；所述柔性腔室包括柔性腔室上板和柔性腔室下板；所述合成装置用于将所述柔性腔室上板与所述柔性腔室下板固定以形成所述柔性腔室；所述分离装置用于将层压后的柔性腔室分离为所述柔性腔室上板和所述柔性腔室下板。

进一步地，所述合成装置包括升降机构以及位于所述升降机构上方的拿取机构；所述升降机构上用于放置所述柔性腔室下板；所述拿取机构用于拿取所述柔性腔室上板。

进一步地，本发明还包括运送装置；所述运送装置用于将柔性腔室或柔性腔室下板依次运送至所述合成装置、所述预层压装置、所述层压装置以及所述分离装置。

进一步地，本发明还包括冷却装置；所述冷却装置设置在所述层压装置与所述分离装置之间，用于对层压后的柔性腔室冷却降温。

进一步地，所述冷却装置包括冷却台和风机；所述冷却台内设置有与所述风机的出风口连通的风道，且所述冷却台的上方设有与所述风道连通的出风孔。

进一步地，本发明还包括进料升降装置和出料升降装置；所述合成装置、所述进料升降装置、所述预层压装置、所述层压装置、所述出料升降装置以及所述分离装置依次设置。

进一步地，本发明还包括接料平台和出料平台；所述合成装置设置在所述接料平台与所述进料升降装置之间；所述分离装置设置在所述出料平台与所述出料升降装置之间。

进一步地，所述层压机包括由上至下依次设置的多个工作台；每个所述工作台上均至少设置一个所述对接机构。

进一步地，本发明还提供一种层压方法，包括如下步骤：

预层压步骤，包括：

对内部放置有待层压组件的柔性腔室加热；

将抽气装置与柔性腔室对接连通；

对柔性腔室抽气，以使柔性腔室对待层压组件施加压力；

层压步骤，包括：

对预层压后的柔性腔室加热；

将抽气装置与柔性腔室对接连通；

对柔性腔室抽气，以使柔性腔室对待层压组件施加压力。

本发明提供的层压系统包括预层压装置、层压装置以及柔性腔室，在工作时，柔性腔室内放置有待层压组件，预层压装置的热风循环机构对柔性腔室进行加热，对接机构将抽气机构与柔性腔室对接连通后，抽气机构对柔性腔室进行抽气，柔性腔室内部压力减小，使得柔性腔室内部变为真空，柔性腔室在外部大气压的作用下向其内部方向运动后覆盖在待层压组件上，并对待层压组件施加压力，完成对待层压组件的预层压工作。预层压后的柔性腔室再通过层压装置进行再次层压，也即，层压装置的热风循环机构对柔性腔室进行加热，对接机构将抽气机构与柔性腔室对接连通后，抽气装置对柔性腔室进行抽气，柔性腔室再外部大气压的作用下对待层压组件再次进行层压，最终完成对待层压组件的层压工作。

本发明以真空层压的方式代替传统的机械层压的方式，层压组件受到的层压压力均匀，不受待层压物品表面是否平坦的限制，提高了层压效果。同时，先通过预层压装置进行预层压，再通过层压装置再次层压，这样可缩短层压装置进行再次层压的时间。当需要层压批量的待层压组件时，预层压工作和层压工作同时进行，可降低层压时间，提高层压效率，从而满足批量待层压组件的层压需求。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1为根据本发明一个实施例的层压系统的结构示意图；

图2为图1所示的层压系统的部分结构示意图；

图3为图1所示的层压系统的另一部分结构示意图；

图4为根据本发明一个实施例的层压机的结构示意图；

图5为根据本发明一个实施例的对接机构的结构示意图；

图6为根据本发明一个实施例的冷却装置的结构示意图。

【附图标记】

A1-接料平台； A2-合成装置； A3-进料升降装置；

B1-预层压装置； B2-层压装置； B3-冷却装置；

C1-出料升降装置； C2-分离装置； C3-出料平台；

502-柔性腔室下板； 503-小车； 504-柔性腔室上板；

505-升降机构； 610-热风循环机构； 601-风机；

602-加热管； 603-隔板； 604-气孔；

621-对接机构； 622-抽气机构； 701-气嘴；

702-气室； 703-气管； 704-推杆；

705-气缸； 706-定位机构； 707-外套；

708-内杆； 801-803-冷却台； 804-806-风机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

图1为根据本发明一个实施例的层压系统的结构示意图；图2为图1所示的层压系统的部分结构示意图；图3为图1所示的层压系统的另一部分结构示意图；图4为根据本发明一个实施例的层压机的结构示意图；图5为根据本发明一个实施例的对接机构的结构示意图；如图1至图5所示，本发明实施例提供一种层压系统，包括：预层压装置B1、层压装置B2以及柔性腔室；柔性腔室为密封结构，用于容纳待层压的组件；预层压装置B1与层压装置B2均包括层压机；层压机包括热风循环机构610、抽气机构622以及对接机构621，热风循环机构610用于对柔性腔室加热；对接机构621与抽气机构622连接，用于将抽气机构622的抽气口与柔性腔室对接连通；抽气机构622与柔性腔室连接，用于对柔性腔室进行抽气，以使柔性腔室对待层压组件施加压力。

本发明提供的层压系统包括预层压装置B1、层压装置B2以及柔性腔室，在工作时，柔性腔室内放置有待层压组件，预层压装置B1的热风循环机构610对柔性腔室进行加热，对接机构621将抽气机构622与柔性腔室对接连通后，抽气机构622对柔性腔室进行抽气，柔性腔室内部压力减小，使得柔性腔室内部变为真空，柔性腔室在外部大气压的作用下向其内部方向运动后覆盖在待层压组件上，并对待层压组件施加压力，完成对待层压组件的预层压工作。预层压后的柔性腔室再通过层压装置B2进行再次层压，也即，层压装置B2的热风循环机构610对柔性腔室进行加热，对接机构621将抽气机构622与柔性腔室对接连通后，抽气装置对柔性腔室进行抽气，柔性腔室再外部大气压的作用下对待层压组件再次进行层压，最终完成对待层压组件的层压工作。

本发明以真空层压的方式代替传统的机械层压的方式，层压组件受到的层压压力均匀，不受待层压物品表面是否平坦的限制，提高了层压效果。同时，先通过预层压装置B1进行预层压，再通过层压装置B2再次层压，这样可缩短层压装置B2进行再次层压的时间。当需要层压批量的待层压组件时，预层压工作和层压工作同时进行，可降低层压时间，提高层压效率，从而满足批量待层压组件的层压需求。

进一步地，在柔性腔室上设置阀门，控制阀门，抽气机构通过阀门对柔性腔室进行充气，关闭阀门，保持柔性腔室内的真空度。或者，打开阀门，外部空气通过阀门进入柔性腔室，使得柔性腔室内部恢复大气压，便于柔性腔室与层压后的组件分离后取出组件。阀门可以为单向截止阀。

热风循环机构610提供的恒定高温环境，有利于柔性腔室处于高温时，柔性材质会更软，从而为真空层压提供条件。在一些实施例中，高温环境可以使各种EVA胶条融化，达到待层压各部分物料紧密贴合。

热风循环机构610的形式可以为多种，例如，如图4所示，热风循环机构610包括多个风机601和多个加热管602，加热管602靠近风机601。其中多个风机601置于层压机的上方，以驱动气流的循环。多个加热管602设置在多个风机601内或者多个风机601的风孔，用来加热气流。

在上述实施例的基础上，进一步地，层压机包括由上至下依次设置的多个工作台；每个工作台上均至少设置一个对接机构621。多个工作台上可同时放置多个柔性腔室，进行批量层压工作。进一步地，对接机构621安装在层压机的侧壁上。在各层工作台的左右两侧包括隔板603。隔板603上密布多个气孔604。隔板603上的气孔604的大小、数量以及分布经过计算，以保证各层腔室中气流的流速尽可能均匀，从而使各层温度保持一致，如果每层开孔数量一致会使热风在下层由于冷却温度相对降低，影响层压效果。由此，风机601驱动的热风从隔板603上密布的气孔604吹入各个工作台，加热柔性腔室。在一些实施例中，热风的温度为150-200度，优选为160度。

如图4所示，根据本发明的一个实施例，多个风机601形成如下的环流：热风从左右两侧向下再进入层压机构的各层工作台，然后进入各层工作台的热风在从位于各层的中央风道向上，返回多个风机所在的上方，从而实现热风环流。

进一步地，对接机构621的形式可以为多种，例如，对接机构621包括气管703和对接件；气管703的一端与抽气装置连通；对接件与气管703连接，用于将气管703的另一端与柔性腔室对接连通。对接件的原理同油缸、气缸等。进一步，气管远离抽气装置的一端设有气嘴。优选地，对接机构621包括气嘴701、气室702和推杆704；气室702连接在气嘴701与气管703之间，气管703连接到抽气机构622,推杆704与气室702连接，并能够推动气嘴701、气室702和气管703移动。

进一步地，推杆704包括外套707和内杆708。气缸705连接在内杆708上。这样，外套707保持不动的情况下，气缸705仍可以推动内杆708移动，将气嘴701对接到柔性腔室。

根据本发明的一个实施例，柔性腔室上设有抽气管道，推杆704能够推动气嘴701、气室702和气管703移动使得气嘴701与柔性腔室对接连通。气嘴701用于与柔性腔室抽气管道末端的气孔平面对接。气嘴701的面积较大，有利于提高对接的成功率，保证气密性。气室702与气嘴701和气管703相连。气管703进一步连接到抽气机构622。这样，柔性腔室中的气体可以通过抽气管道，再经过气嘴701，气室702和气管703被抽气机构622抽出，从而在柔性腔室中形成真空或低压环境，使得柔性腔室的柔性腔室上板504和柔性腔室下板502压紧其间的待层压组件，在大气压的作用下，对待层压组件施加均匀的压力。在一些实施例中，推杆704与气缸705相连。通过控制气缸705可以控制推杆704的移动。

进一步包括定位机构706，定位机构706用于带动对接机构621移动到工作台。定位机构706可以上下移动或能够自由移动。定位机构706可以是机械手、机械臂等机构。定位机构706连接在推杆704的外套707上，定位机构706将气嘴701、气室702、气管703、推杆704以及气缸705移动到层压段的一层工作台的高度处，然后气缸705推动推杆704将气嘴701对接到这一层工作台的柔性腔室。在抽气完成后，定位机构706再将气嘴701、气室702、气管703、推杆704以及气缸705移动到层压机的另一层工作台的高度处，再对接另一层工作台的柔性腔室。

在一些实施例中，抽气机构622为旋片式真空泵、往复式真空泵、离子泵、分子泵等真空泵。经过抽气机构622抽气后，通过调节柔性腔室内的真空度，能够对柔性腔室的待层压组件提供不同的压力。这样能够做到精确的压力控制，从而能够更好的保护待层压组件。

进一步地，待层压组件可以为汉瓦中使用的三拱曲面太阳能组件。

在上述实施例的基础上，进一步地，本发明提供的层压系统还包括合成装置A2和分离装置C1；柔性腔室包括柔性腔室上板504和柔性腔室下板502；合成装置A2用于将柔性腔室上板504与柔性腔室下板502固定以形成柔性腔室；分离装置C1用于将层压后的柔性腔室分离为柔性腔室上板504和柔性腔室下板502。使用者将待层压组件放置在柔性腔室上板504和柔性腔室下板502后，通过合成装置A2将柔性腔室上板504和柔性腔室下板502固定以合成密封的柔性腔室，再通过预层压装置B1预层压，层压装置B2再次层压，分离装置C1将层压后的柔性腔室分离为柔性腔室上板504和柔性腔室下板502，将层压后的组件从柔性腔室下板502内取出即可。合成装置A2和分离装置C1便于待层压组件放入柔性腔室内以及便于层压后的组件从柔性腔室内取出，进一步提高了层压效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，合成装置A2包括升降机构505以及位于升降机构上方的拿取机构；升降机构505上用于放置柔性腔室下板502；拿取机构用于拿取柔性腔室上板504。当柔性腔室下板502放置在升降机构上后，升降机构向上运动，以将柔性腔室下板502与拿取装置上的柔性腔室上板504对接固定。固定的方式可以为粘合、压合、挤入、卡入、嵌入或者伸入等等。拿取机构可以为机械臂结构等。进一步地，合成装置A2还包括压紧机构，用于将柔性腔室上板504和柔性腔室下板502压紧，以保证柔性腔室的气密性。进一步地，分离装置C1的结构与合成装置的结构相同，工作过程相反。

在上述实施例的基础上，进一步地，本发明提供的层压系统还包括运送装置；运送装置用于将柔性腔室或柔性腔室下板504依次运送至合成装置A2、预层压装置B1、层压装置B2以及分离装置C1。运送装置将放置有待层压组件的柔性腔室下板504运送至合成装置A2，合成装置A2将柔性腔室上板502与柔性腔室下板504合成为柔性腔室，同理，运送装置再依次将柔性腔室运送至预层压装置B1进行预层压，预层压后的柔性腔室运送至层压装置B2再次层压，层压完成后的柔性腔室运送至分离装置C1进行上下分离。运送装置实现了各个装置之间的自动运送，方便使用。

进一步地，运送装置可以为小车503和链条结构，通过链条结构驱动小车503运动。优选地，链条结构成环形设置，也即，分离装置C1处出来后的小车503可沿着链条结构再次回到初始位置重新使用，以节省空间，使得整个层压系统更为紧凑。

图6为根据本发明一个实施例的冷却装置的结构示意图，如图1和图6所示，在上述实施例的基础上，进一步地，本发明提供的层压系统还包括冷却装置C1；冷却装置B3设置在层压装置B2与分离装置C1之间，用于对层压后的柔性腔室冷却降温。经过层压后的柔性腔室温度较高，通过冷却装置B3可实现对柔性腔室的快速降温，快速降温后进行分离取出工作，缩短了层压时间。

如图6所示，在上述实施例的基础上，进一步地，冷却装置B3包括冷却台801和风机804；冷却台801内设置有与风机804的风孔连通的风道，且冷却台801的上方设有与风道连通的风孔。冷却台801上放置层压后的柔性腔室，风机804的风进入风道并经过风孔吹放上方的柔性腔室进行降温。风道和风孔的设置起到引导风机804的风向的作用，使得风机804吹出的风准确吹向柔性腔室，实现快速降温。进一步地，沿风道的延伸方向，依次间隔设有多个风孔，多个风孔同时向柔性腔室吹风，提高降温效率。

进一步地，多个冷却台801-803由上至下依次设置，多个风机804-806与多个冷却台801-803一一对应设置，也即，针对各层冷却台801-803，冷却装置B3分别设置了风机804-806以及风道。可实现批量降温。通过链条结构可以将小车503从层压装置B2拉入冷却装置B3对应的冷却台801-803上。

进一步地，冷却装置B3还包括多个换热器。换热器安装在风道上以冷却流过的气体。换热器中包括例如水等的冷媒。本实施例通过降低风道中空气的温度能够提高冷却的效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，本发明提供的层压系统还包括进料升降装置A3和出料升降装置C1；合成装置A2、进料升降装置A3、预层压装置B1、层压装置B2、出料升降装置C1以及分离装置C1依次设置。进料升降装置A3升降至与合成装置A2的升降机构等高位置，将柔性腔室运送至进料升降装置A3上，通过调整进料升降装置A3可将柔性腔室运送至不同高度。出料升降装置C1升降至不同高度，可从不同高度处接送柔性腔室，方便使用。

进一步地，本发明还包括接料平台A1和出料平台C3；合成装置A2设置在接料平台A1与进料升降装置A3之间；分离装置C2设置在出料平台C3与出料升降装置C1之间。根据本发明的一个实施例，接料平台A1包括传送带501。传送带501可以水平移动并将其上的柔性腔室下板502传输到合成装置A2。在一些实施例中，传送带501也可以一直延伸到进料升降装置A3。在一些实施例中，柔性腔室下板502安装多个气嘴和抽气管道。以层压曲面汉瓦为例，在接料平台A1，以人工或机械的方式在柔性腔室下板502上依次放置上层特氟龙丝网、上层高温布、曲面太阳能组件、下层高温布、下层特氟龙丝网。然后，接料平台的传送带501将柔性腔室下板502运到下一环节。特氟龙丝网为硅胶板提供一定的空间，以防真空过程中硅胶板堆积形成气泡。高温布起到不沾布作用，隔离粘在硅胶板上融化后的EVA。根据本发明的一个实施例，若无溢胶情况，可以考虑不使用高温布。特氟龙丝网也可选用其他型材或者材料。型材是优选的实施例。特氟龙丝网的使用以柔性腔室上板504与柔性腔室下板502在真空压缩时与三拱曲面组件不均匀贴合形成气泡，采用特氟龙丝网以便于优化层压效果。

作为优选的方式，接料平台A1、合成装置A2、进料升降装置A3、预层压装置B1、层压装置B2、冷却装置B3、出料升降装置C1、分离装置C2以及出料平台C3依次设置。小车503上承载内部放置有待层压组件的柔性腔室下板502，接料平台A1将小车503输送至合成装置A2，合成装置A2将柔性腔室上板504与柔性腔室下板502合成为柔性腔室后，小车503移动至进料升降平台A3上，通过进料升降装置A3将柔性腔室升降至预层压装置的不同高度处，并经过预层压装置B1和层压装置B2处理后，冷却装置B3进行冷却，将柔性腔体内恢复大气压，出料升降装置C1将层压的柔性腔室升降至预设高度，通过分离装置C2将柔性腔室分离为柔性腔室上板504和柔性腔室下板502，最后小车503进入出料平台C3，由机械手或人工从柔性腔室下板502中取出经层压的物品，小车503再移动至接料平台A1处重复使用，完成层压工序。

在上述实施例的基础上，进一步地，本发明还提供一种层压方法，包括如下步骤：

预层压步骤，包括：

对内部放置有待层压组件的柔性腔室加热；

将抽气装置与柔性腔室对接连通；

对柔性腔室抽气，以使柔性腔室对待层压组件施加压力；

层压步骤，包括：

对预层压后的柔性腔室加热；

将抽气装置与柔性腔室对接连通；

对柔性腔室抽气，以使柔性腔室对待层压组件施加压力。

本发明提供的层压方法的有益效果同上述层压系统，在此不再赘述。

进一步地，对柔性腔室上板504和柔性腔室下板502进行预处理，从而方便进行接合以形成气密结构。其中，预处理包括但不限于预热、上胶、涂湿、照射中的一者或多者处理柔性腔室上板和/或柔性腔室下板的一部分，例如四个边缘。当然，对于一些气密结构并不需要预处理，因此本步骤并不是必需的。

在上述实施例的基础上，进一步地，预层压步骤中的加热温度低于层压步骤中的加热温度。将预层压温度低于层压温度，便于控制调节预层压阶段中对待层压组件的层压程度。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，相关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (10)

1.一种层压系统，包括：预层压装置、层压装置以及柔性腔室；

所述柔性腔室为密封结构，用于容纳待层压的组件；

所述预层压装置与所述层压装置均包括层压机；所述层压机包括热风循环机构、抽气机构以及对接机构；

所述热风循环机构用于对所述柔性腔室加热；所述对接机构与所述抽气机构连接，用于将所述抽气机构的抽气口与所述柔性腔室对接连通；所述抽气机构与所述柔性腔室连接，用于对所述柔性腔室进行抽气，以使所述柔性腔室对待层压组件施加压力。

2.如权利要求1所述的层压系统，还包括合成装置和分离装置；所述柔性腔室包括柔性腔室上板和柔性腔室下板；所述合成装置用于将所述柔性腔室上板与所述柔性腔室下板固定以形成所述柔性腔室；所述分离装置用于将层压后的柔性腔室分离为所述柔性腔室上板和所述柔性腔室下板。

3.如权利要求2所述的层压系统，所述合成装置包括升降机构以及位于所述升降机构上方的拿取机构；所述升降机构上用于放置所述柔性腔室下板；所述拿取机构用于拿取所述柔性腔室上板。

4.如权利要求2所述的层压系统，还包括冷却装置；所述冷却装置设置在所述层压装置与所述分离装置之间，用于对层压后的柔性腔室冷却降温。

5.如权利要求4所述的层压系统，所述冷却装置包括冷却台和风机；所述冷却台内设置有与所述风机的出风口连通的风道，且所述冷却台的上方设有与所述风道连通的出风孔。

6.如权利要求2所述的层压系统，还包括进料升降装置和出料升降装置；所述合成装置、所述进料升降装置、所述预层压装置、所述层压装置、所述出料升降装置以及所述分离装置依次设置。

7.如权利要求6所述的层压系统，还包括运送装置；所述运送装置用于将柔性腔室或柔性腔室下板依次运送至所述合成装置、所述进料升降装置、所述预层压装置、所述层压装置、所述出料升降装置以及所述分离装置。

8.如权利要求7所述的层压系统，还包括接料平台和出料平台；所述合成装置设置在所述接料平台与所述进料升降装置之间；所述分离装置设置在所述出料平台与所述出料升降装置之间。

9.如权利要求1所述的层压系统，所述层压机包括由上至下依次设置的多个工作台；每个所述工作台上均至少设置一个所述对接机构。

10.一种层压方法，包括如下步骤：

预层压步骤，包括：

对内部放置有待层压组件的柔性腔室加热；

将抽气装置与柔性腔室对接连通；

对柔性腔室抽气，以使柔性腔室对待层压组件施加压力；

层压步骤，包括：

对预层压后的柔性腔室加热；

将抽气装置与柔性腔室对接连通；

对柔性腔室抽气，以使柔性腔室对待层压组件施加压力。

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