CN112202084B - 一种电力开关柜智能冷却装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力开关柜智能冷却装置及其控制方法，包括减震装置、与所述减震装置固定连接的风机、与所述风机外壳固定连接的电机、与所述风机出风口相连通的风管，与所述风管相通的电力开关柜以及对所述电力开关柜内部进行温度控制的的控制单元；所述减震装置包括油箱、弹簧、与所述弹簧固定连接的导柱、与所述导柱固定连接的风机底座、以及设置在所述油箱内部的润滑油脂；所述油箱竖截面为U型，所述导柱与所述油箱滑动连接；所述润滑油脂液面与所述导柱下端面齐平。本发明的有益效果是通过设置的风机减震系统，有效降低噪音，使得工作环境更加舒适，通过设置的控制单元，能够根据设定的温度调整风机的开启。

Description

一种电力开关柜智能冷却装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电力开关柜冷却散热装置，具体是一种电力开关柜智能冷却装置及其控制方法。

背景技术

电力开关柜是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置，如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。

目前高压开关柜在使用过程中会产生一定的热量，普通的高压开关柜大多数都是采用风扇直接散出去，但在夏天或者高温环境下，这些热量散出去后会通过开关柜的外部进行传递后重新进入到开关柜中，不利于散热冷却，所以需要一种电力高压开关柜冷却装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电力开关柜智能冷却装置及其控制方法，该装置具有散热效果好、控制方法简单。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种电力开关柜智能冷却装置，包括减震装置、与所述减震装置固定连接的风机、与所述风机外壳固定连接的电机、与所述风机出风口相连通的风管，与所述风管相通的电力开关柜以及对所述电力开关柜内部进行温度控制的控制单元；所述减震装置包括油箱、一端设置在所述油箱底面的弹簧、一端与所述弹簧另一端固定连接的导柱、与所述导柱另一端固定连接的风机底座、以及设置在所述油箱内部的油；所述风机固定设置在所述风机底座上表面中部；所述油箱竖截面为U型，所述导柱与所述油箱滑动连接；所述润滑油脂液面与所述导柱下端面齐平。

进一步的，所述油减震装置还包括设置在所述油箱顶部的油箱盖以及设置在所述油箱盖上的密封圈；所述密封圈与所述导柱滑动连接。

进一步的，所述风机设有引风口，所述引风口上设有过滤网，所述过滤网采用不锈钢丝网，网孔目数3-5目。

进一步的，所述控制单元包括设置在所述电力开关柜顶部的温度传感器，以及设置在所述电力开关柜一侧面的控制器；所述温度传感器与所述控制器控制连接；所述电机与所述控制器控制连接。

进一步的，所述导柱上设有环形油槽，所述环形油槽内设有通孔，所述导柱一端设有与所述通孔垂直相通的进油孔。

进一步的，所述弹簧为压缩弹簧。

进一步的，所述电力开关柜另一侧面上部设有排风口。

进一步的，所述排风口设置为百叶窗形式。

进一步的，所述电力开关柜后表面下部设有进风口；所述进风口设有绝缘密封垫；所述绝缘密封垫外部与所述风管固定连通。

一种电力开关柜智能冷却装置的控制方法，按照如下步骤实现：

（1）将所述温度传感器安装于所述电力开关柜的顶部；

（2）将所述风机安装在所述风机底座上表面，将风管一端与风机出风口固定连通，风管另一端与电力开关柜的进风口固定连通，使得风机能对所述电力开关柜的内部设备进行冷却；

（3）通过控制器对预设温度阈值进行设置；

（4）开启所述控制单元以及所述电机，所述控制器接收所述温度传感器传输的测温信号。将所述测温信号中的采样温度值与所述预设温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述电机的启闭。作为本发明进一步的改进方案：通信设备上部设置温度传感器；在所述油箱外壁上设置控制器，所述电机以及所述温度传感器与控制器电连接；通过电力开关控制柜上的温度传感器，采集电力开关控制柜的温度传给控制器，当温度超过设定值则控制器给所述电机发出加速指令增大风机供应的风量，避免温度过高，电力开关控制柜出故障；如果温度低于一定的温度则，控制器给所述电机发出减速指令，电机带动风机减慢，风量减少，避免温度过低机房工作人员感到不适。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单，运行稳定，便于维护，控制方法简单；

2、通过风机进风口设置过滤网，是的进风干净，避免污染电力开关柜内部的电力设备。达到电力开关控制柜散热目的，散热效果好，效率高；

3、通过设置的风机减震系统，有效降低风机振动带来的噪音，使得电力开关柜的工作环境更加舒适，同时增加风机的使用寿命。

4、通过设置在电力开关柜上的百叶窗出风口，使得在风机不工作时，可以靠自重落下，保护电力开关柜内部的环境，避免二次污染，延长设备使用寿命。

5、通过设置的风机进入的冷风，可以有效降低电力开关柜内部设备的温度，避免设备因温度过高造成的停机和设备损坏。

6. 本发明能通过温度传感器对电力开关柜内部设备进行测温，控制单元根据预设的温度阈值对温度传感器传输的测温信号进行分析判断，当采样温度值到达预设温度阈值时，控制单元控制风机启动，对电力开关柜设备进行吹风冷却；当采样温度低于预设温度阈值时，关闭风机，节约了能源。

7.通过在所述风管出风口和电力开关柜进风口之间设置的所述绝缘密封垫将风管出风口与电力开关柜外壁绝缘，避免电力开关柜外壳带电伤人。

8.通过设在油箱盖以上的密封圈，可以有效避免粉尘进入油箱污染油品。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1的A处放大示意图；

图3为本发明图1的B处放大示意图；

图4为本发明图1的C处放大示意图；

图5为本发明图1的D-D处截面示意图；

图6为本发明图1的E处放大示意图；

图7为本发明导柱的结构示意图。

图中：1-油箱、2-弹簧、3-导柱、30-环形油槽、31-通孔、32-进油孔、33-密封圈、34-风机底座、4-油箱盖、5-润滑油脂、6-引风口、7-过滤网、8-风机、9-电机、10-风管、13-温度传感器、14-电力开关柜、140-进风口、141-密封垫、142-风管出风口、15-排风口、16-控制器。

具体实施方式

首先需要说明的是，本发明任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也在相应权利要求项的保护范围之内。

另外，下面描述中的附图仅为本发明的较佳实施例而已，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外这些实施例并不用以限制本发明，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。

此外，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

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申请的范围。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。

在本申请的描述中，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装置本身或相应子部件的主视图所示的坐标体系而形成的方位或位置关系，且在论述到其他方向视图时，该套坐标体系不会随之转动。此外对于杆状或长条状部件而言，“前端”与“头部”是相同意思的名词，而“后端”与“尾端”、“末端”等名词是相同的意思。而上述方位名词仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反或特定说明的情况下，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申请保护范围的限制；另外关于方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，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做出相应解释。

另外需要说明的是，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，尤其不存在“主要、次要”或排列顺序上的特定含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本发明中的U型油箱开口端是指U型油箱与导柱接触的一端。U型油箱的封闭端是指与开口端相对的一端。

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、完整的描述。

实施例1

请参阅图1-图7所示

本实施例提供了一种电力开关柜智能冷却装置，一种电力开关柜智能冷却装置，包括减震装置、与所述减震装置固定连接的风机8、与所述风机8外壳固定连接的电机9、与所述风机8出风口相连通的风管10，与所述风管10相通的电力开关柜14以及对所述电力开关柜14内部进行温度控制的控制单元；所述减震装置包括油箱1、一端设置在所述油箱1底面的弹簧2、一端与所述弹簧2另一端固定连接的导柱3、与所述导柱3另一端固定连接的风机底座34、以及设置在所述油箱1内部的润滑油脂5；所述风机8固定设置在所述风机底座34上表面4中部；所述油箱1竖截面为U型，所述导柱3与所述油箱1滑动连接；所述润滑油脂5液面与所述导柱3下端面齐平。

所述油减震装置还包括设置在所述油箱1顶部的油箱盖4以及设置在所述油箱盖4上的密封圈33；所述密封圈33与所述导柱3滑动连接。

所述风机8设有引风口6，所述引风口6上设有过滤网7，所述过滤网7采用不锈钢丝网，网孔目数3-5目。

所述控制单元包括设置在所述电力开关柜14顶部的温度传感器13，以及设置在所述电力开关柜14一侧面的控制器16；所述温度传感器13与所述控制器16控制连接；所述电机9与所述控制器16控制连接。

所述温度传感器13采用DS18B20型号，DS18B20传感器独特的一线接口，只需要一条口线通信多点能力，简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电，电压范围为3.0 V至5.5 V 无需备用电源测量温度范围为-55 ° C至+125 ℃。华氏相当于是-67° F到257° F。在摄氏度-10 ° C至+85 ° C范围内精度为±0.5 ° C。

DS18B20温度传感器可编程的分辨率为9~12位，温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒，用户可定义的非易失性温度报警设置，应用范围包括恒温控制、工业系统、消费电子产品温度计、或任何热敏感系统。

描述该DS18B20的数字温度计提供9至12位（可编程设备温度读数)。由于DS18B20是一条口线通信，所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。因为每一个DS18B20的包含一个独特的序号，多个ds18b20s可以同时存在于一条总线。这使得温度传感器放置在许多不同的地方。它的用途很多，包括空调环境控制，感测建筑物内温设备或机器，并进行过程监测和控制。

DS18B20采用一线通信接口。因为一线通信接口，必须在先完成ROM设定，否则记忆和控制功能将无法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）读ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳过ROM， 5 ）报警检查。这些指令操作作用在没有一个器件的64位光刻ROM序列号，可以在挂在一线上多个器件选定某一个器件，同时，总线也可以知道总线上挂有有多少，什么样的设备。

若指令成功地使DS18B20完成温度测量，数据存储在DS18B20的存储器。一个控制功能指挥指示DS18B20的演出测温。测量结果将被放置在DS18B20内存中，并所可以让阅读发出记忆功能的指挥，阅读内容的片上存储器。温度报警触发器TH和TL都有一字节EEPROM的数据。如果DS18B20不使用报警检查指令，这些寄存器可作为一般的用户记忆用途。在片上还载有配置字节以理想的解决温度数字转换。写TH,TL指令以及配置字节利用一个记忆功能的指令完成。通过缓存器读寄存器。所有数据的读，写都是从最低位开始。

所述控制器16采用STC12C5A60S2型号，该控制器采用PDI算法，能将温度传感器13的信号进行计算和比较，控制电机9启闭。

所述导柱3上设有环形油槽30，所述环形油槽30内设有通孔31，所述导柱3一端设有与所述通孔31垂直相通的进油孔32。

所述弹簧2为压缩弹簧；本发明的弹簧采用sus304不锈钢，该种材料是制作弹簧的常用材料。具有良好的耐腐蚀能力、耐热性，低温强度和机械特性。适合用于食品的加工、储存和运输。具有良好的加工性能和可焊性。

所述电力开关柜14另一侧面上部设有排风口15。

所述排风口15设置为百叶窗形式。百叶窗能靠自重落下，避免风机不工作时，灰尘进入开关柜，风机工作时靠风力将百叶窗吹开，将热风排出。

所述电力开关柜14后表面下部设有进风口140；述进风口140设有绝缘密封垫141；所述绝缘密封垫141外部与所述风管10的风管出风口142固定连通。所述绝缘密封垫141将风管出风口142与电力开关柜14外壁绝缘，避免电力开关柜14外壳带电伤人。

本发明提供一种电力开关柜智能冷却装置的控制方法，按照如下步骤实现：

（1）将所述温度传感器13安装于所述电力开关柜14的顶部；

（2）将所述风机8安装在所述风机底座34上表面，将风管10一端与风机8出风口固定连通，风管10另一端与电力开关柜14的进风口140固定连通，使得风机8能对所述电力开关柜14的内部设备进行冷却；

（3）通过控制单元对预设温度阈值进行设置；

（4）开启所述控制单元以及所述电机9，所述控制器接收所述温度传感器13传输的测温信号。将所述测温信号中的采样温度值与所述预设温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述电机9的启闭。

所述风机8处在静止状态时，所述润滑油脂5液面与所述导柱3下表面刚好接触。

润滑油脂5采用锂基润滑脂，润滑脂英文名：lubricating grease；grease 稠厚的油脂状半固体。用于机械的摩擦部分，起润滑和密封作用。也用于金属表面，起填充空隙和防锈作用。主要由矿物油（或合成润滑油）和稠化剂调制而成，在本发明中润滑油脂起到增大阻尼，降低振动的目的。

本发明的工作原理是：

在风机8处于静止状态时，也就是风机没有转动时，导柱3的下表面被弹簧2支撑在正好与润滑油脂5齐平的位置；当风机8工作时，不可避免的要产生振动，当向下振动时，由于液体的不可压缩性，润滑油脂5会通过设在导柱的通孔31向上流动，这时液体的阻力会减轻震动的幅度，达到减轻震动的目的；当风机8向上振动时，由于弹簧处在润滑油中，润滑油脂5会对弹簧2的运动产生阻力，同样也可以达到减轻震动的目的。

本发明的减震原理就是利用液体阻尼的原理来减轻震动，大家知道，使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用，我们称之为阻尼。而安置在结构系统上的“特殊”构件可以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置，我们称为阻尼器。阻尼器又称阻尼装置。为了当受到冲击而产生的振动很快衰减所制成的增加阻尼的装置。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，相同之处在于：

一种电力开关柜智能冷却装置，一种电力开关柜智能冷却装置，包括减震装置、与所述减震装置固定连接的风机8、与所述风机8外壳固定连接的电机9、与所述风机8出风口相连通的风管10，与所述风管10相通的电力开关柜14以及对所述电力开关柜14内部进行温度控制的控制单元；所述减震装置包括油箱1、一端设置在所述油箱1底面的弹簧2、一端与所述弹簧2另一端固定连接的导柱3、与所述导柱3另一端固定连接的风机底座34、以及设置在所述油箱1内部的润滑油脂5；所述风机8固定设置在所述风机底座34上表面4中部；所述油箱1竖截面为U型，所述导柱3与所述油箱1滑动连接；所述润滑油脂5液面与所述导柱3下端面齐平。

所述油减震装置还包括设置在所述油箱1顶部的油箱盖4以及设置在所述油箱盖4上的密封圈33；所述密封圈33与所述导柱3滑动连接。

所述风机8设有引风口6，所述引风口6上设有过滤网7，所述过滤网7采用不锈钢丝网，网孔目数3-5目。

所述控制单元包括设置在所述电力开关柜14顶部的温度传感器13，以及设置在所述电力开关柜14一侧面的控制器16；所述温度传感器13与所述控制器16控制连接；所述电机9与所述控制器16控制连接。

所述导柱3上设有环形油槽30，所述环形油槽30内设有通孔31，所述导柱3一端设有与所述通孔31垂直相通的进油孔32，所述通孔与所述导柱中心线垂直贯通。

所述弹簧2为压缩弹簧；本发明的弹簧采用sus304不锈钢，该种材料是制作弹簧的常用材料。具有良好的耐腐蚀能力、耐热性，低温强度和机械特性。适合用于食品的加工、储存和运输。具有良好的加工性能和可焊性。

所述电力开关柜14另一侧面上部设有排风口15。

所述排风口15设置为百叶窗形式。百叶窗能靠自重落下，避免风机8不工作时，灰尘进入电力开关控制柜14，风机8工作时靠风力将百叶窗吹开，将热风排出。

所述电力开关柜14后表面下部设有进风口140；所述进风口140设有绝缘密封垫141；所述绝缘密封垫141外部与所述风管10固定连通。所述绝缘密封垫141将风管出风口142与电力开关柜14外壁绝缘，避免电力开关柜14外壳带电伤人。

本发明提供一种电力开关柜智能冷却装置的控制方法，按照如下步骤实现：

（1）将所述温度传感器13安装于所述电力开关柜14的顶部；

（2）将所述风机8安装在所述风机底座34上表面，将风管10一端与风机8出风口固定连通，风管10另一端与电力开关柜14的进风口140固定连通，使得风机8能对所述电力开关柜14的内部设备进行冷却；

（3）通过控制单元对预设温度阈值进行设置；

（4）开启所述控制单元以及所述电机9，所述控制器接收所述温度传感器13传输的测温信号。将所述测温信号中的采样温度值与所述预设温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述电机9的启闭。

所述风机8处在静止状态时，所述润滑油5液面与所述导柱3下表面刚好接触。

本发明的工作原理是：

在风机8处于静止状态时，也就是风机没有转动时，导柱3的下表面被弹簧2支撑在正好与润滑油5齐平的位置；当风机8工作时，不可避免的要产生振动，当向下振动时，由于液体的不可压缩性，润滑油5会通过设在导柱的通孔31向上流动，这时液体的阻力会减轻震动的幅度，达到减轻震动的目的；当风机8向上振动时，由于弹簧处在润滑油中，润滑油5会对弹簧2的运动产生阻力，同样也可以达到减轻震动的目的。

本发明的减震原理就是利用液体阻尼的原理来减轻震动，大家知道，使自由振动衰减的各种摩擦和其他阻碍作用，我们称之为阻尼。而安置在结构系统上的“特殊”构件可以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置，我们称为阻尼器。阻尼器又称阻尼装置。为了当受到冲击而产生的振动很快衰减所制成的增加阻尼的装置。

本实施例与实施例1不同之处在于：

所述电机9设置为调速电机，电力开关控制柜14上部设置温度传感器13，当温度传感器13测试的温度超过设定的阈值一定范围时，比如超过风机8开启温度15度以上时，控制器16给所述调速电机发出加速信号，风机8的出风量增大，使得电力开关柜14内部的设备快速降温，避免设备长期在高温下运行。

Claims (6)

1.一种电力开关柜智能冷却装置，其特征在于：包括减震装置、与所述减震装置固定连接的风机（8）、与所述风机（8）外壳固定连接的电机（9）、与所述风机（8）出风口相连通的风管（10），与所述风管（10）相通的电力开关柜（14）以及对所述电力开关柜（14）内部进行温度控制的控制单元；

所述减震装置包括油箱（1）、一端设置在所述油箱（1）底面的弹簧（2）、一端与所述弹簧（2）另一端固定连接的导柱（3）、与所述导柱（3）另一端固定连接的风机底座（34）、以及设置在所述油箱（1）内部的润滑油脂（5）；

所述风机（8）固定设置在所述风机底座（34）上表面中部；所述油箱（1）竖截面为U型，所述导柱（3）与所述油箱（1）滑动连接；所述润滑油脂（5）液面与所述导柱（3）下端面齐平；

所述减震装置还包括设置在所述油箱（1）顶部的油箱盖（4）以及设置在所述油箱盖（4）上的密封圈（33）；所述密封圈（33）与所述导柱（3）滑动连接；

所述风机（8）设有引风口（6），所述引风口（6）上设有过滤网（7），所述过滤网（7）采用不锈钢丝网，网孔目数3-5目；

所述控制单元包括设置在所述电力开关柜（14）顶部的温度传感器（13）以及设置在所述电力开关柜（14）的控制器（16）；所述温度传感器（13）与所述控制器（16）控制连接；所述电机（9）与所述控制器（16）控制连接；

所述导柱（3）上设有环形油槽（30），所述环形油槽（30）内设有通孔（31），所述导柱（3）设有与所述通孔（31）垂直相通的进油孔（32）。

2.根据权利要求1所述的一种电力开关柜智能冷却装置，其特征在于：所述弹簧（2）为压缩弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种电力开关柜智能冷却装置，其特征在于：所述电力开关柜（14）上部设有排风口（15）。

4.根据权利要求3所述的一种电力开关柜智能冷却装置，其特征在于：所述排风口（15）设置为百叶窗形式。

5.根据权利要求4所述的一种电力开关柜智能冷却装置，其特征在于：所述电力开关柜（14）后表面下部设有进风口（140）；所述进风口（140）设有绝缘密封垫（141）；所述绝缘密封垫（141）外部与所述风管（10）固定连通。

6.一种电力开关柜智能冷却装置的控制方法，使用根据权利要求1-5任一项所述的电力开关柜智能冷却装置，其特征在于，包括如下步骤：

（1）.通过控制单元对预设温度阈值进行设置；

（2）.开启所述控制单元以及所述电机（9），所述控制器接收所述温度传感器（13）传输的测温信号；将所述测温信号中的采样温度值与所述预设温度阈值进行比较，并根据比较结果控制所述电机（9）的启闭。

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