CN112216313B - 数据灾备存储装置及载具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据灾备存储装置及载具，其中载具包括数据灾备存储装置，数据灾备存储装置包括具有中空腔的内胆，所述中空腔装有冷却液并用于容纳数据存储器，内胆开设有与所述中空腔相连通的泄压孔，泄压孔外设置有由低熔点合金制成的合金构件、以及用于将合金构件固定在内胆上的固定组件，泄压孔外设置有还设置有一个或多个密封垫，以使得中空腔密封。通过设置合金构件，当温度高于合金构件熔点使得合金构件熔化时，冷却液以高压蒸汽的形式排出，降低内胆温度，而且内胆的中空腔能够在温度下降至合金熔点之下时重新形成密封，实现冷却液的反复外泄降温，冷却液得到了充分的利用，有利于提高灾备存储装置耐热持久性。

Description

数据灾备存储装置及载具

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，特别是一种数据灾备存储装置及载具。

背景技术

目前一些载具内的设备，例如行车记录仪等一般都采用内置硬盘或SD卡的方式存储车载数据记录。在发生事故导致载具起火、撞毁、落水后由于保护不良导致数据存储器(如，内置硬盘或SD卡等)损毁从而无法读取行车数据，进而无法判断事故原因。因此出现了用于保存数据存储器的数据灾备存储装置。

冲击、落水的保护相对成熟，但防火保护技术却不易在成本、体积的限制前提下实现。

现有的数据灾备存储装置，一般将数据存储器密封在装有水的储水内胆中，当车辆燃烧时，储水内胆中的水温逐渐升高，直到产生水蒸气且水蒸气的压力将储水内胆的泄压口顶开，因此储水内胆中的水在100℃沸腾蒸发。隔热材料将水内胆包在内部，当发生火灾时，外部热量会以较缓的速度传到内胆上，这些热量会被内胆吸收，并使内胆中的温度升高了。在一个大气压下，内胆中的水会在上升到100℃时沸腾蒸发，同时水温保持在100℃，使安装在内部芯片温度不超过150摄氏度的安全存贮温度。

目前的储水内胆通过胶带密封，但随着胶带的逐渐老化，使得储水内胆的密封性降低，导致水蒸气未达到100℃时便顶开泄压阀，即储水内胆中的水未能充分吸热便损失掉了，且储水内胆无法恢复至密封状态，致使内胆中贮水流失过快，从而使数据灾备存储装置耐热持久性下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中数据灾备存储装置耐热持久性差的缺陷，提供一种数据灾备存储装置及载具。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种数据灾备存储装置，其特点在于，包括具有中空腔的内胆，所述中空腔装有冷却液并用于容纳数据存储器，所述内胆开设有与所述中空腔相连通的泄压孔，所述泄压孔外设置有由低熔点合金制成的合金构件、以及用于将所述合金构件固定在所述内胆上的固定组件，所述泄压孔外设置有还设置有一个或多个密封垫，以使得所述中空腔密封。

在本方案中，固定组件使得合金构件能够安装到内胆上，当温度较低时，合金构件和密封垫将中空腔密封，中空腔内的冷却液不会流出，当外界温度上升时，冷却液的温度和中空腔的压力都逐渐上升，合金构件随着温度的不断上升并达到低熔点合金熔点后成为液态，高温蒸汽因压力顶开优先液化的易熔缺口形成泄压通道，此时密封失效，高温蒸汽由泄压通道溢出，内胆中冷却液以高温蒸汽的形式从内胆中排出，并将热量带走，从而降低内胆的温度和压力，防止高温环境会损坏数据存储器；由于温度降低液态的低熔点合金在密封垫与内胆之间的间隙处凝固为固体，内胆再次进入封闭状态，不再释放冷却液，中空腔内的冷却液继续吸收热量，待温度再次达到低熔点合金的熔点后，冷却液又能够以高温高压蒸汽状态排出以降低内胆温度，如此反复多次直至内胆中冷却液蒸发外泄完毕。因此能够使得冷却液充分吸收热量后再被排出，冷却液得到了充分的利用，有利于提高灾备存储装置耐热持久性。而且合金构件的熔化过程也吸收了一定的热量，而且一定程度上延长了内胆的升温时间，提高灾备存储装置耐热持久性。

较佳地，所述低熔点合金的熔点高于所述冷却液的沸点且低于所述数据存储器的安全工作温度。

在本方案中，当外界温度超过冷却液的沸点时，内胆中的冷却液产生蒸汽，当外界温度进一步上升时，合金构件开始熔化，内胆中的高压蒸汽才能够排出，这样设置使得冷却液在排出之前能够充分吸收热量。由于在排气前，内胆中的压力较高，冷却液的沸点高于常压下的沸点，冷却液可以吸收更多的热量，内胆排出的高温高压蒸汽所带走的热量更多。在达到数据存储器的安全工作温度之前，合金构件就已经熔化，内胆能够释放冷却液进行降温，因此数据灾备存储装置不会升温至数据存储器的安全工作温度，防止数据存储器受损。

较佳地，所述密封垫包括设置在所述合金构件与所述内胆之间的第一密封垫。

在本方案中，第一密封垫能够堵住泄压孔的缝隙，从而实现密封。

较佳地，所述固定组件包括压盖，所述压盖设置于所述合金构件的外侧，所述密封垫包括设置在所述合金构件与所述压盖之间的第二密封垫。

在本方案中，压盖在外侧将合金构件压在内胆上，第二密封垫进一步提高了内胆的密封效果，防止冷却液在没有达到沸点时就过早泄漏，从而提高灾备存储装置的使用寿命和耐热持久性。

较佳地，所述第一密封垫与所述第二密封垫的厚度之和不大于所述合金构件的厚度。

在本方案中，在初始状态时，第一密封垫、合金构件、第二密封垫层叠地压合，第一密封垫和第二密封垫受压产生弹性变形。当温度升高、合金构件熔化后，冷却液产生的蒸汽能够从第一密封垫和第二密封垫之间排出，当低熔点合金再次凝固后，由于第一密封垫和第二密封垫发生回弹，并结合重新凝固的低熔点合金，仍能够保证内的处于密封状态，防止冷却液提前泄露。

较佳地，所述合金构件的边部开设有易熔缺口。

在本方案中，在接近及达到熔点时，易熔缺口处会最先被高压蒸汽冲破，以此保证外泄的一致性。

较佳地，所述内胆具有向内凹陷的凹部，所述泄压孔开设在所述凹部内，所述密封垫位于所述凹部中。

在本方案中，当合金构件熔化时，熔化的低熔点合金液体会保持在凹部内，并填充在密封垫与内胆之间的空隙，保证冷却后的密封性，而不会流失，确保再次凝固密封的实现。在初始状态时，合金构件可以完全设置在凹部内，也可以部分地位于凹部内。

较佳地，所述冷却液为水，所述低熔点合金的熔点为105℃-110℃。

在本方案中，冷却液优选为较容易获得的水，低熔点合金的熔点略高于100℃。当然，冷却液也可以为其他材料。

较佳地，所述内胆的外侧至少部分地覆有高温胶带，且所述合金构件被所述高温胶带覆盖。

在本方案中，当高温高压蒸汽排出时，内胆外的高温胶带保证只有蒸汽通过，而熔化的低熔点合金不会被喷出，保证温度降低后低熔点合金能够重新形成密封。

较佳地，所述数据灾备存储装置还包括用于容纳所述数据存储器的防水盒，所述防水盒的一端设置有法兰部，所述防水盒经所述泄压孔部分地穿设于所述中空腔中，所述法兰部位于所述中空腔外部，且所述合金构件位于所述内胆与所述法兰部之间。

在本方案中，防水盒的一端从泄压孔插入中空腔中，防水盒另一端的法兰部卡在泄压孔的外部构成压盖，将合金构件压合在泄压孔外部。防水盒将冷却液与数据存储器隔开，防止数据存储器受损，同时防水盒被冷却液至少部分地包围，阻止外界的热量直接传递给数据存储器，数据存储器可以为存储芯片等。

较佳地，所述合金构件具有通孔，所述防水盒配合穿设于所述通孔。

在本方案中，合金构件和第一密封垫都为环形，并沿着防水盒与泄压孔之间的缝隙设置，使得合金构件在熔化前和熔化后，压盖与内壳之间都能够形成完整的密封。

较佳地，所述防水盒与所述泄压孔之间的间隙不大于1.5mm。

在本方案中，由于间隙较小，因此熔化的低熔点合金在表面张力的作用下，不会流入中空腔内，而是会保持在泄压孔附近，以确保温度降低后能够形成二次密封。

较佳地，所述内胆外侧设置有耐火壳，所述内胆外的所述耐火壳上下盖采用接环或凹凸榫卯结构连接，以减少热量进入。

在本方案中，耐火壳可隔断外部高温以保护内部设备。当外界温度进一步提高超过冷却液的沸点时，内胆中的冷却液开始蒸发，冷却液蒸发带走内部热量使内胆中的温度保持在冷却液的沸点附近，从而保护数据存储器安全。

一种载具，其特点在于，包括如前所述的数据灾备存储装置。

在本方案中，由于应用有上述数据灾备存储装置，当载具起火时，数据灾备存储装置能够在高温环境下持续为数据存储器提供温度相对较低的环境，保证数据存储器的安全性。

本发明的积极进步效果在于：本发明的数据灾备存储装置和载具，通过设置由低熔点合金制成的合金构件，当温度升高时，内胆中的冷却液能够外泄以降低内胆温度，而且内胆的中空腔能够重新形成密封，实现冷却液的反复外泄降温，使得冷却液充分吸收热量后再被排出，冷却液得到了充分的利用，有利于提高灾备存储装置耐热持久性。

附图说明

图1为本发明一实施例的数据灾备存储装置的结构示意图。

图2为本发明一实施例的数据灾备存储装置的局部结构的分解示意图。

图3为本发明一实施例的数据灾备存储装置的内部结构示意图。

附图标记说明

耐火壳1

上盖体11

下盖体12

内胆2

泄压孔21

凹部22

高温胶带3

压盖4

合金构件5

易熔缺口51

第一密封垫6

第二密封垫7

外壳8

外壳上盖81

围壳82

外壳底座83

防水盒9

法兰部91

中空腔10

通孔20

螺钉过孔30

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

本发明实施例提供一种数据灾备存储装置。如图1至图3所示，数据灾备存储装置包括由耐火材料制成的耐火壳1，耐火壳1中设置有内胆2，内胆2具有中空腔10，中空腔10装有冷却液并用于容纳数据存储器，例如，数据存储器可容纳于一盒体中，盒体安装在中空腔10内。在本实施例中，耐火壳1包括上盖体11和下盖体12，上盖体11和下盖体12采用接环或凹凸榫卯结构连接，以减少热量进入。耐火壳1可隔断外部高温以保护内部设备。当外界温度进一步提高超过冷却液的沸点时，内胆2中的冷却液开始蒸发，冷却液蒸发带走内部热量使内胆2中的温度保持在冷却液的沸点附近，从而保护数据存储器安全。

本实施例还包括一外壳8，耐火壳1设置在外壳8内。外壳8安装有数据连接元件，用于传输数据。如图1和图2所示，本实施例的外壳8为圆柱形状，包括外壳上盖81、围壳82以及外壳底座83，围壳82的两端分别与外壳上盖81以及外壳底座83通过螺纹连接。外壳8采用圆柱结构以承受更大的外力冲击。

本实施例中，外壳上盖81、围壳82以及外壳底座83通过不锈钢加工而成。不锈钢材料加工成壳体结构可以进一步加强抗冲击的效果。

内胆2开设有与中空腔10相连通的泄压孔21，泄压孔21外设置有由低熔点合金制成的合金构件5，合金构件5与内胆2之间设置有第一密封垫6，泄压孔21正常状态下是封闭的。数据灾备存储装置还可以包括固定组件，固定组件用于将合金构件5固定在所述内胆2上。在本实施例中，固定组件包括压盖4，压盖4设置于合金构件5的外侧，合金构件5与压盖4之间设置有第二密封垫7。

在初始状态时，第一密封垫6、合金构件5、第二密封垫7层叠地设置，当温度较低时，第一密封垫6、合金构件5、第二密封垫7将中空腔10密封，中空腔10内的冷却液不会流出。当外界温度上升时，内胆2吸收热量，冷却液的温度和中空腔10的压力都逐渐上升，合金构件5随着温度的不断上升并达到低熔点合金的熔点后成为液态，液态的低熔点合金从第一密封垫6和第二密封垫7之间被挤出，第一密封垫6和第二密封垫7受到的压力减小，此时密封失效，合金构件5熔化后腾出的空间与泄压孔21连通，形成泄压通道，内胆2中冷却液以高温蒸汽的形式从内胆2中经泄压通道排出，并将热量带走，从而降低内胆2的温度和压力，防止高温环境会损坏数据存储器；由于表面张力和中空腔10的内部压力，熔化的低熔点合金不会进入中空腔10内。

由于排出的冷却液降低了内胆2的温度，液态的低熔点合金重新凝固为固体，并在第一密封垫6与内胆2之间、以及第一密封垫6和第二密封垫7之间的间隙处形成密封，内胆2再次进入封闭状态，不再释放冷却液，中空腔10内的冷却液继续吸收热量，待温度再次达到低熔点合金的熔点后，冷却液又能够排出以降低内胆2温度，如此反复多次直至内胆2中冷却液蒸发外泄完毕。因此能够使得冷却液充分吸收热量后再被排出，冷却液得到了充分的利用，有利于提高灾备存储装置耐热持久性。而且合金构件5的熔化过程也吸收了一定的热量，而且一定程度上延长了内胆2的升温时间，提高灾备存储装置耐热持久性。

在以上反复过程中，平时处于受压状态的第一密封垫6和第二密封垫7在此过程中充分利用回弹力的作用起到密封的作用，而且在密封的过程中能快速阻断低熔点合金液化态回流，更能保证内胆的密封性。以上设计延长了同等冷却液量全部蒸发的时间。

正常状态下，合金构件5以金属结构件方式与密封垫配合，保证将冷却液封闭在内胆中不流失。当温度高于合金熔点时，内胆2中冷却液以高温高压蒸汽方式外泄，同等蒸发量下，高温高压蒸汽会比常压沸点蒸发时带走更多的热量，可以设置低熔点金属熔点温度高于冷却液沸点，蒸汽的温度会更高，压力会更大。这就使得同等冷却液量同等高温条件下，本方案会使内部数据存储器在安全温度下保存更长的时间，更不容易受损。

另外由于低熔点合金可以再次凝固，封闭内胆在封闭时，内胆2中的冷却液不会蒸发，在整个升温过程中，冷却液没有减少，与以往常压蒸发的产品相比，同等量的冷却液完全蒸发的时间会更长。

在某些实施例中，合金构件5为片状，厚度为1mm，第一密封垫6和第二密封垫7收到挤压并发生弹性形变，在合金构件5熔化后，第一密封垫6和第二密封垫7的形状发生回弹，将液体低熔点合金从二者之间挤走，从而使得第一密封垫6和第二密封垫7之间的间距小于1mm。

在其他的某些实施方式中，也可以仅设置一个密封垫，例如只设置第一密封垫6或至设置第二密封垫7，也能够实现密封内胆的效果。

内胆2的外侧至少部分地覆有高温胶带3，且合金构件5被所述高温胶带3覆盖。当高温高压蒸汽从中空腔10向外排出时，内胆2外的高温胶带保证只有蒸汽通过，而熔化的低熔点合金不会被喷出，保证温度降低后低熔点合金能够重新形成密封。具体在本实施例中，在凹部22的上方贴有高温胶带3，高压气体可以顶开高温胶带3外泄，而由于重力及表面张力，在凹部22内的液化合金不会被高压气体带离凹部22，合金也不会流入内胆2的中空腔内10，这就保证了在温度低于高温熔点时有足够的合金固化再次密封泄压孔21。

内胆2的内表面可以涂设有耐火隔热涂料。火灾时，当内胆2中的冷却液蒸发完毕后温度进一步提高，内胆2的内壁涂布的防火涂料膨胀形成隔热层，隔热的同时减少辐射热。

第一密封垫6和第二密封垫7可以由橡胶或硅胶制成，在其他可选的实施方式中，也可以采用现有的其他具有接近性能的密封材料。在压盖4的压合下，第一密封垫6和第二密封垫7发生弹性变形，以实现密封，防止冷却液在没有达到沸点时就过早泄漏，从而提高灾备存储装置的使用寿命和耐热持久性。

优选地，第一密封垫6与第二密封垫7的厚度之和不大于合金构件5的厚度。在初始状态时，第一密封垫6、合金构件5、第二密封垫7层叠地压合，第一密封垫6和第二密封垫7受压产生弹性变形。当温度升高、合金构件5熔化后，冷却液产生的蒸汽能够从第一密封垫6和第二密封垫7之间排出，当低熔点合金再次凝固后，由于第一密封垫6和第二密封垫7发生回弹，并结合重新凝固的低熔点合金，仍能够保证内的处于密封状态，防止冷却液提前外泄。在某些实施例中，第一密封垫6与第二密封垫7的厚度之和也可以大于合金构件5的厚度，本领域技术人员可以根据实际的材料性质进行选择。

数据灾备存储装置还包括用于容纳数据存储器的防水盒9，防水盒9的一端设置有法兰部91，防水盒9部分地被容纳于中空腔中，在安装时，防水盒9的一端从泄压通道21插入中空腔10中，防水盒9另一端的法兰部91卡在泄压通道21的外部构成压盖4。防水盒9将冷却液与数据存储器隔开，防止数据存储器受损，同时防水盒9被冷却液至少部分地包围，阻止外界的热量直接传递给数据存储器。在本实施例中，数据存储器可以为eMMC芯片，其保存和工作温度可达到150℃以保证可靠记录(即数据存储器的安全工作温度为150℃)。数据存储器可以通过柔性电路板(FPC)与数据连接元件连接，以实现数据传输。防水盒9可以由聚四氟乙烯制成。聚四氟乙烯材料具有良好的耐高低温、耐腐蚀和绝缘性。

如图2所示，合金构件5、第一密封垫6、第二密封垫7都具有通孔20，防水盒9配合穿设于通孔20，合金构件5和第一密封垫6、第二密封垫7都为环形，并沿着防水盒9与泄压通道21之间的间隙设置，使得合金构件5在熔化前和熔化后，压盖4与内壳之间都能够形成完整的密封。在本实施例中，由于防水盒9的横截面为矩形，通孔20也相应地设置为矩形孔。合金构件5、第一密封垫6、第二密封垫7都设置有螺钉过孔30，以使得合金构件5、第一密封垫6、第二密封垫7能够利用螺钉固定。

如图2所示，合金构件5的边部开设有易熔缺口51，因此当合金构件5开始熔化时，内胆2内部的高压蒸汽最易由易熔缺口51处外泄，从而保证中空腔10内的蒸汽能够被顺利排出。具体在本实施例中，合金构件5的外侧边部和内侧边部(即通孔20的边部)都设置有易熔缺口51，以实现较好的熔化泄压效果。

如图3所示，内胆2具有向内凹陷的凹部22，泄压孔21开设在凹部22内，第一密封垫6位于凹部22中。当合金构件5熔化时，熔化的低熔点合金液体会保持在凹部22内，并填充在密封垫与内胆2之间的空隙，保证冷却后的密封性，液态的低熔点合金不会流失，确保再次凝固密封的实现。在初始状态时，合金构件5可以完全设置在凹部22内，也可以部分地位于凹部22内。在本实施例中，第一密封垫6、合金构件5和第二密封垫7都位于凹部22内。优选地，第一密封垫6与凹部22的内壁具有一定间隙，熔化的低熔点合金可以流至这些间隙中。防水盒9与所述泄压孔21周边的间隙不大于1mm。由于间隙较小，因此熔化的低熔点合金在表面张力的作用下，不会流入中空腔内，而是会保持在泄压孔附近，以确保温度降低后能够形成二次密封。

低熔点合金的熔点高于冷却液的沸点。当外界温度超过冷却液的沸点时，内胆2中的冷却液产生蒸汽，当外界温度进一步上升时，合金构件5开始熔化，内胆2中的高压蒸汽才能够排出，这样设置使得冷却液在排出之前能够充分吸收热量。选择合适的低熔点合金熔点温度，就可以保证在冷却液完全蒸发前，内胆2不会超过数据存储器的最高存储温度。

在本实施例中，冷却液优选为较容易获得的水。当然，冷却液也可以为其他材料。低熔点合金的熔点为105℃-110℃。优选地，低熔点合金为锡铋铅合金或铟锡铋合金。当内胆2中的水温达到100℃时，由于中空腔10密闭并形成高压，水的沸点上升，水温超过100℃后仍能够继续吸热，因此在同等水量的条件下，本实施例的数据灾备存储装置能够吸收更多的热量。当内胆2的温度达到低熔点合金的熔点时(如105℃)，合金构件5熔化，内胆2的密封失效，高温高压蒸汽优先顶开易熔缺口并形成泄压通道，高压蒸汽通过泄压孔21排出，排出的蒸汽温度可高于100℃，这就使得同等水量同等高温条件下，本实施例的数据灾备存储装置能够提供更为持久的安全温度环境。

本实施例的耐火壳1的外部可以箍设有钨钢带，钨钢带直接箍设在耐火壳1的表面或者箍设在形成于耐火壳1的表面的凹槽。使用钨钢带进一步紧固耐火壳1以防止高温膨胀导致耐火壳1的上盖体11以及下盖体12分离。耐火壳1外部设置若干凹槽有利于定位和固定钨钢带。

本实施例还提供一种载具，其包括如前的数据灾备存储装置。由于应用有上述数据灾备存储装置，当载具起火时，数据灾备存储装置能够在高温环境下持续为数据存储器提供温度相对较低的环境，一定时间内数据存储器不会被破坏，提高数据存储器的安全性。在同样的冷却液量的情况下，本实施例的数据灾备存储装置能够更加持久地工作。

载具包括且不限于车辆、船舶、飞行器以及其他需要对在发生火灾和碰撞等情况下进行数据保护的设备和场景。

本发明的数据灾备存储装置可保证内胆在高温、高压以及冲击等极端情况下使数据存储器正常工作，还提升了内胆温度持续性、耐热性、体积更小等优点。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种数据灾备存储装置，其特征在于，包括具有中空腔的内胆，所述中空腔装有冷却液并用于容纳数据存储器，所述内胆开设有与所述中空腔相连通的泄压孔，所述泄压孔外设置有由低熔点合金制成的合金构件、以及用于将所述合金构件固定在所述内胆上的固定组件，所述泄压孔外还设置有一个或多个密封垫，以使得所述中空腔密封；

所述低熔点合金的熔点高于所述冷却液的沸点且低于所述数据存储器的安全工作温度；

所述固定组件包括压盖，所述压盖设置于所述合金构件的外侧；

所述内胆具有向内凹陷的凹部，所述泄压孔开设在所述凹部内，所述密封垫位于所述凹部中。

2.如权利要求1所述的数据灾备存储装置，其特征在于，所述密封垫包括设置在所述合金构件与所述内胆之间的第一密封垫。

3.如权利要求1所述的数据灾备存储装置，其特征在于，所述密封垫包括设置在所述合金构件与所述压盖之间的第二密封垫。

4.如权利要求1所述的数据灾备存储装置，其特征在于，所述合金构件的边部开设有易熔缺口。

5.如权利要求1所述的数据灾备存储装置，其特征在于，所述内胆的外侧至少部分地覆有高温胶带，且所述合金构件被所述高温胶带覆盖。

6.如权利要求1所述的数据灾备存储装置，其特征在于，所述数据灾备存储装置还包括用于容纳所述数据存储器的防水盒，所述防水盒的一端设置有法兰部，所述防水盒经所述泄压孔部分地穿设于所述中空腔中，所述法兰部位于所述中空腔外部，且所述合金构件位于所述内胆与所述法兰部之间。

7.如权利要求1-6任意一项所述的数据灾备存储装置，其特征在于，所述内胆外侧设置有耐火壳，所述内胆外的所述耐火壳上下盖采用接环或凹凸榫卯结构连接，以防止热量进入。

8.一种载具，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的数据灾备存储装置。

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