CN113092026A - 气密性试验设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气密性试验设备，包括：水箱，所述水箱用于放置机匣并进行气密性检测；电气系统，所述电气系统用于控制水箱内温度与气压；翻转机构，所述翻转机构用于固定机匣并控制所述机匣于所述水箱内转动进行多角度观察；升降机构，所述升降机构设置于所述水箱上并用于驱使所述水箱上下移动用于检测机匣的气密性；外壳，所述外壳用于安装水箱、电气系统、翻转机构与升降机构于一体，具有对主前机匣进行气密性试验且达到检测标准的效果。
Description
技术领域
本发明涉及气密性检测的技术领域，特别地，涉及一种用于航空发动机粒子分离器的密封件的气密性测量实验的气密性试验设备。
背景技术
在组装航空发动机粒子分离器的主、前机匣前，需对主机匣进行加温处理，温度需达到80-90℃，保证主、前机匣安装时结合处的密封垫圈完好无损。在主、前机匣组合状态组装完成后，从主机匣的压缩空气进气口打气，给定压强为0.2MPa，将整个组装好的粒子分离器浸入干净的水中，试验过程中若无气泡出现则可判断为试验合格，否则视为试验不合格。现有测试气密性的试验水池无法满足对主机匣进行加温处理且温度需达到80-90℃的参数条件，因此无法验证主、前机匣安装时结合处的密封垫圈在工作温度达到80-90℃完好无损，现有水池为土建结构，水池高度低，操作人员需要在水中对机匣进行翻转，光源较差，对实验过程影响较大，此种方法的检测无法满足现在生产状态的需求，不符合设计状态。
针对上述现有技术，本发明提供一种气密性试验设备对主前机匣进行气密性检测。
发明内容
本发明提供了一种气密性试验设备，以解决现有气密性试验装置对航空发动机粒子分离器的主前机匣进行气密性试验难以达到试验要求的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种气密性试验设备，包括：
水箱，所述水箱用于放置机匣并进行气密性检测；
电气系统，所述电气系统用于控制水箱内温度与机匣气压；
翻转机构，所述翻转机构用于固定机匣并控制所述机匣于所述水箱内转动进行多角度观察；
升降机构，所述升降机构设置于所述水箱上并用于驱使所述水箱上下移动用于检测机匣的气密性；
外壳，所述外壳用于安装水箱、电气系统、翻转机构与升降机构于一体。
通过采用上述技术方案，将机匣放置在翻转机构上进行固定，通过电气系统控制水箱内的温度以及对机匣内进行充气加压，将水箱内的试验条件控制在气密性试验所需的条件，通过升降机构将满足试验条件的水箱升降至机匣处，将机匣伸入至水箱内进行气密性检测，将水箱的温度控制在80-90℃，以及将机匣内的气压控制在0.2MPa，通过对主前机匣进行气密性检测，观察主前机匣的气密性是否满足设计需求。
进一步地，所述翻转机构包括放置架，所述放置架的两端转动连接有固定板，所述固定板远离所述放置架一端与所述外壳的顶端固定，所述放置架上设置有压紧组件，所述压紧组件用于锁紧机匣，所述放置架的一端设置有转动轴，所述转动轴转动穿设过一所述固定板，所述转动轴的伸出端设置有传动组件，所述传动组件用于驱使所述转动轴转动。
通过采用上述技术方案，通过将机匣放置在放置架内，通过压紧组件对机匣进行压紧控制，经传动组件驱使转动轴转动带动放置架在固定板之间转动，将水箱升降至淹没固定板使得机匣在水箱内转动进行气密性检测，方便操作人员对机匣的各个位置进行气密性观察，且增加了机匣的气密性试验条件，使得通过气密性检测的机匣性能更优。
进一步地，所述传动机构包括链轮一、链轮二与链条，所述链轮一与所述转动轴的伸出端固定连接，所述外壳的顶端固定连接有安装座，所述链轮二与所述安装座转动连接，所述链条与所述链轮一以及所述链轮二啮合，所述链轮的转动穿设过所述安装座，所述链轮二的伸出端设置有驱动组件，所述驱动组件用于驱使所述链轮二转动。
通过采用上述技术方案，通过驱动组件驱使链轮二转动，带动链条与链轮一一体转动，通过链轮一与转动轴固定，从而带动放置架一体转动，将机匣在水箱内转动，可以方便操作人员在机匣进行气密性检测时对机匣的各个位置进行观察，且通过转动机匣可以使得机匣在晃动中进行气密性检测，使得检测结果更加准确。
进一步地，所述电气系统包括温度控制单元与气压控制单元以及控制中心，所述温度控制单元用于将所述水箱内的温度控制在80-90℃，所述气压控制单元用于对机匣加压至至少0.2MPa，所述控制中心设置于外壳上并用于实时监测各组参数。
通过采用上述技术方案，通过温度控制单元将水箱内的水温升至80-90℃，从而在高温下对机匣密封处的橡胶圈进行检测，通过气压控制单元对机匣密封加压，将机匣内的气压升高至0.2MPa，在水箱淹没机匣时，观察机匣周围是否有气泡产生，没有气泡产生那么机匣的气密性较高，符合生产需求。
进一步地，所述温度控制单元包括加热管与温度传感器，所述加热管固定连接于所述水箱的底端，所述加热管与所述控制中心电连接，所述温度传感器的感应端设置于所述水箱内，所述温度传感器的穿出端与所述控制中心电连接。
通过采用上述技术方案，通过控制中心控制加热管接电发热对水箱内的水进行加热，在控制中心处经温度传感器反馈了解水箱内的即时水温，在水温达到80-90℃时，通过控制中心将加热管断电，使得水箱的水温符合机匣的气密性试验，通过温度传感器获取水箱内的温度值并反馈至控制中心，控制中心依据反馈的温度值与预设水温范围值进行比对进而实现对加热管进行升温或断电降温控制，以使反馈的温度值处于预设水温范围值内。
进一步地，所述气压控制单元包括气泵、输气管、压力变送器与快速接头，所述气泵与压力变送器连接，所述输气管连接所述压力变送器与所述快速接头，所述快速接头与机匣的进气口连接。
通过采用上述技术方案，通过气泵将空气输送紧输气管，通过压力变送器对气体进行增压，将输气管末端的快速接头与机匣连接，将高压气体传输进机匣内，通过将机匣密封沉浸在水箱内，观察机匣周围是否产生气泡从而得出机匣的气密性情况。
进一步地，所述升降机构包括若干丝杆与若干升降座，所述升降座与所述水箱固定连接，所述丝杆螺纹穿设过所述升降座并一一对应设置，所述丝杆的一端设置有传动单元，所述传动单元用于驱使所述丝杆转动。
通过采用上述技术方案，通过丝杆与固定座转动连接，将丝杆螺纹穿设过水箱侧壁上的升降座，通过传动单元带动丝杆转动，在丝杆的周向限位下驱使升降座带动水箱沿丝杆轴向移动，带动水箱升降对机匣的气密性进行检测。
进一步地，所述传动单元包括蜗轮与蜗杆，所述蜗轮与所述丝杆的底端固定连接，所述蜗杆的两端转动连接有连接座，所述连接座与所述外壳的内底端固定连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述蜗杆的一端转动伸出所述连接座，所述蜗杆的伸出端设置有驱动单元，所述驱动单元用于驱使所述蜗杆转动。
通过采用上述技术方案，驱动单元驱使蜗轮与蜗杆在啮合的作用下传动从而驱使丝杆转动，在多个丝杆对水箱的周向限位驱使水箱沿着丝杆轴向移动，带动水箱沿着丝杆上下升降对机匣进行气密性检测，通过蜗轮与蜗杆的自锁可以将水箱锁紧在任意高度，避免丝杆回转造成水箱下移使得机匣的气密性试验无法进行的情况发生。
进一步地，所述驱动单元包括锥齿轮一、锥齿轮二、锥齿轮三以及锥齿轮四，所述锥齿轮一与所述蜗杆的伸出端固定连接，所述锥齿轮二与所述锥齿轮一啮合，所述锥齿轮二的转轴端固定穿设有转杆，所述转杆的外壁上套设有固定于所述外壳内底端的连接板，所述锥齿轮三套设于所述转杆的外壁并与所述转杆固定连接，所述锥齿轮四与所述锥齿轮三啮合，所述锥齿轮四的转轴端设置有动力源，所述动力源用于驱使所述锥齿轮四转动。
通过采用上述技术方案，动力源驱使锥齿轮四转动，带动锥齿轮三转动，通过锥齿轮三与锥齿轮二同轴固定的情况带动锥齿轮与转杆转动，通过锥齿轮二与锥齿轮一啮合将带动锥齿轮一转动，在锥齿轮一与蜗杆同轴固定的作用下带动蜗杆与蜗轮啮合传动。
进一步地，所述水箱的侧壁上开设有观察窗，所述观察窗用于工作人员观察机匣的气密性情况。
通过采用上述技术方案，在水箱的外壁上加工有观察窗，在对机匣进行气密性检测时，通过观察窗可以及时观察机匣的气密性检测情况，方便操作人员直接得出机匣的气密性情况。
本发明具有以下有益效果：
本发明在对主前机匣进行气密性试验时，通过将机匣放置在放置架上，通过螺栓与螺母螺旋连接将机匣锁紧在放置架上，通过电气系统将水箱内的温度调整至80-90℃，将机匣内的气压调整至0.2MPa，通过步进电机运转驱使锥齿轮四转动，带动锥齿轮三转动，驱使转杆与锥齿轮二转动，从而带动锥齿轮一与蜗杆一体转动，在蜗杆啮合蜗轮的作用下带动丝杆转动，通过四个丝杆对水箱的周向限位驱使水箱沿着丝杆轴线移动，将水箱升降至机匣处，通过驱使链轮二转动带动链轮一与放置架一体转动将机匣在水箱内翻转，操作人员通过水箱侧壁上的观察窗观察水箱内的机匣气密性试验情况，根据观察水箱内是否有气泡产出可直观观察处机匣的气密性情况，完成机匣的气密性检测。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的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是本发明优选实施例的爆炸结构示意图；
图2是本发明优选实施例的整体结构示意图；
图3是本发明优选实施例的内部机构示意图；
图4是本发明优选实施例传动单元的结构示意图；
图5是本发明优选实施例的主视图；
图6是本发明优选实施例的俯视图。
图例说明：
1、水箱；11、观察窗；2、电气系统；21、温度控制单元；211、加热管；22、气压控制单元；221、气泵；222、输气管；223、压力变送器；224、快速接头；23、控制中心；3、翻转机构；31、放置架；32、固定板；33、压紧组件；331、压紧块；332、螺栓；333、螺母；4、传动组件；41、链轮一；42、链轮二；43、链条；44、安装座；45、驱动电机；5、升降机构；51、丝杆、52、升降座；53、固定座；54、传动单元；541、蜗轮；542、蜗杆；55、驱动单元；551、转杆；552、步进电机；6、外壳。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1、图2、图3，所示，本实施例公开一种气密性试验设备,包括外壳6，外壳6设置在地面上，外壳6内设置有水箱1，将机匣组装好放置于水箱1内，外壳6内还设置有电气系统2、翻转机构3与升降机构5，在机匣放置在水箱1内时，通过电气系统2控制水箱1内的温度与气压，将水箱1调整至气密性试验的必要条件下，通过翻转机构3将机匣悬挂在水箱1内，并对机匣在水箱1内任意角度旋转，方便操作者及时观察水箱1内机匣气密性试验的结果，。经升降机构5调节水箱1的高度，在需要气密性试验时上升水箱1，在气密性试验结束后，通过将水箱1下移，使得机匣移出水面，进行机匣的拆卸收纳，水箱1的侧壁上设置有观察窗11，操作人员通过观察窗11观察水箱1内机匣的气泡情况可直观看出机匣的气密性是否满足生产需求。
参照图5、图6，电气系统2为温度控制单元21与气压控制单元22以及控制中心23，控制中心23设置在外壳6上，通过控制中心23与气压控制单元22与温度控制单元21电连接，操作人员可以通过控制中心23实现自动化操作，控制水箱1内的温度与气压使得水箱1的内部环境达到气密性试验的条件。温度控制单元21包括加热管211与温度传感器，加热管211平铺在水箱1的底端，通过将加热管211连接控制中心23的电源，使得加热管211发热将水箱1内的水加热，通过温度传感器电连接水箱1与控制中心23，将水箱1内的水温传递至控制中心23进行管控，在水箱1内的水温达到80-90℃时将电源关闭，控制中心实时反馈水箱的温度参数与机匣内额气压参数。
参照图5、图6，气压控制单元22包括气泵221、输气管222、手动总球阀、主路过滤器、单向阀、电磁阀、压力变送器223、以及快速接头224，气泵221固定在外壳6的上端面，通过输气管222将气泵221与手动总球阀以及主路过滤器依次连接，通过单向阀将气体沿着电磁阀传递至压力变送器223内，将气体的压强改变达到气密性试验所需的压力，通过气泵221外接动力工作，将外部气体经气泵221传递，在主路过滤器上进行净化气体，避免有杂质进入水箱1内对机匣造成污染，在单向阀的作用下将气体单向传输，通过电磁阀精确控制气体传输，在水箱1内设置有气压检测装置，通过气压检测装置的气压表观察水箱1内气压读数，将气压变送器处理后的气体经快速插头与机匣连接，方便气体与机匣连通，将机匣内的气体压强控制在0.2Mpa，使得机匣内的气压环境符合气密性试验的气压条件。
参照图1、图2，翻转机构3包括放置架31，放置架31设置外壳6内且位于水箱1的上方，放置架31的形状为方形架且中间设置有卡口，机匣通过卡口固定在放置架31上，外壳6上端焊接有固定板32，固定板32的另一端与放置架31转动连接，通过放置架31沿固定板32转动驱使机匣在水箱1内转动方便操作人观察机匣的气密性试验结果。放置架31一端转轴转动穿设过固定板32，放置架31的转轴穿出端设置有传动组件4驱使放置架31转动。传动组件4包括链轮一41与链轮二42以及链条43，链轮一41与放置架31的转轴端固定，链轮二42设置在外壳6的上端通过安装座44固定在外壳6上，链轮二42与安装座44通过轴承转动连接，链条43呈张紧状套设在链轮一41与链轮二42上。链轮二42的转轴端转动穿设过安装座44，链轮二42的转轴伸出端设置有驱动组件，通过驱动组件驱使链轮二42转动带动链条43转动驱使链轮一41转动，从而带动放置架31与机匣一体转动，驱动组件为驱动电机45，驱动电机45与链轮二42的转轴端固定连接。
参照图1、图2，放置架31的两端还设置有压紧组件33，压紧组件33包括压紧块331与螺栓332以及螺母333，压紧块331与放置架31的上端面铰接，螺栓332位于压紧块331的另一端且与放置架31铰接，在压紧块331对应螺栓332的对称位置处设置有卡槽，螺栓332转动抵接于卡槽内与螺母333螺纹连接将机匣的侧壁固定块锁紧在压紧块331与放置架31之间，从而将机匣锁紧在放置架31上。
参照图3、图4，升降机构5包括四个丝杆51、升降座52以及固定座53，固定座53设置在外壳6的内底端并位于水箱1的四个底端，丝杆51与固定座53转动连接，丝杆51螺纹穿设过水箱1，固定座53内设置有安装槽，丝杆51转动穿设过固定座53于安装槽内，丝杆51螺纹穿设过水箱1侧壁上的升降座52，在丝杆51的伸出端设置有传动单元54，通过传动单元54驱使丝杆51转动带动水箱1升降。传动单元54包括蜗轮541与蜗杆542，蜗轮541与丝杆51的底端固定连接，蜗杆542与蜗轮541啮合，蜗杆542的外壁上转动套设有与外壳6的内底端焊接的固定板32。蜗杆542的转轴端设置有驱动单元55，通过驱动单元55驱使蜗杆542转动。驱动单元55包括锥齿轮一、锥齿轮二、锥齿轮三以及锥齿轮四；锥齿轮一与蜗杆542的端部同轴焊接，锥齿轮二与锥齿轮一啮合，在锥齿轮二与锥齿轮三之间同轴焊接有转杆551，转杆551通过连接板固定在外壳6的内底端，转杆551与连接板之间转动连接。锥齿轮三与锥齿轮四啮合，锥齿轮四的转轴端同轴固定连接有步进电机552，步进电机552固定在外壳6内。通过步进电机552驱使锥齿轮四转动带动锥齿轮三与锥齿轮二一体转动在锥齿轮一与锥齿轮二啮合的作用下驱使蜗杆542转动从而驱使蜗轮541转动，进一步带动丝杆51转动将水箱1沿竖直方向升降，对机匣进行气密性试验。
本实施例一种气密性试验设备的工作原理：在对主前机匣进行气密性试验时，通过将机匣放置在放置架31上，通过螺栓332与螺母333螺旋连接将机匣锁紧在放置架31上，通过电气系统2将水箱1内的温度调整至80-90℃，将机匣内的气压调整至0.2MPa，通过步进电机552运转驱使锥齿轮四转动，带动锥齿轮三转动，驱使转杆551与锥齿轮二转动，从而带动锥齿轮一与蜗杆542一体转动，在蜗杆542啮合蜗轮541的作用下带动丝杆51转动，通过四个丝杆51对水箱1的周向限位驱使水箱1沿着丝杆51轴线移动，将水箱1升降至机匣处，通过驱使链轮二42转动带动链轮一41与放置架31一体转动将机匣在水箱1内翻转，操作人员通过水箱1侧壁上的观察窗11观察水箱1内的机匣气密性试验情况，根据观察水箱1内是否有气泡产出可直观观察处机匣的气密性情况，完成机匣的气密性检测。
实施例2
本实施例与实施例1的不同点在于升降机构5包括凸轮一与凸轮二，外壳6的内壁上开设有滑槽，水箱1的外壁上焊接有滑块，滑块与水箱1之间转动连接有凸轮一，凸轮二转动连接在外壳6的内壁上且凸轮二的转轴端转动穿设过外壳6，凸轮二的转轴穿出端固定连接有驱动电机45，通过驱动电机45驱使凸轮二转动带动凸轮一转动在凸轮一与凸轮二偏心的设置下带动滑块沿滑槽升降使得机匣沉浸在水箱1内进行气密性检测。
实施例3
本实施例与实施例1的不同点在于温度控制单元21包括蒸汽管与蒸汽机，蒸汽管呈不间断弯曲设置且盘设在水箱1的内底端，通过蒸汽机将蒸气传递至蒸汽管内加工蒸汽管加热，通过蒸汽管将水箱1内的水加热至所需的温度。通过蒸汽机加热蒸汽管将水箱1加热，减少了由于加热管211通过电加热，使得加热速度过快，在控制时难以及时控制，避免水箱1温度过高导致主前机匣之间的密封圈损坏。
实施例4
本实施例与实施例1的不同点在于在外壳上安装摄像装置，通过摄像装置对机匣气密性试验时的机匣的气泡大小以及速度产生情况，通过将水箱内气泡的产生情况进行记录分析，方便操作人员对机匣的气密性情况进行判断。
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 (10)
1.一种气密性试验设备，其特征在于：包括：
水箱(1)，所述水箱(1)用于放置机匣并进行气密性检测；
电气系统(2)，所述电气系统(2)用于控制水箱(1)内温度与机匣内气压；
翻转机构(3)，所述翻转机构(3)用于固定机匣并控制机匣于所述水箱(1)内转动以便进行多角度观察；
升降机构(5)，所述升降机构(5)设置于所述水箱(1)上并用于驱使所述水箱(1)上下移动，进而检测机匣的气密性；
外壳(6)，所述外壳(6)用于支撑安装水箱(1)、电气系统(2)、翻转机构(3)与升降机构(5)。
2.根据权利要求1所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述翻转机构(3)包括放置架(31)，所述放置架(31)的两端分别转动连接固定板(32)，所述固定板(32)远离所述放置架(31)的一端与所述外壳(6)的固定连接，所述放置架(31)上设置有压紧组件(33)，所述压紧组件(33)用于锁紧机匣，所述放置架(31)的端部设置有转动轴，所述转动轴转动穿设过对应侧的所述固定板(32)，其中至少一个所述转动轴的伸出端设置有传动组件(4)，所述传动组件(4)用于驱使所述转动轴转动。
3.根据权利要求2所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述传动组件(4)包括链轮一(41)、链轮二(42)与链条(43)，所述链轮一(41)与所述转动轴的伸出端固定连接，所述外壳(6)固定连接有安装座(44)，所述链轮二(42)与所述安装座(44)转动连接，所述链条(43)分别与所述链轮一(41)以及所述链轮二(42)啮合，所述链轮二(42)的转轴转动穿设过所述安装座(44)，所述链轮二(42)的伸出端设置有驱动组件，所述驱动组件用于驱使所述链轮二(42)转动。
4.根据权利要求1所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述电气系统(2)包括温度控制单元(21)与气压控制单元(22)以及控制中心(23)，所述温度控制单元(21)用于将所述水箱(1)内的温度控制在80-90℃，所述气压控制单元(22)用于对机匣内充气加压至至少0.2MPa，所述控制中心(23)设置于外壳(6)上并用于实时监测各组参数。
5.根据权利要求4所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述温度控制单元(21)包括加热管(211)与温度传感器，所述加热管(211)固定连接于所述水箱(1)内，所述加热管(211)与所述控制中心(23)电连接，所述温度传感器的感应端设置于所述水箱(1)内，所述温度传感器与所述控制中心(23)电连接。
6.根据权利要求4所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述气压控制单元(22)包括气泵(221)、输气管(222)、压力变送器(223)与快速接头(224)，所述气泵(221)与所述输气管(222)连接，所述输气管(222)的末端与所述压力变送器(223)连接，所述压力变送器(223)与所述快速接头(224)固定连接，所述快速接头(224)与机匣的进气口连接。
7.根据权利要求1所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述升降机构(5)包括若干丝杆(51)与若干升降座(52)，所述丝杆(51)螺纹穿设过所述升降座(52)并一一对应设置，所述升降座(52)设置于所述水箱(1)上固定连接，所述丝杆(51)的一端设置有传动单元(54)，所述传动单元(54)用于驱使所述丝杆(51)转动。
8.根据权利要求7述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述传动单元(54)包括蜗轮(541)与蜗杆(542)，所述蜗轮(541)与所述丝杆(51)的端部固定连接，所述蜗杆(542)的两端转动连接有连接座，所述连接座与所述外壳(6)固定连接，所述蜗杆(542)与所述蜗轮(541)啮合，所述蜗杆(542)的一端转动伸出所述连接座，所述蜗杆(542)的伸出端设置有驱动单元(55)，所述驱动单元(55)用于驱使所述蜗杆(542)转动。
9.根据权利要求8所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述驱动单元(55)包括锥齿轮一、锥齿轮二、锥齿轮三以及锥齿轮四，所述锥齿轮一与所述蜗杆(542)的伸出端固定连接，所述锥齿轮二与所述锥齿轮一啮合，所述锥齿轮二的转轴端固定穿设有转杆(551)，所述转杆(551)的外壁上套设有固定于所述外壳(6)连接板，所述锥齿轮三套设于所述转杆(551)的外壁并与所述转杆(551)固定连接，所述锥齿轮四与所述锥齿轮三啮合，所述锥齿轮四的转轴端设置有动力源，所述动力源用于驱使所述锥齿轮四转动。
10.根据权利要求1所述的一种气密性试验设备，其特征在于：所述水箱(1)的侧壁上开设有观察窗(11)，所述观察窗(11)用于工作人员观察机匣的气密性情况。
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