CN113981754A - 侧切式挖掘装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种侧切式挖掘装置及其使用方法，涉及铁路清筛技术领域，主要目的是解决现有技术中存在的石砟挖掘设备挖掘不彻底、清筛质量差的技术问题。该侧切式挖掘装置包括挖掘链和升降臂，挖掘链为条状结构，其侧壁上安装有挖掘齿；升降臂一端固定在车辆上并能相对于车辆转动，另一端设置有旋转装置，挖掘链通过旋转装置与升降臂相连并能在升降臂的带动下移动；旋转装置能驱动所述挖掘链正负180度旋转。在使用时，通过人为预留一块轨枕下未挖掘区域作为挡墙，用于在挖掘过程中阻挡石砟的无序扩散，挡墙最后被挖掘链切除；最后，通过回旋包抄的动作姿态对轨枕下石砟进行最后的平整和清理，高效高质量地完成线路枕下石砟挖掘。

Description

侧切式挖掘装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及铁路清筛技术领域，尤其是涉及一种侧切式挖掘装置及其使用方法。

背景技术

随着我国铁路快速增长，铁路运输逐渐加快，运量逐步加大。在日常使用过程中，因风吹、水冲等因素，泥土等杂物会进入铁路线路道床，再加上煤运列车的煤灰等会掉落在铁路线路上并与道砟混合在一起，造成道床不洁。上述杂质不仅会影响道床的洁净，同时还会填满道砟空隙，形成不透水层，造成道床排水不畅，出现翻浆冒泥现象。如果不对其进行处理，杂质还会导致道床板结，弹性下降，减震效果差，给铁路行车带来安全隐患。为保障铁路运输安全，防止事故发生，需要对铁路线路进行清筛，排除石砟中的污土，提高道床排水性能，增加轨道弹性。

在对线路进行清筛作业时，多使用大型养路机械和人工的方法进行清筛。应用大型养路机械进行清筛操作时，存在准备时间长、配合车辆需求多的问题，不仅操作不便，同时还会造成资源浪费。另外，在使用方法不当时，还会将脏污的石砟二次带入轨枕下，影响清筛效果，造成清筛质量低下。应用人工的进行清筛时，存在工作强度大、清筛效率低的问题，而且人工清筛无法对石砟进行彻底清理，导致清筛质量差，对道床的后续维护保养带来困难。最重要的是，人工清筛还存在一定的行车安全隐患。

为了解决上述问题，需要研发一种新型的清筛装置以及清筛方法，以节约资源、提高清筛效率。

发明内容

本发明的目的在于提供侧切式挖掘装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的石砟挖掘设备操作复杂、清筛质量差的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的侧切式挖掘装置，包括：

挖掘链，所述挖掘链为条状结构，其侧壁上安装有挖掘齿；

升降臂，所述升降臂两端分别设置有底座和旋转装置，所述升降臂通过所述底座固定在车辆上并能相对于所述车辆转动，所述挖掘链通过位于所述升降臂另一端的所述旋转装置与所述升降臂相连，并能在所述升降臂的带动下移动。

该挖掘装置中的升降臂能在底座的带动下转动，同时升降臂的末端也设置有旋转装置，因此通过旋转装置与升降臂相连的挖掘链不仅能够通过旋转装置相对于该升降臂进行正负180度转动，同时还能够在升降臂以及底座的带动下在一定范围内进行上下移动以及转动移动，在使用时更加方便，同时也能够适应不同的操作要求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

作为本发明的进一步改进，所述旋转装置能够带动挖掘链实现正负180度转动。

作为本发明的进一步改进，所述升降臂还包括相互铰接的第一节臂和第二节臂，所述旋转装置固定设置在所述第二节臂的自由端。

通过第一节臂和第二节臂可以实现该升降臂的升降移动，进而带动挖掘链进行上下移动。

本发明还提供了一种挖掘装置使用方法，采用上述任一项所述的侧切式挖掘装置，包括以下步骤：

S1：调整所述升降臂使所述挖掘链处于水平姿态且与位于设备前方的轨枕形成夹角，所述挖掘链位于轨枕一侧且其头部指向待处理的、相邻的两个所述轨枕之间；

S2：所述挖掘链在所述升降臂和/或所述底座的驱动下插入相邻的两个所述轨枕之间，旋转所述挖掘链并通过拉锯的方式将位于所述轨枕下方的石砟导出；

S3：所述挖掘链在所述升降臂和/或所述底座的驱动下朝向设备前方偏转，并对其余所述轨枕下方进行往复抽插直至相应轨枕下的石砟被导出；

S4：通过所述升降臂和/或所述底座带动所述挖掘链从所述轨枕下方抽出并将因导出而堆积在所述轨枕外侧的石砟向外推。

在使用时，通过调整升降臂、底座和旋转装置可以将挖掘链移动至待处理的轨枕之间，随后通过上述操作能够方便的对位于相应的轨枕之间的石砟进行松动并将松动的石砟通过挖掘链排出；另外，当相应的轨枕下方掏空后，挖掘链能够在升降臂和底座的带动下朝向相邻的另一轨枕处移动并对该轨枕处的石砟进行松动和排出。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2-S4重复操作至少一次。

通过重复操作的方式能够实现对待清理路段内石砟进行彻底清理的效果。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1之前，对待清理的所述轨枕一侧进行开槽处理。

这一处理可以使得相应的轨枕一侧区域能够方便挖掘链下方、摆动，同时也方便堆放导出的石砟。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，所述挖掘链与所述轨枕之间的夹角为锐角。

作为本发明的进一步改进，待处理的所述轨枕排布方向上的两端均设置有挡墙，该挡墙由未清理的石砟堆积形成。

通过上述挡墙可以用于限定挖掘范围，此时挖掘链能够在相邻的两个挡墙所限定的范围内进行石砟挖掘工作。

本发明还提供了一种挖掘装置使用方法，采用上述任一项所述的侧切式挖掘装置，包括以下步骤：

S1：转动所述升降臂使所述挖掘链位于待清理的轨枕外侧，随后通过调整所述旋转装置的方式使得所述挖掘链平行于钢轨的延伸方向；

S2：所述升降臂朝向所述车辆所在方向转动，所述旋转装置也朝向该方向转动并带动所述挖掘链插入所述轨枕下方；

S3：所述旋转装置与所述升降臂同向或反向转动并带动所述挖掘链相对于所述轨枕下方空间进行横扫处理以清理位于所述轨枕下方的残存石砟。

该方法可以对一定范围内残存在轨枕下方的石砟进行快速清理，保证石砟清理效果，避免未清洗的石砟残存在轨枕下方影响处理效果。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2-S3重复操作至少一次。

相比于现有技术，本发明较佳的实施方式提供的侧切式挖掘装置及其使用方法能够通过调整升降臂的高度和位置来调整挖掘链的挖掘深度，通过转动升降臂以及挖掘链的朝向来调整挖掘范围；另外，挖掘链正转或者反转也可以改变石砟的流出方向。在操作时，通过设置挡墙可以限定一定的处理范围，同时挡墙也能够为脏污石砟的流出提供导向，并阻止脏污石砟污染已挖掘的区域，使得待清理的石砟能够顺利排出；待相应区域内的石砟排出后，可以通过调整升降臂和旋转装置以及调整车辆位置的方式将相应的挡墙挖掘切除。通过操作挖掘链在一定范围内横扫的方法能够对轨枕下方区域进行最后的平整和清除处理，从而实现轨枕下方石砟的全面挖掘，有效避免脏污石砟再次进入轨枕下方污染道床，进而提高挖掘效率，清筛质量，节约人力物力，为后续养护工作减轻负担，排除安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1是本发明侧切式挖掘装置的作业示意图；

图2是图1中的旋转装置与挖掘链的连接示意图；

图3-5是本发明挖掘方法的第一种实施例的操作过程示意图；

图6-11是本发明挖掘方法的第二种实施例的操作过程示意图。

图中1、车载平台；2、底座；3、第一节臂；4、第二节臂；5、挖掘链；6、第一轨枕；7、第二轨枕；8、第三轨枕；9、第四轨枕；10、第一挡墙；11、第二挡墙；12、旋转装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的技术方案进行具体说明。

实施例1：

如图1所示，本发明提供了一种侧切式挖掘装置，该挖掘装置包括挖掘链5和升降臂两部分，其中挖掘链5整体呈条形结构，侧壁上安装有挖掘齿，升降臂的下端通过旋转装置12与挖掘链5相连，其上端通过底座2固定设置在车辆上。

具体的，上述底座2能相对于车辆转动。升降臂通过一底座2安装在车载平台1上，该车载平台1位于轨道车上，能够沿轨道移动。该底座2通过焊接或螺栓连接的方式固定在车载平台1上；同时，升降臂能够在底座2的带动下相对于该轨道车360度旋转。另外，上述旋转装置12能够驱动挖掘链5正负180度旋转。

该挖掘装置中的升降臂可转动，同时升降臂的末端也设置有旋转装置12，因此通过旋转装置12与升降臂相连的挖掘链5不仅能够通过旋转装置12相对于该升降臂进行正负180度转动，同时还能够在升降臂和底座2的带动下在一定范围内进行上下移动以及转动移动，在使用时更加方便，同时也能够适应不同的操作要求。

作为可选的实施方式，旋转装置12内设置有偏转油缸。在该偏转油缸的作用下，旋转装置12能够带动挖掘链5实现正负180度转动。

需要注意的是，该旋转装置12与挖掘链5的连接部分如图2所示，此时两者相互锁定，挖掘链5在旋转装置12的带动下转动。

另外，该挖掘链5上的挖掘齿能够在液压马达的驱动下对位于轨枕下方的石砟进行挖掘处理，使石砟顺着链条的转动流出。

另外，由于挖掘链5可以位于轨枕的任意一侧，因此为了方便使用，设置挖掘链5可以在液压马达的驱动下正转或者反转。

作为可选的实施方式，升降臂还包括相互铰接的第一节臂3和第二节臂4，旋转装置12固定设置在第二节臂4的自由端。

通过第一节臂3和第二节臂4可以实现该升降臂的升降移动和偏转移动，进而带动挖掘链5进行上下移动。

具体的，上述旋转装置12通过螺栓固定设置在第二节臂4上。第一节臂3通过铰接的方式固定设置在底座2上。

上述挖掘装置在使用时，通过调节位于底座2和第一节臂3之间的油缸能够调节挖掘链5的挖掘深度，通过调节位于第一节臂3和第二节臂4之间的油缸能够调节挖掘链5在挖掘时的水平倾斜角。

实施例2：

本发明还提供了一种挖掘装置使用方法，采用上述任一项的侧切式挖掘装置，包括以下步骤：

S1：调整升降臂使挖掘链5处于水平姿态且与位于设备前方的轨枕成一定的夹角，挖掘链5位于轨枕一侧且其头部指向待处理的、相邻的两个轨枕之间，如图3所示；

S2：挖掘链5在升降臂和/或底座2的驱动下插入相邻的两个轨枕之间，旋转挖掘链5并通过拉锯的方式将位于轨枕下方的石砟导出，如图4所示；

S3：挖掘链5在升降臂和/或底座2的驱动下朝向设备前方偏转，并对其余轨枕下方进行往复抽插直至相应轨枕下的石砟被导出；

S4：通过升降臂和/或底座带动挖掘链5从轨枕下方抽出并将因导出而堆积在轨枕外侧的石砟向外推，如图5所示。

在使用时，通过调整升降臂、底座2和旋转装置12可以将挖掘链5移动至待处理的轨枕之间，随后通过上述操作能够方便的对位于相应的轨枕之间的石砟进行松动并将松动的石砟通过挖掘链5排出；另外，当相应的轨枕下方掏空后，挖掘链5能够在升降臂的带动下朝向相邻的另一轨枕处移动并对该轨枕处的石砟进行松动和排出。

作为可选的实施方式，步骤S2-S4重复操作至少一次。

通过重复操作的方式能够实现对待清理路段内石砟进行彻底清理的效果。

作为可选的实施方式，在步骤S1之前，对待清理的轨枕一侧进行开槽处理。

这一处理可以使得相应的轨枕一侧区域能够方便挖掘链5下方、摆动，同时也方便堆放导出的石砟。

作为可选的实施方式，步骤S1中，挖掘链5与轨枕之间的夹角锐角。具体的，该锐角可以是30度。

作为可选的实施方式，待处理的轨枕排布方向上的两端均设置有挡墙，该挡墙由未清理的石砟堆积形成。

通过上述挡墙可以用于限定挖掘范围，此时挖掘链5能够在相邻的两个挡墙所限定的范围内进行石砟挖掘工作。

在操作时，通过人为预留的方式预留一块轨枕下未挖掘区域，此时挡墙不仅用于限定单次作业的处理范围，同时还能够在挖掘作业过程中阻挡石砟的无序扩散。在作业完成后，挡墙被挖掘链切除。

也就是说，限定该次操作的处理范围为位于第一挡墙10和第二挡墙11之间的区域，其中第一轨枕6靠近第二挡墙11设置。

如图3所示，首先通过调节底座2、第一节臂3、第二节臂4和旋转装置12的方式使挖掘链5的头部位于第一轨枕6和第二轨枕7外侧的枕间位置，如图3所示，通过调节第一节臂3和第二节臂4的方式使得挖掘链5的底部距离轨枕底部月300 mm，此时第二节臂4垂直于地面，挖掘链5整体呈水平状态且其端部与轨枕呈30度左右的夹角。

随后，启动挖掘链5，从左侧切入并驱动挖掘链5反向转动（当从轨枕的右侧切入时，挖掘链5正向转动，本实施例以左侧切入进行说明），随后转动底座2使得挖掘链5的自由端端部从第一轨枕6、第二轨枕7之间切入，并通过拉锯（即往复抽插）的方式将相应的轨枕下方的石砟掏空。之后，对旋转装置12进行微调，此时挖掘链5的头部在旋转装置12的作用下靠近第二轨枕7下方石砟，转动底座2使得挖掘链5对第二轨枕7下方石砟进行往复抽插。

通过上述操作即可将位于第一轨枕6和第二轨枕7下方的石砟排出。此时，部分石砟堆积在轨枕侧部，为了不影响后续操作，可以通过转动底座2的方式使得挖掘链5朝向轨枕外侧摆动并将堆积的石砟向外推平。

由于第一挡墙10和第二挡墙11所限位的范围内还设置有第三轨枕8和第四轨枕9，因此重复上述操作即可完成对第三轨枕8和第四轨枕9以及第一挡墙10的挖掘处理。

通过该处理方法处理后的区域内的大部分石砟已经排出，仅残存少量石砟位于轨枕下方空间。

为了达到对石砟进行彻底清理的效果，可以采用人工或者其他机械来对其进行彻底清理。

当对相应的区域处理完毕后，可以将挖掘链5回收至行车状态并运行至下一作业面，重复进行上述操作直至完成施工任务。

实施例3：

如图6-11所示，本发明还提供了一种挖掘装置使用方法，采用上述任一项的侧切式挖掘装置，包括以下步骤：

S1：转动升降臂使挖掘链5位于轨枕外侧，随后通过调整旋转装置12的方式使得挖掘链5平行于钢轨的延伸方向，如图6所示；

S2：升降臂和/或底座2朝向车辆所在方向转动，旋转装置12也朝向车辆所在方向转动并带动挖掘链5插入轨枕下方，如图7所示；

S3：旋转装置12与升降臂同向或反向转动并带动挖掘链5相对于轨枕下方空间进行横扫的方式清理位于轨枕下方的残存石砟，如图8-11所示。

该方法可以对一定范围内残存在轨枕下方的石砟进行快速清理，保证石砟清理效果，避免未清洗的石砟残存在轨枕下方影响处理效果。

作为可选的实施方式，步骤S2-S3重复操作至少一次。

在操作时，通过调整升降臂的位置以及旋转装置12的旋转角度可以实现挖掘链5平行于钢轨的延伸方向，如图6所示，随后在底座2的转动下升降臂朝向轨枕所在位置摆动，同时旋转装置12同向转动使得挖掘链5插入轨枕下方并对位于其摆动范围内相应的平面全部进行横扫清理，如图7所示，此时挖掘链5、底座2和旋转装置12均沿顺时针方向转动。当升降臂到达其极限位置（此时挖掘链5与第二挡墙11接触）后，底座2反向转动并带动升降臂朝向反方向移动，如图8所示，此时挖掘链5和旋转装置12沿顺时针方向转动，底座2沿逆时针方向转动，旋转装置12继续带动挖掘链5朝向靠近第二挡墙11的方向移动直至挖掘链5再次接触第二挡墙11为止，如图9所示。随后旋转装置12切换转动方向至与升降臂一致，如图10所示，此时底座2和旋转装置12均沿逆时针方向转动，挖掘链5上的挖掘齿的转动方向不变。最终，挖掘链5能够在底座2和旋转装置12的作用下回复至初始位置，如图11所示。在上述操作过程中，通过挖掘链5对相应挡墙之间的空间进行横扫处理能够实现对轨枕下方残存石砟的有效清理，保证作业效果。

当单次操作处理后清理效果不佳时，可以重复上述操作直至达到处理目的为止。

在该实施例中，挖掘链5能够通过回旋包抄的动作姿态对轨枕下的石砟进行最后的平整和清理。

当对相应的区域处理完毕后，可以将挖掘链5回收至行车状态并运行至下一作业面，重复进行上述操作直至完成施工任务。

实施例4：

本发明还提供了一种挖掘装置使用方法，该方法综合实施例2和实施例3的操作步骤：

S1：调整升降臂使挖掘链5处于水平面上且与位于设备前方的轨枕成一定角度，挖掘链5位于轨枕一侧且其头部指向待处理的、相邻的两个轨枕之间；

S2：挖掘链5在升降臂的驱动下插入相邻的两个轨枕之间，旋转挖掘链并通过拉锯的方式将位于轨枕下方的石砟导出；

S3：挖掘链5在升降臂的底座2驱动下朝向设备前方偏转，并对其余轨枕下方进行往复抽插直至相应轨枕下的石砟被导出；

S4：通过升降臂带动挖掘链5从轨枕下方抽出并将因导出而堆积在轨枕外侧的石砟向外推；

S5：步骤S2-S4重复操作至少一次；

S6：转动升降臂使挖掘链5位于轨枕外侧，随后通过调整旋转装置12的方式使得挖掘链5平行于钢轨的延伸方向；

S7：升降臂的底座2朝向车辆所在方向转动，旋转装置12也朝向车辆所在方向转动并带动挖掘链5插入轨枕下方；

S8：旋转装置12与升降臂同向或反向转动并带动挖掘链5相对于轨枕下方空间进行横扫的方式清理位于轨枕下方的残存石砟。

S9：步骤S7-S8重复操作至少一次。

也就是说，当需要对相应的区域进行施工作业时，可以按上述综合实施例2和实施例3的操作顺序进行施工。

当相应区域施工完成后，将挖掘链5回收至行车状态，运行至下一作业面，进行下一组轨枕挖掘，重复以上过程完成全部施工任务。

该实施例在操作时，通过人为预留未挖掘区域的方式形成限定单次挖掘作业的作业区域，同时可以在挖掘作业时防止石砟无序扩散；在大部分石砟被清理后，操作挖掘链5通过回旋包抄的动作姿态对轨枕下的石砟进行最后的平整和清理，高效高质量地完成线路枕下石砟挖掘。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.侧切式挖掘装置，其特征在于，包括：

挖掘链，所述挖掘链为条状结构，其侧壁上安装有挖掘齿；

升降臂，所述升降臂两端分别设置有底座和旋转装置，所述升降臂通过所述底座固定在车辆上并能相对于所述车辆转动，所述挖掘链通过位于所述升降臂另一端的所述旋转装置与所述升降臂相连，并能在所述升降臂的带动下移动。

2.根据权利要求1所述的侧切式挖掘装置，其特征在于，所述旋转装置能驱动所述挖掘链正负180度旋转。

3.根据权利要求1所述的侧切式挖掘装置，其特征在于，所述升降臂还包括相互铰接的第一节臂和第二节臂，所述旋转装置固定设置在所述第二节臂的自由端。

4.挖掘装置使用方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的侧切式挖掘装置，包括以下步骤：

S1：调整所述升降臂使所述挖掘链处于水平姿态且与位于设备前方的轨枕形成夹角，所述挖掘链位于轨枕一侧且其头部指向待处理的、相邻的两个所述轨枕之间；

S2：所述挖掘链在所述升降臂和/或所述底座的驱动下插入相邻的两个所述轨枕之间，旋转所述挖掘链并通过拉锯的方式将位于所述轨枕下方的石砟导出；

S3：所述挖掘链在所述升降臂和/或所述底座的驱动下朝向设备前方偏转，并对其余所述轨枕下方进行往复抽插直至相应轨枕下的石砟被导出；

S4：通过所述升降臂和/或所述底座带动所述挖掘链从所述轨枕下方抽出并将因导出而堆积在所述轨枕外侧的石砟向外推。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2-S4重复操作至少一次。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S1之前，对待清理的所述轨枕一侧进行开槽处理。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述挖掘链与所述轨枕之间的夹角为锐角。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，待处理的所述轨枕排布方向上的两端均设置有挡墙，所述挡墙由未清理的石砟堆积形成。

9.挖掘装置使用方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的侧切式挖掘装置，包括以下步骤：

S1：转动所述升降臂使所述挖掘链位于待清理的轨枕外侧，随后通过调整所述旋转装置的方式使得所述挖掘链平行于钢轨的延伸方向；

S2：所述升降臂朝向所述车辆所在方向转动，所述旋转装置转动并带动所述挖掘链插入所述轨枕下方；

S3：所述旋转装置与所述升降臂同向或反向转动并带动所述挖掘链相对于所述轨枕下方空间进行横扫处理以清理位于所述轨枕下方的残存石砟。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S2-S3重复操作至少一次。

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