CN114251761A - 一种用于封闭料场的自动通风装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于封闭料场的自动通风装置及其控制方法,属于料场通风技术领域。包括:第一电动进风窗、第一风速检测装置、第一负压检测装置、末端电动进风窗、末端风速检测装置、末端负压检测装置、第一电动排风天窗、末端电动排风天窗、粉尘浓度检测装置;采用室外风速检测装置和室内负压检测装置连锁控制封闭料场两侧下部电动进风窗的开关,采用室内粉尘浓度检测装置连锁控制顶部电动排风窗的开关,根据室外气象条件变化自动调节封闭料场通风装置的通风量大小和室内负压值,解决了常规封闭料场室内空气流动性差的问题和改善室内环境空气质量,消除室内产生过高负压对料场封闭维护结构造成的安全隐患,能满足粉尘排放浓度要求,有较好的环保效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于料场通风技术领域,公开了一种用于封闭料场的自动通风装置及其方法。
背景技术
各工业企业的原料场占地面积都较大,在以前的规划设计中,一般都考虑露天布置;料场中的物料在堆取料机作业过程中,会产生较大粉尘,对环境造成严重污染,同时,露天料场中的物料也容易受室外大风影响,造成物料自然流失和环境污染。随着国家环境保护超低排放要求及职业卫生标准的日益严格,迫切需要对工业露天料场无组织排放的粉尘进行治理,改善工业料场的区域环境,防止粉尘对大气的污染。
为满足国家环保要求,相关企业对现有露天料场都需要进行封闭化改造,以减小料场受自然环境气候条件影响和料场自身作业过程中造成的环境污染;虽然露天料场封闭化改造具有较好的环保效应和社会效应,但技术人员对料场封闭后的室内通风环境研究普遍重视不够,室内空气流动性差,造成室内环境更为恶劣,严重影响室内生产操作人员的身心健康,迫切需要设计研究合理的通风系统,既能改善封闭料场的室内环境空气质量,又能防止料场作业过程中产生的粉尘对外部环境的污染;同时,在室外气象条件恶劣的情况下,尤其是在室外风速较高和室外风向突变时,无法控制室内空气实际流场的动态变化,容易形成室内空气流动速度分布不均,局部存在粉尘外溢现象,为满足恶劣天气时的环保要求,需要把用于封闭料场进出的大门也进行关闭,造成室内局部形成过高的负压,对料场封闭维护结构造成安全隐患。
因此,现有技术存在的主要问题是:1)料场封闭后空气流动性差,室内空气环境恶劣,严重影响室内生产操作人员的身心健康;2)在室外风速较高和室外风向突变时,缺少对进、排风孔洞调节措施,无法控制室内空气实际流场的动态变化,容易形成室内空气流动速度分布不均,局部存在粉尘外溢现象,造成环境污染;3)在封闭料场进出的大门关闭时,容易形成室内局部产生过高的负压,对料场封闭维护结构造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于封闭料场的自动通风装置及其控制方法,解决了常规封闭料场室内空气流动性差的问题,改善了封闭料场的室内环境空气质量;解决了室外大风天气条件下封闭料场室内产生过高负压对料场封闭维护结构造成的安全隐患。
本发明的技术解决方案是:1)在封闭料场两侧下部均匀设置电动进风窗,在封闭料场顶部均匀设置电动排风窗,并合理设置进、排风窗的面积,增加室内空气循环,改善室内工作区空气质量,同时,保证中和面高度位于物料最高进出洞口的高度上面,防止粉尘外溢;2)在封闭料场排风天窗室内侧设置粉尘浓度检测装置控制对应电动排风天窗的开启和关闭转换,防止超标粉尘排入大气;3)在封闭料场两侧下部进风窗的室外侧设置室外风速检测装置和室内工作区侧设置负压度检测装置进行连锁控制对应电动进风窗的开启和关闭转换,防止形成穿堂风引起粉尘外溢和防止封闭料场室内局部环境产生过高负压对料场封闭维护结构造成的安全隐患。
本发明的一种用于封闭料场的自动通风装置及其控制方法包括:第一电动进风窗1、第一风速检测装置2、第一负压检测装置3、末端电动进风窗4、末端风速检测装置5、末端负压检测装置6、第一电动排风天窗7、末端电动排风天窗8、粉尘浓度检测装置9。
第一电动进风窗1位于料场封闭维护结构100的左侧下部,第一电动进风窗1的电动执行器位于室外侧的下端,第一电动进风窗1与料场封闭维护结构100之间采用螺栓或者焊接连接进行固定,可以根据料场封闭维护结构100长度方向的柱跨距情况均匀间隔设置多个第一电动进风窗1;第一风速检测装置2位于第一电动进风窗1的室外侧;第一负压检测装置3位于第一电动进风窗1的室内侧;末端电动进风窗4位于料场封闭维护结构100的右侧下部,末端电动进风窗4的电动执行器位于室外侧的下端,末端电动进风窗4与料场封闭维护结构100之间采用螺栓或者焊接连接进行固定,可以根据料场封闭维护结构100长度方向的柱跨距情况均匀间隔设置多个末端电动进风窗4;末端风速检测装置5位于末端电动进风窗4的室外侧;末端负压检测装置6位于末端电动进风窗4的室内侧;第一电动排风天窗7位于料场封闭维护结构100的顶部排风气楼的右侧,第一电动排风天窗7的电动执行器位于室外侧的下端,第一电动排风天窗7与料场封闭维护结构100的顶部排风气楼立柱之间采用螺栓或者焊接连接进行固定;可以根据料场封闭维护结构100长度方向的顶部排风气楼立柱跨距情况均匀间隔设置多个第一电动排风天窗7;末端电动排风天窗8位于料场封闭维护结构100的顶部排风气楼的左侧,末端电动排风天窗8的电动执行器位于室外侧的下端,末端电动排风天窗8与料场封闭维护结构100的顶部排风气楼立柱之间采用螺栓或者焊接连接进行固定;可以根据料场封闭维护结构100长度方向的顶部排风气楼立柱跨距情况均匀间隔设置多个末端电动排风天窗8;粉尘浓度检测装置9位于料场封闭维护结构100的顶部排风气楼室内侧。
进一步,第一风速检测装置2可以根据室外风速变化情况连锁控制第一电动进风窗1的开启和关闭转换,第一负压检测装置3也可以根据室内负压变化情况连锁控制第一电动进风窗1的开启和关闭转换;
进一步,末端风速检测装置5可以根据室外风速变化情况连锁控制第一电动进风窗4的开启和关闭转换,末端负压检测装置6也可以根据室内负压变化情况连锁控制第一电动进风窗4的开启和关闭转换;
进一步,粉尘浓度检测装置9可以根据粉尘浓度变化情况连锁控制对应区域内的第一电动排风窗7和末端电动排风窗8的开启和关闭转换;
一种用于封闭料场的自动通风装置及其方法,具体方法步骤及技术参数包括:
1)根据料场封闭维护结构100的室内空间大小,确定封闭料场的通风中和面高度:H0>H1+H2(m),其中:封闭料场最高进风洞口距地面高度H1(m),安全余量H2,取值为:H2=1—2(m),当封闭料场密封性较好时取小值,密封性较差时取大值;
2)根据室内堆取料机200的作业所产生的粉尘性质,确定封闭料场的自然通风量:L1=F1*a1V1(m3/s),其中:封闭料场的通风中和面高度以上平均断面面积F1(m2),粉尘沉降速度V1(m/s),修正系数a1,取值为:a1=0.5—0.7(m),当粉尘浓度较大或者粉尘容重较轻时,取小值,当粉尘浓度较小或者粉尘容重较重时,取大值;
3)根据封闭料场屋顶建筑结构情况首先设定好封闭料场电动排风天窗有效总面积Fp(m2),再确定通风所需电动进风窗的有效总面积Fj(m2),Fj=Fp*(h2/h1)1/2,其中:电动排风天窗有效总面积Fp(m2),电动进风窗中心线距中和面的距离h1(m),电动排风天窗中心线距中和面的距离h2(m);
4)根据封闭维护结构100的顶部排风气楼立柱间距尺寸情况确定单个第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8的有效面积Fdp(m2),每个第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8的长度控制在4—6m之间,高度控制在1-2m之间,便于制作安装方便;第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8的总数量为:Np=Fp/Fdp,Np取偶数值,第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8为左右两侧对称布置;
5)根据封闭维护结构100的顶部下部两侧立柱间距尺寸情况确定单个第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的有效面积Fdj(m2),每个第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的长度控制在4—6m之间,第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的上端距离地面高度控制在2-2.5m之间,第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的下端距离地面高度根据室内物料堆放情况控制在1-1.5m之间,室内物料堆放高度比较高时取大值,室内物料堆放高度低时取小值,防止穿堂风形成底部局部粉尘外溢和便于制作安装方便;第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的总数量为:Nj=Fj/Fdj,Nj取偶数值,第一电动进风窗1和末端电动进风窗4为左右两侧对称布置;
6)当室外气象条件较好时,室外风速较小(一般≤4.5m/s),第一电动进风窗1和末端电动进风窗4处于开启进风状态,第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8均处于开启排风状态,封闭料场的通风装置进行正常的通风换气,改善封闭料场室内工作环境,控制封闭料场室内负压绝对值控制在20Pa—50Pa之间,消除料场封闭维护结构因负压绝对值过高形成的安全隐患和防止粉尘外溢;
7)当室外气象条件不好,室外风速变大(一般≥5.5m/s),甚至出现超强风时,封闭料场的室内通风量大量增加,带来封闭料场室内空气上升气流的风速增加,此时,由第一风速检测装置2检测的室外风速信号连锁控制第一电动进风窗1关闭,由末端风速检测装置5检测的室外风速信号连锁控制末端电动进风窗4关闭,减少封闭料场通风量,自动改变室内空气流动气流组织,避免封闭料场下部形成局部穿堂风,防止封闭料场下部粉尘外溢;同时,如果由粉尘浓度检测装置9检测的粉尘浓度大于≥10mg/m3时,连锁控制第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8关闭,进一步减少封闭料场通风量,控制封闭料场内部通风上升气流速度小于粉尘沉降速度,防止粉尘从上部排风天窗外溢;
8)当粉尘浓度检测装置9检测的粉尘浓度≤8mg/m3时,连锁控制第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8再次开启,增加封闭料场通风量;并且,当室外风速又变小时,由于此时第一电动进风窗1和末端电动进风窗4处于关闭状态,使得封闭料场的室内负压绝对值变大,当第一负压检测装置3检测室内负压绝对值≥50Pa时,连锁控制第一电动进风窗1开启,当末端负压检测装置6检测室内负压绝对值≥50Pa时,连锁控制末端电动进风窗4开启,进一步增加封闭料场通风量,改善封闭料场室内工作环境,当第一负压检测装置3检测室内负压绝对值≤20Pa时,连锁控制第一电动进风窗1关闭,当末端负压检测装置6检测室内负压绝对值≤20Pa时,连锁控制末端电动进风窗4关闭,减少封闭料场通风量,防止粉尘外溢,使封闭料场负压绝对值始终控制在20Pa—50Pa之间,消除料场封闭维护结构因负压绝对值过高形成的安全隐患和防止粉尘外溢,封闭料场的通风装置又处于正常的通风换气状态。
本发明相对于现有技术的有益效果为:(1)改善封闭料场室内工作区环境质量和增大了堆取料机作业区域的能见度;(2)根据室外气象条件变化情况自动调节封闭料场通风装置的进、排风面积,调节通风量大小,控制室内负压值,消除料场封闭维护结构因负压绝对值过高形成的安全隐患和防止粉尘外溢;(3)封闭料场排风天窗外排气体含尘浓度≤10mg/m3,满足环保要求。
本发明的优点在于:采用室外风速检测装置和室内负压检测装置连锁控制封闭料场两侧下部电动进风窗的开关和采用室内粉尘浓度检测装置连锁控制顶部电动排风窗的开关,可以根据室外气象条件变化情况自动调节封闭料场通风装置的进、排风面积、调节通风量大小和室内负压值,解决常规封闭料场室内空气流动性差的问题和改善室内环境空气质量,消除室内产生过高负压对料场封闭维护结构造成的安全隐患,能满足粉尘排放浓度要求,自动化程度高,适应范围广,有较好的环保效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的立面示意图。其中,第一进风窗1、第一风速检测装置2、第一负压检测装置3、末端进风窗4、末端风速检测装置5、末端负压检测装置6、第一排风天窗7、末端排风天窗8、粉尘浓度检测装置9;料场封闭维护结构100、堆取料机200。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种用于封闭料场的自动通风装置及其方法;采用室外风速检测装置和室内负压检测装置连锁控制封闭料场两侧下部电动进风窗的开关和采用室内粉尘浓度检测装置连锁控制顶部电动排风窗的开关,可以根据室外气象条件变化情况自动调节封闭料场通风装置的进、排风面积、调节通风量大小和室内负压值,解决常规封闭料场室内空气流动性差的问题和改善室内环境空气质量,消除室内产生过高负压对料场封闭维护结构造成的安全隐患,能满足粉尘排放浓度要求,自动化程度高,适应范围广,有较好的环保效益和社会效益。
下面结合附图和工作原理及其方法步骤对本发明实施例作进一步描述。
如图1所示,本发明的用于封闭料场的自动通风装置及其方法包括:第一进风窗1、第一风速检测装置2、第一负压检测装置3、末端进风窗4、末端风速检测装置5、末端负压检测装置6、第一排风天窗7、末端排风天窗8、粉尘浓度检测装置9。
料场封闭维护结构100、堆取料机200。
所述一种用于封闭料场的自动通风装置及其方法,其具体方法步骤及技术参数包括:
1)根据料场封闭维护结构100的室内空间大小,确定封闭料场的通风中和面高度H0=H1+H2=19+1=20(m),其中:封闭料场最高进风洞口距地面高度H1=19(m),封闭料场密封性较好,安全余量H2=1(m);
2)根据室内堆取料机200的作业所产生的粉尘性质,确定封闭料场的自然通风量:L1=F1*a1V1(m3/s)=30000*0.04*0.6=720(m3/s)=2592000(m3/h),其中:封闭料场的通风中和面高度以上平均断面面积F1=300*100=30000(m2),粉尘为球团原料产生的粉尘,粉尘沉降速度V1=0.04(m/s),修正系数取值为a1=0.6(m);
3)根据封闭料场屋顶建筑结构情况首先设定好封闭料场电动排风天窗有效总面积Fp=300(m2),再确定通风所需电动进风窗的有效总面积Fj(m2),Fj=Fp*(h2/h1)1/2=300*(40/20)1/2≈424(m2),其中:电动排风天窗有效总面积Fp=300(m2),电动进风窗中心线距中和面的距离h1=20(m),电动排风天窗中心线距中和面的距离h2=40(m);
4)根据封闭维护结构100的顶部排风气楼立柱间距尺寸情况确定单个第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8的有效面积Fdp=6.3(m2),每个第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8的长度为6m,高度为1.5m,便于制作安装方便;第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8的总数量为:Np=Fp/Fdp=300/6.3=47.6,取Np=48,第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8为左右两侧对称布置,单侧数量均为24个;
5)根据封闭维护结构100的顶部下部两侧立柱间距尺寸情况确定单个第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的有效面积Fdj=5.4(m2),每个第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的长度为6m,高度为1.2m,第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的上端距离地面高度为2.2m,第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的下端距离地面高度为1m之间,防止穿堂风形成底部局部粉尘外溢和便于制作安装方便;第一电动进风窗1和末端电动进风窗4的总数量为:Nj=Fj/Fdj=424/5.4=78.5,取Np=78,第一电动进风窗1和末端电动进风窗4为左右两侧对称布置,单侧数量均为39个;
6)当室外气象条件较好时,室外风速较小(一般≤4.5m/s),第一电动进风窗1和末端电动进风窗4处于开启进风状态,第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8均处于开启排风状态,封闭料场的通风装置进行正常的通风换气,改善封闭料场室内工作环境,控制封闭料场室内负压绝对值控制在20Pa—50Pa之间,消除料场封闭维护结构因负压绝对值过高形成的安全隐患和防止粉尘外溢;
7)当室外气象条件不好,室外风速变大(一般≥5.5m/s),甚至出现超强风时,封闭料场的室内通风量大量增加,带来封闭料场室内空气上升气流的风速增加,此时,由第一风速检测装置2检测的室外风速信号连锁控制第一电动进风窗1关闭,由末端风速检测装置5检测的室外风速信号连锁控制末端电动进风窗4关闭,减少封闭料场通风量,自动改变室内空气流动气流组织,避免封闭料场下部形成局部穿堂风,防止封闭料场下部粉尘外溢;同时,如果由粉尘浓度检测装置9检测的粉尘浓度大于≥10mg/m3时,连锁控制第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8关闭,进一步减少封闭料场通风量,控制封闭料场内部通风上升气流速度小于粉尘沉降速度,防止粉尘从上部排风天窗外溢;
8)当粉尘浓度检测装置9检测的粉尘浓度≤8mg/m3时,连锁控制第一电动排风天窗7和末端电动排风天窗8再次开启,增加封闭料场通风量;并且,当室外风速又变小时,由于此时第一电动进风窗1和末端电动进风窗4处于关闭状态,使得封闭料场的室内负压绝对值变大,当第一负压检测装置3检测室内负压绝对值≥50Pa时,连锁控制第一电动进风窗1开启,当末端负压检测装置6检测室内负压绝对值≥50Pa时,连锁控制末端电动进风窗4开启,进一步增加封闭料场通风量,改善封闭料场室内工作环境,当第一负压检测装置3检测室内负压绝对值≤20Pa时,连锁控制第一电动进风窗1关闭,当末端负压检测装置6检测室内负压绝对值≤20Pa时,连锁控制末端电动进风窗4关闭,减少封闭料场通风量,防止粉尘外溢,使封闭料场负压绝对值始终控制在20Pa—50Pa之间,消除料场封闭维护结构因负压绝对值过高形成的安全隐患和防止粉尘外溢,封闭料场的通风装置又处于正常的通风换气状态。
采用一种用于封闭料场的自动通风装置及其方法;可以根据室外气象条件变化情况自动调节封闭料场通风装置的进、排风面积、调节通风量大小和室内负压值,解决常规封闭料场室内空气流动性差的问题和改善室内环境空气质量,消除室内产生过高负压对料场封闭维护结构造成的安全隐患,能满足粉尘排放浓度要求,自动化程度高,适应范围广,有较好的环保效益和社会效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于封闭料场的自动通风装置,其特征在于:装置包括一个或多个进风窗、一个或多个风速检测器、一个或多个负压检测器、排风天窗、粉尘浓度检测器;
根据料场封闭维护结构(100)长度方向的柱跨距均匀设置进风窗,进风窗与料场封闭维护结构(100)之间采用螺栓或者焊接固定,在进风窗室外侧安装风速检测器,在进风窗室内侧安装负压检测器;排风天窗安装于料场封闭维护结构(100)的顶部,粉尘浓度检测器安装于排风天窗室内侧。
2.如权利要求1所述的用于封闭料场的自动通风装置,其特征在于:所述的通风装置还包括末端进风窗、末端风速检测器、末端负压检测器;所述的末端进风窗安装在料场封闭维护结构右侧下部,在末端进风窗室外侧安装末端风速检测器,在末端进风窗室内侧安装末端负压检测器。
3.如权利要求1所述的用于封闭料场的自动通风装置,其特征在于:所述的粉尘浓度检测器分别与进风窗和末端进风窗电控器相连接;所述的风速检测器、负压检测器均与所安装的进风窗电控器相连接;所述的末端风速检测器、末端负压检测器与末端进风窗电控器相连接。
4.如权利要求1所述的用于封闭料场的自动通风装置,其特征在于:所述的排风天窗包括一个或多个立柱式排风天窗。
5.一种用于封闭料场的自动通风控制方法,其特征在于:
步骤一、根据料场室内空间大小,确定封闭料场的通风中和面高度H0,要求H0>H1+H2(m),H1为封闭料场最高进风窗距地面高度,H2为安全余量,H2取值范围为1—2m;
步骤二、根据室内堆取料机作业所产生的粉尘性质,确定料场的自然通风量L1,L1=F1*a1V1(m3/s),其中:F1为料场的通风中和面高度以上平均断面面积(m2),V1为粉尘沉降速度(m/s),a1为修正系数,a1取值范围为0.5—0.7m;
步骤三、设定好料场排风天窗有效总面积Fp(m2),确定通风所需进风窗的有效总面积Fj(m2),Fj=Fp*(h2/h1)1/2,其中:h1为进风窗中心线距中和面的距离(m),h2为排风天窗中心线距中和面的距离(m);
步骤四、根据封闭维护结构的顶部排风天窗立柱间距尺寸情况,确定各排风天窗的有效面积Fdp(m2),每个排风天窗的长度控制在4—6m之间,高度控制在1-2m之间;排风天窗的总数量Np,Np=Fp/Fdp,Np取整数值;
步骤五、根据封闭料场两侧立柱间距尺寸情况,确定进风窗的有效面积Fdj(m2),每个进风窗之间的距离控制在4—6m之间,进风窗上端距离地面高度控制在2-2.5m之间,进风窗的下端距离地面高度控制在1-1.5m之间;进风窗的总数量Nj,Nj=Fj/Fdj,Nj取整数值;
步骤六、当室外气象条件较好时,室外风速≤4.5m/s,进风窗处于开启进风状态,排风天窗处于开启排风状态,控制封闭料场室内负压绝对值控制在20Pa—50Pa之间;
步骤七、当室外气象条件不好,室外风速≥5.5m/s,由风速检测器检测的室外风速信号控制进风窗关闭,由末端风速检测器检测的室外风速信号连锁控制末端进风窗关闭,如果由粉尘浓度检测器检测的粉尘浓度≥10mg/m3时,控制排风天窗关闭;
步骤八、当粉尘浓度检测器检测的粉尘浓度≤8mg/m3时,控制排风天窗开启;
步骤九、当负压检测器检测室内负压绝对值≥50Pa时,控制进风窗开启;当负压检测器检测室内负压绝对值≤20Pa时,控制进风窗关闭,使封闭料场负压绝对值始终控制在20—50Pa之间。
6.如权利要求5所述的用于封闭料场的自动通风控制方法,其特征在于:所述的安全余量H2,当封闭料场密封性较好时,H2取小值;密封性较差时,H2取大值。
7.如权利要求5所述的用于封闭料场的自动通风控制方法,其特征在于:所述的修正系数a1,当粉尘浓度较大或者粉尘容重较轻时,a1取小值;当粉尘浓度较小或者粉尘容重较重时,a1取大值。
8.如权利要求5所述的用于封闭料场的自动通风控制方法,其特征在于:所述的进风窗的下端距离地面高度,在室内物料堆放高度比较高时取大值;室内物料堆放高度低时取小值。
9.如权利要求5所述的用于封闭料场的自动通风控制方法,其特征在于:所述的排风天窗的总数量Np,Np取偶数值,排风天窗之间为对称布置。
10.如权利要求5所述的用于封闭料场的自动通风控制方法,其特征在于:所述的进风窗的总数量Nj,Nj取偶数值,进风窗之间为对称布置。
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