CN114893398A - 涡旋压缩机和克服倾覆力矩方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡旋压缩机技术领域，具体而言，涉及一种涡旋压缩机和克服倾覆力矩方法。涡旋压缩机包括壳体、动涡盘、静涡盘组件、连接架、传动杆、支撑轴承、动力转轴；静涡盘组件固设在壳体中，支撑轴承设置在壳体或静涡盘组件上；动涡盘和静涡盘组件围合形成用于压缩流体的工作腔室；动力转轴与连接架偏心连接；沿连接架的径向方向，连接架远离动力转轴的端部通过传动杆与动涡盘可转动连接；传动杆远离连接架的端部与支撑轴承连接，且动涡盘承受来自动力转轴的驱动力的驱动力矩和承受来自支撑轴承的支撑力矩之和，等于动涡盘承受来自流体的流体力矩。涡旋压缩机能够通过结构改进以平衡动涡盘受到的倾覆力矩。

Description

涡旋压缩机和克服倾覆力矩方法

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机技术领域，具体而言，涉及一种涡旋压缩机和克服倾覆力矩方法。

背景技术

涡旋压缩机作为空调等制冷系统中的重要组成部分，其作用在于将冷却剂(如冷媒)压缩，以提高其压强而满足使用条件。

然而现有涡旋压缩机结构，存在如下问题：

压缩机工作时，驱动动涡盘运转的驱动力与冷媒对动涡盘的反作用力两者不在同一条直线上，使得动涡盘承受较大倾覆力矩；导致动涡盘发生翻转倾覆，动涡盘型线侧面和底面局部摩擦剧烈，摩擦功耗加大，整机性能下降。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种涡旋压缩机和克服倾覆力矩方法，其能够通过结构改进以平衡动涡盘受到的倾覆力矩，从而改善动涡盘发生翻转倾覆，动涡盘型线侧面和底面局部摩擦剧烈，摩擦功耗加大，整机性能下降的技术问题。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种涡旋压缩机，包括：

壳体、动涡盘、静涡盘组件、连接架、传动杆、支撑轴承、动力转轴；

所述静涡盘组件固设在所述壳体中，所述支撑轴承设置在所述壳体或所述静涡盘组件上；所述动涡盘和所述静涡盘组件围合形成用于压缩流体的工作腔室；

所述动力转轴与所述连接架偏心连接；沿所述连接架的径向方向，所述连接架远离所述动力转轴的端部通过所述传动杆与所述动涡盘可转动连接；

所述传动杆远离所述连接架的端部与所述支撑轴承连接，且所述动涡盘承受来自所述动力转轴的驱动力的驱动力矩和承受来自所述支撑轴承的支撑力矩之和，等于所述动涡盘承受来自流体的流体力矩。

本方案的涡旋压缩机能够通过连接架和传动杆以带动动涡盘做圆周平动，且传动杆的端部通过支撑轴承设置在壳体或静涡盘组件上。相较于现有技术中动涡盘仅受到流体力矩和驱动力矩，且流体力矩略大于驱动力矩的情况，而造成动涡盘受力不均衡而产生倾覆力矩，进而导致动涡盘发生翻转倾覆，动涡盘型线侧面和底面局部摩擦剧烈，摩擦功耗加大，整机性能下降的情况；本方案的涡旋压缩机通过调整驱动动涡盘圆周平动的方式，利用连接架、传动杆和支持轴承配合，为动涡盘提供了支撑力矩，且使得支撑力矩和驱动力矩之和能够等于流体力矩，如此保障了动涡盘受到力矩的平衡。即支撑力矩平衡了现有技术中动涡盘受到的倾覆力矩，避免了动涡发生翻转倾覆，避免了动涡盘型线侧面和底面局部摩擦剧烈，不会造成动涡盘的摩擦功耗加大，进而保障涡旋压缩机的整机性能的稳定和可靠。综上，这样的涡旋压缩机具有使用便利、运行平稳，整机性能稳定的特点。

在可选的实施方式中，所述连接架包括至少一个沿径向延伸的延伸臂，多个延伸臂沿所述连接架的周向方向布置；所述传动杆设置在所述延伸臂上；

所述支撑轴承的数量、所述传动杆的数量与所述延伸臂的数量相同且一一对应。

在可选的实施方式中，多个所述延伸臂周向均布在所述连接架上。

在可选的实施方式中，沿所述连接架的径向方向，所述传动杆位于所述延伸臂远离所述动力转轴的端部。

在可选的实施方式中，所述静涡盘组件包括至少一个所述静涡盘，所述静涡盘上设置有配合通孔，所述传动杆能够穿设所述配合通孔。

在可选的实施方式中，所述配合通孔位于所述静涡盘组件的盘面外侧边缘上。

在可选的实施方式中，所述支撑轴承能够设置在所述配合通孔中，且所述传动杆与所述支撑轴承偏心连接。

在可选的实施方式中，所述静涡盘组件包括第一静涡盘和第二静涡盘，所述第一静涡盘和所述第二静涡盘分别位于所述动涡盘轴线方向的两侧；

所述第一静涡盘和所述第二静涡盘上均开设有配合通孔；所述支撑轴承仅设置在所述第二静涡盘，所述传动杆穿设所述第一静涡盘的配合通孔后通过所述支撑轴承与所述第二静涡盘连接。

在可选的实施方式中，所述第二静涡盘位于所述动涡盘远离所述动力转轴的一侧。

第二方面，本发明提供一种克服倾覆力矩方法，所述方法基于前述实施方式中任一项所述的涡旋压缩机，所述方法包括如下步骤：

所述动力转轴自转以依次带动所述连接架、所述传动杆和所述动涡盘做圆周平动，以使所述动涡盘和所述静涡盘组件围合形成的工作腔室的容积变化而压缩所述工作腔室内的流体；

且述动涡盘承受驱动力矩和支撑力矩之和，等于所述动涡盘承受流体力矩。

这样的克服倾覆力矩方法具有操作方便、受力稳定，且这样方法能够使得动涡盘不存在倾覆力矩，因此能确保动涡盘出现翻转倾覆，保障了涡旋压缩机能够平稳运行、降低运行摩擦功耗，提升了整机的性能。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本方案的涡旋压缩机包括壳体、动涡盘、静涡盘组件、连接架、传动杆、支撑轴承和动力转轴。连接架通过传动杆与动涡盘可转动连接，且传动杆与支撑轴承连接，以使得动涡盘承受来自动力转轴的驱动力矩和来自支撑轴承的支撑力矩之和，等于动涡盘承受来自流体的流体力矩。这样的涡旋压缩机克服了现有技术压缩机的动涡盘因仅受到驱动力矩和流体力矩而产生的倾覆力矩，因此能保证动涡盘不发生翻转倾覆，实现平稳运行，降低运行摩擦功耗低，提升整机性能。

本方案的克服倾覆力矩方法能够使得动涡盘不存在倾覆力矩，从而保证动涡盘不会出现翻转倾覆，保障涡旋压缩机能够运行平稳、降低运行的摩擦功耗，提高了整机的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的本实施例的涡旋压缩机的结构示意图；

图2为本发明的本实施例的涡旋压缩机的局部结构示意图；

图3为本发明的本实施例的涡旋压缩机的静涡盘组件的结构示意图；

图4为本发明的本实施例的涡旋压缩机的局部剖视示意图。

图标：10-涡旋压缩机；10a-工作腔室；11-壳体；12-传动杆；13-支撑轴承；14-动力转轴；15-配重块；16-动涡盘轴承；100-动涡盘；200-静涡盘组件；201-配合通孔；210-第一静涡盘；220-第二静涡盘；300-连接架；310-主体；320-延伸臂。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

现有涡旋压缩机结构，存在如下问题：

动涡盘仅承受驱动力和冷媒反作用力两个作用力。因驱动动涡盘运转的驱动力与冷媒对动涡盘的反作用力两者不在同一条直线上，使得动涡盘承受较大倾覆力矩；导致动涡盘发生翻转倾覆，动涡盘型线侧面和底面局部摩擦剧烈，摩擦功耗加大，整机性能下降的问题。

为改善上述技术问题，在下面的实施例中提供一种涡旋压缩机和克服倾覆力矩方法。

请参考图1，本实施例提供了一种涡旋压缩机10，包括壳体11、动涡盘100、静涡盘组件200、连接架300、传动杆12、支撑轴承13和动力转轴14。

静涡盘组件200固设在壳体11中，支撑轴承13设置在壳体11或静涡盘组件200上；动涡盘100和静涡盘组件200围合形成用于压缩流体的工作腔室10a；

动力转轴14与连接架300偏心连接；沿连接架300的径向方向，连接架300远离动力转轴14的端部通过传动杆12与动涡盘100可转动连接；

传动杆12远离连接架300的端部与支撑轴承13连接，且动涡盘100承受来自动力转轴14的驱动力的驱动力矩和承受来自支撑轴承13的支撑力矩之和，等于动涡盘100承受来自流体的流体力矩。

本方案的涡旋压缩机10能够通过连接架300和传动杆12以带动动涡盘100做圆周平动，且传动杆12的端部通过支撑轴承13设置在壳体11或静涡盘组件200上。相较于现有技术中动涡盘100仅受到流体力矩和驱动力矩，且流体力矩略大于驱动力矩的情况，而造成动涡盘100受力不均衡而产生倾覆力矩，进而导致动涡盘100发生翻转倾覆，动涡盘100型线侧面和底面局部摩擦剧烈，摩擦功耗加大，整机性能下降的情况；本方案的涡旋压缩机10通过调整驱动动涡盘100圆周平动的方式，利用连接架300、传动杆12和支持轴承配合，为动涡盘100提供了支撑力矩，且使得支撑力矩和驱动力矩之和能够等于流体力矩，如此保障了动涡盘100受到力矩的平衡。即支撑力矩平衡了现有技术中动涡盘100受到的倾覆力矩，避免了动涡发生翻转倾覆，避免了动涡盘100型线侧面和底面局部摩擦剧烈，不会造成动涡盘100的摩擦功耗加大，进而保障涡旋压缩机10的整机性能的稳定和可靠。综上，这样的涡旋压缩机10具有使用便利、运行平稳，整机性能稳定的特点。

请继续参阅图1至图4，以了解涡旋压缩机10的更多结构细节。

在本发明的本实施例中，连接架300包括至少一个沿径向延伸的延伸臂320，多个延伸臂320沿连接架300的周向方向布置；传动杆12设置在延伸臂320上；支撑轴承13的数量、传动杆12的数量与延伸臂320的数量相同且一一对应。

多个延伸臂320，也就意味着涡旋压缩机10具有多个传动杆12和多个支撑轴承13，如此动涡盘100就能够获得来自多个支撑轴承13的支撑力矩。因为支撑力矩来自于传动杆12抵持支撑轴承13，支撑轴承13外圈受到来自壳体11或静涡盘组件200的反作用力，如此支撑力矩的总体仅用于平衡驱动力矩与流体力矩的倾覆力矩。当驱动力矩与流体力矩不变时，支撑力矩的总量是不变的，而多个支撑轴承13则能够分散总的支撑力矩，从而使得单个支撑轴承13的受力力矩减小，进而减小了单个支撑轴承13和传动杆12的受力，有利于提高支撑轴承13和传动杆12的稳定性、可靠性，也能够相应地增加使用寿命。

具体的，连接架300包括环状的主体310，以及至少一个延伸臂320。延伸臂320均为沿主体310的径向方向延伸。这样的布置方式能够使得延伸臂320能够具有更好的受力效果，还便于连接架300能够以较方便地带动动涡盘100做圆周平动。

进一步的，在本发明的本实施例中，多个延伸臂320周向均布在连接架300上。如此能够保障延伸臂320受力的均匀和稳定。

从图中还可以看出，沿连接架300的径向方向，传动杆12位于延伸臂320远离动力转轴14的端部。这样的设置方式能够尽可能地利用连接架300的径向空间，提高涡旋压缩机10的空间利用率。

可选的，在本实施例中，连接架300包括两个延伸臂320，两个延伸臂320沿主体310的径向方向延伸。且两个延伸臂320位于主体310的直径方向的两端。两个延伸臂320远离主体310的端部分别设置有传动杆12，传动杆12与动涡盘100转动连接。动力转轴14的偏心段与连接架300转动连接，动力转轴14自转以依次带动连接架300、传动杆12和动涡盘100做圆周平动。

可以理解是，在本发明的其他实施例中，连接架300可以包括一个、三个或大于三个的连接臂，只要连接架300能够驱动动涡盘100做圆周平动，以实现对流体的压缩即可，这里仅仅是一个示例，不做限定。不难理解的是，在本发明的其他实施例中，多个连接臂也可以不均布在主体310上，而是以间隔不同的角度布置，这里仅仅是一个示例，只要连接臂能够带动传动杆12以使动涡盘100转动即可。

进一步的，在本发明的本实施例中，静涡盘组件200包括至少一个静涡盘，静涡盘上设置有配合通孔201，传动杆12能够穿设配合通孔201。

可选的，在本实施例中，配合通孔201位于静涡盘组件200的盘面外侧边缘上。这样的设置方式能够减小配合通孔201对静涡盘组件200的空间占用，以使得静涡盘组件200具有更大面积的盘面以便于涡旋型线的布置，即实现了在有限面积的静涡盘组件200的盘面上合理地布置配合通孔201和涡旋型线。从而保障了静涡盘组件200具有更好的空间利用率，进而提高了涡旋压缩机10内部的空间利用率，保障了涡旋压缩机10的使用性能。

在本实施例中，支撑轴承13能够设置在配合通孔201中，且传动杆12与支撑轴承13偏心连接。支撑轴承13通过配合通孔201设置在静涡盘组件200上的方式能够使得传动杆12、支撑轴承13能够更加紧凑地与动静涡盘配合，一方面能够减小支撑轴承13的占用空间，既用了传动杆12需要能够穿设静涡盘组件200的配合通孔201，还能够合理利用配合通孔201作为支撑轴承13的安装部位。即实现了配合通孔201的一个部件多种用途的目的，如此使得静涡盘组件200具有更加出众的空间利用率，涡旋压缩机10的内部部件布置也更加紧凑和更加合理。

还需要说明的是，配合通孔201的设置还能够减轻静涡盘组件200的重量，从而减轻了整体涡旋压缩机10的配重，使得来自动力转轴14的驱动力能够更加方便地转为压缩流体的动力，且功耗更小，动力产出更高。

请参阅图1至图4，从图中可以看出，在本发明的本实施例中，静涡盘组件200包括第一静涡盘210和第二静涡盘220，第一静涡盘210和第二静涡盘220分别位于动涡盘100轴线方向的两侧；

第一静涡盘210和第二静涡盘220上均开设有配合通孔201；支撑轴承13仅设置在第二静涡盘220，传动杆12穿设第一静涡盘210的配合通孔201后通过支撑轴承13与第二静涡盘220连接。

第一静涡盘210和第二静涡盘220的设置能够与动涡盘100配合，形成两个工作腔室10a，从而提高涡旋压缩机10的压缩效率和使用性能。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，第一静涡盘210的配合通孔201和第二静涡盘220上的配合通孔201均设置有支撑轴承13。即传动杆12高度方向的两端具与支撑轴承13连接。这样的布置方式虽略增加了结构的复杂程度和装配的难度，但是能够使得连接杆的高度方向两端均能够获得更好的支撑，从而保障了传动杆12和动涡盘100转动配合时的灵活性和可靠性。这里仅仅是一个示例不做限定，只要传动杆12能够与动涡盘100和支撑轴承13连接即可。

从图中还可以看出，在本发明的本实施例中，第二静涡盘220位于动涡盘100远离动力转轴14的一侧。即沿涡旋压缩机10的高度方向，传动杆12的底端与连接架300连接，传动杆12穿设第一静涡盘210的配合通孔201后与动涡盘100连接，传动杆12继续延伸至第二静涡盘220的配合通孔201处，传动杆12远离动力转轴14的端部通过支撑轴承13嵌入在配合通孔201中。这样的布置方式即能够简化支撑轴承13的设置数量，在满足传动杆12受力稳定的同时，减少支撑轴承13的布置数量。

使用时，通过电机组件的转动动力转轴14，动力转轴14自转依次带动配重块15、动涡盘轴承16、连接架300、传动杆12、动涡盘100做圆周平动，使得动涡盘100与第一静涡盘210、第二静涡盘220间通过型线啮合形成的封闭工作腔容积变小，封闭工作腔内的冷媒被压缩。

通过在静涡盘组件200上布置支撑轴承13结构，使得压缩机运行时，动涡盘100在水平方向上的受力，由现有技术中仅承受驱动力的驱动力矩和冷媒反作用力的流体力矩两个作用力矩变为本实施例中承受驱动力矩、冷媒反作用力的流体力矩和静涡盘轴承支撑力的支撑力矩三个作用力矩。从图中可以看出，其中驱动力和支撑轴承13支撑力方向水平向左，冷媒反作用力方向水平向右，按此受力结构，动涡盘100不存在倾覆力矩，因此能保证动涡盘100不发生翻转倾覆，实现平稳运行，降低运行摩擦功耗低，提升整机性能。

第二方面，本发明提供一种克服倾覆力矩方法，方法基于前述实施方式中任一项的涡旋压缩机10，方法包括如下步骤：

动力转轴14自转以依次带动连接架300、传动杆12和动涡盘100做圆周平动，以使动涡盘100和静涡盘组件200围合形成的工作腔室10a的容积变化而压缩工作腔室10a内的流体；

且述动涡盘100承受驱动力矩和支撑力矩之和，等于动涡盘100承受流体力矩。

这样的克服倾覆力矩方法具有操作方便、受力稳定，且这样方法能够使得动涡盘100不存在倾覆力矩，因此能确保动涡盘100出现翻转倾覆，保障了涡旋压缩机10能够平稳运行、降低运行摩擦功耗，提升了整机的性能。

克服倾覆力矩方法使得不在同一直线的动作转轴的驱动力、冷媒对动涡盘100的反作用力和支撑轴承13的支撑力能够相互平衡。从而改善了现有技术中因动涡盘100承受较大倾覆力矩；导致动涡盘100发生翻转倾覆，动涡盘100型线侧面和底面局部摩擦剧烈，摩擦功耗加大，整机性能下降的问题。

综上，本发明实施例提供了一种涡旋压缩机10和克服倾覆力矩方法，至少具有以下优点：

通过在第二静涡盘220上布置支撑轴承13结构，使得压缩机运行时，动涡盘100在水平方向上的受力；由仅承受驱动力和冷媒反作用力两个作用力变为承受驱动力、冷媒反作用力和静涡盘轴承支撑力三个作用力，其中驱动力和静涡盘轴承支撑力方向水平向左，冷媒反作用力方向水平向右，按此受力结构，动涡盘100不存在倾覆力矩，因此能保证动涡盘100不发生翻转倾覆，实现平稳运行，降低运行摩擦功耗低，提升整机性能。

以上，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，可轻易想到的变化或替换，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权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括：

壳体(11)、动涡盘(100)、静涡盘组件(200)、连接架(300)、传动杆(12)、支撑轴承(13)、动力转轴(14)；

所述静涡盘组件(200)固设在所述壳体(11)中，所述支撑轴承(13)设置在所述壳体(11)或所述静涡盘组件(200)上；所述动涡盘(100)和所述静涡盘组件(200)围合形成用于压缩流体的工作腔室(10a)；

所述动力转轴(14)与所述连接架(300)偏心连接；沿所述连接架(300)的径向方向，所述连接架(300)远离所述动力转轴(14)的端部通过所述传动杆(12)与所述动涡盘(100)可转动连接；

所述传动杆(12)远离所述连接架(300)的端部与所述支撑轴承(13)连接，且所述动涡盘(100)承受来自所述动力转轴(14)的驱动力的驱动力矩和承受来自所述支撑轴承(13)的支撑力矩之和，等于所述动涡盘(100)承受来自流体的流体力矩。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述连接架(300)包括至少一个沿径向延伸的延伸臂(320)，多个延伸臂(320)沿所述连接架(300)的周向方向布置；所述传动杆(12)设置在所述延伸臂(320)上；

所述支撑轴承(13)的数量、所述传动杆(12)的数量与所述延伸臂(320)的数量相同且一一对应。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于：

多个所述延伸臂(320)周向均布在所述连接架(300)上。

4.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于：

沿所述连接架(300)的径向方向，所述传动杆(12)位于所述延伸臂(320)远离所述动力转轴(14)的端部。

5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述静涡盘组件(200)包括至少一个所述静涡盘，所述静涡盘上设置有配合通孔(201)，所述传动杆(12)能够穿设所述配合通孔(201)。

6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述配合通孔(201)位于所述静涡盘组件(200)的盘面外侧边缘上。

7.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述支撑轴承(13)能够设置在所述配合通孔(201)中，且所述传动杆(12)与所述支撑轴承(13)偏心连接。

8.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述静涡盘组件(200)包括第一静涡盘(210)和第二静涡盘(220)，所述第一静涡盘(210)和所述第二静涡盘(220)分别位于所述动涡盘(100)轴线方向的两侧；

所述第一静涡盘(210)和所述第二静涡盘(220)上均开设有配合通孔(201)；所述支撑轴承(13)仅设置在所述第二静涡盘(220)，所述传动杆(12)穿设所述第一静涡盘(210)的配合通孔(201)后通过所述支撑轴承(13)与所述第二静涡盘(220)连接。

9.根据权利要求8所述的涡旋压缩机，其特征在于：

所述第二静涡盘(220)位于所述动涡盘(100)远离所述动力转轴(14)的一侧。

10.一种克服倾覆力矩方法，其特征在于：

所述方法基于权利要求1-9中任一项所述的涡旋压缩机，所述方法包括如下步骤：

所述动力转轴(14)自转以依次带动所述连接架(300)、所述传动杆(12)和所述动涡盘(100)做圆周平动，以使所述动涡盘(100)和所述静涡盘组件(200)围合形成的工作腔室(10a)的容积变化而压缩所述工作腔室(10a)内的流体；

且述动涡盘(100)承受驱动力矩和支撑力矩之和，等于所述动涡盘(100)承受流体力矩。

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