CN1348198A - 阴极射线管中电子枪的阴极支撑物 - Google Patents

Abstract

本发明披露了用于阴极射线管中电子枪的阴极支撑物,通过从阴极支撑物中去除导管,本发明能够降低填充在阴极支撑物中的昂贵的陶瓷玻璃的使用量,而传统阴极支撑物需要这些导管以使玻璃熔接夹具的导向销能够从中插入,本发明还减少了阴极支撑物的水平宽度a。根据本发明的一个优选实施例,电子枪包括用于发射电子束的三个阴极,多个用于控制、加速、和聚焦电子束的电极,以及形成于多个电极中的一些电极两端的导孔,以允许导向装置能够从中穿过,其中,支撑阴极的阴极支撑物的水平宽度要小于导向装置的内侧水平宽度,以防止产生于阴极支撑物和导向销之间的任何干扰。这里,导向销的内侧水平宽度与每个导孔之间的内侧宽度W2相一致。

Description

阴极射线管中电子枪的阴极支撑物

本发明所属技术领域

本发明涉及用于阴极射线管中的电子枪的阴极支撑物，尤其是用于阴极射线管中的电子枪的阴极支撑物，通过从阴极支撑物中去掉导管，可降低填充在阴极支撑物中的昂贵的陶瓷玻璃的使用量，以缩短阴极支撑物的水平宽度。而传统的阴极支撑物配置有由昂贵陶瓷玻璃制成的导管，玻璃熔接夹具(beading jig)的导向销插入其中。

与本发明相关的背景技术

图1是一个垂直局部剖视图，说明的是嵌入彩色的阴极射线管中的电子枪的构造。参见图1，电子枪大致可分为两个部分，即一个三电极部件10和一个主透镜部件20。

三电极部件10包括一个用于发射电子束的阴极11，一个用于控制电子束发射量的控制电极12，以及一个第一加速电极13。

主透镜部件20包括用于聚焦和加速电子束的第一、第二和第三聚焦电极21、22和23，以及阳极电极24。一个粘附在阳极电极24两端的防护杯25以隔离磁场泄漏。接触弹簧26安装在防护杯25的一端，并被支撑在一个涂有石墨的漏斗的内表面(该漏斗在图中未显示)。由于石墨接收正电压，阳极电极24就会通过接触弹簧26接收这个正电压。

同时，一个预聚焦电极30和一个第二加速电极40被相继安装在三电极部件10和主透镜部件20之间以能够对电子束进行预聚焦和再一次的加速。

预先确定的电压作用于上述电极。具体地说，控制电极12接地，500瓦到1000瓦的低电压作用于第一加速电极13和第二加速电极40，25千伏到30千伏的高电压作用于阳极电极24，对应于加压阳极电极24的20％到30％之间的一个中间电压作用于预聚焦电极30和第一聚焦电极21、第二聚焦电极22、和第三聚焦电极23。

同时，电子枪所在的颈部被装配在漏斗的后部。由于颈部的内壁没有涂石墨，石墨就不直接被施加于颈部。但是，由于石墨是一直涂到靠近颈部安装有防护杯25的前端部分，所以沿颈部内壁充电形成一个高的有机电压。由于在有机电压和作用于电子枪的每个电极的电压之间存在着差异，所以将增加颈部内壁和电子枪的每个电极之间的放电的可能性。因此，电子枪的各个电极都需要远离颈部内壁以防止放电。更具体地说，由于作用于第一、第二和第三聚焦电极、阳极电极24和预聚焦电极30上的中间电压和高电压与颈部所承受的电压并没有太大差别，聚焦电极21、22和23、阳极电极24和预聚焦电极30最好与颈部内壁保持大约1.0毫米的距离。由于低电压部分包括的阴极支撑物14支撑的阴极11，控制电极12，第一加速电极13和第二加速电极40与颈部的电压之间差别很大，阴极支撑物14和前述的电极12、13和40最好距离颈部大约1.5毫米。

因此，如果电子枪安装在直径为29.1毫米、厚度为2毫米的颈部上，除了颈部厚度为2毫米，并且电子枪距离颈部内壁距离为1.5毫米的情况之外，完全可以允许阴极支撑物14的水平宽度，控制电极12、加速电极13、和预聚焦电极30的水平宽度W₁分别达到颈部直径的75％。

同时，如图2a和图2b所示，用于自动装配电子枪的玻璃熔接夹具(beading jig)(图中未显示)所顺序对齐阴极支撑物14和各个电极12、13、21、22、23、24、30、和40，然后通过一个玻璃焊接工艺(beading process)将它们固定在焊接玻璃(bead glass)70上。更具体地说，导向销62和导向器63从玻璃熔接夹具(beadingjig)的臂部60延伸出来，其中，导向销62被插入形成于阴极支撑物14、控制电极12、和第一加速电极13以及预聚焦电极30两端的导孔51、52、53、和54中，而导向器63则被插入阴极支撑物14的阴极支撑管141中。更进一步地说，从玻璃熔接夹具(beadingjig)(图中未显示)延伸出来的心轴61通过一些孔射入电子束，这些孔是预聚焦电极30、第二加速电极40、第一聚焦电极21、第二聚焦电极22、和第三聚焦电极23，以及阳极电极24。因此，低、中、高电压部件的阴极支撑物14和电极12、13、21、22、23、24、30、和40沿着心轴61和导向销62的轴线对齐。

在水平宽度(W₁)为22.1毫米的阴极支撑物14、控制电极12、加速电极13、和预聚焦电极30的两端形成了导孔51、52、53、和54，这是为了使玻璃熔接夹具(beading jig)可从中插入，以能够进行电子枪的自动化装配。另一方面，由于玻璃熔接夹具(beadingjig)并不是用于手工装配，就不需要导孔51、52、53、和54，从而阴极支撑物的水平宽度a和控制电极12、加速电极13、和预聚焦电极30的水平宽度W₁被设计为颈部直径的69％，大约是20.0毫米。

参见图2a，用于支撑阴极11的阴极支撑物14包括三个金属材料制成的阴极支撑管141，安装在阴极支撑管141两端的导管142，用于密封阴极支撑管141和导管142的密封盖143，以及用于固定阴极支撑管141和导管142的一块陶瓷玻璃144，其填充在阴极支撑管141和导管142之间。在这里，导管142的中空部分起着和导孔51相同的作用，即使玻璃熔接夹具(beading jig)的导向销62从中插入。密封盖143的尺寸由比值a/b来表述，a/b是指密封盖143的水平宽度a与密封盖143的高度b的比。和阴极支撑物的水平宽度a一样，密封盖143的水平宽度应为20.0毫米到22.1毫米，并且高度为0.6毫米。因此，a/b的比值即密封盖143的水平宽度a与高度b的比值在2.08到2.30的范围之内。

阴极支撑物14是通过下列生产过程完成的。首先，将陶瓷玻璃144插入密封盖143，然后将阴极支撑管141和导管142插入形成于陶瓷玻璃144上的孔55中。将装配好的阴极支撑物14加热以熔化低熔点陶瓷玻璃144。下一步，陶瓷玻璃固化并收缩以使阴极支撑物14的每一个部分都互相耦合。在这里，为试图加强阴极支撑物14的各个部件141、142、143、和144之间耦合的程度，阴极支撑物14的每一个部件141、142、143、和144的热膨胀系数根据以下顺序来设置：密封盖的热膨胀系数＞陶瓷玻璃的热膨胀系数＞阴极支撑管的热膨胀系数＝导管的热膨胀系数。

用于自动化过程的导管62被安装在阴极支撑物14上，将产生下列问题。

首先，如图3a所示，在陶瓷玻璃144的熔合和加固过程中，通过阴极支撑管141主轴之间的间距P’，控制电极12和第一加速电极13的主轴之间的间距P，以及控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30上的导孔52、53、和54的主轴之间的间距S，可实现简易的调整。但是，不能根据陶瓷玻璃144加固过程中固定的导管142所提供的导孔51的主轴之间的间距S来进行简易的调整。因而，阴极支撑管141和导管142的边线之间的间距C就不易调整，这些边线根据设计形成于阴极支撑物14上，如图2b所示。结果，阴极支撑物14的导孔51的间距S就不能与控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极上的导孔52、53、和54的间距S对齐。如图3b所示，如果电子枪是在这种情况下完成，它最终将未对准间距P’和间距P，其中间距P’是阴极支撑管141的主轴间的距离，间距P是通过控制电极12和第一加速电极13的导孔的电子束的主轴间的距离。因此，如图3b所描述的，阴极11和控制电极12不能在其间维持一个恒定的间距G，而在阴极11和控制电极12之间被迫要有一个间距G’，这个间距在左端较大而在右端较小。反之亦然，这个间距同样受导管62的变形的影响。当阴极支撑管141的间距P’不能与控制电极12和第一加速电极13的间距P对齐的情况下，阴极11和控制电极12的间距或变宽或变窄，在这种情况下，当电子枪运行时，电子束的路径可能改变，从而导致图像质量的下降。

第二，在阴极支撑物14中，密封盖143、陶瓷玻璃144和阴极支撑管141在阴极射线管的运行中都是必不可少的部件。然而，导管142只在电子枪自动装配中需要，而在电子枪运行时不发挥任何作用。相反，在电子枪工作过程中，导管142通过在导管142和阴极支撑管141之间产生漏电流而导致电子枪的工作性能劣化。

第三，用于插入导向销62的两根导管142被安装在阴极支撑物14的两端。因此，阴极支撑物14的水平宽度a会增加到相当于导管142所占据的区域那么宽，并且需要更多昂贵的陶瓷玻璃144，从而增加了电子枪的生产成本。

同时，由于在手工装配过程中并不需要用于形成导孔的导管142，所以阴极支撑物14的水平宽度a可减短为桥81、82、和83的宽度B和导管62的直径。但是，传统的阴极支撑物14的水平宽度a被限制在一个值上，即为电子枪生产过程中其颈部直径的69％，从而导致昂贵的陶瓷玻璃144的浪费。

发明简述

因此，本发明的一个目的是提供一种用于阴极射线管中的电子枪的阴极支撑物，它可以简化装配阴极支撑物的工艺，并且减少阴极支撑物装配工艺中的错误。

本发明的另一个目的是提供一种用于阴极射线管中的电子枪的阴极支撑物，它可以防止导管和阴极支撑管之间产生漏电流。

本发明的另一个目的是提供一种用于阴极射线管中的电子枪的阴极支撑物，它可以简化装配阴极支撑物的工艺并进而降低电子枪的生产成本。

为了达到上述目的，根据本发明的一个优选实施例提供了一种用于阴极射线管中的电子枪的阴极支撑物，其中，该电子枪包括用于发射电子束的三个阴极，多个用于控制、加速、并聚焦电子束的电极，以及形成在多个电极中的一些电极的两端的导孔，以允许导向装置能够从中插入，其中，支撑阴极的阴极支撑物的水平宽度要小于插入其中的导向装置的水平宽度，以防止在阴极支撑物和导向装置间产生任何干扰。

为了达到上述目的，根据本发明另一个优选实施例提供了一种用于阴极射线管中的电子枪的阴极支撑物，该电子枪包括用于发射电子束的三个阴极，多个用于控制、加速、和聚焦电子束的电极，其中，支撑阴极的阴极支撑物的水平宽度要小于多个电极中的控制电极、加速电极、和预聚焦电极的水平宽度。

附图简要描述

结合以下附图的具体描述将能更加充分地理解本发明所要达到的目的和所具有的优点。

图1是一个垂直局部剖视图，用于说明传统的彩色阴极射线管中的电子枪的构造；

图2a是一个示例图，用于说明玻璃熔接夹具(beading jig)的导向销被插入传统的电子枪中的三电极部件和预调电极的导孔中；

图2b是一个主视图，用于说明图2a中三电极部件的每一个电极；

图3a是一个传统的电子枪的三电极部件的水平剖面图，用于说明阴极支撑管主轴之间的间距P’与控制电极和第一加速电极的主轴之间的间距P对齐的状态；

图3b是一个传统的电子枪的三电极部件的水平剖面图，用于说明阴极支撑管主轴之间的间距P’不能与控制电极和第一加速电极的主轴之间的间距P对齐的状态；

图4a是一个示例图，用于说明根据本发明的玻璃熔接夹具(beading jig)的导向销被插入控制电极、第一加速电极、和预聚焦电极的导孔中的状态；

图4b是图4a中的电子枪的三电极部件的每个电极的主视图；

图5是一个示例图，用于说明根据本发明在电子枪的阴极支撑物的边缘部分形成一个切口部分的状态；以及

图6是图4b中的控制电极和第一加速电极的主视图，用于说明在控制电极和第一加速电极上形成了过半圆弧，该过半圆弧略大于导孔的半圆弧。

优选实施例的详细描述

现在将参考附图并结合优选实施例对本发明作详细描述，在这些附图中，相同的标号代表相同的元件。

本发明大致分为应用于自动装配的电子枪的优选实施例和应用于手动装配的电子枪的优选实施例。

首先，本发明的第一个优选实施例将参考图4a到图6的附图来进行说明。图4a是一个示例图，用于说明玻璃熔接夹具(beadingjig)的导向销插入三电极部件和预聚焦电极的导孔的状态，而图4b是图4a的电子枪三电极部件的每一个电极的主视图。

参见图4a和图4b，根据本发明的第一个优选实施例，用于彩色阴极射线管的电子枪基本上应包括用于发射电子束的三电极11、用于控制、加速、和聚焦电子束的多个电极12、13、21、22、23、24、30、和40，以及导孔52、53、和54。通过这些导孔，导向装置，也就是玻璃熔接夹具(beading jig)的导向销62，能够从中插入。这些导孔位于多个电极的其中一些电极的两端，比如位于控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30的两端。

根据本发明，支撑阴极11的阴极支撑物14包括用于支撑三个电极R、G、和B的阴极支撑管141，用于密封阴极支撑管141的一个密封盖143，以及填充在阴极支撑管141和密封盖143的内壁之间的陶瓷玻璃144。根据本发明的阴极支撑物14构制成没有导管142，以试图克服前述由于导管142(参见图2a、图2b、和图3)安装在传统的阴极支撑物14上所产生的问题。尽管阴极支撑物14去掉了导管142，但是，由于从玻璃熔接夹具(beading jig)的臂部60延伸出来的导向器63被插入阴极支撑管141以支撑阴极支撑物14，所以在固定阴极支撑物14时不会产生任何问题。

通过去除导管142，被导管142占据的阴极支撑物14的水平宽度，也就是密封盖的水平宽度a，就可能缩短了。由于阴极支撑物14水平宽度a的缩短，密封盖143的水平宽度a也应当变得比内侧水平宽度W₂更窄(W₂是指位于控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30上的导孔52、53和54之间的水平宽度)，所以从玻璃熔接夹具(beading jig)的臂部60延伸出来的导向器就可以不与密封盖143接触。

导孔52、53和54之间的内侧水平宽度W₂取决于颈部直径的厚度和桥81、82、和83的宽度B，而宽度B又决定着控制电极12、加速电极13、和预聚焦电极30的导孔52、53、和54的外侧距离。插入导孔的导向销62的直径又与导孔52、53、和54的直径有关。适于支撑控制电极12、加速电极13、和预聚焦电极30的导向销的直径一般是1.5毫米。但是，即使直径为1毫米的导向销62应用于玻璃熔接夹具(beading jig)，在支撑电极12、13、和30中也不会产生任何问题。因此，在直径为1毫米的导向销被应用于控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30的情况下，导孔52、53、和54应形成大约为1毫米的直径，以与导向销62的直径相对应，而在直径为1.5毫米的导向销62被应用于电极12、13、和30的情况下，为了与导向销的直径相对应，导孔52、53、和54应形成大约为1.5毫米的直径。同时，桥81、82、和83的最小宽度值B基于易于加工性的考虑，最好维持在大约1毫米的水平。

正如前文所描述的，当控制电极12、加速电极13、和预聚焦电极30被安装在直径为29.1毫米、厚度为2毫米的颈部内，其水平宽度W₁为22.1毫米或者大约是颈部直径的75％时，如果直径为1毫米的导孔52、53、和54被应用于电极12、13、和30，则由于受到桥81、82、和83的宽度B的影响，密封盖143的水平宽度a将小于18.1毫米或者小于颈部直径的62％。另一方面，如果直径为1.5毫米的导孔52、53、和54被应用，则密封盖143的水平宽度a将不足17.1毫米或者小于颈部直径的59％。更具体地说，当密封盖143和导向销62之间允许有±0.05毫米的公差时，如果直径为1.0毫米的导孔52、53、和54被使用，密封盖143的水平宽度a要小于18.0毫米，或者大约为颈部直径的62％，而如果直径为1.5毫米的导孔52、53、和54被使用，则密封盖143的水平宽度a将不足17.0毫米，或者大约为颈部直径的58％。

同时，如图4b所示，一个边缘部分145沿着密封盖143一端的内侧形成与电子束前进方向垂直。其中，密封盖是装配在显示屏的方向上的。与本发明第一个优选实施例相类似，如果密封盖143的水平宽度W₁减少，在边缘部分145和支撑R阴极和B阴极的阴极支撑管141之间的距离d在电子枪的一些模型中将更窄。这样，在R阴极和B阴极的阴极支撑管141与边缘部分145之间就会产生漏电流。为防止漏电流，本发明通过以下方法使密封盖143与R阴极和B阴极的阴极支撑管141之间有更宽的距离d。

首先，通过在靠近R阴极和B阴极的阴极支撑管141的边缘部分形成一个切口部分146，使密封盖143的电极的边缘部分145和阴极支撑管141之间的距离增加。

其次，通过使密封盖143的水平宽度a大于本发明第一个优选实施例中的水平宽度，使边缘部分145与R阴极和B阴极的阴极支撑管141之间的距离增加。然而，如果密封盖143的水平宽度增加，则在焊接过程中导向销62将会干扰密封盖143的外表面。为了避免这种干扰，应当将控制电极12、加速电极13、和预聚焦电极30移动到外侧以增加间距S。然而，在这种情况下，桥81、82、和83的宽度B可能会被减小到不足1毫米的程度。结果，便很难形成桥81、82、和83，并且在导孔52、53、和54的间距S上很可能造成误差。

图6是控制电极12和第一加速电极13的主视图，其中，在控制电极12和第一加速电极13上形成了略大于导孔52和53的半圆弧的过半圆弧52a和53a。通过去除限定导孔52和53外侧的桥81和82的一些部分，并把控制电极12和第一加速电极13的水平方向上最远离中心的部分重叠在导孔外侧的延长线上，并且将导向销62定形为半圆形且不垂直移动，这样就形成了过度半圆弧52a和53a。结果，如果这些在外侧被开口的过半圆弧52a、53a、和54a用于控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30，相对于现有技术而言，半圆弧之间的内侧宽度W₂可以增加1毫米。具体来说，在导向销61的直径为1.0毫米的情况下，阴极支撑物14的水平宽度可以是19.1毫米，相对应地，为颈部直径的66％；而在导向销62的直径为1.5毫米的情况下，阴极支撑物14的水平长度为18.1毫米，相对应的是颈部直径的62％。

以下对本发明应用于手工装配的电子枪的第二个优选实施例进行说明。在第二个优选实施例中，除了没有导孔52、53、和54或者52a、53a、和54a之外，与本发明的第一个优选实施例是相类似的。在第一个优选实施例中，这些导孔是使导向销62能够插入控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30的。因此，关于第二个优选实施例的附图没有特别示出。

根据本发明的第二个优选实施例，阴极支撑物14的水平宽度被设置为比水平宽度W₁小，W₁是指那些用于控制、加速、和聚焦电子束的多个电极12、13、21、22、23、24、30、和40中的控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30的水平宽度。在上述范围中，阴极支撑物14的水平宽度a的最大值被设置为小于颈部直径的69％，其小于阴极支撑物14的水平宽度，即要小于传统手工装配密封盖的水平宽度a。在密封盖143的水平宽度被减小以降低陶瓷玻璃144的使用量的情况下，也应当减少通过控制电极12、第一加速电极13、和预聚焦电极30的导孔的三个电子束的主轴之间的距离。通过减小穿过导孔的电子束的主轴之间距离来达到上述两方面的减少，但前提是不会给再现图像颜色带来任何问题。在用于直径为29.1毫米的颈部的电子枪的情况下，穿过导孔的三个电子束的中心之间的距离在5.08毫米到6.60毫米的范围之内。如果上述距离为最不常见的尺寸5.08毫米，则密封盖的水平宽度a的最小值可能被减小到16毫米，或者大约为颈部直径的55％。因此，根据本发明的第二个优选实施例，密封盖143的水平宽度a是在从最小值55％到最大值69％的范围之内。相应地，a/b的比值，即密封盖143的水平宽度a与其高度b的比值，在1.66到2.08的范围之内。

由于根据第二个优选实施例的密封盖143的最小宽度可以同样地应用于第一个优选实施例，因此，根据第一个优选实施例的密封盖143的水平宽度a在最小值55％到最大值66％的范围之内。a/b的比值，即密封盖的水平宽度a与其高度b的比值，在1.99到1.66的范围之内。

由于去除了传统工艺中的所使用的导管，本发明具有下列优点：

第一，通过消除导管变形的可能性，提高了具有控制电极的阴极支撑物的装配的工作效率，并且保证了精度类型的电子枪；

第二，可以防止在阴极支撑管和导管之间产生漏电流；以及

第三，通过去除导管的生产工艺和减少了阴极支撑物的水平宽度，也就是密封盖的水平宽度，因此减少了昂贵的陶瓷玻璃的使用量，从而降低了生产成本。

应当理解，在这里仅仅介绍了本发明的较佳实施方案，在本发明的权利要求书规定的精神和范围内，允许有许多替代方案、改进方案和变型。

Claims (12)

1.一种用于嵌入阴极射线管的电子枪的阴极支撑物，所述电子枪

包括：

    用于发射电子束的三个阴极；

    多个用于控制、加速、和聚焦所述电子束的电极；以及

    形成于所述多个电极中一些电极两端的导孔，以使导向

装置能从中插入；其中，支撑阴极的所述阴极支撑物的水平宽

度要小于所述导向装置的内侧水平宽度，以防止产生在所述阴

极支撑物和所述导向装置之间的任何干扰。

2.根据权利要求1所述的阴极支撑物，其中，所述阴极支撑物的水平宽度在颈部直径的55％到66％的范围之内。

3.根据权利要求2所述的阴极支撑物，其中，在所述导向装置和所述阴极支撑物之间允许有0.05毫米的公差。

4.根据权利要求2或3所述的阴极支撑物，其中，所述导孔是过半圆弧状且其外侧部分被开口。

5.根据权利要求4所述的阴极支撑物，其中，所述导向装置形成在所述多个电极中的一个控制电极、一个加速电极、和一个预聚焦电极上，并且导向销形成在一个玻璃熔接夹具上。

6.一种用于嵌入阴极射线管的电子枪的阴极支撑物，所述电子枪

包括：

    用于发射电子束的三个阴极；以及

    多个用于控制、加速、和聚焦电子束的电极，其中，用

于支撑阴极的所述阴极支撑物的水平宽度要小于所述多个电

极中的一个控制电极、一个加速电极、和一个预聚焦电极的水

平宽度。

7.根据权利要求6所述的阴极支撑物，其中，所述阴极支撑物的水平宽度在颈部直径的55％到69％的范围之内。

8.根据权利要求1、3、5和7中的任何一项所述的阴极支撑物，其中，所述阴极支撑物包括用于支撑阴极的阴极支撑管、用于密封所述阴极支撑管的密封盖、填充于所述阴极支撑管和所述密封盖内壁的陶瓷玻璃、沿着所述密封盖一端的内侧在与电子束前进方向几乎垂直的方向上形成的边缘部分，所述密封盖位于保护屏的方向上。

9.根据权利要求8所述的阴极支撑物，其中，一个切口部分形成于距离两个阴极支撑管最近的一个部分的边缘部分，所述这两个阴极支撑管位于外侧。

10.根据权利要求9所述的阴极支撑物，其中，在手工装配电子枪的情况下，a/b的比值，即阴极支撑物的水平宽度a和高度b的比值，在1.66到2.08的范围之内。

11.根据权利要求9所述的阴极支撑物，其中，在自动装配电子枪的情况下，a/b的比值，即阴极支撑物的水平宽度a和高度b的比值，在1.66到1.99的范围之内。

12.根据权利要求11所述的阴极支撑物，其中，a/b的比值，即阴极支撑物的水平宽度a和高度b的比值的理想值为1.78。

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