CN1854575B - 用于阀的可自动重新闭合的恒温控制设备 - Google Patents

用于阀的可自动重新闭合的恒温控制设备 Download PDF

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Abstract

一种控制阀(11)的恒温控制设备(10)，阀具有可轴向移动的阀杆(12)，控制设备(10)包括基体(14)和可电操作的恒温调节器(15)，和位于恒温调节器(15)与阀(11)的阀杆(12)间的中间连接装置(17，18)；该设备还包括帽组件(20)，其包括固定到基体(14)的柱形部分(21)和由柱形部分(21)可移动地支承的控制旋钮(22)，旋钮(22)可操作地连接到阀(11)的阀杆(12)。柱形部分(21)和旋钮(22)具有凸轮装置(23)，其通过自身的旋转使旋钮(22)轴向移动；设备(10)还包括使旋钮保持在阀(11)的打开位置的保持装置(43)和在保持装置(43)从旋钮(22)上脱离时自动使使旋钮(22)返回的扭转弹簧装置(44)。

Description

用于阀的可自动重新闭合的恒温控制设备
技术领域
本发明涉及一种用于流量控制阀以对热流体的流动进行调节的恒温控制设备；尤其是，所述控制设备可与室用恒温器或其它电气开关设备一同使用，以控制直接安装到散热器上或安装在加热系统的分配歧管上或安装到区域阀(zone valve)上的阀。
背景技术
一般来说，用于流量控制阀的恒温控制设备具有广泛的应用，其用于调节热流体的流动，如专利EP1 020 782和EP0 856 692中所描述的示例，其特别适用于控制具有轴向可移动的阀杆的控制阀，以操纵关闭所述阀的柱塞件。
通常，这种类型的恒温控制设备包括可移动地固定到阀上的基体，以及由加热元件操作的可轴向延伸的恒温调节器，所述加热元件由恒温器控制以调节室温，或由任意其它的电气开关设备控制。
所述流动控制设备还包括位于恒温调节器与阀杆之间的中间连接件以及用于容纳恒温调节器和连接件的盖，在所述连接件上作用一个平衡弹簧(counteracting spring)，其设计成在所述阀的阀杆上施加轴向推力，所述盖被固定到基体上。
然而，这种类型的恒温控制设备在被装配到阀上时，由于缺少向操作恒温调节器的加热元件供应电力的电源，所述恒温控制设备会使阀保持关闭状态。
因此，无伧在需要安装时，例如用于加热系统的普通密封测试或者在用于对所述系统进行检查或维修操作时，由于缺少用于前述加热元件的电源而需要使热流体进行循环，因此必须从所述阀上将控制设备移走，从而所述阀确保处于打开状态并且所述流体能够进行循环。
然而，将控制设备移走并随后进行重新装配证明在某种情况下有些困难或在任何情况下都是耗时的，并且在系统具有分配歧管的情况下，所述系统具有多个控制设备，有可能会将一些控制设备不正确地重新安装到不同于那些在原始设计中预期被安装的阀上，随之系统操作就会出现问题。
至少部分地消除这些问题的一种可能方案已经出现在专利DE10106 257中，该专利涉及一种前述类型的恒温控制设备，所述设备也包括基体、恒温调节器、平衡弹簧和壳体罩，并且还包括在两个位置之间横向滑动的指针，所述设备具有U形推动元件，所述推动元件具有两个不同长度的腿，所述指针和推动元件设置在恒温调节器与阀杆之间以用作中间连接件。
由于缺少用于操作恒温调节器的加热元件的电源，这种类型的控制设备允许事先确定所要安装的阀是处于打开状态或是处于关闭状态，这与前述指针的横向位置有关。
为了有助于前述指针的横向滑动，壳体罩包括固定到基体上的柱形部分和由所述柱形部分可移动地支承的控制旋钮，所述旋钮通过恒温调节器和所述指针可操作地连接到阀的阀杆上。
所述柱形部分和控制旋钮具有凸轮装置，该凸轮装置符合这样一种方式，其以便通过其自身的手动旋转使旋钮在阀的第一关闭位置与第二打开位置之间产生轴向移动，该轴向移动对应于由于恒温调节器的向后移动而可自由地移动的指针。
因此，利用这种类型控制设备，通过简单地操作旋钮而手动打开所述阀是可能的，以便移动前述的指针，允许以这种方式使热流体穿过系统进行循环，而不必再从所述阀上移走所述控制设备。
然而，在进行完手动打开所述阀所必需的操作和/或测试之后，操作员不得不通过转到系统内存在的每个散热器或每一歧管来手动地重新关闭所述阀，结果证明这是非常耗时，尤其是在大型的加热系统中；此外，如果一个或多个阀被不经意地打开，所述系统将不能正确地操作，从而使确定误操作的原因更加费时。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于前述类型的阀的恒温控制设备，其允许操作员手动打开所述阀，并且在操作控制设备的恒温调节器时该恒温控制设备还可自动重新关闭所述阀。
可利用用于流量控制阀的恒温控制设备来实现上述目的，所述阀具有阀体和可轴向移动的柱塞件，所述柱塞件具有阀杆，所述恒温控制设备包括：
-固定到阀体上的基体；
-可轴向延伸的恒温调节器，其具有加热元件；
-位于恒温调节器与阀塞的阀杆之间的中间连接装置；
-位于所述设备的基体与中间连接装置之间的平衡弹簧装置；
-用于容纳恒温调节器和中间连接装置的帽组件，所述帽组件包括固定到所述基体的柱形部分和由帽组件的所述柱形部分可移动地支承的控制旋钮，所述控制旋钮通过所述中间连接装置又可操作地连接到阀塞的阀杆；以及
-布置成通过自身的旋转使控制旋钮轴向移动的凸轮装置，其位于第一位置和第二位置之间；
其特征在于，其包括：
使所述控制旋钮保持在所述第二位置的保持装置，所述保持装置可操作地连接到恒温调节器，以在通过所述加热元件使恒温调节器延伸时使保持位置从控制旋钮上脱离，以及
扭转弹簧装置，其布置成用于在控制旋钮从所述保持装置上脱离时自动地将控制旋钮从所述第二位置移动到所述第一位置。
附图说明
结合下面的描述和附图，本发明的这些特征和其它特征将很清楚地显现出来，其中：
图1为本发明恒温控制设备的第一剖面的纵向剖视图，所述控制设备连接到一个阀本身处于关闭状态的普通阀；
图2为图1所示恒温控制设备的不同剖面的纵向剖视图；
图3为图2所示恒温控制设备的纵向剖视图，其中通过所述控制设备的旋钮使阀手动地打开；
图4为图2所示恒温控制设备的纵向剖视图，其中在操作控制设备的恒温调节器时使所述阀电动地打开；
图5为控制旋钮和图1所示控制设备的帽组件的柱形部分的剖视图；
图6为图1所示控制设备的推动元件的侧视图；
图7为图1所示控制设备的基体的侧视图。
具体实施方式
下面将结合示例性的实施例对本发明的总体特征进行描述。
图1和图2示出了用于本发明阀的恒温控制设备，其作为一个整体由标记10表示，其尤其适用于控制阀11，所述阀11包括阀体11A，该阀体11A具有用于轴向移动带有阀杆12的柱塞件13的阀座11B。
在图示的情况下，控制设备10为所称的“常闭”型，其在没有电源时将阀维持在关闭状态。
沿着纵向轴线延伸的控制设备10包括可移动地固定到阀11的阀体11A上的基体14，其支承着可轴向延伸的具有加热元件16的恒温调节器15，所述调节器15如为石蜡膨胀(wax-expansion)型或其它合适的类型。
所述装置10还包括恒温调节器15与阀塞13的阀杆12之间的中间连接装置；优选地，所述中间连接装置包括用于阀11的阀杆12的推动元件17，和用于拉动所述推动元件17的拉动元件18，所述拉动元件18可操作地连接和插入到推动元件17与恒温调节器15之间，下面还会进行描述。
所述设备10还包括设置在基体14与中间连接装置17，18之间的平衡弹簧装置19，以便对阀11的阀杆12施加轴向推力。
所述基体14、恒温调节器15和中间连接装置17，18被容纳在壳体帽组件20内，所述帽组件20包括，例如通过柱形部分21内的可与基体14内的外周斜槽14′接合的多个内部突起21′固定到基体14上的柱形部分21，并且控制旋钮22由柱形部分21可移动地、可旋转地和轴向地支承，旋钮22接着又通过中间连接装置17，18可操作地连接到阀塞13的阀杆12上。
柱形部分21和帽组件20的旋钮22具有凸轮装置23，其用于使旋钮22通过其自身的手动旋转而在第一位置与第二位置之间轴向移动；特别是，对于所示的“常闭”型控制设备10来说，旋钮22可在阀的第一关闭向前位置与第二打开向后位置之间移动。
优选地，如图2和7所示，基体14包括具有用于阀塞13的阀杆12通过的轴向孔25的中心部分24，以及用于容纳恒温调节器15的阀座26。
基体14还包括用于与阀体11A相连接的连接轴环27，其向着中心部分24的第一端延伸，所述连接轴环27例如用于可旋转地支承螺纹环28，该螺纹环28可旋紧到所述阀体11A上以便固定所述控制设备10。
基体14还包括多个用于支承平衡弹簧19的支承腿29，所述支承腿相对于连接轴环27从中心部分24向基体14的第二相对端轴向延伸；每一支承腿29以径向台肩突起30终止，所述径向台肩突起30靠在平衡弹簧19的第一端。
如图1和6所示，优选地，所述推动元件17为笼的形式，其包括用于向阀塞13的阀杆12施加轴向推力的底壁31，和从底壁31轴向延伸的多个臂32；所述推动元件17以可在基体14内轴向移动的方式插入和设置，并且推动元件17的底壁31面向基体14的前述第一端，臂32相互平行地延伸并被设置在基体14的腿29之间。
推动元件17的每一臂32又包括在相对于底壁31的相对端处的用于固定拉动元件18的装置，后面还作详细的描述，多个径向台肩突起33处于沿臂32的中间位置，平衡弹簧19的第二端靠在其上，以这种方式，所述平衡弹簧19可分别在基体14和推动元件17的径向突起30，33之间轴向压缩。
如图1所示，优选地，拉动元件18包括底盘34和相对于推动元件17的底壁31以相反的方向从底盘34轴向延伸的中心柄35。底盘34具有前侧面，恒温调节器15的可轴向延伸的杆15′可作用在该前侧面上。
底盘34具有用于将拉动元件18固定到推动元件17的臂32上的相应装置，其优选包括多个设置在所述底盘34外围的配合齿36，所述配合齿与推动元件17上的固定装置配合，优选地，所述配合齿在推动元件17的臂32的端部具有多个紧固孔37。
如图所示，尤其是如图5所示，控制旋钮22设置在控制设备10的后端，所述控制旋钮22优选包括外周壁38，外周壁38由帽组件20的柱形部分21可旋转地支承；所述外周壁38又依次包括处于外周壁38的前部38′与后部38″之间的中间分隔壁39。
在外周壁38的前部38′内，至少一个轴向凸轮40设置在所述凸轮装置23上，在这种情况下，三个轴向凸轮40分别具有用于打开旋钮22的止动器40′，每一个这样的凸轮40与帽组件20的柱形部分21的相应圆形突起41接触用于可移动地、可旋转地和沿轴向支承所述旋钮22。
中间分隔壁39具有用于使拉动元件18的中心柄35通过的孔42，通过该孔，拉动元件18可向后伸入到旋钮22的壁39，推拉件18关于控制旋钮22轴向滑动。
根据本发明的控制设备10还包括用于将旋钮22保持在第二位置的保持装置，其被构成为可操作地连接到恒温调节器15，以这种方式使保持装置在恒温调节器15通过加热元件16延伸时从控制旋钮22上脱离。
优选地，保持旋钮22的保持装置包括至少一个摩擦保持元件43，其固定到拉动元件18的中心柄35上，向后固定到分隔壁39，以这种方式对应于恒温调节器15的非延伸操作状态，所述保持元件43的前表面可与旋钮22的台肩面39′相接触。
所述非延伸操作状态例如为图1和图2所示的条件，在该条件下，控制设备10使阀关闭，这是因为用于操作恒温调节器15的加热元件16没有被电力供应，并且控制旋钮22关闭；所述非延伸操作状态还可为图3所示的条件，在该条件下，控制设备10没有向用于操作恒温调节器15的加热元件16供应电力的电源，由于控制旋钮22的打开动作，控制设备10使阀打开。
因而，保持元件43可通过拉动元件18向推动元件17施加拉力，并对旋钮22施加与恒温调节器15的前述的非延伸操作状态相对应的反向旋转保持作用。
与此相反，通过加热元件16对恒温调节器15的操作会使所述调节器15假定处于延伸的操作状态，在该条件下，杆15′的推力会使拉动元件18的中心柄35相对于旋钮22向后移动，从而使保持元件43与旋钮22的台肩面39′分开并脱离，以便使其旋转。
优选地，摩擦保持元件43为垫圈的形式，其同轴地固定到拉动元件18的柄35上，拉动元件18被布置成例如通过锥形中心部分43′可在轴向方向上弹性屈服，以便吸收旋钮22与帽组件20的柱形部分21之间的松弛。
控制设备10还包括扭转弹簧装置44，其用于以在旋钮22脱离保持装置43时自动地将控制旋钮22从第二位置移动到第一位置。
如图3更清楚地显示，前述的扭转弹簧装置44与保持装置43共同插入到由旋钮22的外周壁38的后部38″限定的壳体中，扭转弹簧装置44优选为螺旋弹簧的形式，其与拉动元件18的中心柄35同轴设置，扭转弹簧装置44具有分别固定到拉动元件18的中心柄35和控制旋钮22上的第一和第二端部44′和44″。
优选地，拉动元件18的中心柄35具有用于阻挡螺旋扭转弹簧44的第一端部44′的纵向狭缝35′，而控制旋钮22具有用于阻挡所述螺旋扭转弹簧44的第二端部44″的阻挡突舌22′。
以这种方式，由于拉动元件18不能旋转，而仅仅在轴向方向上移动，控制旋钮22的旋转将会使螺旋弹簧44经受扭曲变形，从而产生扭矩，在旋钮22由于恒温调节器15的延伸被保持元件43释放之后，该扭矩足以将旋钮22带回到第一位置。
此外，螺旋扭转弹簧44的所述两个端部44′和44″以这种方式固定以便在轴向方向上略微受到压缩，从而吸收旋钮22与帽组件20的柱形部分21之间的松弛。
由于能够使操作员手动打开所述阀，并在操作控制设备的恒温调节器时能够自动重新关闭所述阀，本发明的恒温控制设备10获得了所需的目的。
事实上，当旋钮22由操作员从图2所示的关闭位置旋转到图3所示的打开位置时，旋钮22的台肩面39′向后移动，从而向后推动保持元件43和台肩面39′，并一起向后推动用于阀塞13的阀杆12的拉动元件18和推动元件17。
推动元件17的向后移动具有分别压缩基体14的台肩突起30和33之间的平衡弹簧19和推动元件17的效果；以这种方式，平衡弹簧19施加轴向推力，该轴向推力使保持元件43靠在旋钮22的台肩面39′上，从而产生阻挡旋钮22的足够的摩擦保持力。
同时，旋钮22的旋转使螺旋弹簧44产生扭曲变形和负载，在由于恒温调节器15的延伸而使保持元件43释放旋钮22之后，该旋钮22的旋转使所述旋钮22自动返回第一位置。
优选地，为了保护螺旋扭转弹簧44内部的区域，旋钮22的分隔壁39包括位于后部上的用于限制扭转弹簧44径向变形的环形壁45，该环形壁45设置在所述螺旋扭转弹簧44的内部。
优选地，所述控制设备10还包括用于指示阀11的阀杆12的位置的指示器46，所述指示器46可操作地连接到拉动元件18的中心柄35上，以在控制设备10的恒温调节器15的伸长状态下通过用于旋钮22的闭合顶端47向后延伸到控制旋钮22。
例如，位置指示器46为可轴向移动的活塞形式，其具有由有色橡胶制成的外围部分46′以更清楚地突出指示所述活塞自身相对于旋钮22的闭合顶端47的位置。
结合附图所描述和显示的已经通过示例进行了简单的说明，以便示出本发明和其中优选实施例的一般特征；因此在不脱离权利要求书范围的情况下，可做出关于恒温控制设备的其它改进和变化。

Claims (15)

1.一种用于流量控制阀(11)的恒温控制设备(10)，所述阀具有阀体(11A)和可轴向移动的柱塞件(13)，所述柱塞件具有阀杆(12)，所述控制设备(10)包括：
-固定到阀(11)的阀体(11A)上的基体(14)；
-可轴向延伸的恒温调节器(15)，其具有加热元件(16)；
-位于所述恒温调节器(15)和所述阀塞(13)的所述阀杆(12)之间的中间连接装置(17，18)；
-适合并位于所述设备(10)的所述基体(14)和中间连接装置(17，18)之间的平衡弹簧装置(19)；
-用于容纳所述恒温调节器(15)和所述中间连接装置(17，18)的帽组件(20)，所述帽组件(20)包括固定到所述基体(14)的柱形部分(21)和由所述帽组件(20)的柱形部分(21)可移动地支承的控制旋钮(22)，所述控制旋钮(22)又通过所述中间连接装置(17，18)可操作地连接到所述阀塞(13)的所述阀杆(12)；以及
-适合并被布置成通过凸轮装置(23)的旋转使所述控制旋钮(22)在第一位置和第二位置之间轴向移动的凸轮装置(23)；
其特征在于，该恒温控制设备(10)包括：
用于将所述控制旋钮(22)保持在所述第二位置的保持装置(43)，所述保持装置(43)适合并可操作地连接到所述恒温调节器(15)，以在所述加热元件(16)引起的所述恒温调节器(15)延伸时使所述保持装置(43)从所述控制旋钮(22)上脱离，以及
扭转弹簧装置(44)，其布置成用于在所述控制旋钮(22)从所述保持装置(43)上脱离时自动地将所述控制旋钮(22)从所述第二位置移动到所述第一位置。
2.如权利要求1所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述中间连接装置(17，18)包括用于所述阀塞(13)的所述阀杆(12)的推动元件(17)和用于拉动所述推动元件(17)的拉动元件(18)，所述拉动元件(18)可操作地连接和插入到所述推动元件(17)和所述恒温调节器(15)之间，并可相对于所述控制旋钮(22)轴向滑动。
3.如权利要求1所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述基体(14)包括：
-中心部分(24)，其提供用于使所述阀塞(13)的所述阀杆(12)通过的轴向孔(25)，所述中心部分(24)提供用于容纳所述恒温调节器(15)的阀座(26)；
-用于连接到阀体(11A)的连接轴环(27)，其向着所述基体(14)的所述中心部分(24)的第一端延伸；以及
-多个用于支承平衡弹簧(19)的支承腿(29)，其相对于所述连接轴环(27)从所述中心部分(24)向所述基体(14)的第二相对端轴向延伸；所述多个支承腿(29)的每一支承腿(29)终止于用于所述平衡弹簧(19)的径向台肩突起(30)。
4.如权利要求2所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述推动元件(17)为笼的形式，其包括设计成在所述阀塞(13)的所述阀杆(12)上施加轴向推力的底壁(31)，和从所述底壁(31)轴向延伸的多个臂(32)，所述推动元件(17)被布置成可在所述基体(14)内轴向移动，其中，所述推动元件(17)的所述底壁(31)面向所述基体(14)的所述第一端，并且所述推动元件(17)的所述臂(32)相互平行地延伸并被设置在所述基体(14)的所述支承腿(29)之间。
5.如权利要求4所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述推动元件(17)的所述多个臂(32)包括：
-紧固装置(37)，其用于将所述拉动元件(18)紧固到相对于所述底壁(31)的所述推动元件(17)的相对端，以及
-在沿所述臂(32)的中间位置处的用于所述平衡弹簧(19)的多个径向台肩突起(33)，平衡弹簧(19)分别在所述基体(14)和所述推动元件(17)的径向台肩突起(30，33)之间被轴向压缩地设置。
6.如权利要求4所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述拉动元件(18)包括：
-提供紧固装置(36)的底盘(34)，所述紧固装置(36)用于将所述拉动元件(18)紧固到所述推动元件(17)的所述臂(32)，所述底盘(34)可由恒温调节器(15)的可轴向延伸的杆(15′)接触，以及
-中心柄(35)，其以相对于所述推动元件(17)的所述底壁(31)相反的方向从所述底盘(34)轴向延伸。
7.如权利要求5和6所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：用于将所述拉动元件(18)紧固到所述推动元件(17)上的紧固装置(36，37)包括：
-沿外周提供在所述拉动元件(18)的所述底盘(34)上的多个配合齿(36)；以及
-位于所述推动元件(17)的所述臂(32)端部的多个紧固孔(37)，其可由所述拉动元件(18)的所述配合齿(36)接合。
8.如权利要求6所述的恒温控制设备(10)，其中，所述控制设备(10)具有纵向的轴线，所述控制旋钮(22)设置在所述控制设备(10)的后端，其特征在于：所述控制旋钮(22)包括外周壁(38)，外周壁(38)由所述帽组件(20)的所述柱形部分(21)可旋转地支承，所述外周壁(38)提供位于所述外周壁(38)的前部(38′)与后部(38″)之间的中间分隔壁(39)，在所述外周壁(38)的所述前部(38′)内，至少一个轴向凸轮(40)设置在所述凸轮装置(23)上以接触所述帽组件(20)的所述柱形部分(21)的至少一个相应圆形突起(41)，所述外周壁(38)的所述后部(38″)限定用于旋钮(22)的所述保持装置(43)和所述扭转弹簧装置(44)的壳体，
所述中间分隔壁(39)提供用于所述拉动元件(18)的所述中心柄(35)通过的孔(42)。
9.如权利要求6所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述用于旋钮(22)的所述保持装置(43)包括至少一个固定到所述拉动元件(18)的所述中心柄(35)的摩擦保持元件(43)，所述保持元件(43)具有前表面，所述前表面设计成对应于所述恒温调节器(15)的非延伸操作状态，与所述旋钮(22)的台肩面(39′)接触，以便向所述推动元件(17)施加拉动作用和向所述控制旋钮(22)施加反向旋转保持作用。
10.如权利要求9所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述摩擦保持元件(43)为垫圈(43)的形式，所述垫圈同轴地固定到所述拉动元件(18)的所述中心柄(35)上，所述垫圈(43)适于可在轴向方向上弹性屈服。
11.如权利要求8所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述扭转弹簧装置(44)为螺旋弹簧(44)的形式，其同轴地设置到所述拉动元件(18)的所述中心柄(35)上，所述螺旋弹簧(44)具有分别固定到所述拉动元件(18)的所述中心柄(35)和所述控制旋钮(22)上的第一和第二端部(44′，44″)。
12.如权利要求11所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：所述拉动元件(18)的所述中心柄(35)提供用于阻挡所述螺旋扭转弹簧(44)的所述第一端部(44′)的纵向狭缝(35′)，并且
所述控制旋钮(22)提供用于阻挡所述螺旋扭转弹簧(44)的所述第二端部(44″)的阻挡突舌(22′)。
13.如权利要求11所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：控制旋钮(22)的所述分隔壁(39)包括：位于后侧上的环形壁(45)，以限制所述螺旋扭转弹簧(44)的径向变形，所述环形壁(45)设置在所述螺旋扭转弹簧(44)的内部。
14.如权利要求6所述的恒温控制设备(10)，其特征在于：该恒温控制设备(10)包括用于指示所述阀(11)的所述阀杆(12)的位置的指示器(46)，所述位置指示器(46)可操作地连接到所述拉动元件(18)的中心柄(35)上，以在所述控制设备(10)的所述恒温调节器(15)的延伸状态下向后延伸到所述控制旋钮(22)。
15.一种具有恒温控制设备(10)和流量控制阀(11)的组件，所述流量控制阀(11)包括阀体(11A)，所述阀体(11A)具有用于可轴向移动的柱塞件(13)的阀座(11B)，所述柱塞件(13)提供阀杆(12)，所述恒温控制设备(10)可移除地固定到所述阀(11)的所述阀体(11A)，其特征在于，所述恒温控制设备(10)包括权利要求1中的结构。
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