CN208503153U - 双冷却结构、钻机及其液压系统 - Google Patents

双冷却结构、钻机及其液压系统 Download PDF

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CN208503153U CN201820587032.XU CN201820587032U CN208503153U CN 208503153 U CN208503153 U CN 208503153U CN 201820587032 U CN201820587032 U CN 201820587032U CN 208503153 U CN208503153 U CN 208503153U
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江乃东
赵岩
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Abstract

本公开涉及一种用于钻机液压系统的双冷却结构、钻机液压系统和钻机,双冷却结构包括水冷却器和风冷却器,水冷却器内设置有用于流通被冷却液的第一通道,第一通道具有第一进液口和第一出液口,风冷却器内设置有用于流通被冷却液的第二通道、以及位于第二通道的一侧以用于冷却第二通道内的被冷却液的风扇,第二通道具有第二进液口和第二出液口,第二进液口和第一出液口连接,水冷却器安装在风冷却器上。由此钻机液压系统的液压油通过第一进液口流动至第一通道内而一次冷却后流动至第二通道内,利用风扇对第二通道内的液压油进行二次冷却而充分冷却液压系统的液压油,且由于水冷却器安装到风冷却器上而使得整体结构布置紧凑,节省了布置空间。

Description

双冷却结构、钻机及其液压系统
技术领域
本公开涉及设备冷却技术领域,具体地,涉及一种用于钻机液压系统的双冷却结构、钻机液压系统和钻机。
背景技术
对于钻机液压系统通常采用风冷式冷却系统或水冷式冷却系统进行冷却以保证液压系统的正常运转,当采用风冷式冷却系统时,其冷却效果不理想且具有噪音大、容易积灰的问题;当采用水冷式冷却系统时,具有所需安装空间和耗水量大的问题。因此设计出一种所占安装空间小且能够保证冷却性能的冷却结构是目前所要解决的课题。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种结构布置紧凑且有效保证良好的冷却效果的用于钻机液压系统的双冷却结构、包括该双冷却结构的钻机液压系统和钻机。
为了实现上述目的,根据本公开的一个方面,提供一种用于钻机液压系统的双冷却结构,所述双冷却结构包括水冷却器和风冷却器,所述水冷却器内设置有用于流通被冷却液的第一通道,所述第一通道具有第一进液口和第一出液口,所述风冷却器内设置有用于流通被冷却液的第二通道、以及位于所述第二通道的一侧以用于冷却所述第二通道内的被冷却液的风扇,所述第二通道具有第二进液口和第二出液口,所述第二进液口和所述第一出液口连接,所述水冷却器安装在所述风冷却器上。
可选地,所述风冷却器包括第一壳体部和与所述第一壳体部连接并用于容纳所述风扇的第二壳体部,所述第一壳体部包括沿高度方向间隔布置的上腔室和下腔室、以及连接于所述上腔室和所述下腔室之间的多个散热腔室,所述上腔室、所述下腔室和所述散热腔室共同构成所述第二通道,所述第二进液口形成在所述上腔室和所述下腔室中的一者上,所述第二出液口形成在所述上腔室和所述下腔室中的另一者上,所述第二壳体部形成有与多个所述散热腔室相对应的进风口。
可选地,所述散热腔室为多个且在所述上腔室和所述下腔室之间设置为沿横向间隔布置,在相邻的每两个所述散热腔室中相对的两个侧壁之间分别设置有与所述两个侧壁中的至少一者接触的散热结构。
可选地,所述散热结构为分别与相邻的每两个所述散热腔室中相对的两个所述侧壁接触的波纹形散热片,所述波纹形散热片从所述上腔室沿所述高度方向延伸至所述下腔室,或者,所述散热结构包括沿高度方向间隔且交叉布置的多个第一散热片和多个第二散热片,所述第一散热片和第二散热片之间构成有蛇形的空气流通通道,多个所述第一散热片设置在相邻的每两个所述散热腔室中相对的两个侧壁中的一者上,多个所述第二散热片设置在相邻的每两个所述散热腔室中相对的两个所述侧壁中的另一者上。
可选地,所述第二进液口形成在所述下腔室的对应于所述第一出液口的一侧,所述第二出液口形成在所述上腔室的对应于所述第一进液口的一侧,所述第二进液口和所述第二出液口位于所述第一壳体部的两侧。
可选地,所述进风口的开口设置为高于所述散热腔室的顶端且低于所述散热腔室的底端,以能够使得所述风扇通过所述进风口对所述上腔室、所述散热腔室和所述下腔室进行风冷。
可选地,所述水冷却器包括筒体、设置在所述筒体两侧的两个管板、分别通过各自对应的所述管板与所述筒体连接的分水盖和回水盖、设置在所述筒体内且与两个所述管板连接的换热管束、以及设置在两个所述管板内侧且间隔布置的多个折流板,多个所述折流板和所述筒体一同构成作为所述第一通道的蛇形折流通道,所述分水盖的被分隔的两个腔室上分别形成有进水口和出水口,所述第一进液口形成在所述筒体的靠近所述回水盖的一侧,所述第一出液口形成在所述筒体的靠近所述分水盖的另一侧。
根据本公开的另一方面,提供一种钻机液压系统,所述钻机液压系统包括液压油箱和与所述液压油箱连接的如上所述的双冷却结构。
可选地,所述钻机液压系统包括控制器和设置在所述液压油箱上的温度传感器,所述控制器根据所述温度传感器检测到的油温信号来控制所述水冷却器和所述风冷却器的工作状态。
根据本公开的又一方面,提供一种钻机,所述钻机包括如上所述的钻机液压系统。
通过上述技术方案,即,钻机液压系统的液压油可以通过水冷却器的第一进液口流动至第一通道内与冷却水换热而实现一次冷却后,可以通过与第一通道的第一出液口连接的风冷却器的第二进液口流动至第二通道内,经过一次冷却的液压油在第二通道内流动过程中,通过利用风扇对第二通道内的液压油进行二次冷却,从而能够充分冷却液压系统的液压油,并且由于水冷却器安装到风冷却器上而使得本公开的双冷却结构的整体结构布置紧凑,节省了双冷却结构的布置空间。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1为根据本公开第一实施方式的用于钻机液压系统的双冷却结构的结构示意图;
图2为图1中沿A-A线剖切的剖视图;
图3为图1的侧视图,其中省略了连接于第一出液口和第二进液口的管道结构;
图4为根据本公开的具体实施方式的用于钻机液压系统的双冷却结构中的水冷却器的结构示意图,其中为了清楚显示水冷却器的各个结构,图中显示了水冷却器的对上半部分进行了局部剖切的内部结构;
图5为根据本公开的具体实施方式的用于钻机液压系统的双冷却结构中去除风冷却器的第一壳体部的结构示意图;
图6为根据本公开第二实施方式的用于钻机液压系统的双冷却结构的结构示意图;
图7为根据本公开第二实施方式的用于钻机液压系统的双冷却结构中的安装支架的立体图;
图8为图7的后视图;
图9为图7的右视图。
附图标记说明
1 水冷却器 11 第一通道
111 第一进液口 112 第一出液口
12 筒体 13 分水盖
131 进水口 132 出水口
14 回水盖 15 管板
16 换热管束 17 折流板
2 风冷却器 21 第二通道
211 第二进液口 212 第二出液口
22 风扇 23 第一壳体部
231 上腔室 232 下腔室
233 散热腔室 24 第二壳体部
241 进风口 242 出风口
3 波纹形散热片 4 安装支架
41 竖直板 42 上板
421 卡箍安装孔 422 弧形凹槽
43 下板 431 装配孔
5 第一散热片 6 第二散热片
7 空气流通通道 8 防护网
9 卡箍 10 驱动电机
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下”、“顶端”和“底端”通常是指使用状态下相应部件的“上、下”、“顶端”、“底端”,“内、外”是指相对于相应部件轮廓的“内、外”。
如图1至图3所示,根据本公开的一个方面,提供一种用于钻机液压系统的双冷却结构,所述双冷却结构包括水冷却器1和风冷却器2,所述水冷却器1内设置有用于流通被冷却液的第一通道11,所述第一通道11具有第一进液口111和第一出液口112,所述风冷却器2内设置有用于流通被冷却液的第二通道21、以及位于所述第二通道21的一侧以用于冷却所述第二通道21内的被冷却液的风扇22,所述第二通道21具有第二进液口211和第二出液口212,所述第二进液口211和所述第一出液口112连接,所述水冷却器1安装在所述风冷却器2上。由此,钻机液压系统的液压油可以通过水冷却器1的第一进液口111流动至第一通道11内与冷却水换热而实现一次冷却后,可以通过与第一通道11的第一出液口112连接的风冷却器2的第二进液口211流动至第二通道21内,经过一次冷却的液压油在第二通道21内流动过程中,通过利用风扇22对第二通道21内的液压油进行二次冷却,从而能够充分冷却液压系统的液压油,并且由于水冷却器1安装到风冷却器2上而使得本公开的双冷却结构的整体结构布置紧凑,节省了双冷却结构的布置空间。
在此,所述水冷却器1可以采用多种合理的布置结构,例如可以采用列管式水冷却器或者波纹板式水冷却器等,但本公开并不限定于此,在保证冷却性能的前提下可选采用较小体积的水冷却器,以使得双冷却结构的所占布置空间较小化。
可选地,如图1至图3所示,所述风冷却器2包括第一壳体部23和与所述第一壳体部23连接并用于容纳所述风扇22的第二壳体部24,所述第一壳体部23包括沿高度方向间隔布置的上腔室231和下腔室232、以及连接于所述上腔室231和所述下腔室232之间的散热腔室233,所述上腔室231、所述下腔室232和所述散热腔室233共同构成所述第二通道21,所述第二进液口211形成在所述上腔室231和所述下腔室232中的一者上,所述第二出液口212形成在所述上腔室231和所述下腔室232中的另一者上,所述第二壳体部24形成有与多个所述散热腔室233相对应的进风口241。由此,在钻机液压系统的液压油可以通过上腔室231和下腔室232中的一者经由散热腔室233之后通过上腔室231和下腔室232中的另一者排出,在此流动过程中,可以通过设置在第二壳体部24内的风扇22对第二通道21内流动的液压油进行充分冷却。另外,所述第二壳体部24的与进风口241相对的侧壁上可以形成有出风口242,所述风扇22的转轴通过出风口242露出于第二壳体部24的外部并能够与作为动力源的驱动电机10的输出轴连接。
其中,对于散热腔室233的具体结构可以采用多种合理的方式,例如,所述散热腔室233可以设置有多个,或者也可以设置有一个。具体地,例如,在所述散热腔室233设置有多个的情况下,可选地,所述散热腔室233在所述上腔室231和所述下腔室232之间设置为沿横向间隔布置,所述相邻的每两个所述散热腔室233中相对的两个侧壁之间分别设置有与所述两个侧壁中的至少一者接触的散热结构3,由此相邻的每两个散热腔室233可以将热量传递给两者之间的散热结构3上,在此,风扇22能够同时对散热腔室233和散热结构3进行吹风而对第二通道21内的液压油实现快速冷却,进一步提高了冷却效率。又如,在散热腔室设置有一个的情况下,可选地,所述散热腔室可以设置为如下结构。即,散热腔室可以沿上腔室和下腔室的延伸方向延伸设置,在此情况下,为了进一步对散热腔室内的液压油进行充分冷却,可以通过在散热腔室内设置沿高度方向延伸且沿横向间隔布置的多个隔板,将散热腔室分隔成多个液压油流通腔室,而多个液压油流动腔室可以分别贯通上腔室的底部和下腔室的顶部。这种结构同样也能够起到冷却第二通道内的液压油的效果。但本公开并不限定于上述实施方式,所述散热腔室也可以采用其他适当的结构,只要能够实现对第二通道内的液压油实现冷却的功能即可。
其中,如上所述的散热结构可以采用多种合理的结构,例如,可选地,如图1所示,所述散热结构为分别与相邻的每两个所述散热腔室233中相对的两个所述侧壁接触的波纹形散热片3,所述波纹形散热片3从所述上腔室231沿所述高度方向延伸至所述下腔室232,所述波纹形散热片3不仅带走散热腔室233内液压油的热量,而且还会带走上腔室231和/或下腔室232内液压油的热量,而风扇22吹出的风在穿过各个波纹形散热片3的过程中迅速对波纹形散热片3进行冷却。再如,可选地,如图6所示,所述散热结构包括沿高度方向间隔且交叉布置的多个第一散热片5和多个第二散热片6,所述第一散热片5和第二散热片6之间构成有蛇形的空气流通通道7,多个所述第一散热片5设置在相邻的每两个所述散热腔室233中相对的两个侧壁中的一者上,多个所述第二散热片6设置在相邻的每两个所述散热腔室233中相对的两个所述侧壁中的另一者上。由此,通过第一散热片5和第二散热片6能够对相邻的每两个散热腔室233起到均匀冷却的效果,风扇22吹出的风可以经过空气流通通道7而对第一散热片5和第二散热片6实现快速冷却。
可选地,所述第二进液口211形成在所述下腔室232的对应于所述第一出液口112的一侧,以缩短与第二进液口211和第一出液口112连接的管道长度,且使得管道布置更加合理,所述第二出液口212形成在所述上腔室231的对应于所述第一进液口111的一侧,所述第二进液口211和所述第二出液口212位于所述第一壳体部23的两侧。由此,液压油可以从下腔室232的底部缓慢地流动至各个散热腔室233,并通过散热腔室233的顶端流向上腔室231而最终通过第二出液口212排出,在此过程中通过风扇22吹出的风能够对缓慢流动的液压油进行充分冷却而实现均匀冷却效果,有效避免液压油冷却不均匀或冷却不到位等现象发生。
可选地,为了提高风扇22对第二通道21的冷却面积、进一步提高冷却效率,如图2所示,所述进风口241的开口设置为高于所述散热腔室233的顶端且低于所述散热腔室233的底端,以能够使得所述风扇22通过所述进风口241对所述上腔室231、所述散热腔室233和所述下腔室232进行风冷。其中,如图5所示,所述进风口241可以形成为大致矩形结构,进风口241处可以设置有防护网8以起到保护风扇22的作用。
可选地,如图4所示,所述水冷却器1包括筒体12、设置在所述筒体12两侧的两个管板15、分别通过各自对应的所述管板15与所述筒体12连接的分水盖13和回水盖14、设置在所述筒体12内且与两个所述管板15连接的换热管束16、以及设置在两个所述管板15内侧且间隔布置的多个折流板17,多个所述折流板17与筒体12一同构成作为所述第一通道11的蛇形折流通道,其中折流板17还可以起到强化传热和支承换热管束16的作用,所述分水盖13的被分隔的两个腔室上分别形成有进水口131和出水口132,所述第一进液口111形成在所述筒体12的靠近所述回水盖14的一侧,所述第一出液口112形成在所述筒体12的靠近所述分水盖13的另一侧。液压油通过筒体12上的第一进液口111进入到筒体12内并经由蛇形的第一通道11曲折地流动至第一出液口112。而冷却水则采用双管程流动,即冷却水通过分水盖13上的进水口131经分水盖13的一侧腔室进入到一部分换热管束16内之后,再从回水盖14流入到另一部分换热管束16,并经由分水盖13的另一侧腔室和出水口132流动至冷却水系统。这种结构的水冷却器1具有传热面积广、传热效率高和冷却效果良好等优点。但本公开并不限定于此,所述水冷却器1也可以采用其它适当的结构。
另外,为了使得所述水冷却器1和风冷却器2的整体布置结构更加合理,且便于拆装,可选地,所述水冷却器1通过安装支架4安装在所述风冷却器2的上部。在此,所述安装支架4可以采用多种适当的结构,例如,如图7至图9所示,所述安装支架4可以形成为如下结构,即,安装支架4包括竖直板41和分层从竖直板41的上端和下端朝向同一侧延伸的上板42和下板43,所述上板42的两侧边部上形成有用于安装卡箍9的卡箍安装孔421,下板43的两侧边部上形成有用于安装到水冷却器1上部的装配孔431,卡箍9和卡箍安装孔421通过紧固件将水冷却器1安装并固定到安装支架4的上板42上,之后安装支架4通过紧固件与装配孔431的配合而装配到风冷却器2的上部,由此装配水冷却器1和风冷却器2,提高了双冷却结构的装配性。另外,为了使得水冷却器1稳固地安装到安装支架4上,可选在上板42的上表面上形成有与水冷却器1的部分外周面轮廓相匹配的弧形凹槽422。
根据本公开的另一方面,还提供一种钻机液压系统,所述钻机液压系统包括液压油箱和与所述液压油箱连接的如上所述的双冷却结构。在此,可选地,所述钻机液压系统包括控制器和设置在所述液压油箱上的温度传感器,所述控制器根据所述温度传感器检测到的油温信号来控制所述水冷却器1和所述风冷却器2的工作状态,当液压油温度超过设定值式,控制器控制双冷却结构自动开启,从而为液压系统进行强制降温以保护液压系统的部件不会因受热损坏,当液压油温度低于设定值时,控制器控制双冷却结构自动停止运行。其中,控制器可以选择性地控制水冷却器1和风冷却器2的运转,即可以控制水冷却器1和风冷却器2同时运转,也可以控制水冷却器1和风冷却器2中的一者单独运转,由此既能够保证液压系统正常运行,也能够实现节能降温。另外,在双冷却结构中,当水冷却器1和风冷却器2中的一者不能正常工作时,通过单独开启另一者仍可以实现为液压系统进行冷却,由此保护液压系统的部件。
根据本公开的又一方面,还提供一种钻机,所述钻机包括如上所述的钻机液压系统。在此,水冷却器1可以采用车载式水泵和水箱而对冷却水进行冷却散热,其中由水箱提供水源,水泵采用电机或者液压马达驱动钻机上的给水冷却器1向本公开的水冷却器1供水冷却,也可以外接供水管路对水冷却器1的冷却水进行冷却散热。本公开的钻机通过采用如上所述的双冷却结构和液压系统,液压系统的液压油可以通过水冷却器1的第一进液口111流动至第一通道11内与冷却水换热而实现一次冷却后,可以通过与第一通道11的第一出液口112连接的风冷却器2的第二进液口211流动至第二通道21内,经过一次冷却的液压油在第二通道21内流动过程中,通过利用风扇22对第二通道21内的液压油进行二次冷却,从而能够充分冷却液压系统的液压油,并且由于水冷却器1安装到风冷却器2上而使得双冷却结构的整体结构布置紧凑,节省了钻机内所需安装双冷却结构的布置空间。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于钻机液压系统的双冷却结构,其特征在于,所述双冷却结构包括水冷却器(1)和风冷却器(2),所述水冷却器(1)内设置有用于流通被冷却液的第一通道(11),所述第一通道(11)具有第一进液口(111)和第一出液口(112),所述风冷却器(2)内设置有用于流通被冷却液的第二通道(21)、以及位于所述第二通道(21)的一侧以用于冷却所述第二通道(21)内的被冷却液的风扇(22),所述第二通道(21)具有第二进液口(211)和第二出液口(212),所述第二进液口(211)和所述第一出液口(112)连接,所述水冷却器(1)安装在所述风冷却器(2)上。
2.根据权利要求1所述的双冷却结构,其特征在于,所述风冷却器(2)包括第一壳体部(23)和与所述第一壳体部(23)连接并用于容纳所述风扇(22)的第二壳体部(24),所述第一壳体部(23)包括沿高度方向间隔布置的上腔室(231)和下腔室(232)、以及连接于所述上腔室(231)和所述下腔室(232)之间的多个散热腔室(233),所述上腔室(231)、所述下腔室(232)和所述散热腔室(233)共同构成所述第二通道(21),所述第二进液口(211)形成在所述上腔室(231)和所述下腔室(232)中的一者上,所述第二出液口(212)形成在所述上腔室(231)和所述下腔室(232)中的另一者上,所述第二壳体部(24)形成有与多个所述散热腔室(233)相对应的进风口(241)。
3.根据权利要求2所述的双冷却结构,其特征在于,所述散热腔室(233)为多个且在所述上腔室(231)和所述下腔室(232)之间设置为沿横向间隔布置,在相邻的每两个所述散热腔室(233)中相对的两个侧壁之间分别设置有与所述两个侧壁中的至少一者接触的散热结构。
4.根据权利要求3所述的双冷却结构,其特征在于,
所述散热结构为分别与相邻的每两个所述散热腔室(233)中相对的两个所述侧壁接触的波纹形散热片(3),所述波纹形散热片(3)从所述上腔室(231)沿所述高度方向延伸至所述下腔室(232),或者,
所述散热结构包括沿高度方向间隔且交叉布置的多个第一散热片(5)和多个第二散热片(6),所述第一散热片(5)和第二散热片(6)之间构成有蛇形的空气流通通道(7),多个所述第一散热片(5)设置在相邻的每两个所述散热腔室(233)中相对的两个侧壁中的一者上,多个所述第二散热片(6)设置在相邻的每两个所述散热腔室(233)中相对的两个所述侧壁中的另一者上。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的双冷却结构,其特征在于,所述第二进液口(211)形成在所述下腔室(232)的对应于所述第一出液口(112)的一侧,所述第二出液口(212)形成在所述上腔室(231)的对应于所述第一进液口(111)的一侧,所述第二进液口(211)和所述第二出液口(212)位于所述第一壳体部(23)的两侧。
6.根据权利要求2所述的双冷却结构,其特征在于,所述进风口(241)的开口设置为高于所述散热腔室(233)的顶端且低于所述散热腔室(233)的底端,以能够使得所述风扇(22)通过所述进风口(241)对所述上腔室(231)、所述散热腔室(233)和所述下腔室(232)进行风冷。
7.根据权利要求1所述的双冷却结构,其特征在于,所述水冷却器(1)包括筒体(12)、设置在所述筒体(12)两侧的两个管板(15)、分别通过各自对应的所述管板(15)与所述筒体(12)连接的分水盖(13)和回水盖(14)、设置在所述筒体(12)内且与两个所述管板(15)连接的换热管束(16)、以及设置在两个所述管板(15)内侧且间隔布置的多个折流板(17),多个所述折流板(17)和所述筒体(12)一同构成作为所述第一通道(11)的蛇形折流通道,所述分水盖(13)的被分隔的两个腔室上分别形成有进水口(131)和出水口(132),所述第一进液口(111)形成在所述筒体(12)的靠近所述回水盖(14)的一侧,所述第一出液口(112)形成在所述筒体(12)的靠近所述分水盖(13)的另一侧。
8.一种钻机液压系统,其特征在于,所述钻机液压系统包括液压油箱和与所述液压油箱连接的根据权利要求1-7中任一项所述的双冷却结构。
9.根据权利要求8所述的钻机液压系统,其特征在于,所述钻机液压系统包括控制器和设置在所述液压油箱上的温度传感器,所述控制器根据所述温度传感器检测到的油温信号来控制所述水冷却器(1)和所述风冷却器(2)的工作状态。
10.一种钻机,其特征在于,所述钻机包括根据权利要求8或9所述的钻机液压系统。
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CN111175000A (zh) * 2020-03-13 2020-05-19 湖南科技大学 一种适应大位移电液伺服作动器的双重冷却系统
CN111545896A (zh) * 2020-06-17 2020-08-18 陕西智拓固相增材制造技术有限公司 冷却轴及扩散焊接设备

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