CN210668127U - 一种开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及开关设备技术领域，公开了一种开关装置。该开关装置包括第一电极和第二电极、导电件和电磁铁。第一电极和第二电极彼此间隔，第一电极用于连接供电设备，第二电极用于连接待供电设备。导电件连接电磁铁，并且导电件在电磁铁的驱动下沿电磁铁的中轴线平动，进而同时接触第一电极和第二电极，以连通第一电极和第二电极，或是同时远离第一电极和第二电极，以断开第一电极和第二电极。通过上述方式，本实用新型能够提高开关装置控制通断电的安全性以及可靠性。

Description

一种开关装置

技术领域

本实用新型涉及开关设备技术领域，特别是涉及一种开关装置。

背景技术

高压电容器是指由出线瓷套管、电容元件组和外壳等组成的一类电容器。高压电容器具有耗损低、质量轻的特点。其中，外壳内的电容元件组(又称为芯子)由若干个电容元件连接而成。高压电容器的芯子需要在上万伏的电压下进行充放电的破坏性实验，而采用常规开关或者继电器直接控制高压电的通断，其通断电的安全性以及可靠性无法得到保证。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型主要解决的技术问题是提供一种开关装置，能够提高开关装置控制通断电的安全性以及可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种开关装置。该开关装置包括第一电极和第二电极、导电件和电磁铁。第一电极和第二电极彼此间隔，第一电极用于连接供电设备，第二电极用于连接待供电设备。导电件连接电磁铁，并且导电件在电磁铁的驱动下沿电磁铁的中轴线平动，进而同时接触第一电极和第二电极，以连通第一电极和第二电极，或是同时远离第一电极和第二电极，以断开第一电极和第二电极。

在本实用新型的一实施例中，导电件用于接触第一电极和第二电极的接触区域为垂直于电磁铁的中轴线的平面，第一电极和第二电极分别为圆柱状电极，第一电极和第二电极的中轴线垂直于电磁铁的中轴线，进而当导电件接触第一电极和第二电极时，接触区域分别与第一电极和第二电极的外周面相切。

在本实用新型的一实施例中，开关装置还包括导向柱和导向座，其中导向柱分别连接电磁铁和导电件，导向座设置有沿电磁铁的中轴线延伸的导向孔，导向柱插置于导向孔内，电磁铁驱动导向柱运动时，导向柱沿导向孔运动，进而带动导电件朝向或远离第一电极和第二电极。

在本实用新型的一实施例中，导向柱和导向座为绝缘体，以将第一电极、第二电极与电磁铁隔离。

在本实用新型的一实施例中，开关装置还包括导向柱和第一弹性件，导向柱分别连接电磁铁和导电件，第一弹性件弹性支撑于导电件和导向柱之间，第一弹性件用于缓冲导电件对第一电极和第二电极的冲击力。

在本实用新型的一实施例中，导向柱包括第一导向段、第二导向段和挡片，其中第一导向段与第二导向段对端连接，且第一导向段的直径小于第二导向段的直径，挡片固定于第一导向段远离第二导向段的一端，导电件活动套设于第一导向段上，第一弹性件套设于第一导向段上，并且第一弹性件弹性支撑于导电件和挡片之间。

在本实用新型的一实施例中，导向柱包括第一导向段和第二导向段，其中第一导向段与第二导向段对端连接，且第一导向段的直径小于第二导向段的直径，导电件活动套设于第一导向段上，第一弹性件套设于第一导向段上，并且第一弹性件弹性支撑于导电件和第二导向段之间。

在本实用新型的一实施例中，开关装置还包括导向柱和第二弹性件，导向柱连接电磁铁，第二弹性件弹性支撑于电磁铁和导向柱之间，第二弹性件用于缓冲导向柱对电磁铁的冲击力。

在本实用新型的一实施例中，导向柱包括第二导向段和第三导向段，第二导向段与第三导向段对端连接，第三导向段的直径小于第二导向段的直径，且第三导向段远离第二导向段的一端连接电磁铁的驱动端，第二弹性件套设于第三导向段上，并弹性支撑于电磁铁的固定端和第二导向段之间。

在本实用新型的一实施例中，开关装置还包括导向座，导向柱滑动穿设于导向座中；开关装置还包括缓冲件，缓冲件套设于导向柱上，第二弹性件弹性支撑于电磁铁的固定端和缓冲件之间；其中，当第二弹性件被压缩时，缓冲件随第二弹性件远离导向座，而当第二弹性件弹性复位时，缓冲件能够抵接导向座。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术，本实用新型提供一种开关装置。该开关装置的导电件在电磁铁的驱动下沿电磁铁的中轴线平动，进而同时接触或远离第一电极和第二电极，以导通或断开供电设备和待供电设备，起到开关的作用；并且相比于常规的开关或是继电器，上述方式使得开关装置能够较为安全地控制供电设备和待供电设备之间的通断电且开关装置的结构较为可靠，因此能够提高开关装置控制通断电的安全性以及可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。此外，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本实用新型构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

图1是本实用新型开关装置一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型电磁铁一实施例的剖面结构示意图；

图3是图1所示开关装置一局部的结构示意图；

图4是本实用新型开关装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为解决现有技术中常规开关或者继电器控制通断电的安全性以及可靠性较差的技术问题，本实用新型的一实施例提供一种开关装置。该开关装置包括第一电极和第二电极、导电件和电磁铁。第一电极和第二电极彼此间隔，第一电极用于连接供电设备，第二电极用于连接待供电设备。导电件连接电磁铁，并且导电件在电磁铁的驱动下沿电磁铁的中轴线平动，进而同时接触第一电极和第二电极，以连通第一电极和第二电极，或是同时远离第一电极和第二电极，以断开第一电极和第二电极。以下进行详细阐述。

本实用新型的实施例所提供的开关装置可以应用于上述高压电容器芯子的高压充放电实验等，以提供较为安全、可靠的通断电功能。

请参阅图1，图1是本实用新型开关装置一实施例的结构示意图。

在一实施例中，开关装置包括第一电极11和第二电极12，第一电极11和第二电极12彼此间隔。第一电极11用于连接供电设备，第二电极12用于连接待供电设备。供电设备用于向待供电设备提供电能，当第一电极11和第二电极12连通时意味着供电设备和待供电设备连通，此时供电设备可以向待供电设备提供电能。在上述高压电容器芯子的高压充放电实验的应用环境中，待供电设备可以是高压电容器的芯子，供电设备用于向高压电容器的芯子提供高压电。

开关装置还包括导电件2。导电件2起到导电的作用，通过导电件2接触并连通第一电极11和第二电极12，使得第一电极11和第二电极12之间形成电流通路，进而连通供电设备和待供电设备。当然，当导电件2不连通第一电极11和第二电极12时，第一电极11和第二电极12之间断开，进而断开供电设备和待供电设备。

开关装置还包括电磁铁3。导电件2连接电磁铁3，并且导电件2在电磁铁3的驱动下沿电磁铁3的中轴线31平动，进而同时接触第一电极11和第二电极12，以连通第一电极11和第二电极12，或是同时远离第一电极11和第二电极12，以断开第一电极11和第二电极12。

通过上述方式，导电件2在电磁铁3的驱动下沿电磁铁3的中轴线31平动，进而同时接触或远离第一电极11和第二电极12，以导通或断开供电设备和待供电设备，起到开关的作用；并且相比于常规的开关或是继电器，上述方式使得开关装置能够较为安全地控制供电设备和待供电设备之间的通断电且开关装置的结构较为可靠，因此能够提高开关装置控制通断电的安全性以及可靠性。

可选地，第一电极11、第二电极12和导电件2采用金属材料制备，优选地采用铜制备，铜制的第一电极11、第二电极12和导电件2表面还可以镀有金、银等金属，以在提高第一电极11、第二电极12和导电件2的导电性能的同时，保证第一电极11、第二电极12和导电件2在连通高压电时的可靠性、不容易损坏，进而延长第一电极11、第二电极12和导电件2的使用寿命。

请继续参阅图1。在一实施例中，导电件2用于接触第一电极11和第二电极12的接触区域21为垂直于电磁铁3的中轴线31的平面，第一电极11和第二电极12分别为圆柱状电极，第一电极11和第二电极12的中轴线31垂直于电磁铁3的中轴线31，进而当导电件2接触第一电极11和第二电极12时，接触区域21分别与第一电极11和第二电极12的外周面相切。

请参阅图1-2。在一实施例中，电磁铁3包括线圈32和芯棒33。线圈32绕电磁铁3的中轴线31形成沿电磁铁3的中轴线31延伸的中心孔34。芯棒33的一端插入中心孔34，芯棒33的另一端连接导电件2。其中，线圈32在通电状态下产生的磁场能够驱动芯棒33沿电磁铁3的中轴线31运动，以带动导电件2沿电磁铁3的中轴线31平动，进而同时接触或远离第一电极11和第二电极12。

请继续参阅图1。在一实施例中，开关装置还包括导向柱4和导向座5。导向柱4分别连接电磁铁3和导电件2。导向座5的位置固定，其可以固定于其它外部结构上。导向座5上设置有沿电磁铁3的中轴线31延伸的导向孔51，导向柱4插置于导向孔51内，导向孔51起到导向作用，允许导向柱4沿导向孔51相对导向座5运动。具体地，当电磁铁3驱动导向柱4运动时，导向柱4沿导向孔51运动，进而带动导电件2朝向或远离第一电极11和第二电极12。

进一步地，导向柱4和导向座5为绝缘体，导向柱4和导向座5可以采用绝缘材料，以将第一电极11、第二电极12与电磁铁3隔离。由于第一电极11和第二电极12连通时，第一电极11和第二电极12之间通过高压电，高压电电弧会对电磁铁3造成损害，因此将位于第一电极11、第二电极12与电磁铁3之间的导向柱4和导向座5设计为绝缘体，以隔离第一电极11和第二电极12之间通过的高压电的电弧，避免高压电电弧对电磁铁3造成损害。

请参阅图1、3。在一实施例中，开关装置还包括第一弹性件6。导向柱4分别连接电磁铁3和导电件2，第一弹性件6弹性支撑于导电件2和导向柱4之间。第一弹性件6用于缓冲导电件2对第一电极11和第二电极12的冲击力。

具体地，导向柱4包括第一导向段41、第二导向段42和挡片43。第一导向段41与第二导向段42对端连接，挡片43固定于第一导向段41远离第二导向段42的一端。导电件2活动套设于第一导向段41上，意味着导电件2能够沿第一导向段41与导向柱4发生相对移动。第一弹性件6套设于第一导向段41上，并且第一弹性件6弹性支撑于导电件2和挡片43之间。

此时，导电件2位于第一电极11和第二电极12的上方，如图1所示。导电件2能够朝向第一电极11和第二电极12运动，并同时接触第一电极11和第二电极12。在导电件2抵接第一电极11和第二电极12的过程中，导向柱4继续朝电磁铁3运动，而第一电极11和第二电极12限制导电件2进一步运动，使得导电件2相对导向柱4靠近挡片43运动，进而使得第一弹性件6被压缩，第一弹性件6被压缩所提供的弹性支撑能够缓冲导电件2对第一电极11和第二电极12的冲击力，避免导电件2压损第一电极11和第二电极12，同时第一弹性件6提供的弹性支撑还能够保证导电件2与第一电极11和第二电极12稳定接触，保证导电效果的稳定。

其中，第一导向段41的直径小于第二导向段42的直径，使得第一导向段41和第二导向段42的连接处形成第一台阶面44。导电件2上开设有通孔(未图示)，导电件2通过通孔套设于导向柱4的第一导向段41上，其中第二导向段42的直径大于导电件2上通孔的孔径，使得不需要导电件2接触连通第一电极11和第二电极12时，在自身重力作用下的导电件2抵接于第一台阶面44，避免导电件2与第一电极11、第二电极12误接触。

请参阅图1、3。在一实施例中，开关装置还包括第二弹性件7。导向柱4连接电磁铁3，第二弹性件7弹性支撑于电磁铁3和导向柱4之间。第二弹性件7用于缓冲导向柱4对电磁铁3的冲击力。

具体地，导向柱4还包括第二导向段42和第三导向段45。第二导向段42与第三导向段45对端连接，且第三导向段45远离第二导向段42的一端连接电磁铁3的驱动端35。第一导向段41和第三导向段45分别位于第二导向段42的相对两端。第二弹性件7套设于第三导向段45上，并弹性支撑于电磁铁3的固定端36和第二导向段42之间。

导向柱4能够朝向电磁铁3运动。在导向柱4朝向电磁铁3运动的过程中，第二弹性件7被压缩，第二弹性件7被压缩所提供的弹性支撑能够缓冲导向柱4对电磁铁3的冲击力，避免导向柱4撞坏电磁铁3，同时能够减缓导向柱4的运动速度，使得导向柱4的运动更易于控制，进一步稳定导电件2的运动。

其中，第三导向段45的直径小于第二导向段42的直径，使得第二导向段42和第三导向段45的连接处形成第二台阶面46，第二弹性件7弹性支撑于第二台阶面46。

可选地，第一弹性件6和第二弹性件7可以是弹簧等，在此不做限定。

请继续参阅图1-3。可以理解的是，本实施例的导向柱4固定于电磁铁3的芯棒33上，具体为第三导向段45远离第二导向段42的一端插接于芯棒33上，使得芯棒33连接导电件2。电磁铁3的线圈32在通电状态下产生的磁场驱动芯棒33沿电磁铁3的中轴线31运动，使得导向柱4沿电磁铁3的中轴线31运动，以带动导电件2沿电磁铁3的中轴线31平动，进而同时接触或远离第一电极11和第二电极12。

请继续参阅图1。需要说明的是，针对导电件2位于第一电极11和第二电极12的上方的情况，本实施例中开关装置的第一电极11和第二电极12可以通常处于断开状态，此时电磁铁3不通电，第二弹性件7预压缩而产生的弹力支撑导电件2远离第一电极11和第二电极12。当需要第一电极11和第二电极12连通时，电磁铁3上电工作，驱动导向柱4朝向电磁铁3运动，以带动导电件2朝向第一电极11和第二电极12运动并最终同时接触第一电极11和第二电极12，进而使得第一电极11和第二电极12连通，此过程中第二弹性件7被压缩，而当需要第一电极11和第二电极12断开时，停止给电磁铁3通电，导向柱4在第二弹性件7的弹性回复力作用下远离电磁铁3运动，以带动导电件2远离第一电极11和第二电极12运动，进而使得第一电极11和第二电极12断开。

进一步地，开关装置还包括缓冲件8。缓冲件8套设于导向柱4上，第二弹性件7弹性支撑于电磁铁3的固定端36和缓冲件8之间。其中，当第二弹性件7被压缩时，缓冲件8随第二弹性件7远离导向座5，而当第二弹性件7弹性复位时，缓冲件8能够抵接导向座5，以起到缓冲的作用，保证开关装置结构的可靠性。

当然，在本实用新型的其它实施例中，缓冲件8也可以直接设置在导向座5上，第二弹性件7弹性复位，冲击在缓冲件8上，也能够避免损坏导向座5。

可选地，缓冲件8包括层叠的隔圈81和缓冲垫82。第二弹性件7弹性支撑于隔圈81，缓冲垫82位于隔圈81背离第二弹性件7的一侧，以在第二弹性件7弹性复位时，缓冲垫82能够抵接导向座5，起到缓冲的作用。并且，当缓冲件8随第二弹性件7远离导向座5时，隔圈81和缓冲垫82抵接于第二台阶面46。

请参阅图4，图4是本实用新型开关装置另一实施例的结构示意图。

在替代实施例中，导电件2可以位于第一电极11和第二电极12的下方。具体地，导向柱4包括第一导向段41和第二导向段42，其中第一导向段41与第二导向段42对端连接，且第一导向段41的直径小于第二导向段42的直径，导电件2活动套设于第一导向段41上，第一弹性件6套设于第一导向段41上，此时，第一弹性件6弹性支撑于导电件2和第二导向段42之间，其中第一弹性件6弹性支撑于第一台阶面44。

或者，第一导向段41可活动地设置在第二导向段42上，导电件2固定设置在第一导向段41远离第二导向段42的一端，第一弹性件6套设在第一导向段41上，并且弹性支撑于导电件2和第二导向段42之间；此时，导电件2抵接第一电极11和第二电极12后，第一弹性件6被压缩，导电件2和第一导向段41相对朝向第二导向段42运动，第一导向段41可以伸入第二导向段42中。待导电件2远离第一电极11和第二电极12后，导电件2失去抵压力，第一弹性件6弹性回复，撑起导电件2和第一导向段41。

需要说明的是，针对导电件2位于第一电极11和第二电极12的下方的情况，本实施例中开关装置的第一电极11和第二电极12可以通常处于连通状态，此时电磁铁3不通电，第二弹性件7预压缩而产生的弹力将导电件2抵靠于第一电极11和第二电极12，使得第一电极11和第二电极12连通。当需要第一电极11和第二电极12断开时，电磁铁3上电工作，驱动导向柱4朝向电磁铁3运动，以带动导电件2远离第一电极11和第二电极12，进而使得第一电极11和第二电极12断开，此过程中第二弹性件7被进一步压缩；而当需要第一电极11和第二电极12重新连通时，停止给电磁铁3通电，导向柱4在第二弹性件7的弹性回复力作用下远离电磁铁3运动，以带动导电件2朝向第一电极11和第二电极12运动并最终同时接触第一电极11和第二电极12，进而使得第一电极11和第二电极12重新连通。

当然，在本实用新型的其它实施例中，针对上述导电件2位于第一电极11和第二电极12的下方的情况，还可以是电磁铁3用于驱动导向柱4远离电磁铁3运动，以带动导电件2朝向第一电极11和第二电极12运动并最终同时接触第一电极11和第二电极12，进而使得第一电极11和第二电极12连通，而在此过程中第二弹性件7被拉伸(其中第二弹性件7可以是拉簧等)，以在停止给电磁铁3通电后，导向柱4至少在第二弹性件7的弹性回复力作用下朝向电磁铁3运动，从而带动导电件2远离第一电极11和第二电极12，进而使得第一电极11和第二电极12断开。

并且，针对上述实施例中导电件2位于第一电极11和第二电极12的上方或下方的情况，还可以是电磁铁3通电后，排斥芯棒33，以驱动导向柱4远离电磁铁3运动，使得导向柱4上的导电件2上升远离或抵靠第一电极11和第二电极12；而在电磁铁3断电后，芯棒33及与其连接的导向柱4上的导电件2至少在重力作用下下降而抵靠或远离第一电极11和第二电极12。

综上所述，本实用新型所提供的开关装置，其导电件在电磁铁的驱动下沿电磁铁的中轴线平动，进而同时接触或远离第一电极和第二电极，以导通或断开供电设备和待供电设备，起到开关的作用；并且相比于常规的开关或是继电器，上述方式使得开关装置能够较为安全地控制供电设备和待供电设备之间的通断电且开关装置的结构较为可靠，因此能够提高开关装置控制通断电的安全性以及可靠性。

此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“层叠”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种开关装置，其特征在于，所述开关装置包括：

第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极彼此间隔，所述第一电极用于连接供电设备，所述第二电极用于连接待供电设备；

导电件和电磁铁，所述导电件连接所述电磁铁，并且所述导电件在所述电磁铁的驱动下沿所述电磁铁的中轴线平动，进而同时接触所述第一电极和所述第二电极，以连通所述第一电极和所述第二电极，或是同时远离所述第一电极和所述第二电极，以断开所述第一电极和所述第二电极。

2.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述导电件用于接触所述第一电极和所述第二电极的接触区域为垂直于所述电磁铁的中轴线的平面，所述第一电极和所述第二电极分别为圆柱状电极，所述第一电极和所述第二电极的中轴线垂直于所述电磁铁的中轴线，进而当所述导电件接触所述第一电极和所述第二电极时，所述接触区域分别与所述第一电极和所述第二电极的外周面相切。

3.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括导向柱和导向座，其中所述导向柱分别连接所述电磁铁和所述导电件，所述导向座设置有沿所述电磁铁的中轴线延伸的导向孔，所述导向柱插置于所述导向孔内，所述电磁铁驱动所述导向柱运动时，所述导向柱沿所述导向孔运动，进而带动所述导电件朝向或远离所述第一电极和所述第二电极。

4.根据权利要求3所述的开关装置，其特征在于，所述导向柱和所述导向座为绝缘体，以将所述第一电极、所述第二电极与所述电磁铁隔离。

5.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括导向柱和第一弹性件，所述导向柱分别连接所述电磁铁和所述导电件，所述第一弹性件弹性支撑于所述导电件和所述导向柱之间，所述第一弹性件用于缓冲所述导电件对所述第一电极和所述第二电极的冲击力。

6.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述导向柱包括第一导向段、第二导向段和挡片，其中所述第一导向段与第二导向段对端连接，且所述第一导向段的直径小于所述第二导向段的直径，所述挡片固定于所述第一导向段远离所述第二导向段的一端，所述导电件活动套设于所述第一导向段上，所述第一弹性件套设于所述第一导向段上，并且所述第一弹性件弹性支撑于所述导电件和所述挡片之间。

7.根据权利要求5所述的开关装置，其特征在于，所述导向柱包括第一导向段和第二导向段，其中所述第一导向段与第二导向段对端连接，且所述第一导向段的直径小于所述第二导向段的直径，所述导电件活动套设于所述第一导向段上，所述第一弹性件套设于所述第一导向段上，并且所述第一弹性件弹性支撑于所述导电件和所述第二导向段之间。

8.根据权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述开关装置还包括导向柱和第二弹性件，所述导向柱连接所述电磁铁，所述第二弹性件弹性支撑于所述电磁铁和所述导向柱之间，所述第二弹性件用于缓冲所述导向柱对所述电磁铁的冲击力。

9.根据权利要求8所述的开关装置，其特征在于，所述导向柱包括第二导向段和第三导向段，所述第二导向段与所述第三导向段对端连接，所述第三导向段的直径小于所述第二导向段的直径，且所述第三导向段远离所述第二导向段的一端连接所述电磁铁的驱动端，所述第二弹性件套设于所述第三导向段上，并弹性支撑于所述电磁铁的固定端和所述第二导向段之间。

10.根据权利要求8所述的开关装置，其特征在于，

所述开关装置还包括导向座，所述导向柱滑动穿设于所述导向座中；

所述开关装置还包括缓冲件，所述缓冲件套设于所述导向柱上，所述第二弹性件弹性支撑于所述电磁铁的固定端和所述缓冲件之间；

其中，当所述第二弹性件被压缩时，所述缓冲件随所述第二弹性件远离所述导向座，而当所述第二弹性件弹性复位时，所述缓冲件能够抵接所述导向座。

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