CN217784305U - 密封机构及单流阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及油气田施工作业设备技术领域，尤其涉及一种密封机构及单流阀，该密封机构设置于阀体的阀腔内，阀体具有与阀腔连通的流道，流道贯穿阀体；密封机构包括阀座组件、弹性密封体和阀板组件，阀座组件具有与流道连通的通孔以及设置于阀座组件一端的密封端面；弹性密封体，设置于阀座组件的密封端面上；阀板组件的端部与阀座组件转动连接，且阀板组件具有用于抵接弹性密封体的密封压面，以使阀座组件的通孔封闭；当阀板组件的密封压面与弹性密封体抵接时，阀座组件的通孔封闭，该密封机构可以有效避免在弹性密封体上形成压痕的情况，同时可以有效避免弹性密封体直接受携砂流体冲刷的情况，进而提高弹性密封体的使用寿命和后期的密封效果。

Description

密封机构及单流阀

技术领域

本申请涉及油气田施工作业设备技术领域，尤其涉及一种密封机构及单流阀。

背景技术

在油气钻采或压裂作业的管路中，采用单流阀进行流体的流向控制，具有操作简便、开关迅速、安全风险少等优点。目前国产的此类单流阀产品性能差、故障多，其中，单流阀主要的失效形式为密封不严，其主要问题：弹性密封体设置于阀板上，弹性密封体通过与阀座的表面抵接实现密封，在试压或者出厂测试过程中，容易在弹性密封体表面产生压痕，而且弹性密封体直接受到流体(携砂液)的高速冲刷，从而降低弹性密封体的使用寿命和后期密封效果，造成单流阀失效。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种密封机构及单流阀，该密封机构可以有效避免在弹性密封体上形成压痕的情况，同时可以有效避免弹性密封体直接受携砂流体冲刷的情况，进而提高弹性密封体的使用寿命和后期的密封效果。

为此，第一方面，本申请实施例提供了一种密封机构，设置于阀体的阀腔内，所述阀体具有与所述阀腔连通的流道，所述流道贯穿所述阀体；所述密封机构包括：阀座组件，设置于所述阀腔内，且所述阀座组件具有与所述流道连通的通孔以及设置于所述阀座组件一端的密封端面；弹性密封体，设置于所述阀座组件的所述密封端面上；以及阀板组件，所述阀板组件的端部与所述阀座组件转动连接，且所述阀板组件具有用于抵接所述弹性密封体的密封压面，以使所述阀座组件的所述通孔封闭；其中，当所述阀板组件的密封压面与所述弹性密封体抵接时，所述阀座组件的所述通孔封闭。

在一种可能的实现方式中，所述阀座组件的所述密封端面上围绕所述通孔设置有密封槽，所述弹性密封体设置于所述密封槽内，且所述弹性密封体的端部凸出至所述密封槽的外部。

在一种可能的实现方式中，所述密封槽设置有多个，所述弹性密封体设置有多个，多个所述弹性密封体分别设置于多个所述密封槽内。

在一种可能的实现方式中，所述弹性密封体远离所述密封槽的一侧设置有用于抵接所述密封压面的密封面，所述密封面为平面、波浪面或者唇口面。

在一种可能的实现方式中，所述阀座组件的所述密封端面为斜面结构，所述阀板组件在自身重力作用下与所述阀座组件上的弹性密封体抵接。

在一种可能的实现方式中，所述阀座组件包括：外阀座，所述外阀座的中部具有安装孔，且外阀座朝向阀板组件的一侧设置有安装缺口；内阀座，固定设置于所述外阀座的所述安装孔内，所述内阀座的一端为所述密封端面，另一端为安装面，所述内阀座的安装面上设置有第一环形槽，所述内阀座的外周侧设置有第二环形槽；第一密封圈，设置于所述内阀座的所述第一环形槽内，且所述第一密封圈与所述阀腔的内表面抵接；以及第二密封圈，设置于所述内阀座的所述第二环形槽内，且所述第二密封圈的外周侧与所述外阀座安装孔的内表面抵接；其中，所述通孔设置于所述内阀座上，所述阀板组件的端部通过转轴可转动设置于所述外阀座的所述安装缺口处。

在一种可能的实现方式中，所述外阀座的所述安装孔内设置有环形定位槽和第一半圆槽，所述内阀座的外周侧设置有定位凸台和第二半圆槽，所述定位凸台抵接于所述环形定位槽，所述阀座组件还包括设置于所述第一半圆槽和所述第二半圆槽内的第一圆柱销。

在一种可能的实现方式中，所述阀板组件远离所述密封压面的一端设置有配重块。

第二方面，本申请实施例提供了一种单流阀，包括：如前所述密封机构；以及阀体，具有阀腔及与所述阀腔连通的流道，所述流道贯穿所述阀体，且所述阀体包括第一阀体和第二阀体。

在一种可能的实现方式中，所述阀座组件上设置有拉拔孔和定位销孔；所述单流阀还包括：拉拔销，设置于所述阀体的阀腔内，且所述拉拔销插入所述拉拔孔内；第二圆柱销，插设于所述阀座组件的所述定位销孔内；以及密封填料，设置于所述阀座组件的外周侧与所述阀腔之间。

根据本申请实施例提供的密封机构，该密封机构通过将弹性密封体设置于阀座组件的密封端面上，通过阀板组件的密封压面与阀座组件密封端面的弹性密封体贴紧，从而实现阀座组件通孔的封闭，可以有效避免在弹性密封体上形成压痕的情况，同时，通过将弹性密封体设置于阀座组件的密封端面上，流体直接对阀板组件的密封压面进行冲刷，可以有效避免弹性密封体直接受携砂流体冲刷的情况，进而提高弹性密封体的使用寿命和后期的密封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。另外，在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，且附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出本申请实施例提供的一种密封机构的剖面结构示意图；

图2示出本申请实施例提供的阀座组件的立体结构示意图；

图3示出本申请实施例提供的外阀座的立体结构示意图；

图4示出本申请实施例提供的外阀座的剖面结构示意图；

图5示出本申请实施例提供的内阀座的立体结构示意图；

图6示出图5另一角度的立体结构示意图；

图7示出本申请实施例提供的内阀座的剖面结构示意图；

图8示出本申请实施例提供的阀板组件的立体结构示意图；

图9示出本申请实施例提供的一种弹性密封体的结构示意图；

图10示出本申请实施例提供的一种弹性密封体的结构示意图；

图11示出本申请实施例提供的一种弹性密封体的结构示意图；

图12示出本申请实施例提供的一种单流阀的剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、阀体；11、第一阀体；12、第二阀体；13、阀腔；14、流道；15、拉拔销；16、第二圆柱销；17、密封填料；

2、阀座组件；21、通孔；22、密封端面；23、密封槽；24、外阀座；241、安装孔；242、安装缺口；243、环形定位槽；244、拉拔孔；245、定位销孔；25、内阀座；251、第一环形槽；252、第二环形槽；253、定位凸台；26、第一密封圈；27、第二密封圈；28、第一圆柱销；

3、弹性密封体；31、密封面；

4、阀板组件；41、密封压面；42、配重块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

相关技术中，单流阀的弹性密封体一般都设置于活动设置的阀板组件上，通过阀板组件上的弹性密封体压紧阀座组件上的通孔，从而实现通孔的封闭，在试压或者出厂测试过程中，弹性密封体与阀座组件的通孔边缘接触处会产生压痕，从而影响弹性密封体的使用寿命以及单流阀的密封效果，而且流体在流道内流动时将阀板组件顶起并直接对阀板组件上的弹性密封体进行冲刷，在一些含砂流体高速冲刷作用下，也会对弹性密封体的使用寿命造成一定影响。

图1示出本申请实施例提供的一种密封机构的剖面结构示意图；图2示出本申请实施例提供的阀座组件的立体结构示意图；图3示出本申请实施例提供的外阀座的立体结构示意图；图4示出本申请实施例提供的外阀座的剖面结构示意图；图5示出本申请实施例提供的内阀座的立体结构示意图；图6示出图5另一角度的立体结构示意图；图7示出本申请实施例提供的内阀座的剖面结构示意图；图8示出本申请实施例提供的阀板组件的立体结构示意图；图9示出本申请实施例提供的一种弹性密封体的结构示意图；图10示出本申请实施例提供的一种弹性密封体的结构示意图；图11示出本申请实施例提供的一种弹性密封体的结构示意图。

如图1至图11所示，本申请实施例提供一种密封机构，设置于阀体1的阀腔13内，阀体1具有与阀腔13连通的流道14，流道14贯穿阀体1；密封机构包括：阀座组件2、弹性密封体3和阀板组件4，其中：

阀座组件2设置于阀腔13内，且阀座组件2具有与流道14连通的通孔21以及设置于阀座组件2一端的密封端面22。

弹性密封体3设置于阀座组件2的密封端面22上。

阀板组件4的端部与阀座组件2转动连接，且阀板组件4具有用于抵接弹性密封体3的密封压面41，以使阀座组件2的通孔21封闭。

其中，当阀板组件4的密封压面41与弹性密封体3抵接时，阀座组件2的通孔21封闭。

本申请中，通过将弹性密封体3设置于阀座组件2的密封端面22上，通过阀板组件4的密封压面41与阀座组件2密封端面22的弹性密封体3贴紧，从而实现阀座组件2通孔21的封闭，可以有效避免在弹性密封体3上形成压痕的情况，同时，通过将弹性密封体3设置于阀座组件2的密封端面22上，流体直接对阀板组件4的密封压面41进行冲刷，可以有效避免弹性密封体3直接受携砂流体冲刷的情况，进而提高弹性密封体3的使用寿命和后期的密封效果。

具体的，流体由阀座组件2一端向阀板组件4一端流动时，通过流体的冲击力将阀板组件4顶开，保证流体可由阀座组件2一端向阀板组件4一端流动，当流体由阀板组件4一端向阀座组件2一端流动时，阀板组件4在自身重力作用下与阀座组件2密封端面22的弹性密封体3贴紧，从而将通孔21封堵住，之后通过流体的压力起到助封的作用，防止流体回流而损坏其它设备，造成作业井场安全事故。

如图6-7所示，在一些实施例中，阀座组件2的密封端面22上围绕通孔21设置有密封槽23，弹性密封体3设置于密封槽23内，且弹性密封体3的端部凸出至密封槽23的外部。

本申请中，弹性密封体3围绕通孔21一圈，且凸出至密封槽23的外部，保证阀板组件4的密封压面41与弹性密封体3抵接时，可以将阀座组件2上的通孔21有效密封。

具体的，弹性密封体3采用硫化的方式粘结在阀座组件2的密封槽23中，使得弹性密封体3与阀座组件2之间具有较强的粘结力，弹性密封体3为聚氨酯、橡胶等材质。

在一些实施例中，密封槽23设置有多个，弹性密封体3设置有多个，多个弹性密封体3分别设置于多个密封槽23内。

本申请中，弹性密封体3设置有多个，多个弹性密封体3均围绕通孔21设置，进而提高与阀板组件4的密封压面41配合时的密封效果。本申请实施例中，密封槽23和弹性密封体3均为两个。

具体的，密封槽23为环形结构，弹性密封体3为环形结构，方便生产加工，可选的，密封槽23和弹性密封体3也可以为椭圆结构或者框型结构，只要围绕阀座组件2的通孔21设置且可以与阀板组件4的密封压面41实现密封即可。

如图9-11所示，在一些实施例中，弹性密封体3远离密封槽23的一侧设置有用于抵接密封压面41的密封面31，密封面31为平面、波浪面或者唇口面。

本申请中，弹性密封体3的密封面31为平面，当密封面31与阀板组件4的密封压贴紧时对通孔21进行封堵，弹性密封体3的密封面31还可以为波浪面或者唇口面，其中唇口面为在弹性密封体3的密封面31上设置有截面为V型结构的环槽，使得弹性密封体3的密封面31与阀板组件4的密封压面41接触时，可以为弹性密封体3预留变形空间，提高弹性密封体3的使用寿命。

在一些实施例中，阀座组件2的密封端面22为斜面结构，阀板组件4在自身重力作用下与阀座组件2上的弹性密封体3抵接。

本申请中，通过将阀座组件2的密封端面22设置成斜面结构，使得阀板组件4可以在自身重力作用下贴合在阀座组件2的密封端面22处，从而与弹性密封体3配合实现密封，相比于现有的密封端面22和阀板组件4都竖直设置的情况，防止阀板组件4与阀座组件2的密封端面22之间留有间隙的情况，从而保证阀板组件4与弹性密封体3之间的密封效果。

具体的，阀座组件2的密封端面22与竖直方向的角度为10°-45°，既可以保证阀板组件4可以在自身重力作用下封盖住阀座组件2的通孔21，由可以有效利用流体回流时的压力对阀板组件4进行有效助封。

如图1-7所示，在一些实施例中，阀座组件2包括：外阀座24、内阀座25、第一密封圈26和第二密封圈27，其中：

外阀座24的中部具有安装孔241，且外阀座24朝向阀板组件4的一侧设置有安装缺口242。

内阀座25固定设置于外阀座24的安装孔241内，内阀座25的一端为密封端面22，另一端为安装面，内阀座25的安装面上设置有第一环形槽251，内阀座25的外周侧设置有第二环形槽252。

第一密封圈26设置于内阀座25的第一环形槽251内，且第一密封圈26与阀腔13的内表面抵接。

第二密封圈27设置于内阀座25的第二环形槽252内，且第二密封圈27的外周侧与外阀座24安装孔241的内表面抵接。

其中，通孔21设置于内阀座25上，阀板组件4的端部通过转轴可转动设置于外阀座24的安装缺口242处。

本申请中，外阀座24固定于阀体1的阀腔13内，内阀座25固定于外阀座24的安装孔241内，阀板组件4的端部与外阀座24的安装缺口242可转动连接，使得阀板组件4可以在一定角度范围内进行翻转，从而实现流道14的开启和关闭，通过将阀座组件2设置成分体的外阀座24和内阀座25，降低了斜面结构的密封端面22的加工难度，同时可以单独更换内阀座25，具有更好的经济性，通过第一密封圈26保证内阀座25与阀腔13之间的密封性，通过第二密封圈27保证内阀座25与外阀座24之间的密封性。

如图3、6、7所示，在一些实施例中，外阀座24的安装孔241内设置有环形定位槽243和第一半圆槽，内阀座25的外周侧设置有定位凸台253和第二半圆槽，定位凸台253抵接于环形定位槽243，阀座组件还包括设置于第一半圆槽和第二半圆槽内的第一圆柱销28。

本申请中，通过第一圆柱销28对内阀座25进行周向定位，通过定位凸台253与环形定位槽243对内阀座25进行轴向定位，方便对内阀座25和外阀座24进行定位组装，保证组装后阀座组件2的密封端面22为所需的斜面结构，避免出现内阀座25的密封端面22偏斜而造成阀板组件4无法与弹性密封体3之间实现有效密封的情况。

如图8所示，在一些实施例中，阀板组件4远离密封压面41的一端设置有配重块42。

本申请中，通过在阀板组件4上设置配重块42，增加阀板组件4的自身重力，更加有利于阀板组件4在自身重力作用下封堵住阀座组件2的通孔21。

该密封机构，通过将弹性密封体3设置于阀座组件2的密封端面22上，通过阀板组件4的密封压面41与阀座组件2密封端面22的弹性密封体3贴紧，从而实现阀座组件2通孔21的封闭，可以有效避免在弹性密封体3上形成压痕的情况，同时，通过将弹性密封体3设置于阀座组件2的密封端面22上，流体直接对阀板组件4的密封压面41进行冲刷，可以有效避免弹性密封体3直接受携砂流体冲刷的情况，进而提高弹性密封体3的使用寿命和后期的密封效果。

图12示出本申请实施例提供的一种单流阀的剖面结构示意图。

如图12所示，本申请实施例提供了一种单流阀，包括：上述密封机构以及阀体1，其中：

阀体1具有阀腔13及与阀腔13连通的流道14，流道14贯穿阀体1，且阀体1包括第一阀体11和第二阀体12。

本申请中，第一阀体11与第二阀体12通过螺纹连接，并通过锁紧钉进行锁紧固定，阀体1的两端接头采用由壬连接形式，也可以采用法兰连接形式。

在一些实施例中，阀座组件2上设置有拉拔孔244和定位销孔245；单流阀还包括：拉拔销15、第二圆柱销16和密封填料17，其中：

拉拔销15设置于阀体1的阀腔13内，且拉拔销15插入拉拔孔244内。

第二圆柱销16，插设于阀座组件2的定位销孔245内。

密封填料17，设置于阀座组件2的外周侧与阀腔13之间。

具体的，拉拔孔244和定位销孔245均设置于外阀座24上，通过阀体1上的拉拔销15插入外阀座24的拉拔孔244内，对外阀座24进行轴向定位，通过第二圆柱销16插入定位销孔245内对外阀座24进行周向定位，外阀座24的固定有第二阀体12上的压紧凸台进行压紧，在外阀座24与阀腔13之间的密封填料17保证阀座组件2与阀体1之间的密封性。

第二圆柱销的一部分位于定位销孔内，另一部分位于阀腔中的凹槽内，从而实现对外阀座进行周向定位。

本申请中，单流阀的作用是防止阀板组件4一端突然高压流体倒流。

应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种密封机构，设置于阀体(1)的阀腔(13)内，所述阀体(1)具有与所述阀腔(13)连通的流道(14)，所述流道(14)贯穿所述阀体(1)；其特征在于，所述密封机构包括：

阀座组件(2)，设置于所述阀腔(13)内，且所述阀座组件(2)具有与所述流道(14)连通的通孔(21)以及设置于所述阀座组件(2)一端的密封端面(22)；

弹性密封体(3)，设置于所述阀座组件(2)的所述密封端面(22)上；以及

阀板组件(4)，所述阀板组件(4)的端部与所述阀座组件(2)转动连接，且所述阀板组件(4)具有用于抵接所述弹性密封体(3)的密封压面(41)，以使所述阀座组件(2)的所述通孔(21)封闭；

其中，当所述阀板组件(4)的密封压面(41)与所述弹性密封体(3)抵接时，所述阀座组件(2)的所述通孔(21)封闭。

2.根据权利要求1所述的密封机构，其特征在于，所述阀座组件(2)的所述密封端面(22)上围绕所述通孔(21)设置有密封槽(23)，所述弹性密封体(3)设置于所述密封槽(23)内，且所述弹性密封体(3)的端部凸出至所述密封槽(23)的外部。

3.根据权利要求2所述的密封机构，其特征在于，所述密封槽(23)设置有多个，所述弹性密封体(3)设置有多个，多个所述弹性密封体(3)分别设置于多个所述密封槽(23)内。

4.根据权利要求2所述的密封机构，其特征在于，所述弹性密封体(3)远离所述密封槽(23)的一侧设置有用于抵接所述密封压面(41)的密封面(31)，所述密封面(31)为平面、波浪面或者唇口面。

5.根据权利要求1所述的密封机构，其特征在于，所述阀座组件(2)的所述密封端面(22)为斜面结构，所述阀板组件(4)在自身重力作用下与所述阀座组件(2)上的弹性密封体(3)抵接。

6.根据权利要求5所述的密封机构，其特征在于，所述阀座组件(2)包括：

外阀座(24)，所述外阀座(24)的中部具有安装孔(241)，且外阀座(24)朝向阀板组件(4)的一侧设置有安装缺口(242)；

内阀座(25)，固定设置于所述外阀座(24)的所述安装孔(241)内，所述内阀座(25)的一端为所述密封端面(22)，另一端为安装面，所述内阀座(25)的安装面上设置有第一环形槽(251)，所述内阀座(25)的外周侧设置有第二环形槽(252)；

第一密封圈(26)，设置于所述内阀座(25)的所述第一环形槽(251)内，且所述第一密封圈(26)与所述阀腔(13)的内表面抵接；以及

第二密封圈(27)，设置于所述内阀座(25)的所述第二环形槽(252)内，且所述第二密封圈(27)的外周侧与所述外阀座(24)安装孔(241)的内表面抵接；

其中，所述通孔(21)设置于所述内阀座(25)上，所述阀板组件(4)的端部通过转轴可转动设置于所述外阀座(24)的所述安装缺口(242)处。

7.根据权利要求6所述的密封机构，其特征在于，所述外阀座(24)的所述安装孔(241)内设置有环形定位槽(243)和第一半圆槽，所述内阀座(25)的外周侧设置有定位凸台(253)和第二半圆槽，所述定位凸台(253)抵接于所述环形定位槽(243)，所述阀座组件还包括设置于所述第一半圆槽和所述第二半圆槽内的第一圆柱销(28)。

8.根据权利要求1所述的密封机构，其特征在于，所述阀板组件(4)远离所述密封压面(41)的一端设置有配重块(42)。

9.一种单流阀，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述密封机构；以及

阀体(1)，具有阀腔(13)及与所述阀腔(13)连通的流道(14)，所述流道(14)贯穿所述阀体(1)，且所述阀体(1)包括第一阀体(11)和第二阀体(12)。

10.根据权利要求9所述的单流阀，其特征在于，所述阀座组件(2)上设置有拉拔孔(244)和定位销孔(245)；所述单流阀还包括：

拉拔销(15)，设置于所述阀体(1)的阀腔(13)内，且所述拉拔销(15)插入所述拉拔孔(244)内；

第二圆柱销(16)，插设于所述阀座组件(2)的所述定位销孔(245)内；以及

密封填料(17)，设置于所述阀座组件(2)的外周侧与所述阀腔(13)之间。

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