CN2518934Y - 马桶的存水弯 - Google Patents

Abstract

本实用新型为马桶的存水弯,涉及的领域为水冲洗马桶的节水应用范畴;通过驱动部分的水压缸机构、压杆机构或电机机构与执行部分存水弯后部上扬能活动的三类管径活动连接、压接触或固定连接,在排水过程中使存水弯后部能活动的上扬管径下降以易于便盆内混合液体流出至排泄管,清水置换掉混合液体后,管径上移复位,排水结束;同时,在管径静止状态下,均允许高出水封的液体流过该管径而不阻塞;由于有了该装置,从而达到冲排干净,节约用水的目的。

Description

马桶的存水弯

(一)技术领域

本实用新型涉及的领域为水冲洗马桶的节水应用范畴。

(二)背景技术

水是自然界最宝贵的资源之一，节约用水不仅仅是针对一些水资源缺乏的国家而是全人类不容推卸的责任。抽水马桶用水在民用生活用水中占较高的比重，所以，即能满足其功能上的需要又能产生节水效果的新型节水马桶的出现就显得尤为重要。为了节约马桶用水，中国专利公布号1263970抽水马桶采用的原理是：使用电驱动改变排水弯管后端角度，使之易于排泄杂物，以达到节水排污的目的，但其结构比较复杂。

(三)发明内容

本实用新型的目的为提供一种直接用水冲洗马桶的节水装置，通过驱动装置水压缸机构、压杆机构或电机机构直接或经传动装置择一与存水弯后部能活动的三种上扬管径相连或相配合，在冲水过程中使存水弯后部能活动的上扬管径下降以易于便盆内混合液体流出至排泄管，从而达到冲排干净，节约用水的目的。

本实用新型主要由供水部分及马桶组成，供水部分主要由自来水管、水阀、出水管和冲水管组成；马桶包括便盆、存水弯、排泄管，马桶内的存水弯后部上扬管径能活动，下端口直接或通过密封活动连接机构与便盆出口连通，上部直接或经传动装置与置于马桶内的驱动装置相配合或相连，上扬管径位于排泄管入口上方，驱动装置直接或经传动机构与水阀机械、电路或液路相配合或者相连。

存水弯后部上扬管径为硬质管径，下端口与便盆出口铰接，两端口经可伸缩材料或软质材料密封连通。

存水弯后部上扬管径为上端带硬箍的软质管径，下端口与便盆出口相连。

存水弯后部上扬管径为回弹管径，下端口与便盆出口相连。

驱动装置为水压缸机构，水压缸内有一活塞及一套有弹簧的活塞杆，水压缸上部有一进出水口并与进出水管连通，进出水管的另一端与水阀及出水管相连，活塞杆底端直接或经传动装置择一与硬箍上端相连、与硬质管径上部活动相连、或者与回弹管径上部相连或压离配合。

驱动装置为压杆机构，顶端安有顶帽套有弹簧的压杆穿过固定导孔，压杆直接或经传动机构与水阀的开关相连或压离配合，压杆底端直接或经传动装置择一与硬箍上端相连、与硬质管径上部活动相连、或者与回弹管径上部相连或压离配合。

驱动装置为直线电机机构，一有源控制器分别与水阀的电控开关和直线电机电路相连，直线电机的动子直接或经传动装置择一与软质管径的硬箍上端相连、与硬质管径上部活动相连、或者与回弹管径上部相连或压离配合。

驱动装置为具有运动副机构的转动电机机构，一有源控制器分别与水阀的电控开关和转动电机电路相连，转动电机机构直接或经传动装置择一与硬箍上端相连、与硬质管径上部活动相连、或者与回弹管径上部相连或压离配合。

驱动装置还包括遥控发射器，所匹配的遥控接收器，遥控接收器输出端与有源控制器输入端相连，有源控制器输出端与水阀的电控开关电路相连或者与水阀的电控开关及电机电路相连。手持无线遥控发射装置可以非常方便的安置于卫生间内或任何使用方便的位置。

本实用新型阐述了直接用水冲洗马桶的节水装置的原理，包括驱动装置与上扬管径的多种构造及其不同的组合方式，以期在不同地区及场合下，产品选择及使用方便和节水的目的。

(四)附图说明

图1为水压缸机构与存水弯后部上扬管径为硬质管径活动相连的剖视示意图。

图2为水压缸机构与存水弯后部上扬管径为硬质管径在工作状态下的示意图。

图3为水压缸机构与存水弯后部上扬管径为软质管径相连的剖视示意图。

图4为水压缸机构与存水弯后部上扬管径为软质管径在工作状态下的示意图。

图5为压杆机构与存水弯后部上扬管径为硬质管径活动相连的剖视示意图。

图6为图5中压杆机构与水阀的开关相连及附加阻尼装置宽度放大的压杆机构右视图。

图7为直线电机机构与上扬管径为回弹管径经传动装置压离配合的剖视示意图。

图8为驱动装置直线电机机构与上扬管径为硬质管径铰接示意图。

图9为驱动装置直线电机机构与上扬管径为硬质管径滑动相连示意图。

图10为具有凸轮运动副机构的转动电机机构经传动装置与硬质管径活动相连示意图。

图11为具有齿轮齿条运动副机构的转动电机机构经传动装置与硬质管径相连示意图。

图12为图10右视图。

图13为驱动装置的直线电机机构与上扬管径为软质管径的硬箍铰接的示意图。

图14为手持无线遥控发射器示意图。

图15为遥控接收器、有源控制器、电磁水阀及电机电路相连框图。

图16为带行程开关的转动电机机构控制电路举例电路图。

(五)具体实施方式

参照图1、2，本实用新型主要由供水部分及马桶组成；供水部分主要由顺序相连的自来水管1、水阀2(可为延时关闭水阀、普通水阀、电控水阀，光电控水阀或其它合适的水阀)、出水管6和沿便盆13上部带孔冲水管5组成；马桶14包括便盆13、存水弯、入口为喇叭形排泄管19，马桶14内还择一安置水压缸8机构、压杆48机构或电机机构，水压缸8机构、压杆48机构或电机机构称之为驱动装置，存水弯后部上扬管径能活动，驱动装置直接或经传动装置与能活动的上扬管径相配合或相连；存水弯后部上扬管径为能够沿安于便盆出口131上的转轴16上下转动的与转轴16合页相连或与便盆出口131铰接的硬质管径17，硬质管径17位于排泄管19入口上方，下端口171通过可伸缩材料或软质材料15与便盆出口131密封连通，硬质管径17截面可为圆形、方形、椭圆等适合的形状，驱动装置为安于设计位置的水压缸8机构，水压缸8内至少安有一进出水口21与进出水管3连通，进出水管3另一端与水阀2及出水管6连通，水压缸8内有一活塞7及套有一弹簧9的活塞杆10，硬质管径17上部与活塞杆10底端通过传动装置即连接销11与安置在硬质管径17上的滑槽12滑动相连；同理，活塞杆10亦可以通过任何能起到该相连功能的包括销、孔、槽、链或带等传动装置与硬质管径17进行适合的连接，与之联动的水压缸8、进出水管3及上壳体27等亦须相应采取与之相配合的连接方式，如采用铰接传动装置时，水压缸8需被铰接能随之摆动而非被固定于马桶14内以免机构自锁，进出水管3相应采用软管及上壳体27留有许可活塞杆10摆动的槽等与之配合的连接方式；上壳体27包容该硬质管径17的机构，或上壳体27可设计包容驱动装置和上扬管径，或可不需上壳体27而设计马桶14内壳不向外界泄露下水管道的反味；硬质管径17上下摆动的驱动力由进入水压缸8中的自来水水压及活塞杆10上的弹簧9相互作用通过活塞杆10位移来完成。

工作时，启动水阀2如延时关闭水阀，自来水管1中的压力水流入，其中一路经较细的出水管6进入环形喷淋冲水管5，冲洗侧壁并排向便盆13；另一路经进出水管3进入水压缸8中，压力自来水克服弹簧9弹力，使活塞7及活塞杆10沿水压缸8下移，活塞杆10下端通过连接销11与滑槽12使硬质管径17同步沿转轴16弧形下移，从而使便盆13内的混合液体经下移的上端口172易于流向排泄管19，见图2；当水阀2自动延时关闭或被关闭后，水压消失，弹簧9使活塞7上移，并将水压缸8中的水推入进出水管3、出水管6至冲水管5，作为便盆13的水封补水，同时，硬质管径17弧形上移复位，一个循环结束；在复位静止状态下，便盆13与上扬的硬质管径17形成的水封止反味，且允许倒入便盆内高出水封位置的液体通过上扬的硬质管径17流入喇叭形排泄管19而不阻塞。

由于相对高度差造成水压的不同，在水管3上安置了流量调节阀4，其作用为调节进入水压缸8的自来水流量，以适应调节硬质管径17下降、回升速度，其比较理想的配合为：上端口172的上下移动速度及最低点停留时间应以用清水置换掉便盆13内混合液体的同时，不返味，进一步节水为标准；同理，流量调节阀4也可安于出水管6上或分别各安置一个。

图3及图4中，存水弯后部上扬管径为可轴向弯曲、伸缩、带弹性的波纹管径或软质管径20，软质管径20位于排泄管19入口上方，下端口201与马桶便盆出口131密封连通，软质管径20可为圆形、长方形、椭圆等合适的形状，上端口为硬箍202，硬箍202上端与活塞杆10底端固定相连或铰接类似图13，可依据软质管径20相对软的程度和尺寸选择适合的相连方式。

使用时，水阀2开启，压力自来水从进出水管3进入水压缸8内使活塞杆10带动软质管径20下移，使存水弯内的混合液体易于向排泄管19喇叭形入口方向排出，用清水置换完便盆内混合液体后供水结束，水压消失，弹簧9使活塞7及硬箍202上移复位，并将水压缸8内的水挤压出进入进出水管3流入便盆13内作为水封补水；在软质管径20上扬静止状态下，形成的水封止反味，且不阻塞液体通路如上述。

见图7并结合图1、3，存水弯后部上扬管径还可为软质材料以螺旋弹性丝如钢丝为骨架或一至二根弹性丝将轴向间隔的一串环沿环边串联连接为骨架而形成的可回弹的波纹管或具有类似回弹性质的回弹管径46，回弹管径46可为圆形、长方形、椭圆等合适的形状，回弹管径46位于排泄管19入口上方，下端口461与便盆出口131密封连通，传动装置为回弹管径46上方有一压板22，活塞杆10底端与压板22上面相连，或回弹管径46上部直接与活塞杆10底端相连而不用压板22，图7中驱动装置为直线电机，驱动装置又可为水压缸机构参照图1及图3。

使用时，水阀2开启，压力自来水从进出水管3进入水压缸8内使活塞杆10带动压板22下移并向下压回弹管径46及上端口462使之下移，存水弯内的混合液体易于向排泄管19喇叭形入口方向排出，用清水置换完便盆内混合液体后供水结束，水压消失，弹簧9使活塞7上移，不在受压的回弹管径46靠自身弹力自动上移复位，如果该弹力够强，可取代弹簧9及弹簧卡23；如果不用压板22，回弹管径46上部可直接与活塞杆10底端相连，使用过程类如上述，即活塞杆10带动回弹管径46下移，如果管径46回弹力弱，可被相连的活塞杆10带动上移复位，可依据回弹管径46材料的性质及弹力强弱选择适合的连接方式。

本实用新型的驱动装置另一种替代结构可由压杆48机构构成，见图5、6，顶端安有顶帽49并套有弹簧9的压杆48穿过固定导孔52，压杆48中间有一孔50可使水阀2的长杆开关47穿过，压杆48又可与长杆开关47带链相连、与具有直线行程开关水阀的开关相连、与压断式或压开式水阀或延时水阀开关接触或脱离(与压杆48动或静的二个状态配合)、或者直接或经适合的传动机构与相适的水阀开关相连或离合配合，压杆48底端经前述销槽传动装置与硬质管径17活动相连；图6中压杆机构附加了一阻尼器51，一端与压杆48下部相连，另一端与固定壁53相连；该机构中压杆48底端还可分别与作为上扬管径的硬箍202上端相连或与压板22上面连接，或压杆48底端直接与作为上扬管径的回弹管径46上部相连而不用压板22。

使用时，按下顶帽49，压杆48带动硬质管径17下移，同时或滞后(取决长杆开关47在孔50内的活动量)带动长杆开关47下移并开启水阀2，自来水从水阀2经出水管6进入环形喷淋冲水管5，冲洗侧壁并排向便盆13，便盆13内的混合液体经下移的硬质管径17流向排泄管19，松开顶帽49，弹簧9使不再受压的压杆48上移复位并带动长杆开关47上移并逐渐关闭水阀2；阻尼器51的阻尼力主要为延缓在弹簧9的作用下不再受压的压杆48上移的速度，调整阻尼器51阻尼力即为调整该机构中上扬管径的上移速度及补水时间；同理，当压杆48底端与硬箍202上端相连或与压板22连接，或压杆48底端直接与回弹管径46上部相连而不用压板22时，工作原理及过程类同上述，其中，如果回弹管径46弹力够强，可代替弹簧9；另外，该机构用于蹲式马桶中时顶帽49可换成踏板式按键。

图7、8、9和13中驱动装置另一种替代结构还可为直线电机机构，安于固定架44的直线电机29和水阀2的电控开关与带有电池或连有电源称之为有源控制器43电路连通，如果需要的话，外部电源亦可转换为低压电连接控制器43，传动装置为动子28与弹簧卡23和活动销33相连接，套有弹簧9的活动销33穿过一固定导孔42，底端择一与硬箍202上端相连、与硬质管径17上部销槽相连或与压板22连接，或活动销33底端与回弹管径46上部相连而不用压板22，或者动子28上部与一拉簧相连，拉簧另一端被定位，这样动子28下端可直接或经传动装置与上扬管径相连或压离配合；另外，还可将直线电机29通过紧固带34固定在支承架35上，活动销33穿过支承架35上的销孔31与硬质管径17通过销子32铰接，支承架35通过销子30与马桶14内固定架铰接。

图7中，将水阀2(电磁水阀)与直线电机29通电，自来水从水阀2经出水管6进入环形喷淋冲水管5，冲洗侧壁并排向便盆13，直线电机29的动子28下移通过压板22压下回弹管径46，从而使便盆13内的混合液体经下移的上端口462流向排泄管19，施加直线电机29的电能关闭后，弹簧9使动子28及压板22上移，同时，回弹管径46靠自身弹力上移复位，便盆13的水封补水完成并关闭水阀2，一个循环结束；同理，对活动销33底端直接与回弹管径46上部相连而不用压板22，对硬质管径17或软质管径20工作原理及过程类同上述；如果回弹管径46弹力够强，可代替拉簧或弹簧卡23及弹簧9，即回弹管径46的弹力使该管径、断电的动子28及压板22上移复位。

参照图10，11和12，本实用新型的另一种替代结构为驱动装置还可由置于马桶14内的具有运动副机构的转动电机36机构构成，带有电池或连有电源的有源控制器43输出与转动电机36和水阀2的电控开关电路相连，由减速齿轮与电机组合成的电机或慢转速力矩电机等通称为转动电机36，运动副机构为转动电机36的轴与凸轮37相连接，凸轮37下端安置有一平板55，传动装置为平板55下端与活动销33上端连接，套有弹簧9的活动销33穿过固定导孔42底端通过连接销11与安置在硬质管径17上的滑槽12滑动相连，该传动装置中活动销33底端还可与硬箍202上端相连或与压板22连接，或活动销33底端直接与回弹管径46上部相连而不用压板22。如果电机36为能被开环精确控制转数如步进电机，可以不用位移或角度传感器，一般情况下需要至少一个传感元件如在凸轮37附近安置一行程开关38，其安置位置为当凸轮37转动一周过程中，该传感器38至少能被开关一次，传感器38可为接触开关、非接触开关或光电开关，与有源控制器43电路相连。

使用时，将水阀2(电磁水阀)与转动电机36通电，自来水从水阀2经出水管6进入环形喷淋冲水管5，冲洗侧壁并排向便盆13，同时，慢速电机36带动凸轮37顶部由上向下转动，硬质管径17下移，使便盆13内的混合液体易于流向排泄管19，当凸轮37顶部由下向上转动时，弹簧9使硬质管径17上移复位，便盆13的水封补水完成并关闭水阀2，如果电机36为能被开环精确控制转数的，则凸轮37顶部返回到原起始位置时停止；如果电机36为普通电机，则凸轮37顶部会使行程开关38开关一次，在此信号基础之上，有一段延迟时间，使凸轮37顶部超越该开关瞬时状态的同时又无积累误差，并仅用一个行程开关，使凸轮37顶部停在所设计的范围内；例如图16为用门电路设计的控制电路，IC2输入端V1为启动脉冲，它可以是启动信号或遥控接收器输出信号，IC3为D触发器，V1的启动脉冲经或门IC2使双稳态IC3转为输出高电平，电机36(M)转动，当凸轮37顶部触动行程开关38时，触发单稳态IC1，凸轮37继续转动并超越该开关瞬时状态后延时结束，IC1脉冲下降沿经或门IC2触发IC3输出转为低电平，关闭继点器J1，电机36停转，凸轮37顶部停留在设计范围内；实现该控制功能的电路有很多，如继点器、晶体管或电机驱动电路等。

图11中运动副凸轮机构还可以被齿轮齿条机构所代替，该机构为转动电机36的轴与齿轮25相连接，齿条18与齿轮25相啮合并置于齿轮25与支承轴24之间，齿条18底端与弹簧卡23和活动销33相连接，套有弹簧9的活动销33穿过一固定导孔42，底端与作为上扬管径的硬质管径17上部活动相连，行程开关26位于齿条18上限点；如果电机36为自锁的，如组合电机中减速机构为可自锁的蜗轮蜗杆机构，可不用弹簧9及弹簧卡23；如果自锁电机为能被开环精确控制转数的或非自锁的电机，可不用行程开关26；该机构活动销33底端还可与执行装置中的硬箍202上端相连或与压板22相连，或活动销33底端直接与回弹管径46上部相连而不需压板22。

使用时，启动水阀2(电磁水阀)与电机36，电机36正转带动齿轮25转动使齿条18下移至所设计的低点时停止，硬质管径17下移，用清水置换掉便盆13混合液体，自锁电机36反转或非自锁电机36机构中的弹簧9，使硬质管径17上移复位后停止，便盆13的水封补水完成并关闭水阀2，一个循环结束；对自锁电机36而言，如果电机36不能被开环精确控制转数的，需行程开关26停止自锁电机36的反向转动。

图14、15及16所示本实用新型当用电驱动时，还可利用遥控技术，即将载频为红外线、超声波或无线电波的遥控或编译码遥控发射及接收电子技术应用于该电机控制电路中，包括遥控发射器，所匹配的遥控接收器，遥控接收器输出端与有源控制器输入端相连，有源控制器输出端与水阀的电控开关电路相连或者与水阀的电控开关及电机电路相连，该遥控技术当用于图1中时，有源控制器43输出端与水阀2的电控开关电路相连，启动遥控发射器如RCM-1A，遥控接收器RCM-1B接收，输出暂态低电平至有源控制器43中包括的一单稳态IC1的2端，单稳态IC1的3端输出一高电平直接或经继电器使电磁水阀2在该时间内开启，使用后自动延时关闭，工作过程如前述；该遥控技术当用于图7中时，有源控制器43中包括两个IC1，其中可调电阻R及可调电容C可相应按设计要求调节IC1不稳态脉冲长度，一路控制电磁水阀2，一路控制电机29，遥控接收器输出端分别与两个IC1的2端相连，两个IC1的3端分别与两个继电器相连，两个继电器的常开触点分别与电磁水阀2和电机29相连，启动遥控发射器，遥控接收器接收并输出一暂态低电平分别至两个IC1的2端，两个IC1的3端输出两个时间长度不同的脉冲分别经功放或继电器至电磁水阀2及电机29，向便盆13内冲水，降低上扬管径的上端口，使便盆13内的混合液体流出至排泄管19入口，然后提升上扬管径的上端口复位，电机29被自动延时关闭，补水后，电磁水阀2被自动延时关闭。

该遥控技术当用于图10中时，点动遥控发射器如TH9736按键，遥控接收器TH9738接收，输出一暂态脉冲V1至或门IC2的输入端，脉冲V1下降沿触发IC3双稳态D触发器CP端，IC3输出转为高电平，继电器J1通电，常开触点动合，同时使电磁水阀2和电机36通电，向便盆13内冲水，降低上扬管径的上端口，使便盆13内的混合液体流出至排泄管19入口，由于电机36回转需要时间，即降低的上扬管径的上端口回升的同时亦进行补水，当电机36的凸轮37凸端触到传感器38时，暂时动合的传感器38信号经三极管反向器进入ICI的2端并启动IC1单稳态，IC1输出一脉冲经一定延时后，即当上扬管径上移到位，凸轮37凸端超越传感器38动合状态并补水完毕后，IC1脉冲下降沿经或门IC2触发IC3，双稳态D触发器IC3输出低电平，继电器J1断电，同时关闭电磁水阀2和电机36，一个循环完成；当断电后的电机36惯性可使凸轮37凸端超越该开关暂态或传感器38的开关暂态相当的短而不需该延时过程时，IC3中的CP亦可改为用脉冲上升沿触发，IC1此时的作用为整形脉冲；手持无线遥控发射装置可以非常方便的安置于卫生间内或任何使用方便的位置。

以上所述装置中的驱动装置与上扬管径不同组合均可达到冲洗干净，节约用水的目的。上述结构和原理亦适用于蹲式马桶。

Claims (10)

1.一种马桶的存水弯，主要由供水部分及马桶组成，供水部分主要由自来水管、水阀、出水管和冲水管组成；马桶包括便盆、存水弯、排泄管，其特征在于：马桶(14)内的存水弯后部上扬管径能活动，下端口直接或通过密封活动连接机构与便盆出口(131)连通，上部直接或经传动装置与置于马桶(14)内的驱动装置相配合或相连，上扬管径位于排泄管(19)入口上方，驱动装置直接或经传动机构与水阀(2)机械、电路或液路相配合或者相连。

2.根据权利要求1所述的马桶的存水弯，其特征在于：存水弯后部上扬管径为硬质管径(17)，下端口(171)与便盆出口(131)铰接，两端口经可伸缩材料或软质材料密封连通。

3.根据权利要求1所述的马桶的存水弯，其特征在于：存水弯后部上扬管径为上端带硬箍(202)的软质管径(20)，下端口(201)与便盆出口(131)相连。

4.根据权利要求1所述的马桶的存水弯，其特征在于：存水弯后部上扬管径为回弹管径(46)，下端口(461)与便盆出口(131)相连。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的马桶的存水弯，其特征在于：驱动装置为水压缸机构，水压缸(8)内有一活塞(7)及一套有弹簧(9)的活塞杆(10)，水压缸(8)上部有一进出水口(21)并与进出水管(3)连通，进出水管(3)的另一端与水阀(2)及出水管(6)相连，活塞杆(10)底端直接或经传动装置择一与硬箍(202)上端相连、与硬质管径(17)上部活动相连、或者与回弹管径(46)上部相连或压离配合。

6.根据权利要求1、2、3或4所述的马桶的存水弯，其特征在于：驱动装置为压杆(48)机构，顶端安有顶帽(49)套有弹簧(9)的压杆(48)穿过固定导孔(52)，压杆(48)直接或经传动机构与水阀(2)的开关相连或压离配合，压杆(48)底端直接或经传动装置择一与硬箍(202)上端相连、与硬质管径(17)上部活动相连、或者与回弹管径(46)上部相连或压离配合。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的马桶的存水弯，其特征在于：驱动装置为直线电机(29)机构，一有源控制器(43)分别与水阀(2)的电控开关和直线电机(29)电路相连，直线电机的动子(28)直接或经传动装置择一与硬箍(202)上端相连、与硬质管径(17)上部活动相连、或者与回弹管径(46)上部相连或压离配合。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的马桶的存水弯，其特征在于：驱动装置为具有运动副机构的转动电机机构，一有源控制器(43)分别与水阀(2)的电控开关和转动电机(36)电路相连，转动电机(36)机构直接或经传动装置择一与硬箍(202)上端相连、与硬质管径(17)上部活动相连、或者与回弹管径(46)上部相连或压离配合。

9.根据权利要求8所述的马桶的存水弯，其特征在于：转动电机机构中还包括一传感器(38)并与有源控制器(43)电路相连。

10.根据权利要求1、2、3、4或9所述的马桶的存水弯，其特征在于：驱动装置还包括遥控发射器，所匹配的遥控接收器，遥控接收器输出端与有源控制器输入端相连，有源控制器输出端与水阀的电控开关电路相连或者与水阀的电控开关及电机电路相连。

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