DE2623727A1 - Gaskompressor - Google Patents

Gaskompressor

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DE2623727A1 DE19762623727 DE2623727A DE2623727A1 DE 2623727 A1 DE2623727 A1 DE 2623727A1 DE 19762623727 DE19762623727 DE 19762623727 DE 2623727 A DE2623727 A DE 2623727A DE 2623727 A1 DE2623727 A1 DE 2623727A1
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Description

PATENTANWÄLTE
HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN
DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.
Ingersoll-Rand Company ir-52
2k.Mai I976 Se/P
Gaskompressor
Die Erfindung betrifft einen Gaskompressor und insbesondere die Art des Aufbaues aus leistungsfähigen, selbstständigen Bauteilen, um eine Anpassungsfähigkeit der Konstruktion zu erreichen, was Ausgangsleistung, Anwendungsmöglichkeiten und dergleichen betrifft, und um Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung und der Wartung zu erzielen.
Bei Gaskompressoren des bekannten Standes der Technik war die Art des Zusammenbaus durch die Erfordernisse seitens der Maschinenausstattung bestimmt. Dies bringt die Notwendigkeit mit sich, daß jeder Aufbau oder jede Konstruktion im wesentlichen besonders ausgestaltet ist, wodurch ein beträchtlicher Herstellaufwand und Aufwand an Wartung und Ersatzteilen bedingt ist. Solche Gaskompressoren des Standes der Technik bieten eine geringe Anpassungsfähigkeit in ihrer Konstruktion und wenig wirksame, selbstständige, in sich geschlossene Bauteile. Eine Ausnahme hierzu stellt die Einrichtung gemäß US-PS 3 355 097 dar, in der Strömungsmittelmaschinen beschrieben sind, z.B. ein Gaskompressor, der einen vorteilhaften, wirtschaftlichen und leicht wartbaren Aufbau zeigt. Diese Patentschrift zeigt insbesondere die Art des Aufbaues eines Gaskompro./ o:-.-. bei der im wesentlichen die gesamte Leitungsführung zwischen de·;.ι einzelnen Stufen selbstständig innerhalb einer Abschlußplatte ix!.;:.» Abdeckung enthalten ist, die an das Gehäuse angelenkt ist.
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D-707 SCHWABISCH GMÜND GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÜNCHEN Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank MünAen 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89 5·; H. SCHROETER Telegramme: Schroepat Schwäbisch Gmiind 02/00 535 (BLZ 613 700 S6) K.LEHMANN Telegramme: Schr«,.v:
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Gemäß vorliegender Erfindung ist die Leitungsführung zwischen den einzelnen Stufen, sofern eine solche verwendet wird, außen angeordnet, doch ist eine große Anpassungsfähigkeit der Konstruktion durch die Art des Aufbaues des Kompressors gegeben, die kompakte, selbstständige, gegenseitig kuppelbare und leicht austauschbare Bauteile aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Gaskompressor· zu schaffen, der aus Bauteilen besteht, die sich in vorteilhafter Weise zusammenbauen lassen. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gaskompressors gemäß der Erfindung, der an einem Ende eines Unterbaus oder einer Plattform befestigt ist und mit einer Antriebsmaschinenanlage am anderen Ende verbunden ist,
Pig. 2 eine Ansicht vom Ende her auf die Anordnung der Fig.l, und zwar von der rechten Seite der Fig. 1 aus gesehen, wobei die Leitungsführung und die Abdeckung für die zwei bei diesem Ausführungsbeispiel vorhandenen Stufen zu sehen sind,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der Fig.I und 2, der im allgemeinen in die Ebene gelegt ist, in der sich beide Drehachsen der zwei Stufen befinden,
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Pig. 4 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gaskompressors, in dem drei Kompressionsstufen in Reihe vorgesehen sind,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel ebenso in Draufsicht, bei dem zwei unabhängige Kompressionsstufen vorgesehen sind,
Fig. 6 einen Teil eines Schnittes durch eine gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelte Ausführungsform.
Wie in den Fig.l und 2 gezeigt, enthält der Gaskompressor 10 ein Getriebegehäuse 12, das mit einer Grundplatte 14 verbunden ist. An das Getriebegehäuse 12 ist an dessen Mitte eine Antriebswelle 16 angeschlossen, und zwar über ein Hauptantriebsrad 18 zum Antrieb von weiteren Zahnrädern, durch die Kompressorlaufräder betrieben werden. Die Antriebswelle 16 ist mit einer Antriebsmaschinenanlage 20 verbunden, die in einem Gehäuse 22 enthalten ist. In der Ansicht tier Fig.2 ist zu sehen, daß zwei Kompressionsstufen Seite an Seite vorgesehen sind, .deren jede in einem Gehäusemantel 24 bzw. 26 eingeschlossen ist. Eine Leitungsverbindung 28 führt vom Ausgang der ersten Stufe zum Eingang der zweiten Stufe. Eine mit einem Flansch versehene öffnung 30 stellt den Einlaß für die erste stufe dar und ein tangentialer Leitungsabschnitt 32 führt vom Ausgang der zweiten Stufe weiter. Wie besser in Fig.3 zu erkennen ist, ist der Gehäusemantel 24 die äußere Wand eines Zwischenkühler-Wärmetauschers 34.
In Fig.3 ist das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 mehr in Einzelheiten gezeigt und zwar in einem Schnitt durch die Ebene,. in der die Achsen der Kompressorlaufräder 36 und 38 der ersten bzw. der zweiten Stufe liegen. Das Getriebegehäuse 12 ist in sich abgeschlossen und durch eine Umfangswand 40 und parallele
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Seitenwände 42 und 44 begrenzt. Die Antriebswelle 16 geht durch die Seitenwand 42 hindurch und die Kompressorlaufräder 36 und 38 befinden sich außerhalb des Gehäuses innerhall:. von Gasführungsbauteilen 46 und 48, die aus einem Stück mit der Seitenwand 44 ausgebildet sind. Das Hauptantriebsrad 18 steht in Antriebsverbindung mit Zahnrädern 50 und 52 der ersten bzw. der zweiten Kompressorstufe, wobei diese Zahnräder wiederun die entsprechenden Kompressorlaufräder 36 und 38 antreiben.
Die Gasführungsbauteile 46 und 48 weisen in ihrer Mitte je ein Einlaßrohr 54 bzw. 56 auf, die Gas zu jedem der Kompressor laui'-räder zuführen, und enthalten auch Diffusoren 58 bzw. 60 und nach einer Seite of ferB Auf fangräume 62 bzw. 64. Die erste Stufe weist einen Zwischenkühler auf, d.h. den Zwischenkühler-Wärmetauscher 34, der mit dem Flansch 68 des Gasführuncsbauteile 46 verschraubt ist, und eine haubenförmige Abdeckung 70, die wiederum mit dem Wärmetauscher verschraubt ist. Sowohl die haubenförmige Abdeckung 70, wie auch der Zwischenkühler-Wämietauscher 34 haben mittige Rohre 72 bzw. 74, die passend miteinander in Eingriff stehen, um eine gemeinsame mittige Einlaßleitung zu begrenzen, die dem Kompressorlaufrad 36 der ersten Stufe Gas zuführt. Die haubenförmige Abdeckung 70 hat auch ein tangentiales Auslaßrohr 76 zur Abführung des komprimierten Gases der ersten Stufe. Es versteht sich, daß falls erwünscht, der Wärmeaustauscher wegfallen und die haubenförmige Abdeckung 70 direkt mit dem Plansch 68 des Bauteiles 46 verschraubt sein kann.
Das tangentiale Auslaßrohr 76, das einen Teil der Leitungsverbindung 28 darstellt, ist seinerseits mit einem um 90° umlenkenden Krümmer 78 verbunden, der seinerseits mit einer zweiten haubenförmigen Abdeckung 70a verschraubt ist,die ihrerseits abnehmbar um das Kompressorlaufrad 38 der zweiten Stufe befestigt ist.Auch hier ist die haubenförmige Abdeckung mit
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dem Bauteil 48 verschraubt und hat den tangentialen Leitungsabschnitt 32 zur Abführung des komprimierten Gases. Sofern es ratsam oder erwünscht erscheint, könnte der Krümmer 78 wegfallen und an seiner Stelle ein Nachkühler in der zweiten Stufυ (in der gleichen Art wie der Zwischenkühler-Wärmetauscher 34 in der ersten Stufe) vorgesehen sein. Ein solcher Nachkühler-Wärmetauscher wäre mit dem Gasführungsbauteil 48 der zweiten Stufe zu verschrauben. Der Gaseinlaß bei einer solchen Ausführungsform würde von dem Auslaßrohr 76 direkt in eine abgewandelte Endabdeckung der zweiten Stufe führen und der Auslaß der zweiten Stufe wäre in einer Seitenwand des äußeren Mantels des Nachkühlers angeordnet. Eine solche Anordnung ist in Fig.4 skizziert.
Wie in Fig.4 gezeigt, enthält ein weiteres Ausführungsbeispiel ein kompaktes Getriebegehäuse 12a; das auch hier mit einem Unterbau oder einer Grundplatte 14 verschraubt ist, jedoch bei dieser Anordnung drei Kompressionsstufen bedient. Die erste Stufe ist im wesentlichen gleich mit der ersten Stufe des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 - 3 ausgeführt, lidessen ist die zweite Stufe mit einem Zwischenkühler-Wärmetauscher 3'la versehen und von einem Endabschnitt hiervon führt eine Leitung 80 zur dritten Stufe 82. Bei dieser Ausführung sind anstelle von zwei an gegenüberliegenden Seiten des Hauptantriebsrades 18 angeordneten Zahnrädern 50 und 52 (Fig.3) drei am Umfang des Hauptantriebsrades verteilte Zahnräder (50, 52 und 52a) innerhalb des Getriebegehäuses 12 a vorgesehen, wobei jedes ein Kompressor laufrad antreibt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig.5 zeigt eine weitere Art des Aufbaues, wobei der Kompressor lob einzelne Kompressionsstufen aufweist, die an einem im Prinzip gleich ausgebildeten Getriebegehäuse 12b vorgesehen sind. Zwei Kompressionsstufen 84a sind Seite an Seite angeordnet und weisen parallele Ausgänge auf. Wie zuvor festgestellt, ist es ganz in das Belieben des Benutzer«;
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gestellt, eine . oder beide Stufen mit einem Wärmetauscher zu versehen, wie dies in Fig.3 grundsätzlich gezeigt ist , und, falls erwünscht, die Anordnung so abzuwandeln,daß die Stufe 84 ihren Ausgang an die Stufe 84a zur weiteren Kompression abgibt.
Gemäß Fig. 3 enthält die hakenförmige Abdeckung 70 einen Feuchtigkeitsabscheider 86, der Wasserdampf, der in dem Gas mitgeftihrt werden kann, sammelt und durch herkömmliche (nicht gezeigte) Mittel die angesammelte Flüssigkeit aus dem Kompressor 10 abzieht. Der Wärmetauscher 34 hat Durchgangsleitungen 88, die in geraden Zeilen und Kolonnen angeordnet sind, um die Reinigung zu erleichtern, und die das Gas hind.-.r-i . · leiten. Anschlüsse 90 und 92 führen ein Kühlmittel dem Wärmetauscher zu und leiten es wieder ab, wie dies im Stande der Technik gut bekannt ist.
Das in Fig.6 nur in einem nicht zusammenhängenden und teilweisen Schnitt gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine abgeänderte Form des Kompressors der Fig. 1-3· Bei diesem letztgenannten Ausführungsbeispiel sind die haubenförmige Abdeckung JO' und der Gehäusemantel 24a aus einem Stück hergestellt - wobei beide zusammen das Ergebnis eines Herstellungsganges sind. Der Gehäusemantel 24a ist durch im einzelnen nicht gezeigte Mittel abnehmbar mit dem Flansch 68 des Bauteils 46 verbündei. Die haubenförmige Abdeckung 70* (wie die Abdeckung 70 der Fig.3) enthält die gleiche mit Flansch versehene Öffnung 30, das mittige Rohr 72, das Auslaßrohr 76 und den Feuchtigkeitsabscheidsr 86. Auch enthält der Gehäusemantel 24a den Wärmetauscher
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Claims (23)

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1.) Gaskompressor mit einem Getriebegehäuse, einem Antriebsrad und wenigstens einem angetriebenen Rad innerhalb des Gehäuses, wobei die Räder in gegenseitigem Eingriff zur Drehung um parallele Achsen stehen und das Gehäuse parallele Wände aufweist, mit einer eine der Wände durchsetzenden Antriebswelle, die mit dem Antriebsrad in Antriebsverbindung steht, mit einem gasverdichtenden Kompressorlaufrad, das außerhalb des Getriebegehäuses mit einem der angetriebenen Räder zur gemeinsamen Drehung mit diesem verbunden ist, mit einer ersten Einrichtung zur Zuführung von Gas zum Kompressorlaufrad und einer zweiten Einrichtung zur Abführung von Gas; vom Kompressorlaufrad, dadurch gekennzeichnet; , daß die erste Einrichtung (72, 74) und die zweite Einrichtung (24, 46, 76) eine Baueinheit bilden, die abnehmbar an das Getriebegehäuse (12) angeschlossen ist und dabei das Kompressorlaufrad (36) konzentrisch umschließt, wobei an einer der Einrichtungen eine ringförmige Kammer mit einer Abdeckung (70) vorgesehen ist und die andere Einrichtung (72, 74) die Abdeckung (70) durchsetzt.
2. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckung (70) ein quer zur Achse ausgehendes Auslaßrohr (76) aufweist.
3. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß abnehmbar mit der ersten und der zweiten Einrichtung und dem Gehäuse ein Wärmetauscher (34) zwecks Wärmeaustausches zwischen dem vom Kompressorlaufrad (36) geförderten Gas und einem Kühlmittel vorgesehen ist.
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4. Gaskompressor nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet , daß ein Rohr (74) zur Zuführung von Gas im Inneren des Wärmetauschers (34) verläuft.
5. Gaskompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmetauscher (34) eine Unterbaueinheit von ringförmigem und zum Kompressorlaufrad (36) konzentrischem Querschnitt bildet»
6. Gaskompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einrichtung (24, 46, 76} zur Weiterleitung von Gas einen Gehäusemantel (24) zur Begrenzung der ringförmigen Kammer aufweist, daß die hakenförmige Abdeckung (70') hohl ist und aus einem Stück mit dem Gehäusemantel (24a) besteht, eine zentrale öffnung aufweist und mit einem tangentialen Auslaßrohr (76) versehen ist.
7. Gaskompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrichtung (72, 74) zur Zuführung von Gas ein die mittige öffnung durchsetzendes Rohr (72) aufweist.
8. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweites angetriebenes Rad (52) innerhalb des Getriebegehäuses (12) eingeschlossen ist und in gegenseitigem Eingriff mit dem Hauptantriebsrad (18) steht, daß ein zweites Kompressorlaufrad (38) zur Verdichtung von Gas mit dem zweiten angetriebenen Rad (52) außerhalb des Getriebegehäuses (12) verbunden ist, um gemeinsam mit ihm gedreht werden zu können, daß eine dritte Einrichtung (78, 56) zur Zufuhr von Gas und eine vierte Einrichtung (48, 70a, 32) zur Abführung von Gas am zweiten Kompressorlaufrad vorgesehen sind, daß die dritte und die
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vierte Einrichtung eine abnehmbar mit dem Getriebegehäuse (12) verbundene und das zweite Kompressorlaufrad (38) konzentrisch einschließende Baueinheit darstellen, wobei die dritte oder die vierte Einrichtung eine weitere ringförmige Kammer begrenzt, die von einer haubenförmigen Abdeckung (70a) abgeschlossen ist, wobei die andere der beiden Einrichtungen, nämlich die dritte oder die vierte Einrichtung, die Abdeckung (70a) dieser weiteren ringförmigen Kammer durchsetzt.
9. Gaskompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß Leitungsverbindungen (78, 56) abnehmbar an die zweite und die dritte Einrichtung zur Weiterleitung von Gas zum zweiten Kompressorlaufrad (38) angeschlossen sind.
10. Gaskompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der dritten und der vierten Einrichtung sowie dem Getriebegehäuse (12a) abnehmbar ein Wärmetauscher (3^&) für den Wärmeaustausch zwischen einem Kühlmittel und dem vom zweiten Kompressorlaufrad (38) geförderten Gas und Leitungen (78, 56) zur Weiterleitung von Gas an das zweite Kompressorlaufrad (38) , ebenfalls abnehmbar, verbunden sind.
11. Gaskompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß ein drittes angetriebenes Rad (52a) innerhalb des Getriebegehäuses (12a) und in gegenseitigem Eingriff mit dem Hauptantriebsrad (18) vorgesehen ist, daß ein drittes Kompressorlaufrad zur Verdichtung von Gas mit dem dritten angetriebenen Rad außerhalb des Getriebegehäuse"; (12a) zur gemeinsamen Drehung mit diesem Rad verbunden ist-, daß eine fünfte Einrichtung (80) und eine sechste Einrichtung (82, 32) zur Zuführung bzw. Abführung von Gas am dritten
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Korapressorlaufrad vorgesehen sind und eine Baueinheit bilden, die konzentrisch das dritte Kompressorlaufrad einschließend abnehmbar mit dem Getriebegehäuse verbunden sind, wobei eine dieser beiden Einrichtungen eine Ringkammer definiert, die eine hakenförmige Abdeckung aufweist und von der anderen der beiden, nämlich der fünften oder der sechsten Einrichtung, durchsetzt wird.
12. Gaskompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß mit der zweiten und der dritpten Einrichtung eine erste Leitung abnehmbar verbunden ist, die Gas zum zweiten Kompressorlaufrad zuführt, und daß eine zweite Leitung abnehmbar mit der vierten und der fünften Einrichtung zur Zuführung von Gas zum dritten Kompressorlaufrad verbunden ist.
13. Gaskompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß eine Leitung (54) in Zusammenarbeit mit dem Kompressorlaufrad (36) eine Gasverdichtungskaramer und daß eine weitere Leitung einen radial angeordneten Diffusor (58) darstellt.
14. Gaskompressor nach Anspruch 13s dadurch g e k e η η - ---«-% zeichnet , daß zusätzlich weitere Leitungen (z.B. «*■* 56) zusammen mit Kompressorlaufrädern (s.B. 3$) weitere Gasverdichtungskammern bilden und daß weitere radial angeordnete Diffusoren (z.B. 60) vorgesehen sind.
15. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Einrichtung zur Abführung des verdichteten Gases ein Feuchtigkeitsabscheider (86) aufweist .
16. Gaskompressor nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet , daß nach mehreren der Kompressorlaufräder (36, 38) Feuchtigkeitsabscheider (86) vorgesehen sind.
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17. Getriebegehäuse mit Gasführungsbauteil für einen Gaskompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gasführungsbauteil (46) in einem Stück mit einer der Seitenwände des Getriebegehäuses (12) ausgebildet ist und daß diesem Gasführungsbauteil eine Gasverdichtungskammer in 4er Umgebung des Kompressorlaufrades (36),eine Einlaßleitung (72, 74) für die Zuführung von Gas zum Kompressorlaufrad, ein Diffusor (58) in Fortsetzung der Verdichtungskammeir und ein sich gegen das Ende öffnender mit dem
Diffusor zusammenhängender Auffangraum (62) zugeordnet sind.
18. Baueinheit nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangraum (62) von ringförmiger Gestalt ist und durch innere und äußere konzentrische Wände begrenzt ist und daß die innere Wand das Einlaßrohr (54) bildet.
19. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Baueinheit einen Wärmetauscher (34) zum Wärmeaustausch zwischen einem Kühlmittel und dem vom Kompressorlaufrad (36) geförderten Gas aufweist.
20. Wärmetauscher für einen Gaskompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gehäusemantel, der den Wärmetauscher begrenzt, mit einer Abdeckung an einem seiner Enden und einem ringförmigen Montageflansch am entgegengesetzten Ende, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßleitung (72, 74) zur Zuführung von Gas die Abdeckung (70) durchsetzt und ein Auslaßrohr (76) zur Weiterleitung von Gas vom Wärmetauscher (34) ebenfalls die Abdeckung (70) durchsetzt.
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21. Wärmetauscher nach Anspruch 2Oj dadurch g e k e η η ζ e i c hn e t , daß sich innerhalb des Gehäusemantels (24) ein inneres konzentrisches Rohr (74) befindet, wobei der Wärmetauscher vom Gehäusemantel (24) und vom Rohr (74) begrenzt ist , und daß das Rohr (74) zusammen mit dem Rohr (72) eine Einlaßleitung für das Gas bildet.
22. Wärmetauscher nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des Gehäuses unmittelbar vor dem Auslaßrohr (76) ein Feuchtigkeitsabscheider (86) angeordnet ist.
23. Wärmetauscher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß der Feuchtigkeitsabscheider (86) ringförmig ausgebildet ist und die Einlaßleitung (72) umschließt.
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