ES2642268T3 - Disposición de bomba con una disposición de cojinete liso - Google Patents

Disposición de bomba con una disposición de cojinete liso Download PDF

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ES2642268T3 ES14720141.2T ES14720141T ES2642268T3 ES 2642268 T3 ES2642268 T3 ES 2642268T3 ES 14720141 T ES14720141 T ES 14720141T ES 2642268 T3 ES2642268 T3 ES 2642268T3
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Description

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DESCRIPCION
Disposicion de bomba con una disposicion de cojinete liso
La invencion se refiere a una disposicion de bomba, especialmente una disposicion de bomba de acoplamiento magnetico, con un espacio interior formado por un carter de bomba de la disposicion de bomba, con una carcasa de contencion que estanqueiza una camara encerrada por ella hermeticamente frente al espacio interior formado por el carter de bomba, con un arbol de rodete soportado por medio de una disposicion de cojinete liso y accionable de forma giratoria alrededor de un eje de giro, con un rodete dispuesto en un extremo del arbol de rodete, con un primer casquillo de cojinete que esta unido de forma no giratoria al arbol de rodete, con un segundo casquillo de cojinete que esta unido de forma no giratoria al arbol de rodete, con un primer manguito de cojinete que a traves de una superficie de cojinete radial actua en conjunto con el primer casquillo de cojinete y que esta unido de forma no giratoria al carter de bomba o a un componente fijado al carter de bomba, con un segundo manguito de cojinete que a traves de una superficie de cojinete radial actua en conjunto con el segundo casquillo de cojinete y que esta unido de forma no giratoria al carter de bomba o a un componente fijado al carter de bomba, y con un anillo de sujecion dispuesto entre el primer y el segundo casquillo de cojinete.
Una disposicion de bomba de este tipo se dio a conocer por el documento US2006/0245955A1.
Otra bomba comparable con un acoplamiento magnetico se dio a conocer por el documento DE202009004160U1.
Por el documento EP0771956A1 se dio a conocer una bomba de acoplamiento magnetico con un cojinete liso, en el que las piezas de cojinete estacionarias se alojan en un soporte de anillo de cojinete designado como carcasa exterior y las piezas de cojinete que rotan alrededor del eje de giro se posicionan sobre el arbol. Los cojinetes axiales estan asignados desde fuera respectivamente a una pieza de cojinete estacionaria. Esto tiene el inconveniente de que el rodete y el manguito de cojinete dispuesto mas cerca del rodete se encuentran a una distancia relativamente grande y por tanto resulta una distancia relativamente grande de dicho manguito de cojinete con respecto a la fuerza radial que se produce en el rodete. Ademas, el recambio de las piezas de cojinete estacionarias es posible solo con un gran esfuerzo y con herramienta especial.
El objetivo de la invencion consiste en perfeccionar una disposicion de bomba generica de tal forma que se siga mejorando la lubricacion de los cojinetes axiales, que se reduzcan las fuerzas de cojinete radial con las solicitaciones dadas y que se incremente facilidad de mantenimiento.
El objetivo de la invencion se consigue porque en el anillo de sujecion, en el lado frontal orientado hacia el primer manguito de cojinete, esta realizada una primera ranura anular que aloja un primer anillo de cojinete axial y en el lado frontal orientado hacia el segundo manguito de cojinete esta realizada una segunda ranura anular que aloja un segundo anillo de cojinete axial, porque en el anillo de sujecion esta realizado al menos un taladro que une la primera ranura anular con una ranura anular adicional realizada en el anillo de sujecion en una zona orientada hacia el arbol de rodete y/o porque en el anillo de sujecion esta realizado al menos un taladro que une la segunda ranura anular con la ranura anular realizada en el anillo de sujecion en la zona orientada hacia el arbol de rodete.
Mediante el posicionamiento de los anillos de cojinete axial entre el primer y el segundo manguito de cojinete y la realizacion de al menos un taladro en el anillo de sujecion, que une la primera ranura anular con una ranura anular adicional realizada en el anillo de sujecion en una zona orientada hacia el arbol de rodete y/o la realizacion de al menos un taladro en el anillo de sujecion, que une la segunda ranura anular con la ranura anular realizada en el anillo de sujecion en la zona orientada hacia el arbol de rodete, se optimizan la lubricacion y la refrigeracion de las disposicion de cojinete axial formadas de esta manera, en comparacion con el estado de la tecnica.
Por lo tanto, las dos disposiciones de cojinete axial se encuentran en una posicion con la menor flexion de arbol, por lo que se reduce la inclinacion de los cojinetes axiales en comparacion con el estado de la tecnica y se incrementa la parte de soporte.
En una forma de realizacion ventajosa, el primer casquillo de cojinete y el primer manguito de cojinete estan dispuestos en una abertura de la tapa del carter.
De esta manera, es posible posicionar el primer casquillo de cojinete y el primer manguito de cojinete mas cerca del rodete, por lo que se consigue reducir las fuerzas radiales en el cojinete y se realiza una menor probabilidad de fallo del cojinete en puntos de funcionamiento cnticos en cuanto al empuje radial.
Para conseguir un asiento seguro de los anillos de cojinete axial, en una forma de realizacion preferible de la invencion, el primer anillo de cojinete axial esta tensado en la primera ranura anular por medio de un resorte ondulado y el segundo anillo de cojinete axial esta tensado en la segunda ranura anular por medio de un resorte ondulado.
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En el sentido de un montaje sencillo y economico, en una variante ventajosa de la invencion, una abertura en una tapa de carter del carter de bomba presenta una zona de abertura con un diametro aumentado en la que esta realizada una ranura circunferencial que aloja un anillo de tolerancia y en la que el primer manguito de cojinete esta dispuesto y unido de forma no giratoria a la tapa de carter por medio del anillo de tolerancia.
Ademas, convenientemente, una abertura en el soporte de anillo de cojinete presenta una zona de abertura de diametro aumentado en la que esta realizada una ranura circunferencial que aloja un anillo de tolerancia y en la que el segundo manguito de cojinete esta dispuesto y unido de forma no giratoria al soporte de anillo de cojinete por medio del anillo de tolerancia.
Una disposicion del primer manguito de cojinete en la tapa de carter y del segundo manguito de cojinete en el soporte de anillo de cojinete tiene la ventaja de que el cojinete liso o partes de este pueden recambiarse con facilidad de mantenimiento sin herramienta especial.
Ejemplos de realizacion de la invencion estan representados en el dibujo y se describen en detalle a continuacion. Muestran
la figura 1 una seccion longitudinal a traves de una disposicion de bomba de acoplamiento magnetico con una disposicion de cojinete liso segun la invencion y
la figura 2 una disposicion de cojinete liso correspondiente a la figura 1, en una representacion ampliada.
La figura 1 muestra una disposicion de bomba 1 en forma de una disposicion de bomba de acoplamiento magnetico.
La disposicion de bomba 1 presenta un carter de bomba 2 compuesto por varias piezas de una bomba centnfuga, que comprende un carter hidraulico 3, una tapa de carter 4, una linterna de soporte de cojinete 5, un soporte de cojinete 6 y una tapa de cojinete 7.
El carter hidraulico 3 presenta una abertura de entrada 8 para la aspiracion de un medio de transporte y una abertura de salida 9 para expulsar el medio de transporte. La tapa de carter 4 esta dispuesta en el lado del carter hidraulico 3 que esta situado enfrente de la abertura de entrada 8. En el lado de la tapa de carter 4 que esta opuesto al carter hidraulico 3 esta fijada la linterna de soporte de cojinete 5. El soporte de cojinete 6 esta dispuesto en el lado de la linterna de soporte de cojinete 5 que esta situado enfrente de la tapa de carter 4. La tapa de cojinete 7 a su vez esta fijada al lado del soporte de cojinete 6 que esta opuesto a la linterna de soporte de cojinete 5.
Una carcasa de contencion 10 esta fijada al lado de la tapa de carter 4 que esta opuesto al carter hidraulico 3, y se extiende al menos en parte a traves de un espacio interior 11 limitado por carter de bomba 2, especialmente por la tapa de carter 4, por la linterna de soporte de cojinete 5 y por el soporte de cojinete 6. La carcasa de contencion 10 estanqueiza hermeticamente frente al espacio interior 11 una camara 12 encerrada por ella.
Un arbol de rodete 13 giratorio alrededor de un eje de giro A se extiende a la camara 12 desde una camara de circulacion 14 delimitada por medio del carter hidraulico 3 y la tapa de carter 4, pasando por una abertura 15 prevista en la tapa de carter 4.
En un extremo de arbol del arbol de rodete 13, situado dentro de la camara de circulacion 14, esta fijado un rodete 16, y en el extremo de arbol opuesto que presenta dos secciones de arbol 13a, 13b con diametros que aumentan respectivamente, esta dispuesto un rotor interior 17 dispuesto dentro de la camara 12. El rotor interior 17 esta dotado de varios imanes 18 dispuestos en el lado del rotor interior 17, orientado hacia la carcasa de contencion 10.
Entre el rodete 16 y el rotor interior 17 esta dispuesta una disposicion de cojinete liso 19 que esta en union activa con el arbol de rodete 13 accionable de forma giratoria alrededor del eje de giro A.
Un motor de accionamiento no representado, preferentemente un electromotor, acciona un arbol de accionamiento 20. El arbol de accionamiento 20 accionable alrededor del eje de giro A esta dispuesto de forma sustancialmente coaxial con el arbol de rodete 13. El arbol de accionamiento 20 se extiende a traves de la tapa de cojinete 7 y el soporte de cojinete 6 y esta soportado en dos rodamientos de bolas 21, 22 alojados en el soporte de cojinete 6. En el extremo libre del arbol de accionamiento 20 esta dispuesto un rotor exterior 24 que lleva varios imanes 23. Los imanes 23 estan dispuestos en el lado del rotor exterior 24 que esta orientado hacia la carcasa de contencion 10. El rotor exterior 24 se extiende al menos en parte a traves de la carcasa de contencion 10 y actua en conjunto con el rotor interior 17 de tal forma que el rotor exterior 24 rotatorio tambien pone en movimiento rotatorio por medio de fuerzas magneticas el rotor interior 17 y por tanto el arbol de rodete 13 y el rodete 16.
La disposicion de cojinete liso 19 representada de forma ampliada en la figura 2 comprende un primer anillo de sujecion 25 que esta dispuesto sobre el arbol de rodete 13 y que con un lado esta en contacto con el rodete 16. Con el lado del anillo de sujecion 25, opuesto al rodete 16 esta en contacto un primer casquillo de cojinete 26 igualmente colocado por deslizamiento sobre el arbol de rodete 13. El primer casquillo de cojinete 26 esta circundado por un primer manguito de cojinete 27 que esta unido de forma no giratoria a la tapa de carter 4. El primer casquillo de
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cojinete 26 proximo al rodete 13 y el primer manguito de cojinete 27 proximo al rodete 13 estan dispuestos completamente, al menos en parte o en mayor parte en la abertura 15 de la tapa de carter 4. La abertura 15 de la tapa de carter 4 presenta una zona de abertura 28 de diametro aumentado en la que esta realizada una ranura 30 circunferencial que aloja un anillo de tolerancia 29, estando unido el manguito de cojinete 27, dispuesto en la zona de abertura 28, de forma segura y no giratoria a la tapa de carter 4 por medio del anillo de tolerancia 29.
Un segundo anillo de sujecion 31 colocado por deslizamiento sobre el arbol de rodete 13 esta en contacto con el lado del casquillo de cojinete 26, opuesto al anillo de sujecion 25. En el anillo de sujecion 31 esta realizada una primera ranura anular 32 orientada hacia el primer manguito de cojinete 27, en la que esta dispuesto un primer anillo de cojinete axial 33. El primer manguito de cojinete 27 y el primer anillo de cojinete axial 33 estan dispuestos de tal manera que sustancialmente estan opuestos. El anillo de sujecion 31 presenta en el lado opuesto a la primera ranura anular 32 una segunda ranura anular 34 en la que esta alojado un segundo anillo de cojinete axial 35. En la forma de realizacion representada, el anillo de sujecion 31 esta realizado en una sola pieza. En una forma de realizacion alternativa, el anillo de sujecion 31 puede estar realizado en dos piezas, presentando las dos piezas de anillo de sujecion respectivamente solo una ranura anular 32 o 34. El primer anillo de cojinete axial 33 se tensa en la primera ranura anular 32 por medio de un resorte ondulado 36. De la misma manera, el segundo anillo de cojinete axial 35 se tensa en la segunda ranura anular 34 por medio de un resorte ondulado 37 adicional.
Un segundo casquillo de cojinete 38 dispuesto sobre el arbol de rodete 13 esta en contacto con el lado del anillo de sujecion 31, opuesto al primer casquillo de cojinete 26, y esta circundado por un segundo manguito de cojinete 39.
El segundo manguito de cojinete 39 y el segundo anillo de cojinete axial 35 estan dispuestos de tal manera que sustancialmente estan opuestos. Un tercer anillo de sujecion 40 colocado por deslizamiento sobre el arbol de rodete 13 esta en contacto con el lado del segundo casquillo de cojinete 38, opuesto al anillo de sujecion 31.
Como se puede ver en las figuras 1 y 2, el paquete de resortes Belleville 41 esta dispuesto entre el anillo de sujecion 40 y la seccion de arbol 13a y somete el conjunto tensado formado por el rodete 16, una tuerca de rodete 43 que fija el rodete 16 al arbol de rodete 13 a traves de un disco 42, el anillo de sujecion 25, el primer casquillo de cojinete 26, el anillo de sujecion 31, el segundo casquillo de cojinete 38, el anillo de sujecion 40 y el rotor interior 17, a una fuerza de resorte de tal forma que el conjunto tensado, se mantiene en cierta medida de forma elastica, especialmente a traves del rotor interior 17, en contacto con una superficie de contacto 44 que resulta por los diametros diferentes de las secciones de arbol 13a y 13b, siendo el diametro de la seccion de arbol 13b mayor que el diametro de la parte del arbol de rodete 13 que esta situada a continuacion del lado de la seccion de arbol 13a, opuesto a la seccion de arbol 13b. El conjunto tensado comprende sustancialmente los componentes que giran con el arbol de rodete 13 alrededor del eje de giro A.
Por las distintas fuerzas de empuje axial que actuan durante el funcionamiento de la disposicion de bomba 1, o bien, el primer anillo de cojinete axial 33 entra en contacto con el primer manguito de cojinete 27, formando el primer anillo de cojinete axial 33 y el primer manguito de cojinete 27 una primera disposicion de cojinete axial 45, o el segundo anillo de cojinete axial 35 entra en contacto con el segundo manguito de cojinete 39, formando el segundo anillo de cojinete axial 35 y el segundo manguito de cojinete 39 una segunda disposicion de cojinete axial 46.
Un soporte de anillo de cojinete 47 esta fijado a la tapa de carter 4 coaxialmente respecto al eje de giro A por medio de una union roscada no representada con una zona 48 en forma de brida y se extiende al interior de la camara 12.
Circunda sustancialmente el anillo de sujecion 31 con los anillos de cojinete axial 33, 35, el segundo casquillo de cojinete 38, el segundo manguito de cojinete 39 y al menos en parte el anillo de sujecion 40. Desde la zona 48 en forma de brida hasta su extremo 49 libre se reduce por secciones el diametro exterior del soporte de anillo de cojinete 47. El soporte de anillo de cojinete 47 presenta una zona interior 50, dentro de la que esta dispuesto el anillo de sujecion 31. En el extremo 49 libre, el soporte de anillo de cojinete 47 presenta una abertura 51 por la que pasa el arbol de rodete 13 y que presenta una zona de abertura 52 de diametro aumentado, contigua a la zona interior 50, en la que esta realizada una ranura 54 circunferencial que aloja un anillo de tolerancia 53. El segundo manguito de cojinete 39 alojado en la zona de abertura 52 esta unido de forma segura y no giratoria al soporte de anillo de cojinete 47 por medio del anillo de tolerancia 53.
Mediante la transicion de la abertura 15 a la zona de abertura 28 se diametro aumentado queda creada una superficie de contacto 55 y mediante la transicion de la abertura 51 a la zona de abertura 52 de diametro aumentado queda creada una superficie de contacto 56 que mantiene la disposicion de cojinete liso 19 en su posicion prevista.
En la tapa de carter 4 estan previstas aberturas de paso 57, 58 y en el soporte de anillo de cojinete 47 estan previstas aberturas de paso 59, 60. Las aberturas de paso 57, 58 unen la camara de circulacion 14 con la camara 13 encerrada sustancialmente por la carcasa de contencion 10 y la tapa de carter 4, y las aberturas de paso 59, 60 unen la camara 12 con la zona interior 50 del soporte de anillo de cojinete 47. En el anillo de sujecion 31 esta realizado al menos un taladro 61 que une la primera ranura anular 32 con una ranura anular 62 adicional realizada en el anillo de sujecion 31 en una zona orientada hacia el arbol de rodete 13. Al menos un taladro 63 une la segunda ranura anular 34 igualmente con la ranura anular 62. Adicionalmente, al menos una ranura axial 64 que se extiende
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paralelamente respecto al eje de giro en el primer manguito de cojinete 27 se encuentra en la superficie de cojinete radial que actua en conjunto con el primer casquillo de cojinete 26 y una ranura axial 65 en el segundo manguito de cojinete 39 se encuentra en la superficie de cojinete radial que actua en conjunto con el segundo casquillo de cojinete 38.
De esta manera, para la refrigeracion y la lubricacion de la disposicion de cojinete liso 19, de la camara de circulacion 14 puede extraerse un medio de transporte y suministrarse a traves de las aberturas de paso 57, 58, 59, 60 a los anillos de cojinete axial 33, 35 y a las superficies orientadas unas hacia otras de los casquillos de cojinete 26, 38 y de los manguitos de cojinete 27, 39. A traves de los taladros 61, 63, el medio de transporte se transporta a la ranura anular 62. A traves de al menos un taladro radial 66 realizado en el arbol de rodete 13, el medio de transporte se transporta a un canal axial no representado que se extiende de un extremo al otro a traves del arbol de rodete 13 completo y, despues, se transporta de vuelta a la camara de circulacion 14. En caso de necesidad, al menos un taladro radial 67 adicional esta realizado, cerca del anillo de sujecion 40 o del paquete de resorte Belleville 41, en el arbol de rodete que igualmente esta unido con el canal axial que se extiende a traves del arbol de rodete 13. A traves de al menos un taladro radial en el anillo de sujecion 40, que sin embargo no esta representado en las figuras, el medio de transporte se transporta desde la zona interior 50 del soporte de anillo de cojinete 48 hasta el al menos un taladro radial 67. Dado que los taladros radiales 66, 67 estan dispuestos relativamente lejos del rodete 16, se consigue una mayor resistencia duradera del arbol de rodete 13.
Lista de signos de referencia
1 Disposicion de bomba
2 Carter de bomba
3 Carter hidraulico
4 Tapa de carter
5 Linterna de soporte de cojinete
6 Soporte de cojinete
7 Tapa de cojinete
8 Abertura de entrada
9 Abertura de salida
10 Carcasa de contencion
11 Espacio interior
12 Camara
13 Arbol de rodete
13a Seccion de arbol
13b Seccion de arbol
14 Camara de circulacion
15 Abertura
16 Rodete
17 Rotor interior
18 Iman
19 Disposicion de cojinete liso
20 Arbol de accionamiento zona
21 Rodamiento de bolas
22 Rodamiento de bolas
23 Iman
24 Rotor exterior
25 Anillo de sujecion
26 Primer casquillo de cojinete
27 Primer manguito de cojinete
28 Zona de abertura
29 Anillo de tolerancia
30 Ranura
31 Anillo de sujecion
32 Primera ranura anular
33 Primer anillo de cojinete axial
34 Segunda ranura anular
35 Segundo anillo de cojinete axial
36 Resorte ondulado
37 Resorte ondulado
38 Segundo casquillo de cojinete
39 Segundo manguito de cojinete
40 Anillo de sujecion
41 Paquete de resorte Belleville
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A
Disco
Tuerca de rodete Superficie de contacto Primer cojinete axial Segundo cojinete axial Soporte de anillo de cojinete En forma de brida Extremo libre Zona interior Abertura Zona de abertura Anillo de tolerancia Ranura
Superficie de contacto Superficie de contacto Abertura de paso Abertura de paso Abertura de paso Abertura de paso Taladro Ranura anular Taladro Ranura axial Ranura axial Taladro radial Taladro radial
Eje de giro

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Disposicion de bomba, especialmente una disposicion de bomba de acoplamiento magnetico, con un espacio interior (11) formado por un carter de bomba (2) de la disposicion de bomba (1), con una carcasa de contencion (10) que estanqueiza una camara (12) encerrada por ella hermeticamente frente al espacio interior (11) formado por el carter de bomba (2), con un arbol de rodete (13) soportado por medio de una disposicion de cojinete liso (19) y accionable de forma giratoria alrededor de un eje de giro (A), con un rodete (16) dispuesto en un extremo del arbol de rodete (13), con un primer casquillo de cojinete (26) que esta unido de forma no giratoria al arbol de rodete (13), con un segundo casquillo de cojinete (38) que esta unido de forma no giratoria al arbol de rodete (13), con un primer manguito de cojinete (27) que a traves de una superficie de cojinete radial actua en conjunto con el primer casquillo de cojinete (26) y que esta unido de forma no giratoria al carter de bomba (2) o a un componente (41) fijado al carter de bomba (2), con un segundo manguito de cojinete (39) que a traves de una superficie de cojinete radial actua en conjunto con el segundo casquillo de cojinete (38) y que esta unido de forma no giratoria al carter de bomba (2) o a un componente (41) fijado al carter de bomba (2), y con un anillo de sujecion (31) dispuesto entre el primer y el segundo casquillo de cojinete (38), caracterizada por que en el anillo de sujecion (31) en el lado frontal orientado hacia el primer manguito de cojinete (27) esta realizada una primera ranura anular (32) que aloja un primer anillo de cojinete axial (33) y en el lado frontal orientado hacia el segundo manguito de cojinete (39) esta realizada una segunda ranura anular (34) que aloja un segundo anillo de cojinete axial (35), por que en el anillo de sujecion (31) esta realizado al menos un taladro (61) que une la primera ranura anular (32) con una ranura anular (62) adicional realizada en el anillo de sujecion (31) en una zona orientada hacia el arbol de rodete (13) y/o por que en el anillo de sujecion (31) esta realizado al menos un taladro (63) que une la segunda ranura anular (34) con la ranura anular (62) realizada en el anillo de sujecion (31) en la zona orientada hacia el arbol de rodete (13).
  2. 2. Disposicion de bomba segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el primer casquillo de cojinete (26) y el primer manguito de cojinete (27) estan dispuestos en una abertura (15) de la tapa de carter (4).
  3. 3. Disposicion de bomba segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que el primer anillo de cojinete axial (33) esta tensado en la primera ranura anular (32) por medio de un resorte ondulado (36) y el segundo anillo de cojinete axial (35) esta tensado en la segunda ranura anular (34) por medio de un resorte ondulado (37).
  4. 4. Disposicion de bomba segun una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada por que la abertura (15) en una tapa de carter (4) del carter de bomba (2) presenta una zona de abertura (28) de diametro aumentado en la que esta realizada una ranura (30) circunferencial que aloja un anillo de tolerancia (29) y en la que el primer manguito de cojinete (27) esta dispuesto y unido de forma no giratoria a la tapa de carter (4) por medio del anillo de tolerancia (29).
  5. 5. Disposicion de bomba segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que una abertura (51) en un soporte de anillo de cojinete (47) presenta una zona de abertura (52) de diametro aumentado en la que esta realizada una ranura (54) circunferencial que aloja un anillo de tolerancia (53) y en la que el segundo manguito de cojinete (39) esta alojado y unido de forma no giratoria al soporte de anillo de cojinete (47) por medio del anillo de tolerancia (53).
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