JPS63203974A - ゲ−ト・バルブ - Google Patents

ゲ−ト・バルブ

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Publication number
JPS63203974A
JPS63203974A JP62210023A JP21002387A JPS63203974A JP S63203974 A JPS63203974 A JP S63203974A JP 62210023 A JP62210023 A JP 62210023A JP 21002387 A JP21002387 A JP 21002387A JP S63203974 A JPS63203974 A JP S63203974A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal
gate
bushing
sealing element
recess
Prior art date
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Pending
Application number
JP62210023A
Other languages
English (en)
Inventor
ポール・ディー・バンチ
ジェームズ・イー・キルモイアー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cooper Industries LLC
Original Assignee
Cameron Iron Works Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cameron Iron Works Inc filed Critical Cameron Iron Works Inc
Publication of JPS63203974A publication Critical patent/JPS63203974A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/16—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/0227—Packings
    • F16K3/0236—Packings the packing being of a non-resilient material, e.g. ceramic, metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Pens And Brushes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、改良されたゲート・バルブに関し、さらに詳
しく言えば、本体とゲートとの間に浮遊するブッシング
と本体との間に設けられる改良されたシーリングに関す
るものである。
（ロ）　従来技術 ゲート・バルブは、長い間内側ゲート室と通路とを設け
られていた。その通路は本体を通ってゲート室に連通し
ている。通路は常態時互いに整列される。ゲートを支持
しかつ本体とおよび通路を取り囲むゲートの側面との間
にシールを設けるために、環状ブッシングが設けられ、
ゲート室への通路の開口を取り囲む浅いくぼみ内に定置
されていた。
ゲートが閉じられたとき、すなわち通路間の流れを阻止
したとき、ゲートにかかる圧力がゲートを下流方向にす
なわち出口通路に向かって押し付ける。これにより、下
流側のブッシングをそのくぼみの面とゲートの面との両
者に直接の金属対金属シール接触をもたらす。それはま
た、上流側ブッシングにかかる荷重を緩衝する上流側ブ
ッシングから離れた方向にゲートを動かす。上流側ブッ
シングはそれと本体との間の密封を保証するシールを設
けられているので、このようなシール面が次の金属対金
属シールのために十分に清浄に維持されかつシールのた
めにゲートに対してブッシングに荷重をかけることが望
ましい。
従来ノゲート・バルブ構造においては、本体−ブッシン
グ用の中実ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）方
形シール設計を利用するためにいくつかの試みがなされ
てきた。これらのシールは、圧力負荷および温度の変化
する屋外条件にさらされるまで、最初は十分に機能する
。このような条件の下では、中実の方形ＰＴＦＥシール
が塑性流れから永久変形を生じ、それがシール能力を喪
失し、ブッシングの背部に異物を混入させることになる
。
また、もしもＰＴＥ’Ｅシールが緊密な溝寸法によって
変形から拘束されているならば、上流側のシールは圧力
が逆転されたときはみ出し、その結果、ブッシングと本
体との間の金属対金属シールを妨げ、したがって漏れ通
路をつくることになる。
ＰＴＦＥ　、０！Ｊングは、中実ＰＴＦ’Ｅシールと類
似した問題を有している。そのＯリングは本体に対する
ブッシングの接触に予め荷重をかけておきかつその接触
を維持するためのいくつかの手段を必要とした。この設
計はこのような接触に予荷重をかけ維持するためのくさ
び機構に許されるくぼみすきまを有するゲート・バルブ
に限られる。
ＰＴＦ’Ｅおよび類似の材料のスプリング荷重作用リッ
プ・シールが試験され、単方向シールとして機能する問
題に直面した。これらの試験を受けた設計は、圧力がシ
ールの足下、すなわち通常のシール方向とは逆方向にか
けられたときに、シールの押出しおよび内側スプリング
の圧壊を生じていた。
金属製０リング設計が試験されたが、それらは圧力およ
び温度の循環を通じて圧力緊密シールを維持する上で問
題があった。それらはまた弁の作動中に維持されなけれ
ばならないきわめて高い予荷重を必要とした。
米国特許第３１）．１．５６１号は、ポリテトラフルＱ
ロエチレンのような不活性材料からなるＵ字形本体とお
よびステンレス鋼製の内側スプリングとからなる合成シ
ール・リングを開示している。その内側スプリングはＵ
字形をしており、また、よシ可撓性にするためにＵ部の
頂点を横断して延びる溝を設けられている。その発明の
一形体においては、スプリングは２つの連続したエツジ
を有し、また、他の形体においてはそれは１つだけの連
続したエツジを有している。シールの目的・ハ、流体が
本来不活性でないシールを浸す環境にシール作用をする
ことにある。そのスプリングは、シール材料が弾性を有
していないので用いられる。
米国特許第４．４８７．３９３号は、くさび型のゲート
・バルブを開示している。そのゲート・バルブにおいて
は、バルブ部材またはゲートが２つの部品からつくられ
ている。閉じたときに一方の部材はストッパに係合し、
また、他方の部材は、２らの部材間でテーパ付き面が各
ブッシングまたはシート・リングに緊密なシール係合を
するように互いから外方に部材をくさび嵌合させた状態
で、移動を継続している。上流側のブッシングはリング
とゲートとの間に係合される弾性中実リングを有し、ま
た、両ブッシングはブッシングと本体との間で密封する
弾性０リングを有している。
米国特許第４４８＆５１）号は、上流・下流別個のシー
ト・リングを有するボール・バルブを開示している。シ
ート・リングにおいては、環状スプリングがリングを押
し付けてボールに係合するようにシート・リングに定置
されるボールと環状シート（またはシール・リング）と
の着座係合をさせる。シート・リングと本体との間のシ
ールはＯリングによって行われる。
米国特許第４，６２９，１６１号は、弁本体シートくぼ
みの半径方向面に対してブッシングまたはシート・リン
グをシールするようにＯリングを用いるゲート・バルブ
を開示している。
米国特許４．３６４．５４４号は、シートくぼみとシー
トの半径方向面間に異物が堆積しないようにするために
スプリング装着沈殿物保護を用いるゲート・バルブを開
示している。
ゲート・バルブ・ブッシングを用いた別のシール構造は
、米国特許第２，６０６，７４０（ブッシングの外部上
にアシかつゲートと本体との間に延びる特別の弾性シー
ル）、米国特許第ａ０３ａ２２４　（ゲートおよびブッ
シング内の溝に供給されるシール剤）、米国特許第４．
５３１７１）号（０リング・シール）に開示されている
。
本発明のバルブに類似したバルブは０１）ｆ１ｅ１ｄＥ
ｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　５ｅｒｖｉｃｅｓの総合カ
タログ１９８６−８７．第１０１５ページに示されてい
る。
（ハ）発明が解決しようとした問題点 本発明の目的は、金属対金属密封を妨げる異物から影響
を受けずにブッシングと本体とのシール面を維持する改
良された浮遊プツシングニ次シールを有する改良された
ゲート・バルブを提供することにある。
本発明の別の目的は、押出しを受けずかつ荷重および温
度上昇に応答するシール機能の低下を生じないゲート・
バルブ内の浮遊ブッシング用の改良された二次シールを
得ることにある。
本発明のさらに別の目的は、過剰の荷重を必要としない
ゲート・バルブ内の浮遊ブッシング用の改良された二次
シールを得ることにある。
本発明のさらに別の目的は、単一方向シールとして作用
しかつ圧力反転を受けたときに圧壊または押出しを生じ
ないゲート・バルブ内の浮遊ブッシング用の改良された
二次シールを得ることにある。
に）問題点を解決するための手段 ゲート・バルブは、バルブ室、該バルブ室内まで連通ず
る通路、該室への各通路の開口を取シ囲むくぼみ、各く
ぼみ内に定置されるブッシングを有する本体と、前記中
央ゲート室内に定置されるゲートと、前記中央ゲート室
内でかつ前記ブッシング間で前記ゲートを前記両通路間
の流れを連通ずる位置間で動かしかつ該両通路間の流れ
を閉じる部材と、および前記ゲートに対面する各くぼみ
の表面と該くぼみ内のブッシングの反対面との間に定置
される内外一定方向シールとからなり、前記各シールは
Ｕ字形リップ・シーリング要素と、該リップ・シーリン
グ要素内に定置されるＵ字形スプリングとを有し、該Ｕ
字形スプリングが前記リップ・シーリング要素の脚を前
記ブッシングと前記本体との間でシール係合するように
押し付け、前記通路に最も近く定置された内側シールは
該通路に対面するそのシールリング要素の開口端を有し
、前記内側シールよりも通路から離れた外側シールが該
通路から離れて対面するそのシーリング要素の開口端を
有し、前記各シールは前記本体およびブッシングのうち
の一方内で前記シールの高さよりも小さい深さを有する
くぼみ内に定置されるが、そのシールはいぜんとして有
効なシール条件にあり、該シールが高さ方向に圧縮され
て、前記シールに荷重をかけられたときにシールのブッ
シングが金属対金属密封状態で前記本体くぼみ面に係合
し、また、該シールは前記荷重が解除されたときに密封
状態を保つように圧縮位置から回復する。
シールはポリエテレテルケトンまたはポリエテルサルフ
ォンのような芳香ポリマをリップ・シーリング要素とし
て用い、また、スプリングが「Ｅｌｇｌｌｏｙ」の商標
でイリノイ州エリジン所在のアメリカン−ゲージ・アン
ト９・マシン・カン／４！二のエルジロイ・カンパニ・
デビジョンによって販売されているコバルト−ニッケル
合金からつくられる。
（ホ）実施例 第１図および第２図に示すように、ゲート・バルブ１０
は本体１２を有している。本体１２は弁室１８に連通す
る入口１４および出口１６を有している。ゲート２０は
弁室１８内に定置され、弁室を通過する流れを開閉する
位置間で適当な作動手段（例えば、ボンネット２４上に
支持される流体アクチュエータ２２）によって動かされ
る。ボンネット２４はスタフ）’２６およびナツト２８
によって本体１２に固定される。底閉鎖部３０は、スタ
フ）＃３２およびナツト３４によって本体１２の下端部
に固定される。ブッシング３６は、弁室１８への入口１
４および出口１６の開口を取り囲むくぼみ３８．４０内
でゲート２０の両側に定置される。
ブッシング３６は、弁室１８への入口１４および出口１
６の開口のまわりでゲート２０と本体１２との間で圧力
シールを保証するように設けられる。ブッシング３６は
、ゲート２０に対して、また、くぼみ３８．４０内のシ
ール面４２．４４に対して金属対金属シールを与えるの
に適している。
第３図に示すように、ブッシング３６に社内側シール４
６と外側シール４８が設けられていて、弁室１８への開
口を直接に取り囲むくぼみ面４２゜４４を密封する。ブ
ッシングが弁通路１４または１６内の圧力によってゲー
ト２０に押し付けられたとき、これらのシールは面４２
，４４からすべての材料を排除するのに十分であること
が重要である。
シール４６は内側に面したＵ字形の開口を有するＵ字形
シール構成体であシ、また、シール４８は外方に面した
Ｕ字形の開口を有するＵ字形シール構成体である。この
ようにして、シール４６．４８は、１シ一ル間の空間内
の圧力の漏れおよび望ましくない流体および粒子の混入
を防止するように設計されている。このようにして、ブ
ッシング３６が面４２に対して押し付けられるように弁
が逆圧を受けたときに、適当な金属対金属シールがこの
ような条件の下で与えられるように表面が清浄になるよ
うに、面４２，４４が保護される。
第４図に最もよく示すように、シール４６．４８が脚５
２．５４を有する可撓性Ｕ字形シール部材５０を有する
点で、各シール４６．４８は実質的に同じである。この
場合、リップ・シール５６　、５８を有する脚５２．５
４は、面４２４たは４４およびシールが定置されるブッ
シングくぼみ６２の底部内の面６０を密封するように外
方に延びている。
シール部材５０の内部は、内側に対面する肩６４を有し
ている。スプリング６６はＵ字形に成形され、また、肩
６４に係合する外端を有するシール部材５０内に定置さ
れる。リップ・シール５６　、５８が面４２または４４
および６０に密封係合するように押し付けられるように
、スプリング６６が脚５２．５４を外方に押し付ける。
スフリング６６は、第５図に示すような形状で部分的な
配置形体になっている。図示するように、スプリング６
６は、スロット６８が両側から交互に切断されてすべて
一体になっている。正しい長さの溝付き片が選択され、
次いでＵ字形に成形され、シール４Ｇまたは４８に嵌合
するように正しい寸法の円形に成形され、そして、スプ
リングの端部が溶接またはその他の任意の適当な手段に
よって一体に固定される。
第４図に最もよく示すように、入口１４内の流体の圧力
はゲート２０の方向にブッシング３６を押し付けるよう
にブッシング３６上に発生される。
この同じ圧力が、シール４６内に発生されて、リップ・
シール５６．５８が面４２または４４および６０に対し
て密封する位置にシール脚５２．５４を外側に押し付け
るさいに補助する圧力を与えるようにシール４６内に発
生される。スプリング６６およびリップ・シール５６．
５８は、シール部材）５０が圧力逆転を受けたときにシ
ール部材５０の圧壊を防止するのに十分な強さになって
いる。
このようにして、完全なシールがブッシングと本体くぼ
みとの間に設けられる。本体くぼみ内において、ブッシ
ングが内側および外側圧力応答シールを有することによ
って定置される。シールはそれらに直接関連されたスプ
リングによって緊密な密封係合をするように押し付けら
れる。
シール部材５０は、油およびガス掘削弁内の流体に対し
て耐久性があり、１０５０ｋｇ／ｃｒｒｒ２（１５００
０ｐｓｉ）の圧力で０．４５７２ｍｍ（０，０１８１ｎ
）以下のギヤｙプで押出し抵抗があり、９１０ｋｌ？／
ｃｍ２（１３０００ｐｓｉ）以上の可撓強さを有し、１
４９℃（３００°Ｆ）の温度において荷重をかけた条件
でも変形を回避し、シールの曲りが弾性範囲内にあるよ
うに最大３５００ｋｇ／ｃｍ２（１５０００ｐｓｉ）の
弾性係数を有し、曲げ作用の下で破壊を避けるように高
機械的伸び（最小２５％）を有する材料から好ましくは
つくられる。
工ｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　工ｎｄｕｓｔ
ｒｉｅｓから商標’Ｖｉｃｔｒｅｘ　ＰＥＥＫ’として
製造されている芳香性ポリマ（７Ｉ？リエテルエテルケ
トン）がシール部材５０に適していることが発見された
。別の適当な材料が工ｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌｓ　工ｎｄｕｓｔｒｉｅｓが商標’　Ｖｉｃｔｒｅｘ
　ＰＥＳ　’として市販されているエンジュャリンダ熱
可塑性材である。
スプリング６６は、イリノイ州エルジンのＡｍｅｒｉｃ
ａｎ　Ｇａｇｅ　ａｎｄ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｃｏｍｐａ
ｎｙのＥｌｇｉｌｏｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎによって商標’　Ｅ１ｇｉｌｏｙ″として市販され
ているコバルト−ニッケル合金のような非鉄金属バネ材
料が好ましい。
前述した改良ゲート・バルブ１ｏは入口としての通路１
４と出口としての通路１６を有するように説明してきた
が、通路１６が入口で通路１４が出口となってもよい。
本発明の改良されたブツシュ・シールが両方向、すなわ
ちそれらがいずれかの方向から流れるかまたは圧力によ
って働くかするかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の改良されたブッシング・シール組立体
の配置を示すために一部破断した本発明の改良されたゲ
ート弁の等寸大の斜視図。第２図は本発明の改良された
ゲート弁の部分詳細断面図。 第３図は改良されたブッシングとそのシールの拡大断面
図。第４図はシールおよびブッシングにかかる圧力の詳
細を示すブッシング・シールの１つの拡大断面図。第５
図は本発明の改良されたシールに用いられるスプリング
の部分配置図。 １０・・・ゲート・バルブ　１２・・・本体１４・・・
入口　　　　　　１６・・・出口１８・・・弁室　　　
　　　　２０・・・ゲート２４・・・ボンネット ２２・・・流体アクチュエータ ２６・・・スタッド　　　　２８・・・ナット３６・・
・ブッシング　　　４６．４８・・・シール５６．５８
・・・リップ・シール ６６・・・スプリング （外４名） ＦＩＧ、　３ ＦＩＯ，５

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）中央ゲート室、該中央ゲート室に連通するように
    延びる入口通路、該中央ゲート室に連通するように延び
    る出口通路、および該中央ゲート室の各通路の開口を取
    り囲むくぼみを有する本体と、前記中央ゲート室内に定
    置されるゲートと、前記中央ゲート室内で前記ゲートを
    前記両通路間の流れを連通する位置間で動かし、かつ該
    両通路間の流れを閉じる部材と、および前記ゲートに対
    面する各くぼみの表面と該くぼみ内のブッシングの反対
    面との間に定置される内外一定方向シールとからなり、
    前記各シールはＵ字形リップ・シーリング要素と、該リ
    ップシーリング要素内に定置されるＵ字形スプリングと
    を有し、該Ｕ字形スプリングが前記リップシーリング要
    素の脚を前記ブッシングと前記本体との間でシール係合
    するように押し付け、前記通路に最も近く定置された内
    側シールは該通路に対面するそのシーリング要素の開口
    端を有し、前記内側シールよりも通路から離れた外側シ
    ールが該通路から離れて対面するそのシーリング要素の
    開口端を有し、前記各シールは前記本体およびブッシン
    グのうちの一方内で前記シールの高さよりも小さい深さ
    を有するくぼみ内に定置されるが、そのシールはいぜん
    として有効なシール条件にあり、該シールが高さ方向に
    圧縮されて、前記シールに荷重をかけられたときにシー
    ルのブッシングが金属対金属密封状態で前記本体くぼみ
    に係合し、また、該シールは前記荷重が解除されたとき
    に密封状態を保つように圧縮位置から回復することを特
    徴としたゲート・バルブ。
  2. （２）前記シーリング要素は末端外面に突出した１対の
    脚を有し、該外筒は本体シール面およびブッシング・シ
    ール面の両面に係合するシール面として作用することを
    特徴とした特許請求の範囲第（１）項に記載のゲート・
    バルブ。
  3. （３）前記シーリング要素は流体に対して良好な抵抗を
    有する材料からなり、１０５０ｋｇ／ｃｍ＾２（１５０
    ００ｐｓｉ）において０．４５７２ｍｍ（０．０１８ｉ
    ｎ）以下のギャップで押出し抵抗を有し、９１０ｋｇ／
    ｃｍ＾２（１３０００ｐｓｉ）以上の曲げ強さを有し、
    １４９℃（３００°Ｆ）の温度において荷重をかけた状
    態でも変形せず、３５００ｋｇ／ｃｍ＾２（５００００
    ０ｐｓｉ）の最大弾性係数と少なくとも２５％の機械的
    伸びを有することを特徴とした特許請求の範囲第（１）
    項に記載のゲート・バルブ。
  4. （４）前記シーリング要素の材料がポリエテレテルケト
    ンであることを特徴とした特許請求の範囲第（３）項に
    記載のゲート・バルブ。
  5. （５）前記シーリング要素の材料がポリエテルサルフォ
    ンであることを特徴とした特許請求の範囲第（３）項に
    記載のゲート・バルブ。
  6. （６）前記スプリングの材料が掘削井流体に対して高抵
    抗でかつ高降伏点を有する金属合金であることを特徴と
    した特許請求の範囲第（１）項に記載のゲート・バルブ
    。
  7. （７）前記スプリングの材料がコバルト−ニッケル系合
    金、コバルト−クロム系合金、およびニッケル系合金か
    らなるグループのうちから選ばれることを特徴とした特
    許請求の範囲第（６）項に記載のゲート、バルブ。
  8. （８）前記スプリングの材料が「Ｅｌｇｉｌｏｙ」の商
    標でイリノイ州エルジン所在のアメリカン・ゲージ・ア
    ンド・マシン・カンパニのエルジロイ・カンパニ・デビ
    ジョンによって販売されているコバルト−ニッケル合金
    であることを特徴とした特許請求の範囲第（６）項に記
    載のゲート・バルブ。
JP62210023A 1987-02-19 1987-08-24 ゲ−ト・バルブ Pending JPS63203974A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/016,334 US4741509A (en) 1987-02-19 1987-02-19 Gate valve with improved secondary body to bushing seals
US16334 2001-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63203974A true JPS63203974A (ja) 1988-08-23

Family

ID=21776619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62210023A Pending JPS63203974A (ja) 1987-02-19 1987-08-24 ゲ−ト・バルブ

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4741509A (ja)
EP (1) EP0280805B1 (ja)
JP (1) JPS63203974A (ja)
KR (1) KR880010268A (ja)
AT (1) ATE62731T1 (ja)
CA (1) CA1293963C (ja)
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