KR102197511B1 - 파이프 가공용 장비 - Google Patents

파이프 가공용 장비 Download PDF

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KR102197511B1
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Abstract

본 발명은 파이프 가공용 장비에 관한 것으로, 보다 상세히, 선박의 엔진에 설치되는 파이프를 가공하는 드릴링 및 호닝 작업을 수행하는 과정에서, 각각 한 번의 고정 작업으로 파이프를 가공하여 제품의 품질이 향상될 수 있도록 내부에 수용부가 형성되는 파이프 가공용 장비에 관한 것이다.

Description

파이프 가공용 장비{Pipe machining equipment}
본 발명은 글로벌강소기업 지역자율프로그램으로 진행하였으며, 파이프 가공용 장비에 관한 것으로, 보다 상세히, 선박의 엔진에 설치되는 파이프를 가공하는 드릴링 및 호닝 작업을 수행하는 과정에서, 각각 한 번의 고정 작업으로 파이프를 가공하여 제품의 품질이 향상될 수 있도록 내부에 수용부가 형성되는 파이프 가공용 장비에 관한 것이다.
선박의 엔진 등에 설치되는 레일 파이프를 가공하는 작업 공정을 살펴보면, 레일 파이프를 가공장비의 척에 직접 고정하고 가공 툴을 사용하여 레일 파이프 가공 작업을 수행하고 있다. 상술한 레일 파이프 가공 작업의 경우, 가공 툴이 가공장비의 척의 간섭에 의하여 레일 파이프를 통과하지 못하고 있다. 따라서, 레일 파이프의 일측을 척에 고정시켜 드릴링 작업 후, 레일 파이프의 타측을 척에 고정시키는 방식으로, 레일 파이프를 반전시켜 고정하는 재고정 공정이 필요하다. 또한, 호닝 작업의 경우에도 동일한 방법으로 작업이 수행되며, 1개의 레일 파이프를 가공하기 위해서는 총 4번의 고정 작업이 필요한 불편함이 있다. 즉, 전체 가공작업 시간이 많이 소요되며, 가공 대상물을 분리 및 재고정하는 과정에 의하여 가공 대상물에 오차가 발생하여 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 일측은 척에 결합되고 타측에는 레일 파이프가 결합된 상태에서 가공 툴이 레일 파이프를 관통할 수 있도록 내부에 공간이 확보되며, 내부에 확보된 공간으로 가공 툴에 의한 가공 대상물의 관통여부 및 가공 대상물의 가공 상태를 점검할 수 있도록 하는 파이프 가공용 장비가 필요하다.
한편, 한국등록특허공보 제10-1803459호에는 터빈 로터용 호닝장치에 관한 기술이 공개된 바 있다.
한국등록특허공보 제10-1803459호(2017.11.24.)
본 발명은 레일 파이프의 드릴링 및 호닝 작업을 수행하는 과정에서 각각 한 번의 고정으로 레일 파이프를 가공할 수 있도록, 일측은 척에 결합되고 타측에는 레일 파이프가 결합된 상태에서 가공 툴이 레일 파이프를 관통할 수 있도록 내부에 공간이 마련되며, 내부에 마련된 공간을 통해 가공 툴에 의한 가공 대상물의 관통여부 및 가공 대상물의 가공 상태를 점검할 수 있도록 하는 파이프 가공용 장비를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
환봉의 드릴링 및 호닝 작업에 사용되는 파이프 가공용 장비에 있어서, 상기 파이프 가공용 장비는, 내부에 관통공이 형성되는 원통형상의 본체부, 상기 본체부의 일측에 결합되어 척에 고정되는 고정판 및 상기 본체부의 타측에 연장 마련되는 파이프 삽입부를 포함하고, 상기 본체부의 내경과 상기 파이프 삽입부의 내경은 상이하게 형성되며, 상기 파이프 삽입부에 상기 환봉이 결합된 상태에서 가공 툴이 상기 환봉을 관통할 수 있도록, 상기 본체부의 내부에 수용부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체부는, 상기 본체부의 일부로 형성되는 커버부를 포함하여, 측면이 개폐 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수용부에 의하여 상기 가공 툴이 상기 환봉을 한 번에 관통 가능하여, 드릴링 및 호닝 가공작업 시 발생할 수 있는 오차가 최소화 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커버부를 개폐하는 방식으로 상기 가공 툴에 의한 상기 환봉의 관통유무를 확인 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파이프 삽입부는, 상기 파이프 삽입부의 외주면으로부터 함몰되어 형성되는 고정홈 및 상기 고정홈에 삽입되는 고정수단을 포함하고, 상기 고정홈은, 상기 본체부의 길이방향을 기준으로 2열로 배치되고, 상기 파이프 삽입부의 둘레를 따라 교차되며 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 레일 파이프의 드릴링 및 호닝 작업을 수행하는 과정에서 각각 한 번의 고정작업으로 가공 작업이 수행 가능하여, 레일 파이프의 재고정 작업을 거쳐 가공 작업을 수행 시 발생할 수 있는 가공오차를 최소화 할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명의 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 레일 유닛 어셈블리가 결합된 종래의 엔진을 나타낸 사시도,
도 2는 레일 유닛 어셈블리의 내부를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 파이프 가공용 장비를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 파이프 가공용 장비를 상부에서 본 모습을 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 파이프 가공용 장비를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 파이프 가공용 장비와 파이프를 나타낸 분해사시도,
도 7은 본 발명의 파이프 가공용 장비와 파이프가 결합된 것을 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명의 파이프 가공용 장비가 가공장비에 결합되는 부분을 나타낸 도면이다.
하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않으며, 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 사용된 용어 “관통”이란, 물체가 대상물의 일단부로 삽입되어 대상물의 타단부를 통과하여 대상물을 완전하게 꿰뚫는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용된 용어 “환봉”이란, 내부에 공간이 형성되는 파이프(레일 파이프)의 내부가 메워져 있는 봉으로써, 상기 파이프의 원재료를 의미한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 레일 유닛 어셈블리가 결합된 종래의 엔진을 나타낸 사시도, 도 2는 레일 유닛 어셈블리의 내부를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 파이프 가공용 장비를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 파이프 가공용 장비를 상부에서 본 모습을 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명의 파이프 가공용 장비를 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 파이프 가공용 장비와 파이프를 나타낸 분해사시도, 도 7은 본 발명의 파이프 가공용 장비와 파이프가 결합된 것을 나타낸 사시도, 도 8은 본 발명의 파이프 가공용 장비가 가공장비에 결합되는 부분을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하여 종래의 선박에 설치되는 엔진(700)을 살펴보면, 상기 엔진(700)의 상부 측면에는 레일 유닛 어셈블리(710)가 설치된다.
그리고, 도 2를 참조하여 상기 레일 유닛 어셈블리(710)를 살펴보면, 레일 유닛(Rail Unit)은, 고압으로 압축된 연료를 보관하며 전자신호에 의하여 인젝션 컨트롤 유닛(715)을 통하여 각 실린더로 연료를 공급하는 연료 오일 레일(711), 및 고압으로 작동오일을 보관하며 전자신호에 의하여 밸브 컨트롤 유닛(716)을 통하여 각 배기 밸브를 개폐하여 배기 가스를 제어하는 서보 오일 레일(712)을 포함하여 구성된다.
또한, 공급 유닛(Supply Unit)의 연료 펌프(Fuel Pump)의 작동으로 최대 900bar의 압력으로 압축된 연료 오일(Max.900bar Fuel Oil)이 형성되며, 상기 연료 오일(Fuel Oil)은 상기 레일 유닛(Rail Unit)의 연료 오일 레일(711)에 저장된다.
그리고, 서보 오일 펌프(Servo Oil Pump)의 작동으로 최대 200bar의 압력으로 압축된 서보 오일(Servo Oil)이 형성되며, 상기 서보 오일(Servo Oil)은 상기 레일 유닛(Rail Unit)의 서보 오일 레일(712)에 저장된다.
상기 레일 유닛(Rail Unit)은, 통상적으로 파이프와 같은 강관으로 형성될 수 있으며, 상술한 바와 같이 상기 레일 유닛(Rail Unit)의 내부에는 고압으로 압축된 연료가 저장되거나 이송되므로 높은 내압성이 요구된다.
이하 상술한 내용과 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 상기 레일 유닛(Rail Unit)의 원재료인 환봉의 드릴링 및 호닝 작업에 사용되는 파이프 가공용 장비에 관한 것으로서, 첨부된 도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 파이프 가공용 장비는, 내부에 관통공(110)이 형성되는 원통형상의 본체부(100), 상기 본체부(100)의 일측에 결합되어 척(600)에 고정되는 고정판(300) 및 상기 본체부(100)의 타측에 연장 마련되는 파이프 삽입부(200)를 포함한다.
또한, 상기 본체부(100)는, 상기 본체부(100)의 내부에 형성되는 수용부(120), 상기 본체부(100)의 내측에 형성되어 상기 환봉이 안착되는 안착면(130) 및 상기 본체부(100)의 일부로 형성되는 커버부(140)를 포함한다.
보다 상세히, 상기 본체부(100)는 원통형상으로 마련되고, 상기 관통공(110)에 의하여 중공형태로 형성된다. 다시 말하면, 상기 관통공(110)은 원형의 홈으로 형성되고, 상기 본체부(100)의 길이방향으로 상기 본체부(100)를 관통하여 형성된다. 즉, 상기 본체부(100)는, 관의 형태로 형성된다. 다시 말하면, 상기 본체부(100)의 내부에는 상기 관통공(110)에 의하여 상기 수용부(120)가 형성된다.
상기 커버부(140)는, 상기 본체부(100)의 측면 일부로 형성된다. 보다 상세히, 상기 커버부(140)는, 중심부를 기준으로 내측에는 오목한 곡면이 형성되고, 외측에는 볼록한 곡면이 형성된다. 즉, 상기 커버부(140)는, 대략 직사각형상의 판상체가 절곡되어 형성되는 것으로 볼 수 있다. 또한, 상기 커버부(140)의 길이는, 상기 본체부(100)의 둘레를 삼등분하는 길이로 형성된다.
또한, 상기 커버부(140)는, 상기 커버부(140)의 일면으로부터 함몰되어 형성되는 고정홈(141) 및 상기 고정홈(141)에 삽입되어 상기 커버부(140)를 상기 본체부(100)에 고정시키는 고정수단(142)을 포함한다.
보다 상세히, 상기 고정홈(141)은, 상기 커버부(140)의 외측으로부터 함몰되어 형성된다. 그리고, 상기 고정홈(141)은, 상기 커버부(140)의 외측면 모서리에 형성된다. 따라서, 상기 커버부(140)와 상기 본체부(100)가 견고하게 결합될 수 있다.
상기 고정수단(142)은, 상기 고정홈(141)에 삽입되어 상기 커버부(140)와 상기 본체부(100)의 결합상태를 유지할 수 있는 것이라면 어떤 것이든 가능하다. 일예로, 상기 고정수단(142)은, 볼트와 너트를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 파이프 삽입부(200)가 상기 본체부(100)의 타측에 연장 마련된다. 즉, 상기 파이프 삽입부(200)는, 상기 본체부(100)의 일부로 형성되는 것이다.
또한, 상기 파이프 삽입부(200)는, 상기 파이프(200)의 중심부에 형성되는 관통공(210), 상기 관통공(210)에 의하여 상기 파이프(200)의 내부에 형성되는 안착홈(220), 상기 파이프 삽입부(200)의 외측면으로부터 함몰되어 형성되는 고정홈(230) 및 상기 고정홈(230)에 삽입되는 고정수단(240)을 포함한다.
상기 관통공(210)은, 상기 본체부(100)의 길이방향으로 상기 파이프 삽입부(200)를 관통하여 형성된다. 다시 말하면, 상기 파이프 삽입부(200)에 형성되는 관통공(210)은, 상기 본체부(100)에 형성되는 관통공(110)으로부터 연장 마련되는 것으로 볼 수 있다.
또한, 상기 관통공(210)에 의하여 상기 파이프 삽입부(200)의 내부에는 상기 안착홈(220)이 형성된다. 그리고, 상기 안착홈(220)의 둘레, 즉, 상기 파이프 삽입부(200)의 내경은 상기 환봉의 외경 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 본체부(100)의 내경과 상기 파이프 삽입부(200)의 내경은 상이하게 형성된다. 또한, 상기 안착홈(220)에 상기 환봉이 결합된 상태에서 가공 툴이 상기 환봉을 관통할 수 있도록, 상기 파이프 삽입부(200)의 내경은 상기 본체부(100)의 내경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 본체부(100)의 내경과 상기 파이프 삽입부(200)의 내경이 상이하게 형성되어, 상기 본체부(100)에는 상기 안착면(130)이 형성된다. 다시 말하면, 상기 안착면(130)을 기준으로, 일측에는 상기 본체부(100)가 위치하며 상기 수용부(120)가 형성되고, 타측에는 상기 파이프 삽입부(200)가 위치하며 상기 안착홈(220)이 형성되는 것이다.
상기 고정홈(230)은, 상기 파이프 삽입부(200)의 외측면에 형성된다. 즉, 상기 고정홈(230)은, 상기 본체부(100)의 타측 측면에 형성되는 것이다.
보다 상세히, 상기 고정홈(230)은, 상기 본체부(100)의 길이방향을 기준으로 2열로 배치되고, 상기 파이프 삽입부(200)의 둘레를 따라 교차되며 이격되어 형성된다. 즉, 상기 고정홈(230)은 다수개가 형성된다. 다시 말하면, 상기 고정홈(230)은, 다수 개의 상기 고정홈(230) 중 어느 하나를 기준으로, 상기 파이프 삽입부(200)의 둘레방향으로 갈수록 지그재그 형태로 배열되며 상기 파이프 삽입부(200)의 외주면에 형성되는 것이다.
상기 고정수단(240)은, 상기 파이프 삽입부(200)에 삽입되는 상기 환봉을 고정할 수 있도록 상기 파이프 삽입부(200)의 외측면으로부터 상기 고정홈(230)을 관통하여 상기 파이프 삽입부(200)에 결합된다. 그리고, 상기 고정수단(240)은, 상기 환봉과 상기 파이프 삽입부(200)를 고정시킬 수 있는 것이라면 어떤 것이든 가능하다. 일예로 상기 고정수단(240)은, M10X50 STUD 볼트와 M10 HEX 너트를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 고정판(300)은, 원판형태로 형성된다. 또한, 상기 고정판(300)은, 상기 수용부(120)를 차폐하도록 상기 본체부(100)의 일측에 결합된다.
또한, 상기 고정판(300)은, 상기 고정판(300)의 외주면으로부터 함몰되어 사각형상의 홈으로 형성되는 결합홈(310)을 포함한다.
상기 결합홈(310)은, 상기 본체부(100)와 접하는 상기 고정판(300)의 일면의 중심부를 기준으로, 사방으로 네 지점에 형성된다. 다시 말하면, 상기 결합홈(310)은, 상기 고정판(300)의 외측면으로부터 함몰되어 형성된다.
보다 상세히, 상기 결합홈(310)은, 상기 고정판(300)의 중심부를 기준으로, 전후좌우 방향에 형성된다. 또한, 상기 결합홈(310)은, 드릴링 및 호닝 작업을 수행하는 가공 장비의 척(600)에 결합되는 것으로써, 상기 척(600)과 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 파이프 가공용 장비의 사용방법 및 효과에 대하여 상세하게 설명한다.
종래의 상기 환봉을 레일 파이프로 가공하는 드릴링 및 호닝 작업을 살펴보면, 상기 환봉의 일측을 상기 척(600)에 고정시킨 상태에서, 상기 환봉의 타측으로부터 가공 툴을 사용하여 드릴링 작업을 수행하였으며, 상기 드릴링 작업을 수행하는 과정에서 상기 가공 툴이 상기 환봉의 일측에 위치하는 상기 척(600)에 접하여 상기 환봉을 관통할 수 없으므로, 종래에는 상기 환봉의 일부만 가공하는 상기 1차 드릴링 작업을 수행한 후, 상기 환봉의 일측과 타측을 반전시켜 상기 척(600)에 재고정시키고 나서, 2차 드릴링 작업을 수행하였다. 이후, 상기 1차 및 2차 드릴링 작업에 의하여 형성된 파이프(400)의 홈을 확장하고 내측 표면을 다듬는 호닝 작업을 수행하기 위해서도 상술한 바와 같이 두 번의 상기 환봉을 고정하는 공정이 요구되었다.
첨부된 도 8을 참조하면, 본 발명의 파이프 가공용 장비는, 파이프 가공용 장비 장착부(500)에 결합될 수 있다. 즉, 상기 파이프 가공용 장비는 상기 파이프(400)와 상기 척(600) 사이에 결합되는 것이다.
보다 상세히, 상기 결합홈(310)에 상기 척(600)이 맞물리도록 본 발명의 파이프 가공용 장비를 가공 장비에 결합한다. 그리고, 상기 파이프(400)의 일단부가 상기 안착면(130)에 접하도록 상기 파이프 삽입부(200)로 삽입하여, 상기 파이프(400)와 상기 본체부(100)를 결합한다. 상기 파이프(400)와 상기 본체부(100)의 결합 및 분리는 상기 고정홈(230) 및 고정수단(240)에 의하여 해결될 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 파이프 가공용 장비는, 일측은 상기 척(600)에 결합되고 타측에는 상기 파이프(400)가 결합된 상태에서 가공 툴이 상기 파이프(400)를 관통할 수 있도록 내부에 상기 수용부(120)가 마련되고, 상기 수용부(120)를 통해 가공 툴에 의한 상기 파이프(400)의 관통여부 및 상기 파이프(400)의 가공 상태를 점검할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 파이프(400)의 드릴링 및 호닝 작업을 수행하는 과정에서 각각 한 번의 고정작업으로 가공 작업이 수행 가능하여, 상기 파이프(400)의 재고정 작업을 거쳐 가공 작업을 수행 시 발생할 수 있는 가공오차를 최소화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 파이프 가공용 장비는, 상기 파이프(400) 고정 공정의 횟수가 절반으로 감소하여 상기 파이프(400)의 드릴링 및 호닝 작업시간을 단축시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 파이프 가공용 장비는, 상기 본체부(100)의 측면이 상기 커버부(140)에 의하여 개폐 가능하도록 형성되어, 드릴링 작업 후 상기 가공 툴이 상기 파이프(400)를 관통하였는지 점검할 수 있으며, 상기 본체부(100)의 측면이 상기 커버부(140)에 의하여 차폐되어 드릴링 및 호닝 작업을 하는 도중에는 절삭유가 외부로 분출되지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 파이프 가공용 장비는, 각각 한 번의 고정작업으로 상기 파이프(400)의 드릴링 및 호닝 작업이 가능하여, 작업자의 피로도가 감소하며 제품의 품질향상을 야기할 수 있다.
비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
100 : 본체부
110 : 관통공
120 : 수용부
130 : 안착면
140 : 커버부
141 : 고정홈
142 : 고정수단
200 : 파이프 삽입부
210 : 관통공
220 : 안착홈
230 : 고정홈
240 : 고정수단
300 : 고정판
310 : 결합홈
400 : 파이프
500 : 파이프 가공용 장비 장착부
600 : 척
700 : 엔진
710 : 레일 유닛 어셈블리(Rail Unit Assembly)
711 : 연료 오일 레일(Fuel Oil Rail)
712 : 서보 오일 레일(Servo Oil Rail)
713 : 컨트롤 오일 레일(Control Oil Rail)
714 : 스팀(Steam)
715 : 인젝션 컨트롤 유닛(Injection Control Unit, ICU)
716 : 밸브 컨트롤 유닛(Valve Control Unit, VCU)

Claims (5)

  1. 환봉의 드릴링 및 호닝 작업에 사용되는 파이프 가공용 장비에 있어서,
    상기 파이프 가공용 장비는,
    내부에 관통공이 형성되는 원통형상의 본체부;
    상기 본체부의 일측에 결합되어 척에 고정되는 고정판; 및
    상기 본체부의 타측에 연장 마련되는 파이프 삽입부;를 포함하고,
    상기 본체부의 내경과 상기 파이프 삽입부의 내경은 상이하게 형성되며,
    상기 파이프 삽입부에 상기 환봉이 결합된 상태에서 가공 툴이 상기 환봉을 관통할 수 있도록, 상기 본체부의 내부에 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 가공용 장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는,
    상기 본체부의 일부로 형성되는 커버부;를 포함하여,
    측면이 개폐 가능한 것을 특징으로 하는 파이프 가공용 장비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용부에 의하여 상기 가공 툴이 상기 환봉을 한 번에 관통 가능하여, 드릴링 및 호닝 가공작업 시 발생할 수 있는 오차가 최소화 되는 것을 특징으로 하는 파이프 가공용 장비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커버부를 개폐하는 방식으로 상기 가공 툴에 의한 상기 환봉의 관통유무를 확인 가능한 것을 특징으로 하는 파이프 가공용 장비.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 파이프 삽입부는,
    상기 파이프 삽입부의 외주면으로부터 함몰되어 형성되는 고정홈; 및
    상기 고정홈에 삽입되는 고정수단;을 포함하고,
    상기 고정홈은,
    상기 본체부의 길이방향을 기준으로 2열로 배치되고, 상기 파이프 삽입부의 둘레를 따라 교차되며 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 가공용 장비.
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