KR20090048226A - 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 중앙부에 형성된 통공을 통하여 회전축이 관통 삽입되어 회전축을 지지하는 부싱과, 회전축의 끝단과 일측면이 접하여 상기 회전축을 지지하도록 구비된 축받이와, 중앙부에 형성된 삽입홈에 부싱과 축받이가 내설되어 고정되며 회전축을 지지하도록 구비된 축받이하우징 및 내측면에 체결홈을 형성하여 축받이하우징이 체결홈에 내설되어 고정되며 수도미터의 내부몸체에 고정되도록 설치되는 회전축지지체를 포함하고, 축받이하우징과 회전축지지체의 일측부에는 적어도 하나 이상의 이물질유출통로가 구비되어, 축받이하우징 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질이 축받이하우징 내에서 이물질유출통로를 통해 회전축지지체의 외부로 유출되는 것을 특징으로 하는 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조를 제공한다.

개시된 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조에 의하면, 수도미터의 회전축이 회전 구동함에 있어서 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질의 침착으로 인한 마찰력이 증가되지 않으므로, 회전축의 초기 회전시 수도미터로 유입되는 미세한 유량에도 상기 익차가 회전하여 미세한 유량의 측정이 가능하다.

수도미터, 회전축, 지지구조, 부싱, 유출공, 베어링, 이물질

Description

수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조{Impeller Shaft supporting Structure Of Vertical Waltman Type Flowmeter}

본 발명은 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수도미터의 내부에서 회전하는 회전축을 지지하는 부싱 및 축받이가 내설된 축받이하우징과 회전축지지체에 이물질유출통로를 형성하여, 상기 축받이하우징 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질이 상기 이물질유출통로를 통하여 상기 회전축지지체 외부로 유출되는 것을 특징으로 하는 수도미터의 익차 회전축 지지구조에 관한 것이다.

일반적으로 수도미터는 각 가정이나 기타 사용처에서 상수도의 사용량을 정확하게 계량하도록 하는 것으로, 이는 수도관의 소정위치에 장착되어 수도관을 통과하는 물의 유속에 따른 수량을 측정하여 숫자로서 디스플레이하도록 하는 것이며, 이러한 수도미터는 그 구조에 따라 여러 종류가 다양하게 알려져 널리 사용되고 있다.

이러한 여러 가지 수도미터 중에서도 본 발명과 관련된 수직월트만식 수도미터의 구조를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 수직월트만식 수도미터의 전체적인 구성을 나타낸 분리사시도이며, 도 2는 종래의 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조를 나타낸 단면도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 수도관의 소정위치에 양측면의 플랜지를 통하여 장착되는 본체(10)와, 상기 본체(10) 내에 삽입체결되는 수도미터의 내부몸체(13)와 상기 내부몸체(13)의 상부에 체결되어 내부몸체(13)를 본체(10)에 고정토록 하는 상부커버(11)로 구성되어 있다.

상기 내부몸체(13)의 내부에는 유입되는 물의 수압에 의해 회전되는 익차(14)가 횡방향으로 구비되어 있고, 상기 익차(14)의 중앙부에 형성된 삽입공에 삽입체결되어 상기 익차(14)가 회전함에 따라 함께 회전구동이 가능하도록, 일단부는 상기 내부몸체(13)에 고정된 지지구(18)에 지지되며 타단부는 기어커버(16)와 회전축지지체(20)에 지지되어 상기 회전축(15)이 장착된다.

상기 회전축지지체(20)의 내부에는 중앙부에 형성된 통공을 통하여 상기 회전축(15)이 관통 삽입되어 회전축(15)을 지지하는 부싱(21)과 상기 회전축(15)의 끝단과 일측면이 접하여 회전축(15)을 지지하도록 구비된 축받이(22)가 구비된다.

또한, 상기 기어커버(16)의 내부에는 웜(17a)과 웜기어(17b) 및 피니언(17c)이 지지되도록 내설되고, 중앙부에는 통공이 형성되어 상기 회전축(15)이 관통삽입된다.

상기 회전축(15)의 회전력은 상기 웜(17a)과 웜기어(17b) 및 피니언(17c)을 통해 감속되어 상기 내부몸체(13) 상부에 위치한 계측부(19)로 전달되며, 회전력을 전달받은 상기 계측부(19)는 지시침을 회전시켜 숫자로 디스플레이가 가능하도록 적산표시부(12)가 구비되어 있다.

따라서, 사용자가 상수도를 사용함에 따라 수도관을 통과하는 물은 본체(10) 내의 내부몸체(13)를 통과하게 되면서 익차(14)와 회전축(15)을 회전구동시키게 되고, 이 회전력은 웜(17a)과 웜기어(17b) 및 피니언(17c) 등과 같은 동력전달 장치들을 통하여 감속되어 그 상부의 계측부(19)로 전달되어지며, 전달된 회전력은 상기 계측부(19) 내의 지시침을 회전구동시켜 숫자로 적산표시부(12)에 표시되도록 함으로써 상수도의 사용량을 계량하는 것이다.

이러한 수도미터는, 내부에 유입된 물의 유류에 의해 상기 익차(14)와 회전축(15)이 고속으로 회전하는 구성으로써 회전축(15)의 회전간섭을 최소화하기 위해, 상기 부싱(21)의 중앙부에 형성된 통공의 직경에 비하여 상기 회전축(15)의 직경이 작게 구비되는 것은 필연적이다.

따라서, 상기 회전축(15)의 직경과 상기 부싱(21)의 중앙부에 형성된 통공의 직경의 크기 차이로 발생하는 틈새로 미세한 이물질이 포함된 물이 유입되고, 유입된 이물질은 상기의 유입되는 물의 수류(水流)로 인하여 축받이지지체(20) 내에서 유출되지 못하여 상기 회전축(15)과 부싱(21) 및 축받이(22) 등의 장치에 누적되어 침착하게 된다.

이와 같이 침착된 이물질은 상기 회전축(15)이 상기 축받이(22) 및 부싱(21)과 접하여 회전함에 있어서, 저항을 증가시키고 상기 회전축(15)과 축받이(22) 및 부싱(21) 등과 같은 익차(14)의 회전과 관련된 부속품들의 마찰로 인한 마모를 촉 진시키며, 이로써 회전축(15)의 흔들림을 고정하며 지지하는 상기 축받이(22) 및 부싱(21)의 직경과 상기 회전축(15)의 직경의 크기 차이가 점차 이격되게 된다.

또한, 상기와 같이 이격된 직경의 크기 차이로 인해 상기 회전축(15)에 불안정한 진동이 발생하여 익차(14)의 회전속도 감소현상을 유발시킴으로써 수도미터의 계측성능이 저하되어 유량측정에 대한 기차(실제유량과 측정유량의 차이값)가 증대되며, 상기 회전축(15)과 기계적인 연결관계에 있는 부싱(21), 축받이(22), 웜(17a)과 웜기어(17b) 및 피니언(17c) 등의 부속품에도 상기의 불안정한 진동이 전달되어 상기 부속품의 마모를 촉진시켜 수도미터의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

또한, 상기 수도미터를 일정시간 동안 사용하지 않은 경우, 재사용시 누적된 이물질로 인하여 금속과 금속의 매끄러운 표면이 상호 접착하려는 링깅현상(Ringing)이 발생하여 상기 회전축(14)과 부싱(21) 및 축받이(22)가 서로 들러붙게 되고, 상기의 이물질로 인한 마찰력이 증가하여, 회전축(14)의 초기회전시 미세한 유량에는 작동되지 않으며 수도미터의 최소유량의 최대허용오차의 기준치를 초과하는 유량에서 상기 회전축(14)의 초기회전이 가능하다는 문제점이 발생한다.

여기서, 최소유량은 수도미터의 회전축이 최대허용오차를 초과하지 않고 작동될 수 있는 가장 낮은 유량을 의미하며, 최대허용오차는 수도미터 검정기준에서 허용하는 수도미터 지시오차의 극한값을 의미한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 회전축을 지지하도록 구비된 축받이하우징과 회전축지지체의 일측부에 이물질유출통로를 형성하여 상기 축받이하우징 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질이 상기 축받이하우징 내에서 상기 이물질유출통로를 통해 회전축지지체의 외부로 빠져나가도록 하여, 상기 회전축을 포함한 부싱 및 축받이에 이물질이 누적되어 침착되지 않도록 하므로써, 수도미터 내부로 유입되는 미세유량에도 측정이 가능함과 동시에 유량측정시 기차를 최소화하여 계측성능을 향상시키며, 수도미터의 수명을 연장시키는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조는, 중앙에 형성된 통공을 통하여 상기 회전축이 관통 삽입되어 상기 회전축을 지지하는 부싱과, 상기 회전축의 끝단과 일측면이 접하여 상기 회전축을 지지하도록 구비된 축받이와, 중앙부에 형성된 삽입홈에 상기 부싱과 축받이가 내설되어 고정되며 상기 회전축을 지지하도록 구비된 축받이하우징 및 내측면에 체결홈을 형성하여 상기 축받이하우징이 상기 체결홈에 내설되어 고정되며 상기 수도미터의 내부몸체에 고정되도록 설치된 회전축지지체를 포함한다.

그리고, 상기 축받이하우징과 회전축지지체의 일측부에는 적어도 하나 이상의 이물질유출통로가 구비되어, 상기 축받이하우징 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질이 상기 축받이하우징 내에서 상기 이물질유출통로를 통해 상기 회전축지지체의 외부로 유출되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 축받이하우징 내부에는 소정의 공간이 형성되어, 상기 축받이하우징 내부로 유입되는 수류로 인해 상기 축받이하우징 내부공간의 수압이 상기 축받이하우징 외부공간인 상기 수도미터 몸체 내부공간의 수압에 비하여 고수압이 발생하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 축받이하우징의 양쪽 삽입홈에 각각 내설되어 고정된 상기 부싱과 상기 축받이의 사이에 위치하는 삽입홈의 직경은, 상기 부싱의 중앙부에 형성된 통공의 직경보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

게다가, 상기 이물질 유출공의 직경은, 상기 부싱의 중앙부에 형성된 통공의 직경보다 작게 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

더욱이, 상기 이물질유출통로는 상기 축받이하우징의 일단부에 형성된 이물질유출홈과 상기 회전축지지체의 삽입홈에 형성된 이물질유출공이 상호 접하도록 연결되어 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명인 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조에 의하면,

첫째, 상기 회전축과 부싱 및 축받이가 접하여 회전함에 있어서, 이물질에 의한 마찰력이 증가되지 않으며, 수도미터를 일정기간 사용하지 않아도 링깅현상으로 인한 상기 회전축과 부싱 및 축받이가 상호 접착되지 않으므로, 회전축의 초기회전시에 미세한 유량에도 상기 익차가 회전가능하여 미세한 유량의 측정이 가능하 다.

둘째, 회전축을 포함한 부싱 및 축받이에 이물질이 침적되지 않으므로 회전축이 회전하며 발생하는 진동 및 회전간섭을 최소화 할 수 있다.

셋째, 익차의 회전과 관련된 부속품인 회전축, 부싱, 축받이를 포함하여, 회전축과 기계적인 연결관계에 있는 웜과 웜기어 및 피니언 등과 같은 동력전달장치의 마찰에 의한 마모를 최소화하여 수도미터의 수명을 연장시킬 수 있다.

넷째, 회전축의 진동과 회전간섭이 최소화되고 이물질로 인한 회전속도가 감속되는 현상이 발생하지 않으므로 유량에 대한 기차를 최소화하여 계측성능을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

먼저, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 익차 회전축 지지구조를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명의 회전축지지체의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 월트만식 수도미터의 본체 내에는 내부몸체(33)가 삽입체결되며 상기 내부몸체(33)의 내부에는 유입되는 물의 수압에 의해 회전되는 익차(34)가 횡방향으로 구비된다.

상기 익차(34)의 중앙부에 형성된 삽입공에 삽입체결되어 상기 익차(34)가 회전함에 따라 함께 회전구동이 가능하도록, 일단부는 상기 내부몸체(33)에 고정된 지지구(미도시)에 지지되며 타단부는 기어커버(36)와 회전축지지체(40)에 지지되어 상기 회전축(35)이 장착된다.

여기서, 상기 기어커버(36)는 중심부에 상기 익차(34)의 회전축(35)이 삽입체결되는 삽입공을 갖추어 구성됨과 동시에 양측단은 상기 내부몸체(33)에 체결볼트로 체결되어 고정되고, 상기 기어커버(36)의 일측면에는 상기 회전축(35)을 지지토록 하는 상기 회전축지지체(40)가 체결볼트(45)에 의해 체결고정된다. 또한, 상기 기어커버(36) 내부에는 웜과 웜기어 및 피니언 등의 동력전달 장치들이 지지되어 회전가능하도록 내설된다.

본 발명에 따른 상기 회전축지지체(40)의 구성은 도 4에서 더욱 상세히 나타내고 있다.

도 4를 참고하면, 상기 축받이하우징(50)은 중앙부가 관통되어 통공이 형성 되어 있고 통공의 양단에는 상기 회전축(35)의 끝단과 일측면이 접하여 회전축(35)을 지지하도록 구비된 축받이(52)가 고정되어 삽입되는 축받이삽입홈(54)과, 중앙부에 형성된 통공을 통하여 상기 회전축(35)이 관통 삽입되어 상기 회전축(35)을 지지하는 부싱(51)이 고정되어 삽입되는 부싱삽입홈(53)이 형성된다.

여기서, 상기 축받이(52)와 부싱(51)을 이루는 재질은 샤파이어, 세라믹, 고무소결재 등과 같이 강도가 단단하며 표면이 매끄러운 재질을 사용하여, 상기 축받이(52)와 부싱(51)이 고속으로 회전하는 회전축(35)과 접하도록 설치되어 발생하는 회전간섭을 최소화할 수 있으며, 마찰로 인한 각 구성품의 마모를 줄이는 것이 바람직하다.

또한, 상기 축받이하우징(50)의 일단부에는 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질이 유출되는 이물질유출홈(55)이 형성되며, 상기 이물질유출홈(55)의 위치에 대응되는 상기 회전축지지체(40)의 체결홈(41) 내부에는 상기 이물질유출공(46)이 형성된다.

상기 이물질유출홈(55)과 이물질유출공(46)은, 상기 축받이하우징(50)과 회전축지지체(40)가 서로 삽입체결됨으로써 상호 접하도록 연결되어 하나의 이물질유출통로를 형성한다.

도 5는 상기 이물질유출공(46)과 이물질유출공(46)이 연결되어 형성된 이물질 유출통로를 통하여, 이물질이 포함된 물이 상기 축받이하우징(50)의 내부에서 외부로 빠져나가는 구성을 나타낸 도면이다.

도 5에서 도시하는 바와 같이 상기 회전축(35)과 부싱(51) 및 기어커버(36) 가 서로 접하여 회전함에 따라 발생하는 회전간섭을 최소화하기 위해, 상기 회전축(35)의 직경은 상기 부싱(51) 내부의 직경 및 상기 기어커버(36) 내부에 형성된 통공의 직경에 비하여 작게 구비될 수 밖에 없다.

따라서, 도 5에 표현된 바와 같이 상기와 같은 회전축(35)의 직경과 부싱(51) 및 기어커버(36)에 형성된 통공의 내부 직경의 크기 차이로 인하여 발생하는 틈 사이로 수도미터 내부를 관통하는 물이 유입된다.

상기의 유입된 물은 화살표 방향의 흐름과 같은 수류로 인하여 상기 기어박스(36) 내부의 통공을 거쳐 상기 부싱(51) 내의 통공을 통과하며, 상기 축받이하우징(50)에 이르러서는 상기 이물질유출통로를 통해 상기 회전축지지체(40)의 외부로 빠져나가게 된다.

이로써, 상기 축받이하우징(50)의 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질은 상기의 수류로 인하여 상기 회전축(35)을 포함한 부싱(51)과 축받이(52) 및 축받이하우징(50)의 표면에 잔존하지 못하고 상기 축받이하우징(50)의 외부로 유입된 물과 함께 유출되는 것이다.

여기서, 상기 축받이하우징(50)의 양쪽 삽입홈(53, 54)에 각각 내설되어 고정된 상기 부싱(51)과 상기 축받이(52)의 사이에 위치하는 소정의 내부공간(44)의 직경은, 상기 부싱(51)의 중앙부에 형성된 통공의 직경보다 크게 형성하는 것이 바람직하다.

이는 상기 축받이하우징(50) 내부로 유입되는 이물질이 포함된 물의 수류로 인해 상기 축받이하우징(50) 내부공간(44)의 수압이 상기 축받이하우징(50)의 외부 공간인 상기 내부몸체(33)의 내부공간의 수압에 비하여 고수압이 유지되어, 상기 축받이하우징(50) 내부의 수압과 상기 내부몸체(33)의 내부공간의 수압의 차이로 인해 상기 축받이하우징(50) 내부에서의 다른 수류(상기 축받이하우징(50)의 내부에서 이물질유출홈을 통해 외부로 유출되는 수류)가 발생함으로써, 상기 축받이하우징(50) 내부의 이물질이 상기의 수류를 따라 상기 이물질유출홈(55)과 이물질유출공(46)을 통해 상기 축받이하우징(50)의 외부공간인 상기 수도미터 몸체의 내부공간으로 빠져나가게 되는 것이다.

게다가, 상기 이물질유출공(46)의 직경은, 상기 부싱(51) 내부의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

이는 상술한 바와 같이 상기 축받이하우징(50)의 내부 수압이 축받이하우징(50)의 외부 수압에 비하여 고수압을 유지해야 압력차로 인해 상기의 다른 수류가 발생하는데 반하여,상기 이물질유출공(46)의 직경이 상기 부싱(51) 내부의 직경보다 크게되면, 상기 축받이하우징(50) 내부와 외부의 수압차가 줄어들거나 같게 되어 상기 이물질이 원활하게 상기 축받이하우징(50) 외부로 유출되는데 제약이 따른다.

더불어, 상기 축받이하우징(50)과 회전축지지체(40)에는, 상기 축받이하우징(50) 내부의 압력이 외부의 압력보다 크도록 유지되는 조건과 상기 축받이하우징(50) 및 회전축지지체(40)의 내구성을 고려하여 상기 이물질유출홈(55)과 이물질유출공(46)이 연결되어 형성되는 상기 이물질유출통로를 두 개 이상 구비할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 일반적인 수직월트만식 수도미터의 전체적인 구성을 나타낸 분리사시도,

도 2는 종래의 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축의 지지구조의 단면도,

도 3은 본 발명의 익차 회전축 지지구조의 단면도,

도 4는 본 발명의 회전축지지체의 구성을 나타낸 분해 사시도,

도 5는 본 발명의 축받이하우징 내부에서 외부로 이물질이 유출되는 구성을 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

34...익차 35...회전축

40...회전축지지체 46...이물질유출공

50...축받이하우징 51...부싱

52...축받이 55...이물질유출홈

Claims (5)

1. 수직월트만식 수도미터의 내부에서 회전하는 익차의 중앙부에 형성된 삽입공에 삽입체결되어 상기 익차가 회전함에 따라 함께 회전구동이 가능하도록 설치되며, 그 회전력이 웜과 웜기어를 통해 계측부로 전달되는 회전축을 지지하는 지지구조에 있어서,

   중앙부에 형성된 통공을 통하여 상기 회전축이 관통 삽입되어 상기 회전축을 지지하는 부싱;과

   상기 회전축의 끝단과 일측면이 접하여 상기 회전축을 지지하도록 구비된 축받이;와

   중앙부에 형성된 삽입홈에 상기 부싱과 축받이가 내설되어 고정되며, 상기 회전축을 지지하도록 구비된 축받이하우징; 및

   내측면에 체결홈을 형성하여 상기 축받이하우징이 상기 체결홈에 내설되어 고정되며, 상기 수도미터의 내부몸체에 고정되도록 설치되는 회전축지지체를 포함하고,

   상기 축받이하우징과 회전축지지체의 일측부에는 적어도 하나 이상의 이물질유출통로가 구비되어, 상기 축받이하우징 내부로 유입되는 물에 포함된 이물질이 상기 축받이하우징 내에서 상기 이물질유출통로를 통해 상기 회전축지지체의 외부로 유출되는 것을 특징으로 하는 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 축받이하우징 내부에 소정의 공간이 형성되어, 상기 축받이하우징 내부로 유입되는 수류로 인해 상기 축받이하우징 내부공간의 수압이 상기 축받이하우징 외부공간인 상기 수도미터 몸체 내부공간의 수압에 비하여 고수압이 발생하는 것을 특징으로 하는 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 축받이하우징의 양쪽 삽입홈에 각각 내설되어 고정된 상기 부싱과 상기 축받이의 사이에 위치하는 삽입홈의 직경은, 상기 부싱의 중앙부에 형성된 통공의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 이물질 유출공의 직경은, 상기 부싱의 중앙부에 형성된 통공의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 이물질유출통로는 상기 축받이하우징의 일단부에 형성된 이물질유출홈과 상기 회전축지지체의 삽입홈에 형성된 이물질유출공이 상호 접하도록 연결되어 구비되는 것을 특징으로 하는 수직월트만식 수도미터의 익차 회전축 지지구조

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