TWI554685B - 軟管泵及流體送出方法 - Google Patents

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TWI554685B
TWI554685B TW104111510A TW104111510A TWI554685B TW I554685 B TWI554685 B TW I554685B TW 104111510 A TW104111510 A TW 104111510A TW 104111510 A TW104111510 A TW 104111510A TW I554685 B TWI554685 B TW I554685B
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嵐謙次郎
平田正行
中村隆宏
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松下知識產權經營股份有限公司
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Description

軟管泵及流體送出方法
本發明係關於送出流體的軟管泵及流體送出方法。
以往，已知有一種軟管泵，其構成係於藉由電動機等驅動部而旋轉的旋轉體(轉子)設有推壓軟管的加壓滾輪等推壓部，藉由使旋轉體進行旋轉而移動推壓部來送出(移送)流體。在此種軟管泵中，若使泵長時間停止，則會有以下問題：軟管中受到推壓部所推壓的部位不易復原，無法順暢地形成自送出源側的流體吸入作用(自吸作用)。 例如，下述專利文獻1揭示有一種軟管泵，其構成係將黏接狀態阻止構件插入於軟管內，該黏接狀態阻止構件係用以使因加壓構件所致壓迫而產生的軟管封閉部之內面彼此在壓迫力去除後分開的線狀構件抑或帶狀構件等。 又，下述專利文獻2揭示有一種軟管泵，其係於與泵驅動軸一體旋轉的導引板設有以下功能：在非使用時解除加壓滾輪所致的軟管之推壓狀態。此軟管泵係於導引板設有將加壓滾輪支持成自由移動至軟管推壓狀態與推壓解除狀態的長孔狀導引孔，在非使用時使泵驅動軸逆向旋轉，藉以使加壓滾輪沿著導引孔移動為推壓解除狀態。 【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開平11-82324號公報 【專利文獻2】日本專利第3217518號公報
【發明所欲解決的問題】
但是，在上述專利文獻1及上述專利文獻2所記載的軟管泵中，具有以下問題：使得軟管本身的構造或是移動加壓滾輪的導引板之構造複雜化。又，從利用加壓構件或是加壓滾輪的軟管密封性(封閉性)之觀點而言，亦希望進一步改善。
本發明有鑑於上述實情，目的在於提供一種軟管泵及使用此軟管泵之流體送出方法，即使達到構造的簡略化亦能穩定地進行流體之送出控制。 【解決問題之方式】
為達成上述目，本發明之軟管泵，係於藉由驅動部而旋轉的旋轉體在旋轉方向取出間隔設有多數之推壓部，並於該旋轉體之外周側設有送出流體的軟管，其特徵在於，具有：控制部，使該旋轉體往反送出側進行旋轉至達到既定角度為止，使得該軟管中，受到送出方向最上游側之推壓部所壓扁的部位，藉由於送出方向下游側鄰接的推壓部往反送出側之移動所伴隨產生之該軟管內的壓力上昇而復原。
又，為達成上述目，本發明之流體送出方法係利用軟管泵，該軟管泵於藉由驅動部而旋轉的旋轉體在旋轉方向取出間隔設有多數之推壓部，並於該旋轉體之外周側設有送出流體的軟管，該方法之特徵在於，使該旋轉體反送出側進行旋轉至達到既定角度為止，以令該軟管中，受到送出方向最上游側之推壓部所壓扁的部位，藉由於送出方向下游側鄰接的推壓部往反送出側之移動所伴隨產生之該軟管內的壓力上昇而復原後，使該旋轉體往送出側進行旋轉。 【發明之效果】
本發明之軟管泵及使用此種軟管泵的流體送出方法，藉由定為如上所述的構成，能達到構造的簡略化並且穩定地進行流體送出控制。
【實施發明之較佳形態】
以下根據圖式說明本發明之實施形態。 圖1~圖4係示意性顯示實施形態之軟管泵的一例及使用該軟管泵執行的本實施形態之流體送出方法的一例。
本實施形態之軟管泵1，如圖1~圖3所示，在藉由驅動部19而旋轉的旋轉體15，於旋轉方向上取出間隔設有多數之推壓部18、18，並在該旋轉體15的外周側設置送出流體的軟管20。又，軟管泵1具有：控制部26，令旋轉體15往反送出側旋轉(逆向旋轉)直至既定角度，使得軟管20中，受到送出方向最上游側之推壓部18(18A)所壓扁的部位21，藉由於送出方向下游側鄰接的推壓部18(18B)往反送出側之移動所伴隨的軟管20內之壓力上昇而復原。又，軟管泵1定為下述構成：使旋轉體15往送出側旋轉(順向旋轉)而移動推壓部18、18，藉以將軟管20內的流體送出(移送)。另，在圖1(a)、圖2、及圖3中，將順時針方向定為旋轉體15的逆向旋轉，將逆時針方向定為旋轉體15之順向旋轉。
該軟管泵1具有收容旋轉體15及軟管20的箱體狀之泵本體10。在本實施形態中係定為下述構成：於泵本體10收容單個旋轉體15及單個軟管20。 該泵本體10設有朝旋轉體15之軸(旋轉軸16)向單向開口的收容凹處11。另，雖省略圖示，但泵本體10設有蓋體以覆蓋該收容凹處11。 又，收容凹處11設有：凹彎曲面部12，使軟管20以彎曲狀態依附。該凹彎曲面部12形成為如下：從軸向觀察而言與旋轉軸16同軸(同心)狀的圓弧狀。在圖例係顯示從軸向觀察凹彎曲面部12而言為大致半圓弧狀之例。
又，泵本體10設有：插穿部13、14，分別受到作為軟管20之送出源側的上游側部位23及作為送出端側的下游側部位24所插穿。此等插穿部13、14設為貫穿於與凹彎曲面部12中央部位相對之側的側部，使得在收容凹處11內，從軸向觀察而言軟管20呈大致Ｕ字形狀。相連至收容凹處11的凹彎曲面部12兩端側的兩內側面形成為分別相連至此等插穿部13、14。 又，在圖例中係顯示將此等插穿部13、14定為固持部之例，該固持部係固持作為軟管20上游側部位及下游側部位之連接部(連接器、接頭)23、24的基端部。
旋轉體15定為如下構成：於旋轉軸16的外周側設有多數之推壓部18、18，使彼此離旋轉軸16呈等距。亦即，此等推壓部18、18係於旋轉體15設成從軸向觀察而言位於以旋轉軸16為圓心的同一圓周上。又，此等推壓部18、18係於繞旋轉體15之旋轉軸16旋轉的旋轉方向取出等間隔而設置。 在本實施形態中定為以下構成：將2個推壓部18、18設為繞旋轉體15之旋轉軸16進行旋轉。亦即係定為以下構成：在旋轉體15設置2個推壓部18、18，使得彼此在旋轉方向的間隔為180度。在圖例中，係將此等推壓部18、18設於以從旋轉軸16往半徑方向突出方式設為臂狀(輻條狀)的部位之末端部。
又，在本實施形態中，係將此等推壓部18、18定為：推壓滾輪，繞平行於旋轉體15之旋轉軸16的滾輪軸17、17而自由旋轉。 此等推壓部18、18，構成定為如圖1(a)所示，配置成旋轉體15在停止位置(初始位置)時，朝向泵本體10之作為凹彎曲面部12兩端的上游側端及下游側端，藉由與凹彎曲面部12壓扁軟管20。亦即，旋轉體15在本實施形態中，構成定為如下：於初始位置，藉由推壓部18、18壓扁軟管20的2處被推壓部位21、22。圖1(a)所示的初始位置，顯示藉由多數之推壓部18、18之中位於送出方向最上游側的第1推壓部18A與凹彎曲面部12的上游側端將軟管20的上游側被推壓部位21壓扁之例。又，在圖1(a)所示的初始位置，係顯示藉由鄰接於該第1推壓部18A之送出方向下游側的第2推壓部18B與凹彎曲面部12之下游側端，將軟管20的下游側被推壓部位22壓扁之例。如此，在旋轉體15停止於初始位置的狀態下，軟管20之被壓扁的各被推壓部位21、22封閉，而無法進行流體送出(送出停止)。另，旋轉體15的上述初始位置係一例，亦可係其他位置。
此軟管20的上游側連接部23，亦可如圖1(b)所示連接有：送出源側管路3，連接於作為流體送出源的貯存部2。又，軟管20的下游側連接部24亦可連接有：送出端側管路4，往流體送出端5送出流體。又，亦可適當地因應於須要而在比該軟管20上游側之被推壓部位21更上游側設置防止流體往送出源2側逆流的逆止閥或開關閥等。 又，軟管20亦可定為由具有受到推壓部18、18所壓扁的部位能復原的彈性之彈性體系材料所形成，例如EPDM抑或矽氧樹脂、新平橡膠(neoprenen)等合成樹脂系彈性體，還有天然橡膠等。此種軟管20的材質亦可因應於送出流體的種類等而採用適當之物。又，軟管20的內徑與沿著凹彎曲面部12的長度等，亦可因應於送出流體之期望流量等而適當地進行設定。又，就利用該軟管泵1送出的流體而言，可係各種液體，又，亦可係乳狀液(乳膠)狀之物還有泥漿狀之物，也可係氣體。
使旋轉體15進行旋轉的驅動部19係定為以下構成：能使旋轉體15繞旋轉軸16進行順向旋轉及逆向旋轉。就此種驅動部19而言，亦可採用所謂的齒輪電動機等，亦即具有連結在旋轉軸16的各種減速齒輪等齒輪機構者。又，就此種驅動部19而言，必須使旋轉體15停止於適當的旋轉位置(旋轉角)，所以亦可採用能進行旋轉位置控制的附煞車電動機(剎車馬達)，還有伺服電動機等。又，亦可適當地設有偵測旋轉體15之旋轉位置的旋轉角感測器等偵測器。 此驅動部19如圖1(b)所示，係連接於具有控制部26的控制盤25。此驅動部19之驅動受到控制部26所控制使得旋轉體15旋轉，而如後述方式進行流體送出(噴吐)。
控制部26係由例如CPU等控制電路所構成。在本實施形態中，控制部26執行控制，將如後所述往反送出側旋轉的旋轉體15之旋轉位置保持至經過既定時間為止。 另，控制盤25在控制部26之外，亦適宜地設有：記憶部27，由記憶體等所構成，記憶各種動作程式；電源部28，將驅動電源供給至驅動部19；及表示操作部29，進行接受操作輸入與表示等。又，此控制盤25可係軟管泵1本身所具備者，亦可係組入有軟管泵1的各種裝置還有系統(流體送出系統)所具備者。
在定為上述構成的軟管泵1中，如圖3所示，若使旋轉體15從初始位置進行順向旋轉，則隨著推壓部18、18的移動而形成流體的自吸及送出。亦即，如圖3(a)、(b)所示，若位於最上游側的第1推壓部18A往送出側移動，則軟管20之被壓扁的上游側被推壓部位21復原。藉由此上游側被推壓部位21復原所伴隨的負壓作用使得來自送出源2側(送出源側管路3)的流體流入軟管20的上游側部位。又，若位於最下游側的第2推壓部18B往送出側移動而離開軟管20，則軟管20之被壓扁的下游側被推壓部位22復原。又，如圖3(b)~(d)所示，第1推壓部18A依序逐漸壓扁軟管20並往送出側移動，在上游側吸入流體，並且將下游側的軟管20內流體朝向送出端5側(送出端側管路4)送出。
然後，旋轉體15從圖3(a)所示的初始位置起180度旋轉(轉半圈)的狀態下，如圖3(e)所示再度成為初始位置。在如此轉半圈成初始位置的狀態下，第2推壓部18B位於最上游側，第1推壓部18A位於最下游側。 亦即，在本實施形態中旋轉體15係定為每旋轉180度成初始位置的構成，並定為每旋轉180度能進行大致同量(定量)的流體送出之構成。 又，若將旋轉體15停止在適當的旋轉位置，例如初始位置，則如上所述，使得流體送出停止。 若此停止狀態長期持續，則在使待送出流體的旋轉體15進行順向旋轉時，軟管20之被壓扁的上游側被推壓部位21可說是難以復原。在此上游側被推壓部位21被壓扁的狀態下，若使壓扁該部位的推壓部18往送出側移動，可說是難以順暢地形成自送出源側的流體吸入，亦即自吸作用，而產生流體送出不良。
在使用待抑制如上送出不良的本實施形態之軟管泵1來執行的本實施形態之流體送出方法的一例中，係採用以下的構成。 本實施形態之流體送出方法，如圖2所示，在使旋轉體15往反送出側進行旋轉至達到既定角度，以令旋轉體15往送出側進行旋轉，使得軟管20中，受到送出方向最上游側之推壓部18(18A)所壓扁的上游側被推壓部位21，藉由於送出方向下游側鄰接的推壓部18(18B)往反送出側之移動所伴隨的軟管20內之壓力上昇而復原後，使旋轉體15往送出側進行旋轉。 以下參照圖2~圖4說明此流體送出方法的一例。
如圖4所示，若成為送出開通(ON)(步驟100)，如圖2(a)~(c)所示，使旋轉體15進行逆向旋轉至達到既定角度為止(步驟101~103)。亦即，對驅動部19進行驅動，使旋轉體15從圖2(a)所示的初始位置(停止位置)起往反送出側進行旋轉至圖示順時針方向達到既定角度為止。 上記送出開通之判別亦可藉由例如控制部26接收送出開通信號來判別。又，送出開通信號可係根據表示操作部29等的操作輸入而輸出者，亦可係根據自送出端5側之送出開始信號(要求信號)者，抑或組入有該軟管泵1的各種裝置還有系統中執行的其他動作信號。
又，若旋轉體15進行逆向旋轉，如圖2(b)、(c)所示，壓扁軟管20之上游側被推壓部位21的、位於最上游側的第1推壓部18A往反送出側移動，以從軟管20分開。又，若旋轉體15進行逆向旋轉，壓扁軟管20之下游側被推壓部位22的、鄰接於下游側的第2推壓部18B依序逐漸壓扁軟管20並且往反送出側移動。伴隨此第2推壓部18B往反送出側之移動，比該第2推壓部18B更上游側的軟管20內之壓力上昇，受到在初始位置位於最上游側的第1推壓部18A所壓扁的軟管20之上游側被推壓部位21緩緩復原。亦即，藉由第2推壓部18B往反送出側之移動所伴隨著的軟管20之內壓增加而可稱為強制性形成上游側被推壓部位21之復原。又，受到軟管20之第2推壓部18B所壓扁的下游側被推壓部位22，可說是難以復原，但伴隨第2推壓部18B往反送出側之移動，比下游側被推壓部位22更上游側的軟管20內之壓力降下而呈負壓。此負壓作用有助於下游側被推壓部位22之復原。
使該旋轉體15從初始位置起逆向旋轉的既定角度，不必係如使被壓扁的上游側被推壓部位21完全復原的角度，亦可定為之後進行順向旋轉時，呈可進行吸入的復原狀態的角度。又，可將此既定角度定為未滿旋轉體15進行逆向旋轉達到初始位置的角度，亦即，在本實施形態亦可未滿180度，又，亦可定為如大致上沒有流體往送出源2側之逆流的角度等。此種既定角度亦可因應於軟管20的內徑、旋轉體15之旋轉半徑、推壓部18之數量、滾輪直徑、還有流體的物性而適當地設定。在圖例中係顯示使旋轉體15從初始位置起進行逆向旋轉至達到90度的旋轉位置為止之例。又，旋轉體15是否已往反送出側進行旋轉至達到既定角度為止之判別亦可在控制部26進行判別，例如藉由控制部26接收來自偵測旋轉體15之旋轉位置的旋轉角感測器等偵測器之信號而進行判別。又，此既定角度可係預先設定者，亦可係從表示操作部29等輸入者。
又，在本實施形態中，如圖2(d)所示，將如此逆向旋轉的旋轉體15之旋轉位置保持至經過既定時間為止。亦即，如圖4所示，若逆向旋轉的旋轉體15達到既定角度(步驟102)，則停止旋轉體15至經過既定時間為止(步驟103、104)。 如上所述，藉由將逆向旋轉的旋轉體15之旋轉位置保持至經過既定時間為止，而更有助於如圖2(d)所示，利用上述負壓作用的下游側被推壓部位22之復原。保持此逆向旋轉的旋轉體15之旋轉位置的既定時間，不必係如下游側被推壓部位22完全復原的時間，又，亦可因應於軟管20之材質、口徑、旋轉體15之旋轉半徑、推壓部18之滾輪直徑等而適宜地設定。又，因為若使此既定時間過長，則有流體送出開始變慢的傾向，所以亦可定為例如數秒左右。又，此經過既定時間之判別，並不限於在控制部26判別旋轉體15逆向旋轉至達到既定角度為止而停止的時點起之經過時間的態樣。例如，亦可定為藉由量算自送出開通起的經過時間，而在控制部26判別上述經過既定時間的態樣等。又，此既定時間可係預先設定者，亦可係從表示操作部29等輸入者。
並且，若經過上述既定時間，則使旋轉體15進行順向旋轉(步驟104、105)。亦即，大致與上述相同，如圖2(d)及圖3所示，對於驅動部19進行驅動，使旋轉體15以圖示逆時針方向往送出側進行旋轉。藉此，從軟管20朝向送出端5側(送出端側管路4)送出流體。 並且，若成為送出關停(OFF)，旋轉體15達到初始位置，則停止旋轉體15(步驟106~107)。亦即，停止驅動部19，停止旋轉體15之旋轉。
上記送出關停之判別亦可例如藉由控制部26接收送出關停信號而進行判別。又，送出關停信號可係根據表示操作部29等的操作輸入所輸出者，亦可係根據自送出端5側的送出停止信號(不動作信號)者，也可係根據組入有該軟管泵1的各種裝置還有系統中執行的其他動作信號者。又，旋轉體15的初始位置之判別，可在控制部26中進行判別，例如，亦可與上述同樣地藉由控制部26接收來自偵測旋轉體15之旋轉位置的旋轉角感測器等偵測器之信號而進行判別。 另，亦可將此種態樣改成以下控制態樣：使旋轉體15轉半圈或轉多圈之後，還有進行旋轉至達到送出既定量的流體為止後停止。又，不限於停止在初始位置的態樣，亦可定為停止在其他位置的態樣。
本實施形態之軟管泵1及使用該軟管泵之流體送出方法，藉由定為上述構成，能達到構造的簡略化並且穩定地進行流體送出控制。 亦即，可抑制由如上所述的停止狀態長期持續等而使上游側被推壓部位21不易復原所致的流體送出不良。亦即，藉由如上述方式，使旋轉體15從初始位置(停止位置)進行逆向旋轉至達到既定角度為止，能使受到在初始位置位於最上游側的推壓部18(第1推壓部18A)所壓扁的軟管20之上游側被推壓部位21復原。又，若在如此復原的狀態下，使旋轉體15進行順向旋轉，則順暢地形成伴隨著位於最上游側之推壓部18(第1推壓部18A)往送出側之移動的自送出源2側之流體自吸作用。藉此，能穩定地送出流體，能抑制送出不良。又，相較於將黏接狀態阻止構件插入至軟管內、於導引板設有引導加壓滾輪的導引孔而成者，能達到構造的簡略化。又，相較於上述者而言，因為能於旋轉體15停止時藉由推壓部18、18壓扁軟管20，所以能提昇密封性，亦能抑制停止時的流體垂滴等，能穩定地停止流體送出。
又，在本實施形態中，係將往反送出側旋轉的旋轉體15之旋轉位置保持至達到既定時間為止。所以，能使受到在初始位置(停止位置)位於最上游側的推壓部18(第1推壓部18A)所壓扁的軟管20之上游側被推壓部位21更確實地復原。又，如上述方式，更有助於利用負壓作用的下游側被推壓部位22之復原。藉此，在使旋轉體15進行順向旋轉時，能更順暢地送出流體。另，亦可將此種態樣改成使旋轉體15從初始位置(停止位置)起逆向旋轉至達到既定角度為止後立即進行順向旋轉的態樣。
又，在上述例中係顯示定為若成為送出開通則使旋轉體15進行逆向旋轉，其次使旋轉體15進行順向旋轉而送出流體的態樣，但不限於此種態樣。例如，亦可定為只要每經過預先設定的既定時間(例如24小時)，或停止狀態超過預先設定的既定時間，則使旋轉體15進行逆向旋轉及順向旋轉，使得軟管20之被推壓部位21、22容易復原的態樣。此時，亦可定為使旋轉體15進行逆向旋轉及順向旋轉而不送出流體的態樣，又可定為反覆多次進行逆向旋轉及順向旋轉的態樣。 又，就軟管泵1而言，不限於上述之例。例如，亦可於旋轉體15設置3個以上的推壓部18。此時，亦可掌握旋轉體15每隔將360度除以推壓部18之數量所得的角度達到初始位置。又，亦可定為以下構成：設有多數之軟管以將旋轉體之外周側於旋轉方向等分成多數、軸向並排地設有多數之旋轉體並於各自之外周側設有單一或多數之軟管等。此外，就軟管泵1而言亦可係定為各種構成者。 又，在上述之例中，係說明採用本實施形態之軟管泵1來執行本實施形態之流體送出方法之例，但本實施形態之流體送出方法使用其他軟管泵亦可執行。
1…軟管泵 2…送出源 3…送出源側管路 4…送出端側管路 5…流體送出端 10…泵本體 11…收容凹處 12…凹彎曲面部 13、14…插穿部 15…旋轉體 16…旋轉軸 17…滾輪軸 18…推壓部 18A…第1推壓部 18B…第2推壓部 19…驅動部 20…軟管 21…上游側被推壓部位(受到送出方向最上游側之推壓部所壓扁的部位) 22…下游側被推壓部位 23…上游側部位(上游側連接部) 24…下游側部位(下游側連接部) 25…控制盤 26…控制部 27…記憶部 28…電源部 29…表示操作部 S100~S108…步驟
【圖1】(a)係示意性顯示本發明一實施形態之軟管泵的一例的部分省略概略俯視圖，(b)係示意性顯示組入有該軟管泵之流體送出系統的一例之概略系統構成圖。 【圖2】(a)~(d)係示意性使用上述軟管泵而執行的本發明一實施形態之流體送出方法的一例之部分切除概略俯視圖。 【圖3】(a)~(e)係示意性顯示上述流體送出方法的一例之部分切除概略俯視圖。 【圖4】係示意性顯示上述流體送出方法的一例之概略流程圖。
1…軟管泵 2…送出源 3…送出源側管路 4…送出端側管路 5…流體送出端 10…泵本體 11…收容凹處 12…凹彎曲面部 13、14…插穿部 15…旋轉體 16…旋轉軸 17…滾輪軸 18…推壓部 18A…第1推壓部 18B…第2推壓部 19…驅動部 20…軟管 21…上游側被推壓部位(受到送出方向最上游側之推壓部所壓扁的部位) 22…下游側被推壓部位 23…上游側部位(上游側連接部) 24…下游側部位(下游側連接部) 25…控制盤 26…控制部 27…記憶部 28…電源部 29…表示操作部

Claims (4)

  1. 一種軟管泵，係於藉由驅動部而旋轉的旋轉體沿旋轉方向取出間隔設有多數之推壓部，並於該旋轉體之外周側設有送出流體的軟管，其特徵為具有： 控制部，使該旋轉體往反送出側進行旋轉至達到既定角度為止，以令該軟管中受到送出方向最上游側之推壓部所壓扁的部位，藉由於送出方向下游側鄰接的推壓部往反送出側之移動所伴隨產生之該軟管內的壓力上昇而復原。
  2. 如申請專利範圍第1項之軟管泵，其中， 該控制部，將往該反送出側旋轉的該旋轉體之旋轉位置保持至經過既定時間為止。
  3. 一種流體送出方法，係利用軟管泵，該軟管泵於藉由驅動部而旋轉的旋轉體在旋轉方向取出間隔設有多數之推壓部，並於該旋轉體之外周側設有送出流體的軟管，該方法之特徵在於， 使該旋轉體反送出側進行旋轉至達到既定角度為止，以令該軟管中，受到送出方向最上游側之推壓部所壓扁的部位，藉由於送出方向下游側鄰接的推壓部往反送出側之移動所伴隨產生之該軟管內的壓力上昇而復原後，使該旋轉體往送出側進行旋轉。
  4. 如申請專利範圍第3項之流體送出方法，其中， 將往該反送出側旋轉的該旋轉體之旋轉位置保持至經過既定時間為止。
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