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全密封线性行程和推力转换输出装置

阅读：855发布：2020-05-13

IPRDB可以提供全密封线性行程和推力转换输出装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种全密封线性行程和推力转换输出装置，包括：外套组件和设于外套组件内的丝杠组件和活塞筒行程组件；其中外套组件包括外套本体，以及适于分别套装在外套本体的轴线方向两端的输入连接单元和输出连接单元；活塞筒行程组件包括适于与外套本体的收容腔体内壁滑动间隙配合的活塞筒、在活塞筒朝向输出连接单元的一端螺纹连接有一连接螺栓，以及在活塞筒朝向输入连接单元的一端螺纹连接有一丝杠螺母。丝杠组件包括与丝杠螺母套接的丝杠轴、在丝杠轴的螺纹末端螺纹连接有一限位螺环、在丝杠轴与外套本体的收容腔体内壁之间设有的轴承单元，以及在丝杠轴远离限位螺环且伸出在外套本体外部的端部联接的连接轴套。，下面是全密封线性行程和推力转换输出装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，包括：外套组件和设于所述外套组件内的丝杠组件和活塞筒行程组件；其中所述活塞筒行程组件位于所述外套组件与丝杠组件之间；

所述外套组件包括外套本体，以及适于分别套装在所述外套本体的轴线方向两端的输入连接单元和输出连接单元；所述外套本体的内腔具有一贯通该外套本体的轴线方向两端的收容腔体；

所述活塞筒行程组件包括适于与所述外套本体的收容腔体内壁滑动间隙配合的活塞筒、在所述活塞筒朝向输出连接单元的一端螺纹连接有一连接螺栓，以及在所述活塞筒朝向输入连接单元的一端螺纹连接有一丝杠螺母；

所述丝杠组件包括与所述丝杠螺母套接的丝杠轴、在所述丝杠轴的螺纹末端螺纹连接有一限位螺环、在所述丝杠轴与外套本体的收容腔体内壁之间设有的轴承单元，以及在所述丝杠轴远离所述限位螺环且伸出在所述外套本体外部的端部联接的连接轴套。

2.根据权利要求1所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述输入连接单元包括在所述外套本体的上端外圆套设的输入连接盘和第一锁紧套；在所述第一锁紧套上设有第一内六角凹端紧定螺钉顶紧所述外套本体的外侧；

所述输入连接盘与第一锁紧套之间通过第一钢丝挡圈进行轴向固定，且所述输入连接盘与第一锁紧套之间螺纹连接；以及所述输出连接单元包括在所述外套本体的下端外圆套设的输出连接盘和第二锁紧套；

在所述第二锁紧套上设有第二内六角凹端紧定螺钉顶紧所述外套本体的外侧；

所述输出连接盘与第二锁紧套之间通过第二钢丝挡圈进行轴向固定，且所述输出连接盘与第二锁紧套之间螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述输入连接盘朝向所述外套本体的内孔侧通过第一平键与所述外套本体的上端外圆配合相连；

所述输出连接盘朝向所述外套本体的内孔侧通过第二平键与所述外套本体的下端外圆配合相连。

4.根据权利要求2或3任一项所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述输入连接单元还包括在所述外套本体的上端部螺纹连接的压盖，以及在所述压盖与所述外套本体上端的收容腔体内壁与压盖之间设有的第一O形密封圈；

所述压盖设有适于丝杠轴穿过的内孔，且该内孔处通过旋转轴唇形密封圈与丝杠轴之间密封配合；

所述压盖的顶部设有用于注油通气的螺纹孔，所述螺纹孔适于通过通气孔螺钉进行封堵；以及

所述输出连接单元还包括在所述外套本体的下端部设有的与所述输出连接盘相连的过渡接盘；所述过渡接盘通过内六角圆柱头螺钉与所述输出连接盘固定相连。

5.根据权利要求1所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述轴承单元包括与所述丝杠轴螺纹固定相连的螺纹支撑套和压紧螺环，以及在所述螺纹支撑套和压紧螺环之间设有的推力球轴承。

6.根据权利要求1或5任一项所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述连接轴套朝向丝杠轴的内孔侧通过第二平键与所述丝杠轴联接；以及所述连接轴套背离所述丝杠轴的外侧适于通过第三平键与执行机构的输出轴联接。

7.根据权利要求1所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述丝杠螺母通过螺纹联接固定在所述活塞筒朝向丝杠轴的上端内部；所述连接螺栓的大端部通过螺纹连接固定在所述活塞筒朝向丝杠轴的下端内部，且所述连接螺栓与活塞筒之间通过第二O形密封圈密封；所述连接螺栓的小端部适于与阀门阀杆相联接；以及所述连接螺栓的内部设有注油通道孔，且所述连接螺栓的中间外圆周对称铣扁并配设有适于与注油通道孔连通的直通式压注油杯。

8.根据权利要求1所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述外套本体朝向输出连接单元的部分的收容腔体的腔壁设有两道密封环槽；所述密封环槽内由活塞筒向外套本体的方向依次嵌设有阶梯形活塞杆用组合密封和第三O形密封圈。

9.根据权利要求1所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述丝杠螺母朝向活塞筒的外侧壁设有第四平键，以及在所述活塞筒上设有适于所述第四平键穿过的腰型孔，且在所述外套本体的收容腔体的腔壁设有适于所述第四平键部分插入的内孔键槽，即所述第四平键在穿过所述腰型孔后部分地插入在所述内孔键槽中以限制活塞筒相对于外套本体转动。

10.根据权利要求5所述的全密封线性行程和推力转换输出装置，其特征在于，所述轴承单元还包括在所述螺纹支撑套周向外侧设有的支撑环；所述支撑环适于将所述推力球轴承限位在所述压盖与支撑环之间。

说明书全文

全密封线性行程和推力转换输出装置

技术领域

[0001] 本发明涉及过程控制领域用阀门电动执行机构技术领域，尤其涉及一种全密封线性行程和推力转换输出装置。

背景技术

[0002] 在过程控制领域，有不少阀门是通过其阀杆带动阀芯做直线往复运动来实现阀门的开启和关闭的，这就要求与此类阀门配套的电动执行机构必须输出线性行程和推力，而不是直接输出旋转运动和转矩。电动执行机构实现线性行程和推力输出的方式有两种，一种是一体化的输出线性行程和推力输出电动执行机构型式，一种是多回转电动执行机构与线性行程和推力转换输出装置的组合型式。前者的针对性强，适用范围较窄，后者是在有线性行程和推力输出需求时，在普通多回转电动执行机构的基础上加装线性行程和推力转换输出装置以输出线性行程和推力，配置灵活，适用范围广。目前这种线性行程和推力转换输出多为开式或半开式的梯形螺纹传动结构，无法做到完全密封，对恶劣环境的长期适应性较差，长时间使用其传动效率会下降，影响推力的正常输出，另外其线性行程范围的控制一般也在阀门上，不仅使得阀门的结构变复杂，且其行程限制范围和输出推力的调试更为繁琐，不便于组织生产。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种全密封线性行程和推力转换输出装置，以解决提高封线性行程和推力转换输出装置的刚性和环境适应性技术问题。

[0004] 本发明的全密封线性行程和推力转换输出装置是这样实现的：

[0005] 一种全密封线性行程和推力转换输出装置，包括：外套组件和设于所述外套组件内的丝杠组件和活塞筒行程组件；其中

[0006] 所述活塞筒行程组件位于所述外套组件与丝杠组件之间；

[0007] 所述外套组件包括外套本体，以及适于分别套装在所述外套本体的轴线方向两端的输入连接单元和输出连接单元；所述外套本体的内腔具有一贯通该外套本体的轴线方向两端的收容腔体；

[0008] 所述活塞筒行程组件包括适于与所述外套本体的收容腔体内壁滑动间隙配合的活塞筒、在所述活塞筒朝向输出连接单元的一端螺纹连接有一连接螺栓，以及在所述活塞筒朝向输入连接单元的一端螺纹连接有一丝杠螺母；

[0009] 所述丝杠组件包括与所述丝杠螺母套接的丝杠轴、在所述丝杠轴的螺纹末端螺纹连接有一限位螺环、在所述丝杠轴与外套本体的收容腔体内壁之间设有的轴承单元，以及在所述丝杠轴远离所述限位螺环且伸出在所述外套本体外部的端部联接的连接轴套。

[0010] 在本发明较佳的实施例中，所述输入连接单元包括在所述外套本体的上端外圆套设的输入连接盘和第一锁紧套；在所述第一锁紧套上设有第一内六角凹端紧定螺钉顶紧所述外套本体的外侧；

[0011] 所述输入连接盘与第一锁紧套之间通过第一钢丝挡圈进行轴向固定，且所述输入连接盘与第一锁紧套之间螺纹连接；以及

[0012] 所述输出连接单元包括在所述外套本体的下端外圆套设的输出连接盘和第二锁紧套；在所述第二锁紧套上设有第二内六角凹端紧定螺钉顶紧所述外套本体的外侧；

[0013] 所述输出连接盘与第二锁紧套之间通过第二钢丝挡圈进行轴向固定，且所述输出连接盘与第二锁紧套之间螺纹连接。

[0014] 在本发明较佳的实施例中，所述输入连接盘朝向所述外套本体的内孔侧通过第一平键与所述外套本体的上端外圆配合相连；

[0015] 所述输出连接盘朝向所述外套本体的内孔侧通过第二平键与所述外套本体的下端外圆配合相连。

[0016] 在本发明较佳的实施例中，所述输入连接单元还包括在所述外套本体的上端部螺纹连接的压盖，以及在所述压盖与所述外套本体上端的收容腔体内壁与压盖之间设有的第一O形密封圈；

[0017] 所述压盖设有适于丝杠轴穿过的内孔，且该内孔处通过旋转轴唇形密封圈与丝杠轴之间密封配合；

[0018] 所述压盖的顶部设有用于注油通气的螺纹孔，所述螺纹孔适于通过通气孔螺钉进行封堵；以及

[0019] 所述输出连接单元还包括在所述外套本体的下端部设有的与所述输出连接盘相连的过渡接盘；所述过渡接盘通过内六角圆柱头螺钉与所述输出连接盘固定相连。

[0020] 在本发明较佳的实施例中，所述轴承单元包括与所述丝杠轴螺纹固定相连的螺纹支撑套和压紧螺环，以及在所述螺纹支撑套和压紧螺环之间设有的推力球轴承。

[0021] 在本发明较佳的实施例中，所述连接轴套朝向丝杠轴的内孔侧通过第二平键与所述丝杠轴联接；以及

[0022] 所述连接轴套背离所述丝杠轴的外侧适于通过第三平键与执行机构的输出轴联接。

[0023] 在本发明较佳的实施例中，所述丝杠螺母通过螺纹联接固定在所述活塞筒朝向丝杠轴的上端内部；所述连接螺栓的大端部通过螺纹连接固定在所述活塞筒朝向丝杠轴的下端内部，且所述连接螺栓与活塞筒之间通过第二O形密封圈密封；所述连接螺栓的小端部适于与阀门阀杆相联接；以及

[0024] 所述连接螺栓的内部设有注油通道孔，且所述连接螺栓的中间外圆周对称铣扁并配设有适于与注油通道孔连通的直通式压注油杯。

[0025] 在本发明较佳的实施例中，所述外套本体朝向输出连接单元的部分的收容腔体的腔壁设有两道密封环槽；所述密封环槽内由活塞筒向外套本体的方向依次嵌设有阶梯形活塞杆用组合密封和第三O形密封圈。

[0026] 在本发明较佳的实施例中，所述丝杠螺母朝向活塞筒的外侧壁设有第四平键，以及在所述活塞筒上设有适于所述第四平键穿过的腰型孔，且在所述外套本体的收容腔体的腔壁设有适于所述第四平键部分插入的内孔键槽，即所述第四平键在穿过所述腰型孔后部分地插入在所述内孔键槽中以限制活塞筒相对于外套本体转动。

[0027] 在本发明较佳的实施例中，所述轴承单元还包括在所述螺纹支撑套周向外侧设有的支撑环；所述支撑环适于将所述推力球轴承限位在所述压盖与支撑环之间。

[0028] 采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明的全密封线性行程和推力转换输出装置，结构紧凑且刚性好，该结构实现了全密封，环境适应性强，且与执行机构和阀门组合配置灵活。

附图说明

[0029] 图1为本发明的全密封线性行程和推力转换输出装置的结构示意图；

[0030] 图2为图1的A部放大结构图；

[0031] 图3为图1的B部放大结构图；

[0032] 图4为本发明的全密封线性行程和推力转换输出装置的连接螺栓的剖视结构示意图；

[0033] 图5为本发明的全密封线性行程和推力转换输出装置的连接螺栓的俯视结构示意图。

[0034] 图中：1、连接轴套，2、第三平键，3、输入连接盘，4、压盖，5、第一O形密封圈，6、第三内六角紧定螺，7、螺纹支撑套，8、第一钢丝挡圈，9、第四平键，10、外套本体，11、丝杠螺母，12-1、第一锁紧套，12-2、第二锁紧套，13、输出连接盘，14、第三O形密封圈，15、阶梯形活塞杆用组合密封，16、第二O形密封圈，17、连接螺栓，18、直通式压注油杯，19、内六角圆柱头螺钉，20、过渡接盘，21、防转平键，22、限位螺环，23、弹性圆柱销，24、活塞筒，25、丝杠轴，26、支撑环，27、推力球轴承，28、压紧螺环，29、旋转轴唇形密封圈，30、通气孔螺钉，31、第二平键，32、注油通道孔。

具体实施方式

[0035] 为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

[0036] 请参阅图1至图5所示，本实施例提供了一种全密封线性行程和推力转换输出装置，包括：外套组件和设于外套组件内的丝杠组件和活塞筒24行程组件；其中活塞筒24行程组件位于外套组件与丝杠组件之间。

[0037] 外套组件包括外套本体10，以及适于分别套装在外套本体10的轴线方向两端的输入连接单元和输出连接单元；外套本体10的内腔具有一贯通该外套本体10的轴线方向两端的收容腔体。

[0038] 活塞筒24行程组件包括适于与外套本体10的收容腔体内壁滑动间隙配合的活塞筒24、在活塞筒24朝向输出连接单元的一端螺纹连接有一连接螺栓17，以及在活塞筒24朝向输入连接单元的一端螺纹连接有一丝杠螺母11。此处的丝杠螺母11通过螺纹连接实现与活塞筒24之间的固定连接。

[0039] 丝杠组件包括与丝杠螺母11套接的丝杠轴25、在丝杠轴25的螺纹末端螺纹连接有一限位螺环22、在丝杠轴25与外套本体10的收容腔体内壁之间设有的轴承单元，以及在丝杠轴25远离限位螺环22且伸出在外套本体10外部的端部联接的连接轴套1。丝杠轴25通过连接轴套1接收来自阀门电动执行机构的输出转矩。此处的丝杠轴25和丝杠螺母11为左旋梯形螺纹传动联接。限位螺环22通过弹性圆柱销23固定其位置。

[0040] 输入连接单元包括在外套本体10的上端外圆套设的输入连接盘3和第一锁紧套12-1；在第一锁紧套12-1上设有第一内六角凹端紧定螺钉顶紧外套本体10的外侧。输入连接盘3与第一锁紧套12-1之间通过第一钢丝挡圈8进行轴向固定，且输入连接盘3与第一锁紧套12-1之间螺纹连接。外套组件通过输入连接盘3与阀门电动执行机构连接。此处的输入连接盘3采用例如但不限于螺纹连接的方式与第一锁紧套12-1连接。第一锁紧套12-1的螺纹孔对面配套设有辅助拆卸用的盲孔。

[0041] 输出连接单元包括在外套本体10的下端外圆套设的输出连接盘13和第二锁紧套12-2；在第二锁紧套12-2上设有第二内六角凹端紧定螺钉顶紧外套本体10的外侧；输出连接盘13与第二锁紧套12-2之间通过第二钢丝挡圈进行轴向固定，且输出连接盘13与第二锁紧套12-2之间螺纹连接。此处的输出连接盘13采用例如但不限于螺纹连接的方式与第二锁紧套12-2连接。第二锁紧套12-2的螺纹孔对面配套设有辅助拆卸用的盲孔。

[0042] 可选的，为了防止外套本体10与输入连接盘3和输出连接盘13之间出现相对转动，在外套本体10背离收容腔体的外侧壁与输入连接盘3和输出连接盘13之间分布设有一防转平键21。

[0043] 本实施例的外套本体10和第一锁紧套12-1以及第二锁紧套12-2均采用钢质材料制成。输入连接盘3和输出连接盘13均采用灰铁材质制成，且两者采用同一毛坯铸件加工制造。

[0044] 输入连接盘3朝向外套本体10的内孔侧通过第一平键与外套本体10的上端外圆配合相连；输出连接盘13朝向外套本体10的内孔侧通过第二平键31与外套本体10的下端外圆配合相连。此处通过第一平键和第二平键31的作用，限制了输入连接盘3和输出连接盘13相对于外套本体10的相互转动。

[0045] 输入连接单元还包括在外套本体10的上端部螺纹连接的压盖4，以及在压盖4与外套本体10上端的收容腔体内壁与压盖4之间设有的第一O形密封圈5；压盖4设有适于丝杠轴25穿过的内孔，且该内孔处通过旋转轴唇形密封圈29与丝杠轴25之间密封配合。压盖4的顶部设有用于注油通气的螺纹孔，螺纹孔适于通过通气孔螺钉30进行封堵。压盖4与外套本体
10上部内孔通过螺纹联接配合，第一O形密封圈5套设在压盖4的凸止口外圆上。

[0046] 输出连接单元还包括在外套本体10的下端部设有的与输出连接盘13相连的过渡接盘20；过渡接盘20通过内六角圆柱头螺钉19与输出连接盘13固定相连。外套组件通过过渡接盘20与待驱动阀门连接。

[0047] 轴承单元包括与丝杠轴25螺纹固定相连的螺纹支撑套7和压紧螺环28，以及在螺纹支撑套7和压紧螺环28之间设有的推力球轴承27。此处的螺纹支撑套7紧靠相邻轴肩，且推力球轴承27设于螺纹支撑套7的外部凸止口处。压紧螺环28压紧在推力球轴承27上，且压紧螺环28上设有第三内六角紧定螺6钉并压紧在丝杠轴25上。压紧螺环28的螺纹孔对面配套设有辅助拆卸用的盲孔。

[0048] 一种可选的实施方式下，轴承单元还包括在螺纹支撑套7周向外侧设有的支撑环26；支撑环26适于将推力球轴承27限位在压盖4与支撑环26之间。此处从推力球轴承27的轴向来说，推力球轴承27部分地被限位在螺纹支撑套7和压紧螺环28之间，以及推力球轴承27的另一部分被限位在压盖4和支撑环26之间，使得整体的丝杠轴25仅做旋转运动。此时，整体的活塞筒24组件的位移行程被限制在支撑环26和限位螺环22之间。

[0049] 连接轴套1朝向丝杠轴25的内孔侧通过第二平键31与丝杠轴25联接；以及连接轴套1背离丝杠轴25的外侧适于通过第三平键2与执行机构的输出轴联接。

[0050] 丝杠螺母11通过螺纹联接固定在活塞筒24朝向丝杠轴25的上端内部；连接螺栓17的大端部通过螺纹连接固定在活塞筒24朝向丝杠轴25的下端内部，且连接螺栓17与活塞筒24之间通过第二O形密封圈16密封；连接螺栓17的小端部适于与阀门阀杆相联接。

[0051] 连接螺栓17的内部设有注油通道孔32，且连接螺栓17的中间外圆周对称铣扁并配设有适于与注油通道孔32连通的直通式压注油杯18。

[0052] 外套本体10朝向输出连接单元的部分的收容腔体的腔壁设有两道密封环槽；密封环槽内由活塞筒24向外套本体10的方向依次嵌设有阶梯形活塞杆用组合密封15和第三O形密封圈14。

[0053] 丝杠螺母11朝向活塞筒24的外侧壁设有第四平键9，以及在活塞筒24上设有适于第四平键9穿过的腰型孔，且在外套本体10的收容腔体的腔壁设有适于第四平键9部分插入的内孔键槽，即第四平键9在穿过腰型孔后部分地插入在内孔键槽中以限制活塞筒24相对于外套本体10转动，通过第四平键9的作用，使得活塞筒24只能沿着外套本体10的收容腔壁上的内孔键槽做轴线方向的线性移动，输出推力和形成位移，从而实现阀门的开启与关闭。

[0054] 本实施例的全密封线性行程和推力转换输出装置具体的工作原理如下：

[0055] 外套组件上端通过输入连接盘3与阀门电动执行机构连接，其下端通过过渡接盘20与待驱动阀门连接。丝杠组件在外套本体10内部仅做旋转运动，并通过其上端的连接轴套1接受来自阀门电动执行机构输出转矩。丝杠轴25和丝杠螺母11为左旋梯形螺纹传动联接。由于固定在丝杠螺母11上的第四平键9穿过活塞筒24壁上的腰型孔后部分地嵌入外套本体10的内孔键槽内限制活塞筒24组件的转动，活塞筒24组件只能沿外套本体10的内孔键槽做上下线性移动，输出推力和位移行程，实现阀门的开启与关闭。而整体的活塞筒24组件的位移行程被限制在支撑环26和限位螺环22之间，此处通过改变外套本体10、活塞筒24和丝杠轴25的梯形螺纹部分的长度，可以满足阀门的不同线性行程配套要求

[0056] 以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

[0057] 在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0058] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0059] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0060] 此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0061] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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