CN102853598B - 一种电子膨胀阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子膨胀阀，包括丝杆(1)和设有输出轴(21)的电机(2)，并所述输出轴(21)通过齿轮***与丝杆(1)传动连接；所述齿轮***支撑于齿轮座(3)上，并所述丝杆(1)穿过所述齿轮座(3)；所述电子膨胀阀还包括设有阀腔的阀座(4)及设于所述电机(2)外部的电机壳(22)；所述齿轮座(3)进一步设于所述阀腔中，并所述阀座(4)的上端部进一步与所述电机壳(22)的下端部连接。该电子膨胀阀的结构设计能够减少其密封部位的数量，从而有效降低其泄漏的概率，并且能够简化其装配结构。

Description

一种电子膨胀阀
技术领域
本发明涉及流体控制部件技术领域，特别涉及一种电子膨胀阀。
背景技术
电子膨胀阀是组成制冷***的重要部件，是制冷***四个基本部件中除去蒸发器、压缩机和冷凝器之外的另一基本部件。电子膨胀阀的工作过程一般为：随着线圈装置的通电或断电，阀针调节阀口的开度，从而调节制冷剂的流量。
在现有技术中，专利号为200580023202.7的中国专利公开了一种电子膨胀阀，具体请参考图1，图1为现有技术中一种电子膨胀阀的结构示意图。
如图1所示，该现有技术中的电子膨胀阀包括阀座1′，该阀座1′内设有套筒部2′，该套筒部2′包括导向部2′1和头部2′2，头部2′2密封支撑有齿轮座3′，齿轮座3′内设有齿轮***8′，该齿轮***8′传动连接有丝杆4′；如图1所示，齿轮座3′的上端部进一步与电机壳5′1密封连接，电机壳5′1内部设有电机5′，该电机5′通过输出轴与齿轮***8′传动连接。导向部2′1内设有可滑动的阀杆6′，并阀杆6′的上端部伸出有螺母7′，该螺母7′进一步设于齿轮座3′下腔内的限位部3′1内，由于该限位部3′1的限位，该螺母7′在该限位部3′1内可沿其轴向滑动，但并不能沿周向旋转。
工作时，电机5′启动，其输出轴发生转动，该转动动作进而通过齿轮***8′传递给丝杆4′，由于丝杆4′通过螺纹配合伸入螺母7′内，并螺母7′在限位部3′1内只能沿轴向滑动，并不能沿周向发生旋转，因而随着丝杆4′转动，螺母7′沿轴向发生滑动，该螺母7′进而带动阀杆6′在导向部2′1内沿轴向发生滑动，从而实现调节阀口的开度的目的。
然而，上述现有技术中的电子膨胀阀存在有以下缺陷：
第一，齿轮座3′的上端部通过螺纹配合与电机壳5′1密封连接，齿轮座3′的下端部通过螺纹配合与套筒部2′的头部2′2密封连接，因而存在有两个密封部位，密封部位较多，导致泄漏的概率较大；同时装配结构也比较复杂；
第二，阀杆6′的上端部需要伸出有螺母7′，该螺母7′与限位部3′1配合，从而实现阀杆6′的周向限位，但是由于螺母7′需要从阀杆6′的上端部伸出，因而导致整个阀芯部件的轴向尺寸较大，进而导致阀体的轴向尺寸较大；此外，由于螺母7′的外径明显小于阀杆6′的外径，导致整个阀芯部件下大上小，因而在各个部件的加工过程中，套筒部2′的头部2′2的内径要小于导向部2′1的内径，并且齿轮座3′下端部的外径要减小，以便在其内腔中安装内径较小的限位部3′1，由此可知，套筒部2′和齿轮座3′的结构比较复杂，导致加工难度大，加工成本高；同时，由于螺母7′和阀杆6′组成的阀芯部件下大上小，因而螺母7′、阀杆6′、齿轮座3′、套筒部2′和阀座1′的装配过程比较复杂，装配难度大。
有鉴于此，如何对现有技术中的电子膨胀阀作出改进，从而降低其泄漏的概率，并简化其装配结构，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀的结构设计能够减少其密封部位的数量，从而有效降低其泄漏的概率，并且能够简化其装配结构。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电子膨胀阀，包括丝杆和设有输出轴的电机，并所述输出轴通过齿轮***与丝杆传动连接；所述齿轮***支撑于齿轮座上，并所述丝杆穿过所述齿轮座；所述电子膨胀阀还包括设有阀腔的阀座及设于所述电机外部的电机壳；所述齿轮座进一步设于所述阀腔中，并所述阀座的上端部进一步与所述电机壳的下端部连接。
优选地，所述阀座包括座本体、及设于所述座本体上端部的套筒，所述套筒的上端部进一步与所述电机壳的下端部连接；所述齿轮座进一步设于所述套筒的内部。
优选地，所述套筒包括套筒本体部及向外侧弯曲的套筒折弯部，所述套筒本体部连接于所述座本体上，所述套筒折弯部与所述电机壳的下端部连接；所述齿轮座沿周向进一步设有连接部，所述连接部与所述套筒本体部的周向内壁连接。
优选地，所述连接部上方进一步设有外径减小的支撑部，所述齿轮***支撑于所述支撑部上。
优选地，所述齿轮***包括连接于所述输出轴上的第一齿轮、连接于所述丝杆上的第二齿轮及将所述第一齿轮的运动传递给所述第二齿轮的传动齿轮；所述传动齿轮设有定位轴，所述定位轴的下端部进一步连接于所述支撑部上。
优选地，所述支撑部设有沿径向凸出于其周向侧面的凸出部，所述定位轴的下端部进一步连接于所述凸出部上。
优选地，所述齿轮座的下端面进一步支撑于所述座本体的上端面上。
优选地，所述丝杆穿过所述齿轮座连接有阀杆；所述齿轮座和所述阀杆中，一者设有限位凹槽，另一者设有可在该限位凹槽中沿轴向滑动的限位凸出部；所述限位凸出部设于所述限位凹槽中，以便限定所述阀杆与所述齿轮座在周向上的相对位置。
优选地，所述限位凸出部为沿轴向设于所述齿轮座和所述阀杆中一者上的第一限位杆件，所述限位凹槽为沿轴向设于所述齿轮座和所述阀杆中另一者上的第一限位孔，所述第一限位杆件可沿轴向滑动地设于所述第一限位孔中。
优选地，所述齿轮座设有下腔，所述阀杆的上端部伸入所述下腔中；所述限位凸出部为沿径向设于所述下腔的侧壁和所述阀杆的侧壁中一者上的第二限位杆件，所述限位凹槽为沿径向设于所述下腔的侧壁和所述阀杆的侧壁中另一者上的第二限位孔。
优选地，所述齿轮座设有多个沿轴向延伸的定位杆件，各所述定位杆件沿周向围成下腔，所述阀杆的上端部伸入该下腔中；所述限位凸出部为设于所述阀杆的侧壁上的第二限位杆件；各所述定位杆件中，至少有一组相邻的定位杆件之间的间隙形成有限位间隙，所述限位间隙形成所述限位凹槽；所述第二限位杆件***所述限位间隙中。
在现有技术的基础上，本发明所提供的齿轮座设于阀腔中，并所述阀座的上端部进一步与所述电机壳的下端部连接，具体地，阀座的上端部需要电机壳的下端部密封连接。与现有技术相比，齿轮座进一步设于阀座的内腔中，并阀座的上端部与电机壳的下端部密封连接，因而该结构存在有一个密封部位，密封部位较少，泄漏的概率较低。此外，在本发明中，齿轮座设于阀腔中，并阀座的上端部与电机壳的下端部连接，因而与现有技术相比，其装配结构得到了简化。
综上所述，本发明所提供的电子膨胀阀能够减少其密封部位的数量，从而有效降低其泄漏的概率，并且能够简化其装配结构。
附图说明
图1为现有技术中一种电子膨胀阀的结构示意图；
图2为本发明一种实施例中电子膨胀阀的结构示意图；
图3为图2中电子膨胀阀的齿轮***和齿轮座的装配示意图；
图4为图3中齿轮***和齿轮座在另一视角下的装配示意图；
图5为图3中齿轮***和齿轮座的装配结构的主视图；
图6为图3中的齿轮座的结构示意图；
图7为与图6中的齿轮座配合的阀杆的结构示意图；
图8为本发明另一种实施例中齿轮座和阀杆的装配示意图；
图8-1为图8中齿轮座和阀杆的装配结构的剖视图；
图8-2为图8中齿轮座的结构示意图；
图8-3为图8中阀杆的结构示意图；
图9-1为本发明再一种实施例中齿轮座的结构示意图；
图9-2为与图9-1中的齿轮座的配合的阀杆的结构示意图；
图10-1为本发明又一种实施例中齿轮座的结构示意图；
图10-2为包括图10-1中的齿轮座的电子膨胀阀的结构示意图。
其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1′阀座；2′套筒部；2′1导向部；2′2头部；3′齿轮座；4′丝杆；5′电机；5′1电机壳；6′阀杆；7′螺母；8′齿轮***。
图2至图10-2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1丝杆；2电机；21输出轴；22电机壳；
3齿轮座；31连接部；32支撑部；321凸出部；33台阶；34第一限位杆件；35第二限位孔；36下腔；361间断部；362定位杆件；363限位间隙；38非圆异形槽；39定位孔；
4阀座；41座本体；42套筒；421套筒本体部；422套筒折弯部；
51第一齿轮；52第二齿轮；53传动齿轮；54定位轴；
6阀杆；61第一限位孔；62第二限位杆件；63螺母；64非圆异形部。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种电子膨胀阀，该电子膨胀阀的结构设计能够减少其密封部位的数量，从而有效降低其泄漏的概率，并且能够简化其装配结构。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图2，图2为本发明一种实施例中电子膨胀阀的结构示意图。
在一种实施例中，本发明所提供的电子膨胀阀用于调节制冷剂的流量，如图2所示，电子膨胀阀包括电机壳22，电机壳22内设有电机2，电机2的输出轴21通过齿轮***与丝杆1传动连接，因而丝杆1随着输出轴21发生转动；如图2所示，齿轮***支撑于齿轮座3上，并丝杆1穿过齿轮座3连接有阀杆6，随着丝杆1的转动，阀杆6沿轴向上下运动，从而调节阀座4上的阀口的开度，从而实现制冷剂流 量调节的目的。
如图2所示，在上述现有技术的基础上，齿轮座3进一步设于阀座4的阀腔中，并阀座4的上端部进一步与电机壳22的下端部连接，具体地，阀座4的上端部需要电机壳22的下端部密封连接。与现有技术相比，齿轮座3进一步设于阀座4的内腔中，并阀座4的上端部与电机壳22的下端部密封连接，因而该结构存在有一个密封部位，密封部位较少，泄漏的概率较低。此外，在本发明中，齿轮座3设于阀腔中，并阀座4的上端部与电机壳22的下端部连接，因而与现有技术相比，其装配结构得到了简化。
需要说明的是，在上述实施例中，阀座4可以为分体结构，包括座本体41、及设于座本体41上端部的套筒42，套筒42的上端部进一步与电机壳22的下端部连接；齿轮座3进一步设于套筒42的内部。阀座4分为座本体41和套筒42，该种结构设计使得阀座4的加工变得简化。当然，阀座4也可以为一体结构，亦即座本体41和套筒42为一体化构件，一体加工成型。
请参考图3至图7，图3为图2中电子膨胀阀的齿轮***和齿轮座的装配示意图；图4为图3中齿轮***和齿轮座在另一视角下的装配示意图；图5为图3中齿轮***和齿轮座的装配结构的主视图；图6为图3中的齿轮座的结构示意图；图7为与图6中的齿轮座配合的阀杆的结构示意图。
如图2所示，套筒42包括套筒本体部421及向外侧弯曲的套筒折弯部422，套筒本体部421连接于座本体41上，套筒折弯部422与电机壳22的下端部连接；如图3、图5和图6所示，齿轮座3沿周向进一步设有连接部31，如图2所示，连接部31可以进一步与套筒本体部421的周向内壁连接。套筒折弯部422的存在，一方面可以便于套筒42与电机壳22的下端部之间的连接，另一方面也为齿轮***的安装设置了足够的空间，从而便于齿轮***的安装；此外，套筒折弯部422形成的较大空间也便于实现连接部31与套筒本体部421的周向内壁之间的连接。
具体地，还可以对齿轮座3的结构作出进一步改进。比如，如图3和图6所示，连接部31上方进一步设有外径减小的支撑部32，所述齿轮***支撑于支撑部32上；并且，支撑部32的周向侧面与连接部31的上端面形成有台阶33。该台阶33的设置，进一步为连接部31与套筒本体部421的周向内壁之间的连接提供了适当空间，比如可以在该适当空间通过钎焊或激光焊等焊接方式，实现连接部31与套筒本体部421的周向内壁之间的连接。
需要说明的是，如图3、图4和图5所示，齿轮***包括第一齿轮51、第二齿轮52和传动齿轮53；第一齿轮51与电机2的输出轴21上的齿轮啮合，第二齿轮52连接于丝杆1上，并设于齿轮座3的上腔中；传动齿轮53与第二齿轮52啮合，并且传动齿轮53与第一齿轮51共用定位轴54，因而传动齿轮53可以将第一齿轮51的运动传递给第二齿轮52。如图2所示，传动齿轮53进一步设有定位轴54，该定位轴54固定连接于齿轮座3的支撑部32上。该种结构设计非常方便地实现了齿轮***与齿轮座3之间的连接，并且结构比较简单，成本较低。
此外，如图3和图6所示，支撑部32设有沿径向凸出于其周向侧面的凸出部321，凸出部上设有定位孔39，定位轴54的下端部进一步连接于定位孔39中。该种结构设计一方面能够实现定位轴54与支撑部32之间的连接，另一方面能够便于在支撑部32与连接部31之间形成有台阶33。
如图2所示，在上述任一种技术方案中，套筒本体部421套装于座本体41的上端部的外侧，在此基础上，齿轮座3的下端面可以进一步支撑于座本体41的上端面上。由座本体41进一步对齿轮座3进行支撑固定，从而进一步提高了其轴向限位的稳定性。
此外，请参考图8至图9-2，在上述任一种技术方案的基础上，还可以作出进一步改进。比如，本发明所提供的齿轮座3和阀杆6中，一者设有限位凹槽，另一者设有可在该限位凹槽中沿轴向滑动的限位凸出部；所述限位凸出部设于所述限位凹槽中，以便限定阀杆6与齿 轮座3在周向上的相对位置。
在本发明中，由于在齿轮座3和阀杆6之间形成有限位结构，而不是在齿轮座3和螺母63之间形成限位结构，因而在该结构中螺母63可以设于阀杆6的内部，相对于现有技术中螺母伸出于阀杆的结构设计，可以显著减少由阀杆6和螺母63组成的阀芯部件的轴向尺寸，进而可以减少阀体的轴向尺寸。此外，由于螺母63可以内置于阀杆6中，阀芯部件的外形尺寸由阀杆6决定，因而可以避免现有技术中阀芯部件下大上小的结构，进而可以使得与阀杆6配合的齿轮座3的加工工艺变得简化，并使得齿轮座3、阀杆6和阀座4的装配结构变得简化。
需要说明的是，上述技术方案对于齿轮座3与阀杆6之间的限位凸出部和限位凹槽的结构不作限制，任一种限位凸出部和限位凹槽的配合结构，只要能够使得阀杆6可沿齿轮座3的轴向上下滑动，并能够使得阀杆6相对于齿轮座3周向固定，就均应该在本发明的保护范围之内。
具体地，如图5所示，齿轮座3设有所述限位凹槽，并且该限位凹槽为非圆异形槽38；如图7所示，阀杆6设有所述限位凸出部，并且该限位凸出部为非圆异形部64，该非圆异形部64的外部轮廓与非圆异形槽38的内部轮廓一致，并非圆异形部64***该非圆异形槽38中。该种结构设计非常方便地实现了阀杆6沿轴向滑动并沿周向限位固定的目的。
需要说明的是，非圆异形部64和非圆异形槽38并不限于图中所示的六角形；显然，只要不是圆形、并能够限制阀杆6沿周向转动的任意形状，均应该在本发明的保护范围之内。
具体地，还可以对齿轮座3与阀杆6之间的限位结构作出进一步设计。比如，请参考图8、图8-1、图8-2和图8-3，所述限位凸出部为设于齿轮座3和阀杆6中一者上的第一限位杆件34，所述限位凹槽为设于齿轮座3和阀杆6中另一者上的第一限位孔61，第一限位杆件34可沿轴向滑动地设于第一限位孔61中。显然，该种结构设计也能 够实现阀杆6的轴向滑动并周向限位的目的，并且由于该种结构采用杆与孔的配合结构，因而相对于图3至图7中的限位结构，显著减少了材料成本的支出。
具体地，如图8-2所示，齿轮座3设有第一限位杆件34，并第一限位杆件34设于齿轮座3的下端面上，该种结构比较简单，制造成本较低；如图8-3所示，阀杆6设有第一限位孔61，并阀杆6的内部设有与丝杆1配合的螺母63，第一限位孔61开设于螺母63上，该种结构设计实现了第一限位孔61和螺母63的集成融合，简化了结构。
进一步地，第一限位杆件34可以为圆柱形杆件，第一限位孔61可以为圆柱形孔；在此基础上，第一限位杆件34与第一限位孔61的数量相同，并均为至少两个，且各第一限位杆件34与各第一限位孔61分别对应设置。
需要说明的是，当第一限位杆件34为非圆异形杆，第一限位孔61为与之对应的非圆异形孔时，第一限位杆件34和第一限位孔61的数量可以均为一个；当然，为了保证周向上的限位强度，第一限位杆件34和第一限位孔61的数量最好为多个，并沿周向均匀分布。
具体地，还可以对齿轮座3与阀杆6之间的限位结构作出进一步设计。比如，请参考图9-1和图9-2，齿轮座3设有下腔36，阀杆6的上端部伸入下腔36中；所述限位凸出部为沿径向设于下腔36的侧壁和阀杆6的侧壁中一者上的第二限位杆件62，所述限位凹槽为沿径向设于下腔36的侧壁和阀杆6的侧壁中另一者上的第二限位孔35。显然，该种结构设计也能够实现阀杆6的轴向滑动并周向限位的目的，并且相对于图3至图7中的限位结构，结构比较简单，加工成本较低。
具体地，如图9-1和图9-2所示，阀杆6的侧壁上可以设有第二限位杆件62，下腔36的侧壁上可以设有第二限位孔35；第二限位孔35沿径向贯穿下腔36的侧壁。进一步地，第二限位孔35沿轴向贯穿齿轮座3的下端面。该种结构设计可以使得第二限位杆件62和第二限位孔35的加工工艺变得简化，因而能够进一步降低加工成本。
此外，为了减少材料成本的支出，如图9-1所示，下腔36的侧壁 可以为间断结构，包括至少一个间断部361，第二限位孔35设于间断部361上。
请参考图10-1和图10-2，图10-1为本发明又一种实施例中齿轮座的结构示意图；图10-2为包括图10-1中的齿轮座的电子膨胀阀的结构示意图。
还可以对齿轮座3作出进一步改进。比如，如图10-1所示，齿轮座3沿周向设有多个沿轴向延伸的定位杆件362，各个定位杆件362沿周向围成下腔36，阀杆6的上端部伸入该下腔36中；各个定位杆件362中，至少有一组相邻的定位杆件362之间的间隙形成有限位间隙363，限位间隙363形成所述限位凹槽；所述限位凸出部为设于阀杆6的侧壁上的第二限位杆件62；如图10-2所示，第二限位杆件62***限位间隙363中。
如图10-1所示，定位杆件的数量为4个，并且两两形成有两个限位间隙363；并结合图10-2所示，第二限位杆件62***该限位间隙363中。显然，该种结构设计也能实现阀杆6的轴向滑动并周向限位的目的，并且进一步节省了材料成本和简化了结构。
以上对本发明所提供的一种电子膨胀阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电子膨胀阀，包括丝杆(1)和设有输出轴(21)的电机(2)，并所述输出轴(21)通过齿轮***与丝杆(1)传动连接；所述齿轮***支撑于齿轮座(3)上，并所述丝杆(1)穿过所述齿轮座(3)；所述电子膨胀阀还包括设有阀腔的阀座(4)及设于所述电机(2)外部的电机壳(22)；其特征在于，所述齿轮座(3)进一步设于所述阀腔中，并所述阀座(4)的上端部进一步与所述电机壳(22)的下端部连接；所述阀座(4)包括座本体(41)、及设于所述座本体(41)上端部的套筒(42)，所述套筒(42)的上端部进一步与所述电机壳(22)的下端部连接；所述齿轮座(3)进一步设于所述套筒(42)的内部；所述套筒(42)包括套筒本体部(421)及向外侧弯曲的套筒折弯部(422)，所述套筒本体部(421)连接于所述座本体(41)上，所述套筒折弯部(422)与所述电机壳(22)的下端部连接；所述齿轮座(3)沿周向进一步设有连接部(31)，所述连接部(31)与所述套筒本体部(421)的周向内壁连接。
2.如权利要求1所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述连接部(31)上方进一步设有外径减小的支撑部(32)，所述齿轮***支撑于所述支撑部(32)上。
3.如权利要求2所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述齿轮***包括连接于所述输出轴(21)上的第一齿轮(51)、连接于所述丝杆(1)上的第二齿轮(52)及将所述第一齿轮(51)的运动传递给所述第二齿轮(52)的传动齿轮(53)；所述传动齿轮(53)设有定位轴(54)，所述定位轴(54)的下端部进一步连接于所述支撑部(32)上。
4.如权利要求3所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述支撑部(32)设有沿径向凸出于其周向侧面的凸出部(321)，所述定位轴(54)的下端部进一步连接于所述凸出部(321)上。
5.如权利要求1至4任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述齿轮座(3)的下端面进一步支撑于所述座本体(41)的上端面上。
6.如权利要求1至4任一项所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述丝杆(1)穿过所述齿轮座(3)连接有阀杆(6)；所述齿轮座(3)和所述阀杆(6)中，一者设有限位凹槽，另一者设有可在该限位凹槽中沿轴向滑动的限位凸出部；所述限位凸出部安装于所述限位凹槽中，以便限定所述阀杆(6)与所述齿轮座(3)在周向上的相对位置。
7.如权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述限位凸出部为设于所述齿轮座(3)和所述阀杆(6)中一者上的第一限位杆件(34)，所述限位凹槽为设于所述齿轮座(3)和所述阀杆(6)中另一者上的第一限位孔(61)，所述第一限位杆件(34)可沿轴向滑动地安装于所述第一限位孔(61)中。
8.如权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述齿轮座(3)设有下腔，所述阀杆(6)的上端部伸入所述下腔中；所述限位凸出部为沿径向设于所述下腔的侧壁和所述阀杆(6)的侧壁中一者上的第二限位杆件(62)，所述限位凹槽为设于所述下腔的侧壁和所述阀杆(6)的侧壁中另一者上的第二限位孔(35)。
9.如权利要求6所述的电子膨胀阀，其特征在于，所述齿轮座(3)设有多个沿轴向延伸的定位杆件(362)，各所述定位杆件(362)沿周向围成下腔(36)，所述阀杆(6)的上端部伸入该下腔(36)中；所述限位凸出部为设于所述阀杆(6)的侧壁上的第二限位杆件(62)；各所述定位杆件(362)中，至少有一组相邻的定位杆件(362)之间的间隙形成有限位间隙(363)，所述限位间隙(363)形成所述限位凹槽；所述第二限位杆件(62)***所述限位间隙(363)中。
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