CN117005811B - 一种钻孔设备及其钻孔掘进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻孔设备及其钻孔掘进方法,钻孔设备包括驱动机构、牵引机构、夹持机构以及吊装机构,其中驱动机构上装配有变速箱,在变速箱下安装有钻杆,钻杆末端装配有第一钻头,牵引机构包括牵引绳,且牵引绳与变速箱相接对变速箱进行垂直方向的提拉;夹持机构和吊装机构均安装在托板上,托板装配在驱动机构的一端,吊装机构将钻杆吊起放置在夹持机构上,夹持机构将钻杆推送到变速箱底部以加长第一钻头钻孔深度。本装置中为了保证在钻孔时的稳定性,将驱动钻杆的变速箱滑动套接在龙门架内部的立柱上,从而在变速箱带动钻杆转动时,立柱可以有效防止变速箱晃动,且龙门架上安装的托板增加整体自重,也能有效防止震动。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔设备技术领域,具体是一种钻孔设备及其钻孔掘进方法。
背景技术
由于具有生理毒性的物质或过量的植物营养元素进入土壤而导致土壤性质恶化和植物生理功能失调的现象,被称为土壤污染,作物从土壤中吸收和积累的污染物常通过食物链传递而影响人体健康,原位注入技术借用一定的设备将化学药剂注入到地下,通过化学药剂与污染物之间的物理化学作用,降低污染物质的迁移性,使污染物毒性降低或变成无毒性的一种方法,在进行土壤钻孔工作时为了满足不同的孔深一般会使用旋转打桩机进行钻孔,这种打桩机的结构是利用卷扬机拉起的钻杆悬挂架,通过钻杆来钻孔,这种在钻孔的过程中容易使得钻孔机发生晃动,从而影响钻孔的质量。
中国专利公开了一种“垂直式岩石钻孔装置及钻孔方法”(CN113250615B),通过设置的驱动装置便于调节相邻螺纹环之间的角度从而提高了螺纹钻杆进给过程中的稳定性;确保了钻孔工作的持续稳定进行,保证了钻孔质量,设置的支撑装置采用三点抓地式方式提高了支撑装置的稳定性,从而保证了钻孔装置钻孔过程中不会发生晃动,从而防止钻孔偏斜。
上述公开技术中采用三点抓地式方式提高了支撑装置的稳定性,但在进行深度较深的钻孔时需要加长钻杆长度,而采用上述结构不便于加长钻杆,且在加长钻杆时,利用卷扬机拉起的钻杆,在此过程中,钻杆容易碰撞到工作人员,严重时还会造成开出的孔不规则,严重影响注入化学药剂在孔内的流动性和在地层中分布的均匀性。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围
鉴于上述或现有技术中存在的装置在加长钻杆时,均利用卷扬机拉起的钻杆,在此过程汇总,钻杆容易碰撞到工作人员,并且,由于钻杆重量大,工作人员的工作强度很大,容易造成疲劳施工,影响工程安全另一方面,由于在钻孔过程中钻孔机发生晃动,孔不正、孔不直和孔不圆的情况时常发生,严重影响注入化学药剂在孔内的流动性和在地层中分布的均匀性。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种钻孔设备,包括驱动机构、牵引机构、夹持机构以及吊装机构,其中驱动机构上装配有变速箱,在变速箱下安装有中空钻杆,钻杆末端装配有第一钻头,牵引机构包括牵引绳,且牵引绳与变速箱相接对变速箱进行垂直方向的提拉;夹持机构和吊装机构均安装在托板上,托板装配在驱动机构的一端,吊装机构将钻杆吊起放置在夹持机构上,夹持机构将钻杆推送到变速箱底部以加长第一钻头钻孔深度。
作为本发明进一步的方案:驱动机构包括龙门架,龙门架内两侧均设有立柱,变速箱滑动连接在立柱上,在变速箱的上表面一侧安装有驱动器与变速箱的输入端连接,变速箱的输出端上套接有钻盘,钻杆端部卡接在钻盘上。
作为本发明再进一步的方案:多个钻杆之间相互卡接连成一个整体,且在最末端的钻杆底部还装配有第二钻头,第二钻头直径大于第一钻头,且第二钻头的上表面设有一圈磨轮,磨轮突出于第二钻头边缘。
作为本发明再进一步的方案:在龙门架的后端两侧设有地撑,在龙门架的前端铰接有斜撑,且斜撑底部与托板连接,所述地撑与斜撑均为套筒和螺杆组装而成,其中斜撑由两个螺杆分别连接在套筒两端而成。
作为本发明再进一步的方案:牵引机构包括电机,在电机的驱动端连接有收卷器,电机和收卷器底部共同连接有固定座,所述牵引绳一端缠绕在收卷器上,在牵引绳的末端系有锁栓,且锁栓套接在变速箱上。
作为本发明再进一步的方案:牵引机构还包括端座,且端座固定在龙门架的顶部,在端座后端设有定滑轮,所述牵引绳穿过定滑轮从端座内伸出。
作为本发明再进一步的方案:夹持机构包括连接板,连接板直接盖在托板上,且在连接板的下表面装配有伸缩杆,伸缩杆另一端销接在托板上,在连接板的上表面一体连接有连接座,连接座两端均装配有夹爪。
作为本发明再进一步的方案:吊装机构包括固定在托板前端上表面的转动座,在转动座的顶部装配有悬臂,悬臂和转动座之间销接有气缸,在悬臂端部设有挂绳对钻杆进行吊装。
与现有技术相比,本发明钻孔设备的有益效果是:
(1)本装置中的钻孔设备利用钻杆对接可以延伸钻头的钻孔深度,从而能够满足不同深度的钻孔深度需求,此外为了保证在钻孔时的稳定性,将驱动钻杆的变速箱滑动套接在龙门架内部的立柱上,从而在变速箱带动钻杆转动时,立柱可以有效防止变速箱晃动,且龙门架上安装的托板增加整体自重,也能有效防止震动。
(2)进一步,为了便于加长钻杆,本申请设有牵引机构可以对变速箱进行提拉,从而将变速箱拉到立柱顶部,便于将用于加长的钻杆安装到变速箱底部,牵引机构虽然类似于卷扬机,但是在钻孔时不受牵引机构影响,也不会将力传递到牵引机构上,造成牵引绳摆动。
(3)本申请中利用起吊机构和夹紧机构对加长的钻杆进行吊装和输送,从而避免传统设备利用卷扬机吊装钻杆时,容易发生摆动从而容易撞伤工作人员,且当钻杆碰撞到设备上时,也容易造成钻杆脱落,本申请中的起吊机构可以在托板上转动,从而能够在不同方向对钻杆进行吊装,悬臂能够在气缸作用下调节角度,便于将钻杆放置到夹紧机构上,夹紧机构上设有伸缩杆能够将夹紧机构从水平状态推送到竖立状态,从而使得钻杆竖立便于与变速箱对接,利用加长钻杆可以开设较深的孔洞,从而对深层土壤也能进行修复,防止后期土壤深翻时将未修复的深层土壤带出地表造成二次污染。
此外,本申请还提供另外一种技术方案,利用上述技术方案中的辅助***调整装置对患者进行***调整。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种钻孔设备的钻孔掘进方法,具体包括如下步骤:
步骤1,装配,将钻孔设备架设在预定位置上,依次将驱动机构、牵引机构、夹持机构以及吊装机构进行组装并连接形成整体;
步骤2,钻孔,驱动机构中的驱动器启动,利用变速箱进行降速后并带动钻杆转动,进而使得钻杆末端的第一钻头对预设点进行开钻;
步骤3,延接,当钻孔一定程度后需要接长钻杆,利用吊装机构将多余钻杆吊起,利用夹持机构将钻杆吊推动到钻盘下进行连接。
作为本发明进一步的方案:在步骤中,当第一钻头钻孔到一定深度后,可以将第一钻头拆下,将第二钻头装配在钻杆下对钻孔进行扩孔。
与现有技术相比,本发明钻孔掘进方法的使用方法的有益效果是:
(1)本申请提供一个简明的操作方法用于快速操控钻孔设备,从而使得工作人员能够在短时间内科学的对本申请中的装置进行掌握。
(2)本申请中为了应对不同直径的孔需设置有两种钻头,其中第一钻头直径较小,可以钻出较小孔径的孔,且也能够先对预定点进行初钻,而第二钻头直径较大,且第二钻头上设有磨轮其硬度更强,可以开出孔径较大的孔,且也能对第一钻头初钻的孔进行扩充从而便于短时间内注入大量的修复剂,中空的钻杆可以作为导管将修复剂引导到土壤深层,由于第一步形成的小直径孔能起到引导钻杆、降低钻孔力和初步判断钻孔难度的作用,上述分步钻孔的施工方法还能够有效提高孔的直线度、垂直度和圆度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为钻孔设备整体结构图。
图2为钻孔设备前视图。
图3为钻孔设备框架结构图。
图4为牵引机构结构图。
图5为夹紧机构结构图。
图6为牵引机构仰视图。
图7为第二钻头结构图。
图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下:100、驱动机构;101、龙门架;101a、变速箱;101a-1、驱动器;102、钻盘;102a、钻杆;102a-1、第一钻头;102a-2、第二钻头;102a-2a、磨轮;103、地撑;104、斜撑;200、牵引机构;201、电机;202、收卷器;202a、牵引绳;202a-1、锁栓;203、端座;203a、定滑轮;204、固定座;300、托板;301、夹持机构;301a、连接板;301a-1、伸缩杆;301b、连接座;301c、夹爪;302、吊装机构;302a、转动座;302a-1、气缸;302b、悬臂;302b-1、挂绳。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
请参阅图1-3为本发明的实施例1,一种钻孔设备,包括驱动机构100、牵引机构200、夹持机构301以及吊装机构302,其中驱动机构100用于安装钻孔部件以及为钻孔部件提供动力,牵引机构200用于提拉驱动部件升起便于组装拆卸,夹持机构301以及吊装机构302主要用于运输钻孔部件的连接部件,其中驱动机构100上装配有变速箱101a,在变速箱101a下安装有中空钻杆102a,钻杆102a末端装配有第一钻头102a-1,第一钻头102a-1用于开孔,而钻杆102a的长度决定第一钻头102a-1开设的深度,牵引机构200包括牵引绳202a,且牵引绳202a与变速箱101a相接对变速箱101a进行垂直方向的提拉,从而能够将变速箱101a拉升到最高点,便于增加钻杆102a数量,以使得第一钻头102a-1的开设深度加大;夹持机构301和吊装机构302均安装在托板300上,托板300装配在驱动机构100的一端,吊装机构302将钻杆102a吊起放置在夹持机构301上,夹持机构301将钻杆102a推送到变速箱101a底部以加长第一钻头102a-1钻孔深度;
具体的,驱动机构100包括龙门架101,龙门架101为其他部件提供安装点,作为基础部件直接矗立在地面上,起到稳定作用,传动的旋转钻孔均采用卷扬机拉起的钻杆102a悬挂架,通过钻杆102a来钻孔,这种在钻孔的过程中容易使得钻孔机发生晃动,从而影响钻孔的质量,因此本申请中龙门架101内两侧均设有立柱,变速箱101a滑动连接在立柱上,利用立柱约束变速箱101a防止其摆动,在变速箱101a的上表面一侧安装有驱动器101a-1与变速箱101a的输入端连接,变速箱101a的输出端上套接有钻盘102,钻杆102a端部卡接在钻盘102上,驱动器101a-1提供钻孔的动力,而变速箱101a进行调速后使得钻杆102a转动更加稳定。
在图1、图2以及图7中,多个钻杆102a之间相互卡接连成一个整体,且在最末端的钻杆102a底部还装配有第二钻头102a-2,第二钻头102a-2直径大于第一钻头102a-1,且第二钻头102a-2的上表面设有一圈磨轮102a-2a,磨轮102a-2a突出于第二钻头102a-2边缘,其中第一钻头102a-1直径较小,可以钻出较小孔径的孔,且也能够先对预定点进行初钻,而第二钻头102a-2直径较大,且第二钻头102a-2上设有磨轮其硬度更强,可以开出孔径较大的孔,且也能对第一钻头102a-1初钻的孔进行扩充。
在图1-3中,在龙门架101的后端两侧设有地撑103,用于稳定装置,在龙门架101的前端铰接有斜撑104,且斜撑104底部与托板300连接,斜撑104可以将龙门架101与托板300连成一个整体,地撑103与斜撑104均为套筒和螺杆组装而成,其中斜撑104由两个螺杆分别连接在套筒两端而成,利用套筒和螺杆可以使得地撑103与斜撑104能够进行调节,其中地撑103通过调节能够接触到地面,而斜撑104通过调节可以拉紧龙门架101与托板300,调节时直接转动螺杆,利用螺杆在套筒内伸缩达到调节作用。
在图4中,牵引机构200包括电机201,在电机201的驱动端连接有收卷器202,电机201和收卷器202底部共同连接有固定座204,牵引绳202a一端缠绕在收卷器202上,在牵引绳202a的末端系有锁栓202a-1,通过电机201带动收卷器202转动,利用收卷器202将牵引绳202a进行绕卷,牵引绳202a利用锁栓202a-1套接在变速箱101a上,从而将变速箱101a进行提拉,变速箱101a被拉伸后便于加装钻杆102a,牵引机构200还包括端座203,且端座203固定在龙门架101的顶部,在端座203后端设有定滑轮203a,牵引绳202a穿过定滑轮203a从端座203内伸出,利用端座203可以为牵引绳202a的提拉提供支持力,固定座204可以安装在地面上或者安装在装置上为牵引机构200提供安装基座。
在图5和图6中,夹持机构301包括连接板301a,连接板301a直接盖在托板300上,且在连接板301a的下表面装配有伸缩杆301a-1,伸缩杆301a-1另一端销接在托板300上,在连接板301a的上表面一体连接有连接座301b,连接座301b两端均装配有夹爪301c,夹爪301c夹持加装的钻杆102a后,通过伸缩杆301a-1推动连接板301a翻转,从而使得通过夹爪301c夹持的钻杆102a从而横向变成竖向从而便于安装。
本实施例中,夹爪301c采用液压推动进行开合,进一步为了保证夹爪301c在夹取钻杆102a后,有足够的摩擦力保证夹持的稳定性,在夹爪301c的内侧贴合有一层采用高分子耐磨防滑材料制成的贴合层,从而增加夹爪301c的摩擦力,进一步还可以在夹爪301c上装配电磁铁,进一步起到夹爪301c对钻杆102a的吸附性,避免钻杆102a脱落,电磁铁采用外接电源单独供电,以防设备断电后造成电磁铁失效。
在图1和图2中,吊装机构302包括固定在托板300前端上表面的转动座302a,在转动座302a的顶部装配有悬臂302b,悬臂302b和转动座302a之间销接有气缸302a-1,在悬臂302b端部设有挂绳302b-1对钻杆102a进行吊装,在挂绳302b-1的端部连接有挂钩,将挂钩挂在钻杆102a的两端,通过气缸302a-1带动悬臂302b在转动座302a上转动,从而将钻杆102a吊起,再利用转动座302a将钻杆102a移送到变速箱101a下,从而便于钻杆102a的加装。
本实施例中:利用钻杆102a对接可以延伸第一钻头102a-1或第二钻头102a-2的钻孔深度,从而能够满足不同深度的钻孔深度需求,此外为了保证在钻孔时的稳定性,将变速箱101a滑动套接在龙门架101内部的立柱上,从而在变速箱101a带动第一钻头102a-1或第二钻头102a-2转动时,立柱可以有效防止变速箱101a晃动,进一步,为了便于加长钻杆102a,本申请设有牵引机构200可以对变速箱101a进行提拉,从而将变速箱101a拉到立柱顶部,便于将用于加长的的钻杆102a安装到变速箱101a底部,起吊机构302和夹紧机构301对加装的钻杆102a进行吊装和输送,从而避免传统设备利用卷扬机吊装钻杆102a时,容易发生摆动从而容易撞伤工作人员,且当钻杆碰撞到设备上时,也容易造成钻杆102a脱落,利用本装置可以对不同深度的土壤进行钻孔并利用中空的钻杆102a输送修复剂,从而能由浅到深的对土壤进行修复,不同尺寸的钻头可以开设不同孔径的修复孔以便加快修复剂的注射量和增加修复剂的渗透速度。
实施例2
参考图1-7为本发明的实施例2,提供一种科学的使用方法操作实施例中1中的钻孔设备,具体为:一种钻孔设备的钻孔掘进方法,具体包括如下步骤:
步骤1,装配,将钻孔设备架设在预定位置上,依次将驱动机构100、牵引机构200、夹持机构301以及吊装机构302进行组装并连接形成整体从而使得整个装置接触地面的面积增加,同时自重高,有利于稳定性;
步骤2,钻孔,驱动机构100中的驱动器101a-1启动,利用变速箱101a进行降速后并带动钻杆102a转动,进而使得钻杆102a末端的第一钻头102a-1对预设点进行开钻;
在步骤2中,当第一钻头102a-1钻孔到一定深度后,可以将第一钻头102a-1拆下,将第二钻头102a-2装配在钻杆102a下对钻孔进行扩孔,扩孔主要是针对地质较硬的土层,直接使用第二钻头102a-2难以钻出,因此先使用第一钻头102a-1进行初步开孔后再用第二钻头102a-2进行扩充。
步骤3,延接,当钻孔到不能向下开钻后,需要接长钻杆102a,首先将钻盘102与已经相连的钻杆102a断开连接,则该部分的钻杆102a和与之相连的钻头与孔深等长,可置于孔内,再利用吊装机构302将多余钻杆102a吊起,利用夹持机构301将钻杆102a吊推动到钻盘102下方,新增的钻杆102a端部与钻盘102连接,末端与孔内之前的钻杆102a顶部连接。
重要的是,应注意,在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案,但参阅此公开内容的人员应容易理解,在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下,许多改型是可能的(例如,各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例,以及参数值(例如,温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如,示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成,元件的位置可被倒置或以其他方式改变,并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此,所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中,任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行功能的结构,且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下,可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此,本发明不限制于特定的实施方案,而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
此外,为了提供示例性实施方案的简练描述,可以不描述实际实施方案的所有特征(即,与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征,或与实现本发明不相关的那些特征)。
应理解的是,在任何实际实施方式的开发过程中,如在任何工程或设计项目中,可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的,但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说,不需要过多实验,开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种钻孔设备,包括驱动机构(100)、牵引机构(200)、夹持机构(301)以及吊装机构(302),其中驱动机构(100)上装配有变速箱(101a),在变速箱(101a)下安装有中空钻杆(102a),钻杆(102a)末端装配有第一钻头(102a-1),
其特征在于,牵引机构(200)包括电机(201)、牵引绳(202a)以及端座(203),在电机(201)的驱动端连接有收卷器(202),电机(201)和收卷器(202)底部共同连接有固定座(204),牵引绳(202a)一端缠绕在收卷器(202)上,在牵引绳(202a)的另一端系有锁栓(202a-1),牵引绳(202a)通过锁栓(202a-1)扣在变速箱(101a)上对变速箱(101a)进行垂直方向的提拉,端座(203)内部后端设有定滑轮(203a),所述牵引绳(202a)穿过定滑轮(203a)从端座(203)内伸出;
夹持机构(301)和吊装机构(302)均安装在托板(300)上,托板(300)装配在驱动机构(100)的一端,吊装机构(302)将钻杆(102a)吊起放置在夹持机构(301)上,夹持机构(301)将钻杆(102a)推送到变速箱(101a)底部以加长第一钻头(102a-1)钻孔深度,夹持机构(301)包括连接板(301a),连接板(301a)直接盖在托板(300)上,且在连接板(301a)的下表面装配有伸缩杆(301a-1),伸缩杆(301a-1)一端与连接板(301a)销接,其另一端和托板(300)销接,在连接板(301a)的上表面一体连接有连接座(301b),连接座(301b)两端均装配有夹爪(301c),吊装机构(302)包括固定在托板(300)前端上表面的转动座(302a),在转动座(302a)的顶部装配有悬臂(302b),悬臂(302b)和转动座(302a)之间销接有气缸(302a-1),在悬臂(302b)端部设有挂绳(302b-1)对钻杆(102a)进行吊装。
2.根据权利要求1所述的一种钻孔设备,其特征在于,驱动机构(100)包括龙门架(101),端座(203)固定在龙门架(101)的顶部,龙门架(101)内两侧均设有立柱,变速箱(101a)滑动连接在立柱上,在变速箱(101a)的上表面一侧安装有与变速箱(101a)输入端相连接的驱动器(101a-1),变速箱(101a)的输出端上套接有钻盘(102),钻杆(102a)端部卡接在钻盘(102)上。
3.根据权利要求2所述的一种钻孔设备,其特征在于,在龙门架(101)的后端两侧设有地撑(103),在龙门架(101)的前端铰接有斜撑(104),且斜撑(104)底部与托板(300)连接,所述地撑(103)与斜撑(104)均由套筒和螺杆组装而成,其中斜撑(104)由两个螺杆分别连接在套筒两端而成。
4.一种钻孔设备的钻孔掘进方法,利用如权利要求2中所述的钻孔设备进行钻孔,其特征在于,具体包括如下步骤:
步骤1,装配,将钻孔设备架设在预定位置上,依次将驱动机构(100)、牵引机构(200)、夹持机构(301)以及吊装机构(302)进行组装并连接形成整体;
步骤2,钻孔,驱动机构(100)中的驱动器(101a-1)启动,利用变速箱(101a)进行降速后并带动钻杆(102a)转动,进而使得钻杆(102a)末端的第一钻头(102a-1)对预设点进行开钻;
步骤3,延接,当钻孔一定程度后需要接长钻杆(102a),利用吊装机构(302)将多余钻杆(102a)吊起,利用夹持机构(301)将钻杆(102a)吊推动到钻盘(102)下进行连接。
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