JP2004183711A - バタフライバルブ用シートリング - Google Patents
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Abstract
【課題】ステムの操作トルクが高くなることなく、ステム貫通孔付近での弁座シール性能と、シートリング内周のステム貫通孔及びステムとの間隙から流体が浸出することに対するシール性能が向上されたバタフライバルブ用シートリングを提供する。
【解決手段】ＥＰＤＭ製のシートリング１を、中空筒状の本体部５とその両側面のフランジ面６とで一体的に形成し、本体部５のステム軸方向Ｘ上下にはステム３が貫通するためのステム貫通孔９、１０を形成する。本体部５の外周７は、ステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に形成する。すなわち、ステム貫通孔９、１０が設けられている部分は厚みａが最大に、両者の９０度移動した水平部分の厚みｂが最小になるように設けると共に、内周８を平坦面でかつ円形状に形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】ＥＰＤＭ製のシートリング１を、中空筒状の本体部５とその両側面のフランジ面６とで一体的に形成し、本体部５のステム軸方向Ｘ上下にはステム３が貫通するためのステム貫通孔９、１０を形成する。本体部５の外周７は、ステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に形成する。すなわち、ステム貫通孔９、１０が設けられている部分は厚みａが最大に、両者の９０度移動した水平部分の厚みｂが最小になるように設けると共に、内周８を平坦面でかつ円形状に形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学工場、上下水道、農業・水産などの配管ラインに好適に使用されるバタフライバルブのシートリングに関するもので、さらに詳しくは、バタフライバルブにおいて、ステムの操作トルクが高くなることなく、ステム貫通孔付近での弁座シール性能と、シートリング内周のステム貫通孔及びステムとの間隙から流体が浸出することに対するシール性能が向上されたシートリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バタフライバルブは剛性材料からなる中空筒状の本体の内面に弾性シートリングを嵌着させ、弁体が挿入されてステムの回動によりシートリングに圧接、離間されて開閉を行うものが知られている。バタフライバルブには、円形の外周形状を持ち、弁体の外周径より一回り小さく成形された内周径を有するシートリングが用いられる。しかし、バタフライバルブにおいては、内周部に弁体を圧接させてシールする際、ステム貫通孔付近では有効面圧が低く、従ってシール効果が同じ圧縮率では小さく漏れやすいという欠点があった。
【０００３】
上記した問題の解決のために開発されたシートリングが下記特許文献１に挙げられている。これは、ステム貫通孔付近のシール性能の向上を目的としたバタフライバルブのシートリングであって、図５乃至図７に示すように、本体嵌着面２３の円周上に、本体嵌着面２３より幅狭な、中心をＯ１とし、半径Ｒ１の軌跡で表わされる円周形状の突起２４を持ち、なおかつ、この突起２４面上のステム軸方向Ｘ’に偏心した、前記の突起２４より幅狭な中心Ｏ１に対しステム軸方向Ｘ’に偏心した点Ｏ２に中心をもち、上記半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２の軌跡で表わされる円形突起２５を持つことを特徴としている。この技術により、バルブ閉塞時、ステム貫通孔２６、２７付近のつぶし代が大きくなるので、シール力を向上させることが可能となった。
【０００４】
【特許文献１】
実開平３−６２２７１号公報（第４−５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このタイプでは図６の円印部及び図７に示されるように、シートリング２１の外周形状は、シートリング２１と本体嵌着部に径と中心位置の異なる二つの円形外周が接触することとなり、その二つの外周円交差部２８で変曲されており、滑らかになっていない。そのために全閉状態には外周円交差部２８におけるシール圧が小さくなり、流路側においてその部分からの漏れが発生しやすくなるという問題があった。さらにステム貫通孔２６、２７付近の弁体２２とシートリング２１の圧接部において、図８のように、二重の突起２４、２５を持ち、厚みが変化していく場合は有効面圧（矢示）が均一でないために、シートリング２１のステム貫通孔２６、２７及びステムとの間隙から流体が浸出するという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、ステムの操作トルクが高くなることなく、ステム貫通孔付近での弁座シール性能と、シートリング内周のステム貫通孔及びステムとの間隙から流体が浸出すること（以下、ステム貫通孔からの内部漏れと呼ぶ）に対するシール性能が向上されたバタフライバルブ用シートリングを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成を、図１及び図２を参照しつつ説明すると、中空筒状の本体部５の両側面にフランジ面６を有するバタフライバルブ用シートリングにおいて、本体部５の外周７がステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に、また、内周８が円形状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定されないことは言うまでもない。図１は本発明の実施態様を示すバタフライバルブ用シートリングの縦断面図である。図２は本実施態様のバタフライバルブ用シートリングの一部切り欠き斜視図である。図３は本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの開状態を示す正面図である。図４は図３における弁体とシートリングとの有効面圧の概念図である。
【０００９】
図１及び図２において、１はＥＰＤＭ製のシートリングであり、中空筒状の本体部５とその両側面のフランジ面６が一体的に形成されている。本体部５のステム軸方向Ｘ上下には後記ステム３が貫通するためのステム貫通孔９、１０を有している。また本体部５の外周７は、ステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に形成されている。すなわち、ステム貫通孔９、１０が設けられている部分は厚みａが最大に、両者の９０度移動した水平部分の厚みｂが最小になるように設けられている。好適には、ステム軸方向Ｘの内周８からの厚み寸法ａとステム軸直交方向Ｙの内周８からの厚み寸法ｂの比が１．０１：１〜２：１に形成するのが良い。
１．０１：１より大きければ、ステム３の操作トルクが高くなることが無く、ステム貫通孔９、１０付近での弁座漏れが起こりにくい。また２：１より小さければ、組立性の問題も無く、ステム軸直交方向Ｙ付近での弁座漏れ及びステム貫通孔９、１０からの内部漏れが起こりにくい。さらに、より好ましくは、１．０３：１〜１．４３：１に形成されているものがよい。
【００１０】
外周７の中央部には断面矩形状の環状突起１１が設けられており、後記バルブ本体２の内周面に設けられた嵌合用溝に嵌合されシートリング１が移動しないようになっている。外周７のステム貫通孔９、１０の周辺には、ＳＵＳ製からなるリング１２が嵌着されている。また、後記弁体４が圧接、離間される内周８は平坦面でかつ円形状に形成されており、さらにステム貫通孔９、１０の周縁部は弁体４に形状を合わせた球面状のボス部１３、１４が設けられ、弁座シール性を高めるようになっている。上記本体部５の両側に一体的に設けられたフランジ面６の外周１５は円形状に形成されており、またフランジ面６の上端に内方に突出して設けられた耳部１６はバルブ本体２の外周面に嵌合してシートリング１が移動しないように作用している。バルブ本体２の中央に設けられた開口部１７の内周は円形状で、一方シートリング１の外周７は楕円形状であるため、シートリング１をバルブ本体２に嵌め込んだ際、シートリング１の内周８で形成される流路１８はステム軸方向Ｘを短軸とする楕円形状になっている。
【００１１】
なお、本実施態様では、シートリング１の材質がＥＰＤＭになっているが、ＮＢＲなどのゴム、ＰＶＤＦなどの合成樹脂など、強度、耐腐食性上問題ないものであれば特に限定されない。また、本実施態様では、シートリング１の外周７に環状突起１１を、ステム貫通孔９、１０の周辺にリング１２を、フランジ面６に耳部１６をそれぞれ設けているが、性能上問題無ければ特に設けなくてもよい。
【００１２】
図３は本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの開状態を示す正面図である。図３において、２はＰＰ製のバルブ本体であり、上部には外周に突出した略円盤状のトップフランジ１９が設けられている。バルブ本体２中央部には円形状の開口部１７が設けられており、開口部１７の内周面にシートリング１が嵌着可能に形成されている。シートリング１の外周７中央に設けられた突起１１が嵌合するように、開口部１７の内周面中央には、凹部が設けられている。なお、シートリング１の外周７中央に突起１１が設けられていない場合は、開口部１７の内周面中央に凹部を設けなくてもよい。
【００１３】
３はＳＩＳ４０３製のステムであり、ステム３の上端部は、バルブ本体２の上部に設けられたトップフランジ１９中央から突出して配置されている。またステム３の中央部は、バルブ本体２及びシートリング１に回動可能の状態で密着貫通されている。
【００１４】
４は円形状のＰＰ製の弁体であり、バルブ本体２の内部中央に配置されており、弁体４中央を回動不能に貫通したステム３に支承されている。弁体４はステム３の回動に伴ってバルブ本体２内で回動して、弁体４の外周縁２０がシートリング１の内周８に圧接、離間されることによってバルブの開閉を行う。
【００１５】
次に本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの作動について説明する。
【００１６】
図３のバルブが全開の状態から、ステム３を回動させると、それに伴い弁体４も回動し、弁体４の外周縁２０がシートリング１の内周に圧接され、全閉状態になる。この時、弁体４の外周縁２０がシートリング１の内周８を押しつぶすようにして密閉するが、シートリング１の外周７がステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に形成されているため、弁体４の外周縁２０によるシートリング１の内周８のつぶし代が、ステム貫通孔９、１０付近で盛り上がった分だけ大きくなり、従って、ステム貫通孔９、１０付近での弁座シール性能が向上する。さらに、図４に示すごとく、外周７の中央部の環状突起１１が断面矩形状に形成されているため、厚みが均一であり、有効面圧も均一になり（矢示）、ステム貫通孔９、１０からの内部漏れも起こりにくい。また、弁体４の外周縁２０によるステム軸直交方向Ｙのシートリング１の内周８のつぶし代が弁座シール性を確保できる必要最小限で設けられているため、ステム３の操作トルクが小さく、かつステム軸直交方向Ｙの弁座漏れは起こらない。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば次のような効果が奏される。
シートリングの外周がステム軸方向を長軸とする楕円形状に形成されることにより、バタフライバルブのステムの操作トルクが高くなることなく、ステム貫通孔付近での弁座シール性能と、シートリング内周のステム貫通孔及びステムとの間隙から流体が浸出することに対するシール性能を、共に従来に比べ３０％乃至５０％向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を示すバタフライバルブ用シートリングの縦断面図である。
【図２】本実施態様のバタフライバルブ用シートリングの一部切り欠き斜視図である。
【図３】本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの開状態を示す正面図である。
【図４】図３における弁体とシートリングとの有効面圧の概念図である。
【図５】従来のシートリングの平面図である。
【図６】従来のシートリングの縦断面図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】従来のバタフライバルブにおける弁体とシートリングとの有効面圧の概念図である。
【符号の説明】
１…シートリング
２…バルブ本体
３…ステム
４…弁体
５…本体部
６…フランジ面
７…外周
８…内周
９…ステム貫通孔
１０…ステム貫通孔
１１…突起
１２…リング
１３…ボス部
１４…ボス部
１５…外周
１６…耳部
１７…開口部
１８…流路
１９…トップフランジ
２０…外周縁
２１…シートリング
２２…弁体
２３…本体嵌着面
２４…突起
２５…突起
２６…ステム貫通孔
２７…ステム貫通孔
２８…外周縁交差部
Ｘ…ステム軸方向
Ｙ…ステム軸直交方向
ａ…ステム軸方向の厚み寸法
ｂ…ステム軸直交方向の厚み寸法
Ｘ’…ステム軸方向
Ｙ’…ステム軸直交方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学工場、上下水道、農業・水産などの配管ラインに好適に使用されるバタフライバルブのシートリングに関するもので、さらに詳しくは、バタフライバルブにおいて、ステムの操作トルクが高くなることなく、ステム貫通孔付近での弁座シール性能と、シートリング内周のステム貫通孔及びステムとの間隙から流体が浸出することに対するシール性能が向上されたシートリングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バタフライバルブは剛性材料からなる中空筒状の本体の内面に弾性シートリングを嵌着させ、弁体が挿入されてステムの回動によりシートリングに圧接、離間されて開閉を行うものが知られている。バタフライバルブには、円形の外周形状を持ち、弁体の外周径より一回り小さく成形された内周径を有するシートリングが用いられる。しかし、バタフライバルブにおいては、内周部に弁体を圧接させてシールする際、ステム貫通孔付近では有効面圧が低く、従ってシール効果が同じ圧縮率では小さく漏れやすいという欠点があった。
【０００３】
上記した問題の解決のために開発されたシートリングが下記特許文献１に挙げられている。これは、ステム貫通孔付近のシール性能の向上を目的としたバタフライバルブのシートリングであって、図５乃至図７に示すように、本体嵌着面２３の円周上に、本体嵌着面２３より幅狭な、中心をＯ１とし、半径Ｒ１の軌跡で表わされる円周形状の突起２４を持ち、なおかつ、この突起２４面上のステム軸方向Ｘ’に偏心した、前記の突起２４より幅狭な中心Ｏ１に対しステム軸方向Ｘ’に偏心した点Ｏ２に中心をもち、上記半径Ｒ１より小さい半径Ｒ２の軌跡で表わされる円形突起２５を持つことを特徴としている。この技術により、バルブ閉塞時、ステム貫通孔２６、２７付近のつぶし代が大きくなるので、シール力を向上させることが可能となった。
【０００４】
【特許文献１】
実開平３−６２２７１号公報（第４−５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このタイプでは図６の円印部及び図７に示されるように、シートリング２１の外周形状は、シートリング２１と本体嵌着部に径と中心位置の異なる二つの円形外周が接触することとなり、その二つの外周円交差部２８で変曲されており、滑らかになっていない。そのために全閉状態には外周円交差部２８におけるシール圧が小さくなり、流路側においてその部分からの漏れが発生しやすくなるという問題があった。さらにステム貫通孔２６、２７付近の弁体２２とシートリング２１の圧接部において、図８のように、二重の突起２４、２５を持ち、厚みが変化していく場合は有効面圧（矢示）が均一でないために、シートリング２１のステム貫通孔２６、２７及びステムとの間隙から流体が浸出するという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、ステムの操作トルクが高くなることなく、ステム貫通孔付近での弁座シール性能と、シートリング内周のステム貫通孔及びステムとの間隙から流体が浸出すること（以下、ステム貫通孔からの内部漏れと呼ぶ）に対するシール性能が向上されたバタフライバルブ用シートリングを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成を、図１及び図２を参照しつつ説明すると、中空筒状の本体部５の両側面にフランジ面６を有するバタフライバルブ用シートリングにおいて、本体部５の外周７がステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に、また、内周８が円形状に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定されないことは言うまでもない。図１は本発明の実施態様を示すバタフライバルブ用シートリングの縦断面図である。図２は本実施態様のバタフライバルブ用シートリングの一部切り欠き斜視図である。図３は本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの開状態を示す正面図である。図４は図３における弁体とシートリングとの有効面圧の概念図である。
【０００９】
図１及び図２において、１はＥＰＤＭ製のシートリングであり、中空筒状の本体部５とその両側面のフランジ面６が一体的に形成されている。本体部５のステム軸方向Ｘ上下には後記ステム３が貫通するためのステム貫通孔９、１０を有している。また本体部５の外周７は、ステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に形成されている。すなわち、ステム貫通孔９、１０が設けられている部分は厚みａが最大に、両者の９０度移動した水平部分の厚みｂが最小になるように設けられている。好適には、ステム軸方向Ｘの内周８からの厚み寸法ａとステム軸直交方向Ｙの内周８からの厚み寸法ｂの比が１．０１：１〜２：１に形成するのが良い。
１．０１：１より大きければ、ステム３の操作トルクが高くなることが無く、ステム貫通孔９、１０付近での弁座漏れが起こりにくい。また２：１より小さければ、組立性の問題も無く、ステム軸直交方向Ｙ付近での弁座漏れ及びステム貫通孔９、１０からの内部漏れが起こりにくい。さらに、より好ましくは、１．０３：１〜１．４３：１に形成されているものがよい。
【００１０】
外周７の中央部には断面矩形状の環状突起１１が設けられており、後記バルブ本体２の内周面に設けられた嵌合用溝に嵌合されシートリング１が移動しないようになっている。外周７のステム貫通孔９、１０の周辺には、ＳＵＳ製からなるリング１２が嵌着されている。また、後記弁体４が圧接、離間される内周８は平坦面でかつ円形状に形成されており、さらにステム貫通孔９、１０の周縁部は弁体４に形状を合わせた球面状のボス部１３、１４が設けられ、弁座シール性を高めるようになっている。上記本体部５の両側に一体的に設けられたフランジ面６の外周１５は円形状に形成されており、またフランジ面６の上端に内方に突出して設けられた耳部１６はバルブ本体２の外周面に嵌合してシートリング１が移動しないように作用している。バルブ本体２の中央に設けられた開口部１７の内周は円形状で、一方シートリング１の外周７は楕円形状であるため、シートリング１をバルブ本体２に嵌め込んだ際、シートリング１の内周８で形成される流路１８はステム軸方向Ｘを短軸とする楕円形状になっている。
【００１１】
なお、本実施態様では、シートリング１の材質がＥＰＤＭになっているが、ＮＢＲなどのゴム、ＰＶＤＦなどの合成樹脂など、強度、耐腐食性上問題ないものであれば特に限定されない。また、本実施態様では、シートリング１の外周７に環状突起１１を、ステム貫通孔９、１０の周辺にリング１２を、フランジ面６に耳部１６をそれぞれ設けているが、性能上問題無ければ特に設けなくてもよい。
【００１２】
図３は本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの開状態を示す正面図である。図３において、２はＰＰ製のバルブ本体であり、上部には外周に突出した略円盤状のトップフランジ１９が設けられている。バルブ本体２中央部には円形状の開口部１７が設けられており、開口部１７の内周面にシートリング１が嵌着可能に形成されている。シートリング１の外周７中央に設けられた突起１１が嵌合するように、開口部１７の内周面中央には、凹部が設けられている。なお、シートリング１の外周７中央に突起１１が設けられていない場合は、開口部１７の内周面中央に凹部を設けなくてもよい。
【００１３】
３はＳＩＳ４０３製のステムであり、ステム３の上端部は、バルブ本体２の上部に設けられたトップフランジ１９中央から突出して配置されている。またステム３の中央部は、バルブ本体２及びシートリング１に回動可能の状態で密着貫通されている。
【００１４】
４は円形状のＰＰ製の弁体であり、バルブ本体２の内部中央に配置されており、弁体４中央を回動不能に貫通したステム３に支承されている。弁体４はステム３の回動に伴ってバルブ本体２内で回動して、弁体４の外周縁２０がシートリング１の内周８に圧接、離間されることによってバルブの開閉を行う。
【００１５】
次に本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの作動について説明する。
【００１６】
図３のバルブが全開の状態から、ステム３を回動させると、それに伴い弁体４も回動し、弁体４の外周縁２０がシートリング１の内周に圧接され、全閉状態になる。この時、弁体４の外周縁２０がシートリング１の内周８を押しつぶすようにして密閉するが、シートリング１の外周７がステム軸方向Ｘを長軸とする楕円形状に形成されているため、弁体４の外周縁２０によるシートリング１の内周８のつぶし代が、ステム貫通孔９、１０付近で盛り上がった分だけ大きくなり、従って、ステム貫通孔９、１０付近での弁座シール性能が向上する。さらに、図４に示すごとく、外周７の中央部の環状突起１１が断面矩形状に形成されているため、厚みが均一であり、有効面圧も均一になり（矢示）、ステム貫通孔９、１０からの内部漏れも起こりにくい。また、弁体４の外周縁２０によるステム軸直交方向Ｙのシートリング１の内周８のつぶし代が弁座シール性を確保できる必要最小限で設けられているため、ステム３の操作トルクが小さく、かつステム軸直交方向Ｙの弁座漏れは起こらない。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば次のような効果が奏される。
シートリングの外周がステム軸方向を長軸とする楕円形状に形成されることにより、バタフライバルブのステムの操作トルクが高くなることなく、ステム貫通孔付近での弁座シール性能と、シートリング内周のステム貫通孔及びステムとの間隙から流体が浸出することに対するシール性能を、共に従来に比べ３０％乃至５０％向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様を示すバタフライバルブ用シートリングの縦断面図である。
【図２】本実施態様のバタフライバルブ用シートリングの一部切り欠き斜視図である。
【図３】本実施態様のシートリングが嵌着されたバタフライバルブの開状態を示す正面図である。
【図４】図３における弁体とシートリングとの有効面圧の概念図である。
【図５】従来のシートリングの平面図である。
【図６】従来のシートリングの縦断面図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】従来のバタフライバルブにおける弁体とシートリングとの有効面圧の概念図である。
【符号の説明】
１…シートリング
２…バルブ本体
３…ステム
４…弁体
５…本体部
６…フランジ面
７…外周
８…内周
９…ステム貫通孔
１０…ステム貫通孔
１１…突起
１２…リング
１３…ボス部
１４…ボス部
１５…外周
１６…耳部
１７…開口部
１８…流路
１９…トップフランジ
２０…外周縁
２１…シートリング
２２…弁体
２３…本体嵌着面
２４…突起
２５…突起
２６…ステム貫通孔
２７…ステム貫通孔
２８…外周縁交差部
Ｘ…ステム軸方向
Ｙ…ステム軸直交方向
ａ…ステム軸方向の厚み寸法
ｂ…ステム軸直交方向の厚み寸法
Ｘ’…ステム軸方向
Ｙ’…ステム軸直交方向
Claims (1)
- 中空筒状の本体部の両側面にフランジ面を有するバタフライバルブ用シートリングにおいて、本体部の外周がステム軸方向を長軸とする楕円形状に、また内周が円形状に形成されていることを特徴とするバタフライバルブ用シートリング。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2002349188A JP2004183711A (ja) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | バタフライバルブ用シートリング |
| US10/536,740 US7357372B2 (en) | 2002-11-29 | 2003-01-12 | Seat ring for butterfly valve |
| AU2003302706A AU2003302706A1 (en) | 2002-11-29 | 2003-12-01 | Seat ring for butterfly valve |
| PCT/JP2003/015319 WO2004051122A1 (ja) | 2002-11-29 | 2003-12-01 | バタフライバルブ用シートリング |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002349188A JP2004183711A (ja) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | バタフライバルブ用シートリング |
Publications (1)
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