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CN109236662B - 一种故障率低的离心泵 - Google Patents

一种故障率低的离心泵 Download PDF

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CN109236662B
CN109236662B CN201810917234.0A CN201810917234A CN109236662B CN 109236662 B CN109236662 B CN 109236662B CN 201810917234 A CN201810917234 A CN 201810917234A CN 109236662 B CN109236662 B CN 109236662B
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Abstract

本发明公开了一种故障率低的离心泵，包括泵体、叶轮、泵盖、机封压盖、悬架和转轴，所述泵盖固定在泵体的一侧，泵盖与泵体之间形成安装叶轮的泵腔，悬架固定在泵盖的一侧，转轴通过轴承支承在悬架内，并且转轴的一端伸入泵腔内，叶轮放置在泵体的泵腔中并且固定在转轴的端部，所述机封腔为圆台形，横截面为梯形，所述机封腔的内壁上开设有一引气通道，引气通道与泵盖内设置的储气腔相连，所述储气腔正上方与排气通道相连，所述机封腔的内壁上还开设有一排污通道，所述机封腔内还设有一冷却板，机封腔的内壁经过了表面增强改性处理。本发明对离心泵故障率低，极具市场竞争力和推广应用价值。

Description

一种故障率低的离心泵
技术领域
本发明涉及一种离心泵，具体涉及一种故障率低的离心泵。
背景技术
离心泵是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，可运输介质较多，是现代人们日常生活和工业生产中常见的动力机械。现有的离心泵存在着运转噪声大、零件易被腐蚀损坏，使用性能不稳定，导致运转的故障率较高，使用寿命较短等问题，亟需进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种故障率低的离心泵。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种故障率低的离心泵，包括泵体、叶轮、泵盖、机封压盖、悬架和转轴，所述泵盖固定在泵体的一侧，泵盖与泵体之间形成安装叶轮的泵腔，悬架固定在泵盖的一侧，转轴通过轴承支承在悬架内，并且转轴的一端伸入泵腔内，叶轮放置在泵体的泵腔中并且固定在转轴的端部，泵盖与转轴之间设置有安装机械密封的机封腔，泵盖的外侧安装有定位机械密封的机封压盖，所述泵盖上设有中心通孔，所述机封腔设于中心通孔朝向离心泵泵体的一侧，并与中心通孔相连，所述机封腔为圆台形，横截面为梯形，所述机封腔的内壁上开设有一引气通道，引气通道与泵盖内设置的储气腔相连，所述储气腔正上方与排气通道相连，所述排气通道的顶部还设有一置于泵盖外的气体密封塞；所述机封腔的内壁上还开设有一排污通道，所述排污通道的底部还设有一置于泵盖外的污物密封塞；所述机封腔内还设有一冷却板，机封腔的内壁经过了表面增强改性处理。
进一步的，所述引气通道位于机封腔的内壁正上方，设于机封腔大口端的底部；所述排污通道位于机封腔的内壁正下方，设于机封腔大口端的底部。
进一步的，所述冷却板的横截面为梯形，中央开设有一冷却板通孔，冷却板通孔与泵盖上的中心通孔大小相同，所述冷却板安放于机封腔大口端的一侧，冷却板能够对机封腔内的冷却介质冷却降温。
进一步的，所述表面增强改性处理的方法具体是：
a.将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.5~1.7进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.4~2.6%的硼酸、0.45~0.50%的硝酸钇后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为9.2~9.6，加热保持反应釜内的温度为40~43℃，并以440~460转/分钟的转速搅拌处理45~50min后备用；
b.向操作a处理后的反应釜中加入混合物A总质量10~12%的聚乙二醇、2.5~2.8%的苯酚、8~10%的偏硼酸钠、4~6%的硅烷偶联剂、5~7%的六偏磷酸钠、8~12%的磷酸三苯酯、3~5%的壬基酚聚氧乙烯醚，然后将温度升至48~50℃，以730~750转/分钟的转速搅拌处理1~1.2h后取出，再与其总质量55~58倍的去离子水共同混合均匀后取出得复合处理液B备用；
c.将泵盖浸入到操作b所得的复合处理液B中，超声震荡处理1.4~1.8h后将泵盖取出，然后放入到辐照箱内，用137Cs-γ射线对机封腔的内壁进行辐照处理，35~40min后取出备用；
d.将操作c处理后的泵盖放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于机封腔内并夯实，随后将渗氮罐密封保温渗氮处理3~3.5h后，再对渗氮罐进行冷却，最后将泵盖取出即可。
进一步的，操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
进一步的，操作c中所述的超声震荡处理时控制超声波的频率为630~660kHz。
进一步的，操作c中所述的137Cs-γ射线辐照的总剂量为6~7kGy。
进一步的，操作d中所述的渗氮剂是由锯木屑、尿素、碳酸氢钠、氯化铵、硫酸钾按照重量比24~26：14~18：4~6：2~5：1.5~2.5混合而成。
进一步的，操作d中所述的保温渗氮处理时保持渗氮罐内的温度为570~600℃。
现有的离心泵的多数零部件结构设计不合理，导致整体的寿命和使用品质等达不到人们的满足，在使用时运转过程中的故障率较高，频繁维修，又影响了生产的效率。对此，本发明改善了离心泵的结构，并进行了特殊的处理，尤其是对离心泵的泵盖进行了重新设计和处理，其中在泵盖上设置了引气通道、储气腔、排气通道和气体密封塞，以及排污通道和污物密封塞，在离心泵运转时，机封腔的冷却介质对零部件进行冷却，并被反复搅动，此过程中会产生大量的小起泡，当小气泡积聚融合时便成了肉眼可见的大起泡，这时起泡不断被搅动时会产生沉闷的噪声，影响了运转的平稳性，并且还会加快泵盖机封腔内壁的刻蚀，而本发明泵盖内设置的引气通道可将产生的起泡引入到储气腔内储存，最终排出于泵盖外，此设置很好的提升了离心泵运转的平稳性，降低了工作的噪音；并且在离心泵长期运转时，机封腔内会慢慢积聚因摩擦运动等产生的固体颗粒碎屑，随着碎屑量的不断增加，离心泵运转的不平稳性不断攀升，还会加快内壁的磨损腐蚀，本发明泵盖内设置的排污通道可对固体颗粒碎屑存储固定，最终排出于泵盖外，降低其对机封腔内的损伤，进一步提升了离心泵运转的平稳性，保证了整体的品质；此外，本发明还将普通圆柱形的机封腔改设成圆台形，此举能适度增大腔内容积，提升了冷却介质的含量，并能更利于气泡、固体颗粒碎屑的排出，从而提高了离心泵的使用性能；而且还在机封腔内设置了一冷却板零部件，此冷却板具有冷却的功能，能对机封腔内的冷却介质进一步的冷却，提升了对机械热的降低效果，提高了零件的寿命和运转的顺畅性。由于泵盖机封腔内壁容易被腐蚀，本发明还对其进行了特殊的表面增强改性处理，具体是先配制了一种复合处理液B，其是一种以甲醛、氰尿二酰胺为主要聚合物质，在碱性环境中，经硼酸、硝酸钇的催化作用，偏硼酸钠、硅烷偶联剂、磷酸三苯酯复合改性，配合苯酚、聚乙二醇等成分，形成的以甲醛、氰尿二酰胺反应生成的树脂为主体的胺-醛-酚类改性聚合物配制出的一种低分子树脂溶液，随后再用此复合处理液B对泵盖机封腔内壁材料进行浸泡处理，将上述改性聚合物成分一定量的吸附固定在机封腔内壁的表面上，接着再用137Cs-γ射线进行辐照处理，在此射线的作用下，上述改性聚合物成分与机封腔内壁材料的表面组织交联固定结合，形成了一覆盖层，此覆盖层与机封腔内壁金属材料间的结合强度高，最后再进行了渗氮处理，渗氮剂的有效成分在渗入发生化学反应的过程中，使得覆盖层与机封腔内壁金属材料表面组织更强的结合，形成了一种复合渗层，从而明显改善了机封腔内壁的耐腐、耐磨等性能。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明对离心泵进行了特殊的设计和处理，很好的降低了离心泵运转的噪音，增强了零部件的耐腐耐磨性能，提升了离心泵使用的稳定性，减少了运转的故障率，有效的延长了离心泵的使用寿命，极具市场竞争力和推广应用价值。
附图说明
图1是本发明整体的结构示意图。
图2是本发明泵盖的结构示意图。
图3是本发明冷却板的正视图。
图4是本发明冷却板的剖面示意图。
具体实施方式
实施例1
一种使用稳定、寿命长的离心泵，包括泵体1、叶轮2、泵盖3、机封压盖4、悬架5和转轴6，所述泵盖3固定在泵体1的一侧，泵盖3与泵体1之间形成安装叶轮2的泵腔，悬架5固定在泵盖3的一侧，转轴6通过轴承支承在悬架5内，并且转轴6的一端伸入泵腔内，叶轮2放置在泵体1的泵腔中并且固定在转轴6的端部，泵盖3与转轴6之间设置有安装机械密封的机封腔7，泵盖3的外侧安装有定位机械密封的机封压盖4，所述泵盖3上设有中心通孔8，所述机封腔7设于中心通孔8朝向离心泵泵体1的一侧，并与中心通孔8相连，所述机封腔7为圆台形，横截面为梯形，所述机封腔7的内壁71上开设有一引气通道9，引气通道9与泵盖3内设置的储气腔10相连，所述储气腔10正上方与排气通道11相连，所述排气通道11的顶部还设有一置于泵盖3外的气体密封塞12；所述机封腔7的内壁上还开设有一排污通道13，所述排污通道13的底部还设有一置于泵盖3外的污物密封塞14；所述机封腔7内还设有一冷却板15，机封腔7的内壁经过了表面增强改性处理。
进一步的，所述引气通道9位于机封腔7的内壁71正上方，设于机封腔7大口端的底部；所述排污通道13位于机封腔7的内壁71正下方，设于机封腔7大口端的底部。
进一步的，所述冷却板15的横截面为梯形，中央开设有一冷却板通孔151，所述冷却板15安放于机封腔7大口端的一侧。
进一步的，所述表面增强改性处理的方法具体是：
a.将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.5进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.4%的硼酸、0.45%的硝酸钇后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为9.2，加热保持反应釜内的温度为40℃，并以440转/分钟的转速搅拌处理45min后备用；
b.向操作a处理后的反应釜中加入混合物A总质量10%的聚乙二醇、2.5%的苯酚、8%的偏硼酸钠、4%的硅烷偶联剂、5%的六偏磷酸钠、8%的磷酸三苯酯、3%的壬基酚聚氧乙烯醚，然后将温度升至48℃，以730转/分钟的转速搅拌处理1h后取出，再与其总质量55倍的去离子水共同混合均匀后取出得复合处理液B备用；
c.将泵盖浸入到操作b所得的复合处理液B中，超声震荡处理1.4h后将泵盖取出，然后放入到辐照箱内，用137Cs-γ射线对机封腔的内壁进行辐照处理，35min后取出备用；
d.将操作c处理后的泵盖放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于机封腔内并夯实，随后将渗氮罐密封保温渗氮处理3h后，再对渗氮罐进行冷却，最后将泵盖取出即可。
进一步的，操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550。
进一步的，操作c中所述的超声震荡处理时控制超声波的频率为630kHz。
进一步的，操作c中所述的137Cs-γ射线辐照的总剂量为6kGy。
进一步的，操作d中所述的渗氮剂是由锯木屑、尿素、碳酸氢钠、氯化铵、硫酸钾按照重量比24：14：4：2：1.5混合而成。
进一步的，操作d中所述的保温渗氮处理时保持渗氮罐内的温度为570℃。
实施例2
一种故障率低的离心泵，包括泵体、叶轮、泵盖、机封压盖、悬架和转轴，所述泵盖固定在泵体的一侧，泵盖与泵体之间形成安装叶轮的泵腔，悬架固定在泵盖的一侧，转轴通过轴承支承在悬架内，并且转轴的一端伸入泵腔内，叶轮放置在泵体的泵腔中并且固定在转轴的端部，泵盖与转轴之间设置有安装机械密封的机封腔，泵盖的外侧安装有定位机械密封的机封压盖，所述泵盖上设有中心通孔，所述机封腔设于中心通孔朝向离心泵泵体的一侧，并与中心通孔相连，所述机封腔为圆台形，横截面为梯形，所述机封腔的内壁上开设有一引气通道，引气通道与泵盖内设置的储气腔相连，所述储气腔正上方与排气通道相连，所述排气通道的顶部还设有一置于泵盖外的气体密封塞；所述机封腔的内壁上还开设有一排污通道，所述排污通道的底部还设有一置于泵盖外的污物密封塞；所述机封腔内还设有一冷却板，机封腔的内壁经过了表面增强改性处理。
进一步的，所述引气通道9位于机封腔7的内壁71正上方，设于机封腔7大口端的底部；所述排污通道13位于机封腔7的内壁71正下方，设于机封腔7大口端的底部。
进一步的，所述冷却板15的横截面为梯形，中央开设有一冷却板通孔151，所述冷却板15安放于机封腔7大口端的一侧。
进一步的，所述表面增强改性处理的方法具体是：
a.将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.6进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.5%的硼酸、0.48%的硝酸钇后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为9.5，加热保持反应釜内的温度为42℃，并以450转/分钟的转速搅拌处理48min后备用；
b.向操作a处理后的反应釜中加入混合物A总质量11%的聚乙二醇、2.7%的苯酚、9%的偏硼酸钠、5%的硅烷偶联剂、6%的六偏磷酸钠、10%的磷酸三苯酯、4%的壬基酚聚氧乙烯醚，然后将温度升至49℃，以740转/分钟的转速搅拌处理1.1h后取出，再与其总质量56倍的去离子水共同混合均匀后取出得复合处理液B备用；
c.将泵盖浸入到操作b所得的复合处理液B中，超声震荡处理1.6h后将泵盖取出，然后放入到辐照箱内，用137Cs-γ射线对机封腔的内壁进行辐照处理，38min后取出备用；
d.将操作c处理后的泵盖放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于机封腔内并夯实，随后将渗氮罐密封保温渗氮处理3.3h后，再对渗氮罐进行冷却，最后将泵盖取出即可。
进一步的，操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。
进一步的，操作c中所述的超声震荡处理时控制超声波的频率为650kHz。
进一步的，操作c中所述的137Cs-γ射线辐照的总剂量为6.5kGy。
进一步的，操作d中所述的渗氮剂是由锯木屑、尿素、碳酸氢钠、氯化铵、硫酸钾按照重量比25：16：5：4：2混合而成。
进一步的，操作d中所述的保温渗氮处理时保持渗氮罐内的温度为590℃。
实施例3
一种故障率低的离心泵，包括泵体、叶轮、泵盖、机封压盖、悬架和转轴，所述泵盖固定在泵体的一侧，泵盖与泵体之间形成安装叶轮的泵腔，悬架固定在泵盖的一侧，转轴通过轴承支承在悬架内，并且转轴的一端伸入泵腔内，叶轮放置在泵体的泵腔中并且固定在转轴的端部，泵盖与转轴之间设置有安装机械密封的机封腔，泵盖的外侧安装有定位机械密封的机封压盖，所述泵盖上设有中心通孔，所述机封腔设于中心通孔朝向离心泵泵体的一侧，并与中心通孔相连，所述机封腔为圆台形，横截面为梯形，所述机封腔的内壁上开设有一引气通道，引气通道与泵盖内设置的储气腔相连，所述储气腔正上方与排气通道相连，所述排气通道的顶部还设有一置于泵盖外的气体密封塞；所述机封腔的内壁上还开设有一排污通道，所述排污通道的底部还设有一置于泵盖外的污物密封塞；所述机封腔内还设有一冷却板，机封腔的内壁经过了表面增强改性处理。
进一步的，所述引气通道9位于机封腔7的内壁71正上方，设于机封腔7大口端的底部；所述排污通道13位于机封腔7的内壁71正下方，设于机封腔7大口端的底部。
进一步的，所述冷却板15的横截面为梯形，中央开设有一冷却板通孔151，所述冷却板15安放于机封腔7大口端的一侧。
进一步的，所述表面增强改性处理的方法具体是：
a.将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.7进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.6%的硼酸、0.50%的硝酸钇后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为9.6，加热保持反应釜内的温度为43℃，并以460转/分钟的转速搅拌处理50min后备用；
b.向操作a处理后的反应釜中加入混合物A总质量12%的聚乙二醇、2.8%的苯酚、10%的偏硼酸钠、6%的硅烷偶联剂、7%的六偏磷酸钠、12%的磷酸三苯酯、5%的壬基酚聚氧乙烯醚，然后将温度升至50℃，以750转/分钟的转速搅拌处理1.2h后取出，再与其总质量58倍的去离子水共同混合均匀后取出得复合处理液B备用；
c.将泵盖浸入到操作b所得的复合处理液B中，超声震荡处理1.8h后将泵盖取出，然后放入到辐照箱内，用137Cs-γ射线对机封腔的内壁进行辐照处理， 40min后取出备用；
d.将操作c处理后的泵盖放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于机封腔内并夯实，随后将渗氮罐密封保温渗氮处理3.5h后，再对渗氮罐进行冷却，最后将泵盖取出即可。
进一步的，操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
进一步的，操作c中所述的超声震荡处理时控制超声波的频率为660kHz。
进一步的，操作c中所述的137Cs-γ射线辐照的总剂量为7kGy。
进一步的，操作d中所述的渗氮剂是由锯木屑、尿素、碳酸氢钠、氯化铵、硫酸钾按照重量比26：18：6：5：2.5混合而成。
进一步的，操作d中所述的保温渗氮处理时保持渗氮罐内的温度为600℃。
对比实施例1
本对比实施例1与实施例2相比，在表面增强改性处理的过程中，省去了操作a处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例2
本对比实施例2与实施例2相比，在表面增强改性处理的过程中，省去了复合处理液B的制备和使用，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例3
本对比实施例3与实施例2相比，在表面增强改性处理的过程中，省去了操作c中所述的137Cs-γ射线辐照处理，除此外的方法步骤均相同。
对比实施例4
本对比实施例4与实施例2相比，在表面增强改性处理的过程中，省去了操作a~c的处理，除此外的方法步骤均相同。
为了对比本发明效果，选用同一批加工制成的泵盖3（材质为灰铸铁）作为实验对象，分别用上述实施例2、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4对应的方法进行内壁的表面增强改性处理，最后对各组处理后的泵盖3内壁材料的性能进行品质测试，具体对比数据如下表1所示：
表1
Figure 751583DEST_PATH_IMAGE002
注：上表1中所述的耐应力腐蚀时长参照GB/T17898-1999进行测试；所述的磨损量是由SRV摩擦磨损试验机测得，期间控制接触的载荷为250N，滑动行程为2.5cm，滑动频率为30Hz，滑动时间为25min，滑动的温度为25℃。
由上表1可以看出，本发明离心泵的综合品质得到了明显的改善，在实际使用过程中，其噪音小，运转的故障率降低了35%以上，使用的寿命延长了30%以上，极具市场竞争力和推广应用价值。

Claims (8)

1.一种故障率低的离心泵，包括泵体、叶轮、泵盖、机封压盖、悬架和转轴，其特征在于，所述泵盖固定在泵体的一侧，泵盖与泵体之间形成安装叶轮的泵腔，悬架固定在泵盖的一侧，转轴通过轴承支承在悬架内，并且转轴的一端伸入泵腔内，叶轮放置在泵体的泵腔中并且固定在转轴的端部，泵盖与转轴之间设置有安装机械密封的机封腔，泵盖的外侧安装有定位机械密封的机封压盖，所述泵盖上设有中心通孔，所述机封腔设于中心通孔朝向离心泵泵体的一侧，并与中心通孔相连，所述机封腔为圆台形，横截面为梯形，所述机封腔的内壁上开设有一引气通道，引气通道与泵盖内设置的储气腔相连，所述储气腔正上方与排气通道相连，所述排气通道的顶部还设有一置于泵盖外的气体密封塞；所述机封腔的内壁上还开设有一排污通道，所述排污通道的底部还设有一置于泵盖外的污物密封塞；所述机封腔内还设有一冷却板，机封腔的内壁经过了表面增强改性处理；
所述表面增强改性处理的方法具体是：
a.将甲醛和氰尿二酰胺按照质量比1：1.5~1.7进行混合后放入反应釜中，然后加入其总质量2.4~2.6%的硼酸、0.45~0.50%的硝酸钇后得混合物A，随后将混合物A的pH值调节为9.2~9.6，加热保持反应釜内的温度为40~43℃，并以440~460转/分钟的转速搅拌处理45~50min后备用；
b.向操作a处理后的反应釜中加入混合物A总质量10~12%的聚乙二醇、2.5~2.8%的苯酚、8~10%的偏硼酸钠、4~6%的硅烷偶联剂、5~7%的六偏磷酸钠、8~12%的磷酸三苯酯、3~5%的壬基酚聚氧乙烯醚，然后将温度升至48~50℃，以730~750转/分钟的转速搅拌处理1~1.2h后取出，再与其总质量55~58倍的去离子水共同混合均匀后取出得复合处理液B备用；
c.将泵盖浸入到操作b所得的复合处理液B中，超声震荡处理1.4~1.8h后将泵盖取出，然后放入到辐照箱内，用137Cs-γ射线对机封腔的内壁进行辐照处理，35~40min后取出备用；
d.将操作c处理后的泵盖放入到渗氮罐内，然后将渗氮剂加入到渗氮罐内，填充于机封腔内并夯实，随后将渗氮罐密封保温渗氮处理3~3.5h后，再对渗氮罐进行冷却，最后将泵盖取出即可。
2.根据权利要求1所述的一种故障率低的离心泵，其特征在于，所述引气通道位于机封腔的内壁正上方，设于机封腔大口端的底部；所述排污通道位于机封腔的内壁正下方，设于机封腔大口端的底部。
3.根据权利要求1所述的一种故障率低的离心泵，其特征在于，所述冷却板的横截面为梯形，中央开设有一冷却板通孔，所述冷却板安放于机封腔大口端的一侧。
4.根据权利要求1所述的一种故障率低的离心泵，其特征在于，操作b中所述的硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种故障率低的离心泵，其特征在于，操作c中所述的超声震荡处理时控制超声波的频率为630~660kHz。
6.根据权利要求1所述的一种故障率低的离心泵，其特征在于，操作c中所述的137Cs-γ射线辐照的总剂量为6~7kGy。
7.根据权利要求1所述的一种故障率低的离心泵，其特征在于，操作d中所述的渗氮剂是由锯木屑、尿素、碳酸氢钠、氯化铵、硫酸钾按照重量比24~26：14~18：4~6：2~5：1.5~2.5混合而成。
8.根据权利要求1所述的一种故障率低的离心泵，其特征在于，操作d中所述的保温渗氮处理时保持渗氮罐内的温度为570~600℃。
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