CN107882728B - 旋叶式压缩机及其泵体组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋叶式压缩机及其泵体组件。该旋叶式压缩机的泵体组件包括主轴(1)、气缸(2)和滚子(3),主轴(1)上设置有轴向贯穿主轴(1)的主油路(4),滚子(3)可转动地设置在气缸(2)内,气缸(2)的内腔分为吸气段和排气段,滚子(3)沿周向设置有多个滑片槽(6),滑片槽(6)内滑动设置有滑片(5),滑片(5)与滑片槽(6)底部形成背压油腔(7),位于吸气段的背压油腔(7)处连接有节流油路。根据本发明的旋叶式压缩机的泵体组件,可以减少吸气段滑片头部与气缸内壁之间摩擦,降低压缩机运行过程中的摩擦功耗。

Description

旋叶式压缩机及其泵体组件
技术领域
本发明属于压缩机设备技术领域,具体涉及一种旋叶式压缩机及其泵体组件。
背景技术
旋叶式压缩机在运行过程中,滑片尾部需要较大的压力,以保证滑片不脱离气缸。现有旋叶式压缩机滑片尾部充满高压油,以保证滑片在排气阶段不脱离气缸。当滑片滑动至吸气段时,由于滑片头部吸气段为低压,滑片尾部为高压,导致吸气段滑片头部与气缸内壁摩擦较大,压缩机运行过程中摩擦功耗较大。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于提供一种旋叶式压缩机及其泵体组件,可以减少吸气段滑片头部与气缸内壁之间摩擦,降低压缩机运行过程中的摩擦功耗。
为了解决上述问题,本发明提供一种旋叶式压缩机的泵体组件,包括主轴、气缸和滚子,主轴上设置有轴向贯穿主轴的主油路,滚子可转动地设置在气缸内,气缸的内腔分为吸气段和排气段,滚子沿周向设置有多个滑片槽,滑片槽内滑动设置有滑片,滑片与滑片槽底部形成背压油腔,位于吸气段的背压油腔处连接有节流油路。
优选地,主轴还设置有将主油路的油输送至主轴的外周侧的第一侧油孔,第一侧油孔与位于吸气段的背压油腔之间通过节流油路连通。
优选地,泵体组件还包括套设在主轴外的上法兰,上法兰与主轴之间形成油路间隙,油路间隙形成节流油路。
优选地,泵体组件还包括套设在主轴外的上法兰,上法兰的内壁面上形成梳齿结构,梳齿结构形成节流油路。
优选地,上法兰的内壁上设置有与第一侧油孔连通的容油槽,第一侧油孔通过容油槽与节流油路连通。
优选地,上法兰的端面上对应于吸气段的背压油腔设置有第一背压油槽,背压油腔转动至吸气段时与第一背压油槽连通。
优选地,第一背压油槽包括沿滚子的转动方向依次设置的第一弧形段和第二弧形段,第一弧形段和第二弧形段连通,第一弧形段的径向宽度小于第二弧形段的径向宽度。
优选地,泵体组件还包括套设在主轴外的上法兰,主轴还设置有将主油路的油输送至主轴的外周侧的第一侧油孔,第一侧油孔与排气段的背压油腔连通,上法兰上设置有节流油路,排气段的背压油腔通过节流油路与吸气段的背压油腔连通。
优选地,上法兰上设置有第一油孔和第二油孔,第二油孔与排气段的背压油腔连通,第一油孔与吸气段的背压油腔连通,第一油孔和第二油孔之间连接有节流管,节流管形成节流油路。
优选地,第一油孔和第二油孔均沿轴向贯穿上法兰,节流管连接在第一油孔和第二油孔远离气缸的一端。
优选地,节流管为毛细管;或,节流管上设置有节流阀。
优选地,上法兰朝向滚子的端面上沿周向间隔设置有第一背压油槽和第二背压油槽,第一背压油槽对应于吸气段的背压油腔设置,第二背压油槽对应于排气段的背压油腔设置,第一油孔连通至第一背压油槽,第二油孔连通至第二背压油槽。
优选地,第二背压油槽包括沿着滚子的转动方向依次设置的存油段和憋油段,存油段的过流断面截面积大于憋油段的过流断面截面积,第二油孔连通至憋油段。
优选地,泵体组件还包括下法兰,主轴还设置有与主油路连通的第二侧油孔,第二侧油孔连通至主轴的外侧壁,第二侧油孔与位于吸气段的背压油腔之间通过节流油路连通。
根据本发明的另一方面,提供了一种旋叶式压缩机,包括泵体组件,该泵体组件为上述的泵体组件。
本发明提供的旋叶式压缩机的泵体组件,包括主轴、气缸和滚子,主轴上设置有轴向贯穿主轴的主油路,滚子可转动地设置在气缸内,气缸的内腔分为吸气段和排气段,滚子沿周向设置有多个滑片槽,滑片槽内滑动设置有滑片,滑片与滑片槽底部形成背压油腔,位于吸气段的背压油腔处连接有节流油路。该泵体组件在吸气段的背压油腔处连接有节流油路,因此,当油流入转动至吸气段的背压油腔内时,会先流经节流油路进行节流降压,从而降低进入到吸气段的背压油腔内的油液压力,降低吸气段的背压油腔内的油液对吸气段的滑片尾部所施加的压力,在保证滑片不脱离气缸的基础上,降低吸气段滑片头部和气缸内壁面的摩擦功耗,从而提升压缩机的性能。
附图说明
图1是本发明实施例的旋叶式压缩机的泵体组件的剖视结构示意图;
图2是本发明实施例的旋叶式压缩机的泵体组件的气缸与滚子配合结构示意图;
图3是本发明第一实施例的泵体组件的上法兰的剖视结构示意图;
图4是本发明第一实施例的泵体组件的上法兰的仰视结构示意图;
图5是本发明第一实施例的泵体组件的上法兰的立体结构示意图;
图6是本发明第二实施例的泵体组件的上法兰的剖视结构示意图;
图7是本发明第二实施例的泵体组件的上法兰的仰视结构示意图;
图8是本发明第二实施例的泵体组件的上法兰的立体结构示意图;
图9是本发明第三实施例的泵体组件的上法兰的剖视结构示意图;
图10是本发明第三实施例的泵体组件的上法兰的仰视结构示意图;
图11是本发明第三实施例的泵体组件的上法兰的立体结构示意图;
图12本发明实施例的泵体组件的下法兰的结构示意图。
附图标记表示为:
1、主轴;2、气缸;3、滚子;4、主油路;5、滑片;6、滑片槽;7、背压油腔;8、第一侧油孔;9、上法兰;10、油路间隙;11、梳齿结构;12、容油槽;13、第一背压油槽;14、第一弧形段;15、第二弧形段;16、第一油孔;17、第二油孔;18、节流管;19、第二背压油槽;20、存油段;21、憋油段;22、下法兰;23、第二侧油孔;24、第三背压油槽;25、第四背压油槽;26、直油槽;27、油泵。
具体实施方式
结合参见图1至12所示,根据本发明的实施例,旋叶式压缩机的泵体组件括主轴1、气缸2和滚子3,主轴1上设置有轴向贯穿主轴1的主油路4,滚子3可转动地设置在气缸2内,气缸2的内腔分为吸气段和排气段,滚子3沿周向设置有多个滑片槽6,滑片槽6内滑动设置有滑片5,滑片5与滑片槽6底部形成背压油腔7,位于吸气段的背压油腔7处连接有节流油路。
该泵体组件在吸气段的背压油腔7处连接有节流油路,因此,当油流入转动至吸气段的背压油腔7内时,会先流经节流油路进行节流降压,从而降低进入到吸气段的背压油腔7内的油液压力,降低吸气段的背压油腔7内的油液对吸气段的滑片5尾部所施加的压力,根据滑片5所处的工作段位置的不同对滑片5尾部进行分段压力控制,对吸气段滑片5尾部提供较低的压力,减小滑片5在吸气段所受的压差,从而减小滑片5头部施加在气缸2上的力,在保证滑片5不脱离气缸2的基础上,降低吸气段滑片5头部和气缸2内壁面的摩擦功耗,从而提升压缩机的性能。
压缩机运转时,随着主轴1的旋转,滑片5在离心力和背压的作用下从滑片槽6伸出,并与气缸2内壁面接触。随着压缩机的平稳运行,滑片5在滑片槽6中开始做往复运动。3个滑片5把整个月牙腔分为3个独立的腔室,这3个腔室周期性的扩大、缩小,从而实现压缩机的吸气、排气。
在压缩机运动过程中,滑片5与滑片槽6形成一个封闭的空间,我们称之为背压油腔7,该背压油腔7也有三个,并且随着压缩机的运转周期性的放大和缩小。随着滚子3转动位置的变化,背压油腔7在气缸2内的转动位置也发生改变,当背压油腔7处于气缸2内的吸气段时,该背压油腔7与节流油路实现连通,进行节流降压,降低背压油腔7内的油压,当背压油腔7处于气缸2内的排气段时,该背压油腔7与节流油路断开,背压油腔7内的油压较高,与排气腔内的压力匹配,避免滑片5在气缸2的排气腔的压力下脱离与气缸2的内壁面的接触,保证压缩机的稳定可靠运行。
在泵体组件的主轴1的下部装有油泵27,该油泵27浸在压缩机底部油池内,主轴1旋转带动油泵旋转,油泵为一种容积式泵,在油泵27的作用下,油从油池进入到主轴1上的主油路4内。
结合参见图3至图5所示,根据本发明的第一实施例,主轴1还设置有将主油路4的油输送至主轴1的外周侧的第一侧油孔8,第一侧油孔8与位于吸气段的背压油腔7之间通过节流油路连通。油液在经过主油路4到达第一侧油孔8时,从第一侧油孔8处经节流油路进入位于吸气段的背压油腔7内,由于油液经过节流油路节流降压,因此进入到吸气段的背压油腔7内的油液压力较小,对滑片5所施加的压力也较小,因此可以减小滑片5的头部与气缸2的内壁之间的摩擦,降低滑片5与气缸2之间的摩擦损耗。
在本实施例中,泵体组件还包括套设在主轴1外的上法兰9,上法兰9与主轴1之间形成油路间隙10,油路间隙10形成节流油路。上法兰9与主轴1之间形成油路间隙10,该油路间隙10从第一侧油孔8延伸至吸气段的背压油腔7处,从而将经油路间隙10节流后的油液输送到该背压油腔7内,进行油液补充。该油路间隙10可以为厚薄均匀的长条形凹槽,也可以为弧形槽,或者是其他可以起到节流降压作用的间隙结构。
该油路间隙10设置在上法兰9上,从上法兰9朝向主轴1的一侧延伸至上法兰9朝向气缸2的端面上,从而形成连续的油路间隙,可以保证油液顺利地进入到背压油腔7内。当然,该油路间隙10可以在上法兰9朝向主轴1的一侧与上法兰9朝向气缸2的端面上形成不同深度的凹槽,只需要能够保证对进入吸气段的背压油腔7内的油液形成有效降压即可。根据需要进行降压的程度,可以对凹槽深度进行相应调整,从而使得压缩机的摩擦损耗较小,同时压缩机的运行稳定性也较可靠。
优选地,上法兰9的内壁上设置有与第一侧油孔8连通的容油槽12,第一侧油孔8通过容油槽12与节流油路连通。该容油槽12能够对第一侧油孔8内的油液进行储存,从而使油液方便地经节流油路流动至背压油腔7内,同时在没有背压油腔7与节流油路连通时,可以使油液稳定地储存在容油槽12内,不会对主油路4的油液供应造成较大影响。
优选地,上法兰9的端面上对应于吸气段的背压油腔7设置有第一背压油槽13,背压油腔7转动至吸气段时与第一背压油槽13连通。该第一背压油槽13沿着滚子3的转动方向延伸,且与节流油路连通,因此能够在位于吸气段的背压油腔7在整个吸气段一直与节流油路连通,保证对背压油腔7在整个吸气段体积增大过程中的油液供应,避免背压油腔7内的油液供应不足,提高压缩机工作时的稳定性和可靠性。
在本实施例中,第一背压油槽13包括沿滚子3的转动方向依次设置的第一弧形段14和第二弧形段15,第一弧形段14和第二弧形段15连通,第一弧形段14的径向宽度小于第二弧形段15的径向宽度。当背压油腔7转动到吸气段时,容积逐渐增大,由于背压油腔7从排气段转动到吸气段的过程中,背压油腔7内的油压仍然较大,因此,将与背压油腔7首先接触的第一弧形段14的径向宽度设置的较小,就能够减少背压油腔7与节流油路的连通面积,使得节流油路供应至第一背压油槽13内的油压与背压油腔7内的油压能够平稳混合,不会发生较大的压力波动。当背压油腔7在吸气段转动一定角度之后,背压油腔7内的油液压力与第一背压油槽13内的油液压力达到平衡,由于背压油腔7在吸气段转动的过程中,容积增大,因此可以使背压油腔7与径向宽度较大的第二弧形段15接触,从而增大对背压油腔7的油液供应量,保证背压油腔7内满油,保证滑片稳定运行。
上法兰9朝向滚子3的端面上还设置有第二背压油槽19,第一背压油槽13和第二背压油槽19沿上法兰9的端面周向间隔设置,第二背压油槽19对应于排气段的背压油腔7设置,且第二背压油槽19与第一侧油孔8或者是容油槽12连通,从而能够在背压油腔7转动至排气段过程中,背压油腔7内的多余油液可以通过第二背压油槽19排放至第一侧油孔8或者是容油槽12内,保证油液的顺利循环。
优选地,第二背压油槽19包括沿着滚子3的转动方向依次设置的存油段20和憋油段21,存油段20的过流断面截面积大于憋油段21的过流断面截面积,其中憋油段21连通至第一侧油孔8或者容油槽12。滑片5的背压油腔7在转动至排气段时,背压油腔7的体积逐渐减小,背压油腔7内的油液被压出,从憋油段21进入到第一侧油孔8或者容油槽12内,由于憋油段21的过流断面截面积小于存油段20的过流断面截面积,因此背压油腔7内的油液无法及时排出至第一侧油孔8或者是容油槽12内,会增大背压油腔7内的油液压力。由于排气阶段滑片头部会受到略高于排气背压的排气压力,因此此时滑片尾部的压力需要大于等于排气压力才能避免滑片脱离气缸,而憋油段21可以起到憋油的作用,因此可以提高背压油腔7内的背压,同时通过憋油段21上的油孔将滑片槽6内的油排到上法兰9的容油槽12内,在此过程中,由于背压油腔7内保持了较大的油压,因此能够保证滑片尾部的压力大于等于排气压力,有效避免滑片5脱离气缸2。
本发明的上述泵体组件在保证分段控制滑片槽背压的同时一方面可以保证背压槽的供油,另一方面还可以减小压缩排气段滑片槽背压对吸气段滑片槽背压的影响。
结合参见图6至图8所示,根据本发明的第二实施例,其与第一实施例基本相同,不同之处在于,在本实施例中,泵体组件还包括套设在主轴1外的上法兰9,上法兰9的内壁面上形成梳齿结构11,梳齿结构11形成节流油路。由于泵体组件在上法兰9的内壁面上形成了可以作为节流油路的梳齿结构11,因此可以省去第一实施例中的油路间隙,通过梳齿结构11的梳齿对进入第一背压油槽13内的油液进行节流降压,保证进入到吸气段的背压油腔7内的油压小于第一侧油孔8内的油压。
结合参见图9至图11所示,根据本发明的第三实施例,泵体组件还包括套设在主轴1外的上法兰9,主轴1还设置有将主油路4的油输送至主轴1的外周侧的第一侧油孔8,第一侧油孔8与排气段的背压油腔7连通,上法兰9上设置有节流油路,排气段的背压油腔7通过节流油路与吸气段的背压油腔7连通。在本实施例中,取消了第一实施例中的油路间隙,直接利用排气段的背压油腔7内所排出的油液进行节流降压之后排入到吸气段的背压油腔7内,对吸气段的背压油腔7进行补油,因此,本实施例中在排气段的背压油腔7与吸气段的背压油腔7之间设置了节流油路,从而对经排气段排入吸气段的油液进行降压,使得进入到吸气段的背压油腔7内的油压小于排气段的背压油腔7内的油压,减小吸气段的背压油腔7内的油压对滑片5的压力,同时使得油液得到更加充分的利用。
优选地,上法兰9上设置有第一油孔16和第二油孔17,第二油孔17与排气段的背压油腔7连通,第一油孔16与吸气段的背压油腔7连通,第一油孔16和第二油孔17之间连接有节流管18,节流管18形成节流油路。油液从排气段的背压油腔7内被挤出后,在压差的作用下经第二油孔17进入到节流管18内进行节流降压,之后通过第一油孔16进入到吸气段的背压油腔7内,对吸气段的背压油腔7进行补油。
在本实施例中,第一油孔16和第二油孔17均沿轴向贯穿上法兰9,节流管18连接在第一油孔16和第二油孔17远离气缸2的一端。该节流管18位于压缩机的壳体内,由于上法兰9的上端部为较大的空腔,因此可以根据需要对节流管18的结构进行改造,改造空间更大,能够实现更多种油压调节要求。
优选地,节流管18为毛细管;或,节流管18上设置有节流阀,从而保证节流管18对油液的降压效果。
优选地,上法兰9朝向滚子3的端面上沿周向间隔设置有第一背压油槽13和第二背压油槽19,第一背压油槽13对应于吸气段的背压油腔7设置,第二背压油槽19对应于排气段的背压油腔7设置,第一油孔16连通至第一背压油槽13,第二油孔17连通至第二背压油槽19。
优选地,第二背压油槽19包括沿着滚子3的转动方向依次设置的存油段20和憋油段21,存油段20的径向宽度大于憋油段21的径向宽度,第二油孔17连通至憋油段21。当背压油腔7到达排气段时,背压油腔7的容积逐渐减小,其内的油液压力升高,油液在压差的作用下进入到第二背压油槽19内储存,当背压油腔7内的油液排出较多时,油液压力进一步加大,部分油液经第二背压油槽19的转动末端的憋油段21进入到第二油孔17内,由于憋油段的径向宽度远小于存油段20的径向宽度,因此油液无法及时从憋油段21排出,使得第二背压油槽19内的油压可以保持在较高压力,避免滑片5与气缸2脱离接触,同时,由于第二背压油槽19内的油压较高,因此部分油液在压力作用下从憋油段21进入到第二油孔17,然后依次经节流管18和第一油孔16进入到第一背压油槽13内,当该背压油腔7转动到吸气段时,背压油腔7的容积逐渐减小,第一背压油槽13内的压力较小的油液进入到该背压油腔7内,对背压油腔7内的油液进行补充,保证吸气段的背压油腔7内满油,提高滑片5工作时的稳定性。
结合参见图12所示,优选地,泵体组件还包括下法兰22,主轴1还设置有与主油路4连通的第二侧油孔23,第二侧油孔23连通至主轴1的外侧壁,第二侧油孔23与位于吸气段的背压油腔7之间通过节流油路连通。泵体组件也可以通过下法兰22进行吸气段的背压油腔7内的油液的降压补充,下法兰22上的节流降压结构可以采用与第一实施例和第二实施例相同的结构来实现。
在下法兰22的上端面上可以设置第三背压油槽24和第四背压油槽25,其中第三背压油槽24对应吸气段的背压油腔7设置,第四背压油槽25对应排气段的背压油腔7设置。在下法兰的中心孔处还设置有直油槽26,油液从第二侧油孔23处进入到直油槽26内,对下法兰轴承进行润滑。
根据本发明的实施例,旋叶式压缩机包括泵体组件,该泵体组件为上述的泵体组件。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种旋叶式压缩机的泵体组件,其特征在于,包括主轴(1)、气缸(2)和滚子(3),所述主轴(1)上设置有轴向贯穿所述主轴(1)的主油路(4),所述滚子(3)可转动地设置在所述气缸(2)内,所述气缸(2)的内腔分为吸气段和排气段,所述滚子(3)沿周向设置有多个滑片槽(6),所述滑片槽(6)内滑动设置有滑片(5),所述滑片(5)与所述滑片槽(6)底部形成背压油腔(7),位于吸气段的所述背压油腔(7)处连接有节流油路;
所述泵体组件还包括套设在所述主轴(1)外的上法兰(9),所述主轴(1)还设置有将所述主油路(4)的油输送至所述主轴(1)的外周侧的第一侧油孔(8),所述第一侧油孔(8)与排气段的所述背压油腔(7)连通,所述上法兰(9)上设置有所述节流油路,排气段的所述背压油腔(7)通过所述节流油路与吸气段的所述背压油腔(7)连通;
所述主轴(1)还设置有将所述主油路(4)的油输送至所述主轴(1)的外周侧的第一侧油孔(8),所述第一侧油孔(8)与位于吸气段的所述背压油腔(7)之间通过所述节流油路连通。
2.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,所述泵体组件还包括套设在所述主轴(1)外的上法兰(9),所述上法兰(9)与所述主轴(1)之间形成油路间隙(10),所述油路间隙(10)形成所述节流油路。
3.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,所述泵体组件还包括套设在所述主轴(1)外的上法兰(9),所述上法兰(9)的内壁面上形成梳齿结构(11),所述梳齿结构(11)形成所述节流油路。
4.根据权利要求2或3所述的泵体组件,其特征在于,所述上法兰(9)的内壁上设置有与所述第一侧油孔(8)连通的容油槽(12),所述第一侧油孔(8)通过所述容油槽(12)与所述节流油路连通。
5.根据权利要求2或3所述的泵体组件,其特征在于,所述上法兰(9)的端面上对应于吸气段的所述背压油腔(7)设置有第一背压油槽(13),所述背压油腔(7)转动至吸气段时与所述第一背压油槽(13)连通。
6.根据权利要求5所述的泵体组件,其特征在于,所述第一背压油槽(13)包括沿所述滚子(3)的转动方向依次设置的第一弧形段(14)和第二弧形段(15),所述第一弧形段(14)和所述第二弧形段(15)连通,所述第一弧形段(14)的径向宽度小于所述第二弧形段(15)的径向宽度。
7.根据权利要求1所述的泵体组件,其特征在于,所述上法兰(9)上设置有第一油孔(16)和第二油孔(17),所述第二油孔(17)与排气段的所述背压油腔(7)连通,所述第一油孔(16)与吸气段的所述背压油腔(7)连通,所述第一油孔(16)和所述第二油孔(17)之间连接有节流管(18),所述节流管(18)形成所述节流油路。
8.根据权利要求7所述的泵体组件,其特征在于,所述第一油孔(16)和所述第二油孔(17)均沿轴向贯穿所述上法兰(9),所述节流管(18)连接在所述第一油孔(16)和所述第二油孔(17)远离所述气缸(2)的一端。
9.根据权利要求7所述的泵体组件,其特征在于,所述节流管(18)为毛细管;或,所述节流管(18)上设置有节流阀。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的泵体组件,其特征在于,所述上法兰(9)朝向所述滚子(3)的端面上沿周向间隔设置有第一背压油槽(13)和第二背压油槽(19),所述第一背压油槽(13)对应于吸气段的所述背压油腔(7)设置,所述第二背压油槽(19)对应于排气段的所述背压油腔(7)设置,所述第一油孔(16)连通至所述第一背压油槽(13),所述第二油孔(17)连通至所述第二背压油槽(19)。
11.根据权利要求10所述的泵体组件,其特征在于,所述第二背压油槽(19)包括沿着滚子(3)的转动方向依次设置的存油段(20)和憋油段(21),所述存油段(20)的过流断面截面积大于所述憋油段(21)的过流断面截面积,所述第二油孔(17)连通至所述憋油段(21)。
12.根据权利要求1至3、6至9、11中任一项所述的泵体组件,其特征在于,所述泵体组件还包括下法兰(22),所述主轴(1)还设置有与所述主油路(4)连通的第二侧油孔(23),所述第二侧油孔(23)连通至所述主轴(1)的外侧壁,所述第二侧油孔(23)与位于吸气段的所述背压油腔(7)之间通过所述节流油路连通。
13.一种旋叶式压缩机,包括泵体组件,其特征在于,所述泵体组件为权利要求1至12中任一项所述的泵体组件。
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