CN110206770A - 液压增压***及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液压增压***及其使用方法。液压增压***包括至少两个单作用增压缸、检测件、控制***和第二单向阀;每个单作用增压缸的无杆腔分别与进油油路和回油油路连通,单作用增压缸的有杆腔与出油油路连通,进油油路上安装有控制阀,回油油路上安装有开关阀;检测件安装在单作用增压缸上并用以检测单作用增压缸的活塞位置或单作用增压缸的输出流量并生成检测信号;控制***接收检测信号并生成控制信号发送给控制阀实现对进油油路的进油量控制以及生成控制信号并发送给开关阀实现对回油油路的控制;第二单向阀设置在出油油路上。本发明提供的液压增压***通过控制***接收检测件所反馈的检测信号,实时调节每个控制阀,保证输出总流量恒定。
Description
技术领域
本发明涉及液压技术领域,特别是涉及一种液压增压***及其使用方法。
背景技术
增压***是用于将输入压力进行变换,以较高压力输出的液压***,其基本工作原理是当受压面积由大变小时,油液压力会由小变大,以达到将油液压力提升目的。
现有的增压***基本上采用一个单作用增压缸或一个双作用增压缸进行增压。采用一个单作用增压缸的增压***,增压缸活塞在增压过程中伸出到一个行程后就必须复位。若需要得到连续稳定的高压油,必须采用足够长的单作用增压缸,导致液压***体积增加。采用双作用增压缸虽然能够进行连续往复增压。但在增压过程中,增压缸内部的活塞运动必然出现正向运动、减速、停止、反向加速、反向运动这一过程,该过程导致增压***输出的高压油不稳定。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种液压增压***及其使用方法,以解决现有技术中的液压增压***不能稳定和连续输出高压油的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种液压增压***及其使用方法。液压增压***包括至少两个单作用增压缸、检测件、控制***和第二单向阀;每个所述单作用增压缸的无杆腔分别与进油油路和回油油路连通,所述单作用增压缸的有杆腔与出油油路连通,所述进油油路上安装有控制阀,所述回油油路上安装有开关阀;所述检测件安装在所述单作用增压缸上并用以检测所述单作用增压缸的活塞位置或所述单作用增压缸的输出流量并生成检测信号;所述控制***接收所述检测信号并生成控制信号发送给控制阀实现对所述进油油路的进油量控制以及生成控制信号并发送给所述开关阀实现对所述回油油路的控制;所述第二单向阀设置在所述出油油路上。
可选地,所述液压增压***还包括至少一组第一补油油路,至少一组所述第一补油油路与所述有杆腔连通。
可选地,至少一组所述第一补油油路分别与至少两个所述单作用增压缸的有杆腔连通。
可选地,所述液压增压***还包括至少一组第二补油油路和第一单向阀,至少一组所述第二补油油路通过所述第一单向阀与所述有杆腔连通。
可选地,所述检测件包括距离传感器、接近开关、流量传感器、速度传感器中的至少一种。
可选地,所述控制阀包括比例阀、流量阀、伺服阀中的至少一种。
根据本发明的另一方面,本发明实施例还提供一种使用如前任一项所述的液压增压***的方法,包括如下步骤:S1、所述控制***开启一个控制阀将低压油从所述进油油路导入其中一个所述单作用增压缸的所述无杆腔中,本步骤中所述单作用增压缸的所述有杆腔中的油液经过增压后形成高压油并流入所述出油油路;S2、当所述步骤S1中的所述单作用增压缸的活塞即将完成一个行程时,所述控制***控制所述步骤S1中所述控制阀,逐渐减小与之相连的所述进油油路中低压油的流量;同时控制另一个处于复位状态的所述单作用增压缸所对应的控制阀,逐渐增大与之相连的所述进油油路中低压油的流量;控制***接收本步骤中两个所述单作用增压缸的两个检测件的检测信号,实时调节本步骤中两个所述控制阀,使本步骤中所述两个单作用增压缸的输出流量之和保持恒定;S3、当所述步骤S1中的所述单作用增压缸的活塞停止运动后,所述控制***控制所述开关阀开启,将步骤S1中所述单作用增压缸的所述无杆腔中的液压油导入所述回油油路中,所述液压增压***还包括至少一组第一补油油路和/或至少一组第二补油油路;通过所述第一补油油路和/或所述第二补油油路向所述单作用增压缸的所述有杆腔供油,使得步骤S1中所述单作用增压缸回程复位。
在所述步骤S3之后,还包括如下步骤:S4、当步骤S1中所述单作用增压缸的活塞回到初始位置,所述控制***关闭步骤S1中所述单作用增压缸对应的所述开关阀,让步骤S1中所述单作用增压缸的活塞停止运动;步骤S1中所述单作用增压缸复位完成,等待重新投入正常工作。
(三)有益效果
本发明提供的液压增压***通过设置至少两个单作用增压缸、检测件和控制***,并通过控制***接收检测所反馈的检测信号,调节控制阀的开口,对每个单作用增压缸的输出流量进行精确的闭环控制,保证了该增压液压***在其工作的任何时刻输出的总流量恒定。并且,由于控制***的控制,使得单作用增压缸往复交替地进行增压工作,并且在其中一个单作用增压缸投入工作的同时,另一个单作用增压缸能够缓慢地退出工作,保证了该过渡状态的平稳。相比于传统的增压***,该***能够提供稳定连续的高压油。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液压增压***的示意性构成图。
附图标号说明:
1、单作用增压缸;2、检测件;3、控制***;4、无杆腔;5、进油油路;6、回油油路;7、有杆腔;8、出油油路;9、控制阀;10、开关阀;11、活塞;12、第一补油油路;13、第二补油油路;14、第一单向阀;15、第二单向阀;16、回油油箱;17、执行元件;18、补油油箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1,本发明实施例一提供一种液压增压***,包括至少两个单作用增压缸1、检测件2和控制***3;每个单作用增压缸1的无杆腔4分别与进油油路5和回油油路6连通,单作用增压缸1的有杆腔7与出油油路8连通,进油油路5上安装有控制阀9,回油油路6上安装有开关阀10;检测件2安装在单作用增压缸1上并用以检测单作用增压缸1的活塞11位置或单作用增压缸1的输出流量并生成检测信号;控制***3接收检测信号并生成控制信号发送给控制阀9实现对进油油路5的进油量控制以及生成控制信号并将控制信号发送给开关阀10实现对回油油路6的控制;第二单向阀15设置在出油油路8上。
本发明实施例一提供的液压增压***通过设置至少两个单作用增压缸1、检测件2和控制***3,并通过控制***3接收检测件2所反馈的检测信号,调节控制阀9的开口,对每个单作用增压缸1的输出流量进行精确的闭环控制,保证了该增压液压***在其工作的任何时刻输出的总流量恒定。并且,由于控制***3的控制,使得其中一个单作用增压缸1在投入工作的同时,另一个单作用增压缸1能够缓慢地退出工作,保证了该过渡状态的平稳。相比于传统的增压***,该***能够提供稳定连续的高压油。
具体地,下面以本发明实施例提供的液压增压***中包括三个单作用增压缸1为例来说明本发明实施例提供的液压增压***。
如图1所示,每个单作用增压缸1的无杆腔4分别与进油油路5和回油油路6连通。其中,每个单作用增压缸1上连接的进油油路5和回油油路6均为相互独立的。进油油路5用以向单作用增压缸1的无杆腔4内注入低压油,回油油路6用以将单作用增压缸1的无杆腔4内的低压油排出。
其中,在进油油路5上安装有控制阀9,控制阀9用以实现对注入单作用增压缸1的无杆腔4内的低压油的流量进行控制。在本实施例中,控制阀9可以是比例阀、流量阀、伺服阀中的至少一种。优选地,控制阀9为比例阀。因为比例阀具有电信号便于传递,能简单地实现远距离控制、能连续、按比例地控制液压***的压力和流量,实现对执行机构的位置、速度的控制,并能减少压力变换时的冲击等优点。当然,在其他的一些实施例中,也可选择使用其他能够实现流量控制的阀体来代替比例阀。
本实施例中的控制阀9可以与一个总的低压油源相连通,例如低压油源可以是油泵、蓄能器等等。
在回油油路6上安装有开关阀10,开关阀10用以实现将单作用增压缸1的无杆腔4内的低压油排出的目的,当开关阀10开启时,单作用增压缸1的无杆腔4内的低压油可排出至回油油箱16中。当开关阀10关闭时,单作用增压缸1的无杆腔4形成一密闭的空间。可通过进油油路5向其中注入低压油。
在每个单作用增压缸1的缸体上还设置有检测件2,检测件2用以对单作用增压缸1的活塞11的位置或单作用增压缸1的输出流量进行实时的检测,并将检测到的活塞位置或输出流量转化成检测信号发送给控制***3。控制***3接收到检测信号后生成相应的控制信号,并将该控制信号发送给相应的控制阀9实现对进油油路5中低压油流量的控制,或者将该控制信号发送给相应的开关阀10实现对回油油路6的控制。
本发明实施例中,通过控制***3接收检测件2所反馈的检测信号,调节控制阀9的开口,对每个单作用增压缸1的输出流量进行精确的闭环控制,保证了该增压液压***在其工作的任何时刻输出的总流量恒定。
本实施例中的检测件2可以是距离传感器、接近开关、速度传感器、流量传感器中的至少一种。优选地,检测件2为距离传感器,例如位移传感器等。
单作用增压缸1的有杆腔7与出油油路8连通,此外,出油油路8还与执行元件17连通。出油油路8用以将经过单作用增压缸1增压后的高压油导出并导入到执行元件17中。
如图1所示,出油油路8上(即单作用增压缸1的有杆腔7与执行元件17之间)设置有一个第二单向阀15,通过设置第二单向阀15能够保证经单作用增压缸1增压后的高压油只能沿单向的路径流入执行元件17中,有效地防止了高压油的倒流。
在本实施例中,单作用增压缸1的有杆腔7可分为上下两部分,其中上方的有杆腔7与下方的有杆腔7可相互连通也可相互独立,当实际使用时,可根据使用需求灵活地选择任一类型的单作用增压缸1。
在优选地实施方式中,液压增压***还包括至少一组第一补油油路12,至少一组第一补油油路12与单作用增压缸1中位于下方有杆腔7连通;至少一组第一补油油路12分别与至少两个单作用增压缸1中位于下方的有杆腔7连通。
通过设置第一补油油路12可以在单作用增压缸1需要复位的时候,向其有杆腔7补充低压油,以推动单作用增压缸1的活塞11复位。当其中一个单作用增压缸1的活塞11伸出时,该单作用增压缸1的有杆腔7中的液压油可以流向与该单作用增压缸1连接在同一组第一补油油路12中的另一个正在复位的单作用增压缸1的有杆腔7中,可以进一步地加快单作用增压缸1中活塞11回复速度,使得单作用增压缸1的回程时间缩短,提高该液压增压***的增压效率。一定程度上能够减少该液压增压***的成本投入。
本实施例中,第一补油油路12中的补油油箱18为高位油箱,所提供的油液压力能够推动单作用增压缸1的活塞11复位。此外,补油油箱18中可存放相对少量的液压油,其原因在于:不同的单作用增压缸1的有杆腔7是通过第一补油油路12连通的。当某个单作用增压缸1的活塞11下行时,不止是补油油箱18中的液压油补给该单作用增压缸1,其它单作用增压缸1中上行的活塞11也在给该单作用增压缸1补油。
进一步地,液压增压***还包括至少一组第二补油油路13和第一单向阀14,至少一组第二补油油路13通过第一单向阀14与单作用增压缸1中位于上方的有杆腔7连通。
通过设置第二补油油路13,可以在单作用增压缸1复位过程中,为其上方的有杆腔7补充油液。在这种实施方式中,单作用增压缸1中位于上方的有杆腔7和位于下方的有杆腔7之间是相互独立的。
在一种可替代的实施方式中,也可将单作用增压缸1中位于上方的有杆腔7和位于下方的有杆腔7设置成相互连通的方式。相应的,只需要设置一组第二补油油路13即可。
在这种实施方式中,因为单作用增压缸1中的有杆腔7是上下腔连通的,若采用第一补油油路12,同一组第一补油油路12所连接的每个单作用增压缸1的有杆腔7相互连通。当某单作用增压缸1工作时,其活塞11上升,其有杆腔7输出流量均流入另一个需要复位的单作用增压缸1的有杆腔7中,而不会流入执行元件17,导致执行元件17不动作。因而,在这种情况下必须采用第二补油油路13将所有单作用增压缸1的有杆腔7相互隔离,单独使用补油油箱18对单作用增压缸1进行补油,因此,在这种实施方式中,第二补油油路13中的补油油箱18的容积需要大一些。
当然,在其他的一些实施例中,也可使用其他的补油形式,例如液压泵与溢流阀的组合、蓄能器与减压阀的组合等形式。优选地采用补油油箱18进行补油。
实施例二
根据本发明的另一方面,本发明实施例二提供一种使用如实施例一中的液压增压***的方法。该使用方法包括如下步骤:
S1、控制***3开启一个控制阀9将低压油从进油油路5导入其中一个单作用增压缸1的无杆腔4中,本步骤中单作用增压缸1的有杆腔7中的油液经过增压后形成高压油并流入出油油路8;
控制***3接收步骤S1中的检测件2的检测信号,实时调节步骤S1中的控制阀9,对步骤S1中的单作用增压缸1的输出流量进行精确的闭环控制;
S2、当步骤S1中的单作用增压缸1的活塞11即将完成一个行程时,控制***3控制步骤S1中控制阀9,逐渐减小与之相连的进油油路5中低压油的流量;同时控制另一个处于复位状态的单作用增压缸1所对应的控制阀9,逐渐增大与之相连的进油油路5中低压油的流量;控制***3接收本步骤中两个单作用增压缸1的两个检测件2的检测信号,实时调节本步骤中两个控制阀9,使本步骤中两个单作用增压缸1的输出流量之和保持恒定;
S3、当步骤S1中的单作用增压缸1的活塞11停止运动后,控制***3控制开关阀10开启,将步骤S1中单作用增压缸1的无杆腔4中的液压油导入回油油路6中,液压增压***还包括至少一组第一补油油路12和/或至少一组第二补油油路13;通过第一补油油路12和/或第二补油油路13向单作用增压缸1的有杆腔7供油,使得步骤S1中单作用增压缸1回程复位。
S4、当步骤S1中的单作用增压缸1的活塞11回到初始位置,控制***3关闭步骤S1中单作用增压缸1对应的开关阀10,让步骤S1中的单作用增压缸1的活塞11停止运动。步骤S1中的单作用增压缸1复位完成,等待重新投入正常工作。
本发明实施例二提供的液压增压***的使用方法,通过使用实施例一中的液压增压***,能够对每个单作用增压缸1的输出流量进行精确的闭环控制,保证了该增压液压***在其工作的任何时刻输出的总流量恒定。相比于传统的增压***,该***的使用方法能够得到稳定连续的高压油。并且,由于控制***3的控制,使得单作用增压缸往复交替地进行增压工作,并且其中一个单作用增压缸1在投入工作同时,另一个单作用增压缸1能够缓慢地退出工作,保证了该过渡状态的平稳。
具体来说,下面以本发明实施例提供的液压增压***中包括三个单作用增压缸1为例来说明本发明实施例二提供的液压增压***的使用方法。
参见图1,将三个单作用增压缸1从左至右依次编号为I、II、III。
当该液压增压***不工作时,三个单作用增压缸1上连接的控制阀9均处于关闭状态,同样,三个单作用增压缸1上连接的开关阀10也处于关闭状态。单作用增压缸1处于复位状态,活塞11停在单作用增压缸1的缸体中的初始位置。
当该液压增压***投入工作时,控制***3控制I号单作用增压缸1的控制阀9打开,其余两个单作用增压缸1上控制阀9和开关阀10均关闭。低压油从I号单作用增压缸1的控制阀9流入I号单作用增压缸1的无杆腔4中。经过I号单作用增压缸1的增压,高压油从I号单作用增压缸1的有杆腔7经过第二单向阀15流入执行元件17。该阶段中,I号单作用增压缸1的活塞11伸出,II号单作用增压缸1、III号单作用增压缸1的活塞11停止在相应缸体中的初始位置。I号单作用增压缸1工作,输出高压油。II号单作用增压缸1和III号单作用增压缸1处于复位状态,输出流量为零。
一段时间后,控制***3控制II号单作用增压缸1上的控制阀9打开,I号单作用增压缸1上的控制阀9仍保持开启的状态。III号单作用增压缸1控制阀9、I-III号单作用增压缸1上的开关阀10均保持关闭状态。低压油分别从I号单作用增压缸1、II号单作用增压缸1的控制阀9相应地流入I号单作用增压缸1与II号单作用增压缸1的无杆腔4中。经过I号单作用增压缸1与II号单作用增压缸1的增压,高压油从I号单作用增压缸1的有杆腔7以及II号单作用增压缸1有杆腔7分别经过相应的第二单向阀15流入执行元件17中。
该阶段中,I号单作用增压缸1以及II号单作用增压缸1的活塞11均伸出,III号单作用增压缸1的活塞11依旧停止在初始位置。I号单作用增压缸1以及II号单作用增压缸1均处于增压工作状态,同时向执行元件17输出高压油。控制***3分别接收I号单作用增压缸1以及II号单作用增压缸1上检测件2的反馈信号,分别通过调节I号单作用增压缸1以及II号单作用增压缸1上的控制阀9,分别对I号单作用增压缸1以及II号单作用增压缸1的输出流量进行精确的闭环控制。III号单作用增压缸1依旧处于复位状态,输出流量为零。
当I号单作用增压缸1的活塞11将要走完一个行程时,控制***3控制I号单作用增压缸1上的控制阀9开口逐渐减小到0,同时控制III号单作用增压缸1上的控制阀9开口逐渐增加,其余阀门状态保持不变。在这一过程中,I号单作用增压缸1的活塞11做减速运动,III号单作用增压缸1的活塞11做加速运动。其中,I-III号单作用增压缸1的输出流量均由控制***3通过各个单作用增压缸1上的检测件2的反馈信号进行进行闭环控制,使得I号单作用增压缸1输出流量逐渐减小至0,III号单作用增压缸1输出流量逐渐增加到工作流量。在这一过程中,I号单作用增压缸1和III号单作用增压缸1的输出总流量保持不变,从而完成了III号单作用增压缸1投入使用和I号单作用增压缸1退出使用的平稳过渡。
当I号单作用增压缸1的活塞11速度减小为零后,控制***3将I号单作用增压缸1上的开关阀10开启,其余开关阀10状态保持不变。第一补油油路12向I号单作用增压缸1的有杆腔7补油和/或第二补油油路13通过第一单向阀14向I号单作用增压缸1的有杆腔7补油。I号单作用增压缸1的无杆腔4内的液压油通过开关阀10流回回油油箱16。
该阶段中,I号单作用增压缸1的活塞11向下运动。当I号单作用增压缸1的活塞11运动到初始位置后,I号单作用增压缸1的上的开关阀10关闭,其余开关阀的阀门状态保持不变,I号单作用增压缸1上的活塞11停止运动,完成复位。这一过程中,II号单作用增压缸1以及III号单作用增压缸1的活塞11仍然向上运动,II号单作用增压缸1以及III号单作用增压缸1均处于正常工作状态,同时向执行元件17输出高压油。控制***3接收II号单作用增压缸1以及III号单作用增压缸1上的检测件2的反馈信号,通过调节II号单作用增压缸1以及III号单作用增压缸1上的控制阀9,对II号单作用增压缸1以及III号单作用增压缸1的输出流量进行精确的闭环控制。
待II号单作用增压缸1的活塞11即将走完一个行程后,I号单作用增压缸1重新投入工作,此时,II号单作用增压缸1暂时退出增压工作。I-III号单作用增压缸1如此往复交替工作。在交替过程中,由于控制***3的控制,使得其中一个单作用增压缸1在投入工作的同时,另一个单作用增压缸1能够缓慢地退出工作,保证了该过渡状态的平稳。
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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种液压增压***,其特征在于,包括至少两个单作用增压缸(1)、检测件(2)、控制***(3)和第二单向阀(15);
每个所述单作用增压缸(1)的无杆腔(4)分别与进油油路(5)和回油油路(6)连通,所述单作用增压缸(1)的有杆腔(7)与出油油路(8)连通,所述进油油路(5)上安装有控制阀(9),所述回油油路(6)上安装有开关阀(10);
所述检测件(2)安装在所述单作用增压缸(1)上并用以检测所述单作用增压缸(1)的活塞(11)位置或所述单作用增压缸(1)的输出流量并生成检测信号;所述控制***(3)接收所述检测信号并生成控制信号发送给控制阀(9)实现对所述进油油路(5)的进油量控制以及生成控制信号并发送给所述开关阀(10)实现对所述回油油路(6)的控制;
所述第二单向阀(15)设置在所述出油油路(8)上。
2.根据权利要求1所述的液压增压***,其特征在于,所述液压增压***还包括至少一组第一补油油路(12),至少一组所述第一补油油路(12)与所述有杆腔(7)连通。
3.根据权利要求2所述的液压增压***,其特征在于,至少一组所述第一补油油路(12)分别与至少两个所述单作用增压缸(1)的有杆腔(7)连通。
4.根据权利要求1所述的液压增压***,其特征在于,所述液压增压***还包括至少一组第二补油油路(13)和第一单向阀(14),至少一组所述第二补油油路(13)通过所述第一单向阀(14)与所述有杆腔(7)连通。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的液压增压***,其特征在于,所述检测件(2)包括距离传感器、接近开关、流量传感器、速度传感器中的至少一种。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的液压增压***,其特征在于,所述控制阀(9)包括比例阀、流量阀、伺服阀中的至少一种。
7.一种使用如权利要求1-6中任一项所述的液压增压***的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、所述控制***(3)开启一个控制阀(9)将低压油从所述进油油路(5)导入其中一个所述单作用增压缸(1)的所述无杆腔(4)中,本步骤中所述单作用增压缸(1)的所述有杆腔(7)中的油液经过增压后形成高压油并流入所述出油油路(8);
S2、当所述步骤S1中的所述单作用增压缸(1)的活塞(11)即将完成一个行程时,所述控制***(3)控制所述步骤S1中所述控制阀(9),逐渐减小与之相连的所述进油油路(5)中低压油的流量;同时控制另一个处于复位状态的所述单作用增压缸(1)所对应的控制阀(9),逐渐增大与之相连的所述进油油路(5)中低压油的流量;控制***(3)接收本步骤中两个所述单作用增压缸(1)的两个检测件(2)的检测信号,实时调节本步骤中两个所述控制阀(9),使本步骤中所述两个单作用增压缸(1)的输出流量之和保持恒定;
S3、当所述步骤S1中的所述单作用增压缸(1)的活塞(11)停止运动后,所述控制***(3)控制所述开关阀(10)开启,将步骤S1中所述单作用增压缸(1)的所述无杆腔(4)中的液压油导入所述回油油路(6)中,所述液压增压***还包括至少一组第一补油油路(12)和/或至少一组第二补油油路(13);通过所述第一补油油路(12)和/或所述第二补油油路(13)向所述单作用增压缸(1)的所述有杆腔(7)供油,使得步骤S1中所述单作用增压缸(1)回程复位。
8.根据权利要求7所述的使用方法,其特征在于,在所述步骤S3之后,还包括如下步骤:
S4、当步骤S1中所述单作用增压缸(1)的活塞(11)回到初始位置,所述控制***(3)关闭步骤S1中所述单作用增压缸(1)对应的所述开关阀(10),让步骤S1中所述单作用增压缸(1)的活塞(11)停止运动;步骤S1中所述单作用增压缸(1)复位完成,等待重新投入正常工作。
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