CN114345547A - 磁性过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁性过滤器,包括:主管,其两不同轴向位置设置进流口和出流口;固定于主管内,进流口和出流口之间的篮式滤网,该篮式滤网包括:筒状的侧向滤网和底面滤网,该侧向滤网和主管内壁之间形成环状空间,该环状空间与所述出流口相连通;固定于侧向滤网内侧的至少一层磁性组件,该磁性组件包括至少1块磁铁,该磁铁的迎流面与来流方向呈锐角。本发明中,磁铁的迎流面与来流方向呈锐角,减小了来流对磁铁的冲击力,同时磁铁的侧面能够与流体充分接触,有利于更彻底地吸附金属杂质。
Description
技术领域
本发明涉及过滤器技术领域,尤其涉及一种磁性过滤器。
背景技术
油气混输泵是石油石化行业中使用的一种油气混输泵设备,被输送的流体中会含金属颗粒、锈渣、橡胶块、盘根块等杂质,这些杂质会影响泵的正常运行。通常会在泵前端设置过滤器,过滤流体中的杂质。对于金属颗粒杂质,通常采用在过滤器中加入磁铁来进行去除,称为磁性过滤器。
然而,在实现本发明的过程中,申请人意识到现有技术中用于油气混输泵的磁性过滤器承受流体冲力较大,故障率较高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明以期至少部分地解决以上技术问题中的至少之一。
(二)技术方案
为了实现如上目的,本发明提供了一种磁性过滤器,包括:主管,其两不同轴向位置的侧面设置进流口和出流口;固定于主管内,进流口和出流口之间的篮式滤网,该篮式滤网包括:筒状的侧向滤网和底面滤网,该侧向滤网和主管内壁之间形成环状空间,该环状空间与所述出流口相连通;固定于侧向滤网内侧的至少一层磁性组件,该磁性组件包括至少1块磁铁,该磁铁的迎流面与来流方向呈锐角;其中,流体自进流口经由底面滤网进入侧向滤网的内侧,通过所述磁性组件去除金属杂质,而后经过侧向滤网进入侧向滤网与主管内壁之间的环状空间,进而由出流口流出主管。
在本发明的一些实施例中,磁性组件包括n块磁铁,n≥2;其中,n块磁铁在以来流方向为轴的周向上均匀设置,形成尖部朝向来流方向,该尖部由磁铁接触形成或磁铁所在面延伸相交形成。
在本发明的一些实施例中,n=2;磁性组件的2块磁铁在以来流方向为轴的周向上对称设置,两者形成的V型尖部迎向来流方向。
在本发明的一些实施例中,磁性过滤器包括:沿着来流方向依次设置的m层磁性组件,m≥2;其中,m层磁性组件在以来流方向为轴的周向上均匀设置。
在本发明的一些实施例中,m层磁性组件中的全部磁铁在以来流方向为轴的周向上均匀设置。
在本发明的一些实施例中,还包括:在主管内沿来流方向设置的安装杆;其中,磁性组件的磁铁直接或者通过连接件固定于安装杆上。
在本发明的一些实施例中,磁铁的迎流面从安装杆沿径向偏离设置;安装杆在主管内可转动设置;和/或磁铁直接或通过连接件可转动地固定于安装杆上。
在本发明的一些实施例中,安装杆沿侧向滤网的轴线设置。
在本发明的一些实施例中,磁性过滤器还包括:过滤器固定组件,过滤器固定组件包括:设置于进流口和出流口之间主管内壁的挡液板,呈环状,其内侧设置滤网定位圈;设置于主管远离进流口一侧的主管内壁的滤网托板,呈环状;其中,挡液板和滤网托板均不能透过流体;篮式滤网的下部由滤网定位圈固定;其侧向滤网的上部边沿沿径向向外延伸形成延伸部,该延伸部压在外侧的滤网托板上并固定。
在本发明的一些实施例中,主管靠近出流口的一端设置有顶盖;和/或主管纵向设置,其侧面设置进流口;过滤器本体的纵向位置高于进流口;纵向位置低于进流口的主管部分呈漏斗结构,该漏斗结构的漏斗口通过两个依次设置的阀门连接至排污口。
(三)有益效果
从技术方案可以看出,本发明至少具有以下有益效果其中之一:
(1)在主管内设置磁铁,该磁铁的迎流面与来流方向呈锐角,从而减小了来流对磁铁的冲击力,同时磁铁的侧面能够与流体充分接触,有利于吸附金属杂质。
(2)磁铁在主管内在以来流方向为轴的周向上均匀设置,平衡了整个磁性组件在各个方向的受力,降低了磁性过滤器的故障率。
(3)安装杆或磁铁可转动设置,磁铁从安装杆沿径向偏离,当流体由下向上流动时,对磁铁产生了力的作用,该力沿安装杆周向的分量使磁铁以安装杆为轴旋转,提升了在各个方向上金属杂质的吸附效率,同时还平衡了安装杆的受力,避免了其长时间受力变形。
(4)采用篮式滤网,介质由下向上流动,底部滤网会将介质中的非金属杂质过滤至主管的底部,主管的底部安装有两个阀门,通过两个阀门的配合,可以实现不停机排污,方便现场维护。
(5)在主管靠近出流口的一端设置顶盖,方便了对过滤器本体和磁性组件的更换。
附图说明
图1为本发明实施例一磁性过滤器的剖视图。
图2A和图2B为图1所示磁性过滤器中安装杆和磁性组件的正视图和侧视图。
图3A和图3B分别为本发明另一实施例磁性过滤器中安装杆和磁性组件的正视图和侧视图。
图4A和图4B分别为本发明再一实施例磁性过滤器中安装杆和磁性组件的正视图和侧视图。
图5A、图5B和图5C分别为本发明实施例二磁性过滤器中安装杆和磁性组件的主视图、右视图和俯视图。
【附图主要元件符号说明】
10-主管;
11-支腿;
12-顶盖;
13-第一阀门;
14-第二阀门;
15-主管底部;
16-进口管;
17-出口管;
20-滤网;
21-挡液板; 22-滤网定位圈;
23-滤网托板;
30-磁性组件
31-安装杆; 32-固定圈;
33,34,33',34',33",34",35,36-磁铁;
Fin-进流口; Fout-出流口。
具体实施方式
本发明提供了一种磁性过滤器,其将磁铁的迎流面设置为锐角,减小了来流对磁铁的冲击力,有利于降低磁性过滤器的故障率,同时还可以提升吸附金属杂质的效率。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。应当理解的是,提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求,而本发明可以许多不同形式实现,而不应被解释为限于此处所阐述的实施例。
1、实施例一
在本发明的示例性实施例一中,提供了一种磁性过滤器。图1为本发明实施例一磁性过滤器的剖视图。如图1所示,本实施例磁性过滤器包括:
主管10;
固定于主管内的过滤器本体20;
固定于主管内的两层磁性组件30,每层的磁性组件包括两块磁铁,这些磁铁的迎流面与来流方向呈锐角。
本实施例中,磁铁迎流面与来流方向呈锐角,减小了来流对磁铁的冲击力,降低了磁性过滤器的故障率,同时磁铁的侧面能够与流体充分接触,有利于吸附金属杂质。
以下分别对本实施例磁性过滤器的各个组成部分进行详细描述。
请参照图1,本实施例中,主管10通过支腿11竖直设置于地面。在主管侧面的两不同高度位置设置进流口Fin和出流口Fout,两者分别连接进口管16和出口管17。该进口管16和出口管17在周向上间隔180°设置,且均具有法兰接口,方便连接至相应管道。
对于本发明中的主管,本领域技术人员应当清楚以下三点:
首先,虽然本实施例中主管竖直设置,故在两不同高度位置设置进流口和出流口,但在其他实施例中,如果主管水平设置或呈一定角度,进口管和出口管将呈现在两不同轴向位置,而非高度位置,并不会影响本发明的实现。
其次,虽然本实施例中进口管和出口管在周向上相差180°设置,但在其他实施例中,两者在周向上相差的角度可以为其他角度,例如:30°、60°、90°、120°等。
再次,为了适应本实施例中在主管侧面不同轴向位置设置进流口和出流口,本实施例中采用了篮式滤网或筒式滤网,但在本发明其他实施例中,侧面的进流口和出流口并非是必须的,只要流体在主管内流动,在主管内设置与来流方向成锐角的磁铁来吸附金属杂质,均在本发明保护范围之内。
请继续参照图1,在主管的顶端设置有顶盖12。顶盖的设置可以方便地对过滤器本体进行安装和更换。
适应在主管侧面的两不同轴向位置分别设置进流口和出流口,本实施例中过滤器本体采用篮式滤网,其侧面和底部均具有滤网。底部滤网孔的面积可以比侧面的大,对橡胶块、盘根块等大颗粒杂质进行过滤。但本领域技术人员可以理解的是,如果不需要对大颗粒杂质进行过滤,则底部也可以不设置滤网,该过滤器本体只要为筒式滤网即可。
适应于主管竖直设置和篮式滤网,本实施例中,在主管底部15呈逐渐收缩的漏斗结构,漏斗口依次通过第一阀门13、第二阀门14连接至排污口。在这种情况下,介质由下向上流动,底部滤网会将介质中的非金属杂质过滤至主管的底部,从而不需要取出滤网即可以从底部排出杂质。通过主管底部两个阀门的配合,可以实现不停机排污,方便现场维护。
在主管10内,设置有用于固定过滤器本体的滤网固定组件。请参照图1,该过滤器固定组件包括:设置于进流口和出流口之间主管内壁的挡液板21,呈环状,其内侧设置滤网定位圈22;设置于主管远离进流口一侧的主管内壁的滤网托板23,呈环状。其中,挡液板21和滤网托板23均不能透过流体。过滤器固定组件的下部和上部的流体均不能进入滤网与主管间的环状空间。
请参照图1,篮式滤网的下部由滤网定位圈22定位在主管中部。篮式滤网的上部边沿沿径向向外延伸形成延伸部,该延伸部压在外侧的滤网托板23上并固定,从而将篮式滤网固定。
本领域技术人员应当理解,虽然本实施例仅给出了一种特定的固定方式,但篮式滤网的固定方式还有很多种,只要能保证流体在磁性过滤器内的流向即可,即:流体自进流口经由底面滤网进入侧向滤网的内侧,通过所述磁性组件去除金属杂质,而后经过侧向滤网进入侧向滤网与主管内壁之间的环状空间,进而由出流口流出主管。
请参照图1,本实施例中,主管的中心轴线和篮式滤网的中心轴线重合,在该中心轴线的位置设置安装杆31。具体而言,在篮式滤网的内侧两不同高度上分别设置固定圈32,两固定圈32将安装杆31固定于篮式滤网内部的中心轴线位置。如此设置,有利于保持磁性过滤器的动平衡,同时各部件受力均匀会降低故障率。
当然,本实施例仅为本发明的优选实施例,在本发明其他实施例中,篮式滤网与主管的轴线也可以不重合,安装杆也不一定安装于主管/篮式滤网中心轴线的位置。并且,磁铁可以直接固定在安装杆上,也可以通过连接件固定于安装杆上,或者直接固定于主管的侧壁。
图2A和图2B为图1所示磁性过滤器中安装杆和磁性组件的正视图和侧视图。其中,箭头的方向为来流方向。请参照图1、图2A、图2B,本实施例磁性过滤器包括:位于不同轴向位置的两层磁性组件。第一层磁性组件包括两块圆形磁铁(33,34)。第二层磁性组件包括两块圆形磁铁(35,36)。
首先,在每层的磁性组件中,两块圆形磁铁呈V字型对称安装于安装杆两侧,V型尖部迎着来流方向。如此设置,磁铁对流体阻力较小,同时磁铁的侧面还能够与流体充分接触,有利于吸附杂质。
其次,对于上下两层的磁性组件,在周向上沿安装杆旋转180°设置,这样可以保证每个磁铁都能与流体充分接触,能够最大化地发挥每个磁铁的能力。
本领域技术人员应当清楚,虽然本实施例以两层磁性组件为例进行说明,但本发明磁性过滤器中磁性组件的设置方式还有多种,例如:
①磁性过滤器仅包含1层磁性组件,该磁性组件包括:2块磁铁(33,34),该2块磁铁在安装杆的同一高度位置呈V字型对称安装且其V型尖部迎向来流方向,如图3A和图3B所示;
②磁性过滤器包含:设置于安装杆的不同高度位置的2层磁性组件。第一层磁性组件包括1块磁铁-磁铁33,第二层磁性组件包括1块磁铁-磁铁34'。该两块磁铁的迎流面均与来流方向形成尖部朝向来流方向的锐角,且该两块磁铁在安装杆的周向上均匀布置,如图4A和图4B所示;
③磁性过滤器包含:三层、四层或更多层的磁性组件;可将相邻层磁性组件的磁铁沿安装杆旋转90°设置,还可以将三层、四层或更多层的磁性组件沿安装杆的周向均匀设置。
④磁性组件包括:3块或更多块磁铁,这些磁铁在同一高度位置,在安装杆的周向上均匀对称布置,这些磁铁的迎流面与来流方向形成的锐角尖部迎向来流方向。其中,该尖部可以是磁铁接触形成的,也可以是磁铁的延伸面相交而产生的。
通过如上磁性组件的设置,同样可以起到减小流体阻力,加大磁铁与流体的接触面积,提升金属杂质吸附效果的目的。
以下介绍本实施例磁性过滤器的工作原理:
①流体自进口管17进入,由进流口Fin进入主管;
②在主管内,由篮式滤网的底部滤网进行过滤,除去流体中的橡胶块、盘根块等大颗粒杂质,过滤后的流体进入篮式滤网的内部空间;
③在篮式滤网的内部空间,磁铁(33,34,35,36)吸附流体内的金属杂质,同时磁铁的迎流面与来流方向成锐角且2块磁铁在安装杆呈V字型对称安装,可以大大降低来流对磁铁和安装杆的冲击力,过滤金属杂质后的流体通过侧面滤网进入篮式滤网的外侧空间,同时过滤其他颗粒杂质;
④流体进入篮式滤网外侧空间的流体由出流口Fout排出主管,进入出口管17排出磁性过滤器。
本实施例磁性过滤器,在工作之前或更换篮式滤网时,打开顶盖12,放入篮式滤网20,将篮式滤网底部压紧滤网定位圈22,将其顶部的外侧延伸部压紧固定于滤网托板23,而后关闭顶盖12并固定
本实施例磁性过滤器,正常运行状态时,第一阀门13阀门打开,第二阀门14关闭,当需要排污时,先关闭第一阀门13然后再打开第二阀门14排污,排污完毕后再恢复两阀门的正常运行状态,从而实现了在线排污。
2、实施例二-旋转磁性组件
本发明实施例二提供了另一种磁性过滤器。该磁性过滤器与图1所示磁性过滤器的区别在于:旋转的磁性组件。
本实施例中,安装杆可转动地安装于篮式滤网的中心轴线位置。具体而言,安装杆的上端和下端通过轴承连接至外侧的安装圈32。
图5A、图5B和图5C分别为本发明实施例二磁性过滤器中安装杆和磁性组件的主视图、右视图和俯视图。如图5A、图5B、图5C所示,本实施例磁性过滤器包括:3层磁性组件。该3层磁性组件设置于安装杆上不同高度位置,且在安装杆的周向上均匀设置,即相互错开120°设置。
对于每一层的磁性组件,包括:通过连接杆连接至安装杆的2块磁铁(33",34"),每一块磁铁的迎流面从安装杆沿径向偏离预设距离,且迎流面与来流方向成尖部迎向来流方向的锐角。该2块磁铁在安装杆的周向上间隔180°设置,即当安装杆旋转180°后,同一层的磁性组件的两块磁铁互换位置重合。
在这种情况下,当流体由下向上流动时,对磁铁作用力沿安装杆周向的分量推动磁铁和安装杆旋转,这样能使磁铁与流体更加充分均匀的接触,从各个方向吸附金属杂质,更有利于吸附流体中的金属杂质。此外,磁铁沿安装杆轴对称且周向上均匀布置,可以平衡安装杆各个方向的受力,避免安装杆受力变形。
此外,本实施例磁性过滤器包括3层磁性组件,每层磁性组件包括2块磁铁,共6块磁铁在安装杆的周向上均匀分布,如图5C所示。
本领域技术人员应当清楚,虽然本实施例以3层磁性组件,每层磁性组件包括2块磁铁为例进行说明,但本发明并不以此为限,在本发明其他实施例中,旋转磁性组件还可以具有以下变形:
①磁性组件只包含一块的磁铁,该磁铁从安装杆沿径向偏离预设距离安装。如此设置,磁性过滤器的制作难度较小。
②磁性过滤器包含m层磁性组件,m≥2,该m层磁性组件设置于安装杆上不同高度位置,且m层磁性组件在安装杆的周向上均匀设置。
③每层磁性组件包含n块磁铁,n≥2,该n块磁铁在安装杆的周向上均匀布置。
④磁性过滤器包含m层磁性组件,m≥1;每层磁性组件包含n块磁铁,n≥1;且磁性过滤器包含的m×n块磁铁在安装杆的周向均匀布置。
⑤虽然本实施例以安装杆可转动设置进行说明,但同理可以设置磁铁直接或通过连接件可转动地固定于安装杆上,可以实现类似的效果,本领域技术人员应当知晓其设置方式,此处不再赘述。
可以理解的是,对于上述第②、③、④的变形来说,磁铁在安装杆周向上均匀布置仅是优选实施方式,其在实际工作时平衡性更好,故障率更低。但是其并非是必须的,只要磁铁的迎流面与来流方向成尖部朝向来流方向的锐角,均在本发明的保护范围之内。
通过以上变形方式,磁铁和安装杆的转动将更加灵活,可以根据磁性过滤器的空间大小合理设置磁性组件和磁铁的数目。
本实施例磁性过滤组件的其他部分与实施例一类似,实施例一中的相关内容均并入本实施例中,此处不再赘述。
至此,已经结合附图对本发明的两个实施例进行了详细描述。需要说明的是,在附图或说明书正文中,未绘示或描述的实现方式,均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式,并未进行详细说明。此外,上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式,本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换,例如:
(1)关于磁性组件的层数以及每层磁性组件包含磁铁的数目,可以根据主管内部空间和金属杂质去除精度进行设定,而不局限于实施例中的所列举的情形;
(2)关于磁铁的类型,其可以根据需要进行设定,而不局限于实施例中的圆形磁铁,只要该磁铁具有迎着来流方向的面,且该面与来流方向成锐角即可。
(3)虽然实施例中采用篮式滤网或筒式滤网,但对于其他形式的过滤器本体而言,只要磁铁的迎流面设置为与来流方向呈锐角,均能够减小来流对磁铁的冲击力,即本发明对过滤器本体地类型并无限制。
依据以上的描述,本领域技术人员应当对本发明磁性过滤器有了清楚地认识。
综上所述,本发明提供一种磁性过滤器,其中,磁铁的迎流面与来流方向呈锐角,从而减小了来流对磁铁的冲击力,进一步地,通过安装杆或磁铁的可转动设置,当流体由下向上流动时,对磁铁作用力沿安装杆周向的分量推动磁铁和安装杆旋转,这样能使磁铁与流体更加充分均匀的接触,从各个方向吸附金属杂质,提高了吸附效率。
还需要说明的是,实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图,相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时,将省略常规结构或构造。
并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例,而仅示意本发明实施例的内容。另外,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
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“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的具体含义。
再者,单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”及***数字、字母等,以修饰相应的元件,其本身并不意味着该元件有任何的序数,也不代表某一元件与另一元件的顺序,这些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
应当理解,为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,如权利要求书所反映的那样,各个发明方面在于少于前面单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种磁性过滤器,其特征在于,包括:
主管,其两不同轴向位置的侧面设置进流口和出流口;
固定于主管内,进流口和出流口之间的篮式滤网,该篮式滤网包括:筒状的侧向滤网和底面滤网,该侧向滤网和主管内壁之间形成环状空间,该环状空间与所述出流口相连通;
固定于侧向滤网内侧的至少一层磁性组件,该磁性组件包括至少1块磁铁,该磁铁的迎流面与来流方向呈锐角;
其中,流体自进流口经由底面滤网进入侧向滤网的内侧,通过所述磁性组件去除金属杂质,而后经过侧向滤网进入侧向滤网与主管内壁之间的环状空间,进而由出流口流出主管。
2.根据权利要求1所述的磁性过滤器,其特征在于,所述磁性组件包括n块磁铁,n≥2;
其中,所述n块磁铁在以来流方向为轴的周向上均匀设置,形成尖部朝向来流方向,该尖部由磁铁接触形成或磁铁所在面延伸相交形成。
3.根据权利要求2所述的磁性过滤器,其特征在于,n=2;
所述磁性组件的2块磁铁在以来流方向为轴的周向上对称设置,两者形成的V型尖部迎向来流方向。
4.根据权利要求1所述的磁性过滤器,其特征在于,所述磁性过滤器包括:沿着来流方向依次设置的m层磁性组件,m≥2;
其中,所述m层磁性组件在以来流方向为轴的周向上均匀设置。
5.根据权利要求4所述的磁性过滤器,其特征在于,所述m层磁性组件中的全部磁铁在以来流方向为轴的周向上均匀设置。
6.根据权利要求1所述的磁性过滤器,其特征在于,还包括:
在主管内沿来流方向设置的安装杆;
其中,所述磁性组件的磁铁直接或者通过连接件固定于安装杆上。
7.根据权利要求6所述的磁性过滤器,其特征在于:
所述磁铁的迎流面从安装杆沿径向偏离设置;
所述安装杆在主管内可转动设置;和/或所述磁铁直接或通过连接件可转动地固定于安装杆上。
8.根据权利要求6所述的磁性过滤器,其特征在于,所述安装杆沿所述侧向滤网的轴线设置。
9.根据权利要求8所述的磁性过滤器,其特征在于,所述磁性过滤器还包括:过滤器固定组件;
所述过滤器固定组件包括:设置于进流口和出流口之间主管内壁的挡液板,呈环状,其内侧设置滤网定位圈;设置于主管远离进流口一侧的主管内壁的滤网托板,呈环状;其中,所述挡液板和滤网托板均不能透过流体;
所述篮式滤网的下部由滤网定位圈固定;其侧向滤网的上部边沿沿径向向外延伸形成延伸部,该延伸部压在外侧的滤网托板上并固定。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的磁性过滤器,其特征在于:
所述主管靠近出流口的一端设置有顶盖;和/或
所述主管纵向设置,其侧面设置进流口;所述篮式滤网的纵向位置高于所述进流口;纵向位置低于进流口的主管部分呈漏斗结构,该漏斗结构的漏斗口通过两个依次设置的阀门连接至排污口。
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