CN101035670A - 运输带 - Google Patents

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CN101035670A CNA2005800334586A CN200580033458A CN101035670A CN 101035670 A CN101035670 A CN 101035670A CN A2005800334586 A CNA2005800334586 A CN A2005800334586A CN 200580033458 A CN200580033458 A CN 200580033458A CN 101035670 A CN101035670 A CN 101035670A
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P·J·弗斯克
L·D·马克尔
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Abstract

在一个特定的实施方案中，本文涉及一种运输带，它包含：一组配置成经向取向凸条纹的经编纱和一组镶入经向取向凸条纹组中的纬镶纱。所述纬镶纱组的横截面长宽比至少约为2∶1。

Description

运输带
发明的领域
本文大体上涉及运输带、运输带的构造方法和使用方法。
背景
制造商在高温应用(如纺织品干燥、聚合物涂料的热固化、食品的蒸煮以及收缩包装应用)中使用运输系统。例如，使用运输带来运输要置于热源(例如在运输带烘箱中的强制对流的热空气，所述产品在该烘箱中蒸煮、干燥或固化)中的产品。在其它的一些例子中，用辐射热对物品进行加热，此时使所述运输带经过一个加热的台板上方，该加热的台板驱使热量穿过所述运输带；或者用微波能对物品进行加热，此时微波场蒸煮、干燥或固化所述物品。与分批加工不同，运输系统能以连续的方式使制品移动通过烘箱，从而提高产率。然而，典型运输系统采用的运输带难以安装、难以保养，和/或当运输带暴露于高温下时会快速降解。
至于保养，典型的运输系统常常显示出差的轨迹(tracking)。例如，在食品应用中，金属或合成运输带在实际使用期间会产生未对准(脱轨)或受热冲击(这会显著改变带的尺寸)，从而导致运输带降解或在系统部件上产生磨损。为了减少机械未对准的影响，安装运输带和校准运输系统需要大量的时间从而相应地发生高的劳力支出。即使在最佳的情况(此时精确对准)下，运输带和/或设备的尺寸也会随着极端的温度而改变，随着这些热和冷的交替而发生膨胀和收缩，从而导致降解和磨损。另外，运输系统的停工期对制造商来说也是昂贵的。而且，频繁更换运输带也会增加相当大的固定费用，这是由于运输带是昂贵的，从而使制造制品的成本提高。这样，希望有改进的运输带和包括这些运输带的系统。
发明的概述
在一个具体的实施方案中，本文涉及一种运输带，它包括一组构成经向取向的凸条纹的经编纱和一组镶入所述经向取向的凸条纹组中的纬镶纱(weftinsert yarns)。该组纬镶纱的横截面长宽比至少约为2∶1。
在另一个例举性的实施方案中，本文涉及一种系统，它包括第一辊和第二辊以及与所述第一辊和第二辊接触的闭环式运输带。所述闭环式运输带包括一组构成经向取向的凸条纹的经编纱和一组插入所述经向取向的凸条纹组中的纬镶纱。所述纬镶纱的横截面长宽比至少约为2∶1。
在再一个例举性的实施方案中，本文涉及一种闭环式运输带，它具有相反的内主表面和外主表面，并具有一组经镶纱(warp insert yarns)，该经镶纱位于一组纬镶纱下。所述经镶纱沿着内主表面延伸。
在另一个例举性的实施方案中，本文涉及一种运输带，它包括纬镶的经编织物和含有含氟聚合物的聚合物涂层。在再一个例举性的实施方案中，本文涉及一种运输带，它包括纬镶的经编织物和含有硅氧烷的聚合物涂层。
在另一个例举性的实施方案中，本文涉及一种安装运输带的方法。该方法包括将运输带放到一组辊上。所述运输带包括通过一组经镶纱，该经镶纱通过一组经编股线(warp knitted strands)结合到一组纬镶纱上。所述经向的纱线配置成与所述辊接触。
附图的简要说明
图1和2是说明运输带织物的例举性实施方案的通用图。
图3是说明运输系统的例举性实施方案的通用图。
图4是说明安装运输带的例举性方法的流程图。
附图的详细说明
在一个具体的实施方案中，本文涉及一种运输带，它包括纬镶纱并具有经编。所述纬镶纱的横截面长宽比大于约2∶1。在一个例举性的实施方案中，所述经编是采用链形缝法形成的。所述运输带也可以包括经镶纱，它位于纬镶纱的上面并使用经编纱连接到纬镶纱上。在再一个例举性的实施方案中，可以用聚合物如含氟聚合物或硅氧烷对运输带进行涂覆或浸渍。
纱线可以由单丝纱线形成，但纱线通常由复丝股线形成。不管是单丝还是复丝，所述纱线都可以由连续的长丝形成。在一个供选择的例子中，所述纱线由纤维形成。在某些例子中，所述纱线包括加捻纱线或粗纱。在其它的例子中，纱线包括未加捻的长丝。
图1和2说明了运输带所用织物的例举性的实施方案。图1说明了织物100的第一个侧面，而图2说明了织物100的第二个侧面。在一个具体的实施方案中，织物100包括两个面，即图1所示的面和图2所示的面。与图2所示的面相比，图1所示的面可以具有较粗糙的轮廓。
织物100包括一组纬镶纱或填充料102，该纬镶纱或填充料通过一组经编纱106连接在织物上。另外，织物100可以包括一组经镶纱104。从图1的透视角度来看，经镶纱104位于纬镶纱102的上面(从图2的透视角度来看，经镶纱104位于纬镶纱102的下面)，并且所述经镶纱104通过编织纱106连接到纬镶纱102上。在一个例举性的实施方案中，将织物100配置成闭环式运输带。在一个具体的实施方案中，图1所示的侧面是闭环式运输带的内侧表面，而图2所示的侧面是闭环式运输带的外侧表面。
在一个例举性的实施方案中，如图1的有利点所示，经镶纱104位于纬镶纱102的上面，这样，纬镶纱与每根经镶纱104横接。在一个具体的实施方案中，纬镶纱102与经镶纱104垂直。或者，纬镶纱102相对于经镶纱104偏离一角度。
纬镶纱102和经镶纱104所包括的纱线可以是高温纱线，该纱线能长期在高温下使用而不会在性能特征(如拉伸强度)上有明显的下降或损失。例如，纬镶纱102和经镶纱104可以由能在下述温度下使用的材料制成，即至少约260℃(500)，例如至少约287℃(550)，至少约300℃(572)，至少约315℃(600)，至少约343℃(650)，或至少约371℃(700)。在这种高温下，所述纱线基本上保持其物理性能(如拉伸强度、抗挠性、抗撕裂性和结节强度)和其尺寸性能(如长度和宽度)。例如，所述纱线基本上保持拉伸强度、抗挠性、抗撕裂性和结节强度。例如，至少能在操作温度附近的温度下操作的材料至少保持约80％的物理性能值(如拉伸强度和结节强度)。例如，材料在特定的操作温度下能保持至少约85％，或至少约90％的特定物理性能值。一般来说，材料在操作温度下不会显著地发生燃烧或烧焦。
在一个例举性的实施方案中，纬镶纱102，以及任选地经镶纱104，可以由单丝形成，或者在另一个实施方案中，由一组微丝形成。无论在哪一种情况下，纱线102和104都可以由诸如尼龙、聚酯、聚酚类化合物、聚苯硫醚(polyphenelynesulphide)、聚苯并咪唑、陶瓷、碳、玻璃和芳族聚酰胺等材料制成。在一个特定的实施方案中，所述纱线由芳族聚酰胺制成。例如，所述纱线可以由NoMex(Dupont)制成。在其它的例举性实施方案中，纱线102和104由Twaron(Akzo Nobel)或Kevlar(Dupont)制成。
在一个例举性的实施方案中，纬镶纱102的横截面长宽比至少约为2∶1，例如从约2∶1到约35∶1。所述横截面长宽比是从与纱线的纵向尺寸垂直的纱线横截面上观察到的宽度与厚度之比。例如，纬镶纱102的横截面长宽比可以至少约为3∶1，至少约为5∶1，或至少约为10∶1。在一个特定的实施方案中，纬镶纱102的宽度至少约为1mm，厚度至少约为0.25mm。在一个特定的实施方案中，纬镶纱102的宽度约为2-3mm，厚度约为0.25-1mm。
经镶纱104的长宽比小于约2∶1。例如，经镶纱104的横截面长宽比为不大于约1.9∶1，不大于约1.7∶1，不大于约1.3∶1，或者不大于约1.1∶1。在一个特定的实施方案中，经镶纱104的横截面长宽比约为1∶1，从而限定大致为圆形的横截面。在一个特定的实施方案中，经镶纱104基本上为圆形并且其直径约为0.5-1mm。
例如，织物100可以包括横截面长宽比至少约为3∶1的纬镶纱102和横截面长宽比不大于约1.7∶1的经镶纱104。在另一个例举性的实施方案中，织物100包括横截面长宽比至少约为5∶1的纬镶纱102和横截面长宽比不大于约1.3∶1的经镶纱104。在一个特定的实施方案中，织物100包括横截面长宽比至少约为5∶1的纬镶纱102和横截面长宽比约为1∶1(例如大致上为圆形)的经镶纱104。
在一个例举性的实施方案中，纬镶纱102的横截面长宽比至少是经镶纱104的横截面长宽比的约1.5倍。例如，纬镶纱102的横截面长宽比至少是经镶纱104的横截面长宽比的约2倍，前者至少是后者的约5倍，或者前者至少是或者的约7倍。
在一个例举性的实施方案中，织物100包括1-25根纬镶纱102/英寸织物，例如2-12根纱/英寸织物或4-6根纱/英寸织物。类似地，织物100可以包括1-25根经镶纱104/英寸织物，例如2-12根纱/英寸织物或4-6根纱/英寸织物。在一个特定的实施方案中，纱线的排列形成孔的格子或阵列。所述孔可以具有等距离或间距的间隔。一般来说，所述孔形成一开口的区域。视编织排列、每英寸织物的纱线数以及纱线构造的不同，在所述纱线之间的开口区域在总的织物区域中所占的比例大于约5％，例如大于约30％，或者大于约50％。在一个特定的实施方案中，织物100包括约5-60％的开口区域。例如，对于给定的织物段，连通两个主表面的开口面积在该织物段总面积中占约30％。涂覆后，织物可以保留开口区域。或者，可以使用阻隔开口区域的涂层或层压物。
编织纱106也能在高温下使用，所述高温例如为至少约260℃(500)的温度，至少约287℃(550)，至少约300℃(572)，至少约315℃(600)，至少约343℃(650)，或至少约371℃(700)的温度。在接近高温范围，所述纱线保持其物理性能，如拉伸强度、抗挠性、抗撕裂性和结节强度。所述纱线的例子包括由单丝形成的纱线，在另一个实施方案中，所述纱线是由一组微丝形成的纱线。在一个例举性的实施方案中，纱线106可以由诸如尼龙、聚酯、聚酚类化合物、聚苯硫醚、聚苯并咪唑、陶瓷、碳、玻璃和芳族聚酰胺等材料制成。在一个特定的实施方案中，纱线106可以由芳族聚酰胺如Nomex、Twaron或者Kevlar制成。
编织纱106可以采用诸如链式编织、Tricot编织、Raschel编织或Milanese编织等编织图案编织而成。在一个例举性的实施方案中，所述编织图案包括带有一凸条纹的链式编织，所述凸条纹沿经镶纱104走向并且有效地将经镶纱104和纬镶纱102连接或结合起来。在另一个例举性的实施方案中，所述编织图案包括Tricot编织。编织可以是经纬滑移的(shifted)、未经纬滑移的或在凸条纹之间形成相互连接。
织物100可以用聚合物进行涂覆或浸渍。例如，聚合物可以涂覆在纱线的外表面上，留出开口区域。或者，可以通过施涂聚合物膜或者通过织物蘸涂形成没有开口区域的运输带。在一个例举性的实施方案中，聚合物占运输带材料重量的约2-50重量％，例如占运输带材料重量的约2-30重量％或约5-15重量％。在一个例举性的实施方案中，聚合物能在高温下长时间使用，所述温度例如为至少约260℃(500)的温度，至少约300℃(572)，至少约315℃(600)，至少约343℃(650)，或至少约371℃(700)的温度。例如，聚合物在特定的操作温度下基本保留，不发生燃烧、烧焦或失去弹性。
聚合物的例子包括含氟聚合物。含氟聚合物的例子包括从氟化乙烯丙烯(FEP)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、全氟丙基乙烯基醚或全氟甲基乙烯基醚形成的聚合物，含有三氟氯乙烯(CTFE)的均聚物和共聚物，含有偏二氟乙烯(VF2)的均聚物和共聚物，含有氟乙烯(VF)、全氟烷氧基(PFA)的均聚物和共聚物，以及它们的组合。在一个例举性的实施方案中，PTFE聚合物可以包括聚合改性剂，所述改性剂包括热塑性和弹性的含氟聚合物，例如含有四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、全氟丙基乙烯基醚或全氟甲基乙烯基醚的共聚物，含有三氟氯乙烯(CTFE)的均聚物和共聚物，含有偏二氟乙烯(VF2)的均聚物和共聚物，含有氟乙烯(VF)的均聚物和共聚物，以及它们的共混物。聚合物共混物的例子描述于美国专利5,141,800中，所述专利的全部内容包括在本文中。在一个特定的实施方案中，所述氟化聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)。
聚合物的另一个例子包括硅氧烷聚合物。例如，聚合物可以从液体硅氧烷橡胶(LSR)制得。一个液体硅氧烷橡胶制剂的例子包含乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物。液体硅氧烷橡胶制剂还可以包括催化剂、填料、交联剂、抑制剂、颜料和其它添加剂。所述硅氧烷可以包括铂催化剂或有机过氧化物催化剂。硅氧烷聚合物的例子包括Wacker Silicones Elastosil产品。硅氧烷聚合物的例子记载于公开的美国专利申请09/765,695中，所述专利申请的全部内容包括在本文中。硅氧烷聚合物的另一个例子包括液体硅氧烷橡胶，如Dow 9252500P。
在一个特定的实施方案中，使用织物制成的运输带示于图1和2中，该运输带具有一个包括凸起的表面和一个平坦的表面。如图1所示，经镶纱104形成一组沿第一面的纵向方向取向的凸起。如图2所示，在第二面上形成大体上平的或略带纹理的表面，其中纬镶纱102比经镶纱104更为靠近所述平的表面。与采用其它编织图案制成的表面相比，链式编织纱可用于制造更平的表面。在一个实施方案中，将织物制成运输带，其内侧表面包括凸起，而外侧表面基本上是平的或相对较平。示于图1的第一面的凸起例如可以较好地持控运输带，而示于图2的较光滑面可用于容易地释放所运输的物品。
在一个特定的实施方案中，运输带由经镶纱102和纬镶纱104制得，所述纱由Kevlar或玻璃纤维制成。纬镶纱102的横截面长宽比至少约为2∶1，经镶纱104的横截面长宽比约为1∶1(例如大致上具有圆形横截面的纱)。经编纱106沿经镶纱102链式编织或Tricot编织成凸条纹，并且由Nomex或玻璃纤维制成。纱102、104和106用PTFE含氟聚合物或硅氧烷进行涂覆或浸渍。运输带包括至少约30％的开口区域。在一个例子中，运输带可以包括至少约50％的开口区域。或者，可以使用阻隔开口区域的氟化膜层压物。
图3说明了例举性的运输带系统300。运输带系统300包括运输带304，该运输带配置成闭合的环并卷绕在至少两个辊302和310上。运输带304的内侧表面312与辊302和310接触，运输带304的外表面314例如可用于运输制品，例如使之穿过一个烘箱。在一个特定的实施方案中，长宽比小于约2∶1的纵向的经镶纱306最靠近运输带304的内侧表面312并且沿运输带纵向延伸，并形成与辊302和310接触的细长的凸起。长宽比大于约2∶1的纬镶纱308(即较平的纬镶纱)位于较靠近运输带304的外表面314处。
在安装的过程中，运输带304可放在辊(302和310)上，使具有凸起的纵向经镶纱306的内表面312与辊(302和310)接触，如图4的步骤402所示。横截面长宽比至少为2∶1的纬镶纱308位于较靠近运输带304的外表面314处。一旦运输带304放置在辊(302和310)上，调节该运输带的张力，如步骤404所示。
在一个特定的实施方案中，运输带由长宽比至少约为2∶1的纬镶纱和长宽比小于2∶1的经镶纱制成，并用经编纱将纬镶纱和经镶纱连接起来。当沿经向或纬向施加张力时，所述实施方案的运输带在纬向和经向的伸长有限，而当沿对角线方向施加张力时，所述运输带在对角线方向上伸长。当撤去张力时，所述例举性的运输带回复其原来的形状。
本发明借助较平的或略带纹理的工作表面给出了具有改进的制品处置能力的实施方案。另外，某些实施方案利用了耐热材料(包括镶纱(insert yarns)和缝纱(stitch yarns)材料)的优点以及浸渍编织织物的聚合物的优点。
由于结构上的特殊性，运输带具有改进的轨迹，即使在辊之间有略微未对准的现象发生，也能在其所需的环境中连续地使用。这样，当在纵向(运输带移动的方向)和侧向(横向)方向上施加张力时，运输带具有尺寸稳定性。相反，当在纵向和侧向之间以某一角度(如对角线)方向上施加张力时，所述运输带显示出弹性或回弹性。这种回弹性是有利的，它能使所述带更为容易地贴合到运输系统上。所述运输带能调整并适应未对准运输器的情形。
上述披露的主题内容被认为是说明性的，而非限制性的，所附的权利要求书用于覆盖所有这些的改进、提高和其它的实施方案，所有这些都落在本发明的真实范围内。这样，为了最大程度地符合法律的规定，本发明的范围由下述权利要求书和其等同物的允许的最宽解释来确定，并且不受前述具体描述的限制。

Claims (49)

1.一种运输带，它包含：
一组配置成经向取向凸条纹的经编纱；和
一组镶入所述经向取向凸条纹组中的纬镶纱，所述纬镶纱的横截面长宽比至少约为2∶1。
2.如权利要求1所述的运输带，它还包含一组横截面长宽比小于约2∶1的经镶纱，所述纬镶纱组位于经镶纱组上并通过所述经编纱组与经镶纱连接。
3.如权利要求2所述的运输带，其特征在于，所述经编纱沿经镶纱取向成凸条纹。
4.如权利要求2所述的运输带，其特征在于，该组经镶纱在至少约260℃的操作温度下保持其拉伸强度的至少约80％。
5.如权利要求2所述的运输带，其特征在于，该组经镶纱在至少约300℃的操作温度下保持其拉伸强度的至少约80％。
6.如权利要求2所述的运输带，其特征在于，该组经镶纱包含选自下组的材料：尼龙、聚酯、聚酚类化合物、聚苯硫醚、聚苯并咪唑、陶瓷、碳、玻璃和芳族聚酰胺。
7.如权利要求6所述的运输带，其特征在于，该组经镶纱包含芳族聚酰胺材料。
8.如权利要求2所述的运输带，其特征在于，所述经镶纱的横截面长宽比小于约2∶1。
9.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组纬镶纱在至少约260℃的操作温度下保持其拉伸强度的至少约80％。
10.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组纬镶纱在至少约300℃的操作温度下保持其拉伸强度的至少约80％。
11.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组纬镶纱包含选自下组的材料：尼龙、聚酯、聚酚类化合物、聚苯硫醚、聚苯并咪唑、陶瓷、碳、玻璃和芳族聚酰胺。
12.如权利要求11所述的运输带，其特征在于，该组纬镶纱包含芳族聚酰胺材料。
13.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组纬镶纱的横截面长宽比至少约为3∶1。
14.如权利要求13所述的运输带，其特征在于，该组纬镶纱的横截面长宽比至少约为5∶1。
15.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组纬镶纱的横截面长宽比为约2∶1至约35∶1。
16.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组经编纱在至少约260℃的操作温度下保持其拉伸强度的至少约80％。
17.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组经编纱在至少约300℃的操作温度下保持其拉伸强度的至少约80％。
18.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，该组经编纱包含选自下组的材料：尼龙、聚酯、聚酚类化合物、聚苯硫醚、聚苯并咪唑、陶瓷、碳、玻璃和芳族聚酰胺。
19.如权利要求18所述的运输带，其特征在于，该组经编纱包含芳族聚酰胺材料。
20.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，它还包含聚合物涂层。
21.如权利要求20所述的运输带，其特征在于，所述聚合物涂层含有含氟聚合物。
22.如权利要求21所述的运输带，其特征在于，所述含氟聚合物包含氟化弹性体。
23.如权利要求21所述的运输带，其特征在于，所述含氟聚合物包含PTFE。
24.如权利要求20所述的运输带，其特征在于，所述聚合物涂层包含硅氧烷。
25.如权利要求20所述的运输带，其特征在于，所述聚合物涂层在至少约260℃的操作温度下基本上保持不烧焦。
26.如权利要求20所述的运输带，其特征在于，所述聚合物涂层在至少约300℃的操作温度下基本上保持不烧焦。
27.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，所述运输带包含至少约30％的开口区域。
28.如权利要求27所述的运输带，其特征在于，所述运输带包含至少约50％的开口区域。
29.如权利要求27所述的运输带，其特征在于，所述开口区域由开口阵列组成。
30.如权利要求1所述的运输带，其特征在于，所述运输带形成一连续的环，所述纬镶纱组沿连续环的外表面排列。
31.如权利要求30所述的运输带，其特征在于，所述经镶纱组沿连续环的内表面排列。
32.一种系统，它包含：
第一辊和第二辊；和
与所述第一辊和第二辊接触的闭环式运输带，所述运输带包含：
一组配置成经向凸条纹的经编纱；和
一组镶入所述经向凸条纹组中的纬镶纱，所述纬镶纱的横截面长宽比至少约为2∶1。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述闭环式运输带还包含一组横截面长宽比小于约2∶1的经镶纱，所述纬镶纱组位于所述经镶纱组并通过经编纱组与所述经镶纱连接。
34.如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述闭环式运输带包括内表面，该组经镶纱沿所述内表面形成凸起，所述凸起与辊接触。
35.一种闭环式运输带，它包含相反的内主表面和外主表面，并具有位于一组纬镶纱下面的一组经镶纱，所述经镶纱沿所述内主表面延伸。
36.如权利要求35所述的闭环式运输带，其特征在于，所述经镶纱沿所述闭环带的纵向延伸。
37.一种运输带，它包含：
一纬镶经编织物；和
一含有含氟聚合物的聚合物涂层。
38.如权利要求37所述的运输带，其特征在于，所述含氟聚合物包含氟化弹性体。
39.如权利要求37所述的运输带，其特征在于，所述含氟聚合物包含PTFE。
40.如权利要求37所述的运输带，它还包含至少约30％的开口区域。
41.如权利要求37所述的运输带，其特征在于，它还包含至少约50％的开口区域。
42.如权利要求37所述的运输带，其特征在于，所述纬镶经编织物包括一组经镶纱。
43.如权利要求42所述的运输带，其特征在于，所述运输带是一闭环式运输带，所述经镶纱沿所述闭环式运输带的内侧表面放置。
44.如权利要求37所述的运输带，其特征在于，所述纬镶经编织物包括一组横截面长宽比至少为2∶1的纬镶纱。
45.如权利要求37所述的运输带，其特征在于，所述运输带构造成能在至少约260℃的温度下使用。
46.一种运输带，它包含：
一纬镶经编织物；和
一含有硅氧烷的聚合物涂层。
47.如权利要求46所述的运输带，其特征在于，所述运输带构造成能在至少约260℃的温度下使用。
48.一种安装运输带的方法，所述方法包括：
将运输带放到一组辊上，所述运输带包括通过一组经编股线连接到一组纬镶纱上的一组经镶纱；
将该组纵向股线配置成与辊接触。
49.如权利要求48所述的方法，其特征在于，所述纬镶纱的横截面长宽比至少约为2∶1。
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