CN102883571A - 外壳组件及其组装方法 - Google Patents

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CN102883571A CN2012102386036A CN201210238603A CN102883571A CN 102883571 A CN102883571 A CN 102883571A CN 2012102386036 A CN2012102386036 A CN 2012102386036A CN 201210238603 A CN201210238603 A CN 201210238603A CN 102883571 A CN102883571 A CN 102883571A
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B.E.林德霍尔姆
Y.陈
R.R.滕加
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General Electric Co
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    • H02B1/28—Casings; Parts thereof or accessories therefor dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof or flameproof
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Abstract

本发明涉及外壳组件及其组装方法。更具体而言，提供了一种外壳组件(180)。该外壳组件包括外壳(200)，外壳(200)包括入口板(202)和限定在其中的腔体(201)，其中该外壳定尺寸成将至少一个电气系统封闭在腔体内。此外，该外壳组件包括盖(206)，盖(206)被构造成封闭外壳的一部分，使得入口板保持可接近且盖抵靠外壳的该部分定位。该外壳组件还包括至少一个垫片，该至少一个垫片联接在外壳与盖之间，使得在外壳组件上形成充分地防止流体进入外壳组件的密封。

Description

外壳组件及其组装方法
技术领域
本发明的领域大体上涉及工业系统，并且更具体而言，涉及用于与工业系统一起使用的外壳组件。
背景技术
诸如发电系统的至少一些已知工业系统包括各种电气系统，例如，涡轮控制设备、发电机控制器、励磁机控制器、和/或静态起动器控制器。这些电气系统通常需要针对诸如灰尘颗粒和水的各种因素的保护。更具体而言，诸如灰尘颗粒和/或水的污染物在这种污染物接触电气系统时可能对电气系统造成损坏。此外，在电气系统内存在这样的污染物的情况下连续操作可能导致电气系统和/或诸如控制系统的电气系统所控制的更高级系统的过早失效。为了防止这样的失效，至少一些电气系统被容纳在诸如外壳或机柜(cabinet)的结构内。例如，许多工业控制和电子系统安装在具有20或21级工业防护(IP)等级的金属板机柜内部。特别地，具有IP20等级的机柜提供针对手指接触的保护，但不提供针对液体的保护，而具有IP21等级的机柜提供针对手指接触的保护，并且也提供针对冷凝的保护。许多发电系统需要额外的保护，并且使用具有IP54等级的机柜，该机柜还提供针对灰尘进入和来自任何方向的水喷雾的保护。
许多发电设施可能需要将其IP20和/或IP21的机柜升级到提供更好保护的机柜，例如IP54机柜。然而，进行这样的升级是高成本、麻烦且耗时的。更具体而言，作为升级过程的一部分，设施也可能被迫改进其工业控制和功率电子设备，以使这样的设备能够适当地安装在机柜内。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种组装外壳组件的方法。该方法包括提供外壳，该外壳包括入口板(access panel)和限定在其中的腔体，其中外壳定尺寸成将至少一个电气系统封闭在腔体内。外壳的一部分用盖封闭，使得入口板保持可接近且盖抵靠外壳的该部分定位。至少一个垫片联接在外壳与盖之间，使得在外壳组件上形成充分地防止流体进入外壳组件的密封。
在另一个实施例中，提供了一种外壳组件。该外壳组件包括外壳，该外壳包括入口板和限定在其中的腔体，其中外壳定尺寸成将至少一个电气系统封闭在腔体内。此外，该外壳组件包括盖，该盖被构造成封闭外壳的一部分，使得入口板保持可接近且盖抵靠外壳的该部分定位。该外壳组件还包括至少一个垫片，该至少一个垫片联接在外壳与盖之间，使得在外壳组件上形成充分地防止流体进入外壳组件的密封。
在又一实施例中，提供了一种工业系统。该工业系统包括至少一个电气系统和被构造成封闭该电气系统的至少一个外壳组件。该外壳组件包括外壳，该外壳包括入口板和限定在其中的腔体，其中外壳定尺寸成将电气系统封闭在腔体内。此外，该外壳组件包括盖，该盖被构造成封闭外壳的一部分，使得入口板保持可接近且盖抵靠外壳的该部分定位。外壳组件还包括至少一个垫片，该至少一个垫片联接在外壳与盖之间，使得在外壳组件上形成充分地防止流体进入外壳组件的密封。
附图说明
图1是示例性工业系统的框图；
图2是示例性外壳组件的放大透视示意图，该外壳组件可与图1所示的工业系统一起使用且沿区域2截取；以及
图3是图2所示外壳组件的局部分解示意图。
部件列表
100   系统
102   燃气涡轮发动机
104   蒸汽涡轮发动机
106   第一发电机
108   第二发电机
110   热回收蒸汽发生器
111   排气管道
112   多个蒸汽管道
122   冷凝器
124   压力蒸汽排放管道
126 高压过热器段
128   中压段
130   低压段
132   高压段
134   中压段
136   低压段
151   主截止阀
152   主控制阀
153   中间截止阀
154   中间控制阀
156   高压旁路压力控制阀
158   中压旁路压力控制阀
160   压缩机段
162   燃烧器段
163   涡轮段
164   排气段
165   转子轴
167   励磁机
168   静态起动器
170   控制系统
180   外壳组件
200   外壳
201   腔体
202   入口板
206   盖
302   顶部
303   第一边缘
304   第一侧壁
306   第二侧壁
308   第二边缘
310   第三边缘
312   第一边缘
314   第二边缘
316   后部
317   后边缘
318   第一边缘
320   第二边缘
324   第一部分
326   长度
328   宽度
330   长度
332   宽度
334   第二部分
336   后边缘
340   长度
342   宽度
346   第一侧部
348   第二侧部
350   第一边缘
351   第一边缘
352   第二边缘
353   第二边缘
356   长度
358   宽度
360   长度
362   宽度
366   长度
368   宽度
370   底部
372   底部边缘
374   第二边缘
376   后边缘
380   第一垫片
382   第二垫片
384   前边缘
386   前边缘
390   后边缘
392   后边缘。
具体实施方式
本文所述示例性方法、设备和系统克服了与用来封闭电气系统的至少一些已知的外壳或机柜结构相关的至少一些已知缺点。本文所述实施例提供了一种包括外壳的外壳组件，该外壳包括入口板和限定在其中的腔体。该外壳定尺寸成将至少一个电气系统封闭在腔体内。此外，该外壳组件还包括盖，该盖被构造成封闭外壳的一部分，使得入口板保持可接近且盖抵靠外壳定位。至少一个垫片在外壳与盖之间延伸以防止流体进入外壳中。此外，盖和垫片的组合使电气系统能充分地被保护以免于可能造成损坏的任何流体。因此，不需要购买具有更高IP等级的机柜，并且不需要改进电气系统以使其能够安装在新机柜内。
图1是示例性工业系统100的示意图。更具体而言，在示例性实施例中，系统100为联合循环发电系统。虽然示例性实施例示出了联合循环发电系统，但本发明不限于联合循环发电系统，并且本领域技术人员将会知道，当前发明可结合任何类型的工业系统使用。
在示例性实施例中，系统100包括分别可旋转地联接到第一发电机106和第二发电机108的至少一个燃气涡轮发动机102和至少一个蒸汽涡轮发动机104。系统100也包括经由排气管道111与燃气涡轮发动机102流动连通地联接的至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)110。应该指出的是，如本文所用，术语“联接”不限于部件之间的直接的机械连接、连通和/或电连接，而是还可包括多个部件之间的间接的机械连接、连通和/或电连接。
此外，在示例性实施例中，蒸汽涡轮发动机104经由多个蒸汽管道112与HRSG 110流动连通地联接。蒸汽涡轮发动机104也经由低压蒸汽排放管道124与冷凝器122流动连通地联接。在示例性实施例中，HRSG 110包括高压(HP)过热器段126、再热器/中压(RH/IP)段128以及低压(LP)段130。相似地，蒸汽涡轮发动机104包括HP段132、IP段134和LP段136。
在示例性实施例中，系统100包括主截止阀(MSV)151和主控制阀(MCV)152，主截止阀(MSV)151和主控制阀(MCV)152各自与HP段132上游的管道112中的一个流动连通地联接。系统100还包括中间截止阀(ISV)153和中间控制阀(ICV)154，中间截止阀(ISV)153和中间控制阀(ICV)154各自与IP段134上游的管道112流动连通地联接。系统100也包括与管道112流动连通地联接的HP旁路压力控制阀(HP旁路PCV)156和与管道112流动连通地联接的IP旁路压力控制阀(IP旁路PCV)158。
此外，在示例性实施例中，燃气涡轮发动机102包括压缩机段160、联接到压缩机段160下游的燃烧器段162、联接到燃烧器段162下游的涡轮段163以及排气段164。涡轮段163经由转子轴165联接到压缩机段160。涡轮段163也联接到发电机106。
此外，在示例性实施例中，系统100包括至少一个电气系统，例如，联接到发电机106并且联接到涡轮段163的励磁机167、联接到发电机108的静态起动器168以及控制系统170，控制系统170联接到HRSG 110且联接到MSV 151、MCV 152、ISV 153、ICV、HP旁路PCV 156和IP旁路PCV 158。在示例性实施例中，控制系统170通过经由某些特征选择性地打开和关闭HP旁路PCV 156、IP旁路PCV 158、MSV 151、MCV 152、ISV 153和ICV 154来调节系统100内的蒸汽流和压力，所述特征为例如但不限于接收容许输入、发送容许输出、以及发送打开和关闭命令。备选地，控制系统170可调节系统100的任何其它参数和/或特征。此外，在示例性实施例中，励磁机167、静态起动器168和控制系统170各自封闭在外壳组件180内。虽然示例性实施例示出了封闭励磁机167、静态起动器168和控制系统170的外壳组件180，外壳组件180可封闭作为工业系统100的一部分的任何其它电气系统。
在操作期间，空气被朝向压缩机段160导引，在压缩机段160中，空气在被朝向燃烧器段162排放之前被压缩至更高压力和温度。压缩空气与燃料混合并点燃，以生成朝向涡轮段163导引的燃烧气体。更具体而言，诸如天然气和/或燃油的燃料被喷入空气流中，并且燃料空气混合物被点燃，以生成朝向涡轮段163导引的高温燃烧气体。涡轮段163将来自气体流的热能转化为机械旋转能，同时燃烧气体赋予涡轮段163旋转能，以使得燃气涡轮发动机102能够产生用来驱动发电机106的功率。发电机106然后将电能供应至电网(未示出)。
此外，在示例性实施例中，来自燃气涡轮发动机102的排气经由排气管道111被导引至HRSG 110。在排气被导引至HRSG 110或导引通过HRSG 110的同时，外壳组件180有利于保护励磁机167和控制系统170，使其免受可从管道111泄漏的任何气体或在系统100内的任何其它流体的损害。
当排气进入HRSG 110时，排气使得能够生成蒸汽。更具体而言，在示例性实施例中，HRSG 110的HP过热器段126生成蒸汽。HP旁路PCV 156打开，并且MSV 151关闭，以使得蒸汽流能够通过管道112导引至蒸汽涡轮发动机104。类似地，蒸汽流通过管道112并通过IP旁路PCV 158从RH/IP段128导引至蒸汽涡轮发动机104。控制系统170通过经由某些特征选择性地打开和关闭HP旁路PCV 156、IP旁路PCV 158、MSV 151、MCV 152、ISV 153和/或ICV 154的特征来调节系统100内的蒸汽流和压力，所述特征可包括但不限于接收容许输入、发送容许输出、以及发送打开和关闭命令。外壳180有利于保护控制系统170、励磁机167和静态起动器168，使其免受可从管道112或从系统100的任何部分泄漏的任何蒸汽和/或任何其它流体的损害。
导引至蒸汽涡轮发动机104的蒸汽使蒸汽涡轮发动机104能够旋转并产生功率。更具体而言，由蒸汽涡轮发动机104产生的功率驱动发电机108，使得电能被输送到电网。
图2示出沿区域2(图1中示出)截取的外壳组件180的放大的示意性透视图。图3是外壳组件180的局部分解图。在示例性实施例中，外壳组件180包括在其中限定腔体201的外壳200，例如已有外壳。在示例性实施例中，外壳200定尺寸成将控制系统170(图1中示出)封闭在腔体201内。此外，在示例性实施例中，外壳200具有大致三维的矩形形状，并且是IP21机柜。备选地，外壳200可具有任何其它形状，并且是使组件180和/或工业系统100(图1中示出)能够如本文所述工作的任何其它类型的机柜。
此外，在示例性实施例中，外壳200包括入口板202。在示例性实施例中，入口板202可以是包括手柄或面板旋钮204的门，手柄或面板旋钮204使得使用者能选择性地打开和关闭入口板202。此外，在示例性实施例中，入口板202可以被锁上，以防止未授权人员通过入口板202进入外壳200内。外壳组件180还包括盖206，盖206封闭外壳200的一部分，使得入口板202保持可接近并且盖206抵靠外壳200的该部分定位。此外，在示例性实施例中，盖206由碳钢制成。备选地，盖206可由任何其它类型的材料制成，该材料使组件180和/或系统100能够如本文所述地工作。
此外，在示例性实施例中，外壳200包括联接到入口板202的顶部302。更具体而言，当入口板202处于关闭位置时，入口板202联接到顶部302的第一边缘303。此外，外壳200包括第一侧壁304和第二侧壁306。在示例性实施例中，每个侧壁304和306联接到顶部302和入口板202。更具体而言，侧壁304联接到顶部302的第二边缘308，并且侧壁306联接到顶部302的第三边缘310。此外，在示例性实施例中，侧壁304在入口板202处于关闭位置时联接到入口板202的第一边缘312，并且侧壁306经由至少一个铰链(未示出)联接到入口板202的第二边缘314。
外壳200还可包括联接到每个侧壁304和306中的底部370。更具体而言，侧壁306的底部边缘(未示出)联接到底部370的第一边缘(未示出)，并且侧壁304的底部边缘372联接到底部370的第二边缘374。
在示例性实施例中，外壳200还包括后部316，后部316联接到顶部302的后边缘317并且联接到底部370的后边缘376，同时第一侧壁304联接到后部316的第一边缘318，并且第二侧壁306联接到后部316的第二边缘320。此外，在示例性实施例中，入口板202、顶部302、第一侧壁304、第二侧壁306和后部316各为大致矩形的。备选地，入口板202、顶部302、第一侧壁304、第二侧壁306和后部316可具有任何其它形状，该形状使组件180和/或系统100能够如本文所述地工作。
在示例性实施例中，盖206包括抵靠外壳顶部302定位的第一部分324。此外，在示例性实施例中，第一部分324的长度326和宽度328各自略长于外壳顶部302的长度330和宽度332，使得当第一部分324抵靠外壳顶部302定位时，第一部分324大致隐藏外壳顶部302。
盖206还包括联接到第一部分324的第二部分334。更具体而言，在示例性实施例中，第二部分334联接到第一部分324的后边缘336。此外，在示例性实施例中，第二部分334抵靠外壳后部316定位。此外，在示例性实施例中，第二部分334的长度340和宽度342略长于外壳后部316的长度(未示出)和宽度(未示出)，使得当第二部分334抵靠外壳后部316定位时，第二部分334大致隐藏外壳后部316。
在示例性实施例中，盖206还包括至少一个侧部，例如，各自联接到第一部分324和第二部分334的第一侧部346和第二侧部348。更具体而言，在示例性实施例中，侧部346联接到第一部分324的第一边缘350和第二部分334的第一边缘351。侧部348联接到第一部分324的第二边缘352和第二部分334的第二边缘353。此外，在示例性实施例中，第一侧部346的长度356和宽度358约等于第二侧部348的长度360和宽度362。
此外，在示例性实施例中，第一侧部346抵靠第一侧壁304定位，并且第二侧部348抵靠第二侧壁306定位。此外，在示例性实施例中，第一侧部346的长度356和宽度358分别各略长于第一侧壁304的长度366和宽度368，使得当第一侧部346抵靠第一侧壁304定位时，第一侧部346大致隐藏第一侧壁304。类似地，第二侧部348的长度360和宽度362分别各略长于第二侧壁306的长度(未示出)和宽度(未示出)，使得当第二侧部348抵靠第二侧壁306定位时，第二侧部348大致隐藏第二侧壁306。此外，在示例性实施例中，第一部分324、第二部分334、第一侧部346和第二侧部348各为大致矩形的。备选地，第一部分324、第二部分334、第一侧部346和第二侧部348可具有任何其它形状，该形状使组件180和/或系统100能够如本文所述工作。
此外，在示例性实施例中，至少一个垫片例如第一垫片380和第二垫片382各自联接在外壳200与盖206之间以在外壳组件180上形成密封，该密封充分地防止流体进入外壳组件180内。更具体而言，在示例性实施例中，第一垫片380联接在外壳200与盖之间，使得第一垫片380在入口板202与第一部分324的前边缘384之间延伸，并且在入口板202与侧部346的前边缘386之间延伸。在示例性实施例中，第一垫片380还在侧部348的前边缘388之间延伸。在示例性实施例中，第二垫片382联接在外壳200与盖206之间，使得第二垫片382在第二部分334与侧部346和348之间延伸。更具体而言，在示例性实施例中，第二垫片382在第二部分的第一边缘351和侧部346的后边缘390之间延伸。第二垫片382也在第二部分的第二边缘353与侧部348的后边缘392之间延伸。
在操作期间，在将排气从燃气涡轮发动机102(图1中示出)导引至HRSG 110(图1中示出)并且在将蒸汽从HRSG 110导引至蒸汽涡轮发动机104(图1中示出)的同时，外壳组件180充分地保护控制系统170使之免受可能泄漏和/或存在于系统100内的任何气体、蒸汽或任何其它流体的损害。由于盖206封闭外壳200的一部分，并且由于垫片380和382在盖206与外壳200之间，因此充分地防止流体进入外壳组件180和/或污染控制系统170。更具体而言，在示例性实施例中，由于盖的第一部分324抵靠外壳顶部302定位，外壳顶部302被隐藏，使得流体不可以在外壳顶部302内流动。类似地，由于盖的第二部分334抵靠外壳后部316定位，所以外壳后部316大致被隐藏，使得流体不可以在外壳后部316内流动。此外，在示例性实施例中，第一侧部346抵靠侧壁304定位，使得侧壁304大致被隐藏，并且防止流体在侧壁304内流动。类似地，第二侧部348抵靠侧壁306定位，使得侧壁306大致被隐藏，并且防止流体在侧壁306内流动。
此外，通过使第一垫片380在入口板202与盖206之间延伸，在外壳200与盖206之间形成密封，使得流体被阻止进入外壳组件180内。类似地，通过使第二垫片382联接在外壳200与盖206之间，使得第二垫片382在第二部分334与侧部346和348之间延伸，在第二垫片382与第二部分334以及侧部346和348之间形成密封，使得流体被阻止进入外壳组件180内。
相比已知的工业系统，本文所述实施例有利于在不购买具有更高IP等级的机柜并且不需要改进电气系统以使得电气系统可以安装在机柜内的情况下保护电气系统。本文所述实施例提供了一种包括外壳的外壳组件，该外壳包括入口板和限定在其中的腔体。该外壳定尺寸成将至少一个电气系统封闭在腔体内。此外，外壳组件还包括盖，该盖被构造成封闭外壳的一部分，使得入口板保持可接近。至少一个垫片在外壳与盖之间延伸以防止流体进入外壳中。此外，盖和垫片的组合有利于保护电气系统使之不暴露于可能造成损坏的任何流体。
以上详细描述了设备、系统和方法的示例性实施例。设备、系统和方法不限于本文所述的特定实施例，而是，系统的部件和/或方法的步骤可以独立地且与本文所述的其它部件和/或步骤分开地使用。例如，设备也可结合其它系统和方法使用，并且不限于仅用本文所述系统的实践。而是，示例性实施例可结合许多其它应用实现和使用。
虽然本发明的各种实施例的具体特征可能在某些附图中示出而未在其它附图中示出，但这仅仅是为了方便起见。根据本发明的原理，附图的任何特征可以结合任何其它附图的任何特征被引用和/或主张权利。
该书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并且还使本领域技术人员能实施本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何合并的方法。本发明的可专利范围由权利要求所限定，并且可包括本领域技术人员所想到的其它示例。如果这种其它示例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这种其它示例意图在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种外壳组件(180)，包括：
外壳(200)，所述外壳(200)包括入口板(202)和限定在所述外壳(200)中的腔体(201)，其中，所述外壳定尺寸成将至少一个电气系统封闭在所述腔体内；
盖(206)，所述盖(206)被构造成封闭所述外壳的至少一部分，使得所述入口板保持可接近，并且所述盖抵靠所述外壳的所述部分定位；和
至少一个垫片，所述至少一个垫片联接在所述外壳与所述盖之间，使得在所述外壳组件上形成充分地防止流体进入所述外壳组件的密封。
2.根据权利要求1所述的外壳组件(180)，其特征在于，所述外壳(200)还包括：
顶部(302)，所述顶部(302)联接到所述入口板(202)；
至少一个侧壁，所述至少一个侧壁联接到所述顶部并且联接到所述入口板；
后部(316)，所述后部(316)联接到所述至少一个侧壁并且联接到所述顶部；和
底部(370)，所述底部(370)联接到所述至少一个侧壁并且联接到所述后部。
3.根据权利要求2所述的外壳组件(180)，其特征在于，所述盖包括：
第一部分(324)，所述第一部分(324)抵靠所述外壳顶部(302)定位；
第二部分(334)，所述第二部分(334)联接到所述第一部分且抵靠所述外壳后部(316)定位；和
至少一个侧部，所述至少一个侧部联接到所述第一部分并且联接到所述第二部分，其中，所述至少一个侧部抵靠所述至少一个外壳侧壁定位。
4.根据权利要求3所述的外壳组件(180)，其特征在于，所述第一部分(324)隐藏所述外壳(200)顶部，所述第二部分(334)隐藏所述外壳后部(316)，并且所述至少一个侧部隐藏所述至少一个外壳侧壁。
5.根据权利要求4所述的外壳组件(180)，其特征在于，所述至少一个垫片包括：
第一垫片(380)，所述第一垫片(380)在所述入口板(202)与所述第一部分(324)和所述至少一个侧部之间延伸；和
第二垫片(382)，所述第二垫片(382)在所述第二部分(334)与所述至少一个侧部之间延伸。
6.根据权利要求5所述的外壳组件(180)，其特征在于，所述至少一个外壳侧壁包括第一侧壁(304)和第二侧壁(306)，所述至少一个侧部包括抵靠所述外壳第一侧壁定位的第一侧部(346)和抵靠所述外壳第二侧壁(306)定位的第二侧部(348)。
7.根据权利要求6所述的外壳组件(180)，其特征在于，所述第一侧部(346)包括大致等于所述第二侧部(348)的长度(360)和宽度(362)的长度(356)和宽度(358)。
8.根据权利要求7所述的外壳组件(180)，其特征在于，所述第一侧部(346)联接到所述第一部分(324)的第一边缘(350)并且联接到所述第二部分(334)的第一边缘(351)，所述第二侧部联接到所述第一部分的第二边缘(352)并且联接到所述第二部分的第二边缘(353)。
9.一种工业系统(100)，包括：
至少一个电气系统；和
至少一个外壳组件(180)，所述至少一个外壳组件(180)被构造成封闭所述至少一个电气系统，所述至少一个外壳组件包括：
外壳(200)，所述外壳(200)包括入口板(202)和限定在所述外壳(200)中的腔体(201)，其中，所述外壳定尺寸成将所述至少一个电气系统封闭在所述腔体内；
盖(206)，所述盖(206)被构造成封闭所述外壳的至少一部分，使得所述入口板保持可接近，并且所述盖抵靠所述外壳的所述部分定位；和
至少一个垫片，所述至少一个垫片联接在所述外壳与所述盖之间，使得在所述外壳组件上形成充分地防止流体进入所述外壳组件的密封。
10.根据权利要求9所述的工业系统(100)，其特征在于，所述外壳(200)还包括：
顶部(302)，所述顶部(302)联接到所述入口板(202)；
至少一个侧壁，所述至少一个侧壁联接到所述外壳顶部(302)；
后部(316)，所述后部(316)联接到所述至少一个外壳侧壁并且联接到所述外壳顶部；和
底部(370)，所述底部(370)联接到所述至少一个侧壁并且联接到所述后部(316)。
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