CN105052720B - 一种芽苗菜培育装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芽苗菜培育装置,包括箱体、以及光照调节系统、温度调节系统、湿度调节系统和通风系统,箱体为不透光的柜式箱体,与所述箱体配套的箱门为可调节透光率的箱门;光照调节系统中的隔板将箱体内腔分为多层芽苗菜生长空间;温度调节系统中冷风出口布置在箱体内部;加热系统采用分区域多块布置,对应不同生长空间,加热系统中的电加热片分别设置在箱体的表面和内部;湿度调节系统中的水喷淋系统的水箱设置在所述箱体内,喷嘴设置在每层生长空间的顶部;湿度调节系统中的超声波雾化器设置在水箱内。这种培育装置能满足芽苗菜生长所需环境要求,操作简单方便、能同时种植不同的芽苗菜、且芽苗生长长势极佳、芽苗菜产品安全、健康。

Description

一种芽苗菜培育装置
技术领域
[0001]本发明涉及芽苗菜智能化种植设备,特别是用于培育芽苗菜的封闭式机器设备, 具体是一种芽苗菜培育装置。
背景技术
[0002]芽苗菜的培育从种子催芽到芽苗菜成熟,需要经历无光、弱光和强光三个阶段。不 同种类的芽苗菜在不同阶段对光强度和水喷淋的要求不同,现有芽苗机均无法在一机内实 现:1)按芽苗菜生长阶段智能调控变化的光、喷淋、温度和空气流动的生长环境;2)提供多 个独立控制的光照强度和水喷淋的芽苗菜培育空间,并同时种植多种不同的芽苗菜。
发明内容
[0003]本发明的目的是针对目前缺乏室内使用、操作简单方便、同时种植不同芽苗菜、芽 苗生长长势极佳、芽苗菜产品安全、健康的柜式芽苗种植的现代农业设备现状,提供一种芽 苗菜培育装置,这种培育装置能满足芽苗菜生长所需环境要求,操作简单方便、能同时种植 不同的芽苗菜、且芽苗生长长势极佳、芽苗菜产品安全、健康。
[0004]实现本发明目的的技术方案是:
[0005] —种芽苗菜培育装置,包括箱体、以及光照调节系统、温度调节系统、湿度调节系 统和通风系统,
[0006]所述箱体为不透光的柜式箱体,与所述箱体配套的箱门为可调节透光率的箱门; [0007]所述光照调节系统中的隔板将箱体内腔分为多层芽苗菜生长空间;光照调节系统 中的电控调光玻璃设置在箱门的门框上形成可调节透光率的箱门,每层芽苗菜生长空间对 应一块电控调光玻璃;
[0008] 所述温度调节系统中的制冷系统的冷风出口布置在箱体内部;加热系统采用分区 域多块布置,对应不同的生长空间;
[0009] 所述湿度调节系统中的水喷淋系统的水箱设置在所述箱体内,喷嘴设置在每层生 长空间的顶部;湿度调节系统中的超声波雾化器设置在水箱内;
[0010] 所述通风系统中的排气扇设置在箱体的顶端,箱门的下部设有进气孔。
[0011] 所述光照调节系统包括隔板、电控调光玻璃和植物生长灯,所述植物生长灯设置 在每层生长空间的顶部。
[0012] 所述的隔板包括支撑板和隔光通风收水槽,
[0013] 所述支撑板的两端分别设有导水槽;
[0014] 所述收水槽设置在支撑板的下端面,收水槽的开口与支撑板连通,收水槽的侧壁 设有通风口,通风口上设有隔光板;
[0015] 收水槽的两端与导水槽相通。
[0016] 所述温度调节系统包括制冷系统和加热系统,
[0017] 所述制冷系统设置在箱体顶端;
[0018] 所述加热系统包括电加热片,每层生长空间均设有电加热片。
[0019] 所述湿度调节系统包括水雾化系统和水喷淋系统,
[0020] 所述水雾化系统包括超声波雾化器,所述超声波雾化器设置在水箱内;
[0021] 所述水喷淋系统包括水泵、水箱、电磁阀、水管、喷嘴和液位传感器,水箱设置在箱 体的最下一层,水栗设置在水箱内与水管连通,喷头设置在芽苗菜生长空间内的水管上,液 位传感器设置在水箱上,进水管路和各层芽苗菜生长空间喷淋管路的喷嘴均分别通过电磁 阀控制通断,电磁阀设置在水箱外。
[0022] 所述通风系统包括排气扇和进气孔,所述进气孔上设有滤网,排气扇为横流风扇。 [0023] 还包括信息处理系统,所述信息处理系统包括中央处理模块和与之连接的数据采 集模块,数据采集模块与传感器连接,中央处理模块与指令输出模块连接,指令输出模块与 光照调节系统、温度调节系统、湿度调节系统和通风系统连接。
[0024]所述数据采集模块与温度传感器、湿度传感器、光强度传感器连接,指令输出模块 与光照调节系统中的电控调光玻璃和植物生长灯连接,指令输出模块与温度调节系统中的 制冷系统和电加热片连接,指令输出模块与湿度调节系统中的超声波雾化器、各层生长空 间控制喷嘴的电磁阀以及液位传感器连接,指令输出模块与通风系统中的排气扇连接。 [0025] 还包括人机界面输入系统,所述人机界面输入系统包括指令输入模块和显示模 块,所述指令输入模块、显示模块与中央处理模块连接。
[0026]还包括远程控制系统,所述远程控制系统包括有线和/或无线数据传输模块、网络 数据交换模块和互联网数据服务器,所述有线和/或无线数据传输模块通过网络数据交换 模块与互联网数据服务器连接,所述有线和/或无线数据传输模块与信息处理系统中的中 央处理模块连接,有线和/或无线数据传输模块与智能终端连接。
[0027]本装置所提供的芽苗菜生长环境条件主要包括:温度条件、湿度条件、光照强度条 件和空气流通条件。条件的控制包括感知、信息处理和执行三部分。通过温度传感器、湿度 传感器、光强度传感器对芽苗机内生长环境进行感知,并将信号送至信息处理系统,由信息 处理系统给出相应执行信号,由光照调节系统、温度调节系统、湿度调节系统和通风系统来 完成芽苗机内生长环境的构建。人机界面可由触摸输入系统、智能终端如手机网络应用提 供。
[0028]本装置的积极效果是:这种培育装置可利用箱式空间在室内种植芽苗菜,能满足 芽苗菜生长所需环境要求,能同时种植不同的芽苗菜、操作简单方便、且芽苗生长长势极 佳、芽苗菜产品安全、健康、不受自然环境的限制,能常年供应卫生健康的芽苗菜。
附图说明
[0029]图1为实施例中开门状态的箱体的结构示意图;
[0030]图2为实施例中关门状态的箱体的结构示意图;
[0031]图3a为实施例中隔板的结构示意图,图3b为图3a的仰视示意图,图3c为图3b中A-A 视向剖面示意图,图3d为图3c中圆圈i的放大图;
[0032]图4a为实施例中水箱的结构示意图,图4b为图4a的俯视示意图;
[0033]图5为实施例中信息处理系统的方框示意图;
[0034]图6为实施例中远程控制系统的方框示意图。
[0035] 图中,1-1.制冷系统1-2.信息处理系统1-3.排气扇1-4•上门1-5.生长空间 1-6.电控调光玻璃1-7.生长托盘1-8.电加热片1-9.水箱1-1〇•下门1-11.电磁阀1-12.水管1-13.隔板1-14•植物生长灯1-15.箱体1-16•箱体背板2-1.进气孔3-1 •导水 槽3-2.支撑板3-3.固定支架3-4.收水槽3-5.通风口 3-6.隔光板4-1 •水箱箱体4-2. 排水阀门4-3.水箱上盖4-4•液位传感器安装孔4-5.进水口 4-6•出水口 4-7.电线孔 4-8.水雾出孔。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述,但不是对本发明的限定。
[0037] 实施例:
[0038]参照图1图2,一种芽苗菜培育装置,包括箱体1-15、以及光照调节系统、温度调节 系统、湿度调节系统和通风系统,在柜式空间内构建满足芽苗菜从催芽种子到成熟所需的 光照、通风、湿度、温度环境条件,
[0039] 所述箱体1-15为不透光的柜式箱体,与所述箱体1-15配套的箱门为可调节透光率 的箱门;
[0040] 所述光照调节系统中的隔板1-13将箱体1-15内腔分为多层芽苗菜生长空间1-5; 光照调节系统中的电控调光玻璃1-6设置在箱门的门框上形成可调节透光率的箱门,每层 芽苗菜生长空间1-5对应一块电控调光玻璃;
[0041] 所述温度调节系统中的制冷系统1-1的冷风出口布置在箱体1-15内部;加热系统 采用分区域多块布置,对应不同的生长空间;
[0042]所述湿度调节系统中的水喷淋系统的水箱1-9设置在所述箱体1-15内,喷嘴设置 在每层生长空间1-5的顶部;湿度调节系统中的超声波雾化器设置在水箱1-9内;
[0043] 所述通风系统中的排气扇1-3设置在箱体1-15的顶端,箱门的下部设有进气孔2-1〇
[0044]这种柜式箱体保证了各层芽苗菜的种植喷淋空间及不同作物的生长结果互不影 响。
[0045] 所述光照调节系统包括隔板1-13、电控调光玻璃1-6和植物生长灯1-14,所述植物 生长灯1-14设置在每层生长空间1-5的顶部。
[0046] 经过催芽处理的芽苗菜种子,放入芽苗菜生长托盘1-7,托盘置于隔板1-13上。 [0047] 不同的芽苗菜生长空间1-5有不同的光照调节和水喷淋调节;整个箱体1-15内提 供统一的温度、水雾和通风调节。图1所示有4个相对独立的芽苗菜生长空间1-5,可以提供4 种不同控制的芽苗菜生长环境。
[0048]所述光照环境条件是指在芽苗菜生长过程中所需的光强度小于40勒克斯的无光、 光强度40-80勒克斯的弱光和光强度大于100勒克斯的强光三个不同阶段,由芽苗机光照调 节系统构建满足芽苗菜生长所需的光照环境条件。电控调光玻璃1-6为液晶调光玻璃,安装 在箱门上,针对不同芽苗菜生长空间,分块安装,分块控制。不同植物生长空间由隔光隔水 通风的隔板1-13分开。无光阶段时液晶调光玻璃不通电,处于不透明状态,隔绝外界光照; 植物生长灯1-14不通电,处于不发光状态;隔光隔水通风隔板1-13保证不同生长空间之间 影响处于可忽略情况。弱光阶段时,液晶调光玻璃处于通电,透明状态。强光阶段时,植物生 长灯1-14全部通电;电控调光玻璃1-6通电处于透明状态,接受外界自然光照。
[0049]如图3a-图3d所示,所述的隔板1-13为隔光隔水通风隔板,其包括支撑板3-2和隔 光通风收水槽3-4,
[0050] 所述支撑板3-2的两端分别设有导水槽3-1;
[0051]所述收水槽3-4设置在支撑板3_2的下端面,收水槽3—4的开口与支撑板3-2连通, 收水槽3-4的侧壁设有通风口 3-5,通风口 3-5上设有隔光板3-6;
[0052] 收水槽3-4的两端与导水槽3-1相通。
[0053] 支撑板3-2的两侧设有固定支架3-3。
[00M]水喷淋系统作业时,水管1-12上安装的喷嘴向生长空间卜5喷水,多余部分落到支 撑板3-2上的水流入隔光通风收水槽3-4,并从隔光通风收水槽3-4的两端流入导水槽3-1, 顺导水槽3-1流入排水通道。
[0055] 所述温度调节系统包括制冷系统1-1和加热系统,
[0056] 所述制冷系统1-1设置在箱体1-15顶端;
[0057] 所述加热系统包括电加热片1 -8,每层生长空间1 -5均设有电加热片1 -8。
[0058]所述温度条件是指芽苗菜在生长过程中所需的温度范围,由芽苗机温度调节系统 构建满足芽苗菜生长所需的温度环境条件。当芽苗菜生长空间1-5温度低于芽苗菜所需最 低温度时,电加热片1-8通电发热;当芽苗菜生长空间1-5温度高于芽苗菜所需最高温度时, 制冷系统1-1开始工作,使温度下降到适宜芽苗菜生长的温度。
[0059] 所述湿度调节系统包括水雾化系统和水喷淋系统,
[0060]所述水雾化系统包括超声波雾化器,所述超声波雾化器设置在水箱1-9内;
[0061]所述水喷淋系统包括水泵、水箱1-9、电磁阀1-11、水管1-12、喷嘴和液位传感器, 水箱1_9设置在箱体1-15的最下一层,水泵设置在水箱1-9内与水管1-12连通,喷头设置在 芽苗菜生长空间1-5内的水管1-12上,液位传感器设置在水箱1-9上,进水管路和各层芽苗 菜生长空间喷淋管路的喷嘴均分别通过电磁阀1-11控制通断,电磁阀1-11设置在水箱1-9 外。
[0062]如图4a-图4b所示,所述的水箱1-9包括水箱箱体4-1和水箱上盖4-3,所述水箱上 盖4-3设有液位传感器安装孔4-4、进水口 4-5、出水口 4-6和电线孔4-7,水箱上盖4-3上还设 有多个水雾出孔4-8,水箱箱体4-1设有排水阀门4-2。
[0063]所述湿度条件是指芽苗菜在生长过程中所需的空气湿度范围,由芽苗菜湿度调节 系统构建满足芽苗菜生长所需的湿度环境条件。湿度调节系统中的水雾化系统布置在箱体 1-15最下一层的水箱1-9内,通过超声波雾化器进行起雾,水雾随芽苗机内空气整体流通。 同时,当芽苗菜生长空间温度低于芽苗菜所需最低温度时,电加热片1_8通电发热,温度适 宜芽苗菜生长的恒温水喷淋也提供一定增温作用;当芽苗菜生长空间温度高于芽苗菜所需 最高温度时,制冷系统1-1开始工作时,同时恒温水喷淋也提供一定降温作用。根据芽苗菜 生长需求,湿度调节系统进行雾化和水喷淋作业。
[0064]具体地,箱体1-15还包括背板1-16,箱门包括上门1-4和下门1-10,上门1-4为可调 节透光率的箱门,下门1-10对应水箱1_9的位置,下门1-10设有进气孔2-1。
[0065] 所述通风系统包括排气扇1_3和进气孔2-1,所述进气孔2_1上设有滤网,所述排气 扇1-3为横流风扇。
[0066] 所述空气流通条件是指芽苗菜在生长过程中所需的空气流通需求,由芽苗菜通风 系统构建满足芽苗菜生长所需的空气流通环境条件。通风系统将空气由箱体1-15内排出箱 体1-15外,在芽苗机低端放置水箱区域的门上开孔进气,并加装金属细网过滤,箱体1-15内 空气通过隔光隔水通风隔板1_13以及隔光隔水通风隔板与隔板之间的间隙流通,最后由箱 体1-13顶端风扇排出,达到芽苗机箱体1-13内空气流通效果。
[0067] 如图5所示,还包括信息处理系统1-2,所述信息处理系统1_2包括中央处理模块和 与之连接的数据采集模块,数据采集模块与传感器连接,中央处理模块与指令输出模块连 接,指令输出模块与光照调节系统、温度调节系统、湿度调节系统和通风系统连接。
[0068] 所述数据采集模块与温度传感器、湿度传感器、光强度传感器连接,指令输出模块 与光照调节系统中的电控调光玻璃1-6和植物生长灯1-14连接,指令输出模块与温度调节 系统中的制冷系统1-1和电加热片1-8连接,指令输出模块与湿度调节系统中的超声波雾化 器、各层生长空间控制喷嘴的电磁阀以及液位传感器连接,指令输出模块与通风系统中的 排气扇1-3连接。
[0069] 还包括人机界面输入系统,所述人机界面输入系统包括指令输入模块和显示模 块,所述指令输入模块、显示模块与中央处理模块连接。
[0070] 所述的指令输入模块包括键盘、鼠标、触摸屏和/或按钮,显示模块包括显示屏和/ 或指示灯。
[0071] 如图6所示,还包括远程控制系统,所述远程控制系统包括有线和/或无线数据传 输模块、网络数据交换模块和互联网数据服务器,所述有线和/或无线数据传输模块通过网 络数据交换模块与互联网数据服务器连接,所述有线和/或无线数据传输模块与信息处理 系统1-2中的中央处理模块连接,有线和/或无线数据传输模块与智能终端连接。
[0072]所述的中央处理模块为微控制器,数据采集模块为数模转换器与开关量输入器 件,指令输出模块为模数转换器与开关量输出器件。
[0073]所述信息处理系统1-2利用预存储在微控制器中的专家信息、环境传感器采集的 信息、人工输入的信息以及远程数据中心的信息,经过信息处理系统1-2的综合分析与计 算,得出当前芽苗菜最佳环境参数及其智能调控方案,用以达到培植出最优芽苗菜的目标; [0074]信号采集系统通过传感器对环境的温度、湿度和光照强度的信号采集,为信息处 理系统1 -2提供自动控制参数。
[0075]信号采集系统包括温度传感器、湿度传感器和光强度传感器;每层芽苗菜生长空 间1-5均设有温度传感器、湿度传感器和光强度传感器。
[0076]信息处理系统1-2利用芽苗机上安装的有线和/或无线数据传输模块,通过网络数 据交换模块连接到互联网数据服务器,并与智能终端如手机终端应用程序进行通信和数据 交换。利用手机扫描二维码的方式,从云端下载芽苗菜生长控制参数到芽苗机信息处理系 统1-2,经过信息处理系统数据处理,送出执行控制信号。
[0077]具体地,远程控制系统可采用无线数据传输模块Wi-Fi模块与Wi-Fi网络通过无线 方式连接,Wi-Fi网络与互联网数据服务器互联网云端连接,互联网云端与智能终端如安装 了相应APP的智能手机通过有线或无线方式连接。
[0078]具体地,安装在每层生长空间1-5内的植物生长灯1 -14,通过信息处理系统1-2控 制同时亮、部分亮或不亮,安装在上门1-4上的电控调光玻璃1-16,通过信息处理系统1-2控 制是否通电透光,需要无光阶段时,电控调光玻璃1-16不通电,处于无光状态;同时植物生 长灯1-14不通电,处于无光状态,芽苗菜生长空间光照强度低于4〇勒克斯;需要弱光阶段 时,电控调光玻璃1-16不通电,处于无光状态,单层植物生长灯1-14部分通电,部分亮,芽苗 菜生长空间光照强度处于40-80勒克斯之间;需要强光阶段时,电控调光玻璃i-ie通电,处 于透光状态,接收外界自然光照,单层植物生长灯1-14全通电,全部亮,芽苗菜生长空间光 照强度处于80勒克斯以上。
[0079] 温度调节系统中的制冷系统1-1安装在箱体1-15顶端,蒸发降温部分安装在箱体 1 -15外的箱体背板1-16和侧板上,由保温材料固定并保温。温度传感器安装在植物生长空 间1-5,箱体1-15内安装多个,温度信号取平均值。当信号采集系统中温度传感器反馈箱体 内温度高于芽苗菜生长所需最高温度时,信息处理系统1-2启动制冷系统1-1,直到温度传 感器反馈芽苗机内温度降到设定温度;当信号采集系统中温度传感器反馈箱体内温度低于 芽苗菜生长所需最低温度时,信息处理系统1-2启动加热片1-8,直到温度传感器反馈芽苗 机内温度升到设定温度。
[0080] 湿度调节系统中的水喷淋系统和水雾化系统,针对芽苗菜生长过程中,芽苗对水 和空气湿度的需求,分别设置水喷淋和雾化两部分。水喷淋系统中的水栗安装在水箱1-9 内,电磁阀1-11安装在水箱外、箱体1-15的最下层,喷嘴安装在芽苗菜生长空间1-5内的水 管1-12上,液位传感器安装在水箱1-9上,由液位安装孔4-4固定。进水管路和各芽苗菜生长 空间喷淋管路均通过电磁阀1 -11控制通断。水箱进水管路经水净化过滤器与家用自来水管 道连接,电磁阀1-11根据信息处理系统1-2信号做通断动作。芽苗菜生长空间1-5进行水喷 淋作业时,水泵和相应电磁阀1-11根据信息处理系统1-2信号动作,相应芽苗菜生长空间1-5内喷头喷水。水雾化由水箱1-9内超声波雾化器产生水雾,经水箱上盖4-3上水雾出孔4-8 进入芽苗菜生长空间1-5。雾化器由信息处理系统1-2控制作业。
[0081]箱体1-15内通风由排气扇1-3完成。排气扇1—3安装在箱体1-15顶端,箱体1-15内 除进气孔2-1和排气扇1-3外,其余均与外界密封隔绝,气流通过进气孔2-丨进入芽苗机箱体 内,经过隔光隔水通风隔板1-13,以及隔板1-13与箱体1—15之间间隙,通过排气扇1-3排出。 排气扇由信息处理系统1-2控制作业。
[0082]水喷淋系统作业时,水管1-12上安装的喷嘴向下喷水,部分落到支撑板3_2上的水 流入收水槽3-4,并从收水槽3-4的两端流入导水槽3-1,顺导水槽3—丨流入排水通道,有效避 免了上一层芽苗菜生长空间喷淋过芽苗菜的水流入下一层生长空间的生长托盘卜7保证 了各层芽苗菜的种植喷淋空间及不同作物的生长结果互不影响。 ’

Claims (4)

1. 一种芽苗菜培育装置,其特征在于,包括箱体、以及光照调节系统、温度调节系统、湿 度调节系统和通风系统, 所述箱体为不透光的柜式箱体,与所述箱体配套的箱门为可调节透光率的箱门; 所述光照调节系统中的隔板将箱体内腔分为多层芽苗菜生长空间;光照调节系统中的 电控调光玻璃设置在箱门的门框上形成可调节透光率的箱门,每层芽苗菜生长空间对应一 块电控调光玻璃; 所述温度调节系统中的制冷系统的冷风出口布置在箱体内部;加热系统采用分区域多 块布置,对应不同的生长空间; 所述湿度调节系统中的水喷淋系统的水箱设置在所述箱体内,喷嘴设置在每层生长空 间的顶部;湿度调节系统中的超声波雾化器设置在水箱内; 所述通风系统中的排气扇设置在箱体的顶端,箱门的下部设有进气孔; 所述光照调节系统包括隔板、电控调光玻璃和植物生长灯,所述植物生长灯设置在每 层生长空间的顶部; 所述的隔板包括支撑板和隔光通风收水槽, 所述支撑板的两端分别设有导水槽; 所述收水槽设置在支撑板的下端面,收水槽的开口与支撑板连通,收水槽的侧壁设有 通风口,通风口上设有隔光板; 收水槽的两端与导水槽相通; 还包括信息处理系统,所述信息处理系统包括中央处理模块和与之连接的数据采集模 块,数据采集模块与传感器连接,中央处理模块与指令输出模块连接,指令输出模块与光照 调节系统、温度调节系统、湿度调节系统和通风系统连接; 还包括远程控制系统,所述远程控制系统包括有线和/或无线数据传输模块、网络数据 交换模块和互联网数据服务器,所述有线和/或无线数据传输模块通过网络数据交换模块 与互联网数据服务器连接,所述有线和/或无线数据传输模块与信息处理系统中的中央处 理模块连接,有线和/或无线数据传输模块与智能终端连接。
2.根据权利要求1所述的芽苗菜培育装置,其特征在于,所述温度调节系统包括制冷系 统和加热系统, 所述制冷系统设置在箱体顶端; 所述加热系统包括电加热片,每层生长空间均设有电加热片。
3.根据权利要求1所述的芽苗菜培育装置,其特征在于,所述湿度调节系统包括水雾化 系统和水喷淋系统, 所述水雾化系统包括超声波雾化器,所述超声波雾化器设置在水箱内; 所述水喷淋系统包括水栗、水箱、电磁阀、水管、喷嘴和液位传感器,水箱设置在箱体的 最下一层,水栗设置在水箱内与水管连通,喷头设置在芽苗菜生长空间内的水管上,液位传 感器设置在水箱上,进水管路和各层芽苗菜生长空间喷淋管路的喷嘴均分别通过电磁阀控 制通断,电磁阀设置在水箱外。
4.根据权利要求1所述的芽苗菜培育装置,其特征在于,所述数据采集模块与温度传感 器、湿度传感器、光强度传感器连接,指令输出模块与光照调节系统中的电控调光玻璃和植 物生长灯连接,指令输出模块与温度调节系统中的制冷系统和电加热片连接,指令输出模 块与湿度调节系统中的超声波雾化器、各层生长空间控制喷嘴的电磁阀以及液位传感器连 接,指令输出模块与通风系统中的排气扇连接。
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