CN110950091B - 用于粒状散货的蜂窝状轮给料器 - Google Patents

用于粒状散货的蜂窝状轮给料器 Download PDF

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Abstract

一种用于粒状散货的蜂窝状轮给料器(1)，其具有壳体(2)，且壳体(2)内可旋转地安装有蜂窝状轮(4)，其中，壳体(2)具有用于散货的入口管(14)，其中该入口管(14)处设置有至少两个凸起的粒状顶盖(19；32)；其中，在两个粒状顶盖(19；32)之间的过渡处和/或在一个粒状顶盖(19；32)与入口边缘(22、25)之间的过渡处分别设置有粒状凹槽(23、24；35)；其中，在每种情形下都有两个粒状凹槽(23、24；35)沿着蜂窝状轮(4)的旋转方向在交叉点(26)处同时运行。

Description

用于粒状散货的蜂窝状轮给料器
交叉引用
德国专利申请序列号DE102018216654.4的内容通过引用并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种用于粒状散货的蜂窝状轮给料器。
背景技术
JP S62-059622U公开了一种蜂窝状轮给料器，其在入口管处的壳体上设置有粒状顶盖，并在粒状顶盖和入口管之间的过渡处提供有粒状凹槽。粒状凹槽降低了因为散货的粒状物落入蜂窝状轮的已被大致装满的腔室而导致壳体边缘和转动叶片之间的粒状物被撕碎和/或切碎的风险。然而，尽管如此，位于凹槽末端的凹槽出口处还是会斩碎粒状物，也即将粒状物破坏。该凹槽出口也称为交叉点。
发明内容
本发明的一个目的是创造一种粒状散货进料表现得以改善的蜂窝状轮给料器，其中特别地减少对散货造成的损失。
根据本发明，上述目的通过一种用于粒状散货的蜂窝状轮给料器来实现，该蜂窝状轮给料器具有壳体，壳体内可旋转地安装有蜂窝状轮，其中，壳体具有用于散货的入口管，入口管处设置有至少两个凸起的粒状顶盖(granulate groove)，其中在两个粒状顶盖之间的过渡处和/或在一个粒状顶盖与入口边缘之间的过渡处分别设置有粒状凹槽，其中在每种情形下都有两个粒状凹槽(granulate groove)会沿着蜂窝状轮的旋转方向在交叉点处同时运行。
根据本发明，已发现如果使入口管处的表面积增大，可以改善蜂窝状轮给料器散货的进料表现。根据本发明，入口管处设置有至少两个凸起的粒状顶盖，各个粒状顶盖特别地构造为鼻状。
从上方朝入口管内部看去，上述粒状顶盖呈三角形状。粒状顶盖改善颗粒状散货的进料表现。为了减少对散货的损坏，在两个粒状顶盖之间的过渡处和/或在一个粒状顶盖和入口边缘之间的过渡处分别设置有两个粒状凹槽，这两个凹槽在交叉点处同时运行。上述入口边缘是指入口管的边缘，粒状物正是通过入口管的边缘才可以从入口管进入到蜂窝状轮给料器壳体的圆柱形内孔中。特别地，入口边缘设置在到入口管的过渡处。颗粒状散货能够经由入口边缘进入蜂窝状轮给料器的腔室。这实现了：即便增加入口管处的表面积，交叉点的数量也不会直线上升。根据本发明，入口管处的表面积和交叉点数量的比值会增加，尤其是不成比例地增加。特别地，具有三个粒状顶盖的蜂窝状轮给料器仅具有两个交叉点。
根据本发明的蜂窝状轮给料器不仅可以增加处理量(throughput)还可以减少切碎或斩碎现象的发生。本发明的一个重要发现是，如果粒状顶盖的表面积较大，则可以将其分为几个相对较小的粒状顶盖。例如，可以提供两个、三个、四个、或五个或更多个粒状顶盖。多个粒状顶盖在入口管的宽度上彼此相邻地设置。入口管的宽度方向平行于蜂窝状轮的旋转轴线。特别地，在入口管处已增加的表面积是设计相似但仅有一个粒状顶盖的蜂窝状轮给料器的表面积的110％至150％，尤其是其表面积的120％至140％之间，并且尤其是125％至135％之间。即使在高转速下，尤其是在至少1m/s和尤其至少2m/s的外围转子速度下，依旧可以可靠且无故障地装满根据本发明的给料器。这样，可以提高蜂窝状轮各个腔室的填充率。蜂窝状轮给料器的物料处理量(mass throughput)增加。
蜂窝状轮给料器的壳体具有圆柱形内孔，该圆柱形内孔也称为蜂窝状轮给料器的内部。
一种蜂窝状轮给料器，其中，不论蜂窝状轮的旋转位置为何，粒状凹槽和蜂窝状轮腹板之间的位移角至少部分地恒定，从而让蜂窝状轮的位移表现恒定。已经发现，位移角的大小尤其取决于蜂窝状轮给料器壳体中蜂窝状轮的旋转位置，而且位移角是粒状凹槽中粒状物具体位移的相关参数。还发现，如果位移角至少部分地恒定，则可以实现恒定位移。特别地，位移角在粒状凹槽总长度的至少50％上是恒定的，特别地可以在粒状凹槽总长度的60％以上是恒定的，特别地可以在粒状凹槽总长度的70％以上是恒定的，特别地可以在粒状凹槽总长度的80％以上是恒定的，特别地可以在粒状凹槽总长度的90％以上是恒定的，特别地可以在粒状凹槽总长度的95％以上是恒定的，并且特别地也可以在粒状凹槽的总长度上是恒定的。这会减小粒状凹槽所需的壳体角度，从而尤其使得蜂窝状轮给料器的入口横截面积增大。此类给料器具有增大的处理量。
另外地或可选地，在蜂窝状轮给料器中，粒状凹槽和蜂窝状轮腹板之间的位移角可以沿着蜂窝状轮的旋转方向至少部分地增大。位移角的增大可以例如是线性地或渐进地。也可以沿着整个粒状凹槽的长度连续增大。例如，粒状凹槽始端部的位移角可以至少是35°，并且粒状凹槽末端部尤其在交叉点处的位移角则不超过70°。由于圆柱形内孔内侧设置有弯曲表面，因此，该粒状凹槽在水平面的投影中的位移角看起来好像是恒定的。事实上，位移角设计成沿着蜂窝状轮的旋转方向部分地增大。
一种蜂窝状轮给料器，其中位移角(α)大于等于30°且小于等于90°，特别地大于等于30°且小于等于80°、特别地大于等于30°且小于等于70°、特别地大于等于30°且小于等于60°、特别地大于等于35°且小于等于50°、并且特别地大于等于40°且小于等于45°，具有改善的输送性能。基本上防止粒状物被斩碎。
粒状凹槽沿着凹槽路线具有恒定的横截面积，从而允许散货沿着粒状凹槽进行有利的位移。粒状凹槽的横截面可以具有任意形状。该横截面可以呈正方形、矩形或三角形，尤其其尖端可以呈圆形。然而，也可以想到该粒状凹槽的横截面可以特别地呈圆形。
具有开口朝向壳体内部的开口角度(β)的粒状凹槽的设计，改善蜂窝状轮给料器中粒状物的位移表现，其中该开口角度(β)可以大于等于80°且小于等于120°，特别地，可以大于等于90°且小于等于110°。已经发现，从蜂窝状轮给料器的内部视角看，应当避免将粒状凹槽的边缘设计为尖锐的边缘。
粒状凹槽具有朝向壳体内部的脱模倒角，这有利于制造壳体。特别地，在铸造壳体时可以省略芯部分(core part)。
在蜂窝状轮给料器中，粒状顶盖的偏转边缘具有相同的长度，而且偏转边缘尤其在横向方向上均匀分布，该横向方向特别地平行于蜂窝状轮的旋转轴线，以便进一步降低损坏粒状物的风险。使所有粒状凹槽的整体长度增加，使得可以避免粒状物沿着粒状凹槽滑动到交叉点。
可选地，在设计蜂窝状轮给料器时，可以将侧入口边缘到粒状顶盖的偏转边缘的横向距离设置为大于偏转边缘的长度，这让处理量增加。蜂窝状轮给料器的入口面(inletface)相对较大，使得经由入口管进入蜂窝状轮给料器的散货的物料流得以增加。
一种蜂窝状轮给料器，其中粒状顶盖相对于垂直平面连续倾斜，其中该粒状顶盖尤其延伸到壳体的圆柱形内孔，以便改善进入入口管的粒状散货的卸料效果。这种设置还降低了粒状物在鼻状尖端即粒状顶盖的前端)与蜂窝状轮腹板之间滑动的可能性。降低了在该位置斩碎散货的风险。
附图说明
下面将参考以下附图更详细地阐述本发明的示例性实施方式。
图1显示了从入口管看向根据本发明的没有蜂窝状轮的给料器内的俯视图；
图2显示了沿图1中的剖面线II-II的剖视图；
图3显示了图2中的局部III的放大图；
图4显示了沿图2中的剖面线IV-IV的剖视图；
图5显示了根据进一步的实施方式的标记有各种视图平面的蜂窝状轮给料器的侧视图；
图6显示了根据图5沿视线VI-VI的蜂窝状轮给料器的壳体内部的图；
图7显示了沿图5所示视线VII-VII的与图6相对应的图；
图8显示了沿图5所示视线VIII-VIII的与图6相对应的图；
图9显示了根据进一步的实施方式的蜂窝状轮给料器与图4相对应的视图；
图10显示了根据进一步的示例性实施方式的蜂窝状轮给料器的粒状凹槽的与图3相对应的图；
图11显示了根据进一步的实施方式的蜂窝状轮给料器的粒状凹槽的与图10相对应的细节图。
具体实施方式
图1至图8所显示的蜂窝状轮给料器统一用附图标记1指示，其用于计量所输送的粒状散货，尤其是塑料材质的颗粒。
蜂窝状轮给料器1包括具有圆柱形内孔3的壳体2，该内孔中同轴地设置有蜂窝状轮4，从而驱动蜂窝状轮4绕旋转轴线5旋转。圆柱形内孔3形成壳体2的内部。
蜂窝状轮4具有蜂窝状轮轴6和多个蜂窝状轮腹板7，该多个蜂窝状轮腹板7朝向旋转轴线5放射状地设置在蜂窝状轮轴6上。多个蜂窝状轮腹板7围绕旋转轴线5设置，并且沿着旋转方向8彼此等距离间隔。将蜂窝状轮轴6、两个相邻的蜂窝状轮腹板7和圆柱形内孔3的内表面9之间围成的区域限定为蜂窝状轮腔室10，在该蜂窝状轮腔室10中计量粒状散货用于输送。
根据所显示的示例性实施方式，蜂窝状轮4具有十二个蜂窝状轮腹板7，使得形成十二个蜂窝状轮腔室10。根据蜂窝状轮4的应用，可以增加或者减少蜂窝状轮腹板7的数量，以便更为密集或者分散地分布蜂窝状轮腔室10。
在沿着旋转轴线5的端面上，可以通过相应的侧盖(未示出)来盖紧壳体2。为此，壳体2具有连接凸缘12，该连接凸缘12设置在每个端面且整合到壳体2中。在连接凸缘或侧凸缘12处提供多个固定内孔(未示出)，使得壳体盖可以通过固定螺钉可释放且紧密地安装在侧凸缘12上。为此，可以在侧凸缘和侧盖之间设置密封件，特别是O形环密封圈或扁平状密封件。
在壳体2的外侧设置有通风连接器17，其经由通风通道28连接到圆柱形内孔3。如图4所示，可以在区域中设置两股彼此平行的通风通道28。附加地或可选地，通风通道28可设置有用于降低声音的配件(未示出)。
壳体2包括入口管14，通过蜂窝状轮4可以经由该入口管14将散货供给到蜂窝状轮给料器1中，尤其是圆柱形内孔3中。在图2和图7所示的蜂窝状轮给料器1的安装位置中，入口管14设置在最上面，使得供给的散货在重力作用下自动输送到圆柱形内孔3中。入口管14具有入口倒角15，颗粒状散货可以沿入口倒角15流入圆柱形内孔3中。入口管14经由入口开口16连接到圆柱形内孔3。入口表面(inlet surface)16的宽度B的方向平行于旋转轴线5。通过图1所示的入口开口(inlet opening)16在水平面的投影中，该入口开口16的长度L的方向垂直于其宽度B。
入口管14在其上端具有连接凸缘18，该连接凸缘18被设计为与设置在端面上的连接凸缘12相对应。根据所示的示例性实施方式，在入口管14的连接凸缘18处设置有16个固定内孔13。
在入口管14处，尤其是沿着入口倒角15，设置有三个鼻状粒状顶盖19。粒状顶盖19相对于入口倒角15凸起设计。粒状顶盖19增加了入口管14的入口倒角15的表面积。粒状顶盖19在入口倒角15处以等边鞍形顶盖的方式设置。粒状顶盖19像天窗一样远离入口倒角15延伸。每个粒状顶盖19都具有脊20和两个纵向面21，其中，两个纵向面21相对于垂直平面倾斜设置构成斜角η，特别地垂直于旋转轴线5定向。纵向面21上远离入口倒角15设置的自由边描述为偏转边缘22。偏转边缘22也称为入口边缘。
特别地，如图2及图3的局部放大图所示，粒状顶盖19从入口管14中的入口倒角15处一直延伸到蜂窝状轮内孔3。每个粒状顶盖19都具有作为前边缘且延伸到下方前尖端33的脊20。尖端33朝向圆柱形内孔3并构成入口倒角15与粒状顶盖19之间到圆柱形内孔3的过渡区域。
粒状顶盖19在宽度方向上，即在平行于旋转轴线5的方向上，彼此相邻地设置。粒状顶盖19设置在入口倒角15处，使得相应的脊部20横向定向，并且特别地，垂直于旋转轴线5。
第一粒状凹槽23形成在两个相邻粒状顶盖19之间的相应过渡区域中。特别地，在相邻粒状顶盖19之间的相应纵向面21的虚拟邻接边缘处设置有以槽状凹陷的第一粒状凹槽23。在最外面的粒状顶盖19的相应外侧，即在最外面的粒状顶盖19和入口管14的内部限定壁之间的过渡区域中，设置有第二粒状凹槽24，其设计与第一粒状凹槽23基本相同。该限定壁具有朝向入口管14的上限定边缘25，该限定边缘25形成入口边缘。
粒状凹槽23，24分别以槽状凹陷设置在圆柱形内孔3的孔体表面9中。粒状凹槽23，24沿着蜂窝状轮4的旋转方向8延伸。在任何情形下，都有两个粒状凹槽23、24在交叉点26处同时运行。该交叉点26并非几何意义上的点。该交叉点26是两个凹槽之间的连接位置，尤其指一种连接区域，例如图4具体示出的横截面和/或边缘。
粒状凹槽23、24在交叉点26处成对地同时运行，因此，交叉点的数量(也即2)，相对于粒状顶盖19的总数(也即3)是减少了的。蜂窝状轮给料器1优化了粒状顶盖19相对于交叉点26的数量。
根据所示的示例性实施方式，与只有一个粒状顶盖的类似蜂窝状轮给料器相比，设置有多个粒状顶盖19会使得入口管区域的表面积扩大至少20％，尤其可以扩大至少25％并且至少30％。
根据所示的示例性实施方式，所有粒状顶盖19具有相同的构造。同一粒状顶盖19的每个偏转边缘22都具有相同的长度l。不同粒状顶盖19的偏转边缘22也具有相同的长度l。特别地，粒状顶盖19沿旋转轴线5均匀分布。这意味着设置在入口管14至设置在外侧的相应粒状顶盖19之间的偏转边缘22与实际粒状顶盖19的偏转边缘22有着相同的长度l。粒状顶盖19沿旋转轴线5均匀分布。通过这种设计，粒状顶盖19被设计为相对较大，即具有较大的顶盖面积。因此，将粒状凹槽23、24设置得相对较长，以便进一步改善蜂窝状轮给料器1的斩碎问题。从而粒状物在进入蜂窝状轮给料器1时，特别是进入圆柱形内孔3时，降低被压碎或切割的风险。
图3所示的剖视图示出了交叉点26和两个同时运行的粒状凹槽23、24。从该附图可以看到粒状凹槽23、24的横截面区域。该粒状凹槽23、24的横截面形状大致为矩形，其具有凹槽深度nt和凹槽宽度nb。根据所示的示例性实施方式，凹槽宽度nb大于凹槽深度nt，特别地，nb大于等于1.2倍的nt或者特别地nb大于等于1.5倍的nt。粒状凹槽23、24的横截面积特别地被规定尺寸以使得平均大小的粒状物处于无接触，即无需在粒状凹槽23、24的侧面或在穿过粒状凹槽23、24开口的蜂窝状轮腹板7上被承载。
特别地，根据所示的示例性实施方式，粒状凹槽23、24的最小净宽度对应于凹槽深度nt并大于粒状物的最大颗粒直径。这能够保证可以沿着粒状凹槽23、24自由地输送粒状物。
根据所示的示例性实施方式，粒状凹槽23、24沿着凹槽路线具有恒定的横截面积。
粒状凹槽23、24尤其在交叉点26处设置有朝向壳体2的圆柱形内孔3的开口角度β，其中该开口角度小于或等于120°。优选地，该开口角度在80°和120°之间，尤其是在90°和110°之间。
粒状凹槽23、24在旋转方向8上的后方侧边缘29以及该后方侧边缘29与圆柱形内孔3的孔体表面的交叉点处的切线30限定了该开口角度β。
蜂窝状轮给料器1在壳体2的下侧具有出口管31。入口管14和出口管31相对于旋转轴线5彼此相对设置。蜂窝状轮4所输送和计量的散货可以经由出口管31从蜂窝状轮给料器1输出。在出口管31底部的端面上，壳体2具有另一连接凸缘18，其用于将蜂窝状轮给料器1连接到输送部件和/或管线，该凸缘的设计与入口管14处的连接凸缘18基本相同。
下面将参考图5至图8详细描述位移角α及其作用。图6至图8分别示出了从圆柱形内孔3的中心即从旋转轴线5处到设置有粒状顶盖19的入口倒角15的下侧的示意图，每个附图都示出了蜂窝状轮腹板7。图6至图8所示的基本特征并非是从垂直角度观察到的而是从相对于旋转轴线5的径向方向上所观察到的基本特征。因此，图6至图8所示的局部放大图考虑到了蜂窝状轮4或蜂窝状轮腹板7相对于粒状凹槽23、24的相应旋转位置。粒状凹槽23、24和蜂窝状轮腹板7之间构成的角度即位移角α。
已发现，位移角α优选地大于或等于30°。尤其优选地，不论蜂窝状轮4的旋转位置为何，位移角α都大于或等于30°。根据所示的示例性实施方式，不论蜂窝状轮4的旋转位置为何，位移角α都是45°。位移角α也可以大于或小于45°。
特别地，已发现俯视图中位移角α到粒状凹槽23、24和/或偏转边缘22的路线无需恒定。特别地，位移角α在粒状凹槽23、24中可以持续增大直到交叉点26。
特别地，所有偏转边缘22的位移角α是类似的甚至是相同的。位移角α类似意味着不同位移角α之间的角度偏差不超过5°，特别地，不超过3°或者1°。这意味着入口管14中的所有偏转边缘22的限定是类似的甚至是相同的。位移边缘22尤其是沿着蜂窝状轮4的旋转方向8延伸。
因此，减小附图所示的蜂窝状轮给料器1中的位移角α是可能的。通过减小位移角α，尤其是将其减小到小于45°，可以增大入口开口。以这种方式，蜂窝状轮给料器1运行的处理量会增大，即其可以具有更大的容量。
根据该示例性实施方式，相较于US5,129,554中已知的仅具有一个粒状顶盖的蜂窝状轮给料器，从旋转轴线5到入口倒角15的前尖端33的中心距离M更大。该中心距离M小于入口管14或出口管31的圆孔半径r，特别地，M小于r，特别地，该M小于0.8倍的r、特别地该M小于0.6倍的r、并且特别地，该M小于0.5倍的r。
图9示出了蜂窝状轮给料器1的进一步的实施方式。与上述附图1至8已示出的具有相同的附图标记的那些部件，下文将不再赘述。
蜂窝状轮给料器1中的粒状顶盖32相对较小设计。这意味着粒状顶盖32的偏转边缘22的长度l小于前述示例性实施方式中的长度l。而且，从侧入口边缘25到粒状顶盖32的偏转边缘22的横向距离A大于偏转边缘22的相应长度l。特别地，该横向距离A大于等于1.5倍的长度l、特别地大于等于两倍的长度l、并且大于等于2.5倍的长度l。
在所示的示例性实施方式中，从旋转轴线5到前尖端33的中心距离M为至少半径r的0.45倍。特别地，该中心距离M大于等于0.48倍的半径r、特别地大于等于0.5倍的半径r，并且特别地大于等于0.525倍的半径r。
在该实施方式中，以更大的比例来重置入口开口16。这意味着在该示例性实施方式中入口开口16具有更大的自由流通区域。增加了蜂窝状轮给料器的传导性能。
根据图10所示的示例性实施方式，粒状凹槽35具有大致圆形的轮廓。此外，粒状凹槽35具有脱模倒角ε，使得上凹槽边缘36在旋转方向8的前方朝向圆柱形内孔3开口。根据所示的示例性实施方式，脱模倒角大约为1°。设计有脱模倒角ε的粒状凹槽35可以使得铸造生产期间沿着脱模方向37将壳体2直接从模具移除。如此一来，可以省略铸造过程中另一个核心零件的铸造过程。简化了具有脱模倒角ε的粒状凹槽35的壳体2的铸造过程。特别地，该脱模倒角ε是粒状凹槽35的前边缘36和脱模方向37所形成的角。
图11示出了粒状凹槽35的进一步的实施方式，其大致对应于图3所示的实施方式，其中，凹槽深度nt被扩大，使得粒状凹槽35具有近似正方形的横截面区域。
可以对应于图3所示的示例性实施方式来选择开口角度β。

Claims (12)

1.一种用于粒状散货的蜂窝状轮给料器，其具有壳体（2），且所述壳体（2）内可旋转地安装有蜂窝状轮（4），其中，所述壳体（2）具有用于散货的入口管（14），其中，所述入口管（14）处设置有至少两个凸起的粒状顶盖（19；32），其中，在两个所述粒状顶盖（19；32）之间的过渡处以及在一个所述粒状顶盖（19；32）与入口边缘（22、25）之间的过渡处中的至少一处分别设置有粒状凹槽（23、24；35），其中，在每种情形下都有两个所述粒状凹槽（23、24；35）沿着所述蜂窝状轮（4）的旋转方向在交叉点（26）处同时运行。
2.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，不论所述蜂窝状轮（4）的旋转位置为何，所述粒状凹槽（23、24；35）和蜂窝状轮腹板（7）之间的位移角（α）至少部分地恒定。
3.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状凹槽（23、24；35）和所述蜂窝状轮腹板（7）之间的位移角（α）沿着所述蜂窝状轮（4）的旋转方向（8）至少部分地增大。
4.根据权利要求2或3所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述位移角（α）大于等于30°且小于等于90°。
5.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状凹槽（23、24；35）沿着凹槽路线的横截面积是恒定的。
6.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状凹槽（23、24；35）具有开口角度（β），其开口朝向所述壳体（2）的圆柱形内孔（3），其中，所述开口角度（β）大于等于80°且小于等于120°。
7.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状凹槽（23、24；35）具有脱模倒角（ε），其开口朝向所述壳体（2）的圆柱形内孔（3）。
8.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状顶盖的入口边缘都具有相同的长度（1）。
9.根据权利要求8所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状顶盖的入口边缘沿着横向方向均匀地分布，所述横向方向平行于所述蜂窝状轮（4）的旋转轴线（5）。
10.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，入口边缘到所述粒状顶盖的入口边缘的横向距离（A）大于所述入口边缘的长度（1）。
11.根据权利要求1所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状顶盖（19；32）相对于垂直平面连续地倾斜。
12.根据权利要求11所述的蜂窝状轮给料器，其特征在于，所述粒状顶盖（19；32）向上延伸到所述壳体（2）的圆柱形内孔（3）。
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