CN110978360B - 不等径管外塑层连续生产装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道塑料层成型技术领域，提供了一种不等径管外塑层连续生产装置，包括设置在同一条直线上的若干输送机构、挤出机、定点压合机构及移动压合机构；输送机构包括两个支撑调节单元；本发明通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别。同时还设置了参数调节组件；参数调节组件设有驱动转动柱转动的转向齿轮；每个输送机构中的两转向齿轮分别传动连接一调节齿轮；调节齿轮套共轴连接一调节蜗轮；每个输送机构中的调节蜗轮均传动连接同一根水平设置的调节蜗杆。实现了所有托辊转动角度的同步调节，具有较好的参数调节一致性。

Description

不等径管外塑层连续生产装置
技术领域
本发明属于管道塑料层成型技术领域，尤其涉及一种不等径管外塑层连续生产装置。
背景技术
大型钢管为提高使用寿命通常需要对其进行防护处理。目前常用的防护处理技术为喷涂防护漆或缠绕塑料膜层(如聚乙烯或聚氨酯)。
这些防护处理工序通常需要在管子转动的同时向前输送。对于外形规则的普通管道容易实现。但是对于像承插管(如CN201820747877.0专利公开的结构)这样的不等径管，由于其管身存在等径部分和不等径部分(如承插管的承口部分)，就很难实现。
申请号为201721028672.9的专利公开了一种设备，其具有上层的管体转动机构和下层的前进机构，可以实现旋转前进。但是设备结构复杂，尤其是下层的前进机构负载较大，实用性极差。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种不等径管外塑层连续生产装置，通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；移动压合机构的仿形压面可与承口紧密贴合，实现了不等径管承口位置塑料防护层的成型。本发明实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别，提升了管子的质量并延长了其使用寿命。还设置了参数调节组件；参数调节组件设有驱动转动柱转动的转向齿轮；每个输送机构中的两转向齿轮分别传动连接一调节齿轮；调节齿轮套共轴连接一调节蜗轮；每个输送机构中的调节蜗轮均传动连接同一根水平设置的调节蜗杆。实现了所有托辊转动角度的同步调节，具有较好的参数调节一致性。
为了实现上述目的，本发明提供一种不等径管外塑层连续生产装置，包括设置在同一条直线上的若干输送机构；还包括挤出机、定点压合机构及移动压合机构。
所述输送机构包括，两个支撑调节单元，且两支撑调节单元以所传送的管体的中心轴呈对称分布。
所述支撑调节单元包括支撑组件和参数调节组件；所述支撑组件具有用于支撑管体的托辊；所述托辊的中心轴与管体的中心轴呈25-75°的夹角。
所述参数调节组件具有用于固定支撑组件的托板。
所述参数调节组件还包括固定座，所述固定座中设置有转动柱；所述转动柱套接设置在固定座中的转动轴承；所述固定座中还设有用于承担转动柱的轴向载荷的推力轴承；所述转动柱位于固定座外部的一端固接所述托板；所述转动柱还套接一转向齿轮。
每个输送机构中的两转向齿轮分别传动连接一调节齿轮；所述调节齿轮套接在调节转轴上，所述调节转轴还固定套接一调节蜗轮；每个输送机构中的调节蜗轮均传动连接同一根水平设置的调节蜗杆。
所述支撑组件还包括相互活动套接的浮动支撑和支撑套；所述浮动支撑上安装所述托辊；所述支撑套内设有气缸，浮动支撑的底部抵接气缸的伸缩部；各支撑组件的气缸均连接同一个气压源；所述浮动支撑的两个相对的侧面上分别设有一平衡齿轮；所述支撑套的内壁上设有用于与所述平衡齿轮配合的齿条。
具体的：输送机构，用于管体在水平输送的同时自身产生旋转；挤出机，用于提供缠绕在管体外壁上形成防护层的熔融状态的塑料，并将塑料挂涂到管体外壁上。
定点压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的等径部分，并在此处形成防护层。
移动压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的变径部分，并在此处形成防护层。
所述移动压合机构包括与管体中心轴平行设置的导轨；所述导轨上设有可沿其移动的移动架；所述移动架设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有可转动的移动压辊；所述移动压辊具有与管体承口的外轮廓相契合的仿形压面。
所述定点压合机构包括固定架，所述固定架上设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有管身压辊。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，相邻两输送机构的间距不超过0.5米。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述浮动支撑的两个相对的侧面上分别设有两个平衡齿轮。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述平衡齿轮的宽度a不小于浮动支撑的宽度b的80％。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述托辊的截面形状为圆弧形。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述托辊为橡胶材质。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述移动架与压辊架通过顶紧气缸连接。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述移动架与压辊架通过两个顶紧气缸连接。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述移动架还连接卷绳电机。
根据本发明的不等径管外塑层连续生产装置，所述固定架的底部活动套接支撑柱。
本发明通过的目的在于提供一种不等径管外塑层连续生产装置，通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；移动压合机构的仿形压面可与承口紧密贴合，实现了不等径管承口位置塑料防护层的成型。本发明实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别，提升了管子的质量并延长了其使用寿命。还设置了参数调节组件；参数调节组件设有驱动转动柱转动的转向齿轮；每个输送机构中的两转向齿轮分别传动连接一调节齿轮；调节齿轮套共轴连接一调节蜗轮；每个输送机构中的调节蜗轮均传动连接同一根水平设置的调节蜗杆。实现了所有托辊转动角度的同步调节，具有较好的参数调节一致性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的主视图。
图3是图2中部分区域的结构示意图。
图4是图3的主视图。
图5是图4中A向的结构示意图。
图6是图2中部分区域的俯视图。
图7是图6中A-A向的结构示意图。
图8是本发明的托辊的一实施例的结构示意图。
图9是本发明的一工作原理的结构示意图。
图10是图2中A向的结构示意图。
图11是图2中部分区域的结构示意图。
图12是本发明的一工作原理的结构示意图。
图13是图2中部分区域的结构示意图。
图14是图13中部分区域的结构示意图。
图15是本发明的一工作原理示意图。
图16是本发明的参数调剂组件的结构示意图。
图17是本发明的一工作原理示意图。
图中：1-托辊，11-浮动支撑，12-支撑套，13-平衡齿轮，14-齿条，15-气缸，16-气压源；2-移动架，21-导轨，22-压辊架，23-顶紧气缸，24-水平压面，25-仿形压面；3-托板，31-转向齿轮，32-转动柱，33-转动轴承，34-推力轴承，35-固定座；4-调节齿轮，41-调节转轴，42-调节蜗轮，43-调节蜗杆；5-卷绳电机，51-定滑轮；6-固定架，61-管身压辊，62-支撑柱；100-输送机构，200-定点压合机构，300-移动压合机构，400-管体，500-挤出机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
参见图1和图2，本发明提供了一种不等径管外塑层连续生产装置，包括设置在同一条直线上的若干输送机构100；再结合图10，还包括挤出机500、定点压合机构200及移动压合机构300。
具体的：输送机构100，用于管体400在水平输送的同时自身产生旋转。
结合图10，挤出机500，提供用于缠绕在管体400外壁上形成防护层的熔融状态的塑料，并将塑料挂涂到管体400外壁上。
定点压合机构200，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体400外壁的等径部分，并在此处形成防护层。
移动压合机构300，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体400外壁的变径部分，并在此处形成防护层。
参见图3，所述输送机构100包括两个支撑调节单元，且两支撑调节单元以所传送的管体400的中心轴呈对称分布；更好的，各输送机构100呈等间距排列。进一步的，相邻两输送机构100的间距不超过0.5米，适用于中大型钢管的输送。
所述支撑调节单元包括支撑组件和参数调节组件；所述支撑组件具有用于支撑管体400的托辊1；所述参数调节组件具有用于固定支撑组件的托板3。
参见图6，所述托辊1的中心轴与管体400的中心轴呈一定的夹角；参见图7，每个传送机构的两支撑组件的托辊1的转动方向相同。结合图15，托辊1与管体400的接触位置产生的摩擦力F摩，在轴向(F轴)及周向(F周)上的分力，分别驱动管体400沿其中心轴前进和旋转，从而实现了管体400一边旋转一边沿其中心轴的方向前进，实现了钢管的旋转水平输送。本领域技术人员可以根据实际的生产传送需要设定托辊1的中心轴与管体400的中心轴的夹角。本发明的夹角设置为25-75°，优选30°、45°或55°。
本发明用于管体喷涂或缠绕防护的生产工序。输送过程平稳连续，可以实现多跟管子头尾排列的连续处理，生产效率高。管子在输送过程中没有卡抓位置，不会出现防护遗漏区域。
本发明的托辊1优选为橡胶材质，与管体400贴合时具有较大的摩擦力。
由于钢管具有较大的重量，长期使用会使托辊1表面形成不可恢复的凹陷变形。从而影响传送效果。参见图8，本发明的托辊1的截面形状为圆弧形，延长托辊1的使用寿命。
结合图15可知，改变托辊1的中心轴与管体400的中心轴的夹角，即可改变摩擦力F摩在轴向(F轴)及周向(F周)上的分力的大小。进而可以改变管体400的转速及输送速度。
作为一种实施例，参见图16，本发明的参数调节组件还包括固定座35，所述固定座35中设置有转动柱32；所述转动柱32套接设置在固定座35中的转动轴承33；更好的，所述固定座35中还设有用于承担转动柱32的轴向载荷的推力轴承34；所述转动柱32位于固定座35外部的一端固接所述托板3；所述转动柱32还套接一转向齿轮31。
参见图17，每个输送机构100中的两转向齿轮31分别传动连接一调节齿轮4；调节齿轮4的转动可带动两转向齿轮31同向转动。通过使调节齿轮4的转动一定的角度，即可使输送机构100中的两个托辊1转动相同的角度，从而改变托辊1的中心轴与管体400的中心轴的夹角，进而改变管体400的转速及输送速度。
本发明的调节齿轮4套接在调节转轴41上，所述调节转轴41还固定套接一调节蜗轮42；每个输送机构100中的调节蜗轮42均传动连接同一根水平设置的调节蜗杆43。本领域技术人员根据调节齿轮4与转向齿轮31的传动比以及调节蜗轮42和调节蜗杆43的传动比。再根据公知的理论计算方法，即可得出托辊1中心轴的改变角度与调节蜗杆43转动圈数的关系。进一步的，本发明的调节蜗杆43传动连接步进电机，从而通过步进电即可机控制调节蜗杆43转动圈数，精确调节托辊1中心轴的转动角度，从而实现了托辊1的中心轴与管体400的中心轴的夹角可调，使本发明具有较宽的参数调节范围，可适用于不同技术要求的管子的输送。
本发明通过调节蜗杆实现了所有托辊1转动角度的同步调节，具有较好的参数调节一致性。
参见图3，本发明的支撑组件还包括相互活动套接的浮动支撑11和支撑套12；所述浮动支撑11上安装所述托辊1；参见图4，所述支撑套12内设有气缸15，浮动支撑11的底部抵接气缸15的伸缩部；结合图9，各支撑组件的气缸15均连接同一个气压源16；气压源16统一提供压力，使各个支撑组件的气缸15所提供的推力相同，既每个支撑组件的托辊1所提供的承载力稳定且相同。浮动支撑11上固定驱动托辊1的电机。
各支撑组件共同支撑管体400，由于每个气缸15提供的推力相同，因此有效了保证了管体400在输送过程中其中心轴处于水平状态。
当某一个支撑组件的托辊1接触到管体400上的凸起点时，管体400会在凸起点的位置出现上抬的现象或趋势，从而造成其他支撑组件所受载荷出现减少或有脱离接触的趋势，进而造成与该凸起点接触的托辊1所受到的载荷增大。由于托辊1所提供的承载力为固定值，因此该处的增量载荷会促使该托辊1下移，重新回到所有支撑组件共同支撑管体400的状态，从而使管体400的中心轴保持水平。
管体400在输送过程中，其变径部分(如承插管的承口区域或管身上存在的螺旋焊缝)接触到支撑组件时，相关支撑组件按前述工作原理，实时进行自调整，自动分配变化的载荷从而实现了不等径管的旋转水平输送。在塑性层成型之后，由于支撑组件的自分配作用，避免了凸起位置的塑性层受到过度挤压，从而保证了整个管身防护层厚度的一致性，提高了产品的质量。
本领域技术人员可以根据生产车间的实际情况，确定支撑组件的数量，从而实现了不等径管的连续输送，为实现不等径管的缠绕防护提供了前提条件，也实现了连续生产。
作为一种优选方案，参见图4，所述浮动支撑11的两个相对的侧面上分别设有一平衡齿轮13；所述支撑套12的内壁上设有用于与平衡齿轮13配合的齿条14。随着浮动支撑11的升降，平衡齿轮13沿齿条14转动，避免浮动支撑11在支撑套12中出现卡死现象。
由于托辊1工作状态时要承受管体400带来的动态的反作用力，该力的作用角度存在较为复杂的变化，在某些特定的角度下，会出现浮动支撑11以行程的变化来平衡该力的现象，从而造成浮动支撑11灵敏度的下降，不利于管体400的中心轴保持水平。
为保持浮动支撑11的灵敏度，参见图5，所述平衡齿轮13的宽度a不小于浮动支撑11的宽度b的80％；本发明优选为85-90％。由于平衡齿轮13与齿条14的配合间隙小，加之平衡齿轮13的宽度a较大，从而很好的平衡掉托辊1所受的反作用力，使浮动支撑11伸缩的变化完全响应托辊1与管体400凸起点的接触状态，从而使支撑组件具有较高的灵敏性。进一步的，浮动支撑11每个侧面的平衡齿轮13为两个，优化其平衡反作用力的效果。
参见图11，所述移动压合机构300包括与管体400中心轴平行设置的导轨21；所述导轨21上设有可沿其移动的移动架2；所述移动架2设有可升降的压辊架22；更好的，移动架2与压辊架22通过顶紧气缸23连接；进一步的，顶紧气缸23为两个。所述压辊架22上设有可转动的移动压辊；所述移动压辊具有与管体400承口的外轮廓相契合的仿形压面25；压辊架22升起，仿形压面25与管体400承口的外轮廓咬合在一起；挤出机500将熔融状态的塑料挤到管体400上后，仿形压面25将其碾压开，在管体400的承口位置形成均匀的防护层。更好的，移动压辊上还具有水平压面24，用于碾压管体400承口相连区域的等径部分，避免与定点压合机构200交替时出现漏压的区域。
参见图13，所述定点压合机构200包括固定架6，所述固定架6上设有可升降的压辊架22；更好的，固定架6与压辊架22通过顶紧气缸23连接；进一步的，顶紧气缸23为两个。所述压辊架22上设有管身压辊61；管身压辊61用于压合管体400外壁的等径部分的塑料，并在此处形成均匀的防护层。
参见图14，所述固定架6的底部活动套接支撑柱62；固定架6可以在水平面内转动。由于管体400为旋转前进，因此管身压辊61在管体400的摩擦力的作用下，带动固定架6在水平面内转动一定的角度，避免管身压辊61与管体400的接触位置出现相对滑动，确保保护层的质量。
当移动压合机构300压合承口区域时，定点压合机构200的压辊架22落下；当承口区域压合完毕后，定点压合机构200的压辊架22升起，完成管体400其余部分的作业。
初始状态，移动压合机构300的仿形压面25对准管体400的承口位置，压辊架22升起，仿形压面25与承口紧密贴合，管体400转动时带动移动压辊转动；随着管体400的前进，移动架2被其带动同步运行，直至完成承口位置保护层的成型。参见图12，之后，卷绳电机5动作，通过搭接在定滑轮51上的绳子牵引移动架2后退，直至与下一根管体400的承口位置对接，反复重复上述过程实现连续生产。
本发明通过在移动压辊上设置仿形压面25，实现了承口位置的缠绕防护，从而实现了不等径管的缠绕防护的生产。
综上所述，本发明提供了一种不等径管外塑层连续生产装置，通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；移动压合机构的仿形压面可与承口紧密贴合，实现了不等径管承口位置塑料防护层的成型。本发明实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别，提升了管子的质量并延长了其使用寿命。还设置了参数调节组件；参数调节组件设有驱动转动柱转动的转向齿轮；每个输送机构中的两转向齿轮分别传动连接一调节齿轮；调节齿轮套共轴连接一调节蜗轮；每个输送机构中的调节蜗轮均传动连接同一根水平设置的调节蜗杆。实现了所有托辊转动角度的同步调节，具有较好的参数调节一致性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，包括设置在同一条直线上的若干输送机构；还包括挤出机、定点压合机构及移动压合机构；
所述输送机构包括，两个支撑调节单元，且两支撑调节单元以所传送的管体的中心轴呈对称分布；
所述支撑调节单元包括支撑组件和参数调节组件；所述支撑组件具有用于支撑管体的托辊；所述托辊的中心轴与管体的中心轴呈25-75°的夹角；
所述参数调节组件具有用于固定支撑组件的托板；
所述参数调节组件还包括固定座，所述固定座中设置有转动柱；所述转动柱套接设置在固定座中的转动轴承；所述固定座中还设有用于承担转动柱的轴向载荷的推力轴承；所述转动柱位于固定座外部的一端固接所述托板；所述转动柱还套接一转向齿轮；
每个输送机构中的两转向齿轮均传动连接同一调节齿轮；所述调节齿轮套接在调节转轴上，所述调节转轴还固定套接一调节蜗轮；每个输送机构中的调节蜗轮均传动连接同一根水平设置的调节蜗杆；
所述支撑组件还包括相互活动套接的浮动支撑和支撑套；所述浮动支撑上安装所述托辊；所述支撑套内设有气缸，浮动支撑的底部抵接气缸的伸缩部；各支撑组件的气缸均连接同一个气压源；所述浮动支撑的两个相对的侧面上分别设有一平衡齿轮；所述支撑套的内壁上设有用于与所述平衡齿轮配合的齿条；
具体的：
输送机构，用于管体在水平输送的同时自身产生旋转；
挤出机，用于提供缠绕在管体外壁上形成防护层的熔融状态的塑料，并将塑料挂涂到管体外壁上；
定点压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的等径部分，并在此处形成防护层；
移动压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的变径部分，并在此处形成防护层；
所述移动压合机构包括与管体中心轴平行设置的导轨；所述导轨上设有可沿其移动的移动架；所述移动架设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有可转动的移动压辊；所述移动压辊具有与管体承口的外轮廓相契合的仿形压面；
所述定点压合机构包括固定架，所述固定架上设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有管身压辊。
2.根据权利要求1所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，相邻两输送机构的间距不超过0.5米。
3.根据权利要求1所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述浮动支撑的两个相对的侧面上分别设有两个平衡齿轮。
4.根据权利要求1所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述平衡齿轮的宽度a不小于浮动支撑的宽度b的80％。
5.根据权利要求1所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述托辊的截面形状为圆弧形。
6.根据权利要求5所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述托辊为橡胶材质。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述移动架与压辊架通过顶紧气缸连接。
8.根据权利要求7所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述移动架与压辊架通过两个顶紧气缸连接。
9.根据权利要求7所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述移动架还连接卷绳电机。
10.根据权利要求7所述的不等径管外塑层连续生产装置，其特征在于，所述固定架的底部活动套接支撑柱。
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