CN111420416A - 一种二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消光剂制备技术领域,尤其为一种二氧化硅加工用干燥设备,包括进料机构、干燥筒、热气输送管、鼓风机、蒸汽加热器、电加热器、对流干燥装置和PLC控制器,其中,所述进料机构是由进料管、螺杆泵和雾化器组成,所述雾化器嵌装于干燥筒的顶端进料口上,所述进料管的一端与料液桶出料口连接。本发明采用对流干燥装置进行规律布气,使被干燥物料与热空气充分接触进行热交换,以达到快速蒸发被干燥物料内水分的目的,极大程度上提高了干燥效率;能够通过辅热装置对进入连接筒内的热空气进行加热升温,以补充空气的热量,有效提高热效率及干燥速率;满足干燥设备的智能化控制要求,使用更为方便,且便于清洁。
Description
技术领域
本发明涉及消光剂制备技术领域,具体为一种二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法。
背景技术
消光剂的种类比较多,如轻质碳酸钙滑石粉等功能性颜料,这一类的材料有许多缺点,它的用量较大,使涂膜的物理性能变差,易使涂料发生分层,再分散性能也不好。较为理想的消光剂是二氧化硅,包括气相法(干法)二氧化硅和湿法(液相法二氧化硅)。干法二氧化硅虽好,但是价格昂贵,使用受到限制。目前普遍采用的消光剂是湿法二氧化硅。湿法二氧化硅消光剂从制造方法上分可分为凝胶法和沉淀法两大类。
凝胶法二氧化硅是将一定浓度的酸和碱性硅酸盐(常用的是硅酸钠)在碱或酸性条件下反应,得到均匀的水溶胶凝胶,经老化、破碎、洗涤、水热处理、干燥、粉碎即可得到二氧化硅产品。该方法得到的二氧化硅产品具有结构高,比表面积大,孔容大、孔径分布窄而集中。在高剪切力的作用下也能保持构造的优点,而且具有很好的透明性。
凝胶法二氧化硅生产制造过程中,一般遍采用喷雾干燥设备对水热处理后的水溶胶凝胶物料进行干燥处理,但传统的喷雾干燥设备普遍存在以下缺陷:
1、传统的喷雾干燥设备一般采用顶部进气的方式,由喷雾器喷出的雾状液滴物料同热空气并流下降,被干燥物料与热空气接触时间较短,存在干燥效率较低,干燥不充分的缺陷;
2、传统的喷雾干燥设备由于热气输送管道较长,导致热空气在输送的过程中出现热量大量流失的现象,导致输送至干燥筒内的热空气温度过低,干燥效果不佳。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法,解决了传统的喷雾干燥设备一般采用顶部进气的方式,由喷雾器喷出的雾状液滴物料同热空气并流下降,被干燥物料与热空气接触时间较短,存在干燥效率较低,干燥不充分的缺陷,且由于热气输送管道较长,导致热空气在输送的过程中出现热量大量流失的现象,导致输送至干燥筒内的热空气温度过低,干燥效果不佳的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种二氧化硅加工用干燥设备,包括进料机构、干燥筒、热气输送管、鼓风机、蒸汽加热器、电加热器、对流干燥装置和PLC控制器,其中,所述进料机构是由进料管、螺杆泵和雾化器组成,所述雾化器嵌装于干燥筒的顶端进料口上,所述进料管的一端与料液桶出料口连接,所述进料管的另一端与雾化器连接,所述螺杆泵串联于进料管上,所述对流干燥装置安装于干燥筒内部,所述对流干燥装置包括固定架、布气管和对流喷气组件,所述布气管通过支架固定于固定架的顶端,所述鼓风机通过热气输送管与布气管连通,所述蒸汽加热器和电加热器依次串联于热气输送管上,所述蒸汽加热器和电加热器分别用于对经热气输送管输送的气体进行蒸汽加热以及电加热升温,所述对流喷气组件沿干燥筒内壁圆周均布于固定架上,所述鼓风机通过热气输送管与布气管连接,所述布气管通过布气子管与对流喷气组件连接,所述对流喷气组件用于对物料进行对流传热干燥,经对流喷气组件喷出的热气在干燥筒内形成对流通道,所述布气子管上串联有辅热装置,所述辅热装置包括连接筒,所述连接筒的内部设有感温段和加热段,所述连接筒上嵌装有用于感温段热气温度监测的感温元件,所述感温元件与PLC控制器电性连接,所述加热段的内部设有用于热气加热升温的电加热管套件,所述干燥筒的下部连接有排气管道,所述排气管道远离干燥筒的一端连接有旋风分离器,所述排气管道上设有湿度传感器,所述湿度传感器与PLC控制器电性连接,所述旋风分离器的底端出料口管道连接有返粉风机,所述返粉风机的排料口通过返粉管道与干燥筒的顶端进料口连通,所述旋风分离器的顶端排气口管道连接有引风机,所述旋风分离器与引风机的连接管道上设有脉冲布袋除尘器。
作为本发明的一种优选技术方案,所述干燥筒是由筒体和顶盖组成,顶盖密封紧压于筒体上,所述雾化器嵌装于顶盖上,所述固定架的顶端设有与筒体顶端搭接的外延伸搭接端,筒体的底端设有电动下料器。
作为本发明的一种优选技术方案,所述对流喷气组件上下间距设置有两排。
作为本发明的一种优选技术方案,所述对流喷气组件包括连接座和喷气头,所述连接座的内部设有限位座,所述限位座上设有与布气子管连通设置的送气通道,所述喷气头与连接座螺纹连接,所述喷气头的内部设有与送气通道连通设置的排气通道,所述喷气头上设有与排气通道连接的喷嘴。
作为本发明的一种优选技术方案,所述限位座设有密封圈,所述连接座与喷气头之间通过密封圈密封连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述喷气头上喷嘴上下对称设置有两个,所述喷嘴为倾斜设置。
作为本发明的一种优选技术方案,所述鼓风机的进风口上连接有空气过滤器。
本发明还提供一种二氧化硅加工用干燥设备的使用方法,包括以下步骤:
S1、启动鼓风机鼓风,通过蒸汽加热器和电加热器的蒸汽加热以及电加热的组合加热方式使气体在热气输送管内快速流动过程中加热升温;
S2、启动螺杆泵,通过进料管将料液桶内的物料输送至雾化器内,通过雾化器将雾化后的物料喷洒至干燥筒内部。
S3、经所述步骤S加热后的气体管道输送至对流干燥装置的布气管内,继而通过布气子管输送至各对流喷气组件的喷气头内,热气在布气子管内输送的过程中,通过辅热装置内的感温段实时监测热气温度,当热气温度满足PLC控制器内设阈值时电加热管套件内的加热管不工作,当热气温度小于PLC控制器内设阈值时,通过PLC控制器控制电加热管套件内的电加热管对热气进行加热升温,加热升温后的热气经喷嘴喷出,对喷洒至干燥筒内部的物料进行对流传热干燥,使被干燥物料的水分蒸发,干燥后的物料经电动下料器完成下料;
S4、启动引风机,部分混合有被干燥物料的混合气体经排气管道输送至旋风分离器内,启动返粉风机,将经旋风分离器分离后的干燥物料通过返粉管道回送至干燥筒内,旋风分离器内夹杂有粉尘的废气通过连接管道输送至脉冲布袋除尘器,完成除尘后通过引风机排气口排出。
作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤S4中,通过湿度传感器实时监测被干燥物料的湿度,当被干燥物料的湿度满足PLC控制器内设阈值时,设备正常运行,当被干燥物料的湿度大于PLC控制器内设阈值时,加大电加热管套件内的加热管功率,提高经布气子管输送的热空气温度。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法,具备以下有益效果:
1、该二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法,摒弃传统的喷雾干燥设备顶部进气的方式,采用对流干燥装置进行规律布气,在干燥筒内形成多个对流通道,能够延长被干燥物料与热空气在筒内的接触时间,物料沿对流通道做规律运动,使被干燥物料与热空气充分接触进行热交换,以达到快速蒸发被干燥物料内水分的目的,极大程度上提高了干燥效率。
2、该二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法,通过在布气子管上增设辅热装置,能够实时监测送入管道内的热空气温度,当热空气温度小于PLC控制器内设阈值时,通过辅热装置对进入连接筒内的热空气进行加热升温,以补充空气的热量,有效提高热效率及干燥速率。
3、该二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法,利用返粉风机将通过旋风分离器分离出来的干燥物料回送至干燥筒内,使用更为方便,同时,能够通过湿度传感器实时监测被干燥物料的湿度,当被干燥物料的湿度大于PLC控制器内设阈值时,加大电加热管套件内的加热管功率,提高经布气子管输送的热空气温度,满足干燥设备的智能化控制要求,使用更为方便。
4、该二氧化硅加工用干燥设备及其使用方法,对流干燥装置模块化结构设计并与干燥筒筒体之间采用搭接的连接方式,在清洗干燥筒时,能够快速取出对流干燥装置,使筒体清洁更为方便,满足对多品种生产及要求洁净的物料干燥需求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中对流干燥装置的结构示意图;
图3为本发明中对流喷气组件的结构示意图;
图4为本发明中对流喷气组件的内部结构示意图;
图5为本发明中对流喷气组件的分解图;
图6为本发明中辅热装置的结构示意图。
图中:1、进料机构;101、进料管;102、螺杆泵;103、雾化器;2、干燥筒;3、热气输送管;4、鼓风机;5、蒸汽加热器;6、电加热器;7、对流干燥装置;701、固定架;702、布气管;703、对流喷气组件;7031、连接座;7032、喷气头;7033、限位座;7034、送气通道;7035、喷嘴;7036、密封圈;704、布气子管;705、辅热装置;7051、连接筒;7052、感温段;7053、加热段;7054、感温元件;7055、电加热管套件;8、对流通道;9、排气管道;10、旋风分离器;11、湿度传感器;12、返粉风机;13、返粉管道;14、引风机;15、脉冲布袋除尘器;16、空气过滤器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-6,本发明提供以下技术方案:一种二氧化硅加工用干燥设备,包括进料机构1、干燥筒2、热气输送管3、鼓风机4、蒸汽加热器5、电加热器6、对流干燥装置7和PLC控制器,其中,进料机构1是由进料管101、螺杆泵102和雾化器103组成,雾化器103嵌装于干燥筒2的顶端进料口上,进料管101的一端与料液桶出料口连接,进料管101的另一端与雾化器103连接,螺杆泵102串联于进料管101上,对流干燥装置7安装于干燥筒2内部,对流干燥装置7包括固定架701、布气管702和对流喷气组件703,布气管702通过支架固定于固定架701的顶端,鼓风机4通过热气输送管3与布气管702连通,蒸汽加热器5和电加热器6依次串联于热气输送管3上,蒸汽加热器5和电加热器6分别用于对经热气输送管3输送的气体进行蒸汽加热以及电加热升温,对流喷气组件703沿干燥筒2内壁圆周均布于固定架701上,鼓风机4通过热气输送管3与布气管702连接,布气管702通过布气子管704与对流喷气组件703连接,对流喷气组件703用于对物料进行对流传热干燥,经对流喷气组件703喷出的热气在干燥筒2内形成对流通道8,布气子管704上串联有辅热装置705,辅热装置705包括连接筒7051,连接筒7051的内部设有感温段7052和加热段7053,连接筒7051上嵌装有用于感温段7052热气温度监测的感温元件7054,感温元件7054与PLC控制器电性连接,加热段7053的内部设有用于热气加热升温的电加热管套件7055,干燥筒2的下部连接有排气管道9,排气管道9远离干燥筒2的一端连接有旋风分离器10,排气管道9上设有湿度传感器11,湿度传感器11与PLC控制器电性连接,旋风分离器10的底端出料口管道连接有返粉风机12,返粉风机12的排料口通过返粉管道13与干燥筒2的顶端进料口连通,旋风分离器10的顶端排气口管道连接有引风机14,旋风分离器10与引风机14的连接管道上设有脉冲布袋除尘器15。
具体的,干燥筒2是由筒体和顶盖组成,顶盖密封紧压于筒体上,雾化器103嵌装于顶盖上,固定架701的顶端设有与筒体顶端搭接的外延伸搭接端,筒体的底端设有电动下料器。
本实施例中,实际应用中,筒体和顶盖之间应采用可拆卸连接方式,利于在清洗干燥筒2时,将对流干燥装置7取出,便于清洗。
具体的,对流喷气组件703上下间距设置有两排。
本实施例中,两排对流喷气组件703的设置能够使待干燥物料的干燥效果更佳,效率更高。
具体的,对流喷气组件703包括连接座7031和喷气头7032,连接座7031的内部设有限位座7033,限位座7033上设有与布气子管704连通设置的送气通道7034,喷气头7032与连接座7031螺纹连接,喷气头7032的内部设有与送气通道7034连通设置的排气通道,喷气头7032上设有与排气通道连接的喷嘴7035。
本实施例中,使用时,由布气子管704向送气通道7034输送热空气,热空气经送气通道7034进入排气通道内,后通过喷嘴7035喷出,对喷雾处理的待干燥物料进行干燥。
具体的,限位座7033设有密封圈7036,连接座7031与喷气头7032之间通过密封圈7036密封连接。
本实施例中,密封圈7036的设置能够提高连接座7031与喷气头7032之间连接的密封性,密封效果更佳。
具体的,喷气头7032上喷嘴7035上下对称设置有两个,喷嘴7035为倾斜设置。
本实施例中,各喷气头7032上喷嘴7035设置有两个,如图1和图2所示,使两排对流喷气组件703之间相互配合形成四个对流通道8,使干燥效率更高,效果更好。
具体的,鼓风机4的进风口上连接有空气过滤器16。
本实施例中,空气过滤器16的设置能够避免空气中的杂质通过热气输送管3、布气管702、布气子管704以及对流喷气组件703进入干燥筒2内部,而导致被干燥物料受到杂质污染,影响被干燥物料的成品质量。
本发明还提供一种二氧化硅加工用干燥设备的使用方法,包括以下步骤:
S1、启动鼓风机4鼓风,通过蒸汽加热器5和电加热器6的蒸汽加热以及电加热的组合加热方式使气体在热气输送管3内快速流动过程中加热升温;
S2、启动螺杆泵102,通过进料管101将料液桶内的物料输送至雾化器103内,通过雾化器103将雾化后的物料喷洒至干燥筒2内部。
S3、经步骤S1加热后的气体管道输送至对流干燥装置7的布气管702内,继而通过布气子管704输送至各对流喷气组件703的喷气头7032内,热气在布气子管704内输送的过程中,通过辅热装置705内的感温段7052实时监测热气温度,当热气温度满足PLC控制器内设阈值时电加热管套件7055内的加热管不工作,当热气温度小于PLC控制器内设阈值时,通过PLC控制器控制电加热管套件7055内的电加热管对热气进行加热升温,加热升温后的热气经喷嘴7035喷出,对喷洒至干燥筒2内部的物料进行对流传热干燥,使被干燥物料的水分蒸发,干燥后的物料经电动下料器完成下料;
S4、启动引风机14,部分混合有被干燥物料的混合气体经排气管道9输送至旋风分离器10内,启动返粉风机12,将经旋风分离器10分离后的干燥物料通过返粉管道13回送至干燥筒2内,旋风分离器10内夹杂有粉尘的废气通过连接管道输送至脉冲布袋除尘器15,完成除尘后通过引风机14排气口排出。
具体的,步骤S4中,通过湿度传感器11实时监测被干燥物料的湿度,当被干燥物料的湿度满足PLC控制器内设阈值时,设备正常运行,当被干燥物料的湿度大于PLC控制器内设阈值时,加大电加热管套件7055内的加热管功率,提高经布气子管704输送的热空气温度。
本实施例中,湿度传感器11采用型号为HIH3605或HIH3610的线性电压输出式集成湿度传感器,HIH3605和HIH3610均为典型的线性电压输出式集成湿度传感器产品,其采用恒压供电,内置放大电路,能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号,具有响应速度快,重复性好,抗污染能力强的特点。
本实施方案中,本设备摒弃传统的喷雾干燥设备顶部进气的方式,采用对流干燥装置7规律布气,在干燥筒2内形成多个对流通道8,能够延长被干燥物料与热空气在筒内的接触时间,物料沿对流通道8做规律运动,使被干燥物料与热空气充分接触进行热交换,以达到快速蒸发被干燥物料内水分的目的;通过在布气子管704上增设辅热装置705,能够实时监测送入管道内的热空气温度,当热空气温度小于PLC控制器内设阈值时,通过辅热装置705对进入连接筒7051内的热空气进行加热升温,以补充空气的热量,提高热效率及干燥速率;利用返粉风机12将通过旋风分离器10分离出来的干燥物料回送至干燥筒2内,使用更为方便,同时,能够通过湿度传感器11实时监测被干燥物料的湿度,当被干燥物料的湿度大于PLC控制器内设阈值时,加大电加热管套件7055内的加热管功率,提高经布气子管704输送的热空气温度,满足干燥设备的智能化控制要求,使用更为方便。
在本发明的另一方面,对流干燥装置7模块化结构设计并与干燥筒2筒体之间采用搭接的连接方式,在清洗干燥筒2时,能够快速取出对流干燥装置7,使筒体清洁更为方便,满足对多品种生产及要求洁净的物料干燥需求。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种二氧化硅加工用干燥设备,其特征在于:包括进料机构(1)、干燥筒(2)、热气输送管(3)、鼓风机(4)、蒸汽加热器(5)、电加热器(6)、对流干燥装置(7)和PLC控制器,其中,所述进料机构(1)是由进料管(101)、螺杆泵(102)和雾化器(103)组成,所述雾化器(103)嵌装于干燥筒(2)的顶端进料口上,所述进料管(101)的一端与料液桶出料口连接,所述进料管(101)的另一端与雾化器(103)连接,所述螺杆泵(102)串联于进料管(101)上,所述对流干燥装置(7)安装于干燥筒(2)内部,所述对流干燥装置(7)包括固定架(701)、布气管(702)和对流喷气组件(703),所述布气管(702)通过支架固定于固定架(701)的顶端,所述鼓风机(4)通过热气输送管(3)与布气管(702)连通,所述蒸汽加热器(5)和电加热器(6)依次串联于热气输送管(3)上,所述蒸汽加热器(5)和电加热器(6)分别用于对经热气输送管(3)输送的气体进行蒸汽加热以及电加热升温,所述对流喷气组件(703)沿干燥筒(2)内壁圆周均布于固定架(701)上,所述鼓风机(4)通过热气输送管(3)与布气管(702)连接,所述布气管(702)通过布气子管(704)与对流喷气组件(703)连接,所述对流喷气组件(703)用于对物料进行对流传热干燥,经对流喷气组件(703)喷出的热气在干燥筒(2)内形成对流通道(8),所述布气子管(704)上串联有辅热装置(705),所述辅热装置(705)包括连接筒(7051),所述连接筒(7051)的内部设有感温段(7052)和加热段(7053),所述连接筒(7051)上嵌装有用于感温段(7052)热气温度监测的感温元件(7054),所述感温元件(7054)与PLC控制器电性连接,所述加热段(7053)的内部设有用于热气加热升温的电加热管套件(7055),所述干燥筒(2)的下部连接有排气管道(9),所述排气管道(9)远离干燥筒(2)的一端连接有旋风分离器(10),所述排气管道(9)上设有湿度传感器(11),所述湿度传感器(11)与PLC控制器电性连接,所述旋风分离器(10)的底端出料口管道连接有返粉风机(12),所述返粉风机(12)的排料口通过返粉管道(13)与干燥筒(2)的顶端进料口连通,所述旋风分离器(10)的顶端排气口管道连接有引风机(14),所述旋风分离器(10)与引风机(14)的连接管道上设有脉冲布袋除尘器(15)。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅加工用干燥设备,其特征在于:所述干燥筒(2)是由筒体和顶盖组成,顶盖密封紧压于筒体上,所述雾化器(103)嵌装于顶盖上,所述固定架(701)的顶端设有与筒体顶端搭接的外延伸搭接端,筒体的底端设有电动下料器。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅加工用干燥设备,其特征在于:所述对流喷气组件(703)上下间距设置有两排。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅加工用干燥设备,其特征在于:所述对流喷气组件(703)包括连接座(7031)和喷气头(7032),所述连接座(7031)的内部设有限位座(7033),所述限位座(7033)上设有与布气子管(704)连通设置的送气通道(7034),所述喷气头(7032)与连接座(7031)螺纹连接,所述喷气头(7032)的内部设有与送气通道(7034)连通设置的排气通道,所述喷气头(7032)上设有与排气通道连接的喷嘴(7035)。
5.根据权利要求4所述的一种二氧化硅加工用干燥设备,其特征在于:所述限位座(7033)设有密封圈(7036),所述连接座(7031)与喷气头(7032)之间通过密封圈(7036)密封连接。
6.根据权利要求4所述的一种二氧化硅加工用干燥设备,其特征在于:所述喷气头(7032)上喷嘴(7035)上下对称设置有两个,所述喷嘴(7035)为倾斜设置。
7.根据权利要求1所述的一种二氧化硅加工用干燥设备,其特征在于:所述鼓风机(4)的进风口上连接有空气过滤器(16)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种二氧化硅加工用干燥设备的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、启动鼓风机(4)鼓风,通过蒸汽加热器(5)和电加热器(6)的蒸汽加热以及电加热的组合加热方式使气体在热气输送管(3)内快速流动过程中加热升温;
S2、启动螺杆泵(102),通过进料管(101)将料液桶内的物料输送至雾化器(103)内,通过雾化器(103)将雾化后的物料喷洒至干燥筒(2)内部。
S3、经所述步骤S1加热后的气体管道输送至对流干燥装置(7)的布气管(702)内,继而通过布气子管(704)输送至各对流喷气组件(703)的喷气头(7032)内,热气在布气子管(704)内输送的过程中,通过辅热装置(705)内的感温段(7052)实时监测热气温度,当热气温度满足PLC控制器内设阈值时电加热管套件(7055)内的加热管不工作,当热气温度小于PLC控制器内设阈值时,通过PLC控制器控制电加热管套件(7055)内的电加热管对热气进行加热升温,加热升温后的热气经喷嘴(7035)喷出,对喷洒至干燥筒(2)内部的物料进行对流传热干燥,使被干燥物料的水分蒸发,干燥后的物料经电动下料器完成下料;
S4、启动引风机(14),部分混合有被干燥物料的混合气体经排气管道(9)输送至旋风分离器(10)内,启动返粉风机(12),将经旋风分离器(10)分离后的干燥物料通过返粉管道(13)回送至干燥筒(2)内,旋风分离器(10)内夹杂有粉尘的废气通过连接管道输送至脉冲布袋除尘器(15),完成除尘后通过引风机(14)排气口排出。
9.根据权利要求8所述的一种二氧化硅加工用干燥设备的使用方法,其特征在于:所述步骤S4中,通过湿度传感器(11)实时监测被干燥物料的湿度,当被干燥物料的湿度满足PLC控制器内设阈值时,设备正常运行,当被干燥物料的湿度大于PLC控制器内设阈值时,加大电加热管套件(7055)内的加热管功率,提高经布气子管(704)输送的热空气温度。
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