CN111649347A - 一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置 - Google Patents

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CN111649347A CN202010567382.1A CN202010567382A CN111649347A CN 111649347 A CN111649347 A CN 111649347A CN 202010567382 A CN202010567382 A CN 202010567382A CN 111649347 A CN111649347 A CN 111649347A
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袁越锦
戴航
徐英英
王栋
曹博涛
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Shaanxi University of Science and Technology
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    • F23J1/06Mechanically-operated devices, e.g. clinker pushers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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Abstract

本发明公开了一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,主要包括锅炉侧、换热侧、排渣侧三部分。锅炉侧为解耦式燃煤热风炉,提供热风的同时,特殊的倾斜炉排和热解室与炉膛分离的结构可有效降低NOx和CO排放。排渣侧采用自动化设备排渣,保证了人员作业安全。两级灰仓及内部排渣设备的设置保证了排渣的充分性,且不易堵塞。负压风机和一次调节风管与换热侧预热风机、换热器、热烟气管、冷烟气管的配合设置实现了煤渣和烟气余热充分利用。负压风机的设置还可实现设备运行不扬尘,检修时检修环境的清洁。具有环保、排渣自动化效率高、操作安全、不易堵塞、易维修、排渣充分、余热利用充分和可靠性高的特点。

Description

一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置
技术领域
本发明属于锅炉灰渣处理领域,具体涉及一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置。
背景技术
排渣装置为燃煤热风炉必不可少的组成部分。传统燃煤热风炉排渣装置主要有两种形式:一种是在锅炉底部内的灰渣累积到一定程度后,定时利用人工或气缸带动连杆及推送板进行运动,先将连杆回拉,推送板带动灰渣排出后气缸再推动连杆及推送板回到初始位置;另一种是立式灰渣处理装置,灰渣进行预处理,再通过下方灰仓排出。目前两种设备均有广泛的应用,但是在使用过程中依然存在排渣未实现自动化;需要等到灰渣累积到一定程度之后才可实现排渣,不能实现连续作业导致排渣效率低;存在机械间隙导致灰渣处理不彻底,排渣效果差;从炉膛下落灰渣温度高,人工操作排渣过程安全隐患大等问题。相关专利目前仍存在单次灰渣下落量大且无法连续排渣导致的灰仓壁易结垢,易造成排渣管道堵塞,推送板与灰仓壁卡死,连杆伸出部分与回收装置连接处卡死;维修难度大;排渣粉尘大,不环保;余热利用不充分;灰仓内传动链条易被侵蚀,导致易链条脱轨,可靠性低等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,以克服现有技术的缺陷,本发明具有环保、排渣自动化效率高、操作安全、不易堵塞、易维修、排渣充分、余热利用充分和可靠性高的特点。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,包括锅炉侧、用于排出锅炉侧产生煤渣的排渣侧,以及用于对锅炉侧烟气和排渣侧煤渣进行余热充分利用的换热侧;
所述锅炉侧为解耦式燃煤热风炉,具体包括以中隔墙隔开的炉膛和热解室两部分,炉膛上部为烟囱,炉膛中央设置有换热管,热解室和炉膛下部设有倾斜设置的炉排,热解室的外侧上部设置有加煤口,炉排下方设有进风口;
所述排渣侧包括一级灰仓、二级灰仓以及灰斗,一级灰仓和二级灰仓均由水平段和上升段组成,一级灰仓的水平段设置于解耦式燃煤热风炉下侧,且位于进风口下部,一级灰仓外部两侧设置有若干一级导轮外轮,一级灰仓内部两侧设置有与一级导轮外轮配合的一级导轮内轮,一级导轮内轮上设置有输送带;二级灰仓设置于一级灰仓的正下方,二级灰仓外部两侧设置有若干二级导轮外轮,二级灰仓内部两侧设置有与二级导轮外轮配合的二级导轮内轮,两侧的二级导轮内轮均连接至牵引履带,两侧牵引履带的顶部之间及底部之间均连接有排渣杆,一级灰仓的最后一组一级导轮内轮的外侧连接有引导板,灰斗设置于一级灰仓和二级灰仓上升段的尾部,且引导板的外沿对准灰斗内侧;
所述换热侧包括设置在灰斗上部的负压风机,所述负压风机用于在一级灰仓和二级灰仓内形成一次调节风,负压风机上连接有用于将一次调节风送入换热器的一次调节风管,烟囱的侧面通过热烟气管连接至换热器,热烟气经与一次调节风换热后通过预热风机及连接在预热风机上的冷烟气管连接到烟囱的侧面,且冷烟气管与烟囱的连接口高于热烟气管与烟囱的连接口,一次调节风经与热烟气换热后通过管道及管道末端的一次调节风口连接在热解室的侧壁上,且一次调节风口的位置高于炉排,炉膛的外壁上设置有二次调节风口,且二次调节风口的位置位于换热管下侧。
进一步地,两侧牵引履带的顶部和底部均设置有固定环,排渣杆的两端也设置有固定环,牵引履带上的固定环和排渣杆上的固定环通过卡子相连。
进一步地,所述排渣杆由两块呈直角的板构成。
进一步地,二级灰仓的两侧内壁之间设置有限制杆,限制杆位于排渣杆上侧。
进一步地,灰斗下端为漏斗形导流板,引导板外端延伸于导流板外缘内侧上方,导流板内缘下部设置排渣口。
进一步地,一级灰仓和二级灰仓两侧外壁的中间均布有若干检修人孔门,且从水平段第三组导轮开始每两组导轮之间设置一组检修人孔门,检修人孔门由铰链固定于一级灰仓和二级灰仓两侧外壁上,且通过旋转曲柄把手实现打开和关闭。
进一步地,一级灰仓和和二级灰仓水平段的自由端均设置有人孔门,一级灰仓和二级灰仓上的两组人孔门分别通过铰链与一级灰仓和二级灰仓两侧外壁相连,每组人孔门的一侧上部和另一侧中部均设置有曲柄把手,通过旋转每组人孔门一侧上部的曲柄把手和该组另一侧中部的曲柄把手能够实现人孔门的开启和关闭。
进一步地,每组人孔门上设置有两个观察窗,且两个观察窗设置于每组人孔门两侧的中上部。
进一步地,一级灰仓的第一组和第二组一级导轮外轮之间以及二级灰仓的第一组和第二组二级导轮外轮之间均设置有脱离装置。
进一步地,二级灰仓的外壁上设置有控制箱,所述控制箱能够控制输送带及牵引履带启停,以及控制脱离装置带动第一组内导轮和外导轮向第二组内导轮和外导轮方向运动,分别使输送带和一级内导轮脱开或使牵引履带和二级内导轮脱开。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明具有环保、排渣自动化效率高、操作安全、不易堵塞、易维修、排渣充分、余热利用充分和可靠性高的特点。负压风机可以在一级灰仓以及二级灰仓内形成负压气流(即一次调节风),在解决了常压下灰仓易向装置外扬尘问题的同时,一次调节风可以有效与一级灰仓和二级灰仓内的灰渣进行换热。煤渣被负压气流冷却,在减小了设备运行负担且提高了安全性的同时,一次调节风被煤渣热量预热,提高了进入换热器时的初始温度,加之换热器的设置充分利用烟气余热,实现了对一次调节风的二次预热,经过两次预热的一次调节风最后通过管导通入热解室炉排上方,同时实现了锅炉效率的提高、减小耗煤量、热解室增氧、设备环保运行和煤渣的余热利用。利用控制箱对两级灰仓以及电动导轮的控制实现了排渣的自动化,保证了操作人员的安全,避免因高温煤渣落下造成的烫伤砸伤。两级排渣装置的设置保证了排渣的充分性。牵引履带的设置克服了传统链条排渣设备易被夹带灰尘的气流侵蚀而导致链条脱轨设备停运的问题,提高了灰仓内设备在灰尘和风侵蚀环境下运行的可靠性。
进一步地,人孔门、检修人孔门、脱离装置的设置方便了检修人员对设备进行观察和检修。
进一步地,限制杆的设置避免了局部灰渣高度过高而造成的灰仓堵塞问题。
附图说明
图1为本装置结构示意图。
图2为人孔门打开状态示意图。
图3为人孔门关闭状态示意图。
图4为排渣杆的外观结构图。
图5为卡子外观结构示意图。
其中,1、烟囱;2、炉膛;3、热解室;4、加煤口;5、换热管;6、二次调节风口;7、炉排;8、进风口;9、一级灰仓;10、观察窗;11、人孔门;12、二级灰仓;13、脱离装置;14、一级导轮外轮;15、检修人孔门;16、二级导轮外轮;17、牵引履带;18、排渣口;19、灰斗;20、引导板;21、输送带;22、负压风机;23、一次调节风管;24、换热器;25、一次调节风口;26、热烟气管;27、冷烟气管;28、预热风机;29、限制杆;30、曲柄把手;31、铰链;32、固定环;33、二级导轮内轮;34、一级导轮内轮;35、控制箱;36、导流板;37、排渣杆;38、卡子;39、中隔墙。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述:
参见图1-图5,一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,包括锅炉侧,预热侧,排渣侧。其中锅炉侧包括烟囱1,炉膛2,换热管5,二次调节风口6,炉排7,一次调节风口25,加煤口4,热解室3,进风口8,中隔墙39。预热侧包括负压风机22,预热风机28,一次调节风管23,换热器24,热烟气管26,冷烟气管27。排渣侧包括一级导轮外轮14,一级导轮内轮34,钢带21、二级导轮外轮16,二级导轮内轮33,牵引履带17,排渣杆37、限制杆29,人孔门11,观察窗10,检修人孔门15,灰斗19,排渣口18,引导板20,一级灰仓9,二级灰仓12、脱离装置13、曲柄把手30、铰链31、导流板36、控制箱35,固定环32,卡子38。
所述的锅炉侧包含以中隔墙39隔开的炉膛2和热解室3两部分,炉膛2上部为烟囱1,炉膛2中央设置有换热管5,换热管5下部设有二次调节风口6,热解室3外侧上部设有加煤口4,热解室3和炉膛2下部设有一定倾斜角度的炉排7,一次调节风口25设置于热解室3内炉排7的上方,炉排7下方设有进风口8。
所述的排渣测由一级灰仓9、二级灰仓12和灰斗19组成。一级灰仓9由水平段和上升段组成,水平段设置于进风口8下部,一级导轮外轮14设置于一级灰仓9外部两侧的下部,一级导轮内轮34嵌于一级灰仓9内,输送带21设置于一级导轮内轮34上,一级灰仓9的引导板20设置于最后一组一级导轮内轮34的外侧。控制箱35位于二级灰仓9外侧
所述的二级灰仓12设置于一级灰仓9的正下方,二级导轮外轮16设置于二级灰仓12外部两侧的下部,二级导轮内轮33嵌于二级灰仓12内,牵引履带17设置于二级导轮内轮33上,排渣杆37由牵引履带17上和排渣杆37两端的固定环32牵引随牵引履带17活动,牵引履带17上的固定环32与排渣杆37两端固定环32均为焊接固定,且牵引履带17上的固定环32与排渣杆37两端固定环32通过卡子38连接,限制杆29设置于二级灰仓12中部,且与二级灰仓12两侧内壁相连。
灰斗19设置于一级灰仓9和二级灰仓12上升段的尾部,灰斗19下端为漏斗形导流板36,引导板20外端延伸于导流板36外缘内侧上方,导流板36内缘下部设置排渣口18。
检修人孔门15位于一级灰仓9和二级灰仓12两侧外壁中间,从水平段外侧第三组导轮开始每两组导轮之间设置一组检修人孔门15,检修人孔门15由铰链31固定于一级灰仓9和二级灰仓12两侧外壁上,可通过旋转曲柄把手30实现打开和关闭。
两组人孔门11设置于一级灰仓9和和二级灰仓12水平段外侧端部,一级灰仓9和二级灰仓12的两组人孔门11分别通过铰链31与一级灰仓9和二级灰仓12两侧外壁相连,通过旋转每组人孔门11一侧上部的曲柄把手30和该组另一侧中部的曲柄把手30可分别实现两组人孔门11的开启和关闭。观察窗10共四个,每组人孔门11各两个,设置于每组人孔门11两侧的中上部。
所述的负压风机22设置于灰斗19上方,一次调节风管23与灰斗19上部相通,一次调节风在排渣侧和锅炉侧外部的换热器24内被烟气预热后通过一次调节风口25进入炉排7上方。热烟气通过热烟气管26从烟囱1进入换热器24,通过冷烟气管27重新排入烟囱1,烟囱1内热烟气管26开口设置在冷烟气管27下方。预热风机28设置于灰斗19上方引导热烟气管26和冷烟气管27内烟气流动。换热器24内来自一次调节风管23的一次调节风和来自热烟气管26的热烟气为逆向对流布置
所述脱离装置13共两组,第一组脱离装置13连接一级灰仓9的第一组和第二组一级导轮内轮34和一级导轮外轮14,第二组脱离装置13连接二级灰仓12的第一组和第二组二级导轮内轮33和二级导轮外轮16。
本发明的工作原理如下:
煤通过加煤口4掉入炉排7中燃烧,新鲜空气通过进风口8吹入锅炉侧炉排7中,由于炉排7一定的角度,空气从下方倾斜炉排7处进入炉内后,首先与炉排7上的高温半焦和气体可燃物燃烧,剩余小部分空气与大部分的燃烧烟气由于中隔墙39的阻挡和炉膛2上方烟囱1的负压作用下一起先沿中隔墙39和热解室3内壁面进入热解室2上部空间,然后沿热解室3另一侧内壁面穿过热解室3下方炉排7中的半焦层进入炉膛2,在热解室3内形成了逆时针涡状循环还原性气氛,随后该区域的所有反应气体在烟囱1的负压作用下穿过炉排7的高温半焦层,并进入炉膛2的高温燃烧区燃烧加热换热管5内的冷空气后从烟囱1排出。NOx拥有足够的空间和时间被还原,降低了NOx排放浓度,CO在穿过底部高温半焦层后可充分燃烧,有效地降低CO的排放浓度。
燃烧后的煤渣落入一级灰仓9的输送带21上,一级灰仓9两侧的外侧底部的一级导轮外轮14通过电力驱动,带动一级导轮内轮34运动,一级导轮内轮34带动输送带21逆时针运动。未被输送带21收集的煤渣继续向下落入二级灰仓12底部,二级灰仓12两侧底部的由电力驱动的二级导轮外轮16带动二级导轮内轮33顺时针转动,设置于二级导轮上的牵引履带17随二级导轮内轮33顺时针转动,排渣杆37通过排渣杆37两端和牵引履带17上的固定环32固定在牵引履带17上,随牵引履带17顺时针运动。一级灰仓内的煤渣经过一级灰仓9的水平段和上升段,通过引导板20掉入灰斗19,二级灰仓12内的煤渣经过二级灰仓12的水平段和上升段由排渣杆37带动通过最后一组二级导轮后直接落入灰斗19,煤渣通过灰斗19的导流板36引导经排渣口18排出。限制杆29可限制二级灰仓12内煤渣的高度处在平均高度,避免煤渣局部堆积高度过高。
负压风机22用于在一级灰仓9和二级灰仓12内形成一次调节风,一次调节风在经过排渣侧水平段及上升段时与煤渣进行换热,并携少量煤灰在换热器24内被再次预热后通过一次调节风口25进入炉排7上方的热解室3内,为炉排7上的煤燃烧和热解室3中的一氧化碳转化为二氧化碳补充氧气,一次调节风携带的少量未燃尽的煤灰重新进入锅炉燃烧。热烟气在预热风机28的驱动下通过热烟气管26进入换热器24对一次调节风进行预热后通过冷烟气管27排入烟囱1,热烟气管26在烟囱1上的开口位于冷烟气管27下方。
当仅需观察设备运行状况,可通过人孔门11上的四个观察窗10或转动曲柄把手30打开检修人孔门15观察设备运行状况。当需对设备进行检修,可按动控制箱35内的一级灰仓9停止按钮或二级灰仓12停止按钮,停止一级外导轮或二级外导轮转动,然后按动控制箱35中的输送带21脱离按钮或牵引履带17脱离按钮,控制一级灰仓9或者二级灰仓12的脱离装置13带动第一组内导轮和外导轮向第二组内导轮和外导轮方向运动,分别使输送带21和一级内导轮脱开或牵引履带17和二级内导轮脱开,转动一级灰仓9或二级灰仓12人孔门11上的曲柄把手30可打开一级灰仓9或者二级灰仓12的人孔门11,进行输送带21或牵引履带17的更换,更换完毕之后按动控制箱35中的输送带21连接按钮或者牵引履带17连接按钮,控制脱离装置13带动第一组内导轮和外导轮向第二组内导轮和外导轮反方向运动,张紧输送带21或牵引履带17,然后按动控制箱35内一级灰仓9运行按钮或二级灰仓12运行按钮恢复一级导轮或二级导轮运转;负压风机22在一级灰仓9和二级灰仓12内形成的负压气流可保持检修环境灰尘不外扬;若需对排渣杆37进行更换,可按动控制箱35内二级灰仓12停止按钮停止二级外导轮转动,然后按动控制箱35中牵引履带17脱离按钮,控制二级灰仓12的脱离装置13带动第一组内导轮和外导轮向第二组内导轮和外导轮方向运动,使牵引履带17与内导轮脱开后,松开牵引履带17上固定环32与排渣杆37两侧固定环32之间的卡子38,即可卸下排渣杆37进行排渣杆37的更换;当需对一级导轮或二级导轮进行检修,可按动控制箱35内相一级灰仓9停止按钮或二级灰仓12停止按钮,再按动相应的脱离按钮使输送带21或牵引履带17与一级内导轮或二级内导轮脱开,转动相应检修人孔门15上的曲柄把手30打开检修人孔门15进行检修,检修完毕后按动控制箱35中的输送带21连接按钮或者牵引履带17连接按钮,控制脱离装置13带动第一组内导轮和外导轮向第二组内导轮和外导轮反方向运动,张紧输送带21或牵引履带17,然后按动控制箱35内一级灰仓9运行按钮或二级灰仓12运行按钮恢复一级导轮或二级导轮运转。

Claims (10)

1.一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,包括锅炉侧、用于排出锅炉侧产生煤渣的排渣侧,以及用于对锅炉侧烟气和排渣侧煤渣进行余热充分利用的换热侧;
所述锅炉侧为解耦式燃煤热风炉,具体包括以中隔墙(39)隔开的炉膛(2)和热解室(3)两部分,炉膛(2)上部为烟囱(1),炉膛(2)中央设置有换热管(5),热解室(3)和炉膛(2)下部设有倾斜设置的炉排(7),热解室(3)的外侧上部设置有加煤口(4),炉排(7)下方设有进风口(8);
所述排渣侧包括一级灰仓(9)、二级灰仓(12)以及灰斗(19),一级灰仓(9)和二级灰仓(12)均由水平段和上升段组成,一级灰仓(9)的水平段设置于解耦式燃煤热风炉下侧,且位于进风口(8)下部,一级灰仓(9)外部两侧设置有若干一级导轮外轮(14),一级灰仓(9)内部两侧设置有与一级导轮外轮(14)配合的一级导轮内轮(34),一级导轮内轮(34)上设置有输送带(21);二级灰仓(12)设置于一级灰仓(9)的正下方,二级灰仓(12)外部两侧设置有若干二级导轮外轮(16),二级灰仓(12)内部两侧设置有与二级导轮外轮(16)配合的二级导轮内轮(33),两侧的二级导轮内轮(33)均连接至牵引履带(17),两侧牵引履带(17)的顶部之间及底部之间均连接有排渣杆(37),一级灰仓(9)的最后一组一级导轮内轮(34)的外侧连接有引导板(20),灰斗(19)设置于一级灰仓(9)和二级灰仓(12)上升段的尾部,且引导板(20)的外沿对准灰斗(19)内侧;
所述换热侧包括设置在灰斗(19)上部的负压风机(22),所述负压风机(22)用于在一级灰仓(9)和二级灰仓(12)内形成一次调节风,负压风机(22)上连接有用于将一次调节风送入换热器(24)的一次调节风管,烟囱(1)的侧面通过热烟气管(26)连接至换热器(24),热烟气经与一次调节风换热后通过预热风机(28)及连接在预热风机(28)上的冷烟气管(27)连接到烟囱(1)的侧面,且冷烟气管(27)与烟囱(1)的连接口高于热烟气管(26)与烟囱(1)的连接口,一次调节风经与热烟气换热后通过管道及管道末端的一次调节风口(25)连接在热解室(2)的侧壁上,且一次调节风口(25)的位置高于炉排(7),炉膛(2)的外壁上设置有二次调节风口(25),且二次调节风口(25)的位置位于换热管(5)下侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,两侧牵引履带(17)的顶部和底部均设置有固定环(32),排渣杆(37)的两端也设置有固定环(32),牵引履带(17)上的固定环(32)和排渣杆(37)上的固定环(32)通过卡子(38)相连。
3.根据权利要求2所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,所述排渣杆(37)由两块呈直角的板构成。
4.根据权利要求1所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,二级灰仓(12)的两侧内壁之间设置有限制杆(29),限制杆(29)位于排渣杆(37)上侧。
5.根据权利要求1所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,灰斗(19)下端为漏斗形导流板(36),引导板(20)外端延伸于导流板(36)外缘内侧上方,导流板(36)内缘下部设置排渣口(18)。
6.根据权利要求1所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,一级灰仓(9)和二级灰仓(12)两侧外壁的中间均布有若干检修人孔门(15),且从水平段第三组导轮开始每两组导轮之间设置一组检修人孔门(15),检修人孔门(15)由铰链(31)固定于一级灰仓(9)和二级灰仓(12)两侧外壁上,且通过旋转曲柄把手(30)实现打开和关闭。
7.根据权利要求1所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,一级灰仓(9)和和二级灰仓(12)水平段的自由端均设置有人孔门(11),一级灰仓(9)和二级灰仓(12)上的两组人孔门(11)分别通过铰链(31)与一级灰仓(9)和二级灰仓(12)两侧外壁相连,每组人孔门(11)的一侧上部和另一侧中部均设置有曲柄把手(30),通过旋转每组人孔门(11)一侧上部的曲柄把手(30)和该组另一侧中部的曲柄把手(30)能够实现人孔门(11)的开启和关闭。
8.根据权利要求1所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,每组人孔门(11)上设置有两个观察窗(10),且两个观察窗(10)设置于每组人孔门(11)两侧的中上部。
9.根据权利要求1所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,一级灰仓(9)的第一组和第二组一级导轮外轮(14)之间以及二级灰仓(12)的第一组和第二组二级导轮外轮(16)之间均设置有脱离装置(13)。
10.根据权利要求9所述的一种用于解耦燃煤热风炉的环保自动排渣装置,其特征在于,二级灰仓(12)的外壁上设置有控制箱(35),所述控制箱(35)能够控制输送带(21)及牵引履带(17)启停,以及控制脱离装置(13)带动第一组内导轮和外导轮向第二组内导轮和外导轮方向运动,分别使输送带(21)和一级内导轮脱开或使牵引履带(17)和二级内导轮脱开。
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