CN111756301B - 变频器的控制装置及柱塞泵 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种变频器的控制装置及柱塞泵，属于电力工程领域。该控制装置包括：上电控制模块以及液位检测模块。上电控制模块的第一输入端、第二输入端和第三输入端分别与外接的三相电源连接，上电控制模块的第四输入端与变频器的第一输出端连接，上电控制模块的第五输入端与三相电源中的一相连接，上电控制模块的第六输入端与三相电源中的另一相连接，液位检测模块串联在变频器的第四输入端与上电控制模块的第二输出端之间，用于在检测到液位大于参考液位时使变频器的电机控制端失电。通过本申请提供的变频器的控制装置及柱塞泵，可以解决泵杆依然不停的抽取液体，导致泵房中的设备被液体浸泡的问题。
Description
技术领域
本申请涉及电力工程领域，特别涉及一种变频器的控制装置及柱塞泵。
背景技术
石油开采的中后期，随着日产油量的降低，需要向地层中注入液体以保持采注平衡，进而提高日产油量。为了达到采注平衡的目的，目前，一般是通过柱塞泵向地层中注入液体的方式来实现，具体为：柱塞泵抽取液体并将液体加压后泵入地层中。然而，当柱塞泵的其中一个泵杆断裂时，其他泵杆依然不停的抽取液体，但是此时的液体并不能被柱塞泵泵入地下，而是从断裂泵杆的断裂处流进柱塞泵的箱体中，此时若不能及时被发现，继续运转的柱塞泵不仅会对柱塞泵自身造成损害，而且，越来越多的液体会外溢到泵房中，导致泵房中的设备被液体浸泡造成经济损失，甚至可能还会导致泵房中的设备出现漏电现象危及人的生命安全。
发明内容
本申请提供了一种变频器的控制装置及柱塞泵，可以解决泵房中的设备被液体浸泡的问题。所述技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种变频器的控制装置，所述控制装置包括：上电控制模块以及液位检测模块；
所述上电控制模块的第一输入端、第二输入端和第三输入端分别与外接的三相电源连接，所述上电控制模块的第四输入端与所述变频器的第一输出端连接，所述上电控制模块的第五输入端以及所述变频器的第三输出端均与所述三相电源中的一相连接，所述上电控制模块的第六输入端与所述三相电源中的另一相连接，所述上电控制模块的第一输出端与所述变频器的电机控制端连接，所述上电控制模块的第二输出端与所述变频器的公共端连接，所述上电控制模块的第三输出端与所述变频器的第一输入端连接，所述上电控制模块的第四输出端与所述变频器的第二输入端连接，所述上电控制模块的第五输出端与所述变频器的第三输入端连接；
所述液位检测模块串联在所述变频器的第四输入端与所述上电控制模块的第二输出端之间，用于在检测到液位大于参考液位时使所述变频器的电机控制端失电。
可选地，所述控制装置还包括报警模块，所述报警模块串联在所述变频器的第二输出端与所述三相电源中的所述另一相之间。
可选地，所述报警模块包括报警灯。
可选地，所述报警模块还包括蜂鸣器。
可选地，所述上电控制模块包括：第一开关、接触器线圈、接触器开关、继电器线圈、继电器开关以及第二开关，所述第一开关为常闭开关，所述第二开关为常开开关；
所述第一开关、所述第二开关、所述接触器开关以及所述继电器线圈依次串联在所述三相电源中的一相与所述三相电源中的另一相之间，所述继电器开关与所述第二开关并联，所述继电器开关的第一端与所述变频器的电机控制端连接，所述继电器开关的第二端分别与所述变频器的公共端和所述液位检测模块的输入端连接；
所述第一开关上未与所述三相电源中的一相连接的一端还与所述变频器的第三输出端连接，所述接触器线圈的第一端与所述变频器的第一输出端连接，所述接触器线圈的第二端与所述三相电源中的另一相连接。
可选地，所述上电控制模块还包括第三开关，所述第三开关为常闭开关，所述第三开关串联在所述第一开关和所述第二开关之间。
可选地，所述液位检测模块包括液位传感器。
可选地，所述变频器的第五输入端与所述三相电源中的一相连接，所述变频器的第六输入端与所述三相电源中的另一相连接。
可选地，所述控制装置还包括复位模块，所述复位模块串联在所述变频器的第七输入端与所述变频器的公共端之间。
第二方面，本申请实施例提供了一种柱塞泵，所述柱塞泵包括柱塞泵本体、与所述柱塞泵本体连接的变频器，以及上述第一方面任一所述的控制装置，所述控制装置中的液位检测模块位于所述柱塞泵本体的内腔中。
可选地，所述液位检测模块包括液位传感器以及固定架，所述液位传感器通过所述固定架固定在所述柱塞泵本体的内腔中。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少可以包括：
由于控制装置可以使得变频器的电机控制端得电，又由于液位检测模块可以使得变频器的电机控制端失电，也即是，该控制装置可以使得变频器的电机控制端得电，进而使得变频器控制电机开始转动，也可以在当检测到液位大于参考液位时使变频器的电机控制端失电，进而使得变频器控制电机停止转动。因此，当柱塞泵的其中一个泵杆断裂，液体从断裂泵杆的断裂处流进柱塞泵的箱体中到达参考液位时，控制装置便可以使得变频器的电机控制端失电，进而使得电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体，有效的避免了越来越多的液体外溢到泵房中，导致泵房中的设备被液体浸泡造成经济损失、或者危及人的生命安全的现象发生。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的第一种控制装置的电气原理图；
图2是本申请实施例提供的第二种控制装置的电气原理图；
图3是本申请实施例提供的一种报警模块的电气原理图；
图4是本申请实施例提供的第一种上电控制模块和报警模块的电气原理图；
图5是本申请实施例提供的一种控制装置的主回路的电气原理图；
图6是本申请实施例提供的第二种上电控制模块和报警模块的电气原理图；
图7是本申请实施例提供的第三种控制装置的电气原理图；
图8是本申请实施例提供的第四种控制装置的电气原理图；
图9是本申请实施例提供的第一种柱塞泵的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的第二种柱塞泵的结构示意图。
附图标记：
1：上电控制模块；2：液位检测模块；3：变频器；4：报警模块；5：复位模块；6：柱塞泵本体；
21：液位传感器；22：固定架；41：报警灯；42：蜂鸣器；
101：上电控制模块的第一输入端；102：上电控制模块的第二输入端；103：上电控制模块的第三输入端；104：上电控制模块的第四输入端；105：上电控制模块的第五输入端；106：上电控制模块的第六输入端；107：上电控制模块的第一输出端；108：上电控制模块的第二输出端；109：上电控制模块的第三输出端；110：上电控制模块的第四输出端；111：上电控制模块的第五输出端； 112：第一开关；113：接触器线圈；114：接触器开关；115：继电器线圈；116：继电器开关；117：第二开关；118：第三开关；
301：变频器的第一输出端；302：变频器的电机控制端；303：变频器的公共端；304：变频器的第一输入端；305：变频器的第二输入端；306：变频器的第三输入端；307：变频器的第四输入端；308：变频器的第二输出端；309：变频器的第三输出端；310：变频器的第五输入端；311：变频器的第六输入端； 312：变频器的第七输入端。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
图1是本申请实施例提供的一种变频器的控制装置的电气原理图。参见图1，该控制装置包括：上电控制模块1以及液位检测模块2。上电控制模块1的第一输入端101、第二输入端102和第三输入端103分别与外接的三相电源连接，上电控制模块1的第四输入端104与变频器3的第一输出端301连接，上电控制模块1的第五输入端105以及变频器(3)的第三输出端(309)分别与三相电源中的一相连接，上电控制模块1的第六输入端106与三相电源中的另一相连接，上电控制模块1的第一输出端107与变频器3的电机控制端302连接，上电控制模块1的第二输出端108与变频器3的公共端303连接，上电控制模块1 的第三输出端109与变频器3的第一输入端304连接，上电控制模块1的第四输出端110与变频器3的第二输入端305连接，上电控制模块1的第五输出端 111与变频器3的第三输入端306连接。液位检测模块2串联在变频器3的第四输入端307与上电控制模块1的第二输出端之间，用于在检测到液位大于参考液位时使变频器3的电机控制端302失电。
由于上电控制模块1的第一输入端101、第二输入端102和第三输入端103 分别与外接的三相电源连接，上电控制模块1的第三输出端109与变频器3的第一输入端304连接，上电控制模块1的第四输出端110与变频器3的第二输入端305连接，上电控制模块1的第五输出端111与变频器3的第三输入端306 连接，而变频器3的第一输入端304、变频器3的第二输入端305以及变频器3 的第三输入端306均为变频器3的电源端，因此，该控制装置可以使得变频器3 上电。又由于上电控制模块1的第四输入端104与变频器3的第一输出端301 连接，上电控制模块1的第五输入端105以及变频器3的第三输出端309均与三相电源中的一相连接，上电控制模块1的第六输入端106与三相电源中的另一相连接，上电控制模块1的第一输出端107与变频器3的电机控制端302连接，上电控制模块1的第二输出端108与变频器3的公共端303连接，也即是，电机控制端302处于上电控制模块1与变频器3之间的一个闭合回路中，因此，该控制装置可以使得变频器3的电机控制端302得电，进而使得变频器3控制电机开始转动、柱塞泵开始抽取液体。
另外，由于液位检测模块2串联在变频器3的第四输入端307与上电控制模块1的第二输出端108之间，用于在检测到液位大于参考液位时使变频器3 的电机控制端302失电，因此，液位检测模块2可以使得变频器3控制电机停止转动。也即是，变频器的控制装置可以使得变频器3的电机控制端302得电，进而使得变频器3控制电机开始转动，也可以在当检测到液位大于参考液位时使变频器3的电机控制端302失电，进而使得变频器3控制电机停止转动。因此，当柱塞泵的其中一个泵杆断裂，液体从断裂泵杆的断裂处流进柱塞泵的箱体中到达参考液位时，控制装置便可以使得变频器3的电机控制端302失电，进而使得电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体，有效的避免了越来越多的液体外溢到泵房中，导致泵房中的设备被液体浸泡造成经济损失、或者危及人的生命安全的现象发生。
其中，上电控制模块1的主要功能是使得变频器3的电机控制端302得电或者失电，进而使得变频器3控制电机开始转动或者停止转动。液位检测模块2 主要用于在检测到液位大于参考液位时使变频器3的电机控制端302失电，进而使得电机停止转动。
值的注意的是，在初始状态下，由于变频器3的第一输入端304处于闭合状态，因而上电控制模块1可以使得变频器3的电机控制端302得电。当液位检测模块2检测到液位大于参考液位时，由于变频器3的第一输入端304由闭合状态变为断开状态，因而上电控制模块1可以使得变频器3的电机控制端302 失电，进而使得电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体。
还值的注意的是，为了让该控制装置更安全，接触器开关以及外接的三相电源之间还可以串联有第四开关，当然，也可以不串联第四开关，本申请实施例对此不做具体限定。
需要说明的是，上述参考液位为人为设置的，示例性地，可以设置参考液位为10cm，那么当水底距离水面的距离大于10cm时，即大于参考液位时，液位检测模块2便可以使变频器3的电机控制端302失电，进而使得电机停止转动，使得柱塞泵停止抽取液体，当然，参考液位也可以设置为其他数值，本申请实施例对参考液位的数值不做具体限定。还需要说明的是，在本申请实施例中，三相电源中的一相以及三相电源中的另一相可以为三相电源L1，L2以及 L3三相中的任意一相，只需保证三相电源中的一相以及三相电源中的另一相不是同一相即可，本申请实施例对此也不做具体限定。
为了在电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体后，技术人员能够及时的发现异常，参见图2，该控制装置还包括报警模块4，报警模块4串联在变频器3的第二输出端308与三相电源中的另一相之间。这样，当液位检测模块2检测到液位大于参考液位，进而使得电机停止转动时，报警模块4会进行报警进而使得技术人员能够及时的发现异常。需要说明的是，报警模块4可以通过闪烁报警灯41来报警，也可以通过声音来报警，本申请实施例对报警模块4的报警方式不做具体限定。
在一种可能的实现方式中，报警模块4包括报警灯41。也即是，报警模块 4通过闪烁报警灯41进行报警。在另一种实现方式中，为了技术人员能够更快的发现异常，参见图3，报警模块4还包括蜂鸣器42，这样技术人员可以通过蜂鸣器42的声音来得到异常信号。
值的注意的是，在初始状态下，由于变频器3的第二输出端308处于断开状态，而在当液位检测模块2检测到液位大于参考液位时，变频器3的第二输出端308由断开状态变为闭合状态，因此才能使得报警模块4得电进而能够开始报警。
进一步地，在一种可能的实现方式中，参见图4，上电控制模块1包括：第一开关112、接触器线圈113、接触器开关114、继电器线圈115、继电器开关 116以及第二开关117，第一开关112为常闭开关，第二开关117为常开开关。第一开关112、第二开关117、接触器开关114以及继电器线圈115依次串联在三相电源中的一相与三相电源中的另一相之间，继电器开关116与第二开关117 并联，继电器开关116的第一端与变频器3的电机控制端302连接，继电器开关116的第二端分别与变频器3的公共端303和液位检测模块2的输入端连接。第一开关112上未与三相电源中的一相连接的一端还与变频器3的第三输出端 309连接，接触器线圈113的第一端与变频器3的第一输出端301连接，接触器线圈113的第二端与三相电源中的另一相连接。
具体地，在正常工作状态下，由于第一开关112为常闭开关，第一开关112 上未与三相电源中的一相连接的一端还与变频器3的第三输出端309连接，接触器线圈113的第一端与变频器3的第一输出端301连接，接触器线圈113的第二端与三相电源中的另一相连接，因此，接触器线圈113能够得电，进而能够使得接触器开关114吸合，接触器开关114吸合之后，能够使得变频器3上电。由于第一开关112、第二开关117、接触器开关114以及继电器线圈115依次串联在三相电源中的一相与三相电源中的另一相之间，继电器开关116与第二开关117并联，继电器开关116的第一端与变频器3的电机控制端302连接，继电器开关116的第二端分别与变频器3的公共端303和液位检测模块2的输入端连接，又由于第二开关117为常开开关，因而，按动第二开关117，能够使得继电器线圈115得电，进而使得继电器开关116吸合，继电器开关116吸合之后，能够使得变频器3的电机控制端302得电，进而使得电机开始转动。当需要电机停止转动时，按下第一开关112，能够使得接触器线圈113失电，进而使得接触器开关114和继电器开关116均断开，此时电机停止转动，至此，则完成了正常工作状态下电机的开始转动以及停止转动的功能。在异常工作状态下，也即是，当液位检测模块2检测到液位大于参考液位时，由于变频器3的第一输入端304由闭合状态变为断开状态，此时，接触器线圈113失电，进而使得接触器开关114和继电器开关116均断开，电机停止转动，至此，则完成了异常工作状态下电机自动停止转动的功能。
值的注意的是，在正常工作状态下，当需要电机停止转动时，按动第一开关112，使得接触器线圈113失电，进而使得接触器开关114和继电器开关116 均断开，而结合图4及图5可知，只需要继电器开关116断开便可以完成电机停止转动的功能，频繁的断开和吸合接触器开关114使得变频器3频繁的上电和断电会影响变频器3的使用性能，因此，参见图6，上电控制模块1还包括第三开关118，第三开关118为常闭开关，第三开关118串联在第一开关112和第二开关117之间。这样，当需要完成电机停止转动的功能时，只需要按动第三开关118，便可以使得继电器线圈115失电，进而使得继电器开关116断开，继电器开关116断开之后，使得变频器3的电机控制端302失电，电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体。
在一种可能的实现方式中，液位检测模块2包括液位传感器21。
为了避免在接触器开关114断开之后，变频器3断电，进而使得变频器3 发生日志丢失的情况，参见图7，变频器3的第五输入端310与三相电源中的一相连接，变频器3的第六输入端311与三相电源中的另一相连接。
在异常工作状态下，当液位检测模块2检测到液位大于参考液位时，由于变频器3的第一输入端304会由初始状态下的闭合状态变为断开状态，变频器3 的第二输出端308会由初始状态下的断开状态变为闭合状态，当异常解除之后，就需要将变频器3的第一输入端304恢复到闭合状态，将变频器3的第二输出端308恢复到断开状态，因而，参见图8，控制装置还包括复位模块5，复位模块5串联在变频器3的第七输入端312与变频器3的公共端303之间。此时，按动复位模块5，便可以使得变频器3的第一输入端304与变频器3的第二输出端308均恢复到初始状态。
图9是本申请实施例提供的一种柱塞泵的结构示意图。参见图9，该柱塞泵包括柱塞泵本体6、与柱塞泵本体6连接的变频器3，以及所述的控制装置，控制装置中的液位检测模块2位于柱塞泵本体6的内腔中。
在一种可能的实现方式中，参见图10，液位检测模块2包括液位传感器21 以及固定架22，液位传感器21通过固定架22固定在柱塞泵本体6的内腔中。
需要说明的是，固定架22与柱塞泵本体6的内腔之间的固定可以通过焊接的方式来实现，也可以通过其他的方式来实现，本申请实施例对固定架22与柱塞泵本体6的内腔之间的固定方式不做限定。
在本申请实施例中，由于上电控制模块1的第一输入端101、第二输入端 102和第三输入端103分别与外接的三相电源连接，上电控制模块1的第三输出端109与变频器3的第一输入端304连接，上电控制模块1的第四输出端110 与变频器3的第二输入端305连接，上电控制模块1的第五输出端111与变频器3的第三输入端306连接，而变频器3的第一输入端304、变频器3的第二输入端305以及变频器3的第三输入端306均为变频器3的电源端，因此，该控制装置可以使得变频器3上电。又由于上电控制模块1的第四输入端104与变频器3的第一输出端301连接，上电控制模块1的第五输入端105以及频器3 的第三输出端309均与三相电源中的一相连接，上电控制模块1的第六输入端 106与三相电源中的另一相连接，上电控制模块1的第一输出端107与变频器3 的电机控制端302连接，上电控制模块1的第二输出端108与变频器3的公共端303连接，也即是，电机控制端302处于上电控制模块1与变频器3之间的一个闭合回路中，因此，该控制装置可以使得变频器3的电机控制端302得电，进而使得变频器3控制电机开始转动，柱塞泵开始抽取液体。另外，由于液位检测模块2串联在变频器3的第四输入端307与上电控制模块1的第二输出端 108之间，用于在检测到液位大于参考液位时使变频器3的电机控制端302失电，因此，液位检测模块2可以使得变频器3控制电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体。此外，由于控制装置还包括报警模块4，报警模块4包括报警灯41以及蜂鸣器42，当检测到液位大于参考液位时报警模块4可以开始报警，因此技术人员可以及时发现异常，进而避免了柱塞泵长时间闲置导致耽误工期的现象发生。也即是，变频器的控制装置可以使得变频器3的电机控制端302得电，进而使得变频器3控制电机开始转动，使得柱塞泵开始抽取液体，也可以在当检测到液位大于参考液位时使变频器3的电机控制端302失电，进而使得变频器3 控制电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体，并在柱塞泵停止抽取液体后及时报警，避免柱塞泵长时间闲置导致耽误工期的现象发生。因此，该控制装置有效的避免了越来越多的液体外溢到泵房中，导致泵房中的设备被液体浸泡造成经济损失、或者危及人的生命安全的现象发生，另外，还避免了柱塞泵长时间闲置导致耽误工期的现象发生。
以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种变频器的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：上电控制模块(1)以及液位检测模块(2)；
所述上电控制模块(1)的第一输入端(101)、第二输入端(102)和第三输入端(103)分别与外接的三相电源连接，所述上电控制模块(1)的第四输入端(104)与所述变频器(3)的第一输出端(301)连接，所述上电控制模块(1)的第五输入端(105)以及所述变频器(3)的第三输出端(309)分别与所述三相电源中的一相连接，所述上电控制模块(1)的第六输入端(106)与所述三相电源中的另一相连接，所述上电控制模块(1)的第一输出端(107)与所述变频器(3)的电机控制端(302)连接，所述上电控制模块(1)的第二输出端(108)与所述变频器(3)的公共端(303)连接，所述上电控制模块(1)的第三输出端(109)与所述变频器(3)的第一输入端(304)连接，所述上电控制模块(1)的第四输出端(110)与所述变频器(3)的第二输入端(305)连接，所述上电控制模块(1)的第五输出端(111)与所述变频器(3)的第三输入端(306)连接；
所述上电控制模块(1)包括：第一开关(112)、接触器线圈(113)、接触器开关(114)、继电器线圈(115)、继电器开关(116)以及第二开关(117)，所述第一开关(112)为常闭开关，所述第二开关(117)为常开开关；
所述第一开关(112)、所述第二开关(117)、所述接触器开关(114)以及所述继电器线圈(115)依次串联在所述三相电源中的一相与所述三相电源中的另一相之间，所述继电器开关(116)与所述第二开关(117)并联，所述继电器开关(116)的第一端与所述变频器(3)的电机控制端(302)连接，所述继电器开关(116)的第二端分别与所述变频器(3)的公共端(303)和所述液位检测模块(2)的输入端连接；
所述第一开关(112)上未与所述三相电源中的一相连接的一端还与所述变频器(3)的第三输出端(309)连接，所述接触器线圈(113)的第一端与所述变频器(3)的第一输出端(301)连接，所述接触器线圈(113)的第二端与所述三相电源中的另一相连接；
所述液位检测模块(2)串联在所述变频器(3)的第四输入端(307)与所述上电控制模块(1)的第二输出端(108)之间，用于在检测到液位大于参考液位时使所述变频器(3)的电机控制端(302)失电；
当所述液位检测模块(2)检测到液位大于参考液位时，所述变频器(3)的第一输入端(304)由闭合状态变为断开状态，所述接触器线圈(113)失电，进而使得所述接触器开关(114)和所述继电器开关(116)均断开，所述变频器(3)控制电机停止转动、柱塞泵停止抽取液体。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括报警模块(4)，所述报警模块(4)串联在所述变频器(3)的第二输出端(308)与所述三相电源中的所述另一相之间。
3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述报警模块(4)包括报警灯(41)。
4.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述报警模块(4)还包括蜂鸣器(42)。
5.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述上电控制模块(1)还包括第三开关(118)，所述第三开关(118)为常闭开关，所述第三开关(118)串联在所述第一开关(112)和所述第二开关(117)之间。
6.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述液位检测模块(2)包括液位传感器(21)。
7.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述变频器(3)的第五输入端(310)与所述三相电源中的一相连接，所述变频器(3)的第六输入端(311)与所述三相电源中的另一相连接。
8.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括复位模块(5)，所述复位模块(5)串联在所述变频器(3)的第七输入端(312)与所述变频器(3)的公共端(303)之间。
9.一种柱塞泵，其特征在于，所述柱塞泵包括柱塞泵本体(6)、与所述柱塞泵本体(6)连接的变频器(3)，以及权利要求1-8任一所述的控制装置，所述控制装置中的液位检测模块(2)位于所述柱塞泵本体(6)的内腔中。
10.如权利要求9所述的柱塞泵，其特征在于，所述液位检测模块(2)包括液位传感器(21)以及固定架(22)，所述液位传感器(21)通过所述固定架(22)固定在所述柱塞泵本体(6)的内腔中。
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