CN112547751A - 一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及餐厨垃圾处理领域,具体涉及一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,包括油水分离箱、工业摄像头、手持式刮渣机构、破碎机构、螺旋送料挤水机构、固体接料箱、过渡接水箱、清水箱和接油箱,破碎机构设置于螺旋送料挤水机构的前端顶部,过渡接水箱位于螺旋送料挤水机构的后端正下方,接油箱位于油水分离箱的正下方,清水箱位于油水分离箱的一侧,过渡接水箱与油水分离箱之间通过一个水泵连通,油水分离箱的一侧设有透明玻璃,工业摄像头正对着透明玻璃,本发明能够对餐厨垃圾中的油水回收并进行充分的沉降分离,同时对垃圾残渣经过挤水处理后收集,以便进行下道工序,通过边缘提取算法来实现对油水排液时机进行自动判断。
Description
技术领域
本发明涉及餐厨垃圾处理领域,具体涉及一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备。
背景技术
餐厨垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾,包括丢弃不用的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等,其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。餐厨垃圾含有极高的水分与有机物,很容易腐坏,产生恶臭。然而,餐厨垃圾经过妥善处理和加工后,可转化为新的资源,高有机物含量的特点使其经过严格处理后可作为肥料、饲料,也可产生沼气用作燃料或发电,油脂部分则可用于制备生物燃料。
目前,国内生产餐厨再生饲料工艺主要是生物法和物理法。生物法利用餐厨垃圾发酵,用微生物的生长繁殖和新陈代谢,积累有用的菌体、酶和中间体,经过烘干后制成蛋白饲料。而物理法是直接将餐厨垃圾脱水后进行干燥消毒,粉碎后制成饲料。
现有技术的餐厨垃圾处理方法包括粉碎直排法、填埋法和肥料化处理方法。粉碎直排法一般是在厨房等地方配置餐厨垃圾处理装置,将粉碎后的餐厨垃圾排入市政下水管网的方法,与水混合后排放到城市污水处理系统进行无害化处理。填埋法是将餐厨垃圾与普通垃圾一起送入填埋场进行填埋处理的。目前填埋法填埋率正在呈现下降的趋势,甚至有很多国家已禁止餐厨垃圾进入填埋场处理。肥料化处理方法主要包括好氧堆肥和厌氧消化两种。好氧堆肥过程是在有氧条件下,利用好氧微生物分泌的胞外酶将有机物固体分解为可溶性有机物质,再渗入到细胞中,通过微生物的新陈代谢,实现整个堆肥过程。餐厨垃圾的厌氧消化处理是指在特定的厌氧条件下微生物将有机垃圾进行分解,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷、钾等元素则存留于残留物中,并转化为易被动植物吸收利用的形式。
随着垃圾分类回收理念的流行,有必要设计一种能够对餐厨垃圾进行细化分离的设备,以充分利用餐厨垃圾的回收价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
提供一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,包括油水分离箱、工业摄像头、手持式刮渣机构、破碎机构、螺旋送料挤水机构、固体接料箱、过渡接水箱、清水箱和接油箱,油水分离箱和固体接料箱分别位于螺旋送料挤水机构的前后侧,破碎机构设置于螺旋送料挤水机构的前端顶部,过渡接水箱位于螺旋送料挤水机构的后端正下方,接油箱位于油水分离箱的正下方,清水箱位于油水分离箱的一侧,过渡接水箱与油水分离箱之间通过一个水泵连通,油水分离箱的一侧设有透明玻璃,工业摄像头正对着透明玻璃。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,油水分离箱的顶部设置有一个盖板平台,盖板平台向下嵌设于油水分离箱的顶部,盖板平台的一侧设置有水平延伸至破碎机构正上方的鸭嘴状支撑板,盖板平台的顶部边缘处固定设置有向上延伸的防漏挡板,盖板平台的中心处设有一片用于供液体向下流入油水分离箱的过滤网孔。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,手持式刮渣机构设置于盖板平台上,手持式刮渣机构包括握柄、条型支撑板和两个刮条,两个刮条呈对称状态固定设置于条型支撑板的下端两侧,握柄固定卡设于条型支撑板的顶部。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,螺旋送料挤水机构包括机架、圆柱壳体、螺旋送料轴和第一电机,圆柱壳体呈水平状态固定设置于机架的顶部,螺旋送料轴同轴设置于圆柱壳体的内侧,并且螺旋送料轴的两端分别通过一个轴座与机架的两端顶部轴接,第一电机设置于机架靠近油水分离箱的一端,第一电机位于圆柱壳体的正下方,第一电机的输出轴与螺旋送料轴的一端均固定设置有一个皮带轮,两个皮带轮之间通过一个同步带连接。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,螺旋送料轴的轴径沿油水分离箱朝着固体接料箱的方向逐渐增大,圆柱壳体的前端顶部设置有一个喇叭状进料口,喇叭状进料口位于破碎机构的正下方,圆柱壳体的后端底部设置有一个出液口,过渡接水箱位于出液口的正下方,圆柱壳体的顶部固定设置有一个清洁箱,清洁箱内设有清洗泵和喷雾泵,圆柱壳体的后端设有一个出料孔,机架的后端固定设置有一个与出料孔相连的落料滑道。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,机架的前端两侧均固定设置有竖直向上延伸的支撑架,破碎机构包括矩形支撑框、接料斗、第二电机、减速机和破碎辊轴,接料斗固定设置于矩形支撑框的顶部,破碎辊轴位于接料斗内,第二电机和减速机均固定设置于矩形支撑框的顶部一端,第二电机的输出轴通过减速机与破碎辊轴之间进行连接。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,油水分离箱的侧壁上设置有进水管、出水管和出油管,出油管位于接油箱的正上方,出水管位于清水箱的正上方,进水管、出水管和出油管上均连接有电磁阀,水泵与过渡接水箱和进水管的电磁阀之间均通过软管连接。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,工业摄像头通过一个相机支架设置于油水分离箱的旁侧,并且工业摄像头的高度处于透明玻璃的中间位置,工业摄像头的镜头垂直于透明玻璃。
作为一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备的优选方案,清水箱和接油箱的底部均设置有若干个万向轮。
本发明的有益效果:本发明的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,能够对餐厨垃圾中的油水回收并进行充分的沉降分离,同时对垃圾残渣经过挤水处理后收集,以便进行下道工序,通过边缘提取算法来实现对油水排液时机进行自动判断。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例,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所示为本发明的立体结构示意图。
图2所示为本发明的正视图。
图3所示为本发明的俯视图。
图4所示为图1中的A处放大示意图。
图5所示为图2中的B处放大示意图。
图6所示为本发明的立体结构拆分示意图。
图7所示为油水分离箱的平面示意图。
图8所示为破碎机构的立体结构示意图。
图9所示为手持式刮渣机构的立体结构示意图。
图10所示为工业摄像头与油水分离箱的位置及采样原理示意图。
图中:1-油水分离箱;2-工业摄像头;3-手持式刮渣机构;4-破碎机构;5-螺旋送料挤水机构;6-固体接料箱;7-过渡接水箱;8-清水箱;9-接油箱;10-水泵;11-透明玻璃;12-盖板平台;13-鸭嘴状支撑板;14-防漏挡板;15-过滤网孔;16-握柄;17-条型支撑板;18-刮条;19-机架;20-圆柱壳体;21-螺旋送料轴;22-第一电机;23-轴座;24-皮带轮;25-同步带;26-喇叭状进料口;27-出液口;28-清洁箱;29-出料孔;30-落料滑道;31-支撑架;32-矩形支撑框;33-接料斗;34-第二电机;35-减速机;36-破碎辊轴;37-进水管;38-出水管;39-出油管;40-电磁阀;41-软管;42-相机支架;43-万向轮。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,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的具体含义。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系,该术语应做广义理解,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,可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1至图10所示的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,包括油水分离箱1、工业摄像头2、手持式刮渣机构3、破碎机构4、螺旋送料挤水机构5、固体接料箱6、过渡接水箱7、清水箱8和接油箱9,油水分离箱1和固体接料箱6分别位于螺旋送料挤水机构5的前后侧,破碎机构4设置于螺旋送料挤水机构5的前端顶部,过渡接水箱7位于螺旋送料挤水机构5的后端正下方,接油箱9位于油水分离箱1的正下方,清水箱8位于油水分离箱1的一侧,过渡接水箱7与油水分离箱1之间通过一个水泵10连通,油水分离箱1的一侧设有透明玻璃11,工业摄像头2正对着透明玻璃11。启动设备,破碎机构4和螺旋送料挤水机构5开始工作,将餐厨垃圾倒在油水分离箱1上,水分进入油水分离箱1内,用手持式刮渣机构3将滤水后的餐厨垃圾送入破碎机构4中进行破碎,破碎后的餐厨垃圾进入螺旋送料挤水机构5中进行挤压,挤压出的水分流入过渡接水箱7中,再由水泵10抽出并送入油水分离箱1中,而餐厨垃圾的残渣则进入固体接料箱6中收集,水泵10的工作时间设置为运行一段时间后即停止一段时间,过段时间再运行,水泵10停止运行的时间中,油水分离箱1中的油水会产生分层现象,其中上层为清水层,下层为油层,上层清水先排出至清水箱8中,之后下层油排出至下方的接油箱9中,通过设置工业摄像头2来采集图像进行分析来判断油水分离箱1内是否已经产生分层,工业摄像头2正对着透明玻璃11不间断的采集图像信息并交由上位机进行数据分析,分析算法采用边缘提取算法,上位机根据图像分析结果判断,当油水分层线达到排水所需的高度时,进行先排水后排油的操作,若油水分层线未达到所设定的高度,则不动作,边缘提取算法为成熟的现有技术,此处不再赘述。
油水分离箱1的顶部设置有一个盖板平台12,盖板平台12向下嵌设于油水分离箱1的顶部,盖板平台12的一侧设置有水平延伸至破碎机构4正上方的鸭嘴状支撑板13,盖板平台12的顶部边缘处固定设置有向上延伸的防漏挡板14,盖板平台12的中心处设有一片用于供液体向下流入油水分离箱1的过滤网孔15。餐厨垃圾倒在盖板平台12上,过滤网孔15位于盖板平台12的低位处,垃圾中的水分经过过滤网孔15流入油水分离箱1中,防漏挡板14用于防止垃圾溅出或者从盖板平台12边缘处落下,鸭嘴状支撑板13用于供手持式刮渣机构3顺利的将垃圾送入破碎机构4中。
手持式刮渣机构3设置于盖板平台12上,手持式刮渣机构3包括握柄16、条型支撑板17和两个刮条18,两个刮条18呈对称状态固定设置于条型支撑板17的下端两侧,握柄16固定卡设于条型支撑板17的顶部。通过抓住握柄16来通过条型支撑板17带动最底部的刮条18在盖板平台12上滑动,从而通过刮条18将滤水后的垃圾顺着盖板平台12推动至鸭嘴状支撑板13,最后落入破碎机构4中。
螺旋送料挤水机构5包括机架19、圆柱壳体20、螺旋送料轴21和第一电机22,圆柱壳体20呈水平状态固定设置于机架19的顶部,螺旋送料轴21同轴设置于圆柱壳体20的内侧,并且螺旋送料轴21的两端分别通过一个轴座23与机架19的两端顶部轴接,第一电机22设置于机架19靠近油水分离箱1的一端,第一电机22位于圆柱壳体20的正下方,第一电机22的输出轴与螺旋送料轴21的一端均固定设置有一个皮带轮24,两个皮带轮24之间通过一个同步带25连接。破碎后的垃圾碎渣进入圆柱壳体20内,在第一电机22的带动下,两个皮带轮24配合同步带25使螺旋送料轴21旋转,从而带动圆柱壳体20中的垃圾碎渣向前移动,两个轴座23用于保证螺旋送料轴21能够稳定流畅的进行旋转。
螺旋送料轴21的轴径沿油水分离箱1朝着固体接料箱6的方向逐渐增大,圆柱壳体20的前端顶部设置有一个喇叭状进料口26,喇叭状进料口26位于破碎机构4的正下方,圆柱壳体20的后端底部设置有一个出液口27,过渡接水箱7位于出液口27的正下方,圆柱壳体20的顶部固定设置有一个清洁箱28,清洁箱28内设有清洗泵和喷雾泵,圆柱壳体20的后端设有一个出料孔29,机架19的后端固定设置有一个与出料孔29相连的落料滑道30。破碎后的垃圾通过喇叭状进料口26进入圆柱壳体20中,由于螺旋送料轴21的轴径逐渐增大,从而使的螺旋送料轴21的后端与圆柱壳体20支架的空间越来越小,因此垃圾碎渣随着螺旋送料轴21的向后运动会逐渐经受挤压,从而使挤压出来的水分顺着圆柱壳体20底部的出液口27流至过渡接水箱7中,而被挤压除水后垃圾随着会从圆柱壳体20后端的出料孔29进入落料滑道30,并最终进入固体接料箱6中收集,圆柱壳体20顶部清洁箱28内的清洗泵和喷雾泵,用于对经过的垃圾碎渣进行清洗和除臭杀菌。
机架19的前端两侧均固定设置有竖直向上延伸的支撑架31,破碎机构4包括矩形支撑框32、接料斗33、第二电机34、减速机35和破碎辊轴36,接料斗33固定设置于矩形支撑框32的顶部,破碎辊轴36位于接料斗33内,第二电机34和减速机35均固定设置于矩形支撑框32的顶部一端,第二电机34的输出轴通过减速机35与破碎辊轴36之间进行连接。第二电机34通过减速机35带动破碎辊轴36旋转,从而对落入其中的餐厨垃圾进行破碎细化,并从底部落入圆柱壳体20中。
油水分离箱1的侧壁上设置有进水管37、出水管38和出油管39,出油管39位于接油箱9的正上方,出水管38位于清水箱8的正上方,进水管37、出水管38和出油管39上均连接有电磁阀40,水泵10与过渡接水箱7和进水管37的电磁阀40之间均通过软管41连接。进水管37、出水管38和出油管39均通过电磁阀40控制管路通断,从而防止漏液或者回流,圆柱壳体20中挤出收集到的油水混合液,经过水泵10抽出后再次送入油水分离箱1进行沉降分层。
工业摄像头2通过一个相机支架42设置于油水分离箱1的旁侧,并且工业摄像头2的高度处于透明玻璃11的中间位置,工业摄像头2的镜头垂直于透明玻璃11。工业摄像头2拍摄正对透明玻璃11的照片并上传后,上位机进行分析,通过边缘提取算法识别油层和水层之间的分界线,从而计算出分界线在透明玻璃11上的高度,当该分界线高度到达预设的位置时,则出水管38的电磁阀40打开,从而使上层清水排出,当该分界线高度未达到预设高度使,则继续进行油水沉降分层过程,直至分界线达到预设高度后进行排水,该分界线的预设高度为出水管38的高度位置,不能高于排水管的垂直高度,否则出水管38中会排出少量的油。
清水箱8和接油箱9的底部均设置有若干个万向轮43。万向轮43用于保证能够方便的移动清水箱8和接油箱9。
工作原理:启动设备,第一电机22和第二电机34开始工作,分别带动螺旋送料挤水机构5和破碎机构4开始工作,同时清洗泵、喷雾泵开始工作,此时将餐厨垃圾倒在盖板平台12上,餐厨垃圾中多余水分将顺着盖板平台12上的过滤网孔15流入油水分离箱1中,此时开始对餐厨垃圾进行分拣,通过手持式刮渣机构3将正常餐厨垃圾倒入破碎机构4,破碎机构4将对餐厨垃圾进行第一步破碎,破碎后的餐厨垃圾进入到圆柱壳体20内的螺旋送料轴21中进行螺旋挤压,水分会被挤出并通过出液口27流入下方的过渡接水箱7中,一段时间后水泵10会工作将过渡接水箱7的水分油分抽入油水分离箱1中,几分钟后水泵10停止工作,清洁箱28内的清洗泵和喷雾泵分别进行清洗和除臭杀菌工作,此时餐厨垃圾到达圆柱外壳后端的出料孔29,并经过落料滑道30进入固体接料箱6中,油水混合液在油水分离箱1中经过一段时间的沉淀分层后,再将油和水分别排出,最后将固体接料箱6移至下道工序。
需要声明的是,上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白,还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是,这些变换只要未背离本发明的精神,都应在本发明的保护范围之内。另外,本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制,仅仅是为了便于描述。
Claims (9)
1.一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,包括油水分离箱(1)、工业摄像头(2)、手持式刮渣机构(3)、破碎机构(4)、螺旋送料挤水机构(5)、固体接料箱(6)、过渡接水箱(7)、清水箱(8)和接油箱(9),油水分离箱(1)和固体接料箱(6)分别位于螺旋送料挤水机构(5)的前后侧,破碎机构(4)设置于螺旋送料挤水机构(5)的前端顶部,过渡接水箱(7)位于螺旋送料挤水机构(5)的后端正下方,接油箱(9)位于油水分离箱(1)的正下方,清水箱(8)位于油水分离箱(1)的一侧,过渡接水箱(7)与油水分离箱(1)之间通过一个水泵(10)连通,油水分离箱(1)的一侧设有透明玻璃(11),工业摄像头(2)正对着透明玻璃(11)。
2.根据权利要求1所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,油水分离箱(1)的顶部设置有一个盖板平台(12),盖板平台(12)向下嵌设于油水分离箱(1)的顶部,盖板平台(12)的一侧设置有水平延伸至破碎机构(4)正上方的鸭嘴状支撑板(13),盖板平台(12)的顶部边缘处固定设置有向上延伸的防漏挡板(14),盖板平台(12)的中心处设有一片用于供液体向下流入油水分离箱(1)的过滤网孔(15)。
3.根据权利要求2所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,手持式刮渣机构(3)设置于盖板平台(12)上,手持式刮渣机构(3)包括握柄(16)、条型支撑板(17)和两个刮条(18),两个刮条(18)呈对称状态固定设置于条型支撑板(17)的下端两侧,握柄(16)固定卡设于条型支撑板(17)的顶部。
4.根据权利要求1所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,螺旋送料挤水机构(5)包括机架(19)、圆柱壳体(20)、螺旋送料轴(21)和第一电机(22),圆柱壳体(20)呈水平状态固定设置于机架(19)的顶部,螺旋送料轴(21)同轴设置于圆柱壳体(20)的内侧,并且螺旋送料轴(21)的两端分别通过一个轴座(23)与机架(19)的两端顶部轴接,第一电机(22)设置于机架(19)靠近油水分离箱(1)的一端,第一电机(22)位于圆柱壳体(20)的正下方,第一电机(22)的输出轴与螺旋送料轴(21)的一端均固定设置有一个皮带轮(24),两个皮带轮(24)之间通过一个同步带(25)连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,螺旋送料轴(21)的轴径沿油水分离箱(1)朝着固体接料箱(6)的方向逐渐增大,圆柱壳体(20)的前端顶部设置有一个喇叭状进料口(26),喇叭状进料口(26)位于破碎机构(4)的正下方,圆柱壳体(20)的后端底部设置有一个出液口(27),过渡接水箱(7)位于出液口(27)的正下方,圆柱壳体(20)的顶部固定设置有一个清洁箱(28),清洁箱(28)内设有清洗泵和喷雾泵,圆柱壳体(20)的后端设有一个出料孔(29),机架(19)的后端固定设置有一个与出料孔(29)相连的落料滑道(30)。
6.根据权利要求4所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,机架(19)的前端两侧均固定设置有竖直向上延伸的支撑架(31),破碎机构(4)包括矩形支撑框(32)、接料斗(33)、第二电机(34)、减速机(35)和破碎辊轴(36),接料斗(33)固定设置于矩形支撑框(32)的顶部,破碎辊轴(36)位于接料斗(33)内,第二电机(34)和减速机(35)均固定设置于矩形支撑框(32)的顶部一端,第二电机(34)的输出轴通过减速机(35)与破碎辊轴(36)之间进行连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,油水分离箱(1)的侧壁上设置有进水管(37)、出水管(38)和出油管(39),出油管(39)位于接油箱(9)的正上方,出水管(38)位于清水箱(8)的正上方,进水管(37)、出水管(38)和出油管(39)上均连接有电磁阀(40),水泵(10)与过渡接水箱(7)和进水管(37)的电磁阀(40)之间均通过软管(41)连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,工业摄像头(2)通过一个相机支架(42)设置于油水分离箱(1)的旁侧,并且工业摄像头(2)的高度处于透明玻璃(11)的中间位置,工业摄像头(2)的镜头垂直于透明玻璃(11)。
9.根据权利要求1所述的一种基于固液分离的餐厨垃圾二次化油水分离处理设备,其特征在于,清水箱(8)和接油箱(9)的底部均设置有若干个万向轮(43)。
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