CN113566048B - 一种热塑成型法非开挖管道修复装置及修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热塑成型法非开挖管道修复装置及修复方法，其包括两个定位架和安装在两个定位架之间的呈圆筒状设置的气囊，定位架包括供气囊安装的定位盘和设置在定位盘上的支腿，支腿可伸缩设置，支腿至少设置有三组并绕定位盘的轴线等角度分布，支腿的一端与定位盘转动连接，支腿的另一端安装有驱动轮；其中一个定位盘远离气囊的一侧转动连接有刮板，刮板位于定位盘的边缘，当刮板转动至水平状态时，刮板凸出定位盘的外环面设置，刮板与内衬管撑开后的内侧壁转动抵接。本申请具有提高内衬管与地下管道连接的紧密性的效果。

Description

一种热塑成型法非开挖管道修复装置及修复方法
技术领域
本发明涉及管道修复的技术领域，尤其是涉及一种热塑成型法非开挖管道修复装置及修复方法。
背景技术
地下管道在长期使用后，会因为压力、腐蚀等问题引发管道破损造成污水泄露的问题，因此，需要对管道进行修复。
目前，地下管道修复主要包括开挖式修复和非开挖式修复两种。开挖式修复存在工程量大、耗费人力物力等问题，相比之下，非开挖式修复具有工程量小、节省人力物力，对周边环境影响小等优点。
非开挖式管道修复一般是指热塑成型非开挖管道修复方法，其是将预制好的内衬管加热软化后套在管道修复器的导轨气囊上，并涂抹特制胶水，然后将管道修复器送入待修复的管道内，待管道修复器运动至管道待修复点后，通过充气管往导轨气囊充气，气囊膨胀以撑开内衬管直至内衬管紧贴地下管道的内壁，保压一端时间后，导轨气囊泄气并从管道内退出，完成地下管道的修复。
但是，当导轨气囊泄气时，由于内衬管撑开的程度较大，可能会产生轻微回弹，从而导致内衬管与地下管道的贴合不紧密。因此，存在改进空间。
发明内容
为了使得内衬管与地下管道的内管壁紧密贴合，本申请提供一种热塑成型法非开挖管道修复装置及修复方法。
本申请提供的一种热塑成型法非开挖管道修复装置及修复方法采用如下的技术方案：
一种热塑成型法非开挖管道修复装置，包括两个定位架和安装在两个定位架之间的呈圆筒状设置的气囊，所述定位架包括供气囊安装的定位盘和设置在定位盘上的支腿，所述支腿可伸缩设置，所述支腿至少设置有三组并绕定位盘的轴线等角度分布，所述支腿的一端与定位盘转动连接，所述支腿的另一端安装有驱动轮；其中一个所述定位盘远离气囊的一侧转动连接有刮板，所述刮板位于定位盘的边缘，当刮板转动至水平状态时，所述刮板凸出定位盘的外环面设置，所述刮板与内衬管撑开后的内侧壁转动抵接。
通过采用上述技术方案，在修复装置进入地下管道之前，调整刮板以使其处于竖直状态，从而使得刮板能够顺利进入地下管道。调整支腿以使得驱动轮的轴线与定位盘的轴线垂直，以使得修复装置在驱动轮的作用下能够前进或后退。将修复装置放入待修复的地下管道内，驱动轮运转直至气囊移动至待修复点。置于地面上的压气机通过管道往气囊内充气以使得气囊膨胀，内衬管发生塑性形变后贴紧地下管道的内壁。压气机停止充气并保压一段时间，以等待内衬管凝固成型。之后，气囊泄气恢复原状，驱动轮转动以带动气囊退出内衬管并使得刮板位于内衬管内。因支腿可伸缩设置，使得驱动轮能够顺利地通过内衬管。刮板转动至水平状态并与内衬管撑开后的内侧壁抵接。支腿转动直至驱动轮的轴线与定位盘的轴线平行，驱动轮运转带动修复装置自转，刮板在转动过程中对内衬管施加使其压紧于地下管道内壁的力，从而使得内衬管与地下管道的内壁贴合更加紧密，进而提高地下管道的修复效果。
优选的，所述支腿包括与定位盘转动连接的导向管和驱动导向管转动的第一电机，所述导向管内滑动插接有插杆，所述插杆插入导向管的一端与导向管的管底之间固定连接有弹性件。
通过采用上述技术方案，第一电机运转以带动导向管转动，从而带动驱动轮在平行于其轴线的平面内转动。因弹性件具备弹性，使得驱动轮始终能够抵紧地下管道的内壁，从而使得修复装置在移动或者转动过程中更加稳定。当气囊泄气后，修复装置需从地下管道内退出时，由于弹性件具备弹性，使得驱动轮也能够顺利地穿过内衬管。
优选的，所述插杆远离弹性件的一端固定连接有用于供驱动轮安装的支架，所述支架上安装有驱使驱动轮转动的第二电机。
通过采用上述技术方案，第二电机运转以驱使驱动轮转动，从而带动整个修复装置运动。
优选的，设置有所述刮板的定位盘远离气囊的一侧同轴连接有支撑管，所述支撑管的外周面凸设有两个支撑环，两个所述支撑环之间的间距不小于两个定位盘之间的间距，两个所述支撑环之间转动连接有转杆，所述支撑环上安装有驱使转杆转动的第三电机，所述刮板与转杆固定连接并沿转杆的长度方向延伸设置。
通过采用上述技术方案，支撑管配合两个支撑环对转杆、第三电机和刮板提供支撑，当需调整刮板的张角时，第三电机运转从而带动转杆和刮板同步转动，依次实现对刮板张角的调整。
优选的，所述气囊包括连接管体和连接在连接管体两端部的定位环，所述连接管体内设置有两个截面形状与定位环配合的压环，所述压环将定位环压紧于定位盘并通过紧固件与定位盘连接。
通过采用上述技术方案，定位环的设置，使得气囊的进气口和排气口收窄，有利于降低气囊的进气口和出气口漏气的可能性，且压环将定位环压紧与定位盘并通过螺栓锁紧，提高了气囊和定位盘连接后的密封性，从而防止气囊漏气。
优选的，两个所述压环之间固定连接有钢筋笼。
通过采用上述技术方案，钢筋笼对气囊提供支撑，使得气囊不会塌陷，同时，还方便将加热软化后的内衬管包裹在气囊外周。
优选的，所述钢筋笼内安装有紫外灯，所述紫外灯位于钢筋笼中部并沿钢筋笼的长度方向延伸设置，所述气囊由透光性的橡胶膜制成。
通过采用上述技术方案，利用UV固化胶在紫外光照射下会快速硬化的特性，当内衬管包裹在气囊外周后，在内衬管的外表面涂抹UV固化胶，当修复装置移动至待修复点后，气囊充气膨胀，内衬管的外壁与地下管道的内壁贴紧，同时，紫光灯工作，因紫外灯位于钢筋笼中部并沿钢筋笼的长度方向延伸设置，使得紫光灯发出的紫外光能够布满整个内衬管并通过气囊透出，以加快UV固化胶的凝固速度，从而加快内衬管与地下管道粘接固定的速度。有利于缩短施工周期。且配合后续刮板对内衬管的压紧效果，大大提高了内衬管和地下管道内壁贴合的紧密性。
一种热塑成型法非开挖管道修复方法，包括以下步骤：
S1、将需修复的地下管道两端封堵，以使得水不会流经待修复的地下管道；
S2、在装有摄像头的遥控小车上绑接牵引绳，将遥控小车送入地下管道内，控制遥控小车在地下管道内移动，通过摄像头查找地下管道内部的待修复点，当遥控小车找到待修复点后，在牵引绳上设下标记；
S3、将加热软化后的内衬管包裹在气囊的外周并涂抹UV固化胶；
S4、将热风机放置在排水井内并使其出风端正对地下管道，热风机运转往地下管道内输送热风；
S5、确认驱动轮的轴线与定位盘的轴线处于垂直状态，确认刮板处于竖直状态，将充气管与压气机通过管道连通，将牵引绳绑扎在充气管上，将修复装置通过排水井放入地下管道内，第二电机运转以驱使驱动轮转动从而带动修复装置前进；
S6、当修复装置移动至待修复点后，压气机往气囊内充气以使得气囊膨胀，内衬管贴紧地下管道的内壁；
S7、关闭热风机，停止充气并保持气压恒定，开启紫外灯，紫外灯发出紫外光，静置一段时间以等待UV固化胶固化；
S8、当UV固化胶固化后，气囊排气并恢复原状，第二电机反转以使得气囊从内衬管退出并使得刮板移动至位于内衬管内；
S9、第三电机运转以驱使转杆转动90度，刮板与内衬管的内侧壁抵接，第一电机运转以驱使导向杆转动90度，驱动轮的轴线与定位盘的轴线平行，第二电机运转以驱使驱动轮转动从而带动修复装置在地下管道内自转，刮板做圆周运动并将内衬管压紧于地下管道的内侧壁；
S10、第三电机运转驱使转杆反转90度，刮板复位，第一电机运转以驱使导向杆反转90度，驱动轮复位，第二电机运转以驱使驱动轮转动，修复装置从地下管道内退出，完成对地下管道的修补；
S11、将遥控小车再次放入地下管道，控制遥控小车移动至待修复点，通过摄像头检查地下管道的修复情况。
通过采用上述技术方案，遥控小车用于检测地下管道的待修复点，以便后续修复装置能够准确地移动至待修复点处。热风机用于提高地下管道的温度，以使得内衬管在运输过程中不会提前凝固，从而使得内衬管保持较好的塑性形变能力。当修复装置根据牵引绳的指示移动至待修复点后，压气机往气囊充气以使得气囊膨胀，内衬管发生塑性形变并贴紧于地下管道的内壁。紫外灯工作发出紫外光，紫外光透过气囊照射在内衬管上，以加快UV固化胶的凝固速度，有利于缩短施工周期。当气囊泄气后，刮板移动至内衬管内并对内衬管施加使其压紧于地下管道内壁的力，进一步提高内衬管和地下管道连接的紧密性，从而有利于后续排水。最后，再将遥控小车放入地下管道内以确认修补情况，减少施工错误。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置刮板，当气囊充气膨胀以撑开内衬管并使得内衬管与地下管道内壁抵紧后，气囊泄气，驱动轮驱动修复装置移动以使得气囊从内衬管退出并使得刮板位于内衬管内，支腿转动直至驱动轮的轴线与气囊的轴线平行，驱动轮转动后带动修复装置在地下管道内自转，刮板在转动过程中对内衬管施加使其压紧于地下管道内壁的力，从而使得内衬管与地下管道贴合更加紧密，进而提高管道修复效果；
2.利用UV固化胶在紫外光照射下会快速硬化的特性，当内衬管包裹在气囊外周后，在内衬管的外表面涂抹UV固化胶，当气囊充气膨胀以使得内衬管贴紧地下管道的内壁后，紫光灯工作，紫光灯发出的紫外光透过气囊照射在内衬管上，加快了UV固化胶的凝固速度，从而加快内衬管与地下管道粘接固定的速度，有利于缩短施工周期；
3.定位环的设置，使得气囊的进气口和排气口收窄，有利于降低气囊的进气口和出气口漏气的可能性，且压环将定位环压紧与定位盘并通过螺栓锁紧，提高了气囊和定位盘连接后的密封性，从而防止气囊漏气。
附图说明
图1是本申请中修复装置的结构示意图；
图2是本申请中气囊的内部结构示意图；
图3是本申请中图2中A的放大示意图；
图4是本申请中修复装置修复地下管道的工况示意图；
图5是本申请中支腿的结构示意图；
图6是本申请中遥控小车检测待修复点的工况示意图。
附图标记说明：
100、定位架；1001、定位盘；1002、固定管；1003、支腿；10031、导向管；10032、插杆；10033、弹簧；200、气囊；2001、连接管体；2002、定位环；3、充气管；4、排气管；5、电子阀；6、压环；7、凹槽；8、钢筋笼；9、紫外灯；10、灯座；11、驱动轮；12、第一电机；13、支架；14、第二电机；15、支撑管；16、支撑环；17、转杆；18、第三电机；19、刮板；20、遥控小车；21、牵引绳；22、热风机；23、内衬管；24、地下管道；25、待修复点。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种热塑成型法非开挖管道修复装置。参照图1，包括两个定位架100和安装在两个定位架100之间的气囊200，气囊200呈圆筒状设置，气囊200由透光性的橡胶膜材质制成。
参照图1和图2，定位架100包括供气囊200安装的定位盘1001，气囊200安装在两个定位盘1001之间。其中一个定位盘1001同轴连通有充气管3，另一个定位盘1001同轴连通有排气管4，排气管4上安装有电子阀5。
参照图2和图3，气囊200包括连接管体2001和连接在连接管体2001两端部的定位环2002，定位盘1001靠近定位环2002的一侧开有供定位环2002放入的凹槽7。连接管体2001内设置有两个压环6，压环6将定位环2002压入凹槽7内并通过螺栓与定位盘1001锁紧。
参照图2和图4，两个定位盘1001之间固定连接有呈圆筒状设置的钢筋笼8，当气囊200未充气时，气囊200贴紧在钢筋笼8的外表面。钢筋笼8内安装有紫外灯9，紫外灯9位于钢筋笼8的中部并沿钢筋笼8的长度方向延伸设置。钢筋笼8的两端均固定连接有供紫外灯9安装的灯座10，紫外灯9安装在两个灯座10之间。当内衬管23包裹在气囊200外周后，将UV固化胶涂抹在内衬管23外周，当气囊200充气以使得内衬管23与地下管道24内壁抵紧后，紫外灯9工作发出紫外光，紫外光透过气囊200并照实在内衬管23上，从而加快UV固化胶的固化速度，有利于缩短施工周期。
参照图1，定位盘1001远离气囊200的一侧同轴固定连接有固定管1002，固定管1002的外径小于定位盘1001的内径。固定管1002的外周设置有三组支腿1003，三组支腿1003固定管1002的轴线等角度分布，支腿1003的轴线与固定管1002的轴线垂直，支腿1003可伸缩设置，支腿1003远离固定管1002的一端安装有驱动轮11。
参照图4和图5，支腿1003包括导向管10031和插杆10032，插杆10032与导向管10031滑动插接，驱动轮11安装在插杆10032伸出导向管10031的一端。导向管10031的一端封闭设置，插杆10032插入导向管10031的一端与导向管10031的管底之间固定连接有弹性件，弹性件为弹簧10033。固定管1002的内周面安装有驱使导向管10031转动的第一电机12，第一电机12的输出轴穿透固定管1002的管壁并与导向管10031同轴固定连接。导向管10031与第一电机12的输出轴连接的一端与固定管1002转动抵接。当修复装置放入地下管道24内后，因弹簧10033的设置，使得驱动轮11与地下管道24的内壁抵紧，从而使得驱动轮11在驱使修复装置运动的过程中保持稳定。同时，也方便气囊200泄气后，修复装置从内衬管23退出。
参照图5，插杆10032伸出导向管10031的一端固定连接有供驱动轮11安装的支架13，支架13上安装有驱使驱动轮11转动的第二电机14，第二电机14的输出轴与驱动轮11同轴固定连接。
参照图1，包裹在排气管4外周的固定管1002远离定位盘1001的一端同轴连接有支撑管15，支撑管15的外径小于固定管1002的外径，支撑管15的内径大于排气管4的外径，支撑管15的长度与气囊200的长度相等。支撑管15的两端均固定连接有支撑环16，支撑环16的外径与定位盘1001的外径相等。固定管1002远离定位盘1001的一端与其中一个支撑环16固定连接。
参照图1，两个支撑环16之间转动连接有转杆17，转杆17位于支撑管15外，转杆17的轴线与支撑环16的轴线平行设置。远离固定管1002的支撑环16上安装有驱使转杆17转动的第三电机18，第三电机18的输出轴穿透支撑环16并与转杆17同轴固定连接。转杆17的外周面焊接固定有刮板19，刮板19沿转杆17的长度方向延伸设置。当刮板19转动至水平时，刮板19与内衬管23撑开后的内壁抵接。
当内衬管23涂抹的UV固化胶凝固后，气囊200泄气，第二电机14运转以驱使驱动轮11转动，气囊200从内衬管23退出并使得箍板位于内衬管23内，第一电机12运转驱使导向管10031转动90度，此时，驱动轮11的轴线与固定管1002的轴线平行，第三电机18运转以驱使转杆17转动直至箍板转动至与内衬管23抵接，第二电机14运转以驱使驱动轮11转动，从而带动修复装置在地下管道24内自转，刮板19在转动过程中对内衬管23施加使其压紧于地下管道24内壁的力，从而提高内衬管23与地下管道24连接的紧密性。
一种热塑成型法非开挖管道修复方法，参照图4和图6，包括以下步骤：
S1、将需修复的地下管道24两端封堵，以使得水不会流经待修复的地下管道24。
S2、在装有摄像头的遥控小车20上绑接牵引绳21，将遥控小车20从排水井送入地下管道24内，控制遥控小车20在地下管道24内移动，通过摄像头查找地下管道24内部的待修复点25，当遥控小车20找到待修复点25后，在牵引绳21上设下标记，如绑扎扎带等，从而对待修复点25进行定位。
S3、将加热软化后的内衬管23涂抹UV固化胶后包裹在气囊200的外周。
S4、将热风机22放置在排水井内并使其出风端正对地下管道24，热风机22运转往地下管道24内输送热风，使得地下管道24内部温度升高，从而有利于对内衬管23进行保温，以使得内衬管23不会提前固化。
S5、确认驱动轮11的轴线与定位盘1001的轴线处于垂直状态，确认刮板19处于竖直状态，将充气管3通过旋转接头与置于地面的压气机连通，将牵引绳21绑扎在充气管3上，然后将修复装置通过排水井放入地下管道24内，第二电机14运转以驱使驱动轮11转动从而带动修复装置前进，根据牵引绳21上制定的标记判断修复装置是否运动至待修复点25。
S6、当修复装置移动至待修复点25后，压气机通过充气管3往气囊200内充气以使得气囊200膨胀，内衬管23贴紧地下管道24的内壁。
S7、关闭热风机22，停止充气并保持气压恒定，开启紫外灯9，紫外灯9发出紫外光，静置一段时间以等待UV固化胶固化。
S8、当UV固化胶固化后，电子阀5开启以泄气，气囊200恢复原状，第二电机14反转以使得气囊200从内衬管23退出并使得刮板19移动至位于内衬管23内。
S9、第三电机18运转以驱使转杆17转动90度，刮板19调整至水平位置并与内衬管23的内侧壁抵接，第一电机12运转以驱使导向杆转动90度，驱动轮11跟随导向杆转动至其轴线与定位盘1001的轴线平行，第二电机14运转以驱使驱动轮11转动从而使得修复装置在地下管道24内自转，刮板19做圆周运动并将内衬管23压紧于地下管道24的内侧壁。
S10、第三电机18运转驱使转杆17反转90度，刮板19复位，第一电机12运转以驱使导向杆反转90度，驱动轮11复位，第二电机14运转以驱使驱动轮11转动，修复装置从地下管道24内退出，完成对地下管道24的修补。
S11、将遥控小车20再次放入地下管道24，控制遥控小车20移动至待修复点25，通过摄像头检查地下管道24的修复情况，以减小施工错误。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种热塑成型法非开挖管道修复方法，包括两个定位架(100)和安装在两个定位架(100)之间的呈圆筒状设置的气囊(200)，其特征在于：所述定位架(100)包括供气囊(200)安装的定位盘(1001)和设置在定位盘(1001)上的支腿(1003)，所述支腿(1003)可伸缩设置，所述支腿(1003)至少设置有三组并绕定位盘(1001)的轴线等角度分布，所述支腿(1003)的一端与定位盘(1001)转动连接，所述支腿(1003)的另一端安装有驱动轮(11)；其中一个所述定位盘(1001)远离气囊(200)的一侧转动连接有刮板(19)，所述刮板(19)位于定位盘(1001)的边缘，当刮板(19)转动至水平状态时，所述刮板(19)凸出定位盘(1001)的外环面设置，所述刮板(19)与内衬管(23)撑开后的内侧壁转动抵接；
所述支腿(1003)包括与定位盘(1001)转动连接的导向管(10031)和驱动导向管(10031)转动的第一电机(12)，所述导向管(10031)内滑动插接有插杆(10032)，所述插杆(10032)插入导向管(10031)的一端与导向管(10031)的管底之间固定连接有弹性件；
所述插杆(10032)远离弹性件的一端固定连接有用于供驱动轮(11)安装的支架(13)，所述支架(13)上安装有驱使驱动轮(11)转动的第二电机(14)；
设置有所述刮板(19)的定位盘(1001)远离气囊(200)的一侧同轴连接有支撑管(15)，所述支撑管(15)的外周面凸设有两个支撑环(16)，两个所述支撑环(16)之间的间距不小于两个定位盘(1001)之间的间距，两个所述支撑环(16)之间转动连接有转杆(17)，所述支撑环(16)上安装有驱使转杆(17)转动的第三电机(18)，所述刮板(19)与转杆(17)固定连接并沿转杆(17)的长度方向延伸设置；
还包括以下步骤：
S1、将需修复的地下管道(24)两端封堵，以使得水不会流经待修复的地下管道(24)；
S2、在装有摄像头的遥控小车(20)上绑接牵引绳(21)，将遥控小车(20)送入地下管道(24)内，控制遥控小车(20)在地下管道(24)内移动，通过摄像头查找地下管道(24)内部的待修复点(25)，当遥控小车(20)找到待修复点(25)后，在牵引绳(21)上设下标记；
S3、将加热软化后的内衬管(23)包裹在气囊(200)的外周并涂抹UV固化胶；
S4、将热风机(22)放置在排水井内并使其出风端正对地下管道(24)，热风机(22)运转往地下管道(24)内输送热风；
S5、确认驱动轮(11)的轴线与定位盘(1001)的轴线处于垂直状态，确认刮板(19)处于竖直状态，将充气管(3)与压气机通过管道连通，将牵引绳(21)绑扎在充气管(3)上，将修复装置通过排水井放入地下管道(24)内，第二电机(14)运转以驱使驱动轮(11)转动从而带动修复装置前进；
S6、当修复装置移动至待修复点(25)后，压气机往气囊(200)内充气以使得气囊(200)膨胀，内衬管(23)贴紧地下管道(24)的内壁；
S7、关闭热风机(22)，停止充气并保持气压恒定，开启紫外灯(9)，紫外灯(9)发出紫外光，静置一段时间以等待UV固化胶固化；
S8、当UV固化胶固化后，气囊(200)排气并恢复原状，第二电机(14)反转以使得气囊(200)从内衬管(23)退出并使得刮板(19)移动至位于内衬管(23)内；
S9、第三电机(18)运转以驱使转杆(17)转动90度，刮板(19)与内衬管(23)的内侧壁抵接，第一电机(12)运转以驱使导向杆转动90度，驱动轮(11)的轴线与定位盘(1001)的轴线平行，第二电机(14)运转以驱使驱动轮(11)转动从而带动修复装置在地下管道(24)内自转，刮板(19)做圆周运动并将内衬管(23)压紧于地下管道(24)的内侧壁；
S10、第三电机(18)运转驱使转杆(17)反转90度，刮板(19)复位，第一电机(12)运转以驱使导向杆反转90度，驱动轮(11)复位，第二电机(14)运转以驱使驱动轮(11)转动，修复装置从地下管道(24)内退出，完成对地下管道(24)的修补；
S11、将遥控小车(20)再次放入地下管道(24)，控制遥控小车(20)移动至待修复点(25)，通过摄像头检查地下管道(24)的修复情况。
2.根据权利要求1所述的一种热塑成型法非开挖管道修复方法，其特征在于：所述气囊(200)包括连接管体(2001)和连接在连接管体(2001)两端部的定位环(2002)，所述连接管体(2001)内设置有两个截面形状与定位环(2002)配合的压环(6)，所述压环(6)将定位环(2002)压紧于定位盘(1001)并通过紧固件与定位盘(1001)连接。
3.根据权利要求2所述的一种热塑成型法非开挖管道修复方法，其特征在于：两个所述压环(6)之间固定连接有钢筋笼(8)。
4.根据权利要求3所述的一种热塑成型法非开挖管道修复方法，其特征在于：所述钢筋笼(8)内安装有紫外灯(9)，所述紫外灯(9)位于钢筋笼(8)中部并沿钢筋笼(8)的长度方向延伸设置，所述气囊(200)由透光性的橡胶膜制成。
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