CN113846982B - 一种用于页岩气开采的泥浆清洗循环设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于页岩气开采的泥浆清洗循环设备,涉及页岩气开采技术领域,包括装置本体、进料管和出料管,所述进料管的内部设置有动力组件,且装置本体的内部安装有过滤组件,所述进料管的内侧位于装置本体的顶端设置有喷洒组件,所述装置本体的内部位于过滤组件的下方安装有中转箱,且中转箱的下方安装有静置箱,所述中转箱与静置箱之间安装有电磁阀,所述静置箱的内壁设置有与外界气缸输出端连接的浮板组件。本发明通过设置动力组件、过滤组件和喷洒组件,有效解决了现有的泥浆清洗回收效率低下和泥浆清洗质量不达标的问题;设置静置箱、电磁阀、中转箱、浮板组件和下料组件,有效解决了泥浆回收率不高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气开采技术领域,具体为一种用于页岩气开采的泥浆清洗循环设备。
背景技术
页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛;页岩气开发水平钻井过程中会产生大量废弃油基泥浆,废弃油基泥浆若不经处理直接排放将对自然环境造成严重污染,且浪费大量的油资源;当前,工程中初步应用的离心、蒸馏处理技术也存在成本高,效率低等问题;页岩气油基泥浆的水体积比一般为800:20,其成本相对水基泥浆来说要高很多,但经多次反夏利用后性能恶化,难以使用而变成废弃油基泥浆。废弃油基泥浆主要由水、油、泥砂、高分子化合物、其他杂质等构成的乳化体系,成份复杂;废弃油基泥浆对地球环境有严重的危害,长时间堆积的废弃油基泥浆渗滤液如果进入上壤,将导致土壤板结,破坏土壤生态链,从而引发地而植物难以土长;土壤内部微生物难以存活等问题。
目前,在对泥浆进行处理时,由于部分可回收的泥浆上会残留有污染物质,因此需要其进行清洗方可回收利用,但是,现有技术大多是依靠人力进行统一的清洁处理,耗费时间且工作量巨大,效率低下;其次,还有部分细小的泥浆也具有相应的回收利用价值,但是由于其在流动的水中呈现漂浮状态,因此无法被有效过滤拦截,利用率低,造成资源浪费。
发明内容
基于此,本发明的目的是提供一种用于页岩气开采的泥浆清洗循环设备,以解决上述背景中提到的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于页岩气开采的泥浆清洗循环设备,包括装置本体、进料管和出料管,所述进料管的内部设置有动力组件,且装置本体的内部安装有过滤组件,所述进料管的内侧位于装置本体的顶端设置有喷洒组件,所述装置本体的内部位于过滤组件的下方安装有中转箱,且中转箱的下方安装有静置箱,所述中转箱与静置箱之间安装有电磁阀,所述静置箱的内壁设置有与外界气缸输出端连接的浮板组件,且静置箱的底端设置有下料组件。
通过采用上述技术方案,可以对泥浆进行清洗从而起到循环利用的效果,此外,通过静置箱的设置可以使得水中漂浮的泥浆得以静置,并最终被收集,对资源进行了最大化利用。
本发明进一步设置为,所述动力组件包括有与进料管内壁转动连接的叶轮,且叶轮的转动轴外壁均固定连接有延伸至进料管外侧的转动轴,所述转动轴的外壁开设有皮带槽,且皮带槽的内壁套接有皮带,所述皮带的内侧位于装置本体的外侧连接有从动转盘。
通过采用上述技术方案,泥浆的冲击会使得叶轮转动,进而使得叶轮产生转动的动力。
本发明进一步设置为,所述过滤组件包括有与从动转盘一端通过联轴器固定连接的动力轴,且动力轴的外壁固定有多组过滤板,多组所述过滤板与动力轴的外壁通过螺栓固定连接。
通过采用上述技术方案,起到对较大泥浆的过滤效果。
本发明进一步设置为,所述装置本体的内部位于过滤板的下方设置有与装置本体内壁固定的分流板,且分流板的倾斜角度为十五度,所述分流板的顶端一侧固定有向上倾斜的斜板,且分流板的一侧位于装置本体的内部开设有收纳腔,所述收纳腔的一侧位于装置本体的内壁安装有腔门,且腔门与装置本体的内壁通过转轴转动连接,所述腔门的外壁固定安装有把手。
通过采用上述技术方案,起到对过滤后的泥浆的收集效果。
本发明进一步设置为,所述喷洒组件包括有喷洒腔,且喷洒腔的内部设置有延伸至喷洒腔外侧的竖杆,所述竖杆的底端固定连接有活塞,且活塞的材质为橡胶,所述喷洒腔的一端开设有补液口,且补液口通过开口向喷洒腔内得单向阀与外界供给系统连通。
通过采用上述技术方案,起到对泥浆的清洗效果。
本发明进一步设置为,所述喷洒腔的底端安装有与喷洒腔连通的喷头,所述竖杆的外壁固定连接有滑杆,且滑杆与喷洒腔的内壁滑动连接,所述滑杆的底端连接有复位弹簧,且复位弹簧的底端固定连接有与喷洒腔内壁固定连接的支撑板,所述转动轴的外壁套接有两组等距分布且转向错位分布的凸轮。
通过采用上述技术方案,起到复位的效果。
本发明进一步设置为,所述浮板组件包括通过气缸输出端复位的浮板,且浮板的内部设置有与浮板内壁滑动连接的密封板,所述密封板的一侧延伸至浮板的内部固定连接有驱动板,且驱动板的底端设置有齿壁,所述齿壁的底端通过齿轮啮合连接有驱动齿轮,且驱动齿轮与浮板内壁通过转轴转动连接,所述驱动齿轮的端面通过传动转盘、传动皮带传动连接有动力齿轮,且动力齿轮位于浮板一侧内壁并与浮板通过转轴转动连接,所述浮板的中部开设有通孔,所述浮板的内壁位于动力齿轮的一端安装有与浮板固定连接的固定齿轮。
通过采用上述技术方案,起到对静置泥浆的限位。
本发明进一步设置为,所述下料组件包括有位于静置箱底端设置的底板,且底板的一侧固定连接有延伸至静置箱内部的连接板,所述连接板通过转轴与静置箱的内壁转动连接,且转轴的外壁套接有齿轮轴,所述齿轮轴的一侧通过齿轮啮合连接有转动齿轮,且转动齿轮的端面通过传动转盘、传动皮带传动连接有与静置箱内壁通过单向轴承连接的从动齿轮。
通过采用上述技术方案,起到对静置泥浆的下料收集效果。
综上所述,本发明主要具有以下有益效果:
1、本发明通过设置动力组件、过滤组件和喷洒组件,首先,通过进料管输入泥浆与水的混合液体,在混合液体的冲击下,叶轮会转动,叶轮转动后则会带动转动轴转动,因此转动轴通过外壁设置的皮带槽与皮带的传动作用会使得从动转盘转动,从动转盘转动后则会带动动力轴转动,因此动力轴会带动多组过滤板做与液体流动方向相反的转动,因此过滤板会实现对混合液体的过滤作用,从而将混合液体中较大的泥浆过滤截留,随后泥浆会跟随过滤板转动,当泥浆转动至喷洒组件下方时,在转动轴的作用下,凸轮会跟随转动轴转动,因此当凸轮转动至与竖杆接触时,凸轮会挤压竖杆,使得竖杆带动活塞挤压清洗液,并使得清洗液通过喷头喷出至泥浆上,当第一组凸轮转动至不与竖杆接触后,竖杆会在滑杆和复位弹簧的作用下复位,此时补液口也会进行补液,此外,第二组凸轮此时会转动至与第二组喷洒组件的竖杆接触,并带动竖杆向下移动,从而使得第二组喷洒组件的喷头喷出水源,对泥浆进行进一步的冲洗,从而保证泥浆的质量,在泥浆转动至分流板上方时,泥浆的自重会使得泥浆掉落在分流板上,由于分流板具有一定倾斜角度,因此泥浆会在重力的作用下滑落至收纳腔中,作业人员可以通过把手打开腔门,进而对泥浆进行统一的收集处理,有效解决了现有的泥浆清洗回收效率低下和泥浆清洗质量不达标的问题;
2、本发明通过设置静置箱、电磁阀、中转箱、浮板组件和下料组件,经历过过滤板过滤的混合液体会进入中转箱,并且在电磁阀的控制下可以流入静置箱中,当静置箱中满载后,电磁阀关闭,此时混合液体在中转箱中暂存,静置箱中的混合液体则进行静置工艺,在此过程中,混合液体中漂浮的泥浆会在重力的作用下逐渐落在底板中沉淀,当静置时间到达后,打开出料管,出料管会引导静置箱中上方的液体进行出料,浮板会随着液体的液面高度下降而向下移动,在浮板移动的过程中,动力齿轮会在静置箱内壁设置的齿壁的作用下转动,使得动力齿轮在转动后通过传动转盘、传动皮带带动驱动齿轮转动,驱动齿轮转动后会通过齿轮啮合作用带动齿壁移动,因此齿壁会使得驱动板推动密封板向外侧移动,此时两组密封板会逐渐闭合,从而防止混合液体下料时泥浆的出料,随着浮板的继续移动,当固定齿轮与从动齿轮接触后会带动从动齿轮转动,由于从动齿轮通过单向轴承连接,因此此时的从动齿轮不作用,当浮板移动至与底板贴合时,浮板和底板会使得位于二者之间的泥浆被压紧限位,直至水源的全部排出,此时通过外接气缸的作用拉动浮板向上复位移动,在复位过程中,固定齿轮会带动从动齿轮转动,从动齿轮转动后会带动连接板转动,进而使得连接板带动底板转动,此时位于底板上的泥浆会在重力作用下下滑至外接的收集装置中,对泥浆进行进一步的收集循环利用,随后浮板继续向上移动,此时连接板会在扭簧轴的作用下复位,进而带动底板复位,浮板两侧的动力齿轮也会在齿壁的作用下反转,进而使得两组密封板打开,便于下次使用,有效解决了泥浆回收率不高的问题。
附图说明
图1为本发明的三维结构示意图;
图2为本发明的内部结构示意图;
图3为本发明的凸轮结构示意图;
图4为本发明的喷洒机构示意图;
图5为本发明的内部侧视示意图;
图6为本发明的浮板内部结构示意图;
图7为本发明的浮板三维结构示意图;
图8为本发明图5中的A处局部放大图。
图中:1、装置本体;2、进料管;3、出料管;4、动力组件;401、叶轮;402、转动轴;403、皮带;404、从动转盘;5、过滤组件;501、动力轴;502、过滤板;503、分流板;504、斜板;505、收纳腔;506、腔门;6、喷洒组件;601、喷洒腔;602、竖杆;603、补液口;604、活塞;605、喷头;606、滑杆;607、复位弹簧;608、支撑板;609、凸轮;7、中转箱;8、静置箱;9、电磁阀;10、浮板组件;1001、浮板;1002、密封板;1003、驱动板;1004、齿壁;1005、驱动齿轮;1006、动力齿轮;1007、通孔;1008、固定齿轮;11、下料组件;1101、底板;1102、连接板;1103、齿轮轴;1104、转动齿轮;1105、从动齿轮。
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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面根据本发明的整体结构,对其实施例进行说明。
一种用于页岩气开采的泥浆清洗循环设备,如图1-8所示,包括用于对泥浆进行清洗过滤处理的装置本体1、进料管2和出料管3,进料管2的内部设置有利用泥浆重力进行驱动的动力组件4,动力组件4包括有与进料管2内壁转动连接的叶轮401,且叶轮401的转动轴外壁均固定连接有延伸至进料管2外侧的转动轴402,转动轴402的外壁开设有皮带槽,且皮带槽的内壁套接有皮带403,皮带403的内侧位于装置本体1的外侧连接有从动转盘404,叶轮401转动后会带动转动轴402转动,转动轴402转动后会带动皮带403转动,皮带403转动后会带动从动转盘404转动,便于动力的传递作用,且装置本体1的内部安装有用于对较大滤渣进行过滤的过滤组件5,过滤组件5包括有与从动转盘404一端通过联轴器固定连接的动力轴501,且动力轴501的外壁固定有多组过滤板502,多组过滤板502与动力轴501的外壁通过螺栓固定连接,通过多组过滤板502的过滤作用,可以将较大的泥浆过滤截留,起到筛分的效果,进料管2的内侧位于装置本体1的顶端设置有对过滤后的泥浆进行清洗的喷洒组件6,喷洒组件6包括有喷洒腔601,且喷洒腔601的内部设置有延伸至喷洒腔601外侧的竖杆602,竖杆602的底端固定连接有活塞604,且活塞604的材质为橡胶,喷洒腔601的一端开设有补液口603,且补液口603通过开口向喷洒腔601内得单向阀与外界供给系统连通,通过竖杆602的移动挤压活塞604,从而使得活塞604挤压清洗液,实现清洗液的出料,且喷洒组件6设置有两组,一组喷洒组件6与清洗剂系统连通,用于对泥浆的清洁,另一组喷洒组件6则与水源系统连通,用于对泥浆的清洗,两者交替运行,装置本体1的内部位于过滤组件5的下方安装有中转箱7,且中转箱7的下方安装有静置箱8,静置箱8可使得水中漂浮的泥浆在自重作用下沉底,中转箱7与静置箱8之间安装有控制泥浆下料的电磁阀9,静置箱8的内壁设置有与外界气缸输出端连接的浮板组件10,浮板组件10包括通过气缸输出端复位的浮板1001,且浮板1001的内部设置有与浮板1001内壁滑动连接的密封板1002,密封板1002的一侧延伸至浮板1001的内部固定连接有驱动板1003,且驱动板1003的底端设置有齿壁1004,齿壁1004的底端通过齿轮啮合连接有驱动齿轮1005,且驱动齿轮1005与浮板1001内壁通过转轴转动连接,驱动齿轮1005的端面通过传动转盘、传动皮带传动连接有动力齿轮1006,且动力齿轮1006位于浮板1001一侧内壁并与浮板1001通过转轴转动连接,浮板1001的中部开设有通孔1007,浮板1001的内壁位于动力齿轮1006的一端安装有与浮板1001固定连接的固定齿轮1008,通过浮板1001对静置泥浆的压紧限位,可以在排水的同时防止泥浆下料,且静置箱8的底端设置有下料组件11,下料组件11包括有位于静置箱8底端设置的底板1101,且底板1101的一侧固定连接有延伸至静置箱8内部的连接板1102,连接板1102通过转轴与静置箱8的内壁转动连接,且转轴的外壁套接有齿轮轴1103,齿轮轴1103的一侧通过齿轮啮合连接有转动齿轮1104,且转动齿轮1104的端面通过传动转盘、传动皮带传动连接有与静置箱8内壁通过单向轴承连接的从动齿轮1105,通过底板1101的转动,使得位于底板1101上的泥浆可以在重力作用下掉落至装置本体1外侧,从而经过外界收集装置的收集,起到对泥浆的收集作用。
请参阅图2和图5,装置本体1的内部位于过滤板502的下方设置有与装置本体1内壁固定的分流板503,且分流板503的倾斜角度为十五度,分流板503的顶端一侧固定有向上倾斜的斜板504,且分流板503的一侧位于装置本体1的内部开设有收纳腔505,收纳腔505的一侧位于装置本体1的内壁安装有腔门506,且腔门506与装置本体1的内壁通过转轴转动连接,腔门506的外壁固定安装有把手,通过分流板503使得过滤后的泥浆与剩下的泥浆进行分流,进而使得被过滤的泥浆可以掉落至收纳腔505中。
请参阅图2-4,喷洒腔601的底端安装有与喷洒腔601连通的喷头605,竖杆602的外壁固定连接有滑杆606,且滑杆606与喷洒腔601的内壁滑动连接,滑杆606的底端连接有复位弹簧607,且复位弹簧607的底端固定连接有与喷洒腔601内壁固定连接的支撑板608,转动轴402的外壁套接有两组等距分布且转向错位分布的凸轮609,通过转动轴402的转动带动凸轮609转动,使得凸轮609可以挤压竖杆602在喷洒腔601中移动,实现喷洒的作用。
本发明的工作原理为:首先,通过进料管2输入泥浆与水的混合液体,在混合液体的冲击下,叶轮401会转动,叶轮401转动后则会带动转动轴402转动,因此转动轴402通过外壁设置的皮带槽与皮带403的传动作用会使得从动转盘404转动,从动转盘404转动后则会带动动力轴501转动,因此动力轴501会带动多组过滤板502做与液体流动方向相反的转动,因此过滤板502会实现对混合液体的过滤作用,从而将混合液体中较大的泥浆过滤截留,随后泥浆会跟随过滤板502转动;
当泥浆转动至喷洒组件6下方时,在转动轴402的作用下,凸轮609会跟随转动轴402转动,因此当凸轮609转动至与竖杆602接触时,凸轮609会挤压竖杆602,使得竖杆602带动活塞604挤压清洗液,并使得清洗液通过喷头605喷出至泥浆上,当第一组凸轮609转动至不与竖杆602接触后,竖杆602会在滑杆606和复位弹簧607的作用下复位,此时补液口603也会进行补液;
此外,第二组凸轮609此时会转动至与第二组喷洒组件6的竖杆602接触,并带动竖杆602向下移动,从而使得第二组喷洒组件6的喷头605喷出水源,对泥浆进行进一步的冲洗,从而保证泥浆的质量;
在泥浆转动至分流板503上方时,泥浆的自重会使得泥浆掉落在分流板503上,由于分流板503具有一定倾斜角度,因此泥浆会在重力的作用下滑落至收纳腔505中,作业人员可以通过把手打开腔门506,进而对泥浆进行统一的收集处理;
经历过过滤板502过滤的混合液体会进入中转箱7,并且在电磁阀9的控制下可以流入静置箱8中,当静置箱8中满载后,电磁阀9关闭,此时混合液体在中转箱7中暂存,静置箱8中的混合液体则进行静置工艺,在此过程中,混合液体中漂浮的泥浆会在重力的作用下逐渐落在底板1101上沉淀,当静置时间到达后,打开出料管3,出料管3会引导静置箱8中的上方液体进行出料,浮板1001会随着液体的液面高度下降而向下移动;
在浮板1001移动的过程中,动力齿轮1006会在静置箱8内壁设置的齿壁的作用下转动,使得动力齿轮1006在转动后通过传动转盘、传动皮带带动驱动齿轮1005转动,驱动齿轮1005转动后会通过齿轮啮合作用带动齿壁1004移动,因此齿壁1004会使得驱动板1003推动密封板1002向外侧移动,此时两组密封板1002会逐渐闭合,从而防止混合液体下料时泥浆的出料;
随着浮板1001的继续移动,当固定齿轮1008与从动齿轮1105接触后会带动从动齿轮1105转动,由于从动齿轮1105通过单向轴承连接,因此此时的从动齿轮1105不作用,当浮板1001移动至与底板1101贴合时,浮板1001和底板1101会使得位于二者之间的泥浆被压紧限位,直至水源的全部排出,此时通过外接气缸的作用拉动浮板1001向上复位移动,在复位过程中,固定齿轮1008会带动从动齿轮1105转动,从动齿轮1105转动后会带动转动齿轮1104转动,转动齿轮1104会带动连接板1102转动,进而使得连接板1102带动底板1101转动,此时位于底板1101上的泥浆会在重力作用下下滑至外接的收集装置中,对泥浆进行进一步的收集循环利用,随后浮板继续向上移动,此时连接板1102会在扭簧轴的作用下复位,进而带动底板1101复位,浮板1001两侧的动力齿轮1006会在齿壁的作用下反转,进而使得两组密封板1002打开,便于下次使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,但本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对发明的限制,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合,本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下,可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (1)
1.一种用于页岩气开采的泥浆清洗循环设备,包括装置本体(1)、进料管(2)和出料管(3),其特征在于:所述进料管(2)的内部设置有动力组件(4),且装置本体(1)的内部安装有过滤组件(5),所述进料管(2)的内侧位于装置本体(1)的顶端设置有喷洒组件(6),所述装置本体(1)的内部位于过滤组件(5)的下方安装有中转箱(7),且中转箱(7)的下方安装有静置箱(8),所述中转箱(7)与静置箱(8)之间安装有电磁阀(9),所述静置箱(8)的内壁设置有与外界气缸输出端连接的浮板组件(10),且静置箱(8)的底端设置有下料组件(11);
所述动力组件(4)包括有与进料管(2)内壁转动连接的叶轮(401),且叶轮(401)的转动轴外壁均固定连接有延伸至进料管(2)外侧的转动轴(402),所述转动轴(402)的外壁开设有皮带槽,且皮带槽的内壁套接有皮带(403),所述皮带(403)的内侧位于装置本体(1)的外侧连接有从动转盘(404);
所述过滤组件(5)包括有与从动转盘(404)一端通过联轴器固定连接的动力轴(501),且动力轴(501)的外壁固定有多组过滤板(502),多组所述过滤板(502)与动力轴(501)的外壁通过螺栓固定连接,所述装置本体(1)的内部位于过滤板(502)的下方设置有与装置本体(1)内壁固定的分流板(503),且分流板(503)的倾斜角度为十五度,所述分流板(503)的顶端一侧固定有向上倾斜的斜板(504),且分流板(503)的一侧位于装置本体(1)的内部开设有收纳腔(505),所述收纳腔(505)的一侧位于装置本体(1)的内壁安装有腔门(506),且腔门(506)与装置本体(1)的内壁通过转轴转动连接,所述腔门(506)的外壁固定安装有把手;
所述喷洒组件(6)包括有喷洒腔(601),且喷洒腔(601)的内部设置有延伸至喷洒腔(601)外侧的竖杆(602),所述竖杆(602)的底端固定连接有活塞(604),且活塞(604)的材质为橡胶,所述喷洒腔(601)的一端开设有补液口(603),且补液口(603)通过开口向喷洒腔(601)内得单向阀与外界供给系统连通;所述喷洒腔(601)的底端安装有与喷洒腔(601)连通的喷头(605),所述竖杆(602)的外壁固定连接有滑杆(606),且滑杆(606)与喷洒腔(601)的内壁滑动连接,所述滑杆(606)的底端连接有复位弹簧(607),且复位弹簧(607)的底端固定连接有与喷洒腔(601)内壁固定连接的支撑板(608),所述转动轴(402)的外壁套接有两组等距分布且转向错位分布的凸轮(609);
所述浮板组件(10)包括通过气缸输出端复位的浮板(1001),且浮板(1001)的内部设置有与浮板(1001)内壁滑动连接的密封板(1002),所述密封板(1002)的一侧延伸至浮板(1001)的内部固定连接有驱动板(1003),且驱动板(1003)的底端设置有齿壁(1004),所述齿壁(1004)的底端通过齿轮啮合连接有驱动齿轮(1005),且驱动齿轮(1005)与浮板(1001)内壁通过转轴转动连接,所述驱动齿轮(1005)的端面通过传动转盘、传动皮带传动连接有动力齿轮(1006),且动力齿轮(1006)位于浮板(1001)一侧内壁并与浮板(1001)通过转轴转动连接,所述浮板(1001)的中部开设有通孔(1007),所述浮板(1001)的内壁位于动力齿轮(1006)的一端安装有与浮板(1001)固定连接的固定齿轮(1008);
所述下料组件(11)包括有位于静置箱(8)底端设置的底板(1101),且底板(1101)的一侧固定连接有延伸至静置箱(8)内部的连接板(1102),所述连接板(1102)通过转轴与静置箱(8)的内壁转动连接,且转轴的外壁套接有齿轮轴(1103),所述齿轮轴(1103)的一侧通过齿轮啮合连接有转动齿轮(1104),且转动齿轮(1104)的端面通过传动转盘、传动皮带传动连接有与静置箱(8)内壁通过单向轴承连接的从动齿轮(1105)。
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