CN114797237B - 一种污水处理用滚筒式水力筛 - Google Patents
一种污水处理用滚筒式水力筛 Download PDFInfo
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Abstract
一种污水处理用滚筒水力筛,包括进水管、滚筒以及出水管,滚筒包括筛网以及设置于筛网两侧的端板,设置于筛网两侧的所述端板分别与进水管和出水管固定,筛网转动安装在固定的端板上,在筛网与端板的转动安装位置,通过驱动环、凸台、筛网和密封圈构成有阻断腔体结构。阻断腔体结构可以阻断内部污水从该环形的转动安装区域的泄漏,同时在驱动环上设置有阻水环以及进出水路结构,可以实现对筛网压条下部的淤积的有效清除。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置,尤其涉及一种滚筒水力筛。
背景技术
常规的滚筒水力筛具有滚筒以及进水端、滚筒、污水流出端等构成,最常见的滚筒具有中间筛网、两侧的端板构成,端板与筛网通过环形焊缝焊接,端板又通过轴承、密封圈等机构转动连接在进、出水端上。但是,由于常规沉筒式布置方式中,滚筒常年浸泡在水下,当滚筒上的筛网阻塞时,滚筒内的水位会高于滚筒外的水位,压力差的作用下加上长久的浸泡,环形焊缝区域以及中心滚轴区域非常容易发生泄漏,极大的影响水力筛的过滤作用。此外,筛网外部需要通过卡箍以及压条等固定滤布,在采用喷嘴清洗滤布和筛网时,位于压条内部的淤积较难清除。因此,针对现有技术中滚筒水力筛的上述不足,需要设计一种能够有效实现滚筒密封、防止污水外溢以及可以完全清洗干净的滚筒水力筛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水处理用滚筒水力筛,以解决现有技术中的技术问题。
本发明为实现上述目的,采用以下技术方案:
一种污水处理用滚筒水力筛,其特征在于,包括:进水管、滚筒以及出水管;所述滚筒包括筛网以及设置于筛网两侧的端板;设置于筛网两侧的所述端板分别与进水管和出水管固定,端板的一侧端面上设置有圆柱凸台,凸台的根部设置有环形槽,在环形槽上转动安装有轴承,轴承的外环表面高度凸出于凸台的外表面,在筛网端部固定连接有圆环状的驱动环,驱动环的内环安装在轴承的外圈上,驱动环与端板之间设置有密封圈一,在驱动环内环表面与凸台外表面重叠区域之间,设置有密封圈二,驱动环的另一侧端面与筛网端部焊接固定,在筛网与驱动环的连接处的外环,设置有截面呈“L”形的连接环,连接环具有径向连接板和轴向连接板,径向连接板与驱动环的端部焊接,轴向连接板与筛网外侧焊接,在驱动环的外环表面设置有驱动齿,凸台的外表面与筛网端部内侧具有重叠区域,在凸台端部位置与筛网之间,设置有密封圈三;筛网、驱动环、密封圈二、凸台、密封圈三之间,构成了环状的阻断腔体。
优选的,在端板的上部和下部分别设置两条进水通道,分别为上部进水通道和下部进水通道,上部进水通道的进水口设置于端板朝滚筒外侧的端面的上部,上部进水通道的出水口设置于凸台的上部且直通环形的阻断腔体的上部;下部进水通道的进水口设置于端板朝滚筒外侧的端面的下部,下部进水通道的出水口设置于凸台的下部且直通环形的阻断腔体的下部。
优选的,筛网与凸台之间的密封圈三的外缘设置成具有朝向滚筒内部的喇叭口形状,以形成一种单向阀瓣膜的结构。
优选的,上部进水通道和下部进水通道的出水口,连接至一个水位柱,在水位柱的顶部,设置有水位计三用于检测阻断腔体内的水位高度,在进水管的立管顶部和清水池池壁上,同样设置有水位计二和水位计一,分别用于检测滚筒内部污水水位和滚筒外部清水池水位,具有进出水泵及其控制器,水泵与进水通道连接用于注水和排水,控制器与三个水位计连接,通过水位计检测到水面的高度差之间的关系控制水泵向阻断腔体内注水排水。
优选的,在滚筒正上方设置有喷头,在筛网上安装有用于固定滤布的压条。
优选的,在筛网相对于压条的相位位置,设置有向下突出的阻水环,阻水环位于筛网的端部,并且伸入进入阻断腔体内部,阻水环跟随筛网在阻断腔体内部转动,上部进水通道的相位位置位于喷头的正下方,阻水环为一端弧形凸起,相对于压条左右对称。当压条即将转动至喷头下方时,阻水环能够封堵住上部进水通道位于阻断腔体上部的出水口。
优选的,上部进水通道的进水口与水位柱的上部连通口连通,下部进水通道的进水口与水位柱的下部连通口连通,在上部进水通道的进水口与水位柱的上部连通口之间设置有电磁通断阀一,在下部进水通道的进水口与水位柱的下部连通口之间设置有电磁通断阀二,在电磁通断阀一与上部进水通道进水口之间,还连通有上部水路,在电磁通断阀二与下部进水通道进水口之间,还连通有下部水路,上部水路和下部水路均与水泵连通。
优选的,在上部水路上,还通过管路连通有一个压力继电器,喷头可通过摆动机构控制喷头进行摆动运动,压力继电器控制喷头摆动机构的开闭。
优选的,喷头的摆动运动方式为:逆时针摆动——顺时针摆动归位——顺时针摆动——逆时针摆动归位。
优选的,该水力筛包括普通注水模式和清洗模式两种;在普通注水模式下,水泵将清水从下部水路泵入,电磁通断阀一和电磁通断阀二均呈接通状态,此时清水从下部进水通道进入阻断腔体内;在清洗模式下,通过上部水路注入清水,此时电磁通断阀一和电磁通断阀二均呈切断状态,清水从上部进水通道进入阻断腔体,随后从下部通道流回实现循环,当阻水环封堵上部进水通道的出水口时,会导致上部进水通道和上部水路内的水压升高,升高的水压会触发开启压力继电器,从而控制喷头摆动机构开始按设定摆动程序摆动;当阻水环转动解除对上部进水通道出水口的封堵时,上部进水通道和上部水路内的水压下降,压力继电器关闭,当压力继电器关闭时,喷头的摆动控制机构停止摆动归位,恢复至原始状态。
本发明的有益效果是:
1、通过设置滚筒两侧的端板分别与进水管和污水出水管固定,滚筒的筛网转动设置在两侧固定的端板上,将原有的两个泄漏点整合到了一处,同时,减小了转动部件的重量,并且增大了转动区域的接触面积,可以有效地降低应力集中区域的压强;
2、通过连接环的设置,在筛网与驱动环的环形焊缝之间设置了第二重的密封,避免了单一焊缝具有缝隙易泄漏的缺点;阻断腔体的设置,使得在滚筒的环形转动安装位置上,滚筒的内部区域与外部水体、轴承安装空间具有了密封缓冲空间,有效地阻断了内部污水从该环形的转动安装区域的泄漏;
3、为了更好的对环形转动区域进行内外水体阻断,防止污水外渗进入外部清水区和轴承安装区,本申请还设置了主动式阻断方式,主动式的阻断方式为向环形的阻断腔体内通入清水,使阻断腔体具有高于内部污水的压力或势能,使得阻断腔体内的清水具有向滚筒内部渗透的趋势,从而主动式的避免内部污水的外渗;
4、阻水环的设置,可以准确的协同压条转动和喷头摆动的相位时机,避免了在喷水、潮湿环境下在滚筒外周设置额外的传感检测设备的需求;为了协调喷水、阻断腔体进出水、压力检测等需求,本申请设置了普通注水模式和清洗模式两种阻断腔体进水模式,同时,通过压力继电器的设置和喇叭口形密封圈设置,可以准确的通过水道内的压力控制喷头进行协同转动。
附图说明
图1是现有技术中滚筒结构的示意图;
图2是本申请滚筒结构的示意图;
图3是本申请滚筒转动连接部位结构的示意图;
图4是本申请实现液位和注水控制的示意图;
图5是现有技术压条转动清洗的示意图;
图6是本申请压条转动清洗的示意图;
图7是压条位置检测方式的示意图;
图8是本申请普通注水模式的示意图;
图9是本申请清洗模式的示意图;
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,现有技术中的滚筒水力筛具有进水管1、滚筒2以及污水出水管3。具有筛网的滚筒2转动连接在进水管1和出水管3上,由于污水的长时间浸泡以及滚筒2内较高的水压,在滚筒2与进出水管的转动连接部位经常会发生污水泄漏,从而将污水流入清水池;此外,滚筒2由圆筒形筛网22焊接两侧的圆形端板21构成,环形的焊缝也会出现开裂、焊接裂缝等情况,因此,在滚筒的筛网22与端板21的连接部位也同样属于泄漏高发的位置。虽然通常会在滚筒的转动部位设置轴承,轴承具有端盖,但是轴承端盖的隔水性能较低,长期会影响轴承寿命;或者在转动部位两侧设置密封圈,但是由于滚筒长期承受径向力,密封圈在污水浸泡下也容易老化,仍难以避免泄漏的发生。
为了解决现有技术中的问题,本申请设计了如图2所示的滚筒水力筛结构。本申请的滚筒2两侧的端板21分别与进水管1和污水出水管3固定,滚筒2的筛网22转动设置在两侧固定的端板21上。通过这种设置,将原有的两个泄漏点整合到了一处,同时,减小了转动部件的重量,并且增大了转动区域的接触面积,可以有效地降低应力集中区域的压强。
如图3所示,为本申请筛网22与端板21的转动连接示意图。如图3所示,筛网22呈圆筒状,端板21呈阶梯圆台状。端板21的一侧端面A上设置有圆柱凸台211(端板21与凸台211采用螺栓等方式进行连接固定,为方便描述,将凸台211作为端板21的一部分进行描述),凸台211的根部设置有环形槽212,在环形槽212上转动安装有轴承24,轴承24的外环表面高度凸出于凸台的外表面。在筛网22端部固定连接有圆环状的驱动环23,驱动环23的内环安装在轴承24的外圈上,驱动环23的宽度大于轴承24的宽度,因此,在宽度轴向(厚度)方向上,驱动环23的内环表面与凸台211的外表面具有重叠区域。驱动环23的一侧端面朝向端板的端面A,并且驱动环23与端板21之间设置有密封圈一25,该密封圈一25仅承受驱动环23与端板21之间的压力,可以有效阻隔滚筒外部的水进入轴承24的安装空间。在驱动环23内环表面与凸台211外表面重叠区域之间,设置有密封圈二26,密封圈二26通过环槽安装在凸台211的外表面上,密封圈二26可以阻隔滚筒内部的污水进入轴承24的安装空间。驱动环23的另一侧端面与筛网22端部焊接固定,在筛网22与驱动环23的连接处的外环,设置有截面呈“L”形的连接环27,连接环27具有径向连接板271和轴向连接板272,径向连接板271与驱动环23的端部焊接,轴向连接板272与筛网外侧焊接,通过连接环27的设置,在筛网22与驱动环23的环形焊缝之间设置了第二重的密封,避免了单一焊缝具有缝隙易泄漏的缺点。在驱动环23的外环表面设置有驱动齿,驱动齿与驱动电机的输出端的齿轮啮合(未示出),通过电机驱动驱动环转动,可以同步带动筛网22转动。在轴向(厚度)方向上,凸台211的外表面与筛网22端部内侧同样具有重叠区域,在凸台211端部位置与筛网之间,设置有密封圈三28,密封圈三28通过环槽安装在凸台211端部。因此,筛网22、驱动环23、密封圈二26、凸台211、密封圈三28之间,构成了环状的空间,并且,轴向连接板272的长度大于凸台211的外表面与筛网22端部内侧同样具有重叠区域,由此保证该环状空间的密闭性,定义该环状空间为阻断腔体30。阻断腔体30的设置,使得在滚筒的环形转动安装位置上,滚筒的内部区域与外部水体、轴承安装空间具有了密封缓冲空间,有效地阻断了内部污水从该环形的转动安装区域的泄漏。
为了更好的对环形转动区域进行内外水体阻断,防止污水外渗进入外部清水区和轴承安装区,本申请还设置了主动式阻断方式。主动式的阻断方式为向环形的阻断腔体30内通入清水,使阻断腔体具有高于内部污水的压力或势能,使得阻断腔体30内的清水具有向滚筒内部渗透的趋势,从而主动式的避免内部污水的外渗。主动式阻断方式的具体设置方式如下:
如图3所示,在端板21的上部和下部分别设置两条进水通道31,具体为上部进水通道311和下部进水通道312(未示出),上部进水通道311的进水口设置于端板21朝滚筒外侧的端面B的上部,上部进水通道311的出水口设置于凸台211的上部且直通环形的阻断腔体的上部;下部进水通道312的进水口设置于端板21朝滚筒外侧的端面B的下部,下部进水通道312的出水口设置于凸台211的下部且直通环形的阻断腔体的下部。通过两条进水通道31可以对阻断腔体30通入或排出清水。此外,为了保证阻断腔体30内部的清水仅具有朝向滚筒内部渗水的趋势而减小向轴承安装区域渗水的趋势,筛网22与凸台211之间的密封圈三28的外缘设置成具有朝向滚筒内部的喇叭口形状,以形成一种单向阀瓣膜的结构,使阻断腔体30内部的清水可以方便流向滚筒内部,而滚筒内部的污水由于该喇叭口单向瓣膜的存在而不易流向阻断腔体30。
为了方便通过滚筒内外液面的变化控制阻断腔体内部液面的高度,进而控制阻断腔体内液体与滚筒内污水的压力差和水位差,如图4所示,在上部进水通道311和下部进水通道312的出水口,连接至一个水位柱32,水位柱32内的液面高度与阻断腔体30内的液面高度持平,在水位柱32的顶部,设置有水位计三33用于检测阻断腔体30内的水位高度。此外,在进水管1的立管顶部和清水池池壁上,同样设置有水位计二12和水位计一13,分别用于检测滚筒内部污水水位和滚筒外部清水池水位。具有进出水泵及其控制器4,水泵与进水通道31连接用于注水和排水,控制器4与三个水位计连接,通过水位计检测到水面的高度差之间的关系控制水泵向阻断腔体30内注水排水,控制器4为常规的电子式水泵控制器,具有具有缺相、过载、空载、过压/欠压等保护功能。具体控制判断逻辑为:当检测到水位计二12检测到的液面高度高于水位计一13检测到的液面高度时,表明筛网22内部污水水位高,筛网阻塞严重,此时筛网22内部污水通过滚筒转动连接部外渗风向大,进一步通过控制器4控制水泵向阻断腔体30内注水,使水位计三33检测的水位高于水位计二12的水位,也就是产生阻断腔体30向滚筒内部的高势差。具体的进水、出水通路方式后续阐明。
当筛网22阻塞严重时,会通过设置在筛网22外部的一排轴向设置的喷嘴5对筛网22进行由外至内的高压喷洗,但是现有技术中,喷嘴5的无法自动的调节喷射的角度,这样会导致筛网22产生清洗的死角。如图5所示,在筛网22的外侧,通常会通过卡箍和压条固定一层滤布,该压条6沿筛网22轴向布置,当筛网22转动时,压条6会跟随转动。但是,压条6下方的淤积61在转动至喷头5下方时,由于压条6的阻挡,不能进行有效地清除。为了有效清除压条6下部的淤积61,则需要在压条6经过喷头5之前和经过喷头5之后,转动喷头5的角度,从侧方向对压条6下部的淤积61进行清除。如图6所示,以逆时针转动的筛网为例,当压条6经过喷头5之前,喷头5需要朝向压条6转动,从而实现从侧向清除淤积61;随后喷头5跟随压条6转动;当压条6经过喷头5之后,喷头5继续跟随压条6转动,喷头5从另一侧侧向清除淤积61。
上述技术方案的难点在于如何协同压条6转动的相位与控制喷头5转动的时机。也就是说,在喷洗时,喷头5要能提前感知压条6的到来并跟随其摆动一定的角度。为了解决该技术问题,本申请设置了如图7所示的压条位置感测结构。
如图7所示,在筛网22相对于压条6的相位位置,设置有向下突出的阻水环29。阻水环29位于筛网22的端部,并且伸入进入阻断腔体30内部,阻水环29跟随筛网22在阻断腔体30内部转动。上部进水通道311的相位位置位于喷头5的正下方。阻水环29为一端弧形凸起,相对于压条6左右对称。当压条6即将转动至喷头5下方时,阻水环29能够封堵住上部进水通道311位于阻断腔体30上部的出水口;随着筛网22的转动,阻水环29封堵上部进水通道311出水口的时间段即为上述的喷头5需要跟随摆动的时间。因此,每当检测到上部进水通道311的出水口被封堵时段内,即进行一次喷头5的摆动,具体的摆动序列为:逆时针摆动——顺时针摆动(归位)——顺时针摆动——逆时针摆动(归位)。具体的摆动角度、摆动速度可根据滚筒的尺寸、转动转速和压条的清洗位置进行调整和设置。阻水环29的设置,可以准确的协同压条6转动和喷头5摆动的相位时机,避免了在喷水、潮湿环境下在滚筒外周设置额外的传感检测设备的需求。
本申请通过检测上部进水通道311内的水压实现对阻水环29的检测。为了协调喷水、阻断腔体进出水、压力检测等需求,本申请设置了如图8-9所示的两种进水模式。
如图8-9所示,两种进水模式共用同一套进出水路。如图8所示,上部进水通道311的进水口与水位柱32的上部连通口331连通,下部进水通道312的进水口与水位柱32的下部连通口332连通。在上部进水通道311的进水口与水位柱32的上部连通口331之间设置有电磁通断阀一333,在下部进水通道312的进水口与水位柱32的下部连通口332之间设置有电磁通断阀二334。电磁通断阀一333和电磁通断阀334可以分别接通和断开上下进水通道31与水位柱32之间的连接。在电磁通断阀一333与上部进水通道311进水口之间,还连通有上部水路34,在电磁通断阀二334与下部进水通道312进水口之间,还连通有下部水路35。上部水路34和下部水路35均与水泵连通。上述的两种进水模式包括普通注水模式和清洗模式两种。
如图8所示为普通注水模式。普通注水模式为上述的当检测到水位计二12高于水位计一13时,需要向阻断腔体30内通入清水的模式。在该普通注水模式下,水泵将清水从下部水路35泵入,此时电磁通断阀一333和电磁通断阀二334均呈接通状态。此时清水从下部进水通道312进入阻断腔体30内。
如图9所示为清洗模式。在清洗模式下,通过上部水路34注入清水,此时电磁通断阀一333和电磁通断阀二334均呈切断状态。清水从上部进水通道311进入阻断腔体30,随后从下部通道35流回实现循环,使阻断腔体30内部呈满水状态,避免喷头清洗使水压将污水冲进阻断腔体30。在上部水路34上,还通过管路连通有一个压力继电器36。压力继电器36控制喷头5摆动机构的开闭。在喷洗过程中,当阻水环29封堵上部进水通道311的出水口时,会导致上部进水通道311和上部水路34内的水压升高,升高的水压会触发开启压力继电器36,从而控制喷头5摆动机构开始按设定摆动程序摆动;当阻水环29转动解除对上部进水通道311出水口的封堵时,上部进水通道311和上部水路34内的水压下降,压力继电器36关闭,当压力继电器36关闭时,喷头5的摆动控制机构停止摆动归位,恢复至原始状态。需要指出的是,当阻水环29封堵住下部进水通道312的出水口时,同样也会导致阻断腔体30、上部进水通道311和上部水道34内的水压升高,但是由于喇叭口状的密封圈三28的设置,该部分压力会被密封圈三28的弹性部分抵消,从而使上部水道34内的压力不足以触发压力继电器36开启。具体喷头5的摆动机构可以通过伺服正反转电机及其常规的电机控制器通过设定电机摆角和转速控制实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种污水处理用滚筒水力筛,其特征在于,包括:进水管、滚筒以及出水管;所述滚筒包括筛网以及设置于筛网两侧的端板;设置于筛网两侧的所述端板分别与进水管和出水管固定,端板的一侧端面上设置有圆柱凸台,凸台的根部设置有环形槽,在环形槽上转动安装有轴承,轴承的外环表面高度凸出于凸台的外表面,在筛网端部固定连接有圆环状的驱动环,驱动环的内环安装在轴承的外圈上,驱动环与端板之间设置有密封圈一,在驱动环内环表面与凸台外表面重叠区域之间,设置有密封圈二,驱动环的另一侧端面与筛网端部焊接固定,在筛网与驱动环的连接处的外环,设置有截面呈“L”形的连接环,连接环具有径向连接板和轴向连接板,径向连接板与驱动环的端部焊接,轴向连接板与筛网外侧焊接,在驱动环的外环表面设置有驱动齿,凸台的外表面与筛网端部内侧具有重叠区域,在凸台端部位置与筛网之间,设置有密封圈三;筛网、驱动环、密封圈二、凸台、密封圈三之间,构成了环状的阻断腔体;
在端板的上部和下部分别设置两条进水通道,分别为上部进水通道和下部进水通道,上部进水通道的进水口设置于端板朝滚筒外侧的端面的上部,上部进水通道的出水口设置于凸台的上部且直通环形的阻断腔体的上部;下部进水通道的进水口设置于端板朝滚筒外侧的端面的下部,下部进水通道的出水口设置于凸台的下部且直通环形的阻断腔体的下部;
筛网与凸台之间的密封圈三的外缘设置成具有朝向滚筒内部的喇叭口形状,以形成一种单向阀瓣膜的结构;
上部进水通道和下部进水通道的出水口,连接至一个水位柱,在水位柱的顶部,设置有水位计三用于检测阻断腔体内的水位高度,在进水管的立管顶部和清水池池壁上,同样设置有水位计二和水位计一,分别用于检测滚筒内部污水水位和滚筒外部清水池水位,具有进出水泵及其控制器,水泵与进水通道连接用于注水和排水,控制器与三个水位计连接,通过水位计检测到水面的高度差之间的关系控制水泵向阻断腔体内注水排水;
在滚筒正上方设置有喷头,在筛网上安装有用于固定滤布的压条;
在筛网相对于压条的相位位置,设置有向下突出的阻水环,阻水环位于筛网的端部,并且伸入进入阻断腔体内部,阻水环跟随筛网在阻断腔体内部转动,上部进水通道的相位位置位于喷头的正下方,阻水环为一端弧形凸起,相对于压条左右对称,当压条即将转动至喷头下方时,阻水环能够封堵住上部进水通道位于阻断腔体上部的出水口。
2.如权利要求1所述的一种污水处理用滚筒水力筛,其特征在于:上部进水通道的进水口与水位柱的上部连通口连通,下部进水通道的进水口与水位柱的下部连通口连通,在上部进水通道的进水口与水位柱的上部连通口之间设置有电磁通断阀一,在下部进水通道的进水口与水位柱的下部连通口之间设置有电磁通断阀二,在电磁通断阀一与上部进水通道进水口之间,还连通有上部水路,在电磁通断阀二与下部进水通道进水口之间,还连通有下部水路,上部水路和下部水路均与水泵连通。
3.如权利要求2所述的一种污水处理用滚筒水力筛,其特征在于:在上部水路上,还通过管路连通有一个压力继电器,喷头可通过摆动机构控制喷头进行摆动运动,压力继电器控制喷头摆动机构的开闭。
4.如权利要求3所述的一种污水处理用滚筒水力筛,其特征在于:喷头的摆动运动方式为:逆时针摆动——顺时针摆动归位——顺时针摆动——逆时针摆动归位。
5.如权利要求4所述的一种污水处理用滚筒水力筛,其特征在于:包括普通注水模式和清洗模式两种;在普通注水模式下,水泵将清水从下部水路泵入,电磁通断阀一和电磁通断阀二均呈接通状态,此时清水从下部进水通道进入阻断腔体内;在清洗模式下,通过上部水路注入清水,此时电磁通断阀一和电磁通断阀二均呈切断状态,清水从上部进水通道进入阻断腔体,随后从下部通道流回实现循环,当阻水环封堵上部进水通道的出水口时,会导致上部进水通道和上部水路内的水压升高,升高的水压会触发开启压力继电器,从而控制喷头摆动机构开始按设定摆动程序摆动;当阻水环转动解除对上部进水通道出水口的封堵时,上部进水通道和上部水路内的水压下降,压力继电器关闭,当压力继电器关闭时,喷头的摆动控制机构停止摆动归位,恢复至原始状态。
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