CN115183588A - 一种带冷却功能的换气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及软磁铁氧体磁芯生产设备技术领域,公开了一种带冷却功能的换气装置,烧结前向炉体内通入氮气将炉内空气置换出来,实现换气功能,保证产品在烧结过程中不会被氧化的情况,烧结质量更好,烧结完成后再次向炉体内通入氮气,并利用换热夹套一对通入的氮气进行冷却,利用冷却后的氮气能够快速将炉内高温氮气置换出来,实现炉内产品的快速冷却,利用氮气的冷热置换,不仅有效保证了炉内压力的稳定,还能保证产品冷却时始终处于无氧环境,有效避免了产品在烧结和冷却过程被氧化的情况,不仅冷却效率高,而且冷却效果好,通过换热夹套二对排除的高温气体进行进一步冷却,有效避免了高温气体排出后对环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及软磁铁氧体磁芯烧结设备技术领域,特别涉及一种带冷却功能的换气装置。
背景技术
烧结炉是一种在高温下,使生坯固体颗粒之间的相互键联、晶粒长大、空隙和晶界渐趋减少,并通过物质的传递,使其总体积收缩和密度增加,最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体的炉具。
授权公告号为CN111504053B的发明专利公开了一种高安全性的软磁铁氧体烧结炉,包括炉体和设置于所述炉体上的炉门,所述炉体内设置有烧结室,所述烧结室上设置有室门,所述炉体与所述烧结室之间形成密闭的密封室,并且所述密封室内设置有位于所述炉门和所述室门之间的工作台;所述炉体的外部设置有装有氮气的保压罐,所述保压罐上设置有进气管和出气管,所述进气管与氮气液压站相连通,且出气管与密封室相连通,并且所述炉体上设置有连通所述烧结室的单向排气阀。
当使用上述烧结炉时,先将炉门和室门打开,然后将待烧结原料放置于炉体内,随后先将室门关闭,再将炉门关闭。然后利用保压罐将氮气通入密封室内,使密封室内的空气沿着单向排气阀排除,实现密封室内空气的置换。当取出成品时,先将室门打开,然后将成品推送至工作台上,随后室门关闭,此时成品处于密封室内进行冷却。直至成品冷却完毕后,再将炉门打开,并对成品进行取出。并且在成品的取出过程中,外界的空气不会进入烧结室内,从而保证烧结室内的产品品质。因此通过设置真空的密封室对炉体以及烧结室进行隔离,并利用室门和炉门的双重配合,保证烧结炉的真空。并且当室的密封出现问题时,由于有密封室的存在,外界的空气也不会进入烧结室内,始终保持烧吉室处于真空状态,从而保证烧结室内的产品品质。
上述烧结炉无法实现炉体内氮气进气流量的调节,因此换气过程中无法根据不同工艺需求对炉体内氮气压力进行调节,从而无法实现不同氮气压力下的烧结生产,而且由于在烧结过程中或产生大量的热量,无法收集利用,造成能源的浪费,且上述烧结炉在烧结完成后冷却流道进行冷却,冷却流道里的水流与炉内空气接接触面积较小,冷却速度慢,效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种带冷却功能的换气装置,能够对炉内氮气压力进行自动调节,使得烧结时炉内压力稳定性更好,产品烧结质量更好,且换气效率高,冷却速度快,排放的气体和热量对环境的影响小,能源利用率高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种带冷却功能的换气装置,包括与炉体内腔连通的氮气管和用于排出炉体内空气的排空管,所述氮气管通过单向阀五与炉体连接,所述氮气管通过进气调节装置与氮气罐连接,所述进气调节装置包括上端开口的腔体一,所述腔体一内设有与腔体一滑动连接的活塞一,所述活塞一的上端与进气驱动气缸的伸缩轴连接,所述腔体一的底部设有一进气口一,所述进气口一通过单向阀一与氮气罐连接,所述腔体一的侧壁上设有一进气口二,所述腔体一通过进气口二与氮气管连通,所述氮气管的外部设有换热夹套一,所述排空管通过单向阀二与炉体的内腔连通,所述排空管的外部设有换热夹套二,所述换热夹套一的进水口通过换热管与换热夹套二的出水口连接,所述换热夹套一的出水口通过冷凝器与水箱连接,所述换热夹套二的进水口通过进水管与水箱连接。
通过采用上述技术方案,换气时,启动进气驱动气缸,使进气驱动气缸的伸缩轴连续伸缩,从而驱动活塞一沿腔体一的内壁上下运动,活塞一向上运动时使进气口一产生抽吸力,将氮气罐中的氮气抽入腔体一中,活塞一向下运动时利用单向阀一的止回作用,保证氮气只能通过进气口二进入氮气管中,并通过氮气管进入炉体中,氮气进入炉体后使得炉体内的空气逐渐通过排空管排出,从而实现了换气功能,当炉内完成换气后,关闭单向阀二,同时进气驱动气缸停止工作,由于单向阀五的止回作用,使得炉内保持恒定的温度和氮气压力进行烧结,由于炉体在烧结过程中会产生高温,在烧结完成后需要对炉内进行降温后才能将烧结的产品取出,因此,烧结完成后再次启动进气驱动气缸,使得氮气管再次向炉体内通入氮气,氮气管在通入氮气时换热夹套一对通入的氮气进行冷却,利用冷却后的氮气能够快速将炉内高温氮气置换出来,实现炉内产品的快速冷却,而置换出来的高温氮气则通过排空管排放时利用换热夹套二进行进一步冷却,从而避免了高温气体直接排放对环境的影响。
本发明的进一步设置为:所述腔体一侧壁位于进气口二上方的位置设有与进气口二连通的调节槽,所述调节槽内设有一调节板,所述调节板的上端与调节杆连接,所述调节杆与炉内压力反馈调节装置连接。
通过采用上述技术方案,调节板在炉内压力反馈调节装置的驱动下沿调节槽上下滑动,从而实现自动调节进气口一的进气流量,从而在换气和烧结过程中实现自动根据炉体内压力情况自动调节氮气进气流量,使得炉内氮气压力不足时快速进气,炉内氮气压力接近设定值时缓慢进气,炉内氮气压力到达设定值时停止进气,从而实现炉内氮气压力自动、闭环调节的效果,使得换气时效率更高,烧结时炉内压力稳定性更好,产品烧结质量更好。
本发明的进一步设置为:所述炉内压力反馈调节装置包括杠杆和压力反馈装置,所述杠杆的通过铰座安装在炉体顶部,所述杠杆的一端与调节杆铰接,所述杠杆的另一端与炉体上的压力杆铰接,所述压力反馈装置包括下端开口的腔体二,所述腔体二内设有与腔体二滑动连接的活塞二,所述压力杆从腔体二顶部贯穿并伸入腔体二中与活塞二连接,所述腔体二的内腔与炉体的内腔连通。
通过采用上述技术方案,压力反馈装置通过腔体二实时反馈炉内压力,当炉内压力变大或者变小时腔体二中的活塞二上升或者下降,活塞二上升或者下降时带动压力杆上升或者下降,压力杆上升或者下降时带动杠杆与其铰接的一端上升或者下降,从而使得杠杆与调节杆铰接的一端下降或者上升,杠杆与调节杆铰接的一端下降或者上升时带动调节杆下降或者上升,调节杆下降或者上升时带动调节板下降或者上升,调节板下降或者上升时对进气口二的开口大小进行调节,从而实现对炉内进气流量进行调节,使得炉内氮气压力不足时快速进气,炉内氮气压力接近设定值时缓慢进气,炉内氮气压力到达设定值时停止进气,从而实现炉内氮气压力自动、闭环调节的效果,使得换气时效率更高,烧结时炉内压力稳定性更好,产品烧结质量更好。
本发明的进一步设置为:所述压力杆的顶部匹配多种重力的配重块,所述腔体二中活塞二的下方设有弹簧一,所述弹簧一的一端固定在活塞二上,所述弹簧一的另一端固定在腔体二的底部。
通过采用上述技术方案,配重块用于对活塞二施加向下的压力,配重块的重力与活塞二的自身重力、弹簧一的弹力和炉内压力的共同作用下保持平衡,不同重量的配重块可以实现不同的炉压的换气要求,从而满足不同的工艺要求,大大提高了设备的通用性。
本发明的进一步设置为:所述进气口二的底部设有压力传感器,所述压力传感器与调节板之间设有弹簧二,所述弹簧二的上端固定在调节板上,所述压力传感器通过控制器与进气驱动气缸的驱动器电连接。
通过采用上述技术方案,调节板沿调节槽上下滑动时,弹簧二下端对压力传感器的压力不断减小或者增大,压力传感器将接收到的不同大小的压力传递给控制器,控制器根据压力传感器检测到的压力值得到调节板的位置信息,从而得到进气口二的开口大小,并根据进气口二的开口大小发出控制指令给驱动器,驱动器根据接收到的控制指令驱动进气驱动气缸以相应的伸缩频率进行工作,从而实现进气口二的进气流量的调节。
本发明的进一步设置为:所述排空管的端部设有分别与用于排出空气的支管一和用于排出多余氮气的支管二连接,所述支管一和支管二上分别设有控制排气的单向阀三和单向阀四,所述支管一的出口还设有氮气检测传感器,所述氮气检测传感器分别通过控制器与单向阀三和单向阀四电连接,所述支管二的出口与氮气罐连接。
通过采用上述技术方案,单向阀三和单向阀四分别控制支管一和支管二的开关,换气时,单向阀三开启,单向阀四关闭,当氮气检测传感器检测到支管一的出口开始排出氮气时,控制器控制单向阀三关闭,单向阀四开启,此时氮气通过支管二排入氮气罐中,实现了换气时氮气和空气分别排出的效果,通过支管一和支管二用于分别排出空气和多余的氮气,避免氮气直接泄露到空气中对空气造成影响和氮气的浪费。
本发明的进一步设置为:所述水箱与蒸汽排出管连通。
通过采用上述技术方案,蒸汽排出管用于收集水箱中的蒸汽,保证水箱内部压力平衡的同时,还能对蒸汽进行有效利用,大大节省了能源。
本发明的有益效果是:
1.本发明在烧结前向炉体内通入氮气将炉内空气置换出来,实现换气功能,保证产品在烧结过程中不会被氧化的情况,烧结质量更好,烧结完成后再次向炉体内通入氮气,并利用换热夹套一对通入的氮气进行冷却,利用冷却后的氮气能够快速将炉内高温氮气置换出来,实现炉内产品的快速冷却,利用氮气的冷热置换,不仅有效保证了炉内压力的稳定,还能保证产品冷却时始终处于无氧环境,有效避免了产品在烧结和冷却过程被氧化的情况,不仅冷却效率高,而且冷却效果好,通过换热夹套二对排除的高温气体进行进一步冷却,有效避免了高温气体排出后对环境的影响。
2.本发明在向炉内充入氮气时通过调节板在炉内压力反馈调节装置的驱动下自动调节进气口一的进气流量,从而在换气和烧结过程中实现自动根据炉体内压力情况自动调节氮气进气流量,使得炉内氮气压力不足时快速进气,炉内氮气压力接近设定值时缓慢进气,炉内氮气压力到达设定值时停止进气,从而实现炉内氮气压力自动、闭环调节的效果,使得换气时效率更高,烧结时炉内压力稳定性更好,产品烧结质量更好。
3.本发明中压力反馈装置通过腔体二实时反馈炉内压力,当炉内压力变大或者变小时腔体二中的活塞二上升或者下降,活塞二上升或者下降时带动压力杆上升或者下降,压力杆上升或者下降时带动杠杆与其铰接的一端上升或者下降,从而使得杠杆与调节杆铰接的一端下降或者上升,杠杆与调节杆铰接的一端下降或者上升时带动调节杆下降或者上升,调节杆下降或者上升时带动调节板下降或者上升,调节板下降或者上升时对进气口二的开口大小进行调节,从而实现对炉内进气流量进行调节,使得炉内氮气压力不足时快速进气,炉内氮气压力接近设定值时缓慢进气,炉内氮气压力到达设定值时停止进气,从而实现炉内氮气压力自动、闭环调节的效果,使得换气时效率更高,烧结时炉内压力稳定性更好,产品烧结质量更好。
4.本发明中炉内压力反馈调节装置采用不同重量的配重块可以实现不同的炉压的换气要求,从而满足不同的工艺要求,大大提高了设备的通用性。
5.本发明通过在排空管的端部设置支管一和支管二上分别用于排出空气和将多余的氮气排入氮气罐中,避免氮气直接泄露到空气中对空气造成影响和氮气的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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是本发明一种带冷却功能的换气装置的整体结构示意图。
图2是图1中A的局部放大示意图。
图3时图2中B的局部放大示意图。
图中,1、炉体;2、氮气管;3、排空管;31、单向阀二;4、进气调节装置;41、腔体一;42、活塞一;43、进气驱动气缸;44、进气口一;45、进气口二;46、调节槽;47、调节板;48、调节杆;49、压力传感器;5、氮气罐;6、换热夹套一;7、换热夹套二;8、单向阀一;9、换热管;10、冷凝器;11、水箱;12、进水管;13、炉内压力反馈调节装置;14、杠杆;15、压力反馈装置;151、腔体二;152、活塞二;153、弹簧一;154、弹簧二;16、铰座;17、压力杆;18、配重块;19、支管一;20、支管二;21、单向阀三;22、单向阀四;23、氮气检测传感器;24、蒸汽排出管;25、单向阀五。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示,一种带冷却功能的换气装置,包括与炉体1内腔连通的氮气管2和用于排出炉体1内空气的排空管3,所述氮气管2通过单向阀五25与炉体1连接,所述氮气管2通过进气调节装置4与氮气罐5连接,所述进气调节装置4包括上端开口的腔体一41,所述腔体一41内设有与腔体一41滑动连接的活塞一42,所述活塞一42的上端与进气驱动气缸43的伸缩轴连接,所述腔体一41的底部设有一进气口一44,所述进气口一44通过单向阀一8与氮气罐5连接,所述腔体一41的侧壁上设有一进气口二45,所述腔体一41通过进气口二45与氮气管2连通,所述氮气管2的外部设有换热夹套一6,所述排空管3通过单向阀二31与炉体1的内腔连通,所述排空管3的外部设有换热夹套二7,所述换热夹套一6的进水口通过换热管9与换热夹套二7的出水口连接,所述换热夹套一6的出水口通过冷凝器10与水箱11连接,所述换热夹套二7的进水口通过进水管12与水箱11连接。
换气时,启动进气驱动气缸43,使进气驱动气缸43的伸缩轴连续伸缩,从而驱动活塞一42沿腔体一41的内壁上下运动,活塞一42向上运动时使进气口一44产生抽吸力,将氮气罐5中的氮气抽入腔体一41中,活塞一向下运动时利用单向阀一8的止回作用,保证氮气只能通过进气口二45进入氮气管2中,并通过氮气管2进入炉体1中,氮气进入炉体1后使得炉体1内的空气逐渐通过排空管3排出,从而实现了换气功能,当炉内完成换气后,关闭单向阀二31,同时进气驱动气缸43停止工作,由于单向阀五25止回作用,使得炉内保持恒定的温度和氮气压力进行烧结,由于炉体1在烧结过程中会产生高温,在烧结完成后需要对炉内进行降温后才能将烧结的产品取出,因此,烧结完成后再次启动进气驱动气缸43,使得氮气管2再次向炉体1内通入氮气,氮气管2在通入氮气时换热夹套一6对通入的氮气进行冷却,利用冷却后的氮气能够快速将炉内高温氮气置换出来,实现炉内产品的快速冷却,而置换出来的高温氮气则通过排空管3排放时利用换热夹套二7进行进一步冷却,从而避免了高温气体直接排放对环境的影响。
如图2所示,所述腔体一41侧壁位于进气口二45上方的位置设有与进气口二45连通的调节槽46,所述调节槽46内设有一调节板47,所述调节板47的上端与调节杆48连接,所述调节杆48与炉内压力反馈调节装置13连接。
调节板47在炉内压力反馈调节装置13的驱动下沿调节槽46上下滑动,从而实现自动调节进气口二45的进气流量,从而在换气和烧结过程中实现自动根据炉体1内压力情况自动调节氮气进气流量,使得炉内氮气压力不足时快速进气,炉内氮气压力接近设定值时缓慢进气,炉内氮气压力到达设定值时停止进气,从而实现炉内氮气压力自动、闭环调节的效果,使得换气时效率更高,烧结时炉内压力稳定性更好,产品烧结质量更好。
如图1和图2所示,所述炉内压力反馈调节装置13包括杠杆14和压力反馈装置15,所述杠杆14的通过铰座16安装在炉体1顶部,所述杠杆14的一端与调节杆48铰接,所述杠杆14的另一端与炉体1上的压力杆17铰接,如图2所示,所述压力反馈装置15包括下端开口的腔体二151,所述腔体二151内设有与腔体二151滑动连接的活塞二152,所述压力杆17从腔体二151顶部贯穿并伸入腔体二151中与活塞二152连接,所述腔体二151的内腔与炉体1的内腔连通。
压力反馈装置15通过腔体二151实时反馈炉内压力,当炉内压力变大或者变小时腔体二151中的活塞二152上升或者下降,活塞二152上升或者下降时带动压力杆17上升或者下降,压力杆17上升或者下降时带动杠杆14与其铰接的一端上升或者下降,从而使得杠杆14与调节杆48铰接的一端下降或者上升,杠杆14与调节杆48铰接的一端下降或者上升时带动调节杆48下降或者上升,调节杆48下降或者上升时带动调节板47下降或者上升,调节板47下降或者上升时对进气口二45的开口大小进行调节,从而实现对炉内进气流量进行调节,使得炉内氮气压力不足时快速进气,炉内氮气压力接近设定值时缓慢进气,炉内氮气压力到达设定值时停止进气,从而实现炉内氮气压力自动、闭环调节的效果,使得换气时效率更高,烧结时炉内压力稳定性更好,产品烧结质量更好。
如图2所示,所述压力杆17的顶部匹配多种重力的配重块18,所述腔体二151中活塞二152的下方设有弹簧一153,所述弹簧一153的一端固定在活塞二152上,所述弹簧一153的另一端固定在腔体二151的底部。
配重块18用于对活塞二152施加向下的压力,配重块18的重力与活塞二152的自身重力、弹簧一153的弹力和炉内压力的共同作用下保持平衡,不同重量的配重块18可以实现不同的炉压的换气要求,从而满足不同的工艺要求,大大提高了设备的通用性。
如图3所示,所述进气口二45的底部设有压力传感器49,所述压力传感器49与调节板47之间设有弹簧二154,所述弹簧二154的上端固定在调节板47上,所述压力传感器49通过控制器与进气驱动气缸43的驱动器电连接。
调节板47沿调节槽46上下滑动时,弹簧二154下端对压力传感器49的压力不断减小或者增大,压力传感器49将接收到的不同大小的压力传递给控制器,控制器根据压力传感器49检测到的压力值得到调节板47的位置信息,从而得到进气口二45的开口大小,并根据进气口二45的开口大小发出控制指令给驱动器,驱动器根据接收到的控制指令驱动进气驱动气缸43以相应的伸缩频率进行工作,从而实现进气口二45的进气流量的调节。
如图1所示,所述排空管3的端部设有分别与用于排出空气的支管一19和用于排出多余氮气的支管二20连接,所述支管一19和支管二20上分别设有控制排气的单向阀三21和单向阀四22,所述支管一19的出口还设有氮气检测传感器23,所述氮气检测传感器23分别通过控制器与单向阀三21和单向阀四22电连接,所述支管二20的出口与氮气罐5连接。
单向阀三21和单向阀四22分别控制支管一19和支管二20的开关,换气时,单向阀三21开启,单向阀四22关闭,当氮气检测传感器23检测到支管一19的出口开始排出氮气时,控制器控制单向阀三21关闭,单向阀四22开启,此时氮气通过支管二20排入氮气罐5中,实现了换气时氮气和空气分别排出的效果,通过支管一19和支管二20用于分别排出空气和多余的氮气,避免氮气直接泄露到空气中对空气造成影响和氮气的浪费。
如图1所示,所述水箱11与蒸汽排出管24连通。
蒸汽排出管24用于收集水箱11中的蒸汽,保证水箱11内部压力平衡的同时,还能对蒸汽进行有效利用,大大节省了能源。
Claims (7)
1.一种带冷却功能的换气装置,包括与炉体(1)内腔连通的氮气管(2)和用于排出炉体(1)内空气的排空管(3),其特征在于:所述氮气管(2)通过单向阀五(25)与炉体(1)连接,所述氮气管(2)通过进气调节装置(4)与氮气罐(5)连接,所述进气调节装置(4)包括上端开口的腔体一(41),所述腔体一(41)内设有与腔体一(41)滑动连接的活塞一(42),所述活塞一(42)的上端与进气驱动气缸(43)的伸缩轴连接,所述腔体一(41)的底部设有一进气口一(44),所述进气口一(44)通过单向阀一(8)与氮气罐(5)连接,所述腔体一(41)的侧壁上设有一进气口二(45),所述腔体一(41)通过进气口二(45)与氮气管(2)连通,所述氮气管(2)的外部设有换热夹套一(6),所述排空管(3)通过单向阀二(31)与炉体(1)的内腔连通,所述排空管(3)的外部设有换热夹套二(7),所述换热夹套一(6)的进水口通过换热管(9)与换热夹套二(7)的出水口连接,所述换热夹套一(6)的出水口通过冷凝器(10)与水箱(11)连接,所述换热夹套二(7)的进水口通过进水管(12)与水箱(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种带冷却功能的换气装置,其特征在于:所述腔体一(41)侧壁位于进气口二(45)上方的位置设有与进气口二(45)连通的调节槽(46),所述调节槽(46)内设有一调节板(47),所述调节板(47)的上端与调节杆(48)连接,所述调节杆(48)与炉内压力反馈调节装置(13)连接。
3.根据权利要求2所述的一种带冷却功能的换气装置,其特征在于:所述炉内压力反馈调节装置(13)包括杠杆(14)和压力反馈装置(15),所述杠杆(14)的通过铰座(16)安装在炉体(1)顶部,所述杠杆(14)的一端与调节杆(48)铰接,所述杠杆(14)的另一端与炉体(1)上的压力杆(17)铰接,所述压力反馈装置(15)包括下端开口的腔体二(151),所述腔体二(151)内设有与腔体二(151)滑动连接的活塞二(152),所述压力杆(17)从腔体二(151)顶部贯穿并伸入腔体二(151)中与活塞二(152)连接,所述腔体二(151)的内腔与炉体(1)的内腔连通。
4.根据权利要求3所述的一种带冷却功能的换气装置,其特征在于:所述压力杆(17)的顶部匹配多种重力的配重块(18),所述腔体二(151)中活塞二(152)的下方设有弹簧一(153),所述弹簧一(153)的一端固定在活塞二(152)上,所述弹簧一(153)的另一端固定在腔体二(151)的底部。
5.根据权利要求2所述的一种带冷却功能的换气装置,其特征在于:所述进气口二(45)的底部设有压力传感器(49),所述压力传感器(49)与调节板(47)之间设有弹簧二(154),所述弹簧二(154)的上端固定在调节板(47)上,所述压力传感器(49)通过控制器与进气驱动气缸(43)的驱动器电连接。
6.根据权利要求1所述的一种带冷却功能的换气装置,其特征在于:所述排空管(3)的端部设有分别与用于排出空气的支管一(19)和用于排出多余氮气的支管二(20)连接,所述支管一(19)和支管二(20)上分别设有控制排气的单向阀三(21)和单向阀四(22),所述支管一(19)的出口还设有氮气检测传感器(23),所述氮气检测传感器(23)分别通过控制器与单向阀三(21)和单向阀四(22)电连接,所述支管二(20)的出口与氮气罐(5)连接。
7.根据权利要求1所述的一种带冷却功能的换气装置,其特征在于:所述水箱(11)与蒸汽排出管(24)连通。
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