CN115745358A - 双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机及滤饼两步干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机及滤饼两步干燥方法，干燥机包括双层传料机构、层叠式机架、热风机、防尘袋；双层传料机构均为具有热气通道的螺旋输送机，层叠式机架将双层传料机构集成一体；干燥机与滤饼输出机直接垂直对接，替代封闭式滤饼干燥机、省略了滤饼中转提升机与简化了滤饼搅碎切条工序，使滤饼后处理过程最优化；双层钢螺旋传料机构等效替代干燥机双层网带传料机构、使关键部件寿命最长化。滤饼两步干燥方法，使用该干燥机，输入90℃烟气，高温蒸发干燥替代低温冷凝除湿使能耗最小化，热气折返穿流双层传料机构与滤饼进行两次热交换，双层湿滤饼全面均匀反复受热两次干燥，可将含水率30～50%的湿滤饼干燥成含水率10%‑30%的干滤饼。
Description
技术领域
本发明属于中型压滤机组的滤饼干燥机技术领域，涉及一种螺旋型烟气式滤饼干燥机及其高温干燥方法。
背景技术
压滤机，是一种多滤室间歇性操作的加压过滤设备；中型压滤机，系指有效过滤面积100-1000m²、滤板尺寸1000mm×1000mm至2500mm×2500mm的压滤机；适用于各种悬浮液物料（即液体和固态颗粒的混合物）的固液分离；普通压滤机的滤饼含水率30～50%（不同物料的含水率不同），如使用隔膜压滤机也只能再降低10%的含水率；根据不同物料的要求，需要进行后续干燥处理，进一步降低滤饼的含水率，以便存储或外运。
压滤机组，即物料压滤并干燥机组，主要由中型压滤机、物料混合池及其絮凝搅拌机、物料输送泵、空气压缩机、液压站、滤液池、滤饼水平输出机（如螺旋输送机）、滤饼中转提升机（如刮板输送机）、封闭式滤饼干燥机组成；通常压滤机安装在二楼，滤饼水平输出机安装在压滤机下面，封闭式滤饼干燥机安装在滤饼水平输出机旁边，滤饼中转提升机联通滤饼水平输出机与封闭式滤饼干燥机。物料处理过程是：物料混合池→物料输送泵→压滤机→滤饼水平输出机→滤饼中转提升机→闭式滤饼干燥机。
干燥机，是一种利用热能降低物料水分的机械设备；滤饼干燥机是对压滤机操作形成的滤饼进行后续处理的连续烘干设备；封闭式滤饼干燥机，是一种常压连续对流式全封闭环保型滤饼干燥机；主要由封闭式箱体、滤饼搅碎切条机构、双层网带传料机构、高低温干燥系统、干料螺旋输出机构、PLC程控系统组成；适用于将含水率30%-50%的湿滤饼物料干化成含水率10%-30%的干滤饼条（干化率自由可调）。因为湿滤饼干燥过程粉尘较多，通常使用封闭式滤饼干燥机，例如《一种高温和低温滤饼干燥机》（专利号 CN201721372460.2）；有的物料也使用闪蒸干燥机。
现有的物料压滤并干燥机组，存在以下缺陷：（1）过程设备较多，设备投资较高，故障率较高；（2）机组设备布置松散，封闭式滤饼干燥机与滤饼水平输出机不能垂直对接，占用场地面积较大，厂房投资较高；（3）封闭式滤饼干燥机结构复杂，如具有滤饼搅碎切条机构；（4）封闭式滤饼干燥机的双层传料网带属于易损件，使用寿命较短，维护成本较高；（5）封闭式滤饼干燥机干燥方式——高温蒸发干燥与低温冷凝除湿结合方式能耗较高；不能满足现代化污水处理工程（易缠绕的污泥干燥）过程最优化、机组集成化、结构简单化、寿命最长化、能耗最小化、成本最低化、效率最高化的需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有物料压滤并干燥机组的缺陷，解决大型污水处理工程过程冗长、设备繁多、机组松散、结构复杂、网带易损、能耗较高，如何合理省略要素（滤饼中转提升机）使过程最优化，如何有机将滤饼干燥机、滤饼水平输出机与压滤机三者垂直对接使机组主要设备集成化、占地面积最小化，如何合理省略污泥滤饼搅碎切条机构使干燥设备结构简单化，如何等效替代双层传料网带使关键部件寿命最长化，如何优化干燥方式使能耗最小化的技术问题，提供一种双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机及滤饼两步干燥方法；滤饼两步干燥方法——指使用本发明双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机的滤饼两次高温蒸发干燥方法，因专利名称字数有限而简称。
本发明解决现有技术问题所采用的创新技术方案是：一种双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机（以下简称：双层螺旋滤饼干燥机），其创新的总体构造与现有技术相比、总体技术方案的要点是：（1）机组最优化：创造双层螺旋滤饼干燥机，替代封闭式滤饼干燥机，并与滤饼螺旋输出机直接垂直对接、因此合理省略了滤饼中转提升机，使滤饼后处理过程最优化、主要设备相对集成化与占地面积最小化；（2）主机最优化：双层螺旋滤饼干燥机，包括上层传料机构、下层传料机构、层叠式机架、热风机、防尘袋；各层传料机构，均为封闭干燥式无轴螺旋输送机，结构简单；与封闭式滤饼干燥机相比，双层钢质无轴螺旋体等效替代双层网带传料机构、使关键部件寿命最长化，同时合理省略了污泥滤饼搅碎切条机构及滤饼搅碎切条工序、使干燥设备结构与工序简单化；（3）干燥方式最优化：采用滤饼两次高温蒸发干燥方式替代低温冷凝除湿方式、使能耗最小化；从而，解决了中型污水处理工程过程冗长、设备繁多、机组松散、结构复杂、网带易损、能耗较高的技术问题。
本发明的具体设计方案是：（1）所述的上层传料机构，为上层封闭干燥式无轴螺旋输送机，包括驱动电机、上层U型输料槽、无轴螺旋体、角钢式支撑、进料口、出料口、进热气口、输料槽盖板；设置的上层U型输料槽，为U型耐磨输料槽，比普通单功能螺旋输送机的U型输料槽高50mm、用作热气通道；设置的无轴螺旋体，可防止污泥滤饼缠绕、提高输送效率；（2）所述的下层传料机构，为下层封闭干燥式无轴螺旋输送机，包括驱动电机、下层U型输料槽、无轴螺旋体、角钢式支撑、进料口、出料口、出气口、输料槽盖板；下层U型输料槽高度比上层U型输料槽高度小25mm、以形成逐渐缩小的烟气通道；下层进料口与上层出料口相互对应；（3）所述的层叠式机架，为双层传料机构共用的层叠式机架，包括机架主体、角钢式支撑；设置的机架主体，为框式机架主体，包括三个立柱、两个横梁、两个稳定斜筋，其长度与各层传料机构长度相应，其高度与四层传料机构总高度相应；双角钢式支撑相间焊接在机架主体的立柱上、其间距与单层传料机构的高度相应（保证双层传料机构的进料口与出料口对接），如此形成层叠式机架。
本发明主要零部件的连接关系是：为方便说明，外加与本发明密切相关的滤饼螺旋输出机；（1）本发明的组装：由于双层螺旋滤饼干燥机较高，为方便组装采取卧式组装的方法，利用双层叠式机架将双层传料机构按序连接成一体、双层传料机构的进料口与出料口精准对接，利用热气管道联通双层传料机构的热气通道右端，然后将卧式扶正为立式，形成双层螺旋滤饼干燥机主体；待总装时将热风机和防尘袋分别安装在相应位置，形成双层螺旋滤饼干燥机，具有对折返传输的滤饼（易缠绕的污泥）进行两次高温蒸发干燥的功能；（2）本发明的总装：双层螺旋滤饼干燥机整体安装在滤饼螺旋输出机下面、其上层传料机构的进料口与滤饼螺旋输出机的出料口对接，其热风机联通热气源，其各层驱动电机与热风机联通PLC程控系统；滤饼外运设备对应下层传料机构的出料口。
本发明还提供一种滤饼两步干燥方法，即滤饼两次高温蒸发干燥方法，使用本发明双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机；为了使过程完整，外加与滤饼干燥密切相关的拉板卸饼与输入滤饼过程；在PLC程控系统的控制下；双层螺旋滤饼干燥机、滤饼螺旋输出机与中型压滤机的拉板卸饼机构间歇性同步工作，滤饼两步干燥方法的具体工艺流程如下：（1）拉板卸饼：过滤完成后，中型压滤机的拉板卸饼机构拉开滤板卸饼，导料装置将湿滤饼导落到无盖式滤饼螺旋输出机中；（2）输入滤饼：滤饼螺旋输出机将含水率30～50%的湿滤饼水平输入到上层传料机构；（3）滤饼干燥：双层螺旋滤饼干燥机折返传输湿滤饼，热风机将90℃高温烟气或热气输入上层传料机构，热气折返穿流双层传料机构与滤饼先后进行两次热交换（两步干燥），双层湿滤饼全面均匀反复受热，湿滤饼中的水分遇热蒸发成水蒸气从出气口排出，湿滤饼干燥成含水率10%-30%的干滤饼从下层传料机构的出料口输出的外运设备上。
本发明提供的双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机及滤饼两步干燥方法，其突出的实质性特点和显著的进步是：（1）通过创造双层螺旋滤饼干燥机，与滤饼螺旋输出机直接垂直对接，替代封闭式滤饼干燥机，并合理省略了滤饼中转提升机，使滤饼后处理过程最优化、主要设备相对集成化与占地面积最小化；（2）通过设置双层钢质无轴螺旋传料机构，等效替代封闭式滤饼干燥机双层网带传料机构、使关键部件寿命最长化，同时合理省略了污泥滤饼搅碎切条机构及滤饼搅碎切条工序、使干燥设备结构与工序简单化；（3）通过创新滤饼两次高温蒸发干燥方式替代低温冷凝除湿方式、使能耗最小化；提高了污泥滤饼的干燥的效果与效率；满足了现代化污水处理工程（易缠绕污泥干燥）过程最优化、机组集成化、结构简单化、寿命最长化、能耗最小化、成本最低化、效率最高化的需要；代表了污泥滤饼干燥机的发展趋势，技术效果显著。
附图说明
图1为本发明双层螺旋滤饼干燥机的主视图。
图2为本发明双层螺旋滤饼干燥机的侧视图。
图3为本发明双层螺旋滤饼干燥机的层叠式机架的主视图。
图4为本发明双层螺旋滤饼干燥机的层叠式机架的侧视图。
图5为本发明双层螺旋滤饼干燥机的上层传料机构示意图。
图6为本发明双层螺旋滤饼干燥机的下层传料机构示意图。
图7为本发明双层螺旋滤饼干燥机与相应的压滤机组主要设备总装示意图。
附图标记：1-上层传料机构，3-下层传料机构，4-层叠式机架，5-机架主体，6-角钢式支撑，7-进料口，8-出料口，9-进热气口，10-输料槽盖板，11-出气口，12-双层螺旋滤饼干燥机（本发明），13-导料装置，14-滤饼螺旋输出机，15-热风机，16-防尘袋，17-中型压滤机，18-PLC程控系统。
双层传料机构，包括1-上层传料机构，3-下层传料机构。
具体实施方式
下面结合本发明双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机及滤饼两步干燥方法实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例仅是本发明优选的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员做出的没有创造性的所有其他实施例，如叠螺旋折返传料方式与热气穿流干燥方式相同、结构相似的双层螺旋滤饼干燥机，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机12（简称：双层螺旋滤饼干燥机），创新的总体实施方案的要点是：（1）机组最优化：创造双层螺旋滤饼干燥机12，替代封闭式滤饼干燥机，并与滤饼螺旋输出机14直接垂直对接、因此合理省略了滤饼中转提升机，使滤饼后处理过程最优化、主要设备相对集成化与占地面积最小化；（2）主机最优化：双层螺旋滤饼干燥机12，包括上层传料机构1、下层传料机构3、层叠式机架4、热风机15、防尘袋16；各层传料机构，均为封闭干燥式无轴螺旋输送机，结构简单；与封闭式滤饼干燥机相比，双层钢质无轴螺旋体等效替代双层网带传料机构、使关键部件寿命最长化，同时合理省略了污泥滤饼搅碎切条机构及污泥滤饼搅碎切条工序（利用螺旋体搅碎滤饼）、使干燥设备结构与工序简单化；（3）干燥方式最优化：采用滤饼两次高温蒸发干燥方式替代低温冷凝除湿方式、使能耗最小化；具体实施方案详细说明如下。
所述的上层传料机构1，为上层封闭干燥式无轴螺旋输送机，包括驱动电机、上层U型输料槽、无轴螺旋体、角钢式支撑6、进料口7、出料口8、进热气口9、输料槽盖板10；设置的上层U型输料槽，为U型耐磨输料槽，比普通单功能螺旋输送机的U型输料槽高50mm、用作热气通道；设置的无轴螺旋体，可防止污泥滤饼缠绕、提高输送效率；安装在层叠式机架4的第二层角钢式支撑6上，用于对接滤饼螺旋输出机14、承接与传输湿滤饼并提供热气通道。
所述的下层传料机构3，为下层封闭干燥式无轴螺旋输送机，包括驱动电机、下层U型输料槽、无轴螺旋体、角钢式支撑6、进料口7、出料口8、出气口11、输料槽盖板10；下层U型输料槽高度比上层U型输料槽高度小25mm、以形成逐渐缩小的烟气通道；下层进料口7与上层出料口8相互对应。安装在层叠式机架4的第一层角钢式支撑6上，用于对接上层传料机构2、接力传输与输出干滤饼并提供热气通道、进一步扩大热气与滤饼的接触面与热交换时间，进一步提高滤饼除湿干燥效果与效率。
所述的层叠式机架4，为两层传料机构共用的层叠式机架4，包括机架主体、角钢式支撑6；设置的机架主体，为框式机架主体，包括三个立柱、两个横梁、两个稳定斜筋，其长度与各层传料机构长度相应，其高度与两层传料机构总高度相应；两个角钢式支撑6分别相间焊接在机架主体的立柱上、其间距与单层传料机构的高度相应（保证两层传料机构的进料口7与出料口8对接），如此形成层叠式机架4；双层叠式机架4将两层传料机构1、3按序连接成一体，用于将两层传料机构集成双层螺旋滤饼干燥机主体。
所述的热风机15，为GW型插入式高温风机，包括机壳、叶轮、进风口、高温传动部、整体机架；整体安装在上层传料机构1的进热气口9，用于使热气流加速进入上层传料机构1、以提高热交换效率。
附图标记：1-上层传料机构，3-下层传料机构，4-层叠式机架，5-机架主体，6-角钢式支撑，7-进料口，8-出料口，9-进热气口，10-输料槽盖板，11-出气口，12-双层螺旋滤饼干燥机（本发明），13-导料装置，14-滤饼螺旋输出机，15-热风机，16-防尘袋，17-中型压滤机，18-PLC程控系统。
本发明的组装：由于双层螺旋滤饼干燥机12较高，为方便组装采取卧式组装的方法，利用双层叠式机架4将双层传料机构1、3按序连接成一体、双层传料机构的进料口7与出料口8精准对接，利用热气管道联通双层传料机构1、3的热气通道右端，然后将卧式扶正为立式，形成双层螺旋滤饼干燥机主体；待总装时将热风机15、防尘袋16安装在相应位置，形成双层螺旋滤饼干燥机12，具有对折返传输的湿滤饼（易缠绕的污泥）进行两次高温蒸发干燥的功能。
本发明的总装：双层螺旋滤饼干燥机12整体安装在滤饼螺旋输出机14下面、其上层传料机构1的进料口7与滤饼螺旋输出机14的出料口8对接，其热风机15联通热气源，其各层驱动电机和热风机15分别联通PLC程控系统18；滤饼外运设备对应下层传料机构3的出料口8。输入90℃的高温烟气或热气，可将含水率30～50%的湿滤饼两次高温蒸发干燥成含水率10%-30%的干滤饼、并输出到外运设备上。
本发明提供的双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机12，其突出的实质性特点和显著的进步是：（1）通过创造双层螺旋滤饼干燥机12，与滤饼螺旋输出机14直接垂直对接，替代封闭式滤饼干燥机，并合理省略了滤饼中转提升机，使滤饼后处理过程最优化、主要设备相对集成化与占地面积最小化；（2）通过设置双层钢质无轴螺旋传料机构，等效替代封闭式滤饼干燥机双层网带传料机构、使关键部件寿命最长化，同时合理省略了污泥滤饼搅碎切条机构及滤饼搅碎切条工序、使干燥设备结构与工序简单化；（3）通过创新滤饼两次高温蒸发干燥方式替代低温冷凝除湿方式、使能耗最小化；提高了污泥滤饼的干燥效果与效率；解决了污水处理工程过程冗长、设备繁多、机组松散、结构复杂、网带易损、能耗较高的技术问题；满足了现代化污水处理工程用户降本增效的需要；代表了污泥滤饼干燥机的发展趋势，技术效果显著。
实施例2
一种滤饼两步干燥方法，即滤饼两次高温蒸发干燥方法，使用本发明双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机12（简称：双层螺旋滤饼干燥机），为了使过程完整，外加与滤饼干燥密切相关的拉板卸饼与输入滤饼过程；在PLC程控系统18的控制下；双层螺旋滤饼干燥机12、滤饼螺旋输出机14与中型压滤机17的拉板卸饼机构间歇性同步工作，滤饼两步干燥方法的具体工艺流程如下：
（1）拉板卸饼：过滤完成后，大型压滤机17的拉板卸饼机构拉开滤板卸饼，导料装置13将湿滤饼导落到无盖式滤饼螺旋输出机14中；
（2）输入滤饼：滤饼螺旋输出机14将含水率30～50%的湿滤饼水平输入到上层传料机构1中；
（3）滤饼干燥：在双层螺旋滤饼干燥机12折返传输湿滤饼的同时，采取的高温蒸发干燥式滤饼两步除湿方法如下：
第一步，接料与进气：上层传料机构1（第二层传料机构）承接与传输滤饼螺旋输出机14的湿滤饼，无轴螺旋体将大块滤饼搅碎使滤饼缝隙中的水分充分暴露；同时热风机15将90℃高温（使水分快速蒸发的温度）烟气或热气输入上层传料机构1，一半热气流通过热气通道向前进入下层传料机构3，一半热气与上层传料机构1中的滤饼进行首次热交换；
第二步，两次除湿：下层传料机构3（第一层传料机构）接力折返传输滤饼；占总热气量一半的热气进入下层传料机构3、与下层传料机构3中的滤饼进行第二次热交换，第二次扩大热气与滤饼的接触面与热交换时间，进一步提高滤饼干燥效果与效率；
最后，排湿出料：热气流通过热气通道折返穿流双层传料机构1-3，双层湿滤饼全面均匀反复受热，湿滤饼中的水分遇热蒸发成水蒸气（热交换）从出气口11排出，同时防尘袋16防止热气流随带的粉尘外逸；湿滤饼干燥成含水率10%-30%的干滤饼从下层传料机构3的出料口8输出到外运设备上。
本发明提供的滤饼两步干燥方法，使用本发明双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机的有益效果是：（1）通过创造双层螺旋滤饼干燥机，与滤饼螺旋输出机直接垂直对接，替代封闭式滤饼干燥机，并合理省略了滤饼中转提升机，使滤饼后处理过程最优化、主要设备相对集成化与占地面积最小化；（2）通过设置双层无轴钢螺旋传料机构，等效替代封闭式滤饼干燥机双层网带传料机构、使关键部件寿命最长化，同时合理省略了污泥滤饼搅碎切条机构及滤饼搅碎切条工序、使干燥设备结构与工序简单化；（3）通过创新滤饼两次高温蒸发干燥方式替代低温冷凝除湿方式、使能耗最小化；提高了污泥滤饼的干燥效果与效率；满足了现代化污水处理工程（易缠绕污泥干燥）过程最优化、机组集成化、结构简单化、寿命最长化、能耗最小化、成本最低化、效率最高化的需要；代表了污泥滤饼干燥机的发展趋势，技术效果显著。
Claims (3)
1.一种双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机，包括上层传料机构、下层传料机构、层叠式机架、热风机、防尘袋；其特征在于：所述的上层传料机构，为上层封闭干燥式无轴螺旋输送机，包括驱动电机、上层U型输料槽、无轴螺旋体、角钢式支撑、进料口、出料口、进热气口、输料槽盖板；设置的上层U型输料槽，为U型耐磨输料槽，比普通单功能螺旋输送机的U型输料槽高50mm、用作热气通道；设置的无轴螺旋体，可防止污泥滤饼缠绕；所述的下层传料机构，为下层封闭干燥式无轴螺旋输送机，包括驱动电机、下层U型输料槽、无轴螺旋体、角钢式支撑、进料口、出料口、出气口、输料槽盖板；下层U型输料槽高度比上层U型输料槽高度小25mm、以形成逐渐缩小的烟气通道；下层进料口与上层出料口相互对应；所述的层叠式机架，为双层传料机构共用的层叠式机架，包括机架主体、角钢式支撑；相互连接关系是：利用双层叠式机架将双层传料机构按序连接成一体、双层传料机构的进料口与出料口精准对接，利用热气管道联通双层传料机构的热气通道右端，热风机和防尘袋分别安装在相应位置，形成双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机，具有对折返传输的滤饼进行两次高温蒸发干燥的功能；双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机整体安装在滤饼螺旋输出机下面、其上层传料机构的进料口与滤饼螺旋输出机的出料口对接，其热风机联通热气源，其各层驱动电机与热风机联通PLC程控系统；滤饼外运设备对应下层传料机构的出料口；输入90℃高温烟气或热气、可将含水率30～50%的湿滤饼干燥成含水率10%-30%的干滤饼、并输出到外运设备上。
2.根据权利要求1所述的双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机，其特征在于：所述的层叠式机架，其设置的机架主体，为框式机架主体，包括三个立柱、两个横梁、两个稳定斜筋，其长度与各层传料机构长度相应，其高度与双层传料机构总高度相应；双角钢式支撑相间焊接在机架主体的立柱上、其间距与单层传料机构的高度相应，如此形成层叠式机架。
3.一种滤饼两步干燥方法，即滤饼两次高温蒸发干燥方法，其特征在于：所述的滤饼两步干燥方法，使用权利要求1-2任一项所述的双层螺旋折返输料式烟气穿流干燥机；在PLC程控系统的控制下，双层螺旋滤饼干燥机、滤饼螺旋输出机与中型压滤机的拉板卸饼机构间歇性同步工作，滤饼两步干燥方法的具体工艺流程如下：
（1）输入滤饼：滤饼螺旋输出机将含水率30～50%的湿滤饼水平输入到上层传料机构中；
（2）滤饼干燥：在双层螺旋滤饼干燥机12折返传输湿滤饼的同时，采取的滤饼两次高温蒸发干燥方法如下：
第一步，接料与进气：上层传料机构1承接与传输滤饼螺旋输出机的湿滤饼，无轴螺旋
体将大块滤饼搅碎使滤饼缝隙中的水分充分暴露；同时热风机将90℃高温烟气或热气输入上层传料机构，一半热气流通过热气通道向前进入下层传料机构，另一半热气与上层传料机构中的滤饼进行首次热交换；
第二步，两次除湿：下层传料机构接力折返传输滤饼；占总热气量一半的热气进入下层传料机构、与下层传料机构中的滤饼进行第二次热交换，第二次扩大热气与滤饼的接触面与热交换时间，进一步提高滤饼干燥效果与效率；
最后，排湿出料：热气流通过热气通道折返穿流双层传料机构，双层湿滤饼全面均匀反复受热，湿滤饼中的水分遇热蒸发成水蒸气从出气口排出，同时防尘袋防止热气流随带的粉尘外逸；湿滤饼干燥成含水率10%-30%的干滤饼从下层传料机构的出料口输出到外运设备上。
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