CN118925273A - 一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋生物加工设备技术领域,本发明公开了一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,包括:外筒,外筒的底部开设有驱动腔;排水管设置于外筒的前侧底端,排水管的内腔和外筒的内腔相连通;阀门设置于排水管的外壁;支撑板设置于外筒的外壁;输送机构的数量为两个,两个输送机构分别设置于支撑板的底端左右两侧;第一电机螺钉连接于驱动腔的内腔底端中部。本装置可以实时监测并调节外筒内溶液的pH值,从而提高提取效率和产品质量,其次,还可以加强对海洋生物的粉碎效果,从而提高反应速率和海藻酸钠的提取率,同时,能够更有效地将海藻酸钠溶液从海洋生物残渣中分离出来,提高整体的生产效率和经济性。
Description
技术领域
本发明涉及海洋生物加工设备技术领域,具体为一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置。
背景技术
海藻酸钠是一种广泛应用于食品、医药和化妆品行业的天然多糖,主要通过海洋生物的提取获得,海洋生物提取海藻酸钠的生物消化过程指的是通过一系列生化反应和物理方法从海洋藻类中分离和纯化出海藻酸钠,该过程包括碾碎、水洗除杂、强碱水萃取以及澄清等步骤;
强碱水萃取是将海洋生物浸泡在强碱性溶液中,利用强碱性溶液对海洋生物中的海藻酸钠进行萃取,碱性环境有助于破坏细胞壁,释放其中的海藻酸钠;
在强碱萃取过程中,pH值是影响海藻酸钠提取效率和质量的重要参数,通常,最佳的pH值为12,这一数值能有效地破坏海洋生物中的细胞结构,释放出海藻酸钠,同时在这种pH条件下,海藻酸钠的提取率和产品质量都能达到最优;
但是传统的用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置无法实时监测萃取池内强碱溶液的PH值,例如专利号为:CN211420035U的实用新型专利,公开了:一种从海洋生物中提取海藻酸钠的生物消化装置,涉及海洋生物加工设备领域。本实用新型包括U型底板、储水箱、挤压箱、萃取池,U型底板的内部设有传送带,传送带上开设有若干漏水孔且传送带的周侧面固接有若干刮板,U型底板的上端面固接有两传动板和若干喷水装置,两传动板之间转动连接有两分条辊,挤压箱的内部设有两挤压辊且挤压箱的一侧开设有出料。本实用新型设置U型底板、储水箱、挤压箱、萃取池,能够实现对海洋生物的碾碎、水洗除杂、强碱水萃取和澄清的一体化操作,高效快捷,可实现对海洋生物的高效碾碎和清洗除杂;
首先,由于不同的海洋生物原料会含有不同类型和含量的酸性或碱性物质,这些物质在与强碱接触时可能会释放出来,从而影响强碱溶液的pH值,同时,由于海洋生物会携带有一定的水分,进而在将海洋生物浸泡在强碱溶液中时,海洋生物携带的水分会将强碱溶液稀释,从而降低强碱溶液的PH值,进而会影响海藻酸钠的提取率和产品质量;
其次,传统的生物消化装置在对海洋生物进行粉碎预处理时,粉碎效果往往不理想,由于海洋生物组织的复杂性和柔韧性,常规的粉碎机械难以将其充分细化,因此,粉碎效率低下成为了影响整体提取效率的一个关键问题;
同时,在反应结束后,进行海洋生物残渣与海藻酸钠溶液的分离过程中,普遍采用的是简单滤网过滤的方式,这种方法虽然操作简便、成本较低,但滤网的分离效率并不高,大量的海藻酸钠溶液会残留在海洋生物残渣中无法完全分离出来;这不仅导致了资源的极大浪费,也降低了整体的生产效率和经济性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,以至少解决现有技术中提出的无视实时监测并调节溶液的PH值,粉碎效果较差,分离效率较低的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,包括:外筒,外筒的底部开设有驱动腔;排水管设置于外筒的前侧底端,排水管的内腔和外筒的内腔相连通;阀门,阀门设置于排水管的外壁;支撑板设置于外筒的外壁;输送机构的数量为两个,两个输送机构分别设置于支撑板的底端左右两侧;第一电机,第一电机螺钉连接于驱动腔的内腔底端中部;第一连接杆的底端通过联轴器锁紧在第一电机的输出端,第一连接杆的顶端可转动的延伸进外筒的内腔;滤筒的底端中部设置于第一连接杆的顶端,滤筒的外壁顶端通过轴承可转动的设置于外筒的内腔内壁;PH检测传感器设置于滤筒的内腔底端中部;搅拌破碎机构设置于外筒的顶端。
优选的,为了输送酸性或者碱性溶液,从而调节外筒内溶液的PH值,输送机构包括:支撑筒,支撑筒的数量为两个,两个支撑筒分别设置于支撑板的底端左右两侧;液压缸设置于支撑筒的内腔顶端;活塞设置于液压缸的底端;存液筒的外壁顶端设置于支撑筒的内腔底端,液压缸的底端可滑动的延伸进存液筒的内腔,活塞和存液筒的内腔相匹配;第一单向阀设置于存液筒的外侧;第一输送管设置于第一单向阀的外侧;第二单向阀设置于存液筒的内侧;第二输送管的一端设置于第二单向阀的内侧,第二输送管的另一端延伸进外筒的内腔。
优选的,为了对溶液进行搅拌,搅拌破碎机构包括:安装座,安装座设置于外筒的顶端;第二电机螺钉连接于安装座的内腔顶端;旋转杆的顶端通过联轴器锁紧在第二电机的输出端;第一锥形齿轮套接于旋转杆的外壁顶端,并通过顶丝锁紧;旋转套筒通过轴承可转动的套接于旋转杆的外壁顶部;第三锥形齿轮套接于旋转套筒的外壁,并通过顶丝锁紧;安装板的数量为若干个,若干安装板分别沿周向等距的设置于旋转套筒的外壁;破碎叶片的数量为若干个,若干破碎叶片分别沿上下方向等距的设置于若干安装板的内壁,并沿周向等距的设置于旋转杆的外壁。
优选的,为了促使旋转杆和旋转套筒呈相反方向旋转,从而对滤筒内腔中的海洋生物进行进一步破碎,搅拌破碎机构还包括:安装架,安装架的顶端设置于安装座的内腔顶端,安装架的顶端通过轴承可转动的套接于旋转杆的外壁顶端,安装架的底端通过轴承可转动的套接于旋转套筒的外壁;第二连接杆的一端通过轴承可转动的设置于安装架的中部;第二锥形齿轮套接于第二连接杆的外壁,并通顶丝锁紧,第二锥形齿轮与第一锥形齿轮和第三锥形齿轮均相啮合。
优选的,滤筒的内腔底端中部可拆卸的设置有防护罩,PH检测传感器位于防护罩的内腔。
优选的,设置在旋转杆外壁的破碎叶片和设置在安装板内壁的破碎叶片为交错设置,且设置在旋转杆外壁的破碎叶片和设置在安装板内壁的破碎叶片之间的间隙为cm。
优选的,安装架和第三锥形齿轮均位于安装座的内腔。
本发明提出的一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,有益效果在于:
1、本发明通过将两个第一输送管的外端分别插入至酸性溶液和碱性溶液中,利用滤筒装盛海洋生物,并向外筒的内腔中倒入适量的碱性溶液,利用碱性溶液对海洋生物进行强碱萃取,利用PH检测传感器实时监测溶液的PH值,如PH值出现变化,需要进行调节时,根据实际情况启动液压缸,利用液压缸拉动活塞向上移动,从而促使存液筒的内腔中形成负压,在负压的作用下,可以利用第一输送管将适量的酸性溶液或者碱性溶液通过单向阀吸入存液筒的内腔中,然后利用液压缸下压活塞,促使存液筒内腔中的溶液通过第二输送管输送至外筒的内腔中,从而可以对外筒内腔中的溶液的PH值进行调节。
2、本发明可以通过启动第二电机,利用第二电机带动旋转杆进行旋转,同时在第一锥形齿轮、第二锥形齿轮和第三锥形齿轮的作用下可以促使旋转套筒做与旋转杆相反方向旋转,进而利用呈相反方向旋转的破碎叶片可以对滤筒内腔中的溶液和海洋生物进行搅拌,并且由于海洋生物经过碱性溶液的浸泡,会被腐蚀变软,同时,利用呈相反方向旋转的破碎叶片可以对海洋生物进一步破碎,较小的颗粒表面积有利于碱液与海洋生物组织的有效接触,从而提高反应速率和海藻酸钠的提取率。
3、本发明待反应结束后,打开阀门,外筒内腔中的海藻酸钠溶液通过排水管排出,此时在海洋生物残渣中还会残留大量的海藻酸钠溶液,启动第一电机,利用第一电机带动滤筒进行旋转,滤筒旋转产生的离心力可以促使残留在残渣中的海藻酸钠溶液分离,甩出滤筒的内腔,并通过排水管排出。
4、本装置可以实时监测并调节外筒内溶液的pH值,从而确保在最佳的pH值条件下进行海藻酸钠的提取,提高提取效率和产品质量,其次,还可以加强对海洋生物的粉碎效果,增加海洋生物与碱性溶液的接触面积,从而提高反应速率和海藻酸钠的提取率,同时,能够更有效地将海藻酸钠溶液从海洋生物残渣中分离出来,提高整体的生产效率和经济性。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明的右视剖面图;
图3为本发明的主视剖面图;
图4为本发明的爆炸图;
图5为搅拌破碎机构的结构示意图;
图6为搅拌破碎机构的爆炸图;
图7为输送机构的主视剖面图;
图8为图2的A处放大图;
图9为图4的B处放大图;
图10为图6的C处放大图;
图11为图6的D处放大图。
图中:1、外筒;2、排水管;3、阀门;4、支撑板;5、输送机构;51、支撑筒;52、液压缸;53、活塞;54、存液筒;55、第一单向阀;56、第二单向阀;57、第一输送管;58、第二输送管;6、搅拌破碎机构;61、安装座;62、第二电机;63、旋转杆;64、第一锥形齿轮;65、安装架;66、第二连接杆;67、第二锥形齿轮;68、旋转套筒;69、第三锥形齿轮;610、安装板;611、破碎叶片;7、第一电机;8、第一连接杆;9、滤筒;10、PH检测传感器;11、防护罩;12、驱动腔。
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,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-11,本发明提供一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置技术方案,包括:外筒1、排水管2、阀门3、支撑板4、输送机构5、搅拌破碎机构6、第一电机7、第一连接杆8、滤筒9、PH检测传感器10、防护罩11和驱动腔12,外筒1的底部开设有驱动腔12,排水管2设置于外筒1的前侧底端,排水管2的内腔和外筒1的内腔相连通,海藻酸钠溶液通过排水管2排出,阀门3设置于排水管2的外壁,支撑板4设置于外筒1的外壁,输送机构5的数量为两个,两个输送机构5分别设置于支撑板4的底端左右两侧,输送机构5用于向外筒1的内腔中输送酸性溶液或者碱性溶液,第一电机7螺钉连接于驱动腔12的内腔底端中部,第一电机7为现有技术,第一电机7为伺服电机,第一电机7连接有伺服控制器,在此不过多赘述,第一电机7在此用于带动滤筒9进行旋转,第一连接杆8的底端通过联轴器锁紧在第一电机7的输出端,第一连接杆8的顶端可转动的延伸进外筒1的内腔,滤筒9的底端中部设置于第一连接杆8的顶端,滤筒9的外壁顶端通过轴承可转动的设置于外筒1的内腔内壁,利用滤筒9可以将海藻酸钠溶液和海洋生物残渣分离,PH检测传感器10设置于滤筒9的内腔底端中部,PH检测传感器10为现有技术,在此不过多赘述,PH检测传感器10在此用于监测外筒1内腔中溶液的PH值,防护罩11可拆卸的设置于滤筒9的内腔底端中部,PH检测传感器10位于防护罩11的内腔,防护罩11用于保护PH检测传感器10,搅拌破碎机构6设置于外筒1的顶端,搅拌破碎机构6用于对溶液进行搅拌,并对腐蚀后的海洋生物进行进一步破碎。
作为优选方案,更进一步的,输送机构5包括:支撑筒51、液压缸52、活塞53、存液筒54、第一单向阀55、第二单向阀56、第一输送管57和第二输送管58,支撑筒51的数量为两个,两个支撑筒51分别设置于支撑板4的底端左右两侧,液压缸52设置于支撑筒51的内腔顶端,液压缸52为现有技术,在此不过多赘述,液压缸52在此用于带动活塞53上下移动,活塞53设置于液压缸52的底端,存液筒54的外壁顶端设置于支撑筒51的内腔底端,液压缸52的底端可滑动的延伸进存液筒54的内腔,活塞53和存液筒54的内腔相匹配,第一单向阀55设置于存液筒54的外侧,第一单向阀55为现有技术,在此不过多赘述,第一输送管57设置于第一单向阀55的外侧,第二单向阀56设置于存液筒54的内侧,第二单向阀56为现有技术,在此不过多赘述,第二输送管58的一端设置于第二单向阀56的内侧,第二输送管58的另一端延伸进外筒1的内腔。
作为优选方案,更进一步的,搅拌破碎机构6包括:安装座61、第二电机62、旋转杆63、第一锥形齿轮64、安装架65、第二连接杆66、第二锥形齿轮67、旋转套筒68、第三锥形齿轮69、安装板610和破碎叶片611,安装座61设置于外筒1的顶端,第二电机62螺钉连接于安装座61的内腔顶端,第二电机62为现有技术,第二电机62为伺服电机,第二电机62连接有伺服控制器,在此不过多赘述,第二电机62在此用于带动旋转杆63进行旋转,旋转杆63的顶端通过联轴器锁紧在第二电机62的输出端,第一锥形齿轮64套接于旋转杆63的外壁顶端,并通过顶丝锁紧,旋转套筒68通过轴承可转动的套接于旋转杆63的外壁顶部,第三锥形齿轮69套接于旋转套筒68的外壁,并通过顶丝锁紧,安装板610的数量为若干个,若干安装板610分别沿周向等距的设置于旋转套筒68的外壁,破碎叶片611的数量为若干个,若干破碎叶片611分别沿上下方向等距的设置于若干安装板610的内壁,并沿周向等距的设置于旋转杆63的外壁,利用破碎叶片611可以对溶液进行搅拌,并对腐蚀后的海洋生物进行破碎,设置在旋转杆63外壁的破碎叶片611和设置在安装板610内壁的破碎叶片611为交错设置,且设置在旋转杆63外壁的破碎叶片611和设置在安装板610内壁的破碎叶片611之间的间隙为1cm,可以加强破碎叶片611对腐蚀后海洋生物的破碎效果,安装架65的顶端设置于安装座61的内腔顶端,安装架65的顶端通过轴承可转动的套接于旋转杆63的外壁顶端,安装架65的底端通过轴承可转动的套接于旋转套筒68的外壁,安装架65和第三锥形齿轮69均位于安装座61的内腔,利用安装座61的内腔可以对安装架65和第三锥形齿轮69进行保护,第二连接杆66的一端通过轴承可转动的设置于安装架65的中部,第二锥形齿轮67套接于第二连接杆66的外壁,并通顶丝锁紧,第二锥形齿轮67与第一锥形齿轮64和第三锥形齿轮69均相啮合。
其详细连接手段,为本领域公知技术,下述主要介绍工作原理以及过程,具体工作如下。
使用时,首先将第一输送管57和第二输送管58分别插入至外界的酸性溶液和碱性溶液中,将经过清洗和初步破碎后的海洋生物倒入滤筒9的内腔中,并向滤筒9的内腔中倒入适量的碱性溶液,利用碱性溶液对滤筒9内的海洋生物进行强碱水萃取,利用PH检测传感器10实时监测溶液的PH值,随着萃取反应的进行,如碱性溶液的PH值因海洋生物原料含有的物质或者海洋生物携带的水分而发生改变时,PH检测传感器10检测PH值,并根据实际情况启动左侧或者右侧的液压缸52,利用液压缸52的输出端带动活塞53向上移动,活塞53向上移动可以促使存液筒54的内腔形成负压,进而可以促使酸性溶液或者碱性溶液通过第一输送管57流入存液筒54的内腔中,当存液筒54的内腔中存放有适量的酸性或者碱性溶液后,利用液压缸52推动活塞53向下移动,利用第一单向阀55防止存液筒54内腔中的酸性或者碱性溶液回流,从而促使存液筒54内腔中的溶液通过第二单向阀56流入第二输送管58的内腔中,并流入外筒1的内腔中,从而和外筒1内腔中的溶液进行混合,进而调节溶液的PH值,直至利用PH检测传感器10监测到溶液的PH值到达适宜范围,利用第二电机62,利用第二电机62带动旋转杆63进行旋转,旋转杆63旋转可以带动第一锥形齿轮64进行旋转,第一锥形齿轮64旋转可以利用第二锥形齿轮67促使第三锥形齿轮69带动旋转套筒68做与旋转杆63相反方向旋转,从而可以促使位于旋转杆63外壁的破碎叶片611和位于安装板610内壁的破碎叶片611呈相反方向旋转,从而可以对溶液进行搅拌,同时,由于海洋生物经过碱性溶液的浸泡,会进行腐蚀变软,利用呈相反方向旋转的破碎叶片611可以对海洋生物进一步破碎,较小的颗粒表面积有利于碱液与海洋生物组织的有效接触,从而提高反应速率和海藻酸钠的提取率,待强碱萃取结束后,打开阀门3,外筒1内腔中的海藻酸钠溶液通过排水管2排出,待排水管2无法继续流出海藻酸钠溶液后,此时,海洋生物残渣中依然残留大量的海藻酸钠溶液,启动第一电机7,利用第一电机7的输出端通过第一连接杆8带动滤筒9进行旋转,滤筒9旋转产生的旋转力可以促使残留的滤筒9内腔的海洋生物残渣向滤筒9的内壁移动,并将残留在海洋生物残渣中的海藻酸钠溶液通过滤筒9甩出,并通过排水管2排出,本装置可以实时监测并调节外筒1内溶液的pH值,从而确保在最佳的pH值条件下进行海藻酸钠的提取,提高提取效率和产品质量,其次,还可以加强对海洋生物的粉碎效果,增加海洋生物与碱性溶液的接触面积,从而提高反应速率和海藻酸钠的提取率,同时,能够更有效地将海藻酸钠溶液从海洋生物残渣中分离出来,提高整体的生产效率和经济性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,其特征在于,包括:
外筒(1),所述外筒(1)的底部开设有驱动腔(12);
排水管(2),所述排水管(2)设置于外筒(1)的前侧底端,所述排水管(2)的内腔和外筒(1)的内腔相连通;
阀门(3),所述阀门(3)设置于排水管(2)的外壁;
支撑板(4),所述支撑板(4)设置于外筒(1)的外壁;
输送机构(5),所述输送机构(5)的数量为两个,两个所述输送机构(5)分别设置于支撑板(4)的底端左右两侧;
第一电机(7),所述第一电机(7)螺钉连接于驱动腔(12)的内腔底端中部;
第一连接杆(8),所述第一连接杆(8)的底端通过联轴器锁紧在第一电机(7)的输出端,所述第一连接杆(8)的顶端可转动的延伸进外筒(1)的内腔;
滤筒(9),所述滤筒(9)的底端中部设置于第一连接杆(8)的顶端,所述滤筒(9)的外壁顶端通过轴承可转动的设置于外筒(1)的内腔内壁;
PH检测传感器(10),所述PH检测传感器(10)设置于滤筒(9)的内腔底端中部;
搅拌破碎机构(6),所述搅拌破碎机构(6)设置于外筒(1)的顶端。
2.根据权利要求1所述的一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,其特征在于:所述输送机构(5)包括:
支撑筒(51),所述支撑筒(51)的数量为两个,两个所述支撑筒(51)分别设置于支撑板(4)的底端左右两侧;
液压缸(52),所述液压缸(52)设置于支撑筒(51)的内腔顶端;
活塞(53),所述活塞(53)设置于液压缸(52)的底端;
存液筒(54),所述存液筒(54)的外壁顶端设置于支撑筒(51)的内腔底端,所述液压缸(52)的底端可滑动的延伸进存液筒(54)的内腔,所述活塞(53)和存液筒(54)的内腔相匹配;
第一单向阀(55),所述第一单向阀(55)设置于存液筒(54)的外侧;
第一输送管(57),所述第一输送管(57)设置于第一单向阀(55)的外侧;
第二单向阀(56),所述第二单向阀(56)设置于存液筒(54)的内侧;
第二输送管(58),所述第二输送管(58)的一端设置于第二单向阀(56)的内侧,所述第二输送管(58)的另一端延伸进外筒(1)的内腔。
3.根据权利要求2所述的一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,其特征在于:所述搅拌破碎机构(6)包括:
安装座(61),所述安装座(61)设置于外筒(1)的顶端;
第二电机(62),所述第二电机(62)螺钉连接于安装座(61)的内腔顶端;
旋转杆(63),所述旋转杆(63)的顶端通过联轴器锁紧在第二电机(62)的输出端;
第一锥形齿轮(64),所述第一锥形齿轮(64)套接于旋转杆(63)的外壁顶端,并通过顶丝锁紧;
旋转套筒(68),所述旋转套筒(68)通过轴承可转动的套接于旋转杆(63)的外壁顶部;
第三锥形齿轮(69),所述第三锥形齿轮(69)套接于旋转套筒(68)的外壁,并通过顶丝锁紧;
安装板(610),所述安装板(610)的数量为若干个,若干所述安装板(610)分别沿周向等距的设置于旋转套筒(68)的外壁;
破碎叶片(611),所述破碎叶片(611)的数量为若干个,若干所述破碎叶片(611)分别沿上下方向等距的设置于若干安装板(610)的内壁,并沿周向等距的设置于旋转杆(63)的外壁。
4.根据权利要求3所述的一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,其特征在于:所述搅拌破碎机构(6)还包括:
安装架(65),所述安装架(65)的顶端设置于安装座(61)的内腔顶端,所述安装架(65)的顶端通过轴承可转动的套接于旋转杆(63)的外壁顶端,所述安装架(65)的底端通过轴承可转动的套接于旋转套筒(68)的外壁;
第二连接杆(66),所述第二连接杆(66)的一端通过轴承可转动的设置于安装架(65)的中部;
第二锥形齿轮(67),所述第二锥形齿轮(67)套接于第二连接杆(66)的外壁,并通顶丝锁紧,所述第二锥形齿轮(67)与第一锥形齿轮(64)和第三锥形齿轮(69)均相啮合。
5.根据权利要求4所述的一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,其特征在于:所述滤筒(9)的内腔底端中部可拆卸的设置有防护罩(11),所述PH检测传感器(10)位于防护罩(11)的内腔。
6.根据权利要求5所述的一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,其特征在于:设置在旋转杆(63)外壁的所述破碎叶片(611)和设置在安装板(610)内壁的破碎叶片(611)为交错设置,且设置在旋转杆(63)外壁的破碎叶片(611)和设置在安装板(610)内壁的破碎叶片(611)之间的间隙为1cm。
7.根据权利要求6所述的一种用于海洋生物提炼海藻酸钠的生物消化装置,其特征在于:所述安装架(65)和第三锥形齿轮(69)均位于安装座(61)的内腔。
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