CN1215513C - 三动作式压力开关 - Google Patents
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Abstract
一种三动作式压力开关,该三动作式压力开关包括:壳体;开关盒;隔膜;第一反转板部;下面有环状突起部的第一滑动承受部件;上面与环状突起部接触的第二反转板部;把上述第二反转板部的边缘在上面紧固的第二滑动承受部件;第三反转板部;第二动作棒;第一动作棒;第一电气开关部;第二电气开关部。其中,第二反转板部是用两张外径Sd为15mm的反转板重叠而形成,在第二反转板部的外径为Sd,设置在第一滑动承受部件下面的环状突起部的顶点所划出的圆的直径为Rd,第二滑动承受部件的快动盘承受部内径为HSd时,外径Sd与直径Rd之比(Rd/Sd)满足0.8<(Rd/Sd)<0.9,直径Rd与内径HSd之比(Rd/HSd)满足0.79<(Rd/HSd)<0.89。
Description
技术领域
本发明涉及三动作式压力开关,这种开关具有三种功能,即,在制冷空调系统中,当制冷剂系统里发生异常高压或异常低压时,能对此进行检测、打开电气线路的功能;与上述功能相独立对附设在制冷系统里的其他电气线路进行开关的第三功能。
特别是上述的第三功能,它用于使制冷系统中附设的冷凝器的风扇电机接通或断开的场合。
背景技术
本申请的申请人已提出过具有上述功能的三动作式压力开关的方案(参照日本专利申请公报特公平7-114094号)。
下面,参照着图3、图4说明上述现有的三动作式压力开关的结构和动作。图3是表示现有的三动作式压力开关的结构的示意纵剖面图,图4是表示其动作压力特性的特性图。图3所示的三动作式压力开关是上下颠倒地表示的。
如图3所示,现有的三动作式压力开关的开关是将下面所述的一些部件,如图所示组装而成,即壳体1、开关盒2、隔膜22、第一快动盘(スナップディスク)部3、第一滑动承受部件4、第二快动盘部5、第二滑动承受部件6、第三快动盘部7、第二动作棒24、第一动作棒23、第一电气开关部SW1、第二电气开关部SW2。
壳体1是用镀锌的低碳钢或铝合金形成,在上方设置通路P,该通路P与制冷系统同轴连通,将制冷剂的压力导入到处于壳体内的压力容纳室。
开关盒2是用玻璃纤维增强聚丁烯对苯二酸酯树脂(PBT)等绝缘性材料形成,借助隔壁A而分成上部空筒B和下部空筒C,上部空筒B用于容纳开关的功能性零件;下部空筒C用于容纳贯通隔壁A而向下方延伸的两组相互垂直的、共计4根的接线柱12、13和19(在图中,只表示一根)。
开关盒2的上部空筒B与壳体1连接,如图所示将壳体1的下端靠敛缝固定,形成将压力开关部收容在内部的空间B。下部空筒C的外壁与制冷系统中的电气系统的连接器连接。
隔膜22用例如聚酰胺树脂的薄膜形成,在安装壳体1和开关盒2时,用弹性材料制成的垫圈21在壳体1和开关盒2之间形成气密固定。隔膜22将空间B和与通路P连通的流体空间隔离,起下述作用,即防止制冷气体侵入到开关盒内,同时将制冷剂压力传递给开关盒内的各个压力传递部件。
在这种三动作式压力开关中所用的第一~第三快动盘部的其中任意一个都形成在一个侧面有突出部分,在周围有倾斜部的盘状。都用具有滞变特性的所谓反转板构成。该滞变特性为,当由其突出部侧的方向加上超过规定的压力值,突出部向相反方向反转;当这压力降低到上述规定值以下时,就再反转到初始位置。
由于快动盘部是用多张反转板构成的,因而能设计成在提高耐久性的同时能缩小动作值偏差的形状,但是,有可能发生在各个快动盘的相互接触面上产生摩擦,动作不稳定的问题,为了减轻该摩擦,借助在重叠的快动盘的界面上涂敷含有少量的二硫化钼固体颗粒的润滑剂就能使动作非常稳定。
在第一快动盘(反转板)部3,其周边被收容在第一滑动承受部件4的上面所设置的快动盘承受部里,由外周壁部4a紧固,以便层叠多张反转板并使凸状部和倾斜部的上面与隔膜22的下面接触。
第一快动盘部3有检测中间压力PM、PM-ΔPM的作用。
第一滑动承受部件4,在上面有形成快动盘承受部的外周壁4a,在下面有同心圆状的环状突起部4b,在中心有中空部27,外周在开关盒2的内壁部上直接滑动。由第一滑动承受部件4的外周壁4a的内侧面紧固第一快动盘部3的周边部,该第一快动盘部3是收容在快动盘承受部里的。第一动作棒23贯通中空孔27而配置。环状突起部4b与第二快动盘部5的上面倾斜部接触配置。
第二快动盘(反转板)部5是用三张快动盘形成,在中心部有空孔H,第一滑动承受部件4的环状突起部4b与上面的倾斜部接触。在不干涉第一动作棒23状态下,在第二快动盘部5的中心轴上所设置的空孔H被贯通。通常具有空孔的快动盘有这样缺点,即它的动作偏差大和耐久性差,但由于用三张快动盘构成一组,就以三分之一的形式来承受动作压力,而且在各个形状设计上都有自由度,因而能抑制动作偏差。这时,如上所述,借助于在快动盘的接触面上烧接含有二硫化钼固体的润滑剂,就能减轻快动盘接触面相互间的摩擦。
第二快动盘5支承在第二滑动承受部件6上面设置的快动盘承受部上,它的周边部紧固在外周壁5a的内侧面上。
第二快动盘部5有检测高压截止压力PH、PH-ΔPH的作用。
第二滑动承受部件6,在上面有快动盘承受部和它的周围的外壁部5a,在中心部有与空孔H同心的中心轴孔28,同时在下面有从中心轴孔28周围突出的中央突起部25,在上面的快动盘承受部里收容第二快动盘部5,其周边部用外周壁5a的内侧部紧固。第二滑动承受部件6的外周在开关盒2的内壁部上直接滑动。中心轴孔28的直径比第一滑动承受部件4的中心轴孔27大,实质上没有上下区别的圆筒状的第二动作棒24贯通,各自向下方延伸。上述第一动作棒23贯通第二动作棒24。
中央突起部25的根部设有台阶状的平坦部,在这里组装着第三快动盘部7的中心轴孔30。
第三快动盘部7与第一快动盘部3和第二快动盘部5一样,在隔膜22侧具有凸状的第一形态,并具有中心轴空孔30,该中心空孔30能组装在第二滑动承受部件6的中央突起部25的根部所设置的平坦部上;借助这样的组装能经过隔膜22、第一滑动承受部件4和第二滑动承受部件6承受从流体压力传来的力。第三快动盘(反转板)部7的内周部组装在中央突起部25的侧面上,同时外周部紧固在开关盒2的内壁台阶部上。
第三快动盘部7具有检测低压截止压力PL、PL+ΔPL的作用。
借助于在开关盒2的内壁设有台阶26,因而对第一滑动承受部件4和第二滑动承受部件6的滑动长度设有限制,使第三快动盘7一旦变形后不承受过度的力,使第三快动盘7的动作不会对它的功能产生时效性的影响。
第二动作棒24具有使第一动作棒23在它的中心轴部贯通的中央空孔29,其上端与第二快动盘部5的下面接触,贯通第二滑动承受部件6的中心轴孔28。第二动作棒24传递由第二快动盘5的变形而产生的力。
第一动作棒23上端与第一快动盘部3的下面接触,贯通第一滑动承受部件4的中空孔27、第二快动盘部5的空孔H和第二动作棒24的内部。第一动作棒23以与第二滑动承受部件6、第二动作棒24和第二电气开关部SW2不相干涉地状态向下方延伸,将力传递给第一电气开关部SW1的开关杆18。
第一电气开关部SW1由第一可动接点15和能与其离合的固定接点14构成,上述第一可动接点15是设置在与第一可动棒23下端结合的开关杆18的前端部。第一电气开关部SW1由开关杆18、可动接点15和与可动接点相对的固定接点14构成,上述开关杆18被设置在开关盒2的上部空筒B的最底部,在向开关盒2的下方空筒C延伸的两个成对的接线柱12、13上具有固定点,并具有向上方的偏置力;上述可动接点15是位于开关杆18的另一端,并安装在其上面;固定接点14和接线柱12固定在开关盒2的同一点上。
第二电气开关部SW2由第二可动接点10和第三可动接点11构成,该第二可动接点10设置在与第二动作杆24的下端结合的第二开关杆16的前端部上;第三可动接点11设置在与中央突起部25的下端部结合的第三开关杆17的前端部,能与第二可动接点10离合。
第二电气开关部SW2由下述部件构成,即:一端固定在固定端8上的第一开关杆17;安装在第一开关杆17前端的第一可动接点11;与第一开关杆17大致平行配置在第一开关杆的下方,而且一端固定在固定端9上的配置的第二开关杆16;在第二开关杆16的前端与第一可动接点11对面安装的第二可动接点10。第一开关杆17的固定端8和第二开关杆16的固定端9与第二对的接线柱19实现电气连接。
该第二对接线柱19是通过开关盒的隔壁而向下方延伸,并与第一对接线柱12、13成直角交差配置。因此在图上只表示其中的一方接线柱19。
虽然第一快动盘部3在压力为PM以下时,处于如图所示往上突的圆锥台状外形的稳定形态,但是,当它的上面借助隔膜22而受到压力为PM以上的流体压力时,就由紧压作用进入中心轴部向下方位移的第二形态。该位移将第一动作棒23压向下方,从而推压第一电气开关部SW1的开关杆18,使接点14和接点15呈电气断开。
当流体压力回复到PM-ΔPM时,第一快动盘(反转板)部3从第二形态恢复成原形,其结果使经过第一动作棒23而推压第一电气开关部SW1的开关杆18的力消失。由此,当达到上述PM时,就相反地作用,使第一电气开关部SW1的固定接点14和可动接点15呈电气闭合。
当流体压力上升并达到一定值PH时,第二快动盘部5由紧压作用而从图示的往上凸的第一稳定形态进入到中心轴部向下方位移的第二形态。这个运动由第二动作棒24传递给第二电气开关SW2的第二开关杆16。
该第二动作棒24当第二快动盘5在压力PH下伴随着紧压作用而变成第二形态时,将该运动传递给第二电气开关的第二开关杆16的中央部,克服开关杆向上的偏置力,将第二可动接点10向下压。
第三快动盘部7的周边部收容在开关盒内壁上所设置的承受部位上。虽然在流体压力小于PL+ΔPL时成为图示的形态,但是当流体压力达到PL+ΔPL时,伴随着紧压作用,进入到其中心部向下方位移的第二形态。
由该动作,第二滑动承受部件6向下方滑动,其中央突起部25也向下方运动。该运动传递到该第二电气开关部SW2的开关杆17,使第二电气开关部SW2闭合。当流体压力一旦达到高的正常压力之后再下降到低的异常压力PL时,第三快动盘就回复成原形,由此将第二滑动承受部6推向上方。这样中央突起部25与第二电气开关部SW2接触的力消失,使第二电气开关部SW2断开。
下面,用图4来说明具有上述结构的三动作式压力开关的动作。在流体压力PL+ΔPL加到隔膜22上时,负荷经第一快动盘部3、第一滑动承受部件4、第二快动盘部5和第二滑动承受部件6而作用在第三快动盘部7上。由该负荷使第三快动盘部7向电气开关部侧紧压动作,从而使第二滑动承受部件6向电气开关部侧移动,第二滑动承受部件6的中央突起25将第二电气开关部SW2的第一开关杆17压下,使第一可动接点11与第二可动接点10接触,并将第二电气开关部SW2闭合。
这时,第二滑动承受部件6的外周附近的下面支承在开关盒2的内部设置的台阶26上,这样就不会再向电气开关侧的移动。
接着,当流体压力升高而达到压力PM时,第一快动盘部3向开关部侧紧压动作,从而使第一动作棒23向第一电气开关部SW1侧移动,将第一电气开关部SW1的开关杆18压下,将可动接点15从固定接点14脱离,由此将第一电气开关部SW1断开。
当流体压力进一步提高到压力PH时,第一滑动承受部件4向电气开关侧移动,第一滑动承受部件4的环状突起部4b使第二快动盘部5向电气开关侧紧压动作,第二动作棒24将第二电气开关SW2的第二开关杆16压下,由此,使第二可动接点10与第一可动接点11脱离,完成使第二电气开关部SW2成为断开的动作。
当流体压力从PH降低到PH-ΔPH时,第二快动盘部5恢复,对第二动作棒24压下的力减少,第二开关杆16由自身的复原力而向上移动,由此第二可动接点10和第一可动接点11接触,使第二电气开关部SW2闭合。
另外,当流体压力降低到PM-ΔPM时,第一快动盘部3从第二形态恢复而将压向第一动作棒23的力解除,第一开关杆18由自身的复原力而恢复,使可动接点15压在固定接点14上,从而使第一电气开关部SW1进入闭合状态。
另外,当流体压力降低到PL时,第三快动盘部7从第二形态恢复,将压向第二滑动承受部件6的中央突起25的力解除,由第一开关杆17的恢复力使第二可动接点11从第一可动接点10脱离,使第二电气开关SW2进入断开状态。
在这种场合下,压力设定数的数值中的任意一个都采用表压,即PH:2.65MPa,PH-ΔPH:2.15MPa,PL+ΔPL:250KPa,PL:210KPa,PM:1.47MPa,PM-ΔPM:1.08MPa。
这样,能使三动作式压力开关具有各个的滞后特性而进行三个动作。
具有上述结构的三动作式压力开关是用以下所述的尺寸构成。
快动盘:外径15mm、厚度0.254mm、凸部直径8mm、凸部高度0.71mm。
第一滑动承受部件:外径17.4mm、快动盘承受部的内径15.2mm、快动盘承受部的深度0.80mm、形成环状突起部的顶点直径12mm。
第二滑动承受部件:外径17.4mm、快动盘承受部的内径15.2mm、快动盘承受部的深度0.85mm。
在这样的三动作式压力开关中,用重叠三张具有上述形状的快动盘而形成第二快动盘部5。但是在组装快动盘部5时,随着快动盘张数的增加,各个快动盘的对位有困难,由此引起加工时数的增加,而且使零件的件数增加,从而影响降低产品成本。
为了解决这个问题,当用两张与现有的相同的快动盘重叠而构成第二快动盘部时,由于动作压力降低,因而不能得到相同动作条件的三动作式压力开关。为了把用两张快动盘构成第二快动盘部的三动作式压力开关做成与现有的开关相同的动作条件,出现必需将快动盘做成反转压力高的、且与现有的不同式样的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的,其目的是提供一种三动作式压力开关,它不用对现有的三动作式压力开关的形状、结构和式样作大幅度的改变、就能在完全保持相同的动作条件下还能减少零件的件数。
为了达到上述目的,本发明的三动作式压力开关,使用2张快动盘形成第二快动盘部,其特征是:使设置在第一滑动承受部件下面的环状突起部的顶点位于上述第二快动盘部的周边部附近的部分上,上述第一滑动承受部件是将流体压力传递给快动盘部的。
本发明第一方面的三动作式压力开关包括:壳体,其具有导入流体压力的通路;开关盒,其与上述壳体组合;隔膜,其气密地固定在上述壳体和开关盒之间;第一反转板部,其在上面与上述隔膜的下面接触;第一滑动承受部件,其在上面将上述第一反转板部的周边部紧固,在下面有环状突起部,且中心有中空孔,外周在开关盒的内壁部直接滑动;第二反转板部,其上面与上述环状突起部接触,中心部有空孔;第二滑动承受部件,其用上面紧固上述第二反转板部的周边部,在中心部有与上述空孔同心的中心轴孔,且在下面有从上述中心轴孔的周围突出的中央突起部,外周在上述开关盒的内壁部直接滑动;第三反转板部,其内周部与上述中央突起部的侧面组合,而且外周部与上述开关盒的内壁台阶部紧固;第二动作棒,其上端与上述第二反转板部的下面接触,贯通上述第二滑动承受部件的中心轴孔;第一动作棒,其上端与第一反转板部的下面接触,贯通上述中空孔、空孔和上述第二动作棒内部;第一电气开关部,其由与上述第一动作棒的下端配合的第一可动接点和能与其离合的固定接点构成;第二电气开关部,其由与上述第二动作棒的下端配合的第二可动接点和与该第二可动接点离合并与上述中央突起部配合的第三可动接点构成。其中,第二反转板部是用两张外径Sd为15mm的反转板重叠而形成,在第二反转板部的外径定为Sd,设置在第一滑动承受部件下面的环状突起部的顶点所划出的圆的直径为Rd,第二滑动承受部件的快动盘承接部内径为HSd时,直径Rd与外径Sd之比(Rd/Sd)满足0.8<(Rd/Sd)<0.9,直径Rd与内径HSd之比(Rd/HSd)满足0.79<(Rd/HSd)<0.89。
另外,在上述三动作式压力开关中,设置在第一滑动承受部件下面的环状突起部的顶点所划出的圆的直径Rd满足:12mm<Rd<13.5mm。
附图说明
图1是说明本发明的三动作式压力开关的结构的局部放大纵剖面图;
图2是快动盘的动作特性图;
图3是说明三动作式压力开关的结构的纵剖面图;
图4是说明三动作式压力开关的动作压力特性的图;
图5是说明三动作式压力开关的另一个实施方式的纵剖面图;
图6是说明图5所示的三动作式压力开关的动作压力特性的图。
具体实施方式
下面,说明本发明的三动作式压力开关。压力开关本体的结构及其动作除去下述几个不同点以外,其余都与图3所示的现有的三动作式压力开关相同。
本发明的三动作式压力开关与现有的三动作式压力开关结构的不同点是:由两张快动盘叠积而形成第二快动盘部5;在第二反转板部的外径定为Sd,设置在第一滑动承受部件下面的环状突起部的顶点所划出的圆的直径为Rd,第二滑动承受部件的快动盘承接部内径为HSd时,直径Rd与外径Sd之比(Rd/Sd)满足0.8<(Rd/Sd)<0.9,直径Rd与内径HSd之比(Rd/HSd)满足0.79<(Rd/HSd)<0.89。另外,本发明与现有的三动作式压力开关结构的不同点还有:设置在第一滑动承受部件4下面的环状突起部4b顶点的直径Rd是大于12mm、不满13.5mm(12mm<Rd<13.5mm);第二滑动承受部件6的快动盘承受部的深度是0.60mm。
下面,参照图1的局部纵断面图来说明本发明的三动作压力开关的第一滑动承受部件4、第二快动盘部5和第二滑动承受部件6的尺寸大小关系。第一滑动承受部件4、其外径Hd是17.4mm、快动盘承受部的内径是15.2mm、在下面设置的环状突起部4b的顶点所划出的圆的直径Rd是13mm。而且,形成第二快动盘部5的两张快动盘的各个厚度t是0.254mm、外径Sd是15mm、凸部的直径Md是8mm、凸部的高度Mh是0.71mm。而第二滑动承受部件6的外径Hd是17.4mm、快动盘承受部的内径HSd是15.2mm、快动盘承受部的深度、即外周壁6a的高度Hh是0.6mm。
图2是将快动盘的张数作为参数,表示第二快动盘部5中的第一滑动承受部件4的环状突起部的顶点划出的圆的直径Rd(mm)与动作压力(MPaG)的关系。第一滑动承受部件4的环状突起部的顶点所划出的圆的直径Rd,意味着流体压力加在快动盘的倾斜面上的力作用点。而支持快动盘的周边部的点,即快动盘的外径Sd意味着支点。图中,记载在横轴的环状突起部直径Rd下面的是表示力作用点(第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点划出的圆的直径Rd)与支点(快动盘的外径Sd)之比(Rd/Sd),进一步在其下面所述的是表示第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点划出的圆的直径Rd与第一滑动承受部件4的快动盘承受部的内径HSd之比(Rd/HSd)。
如图2所示,现有的三动作式压力开关中、由于用三张快动盘重叠,快动盘的直径Sd是15mm,第一滑动承受部件4的环状突起4b的顶点所划出的圆的直径Rd是12mm(Rd/Sd=0.8),因而动作压力为3.14MPaG。将两张快动盘重叠而得到该动作压力时,也可以第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点所划出的圆的直径Rd做成13mm(Rd/Sd=0.87)。而用一张快动盘得到同等的动作压力时,必须将第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点所划出的圆的直径Rd设定成14mm(Rd/Sd=0.93),这时,环状突起部4b与第二滑动承受部件6的外周壁6a相互干涉,不能使其正确地动作。
由于在用两张快动盘的场合下也存在当把第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点划出的圆的直径Rd做成13.5mm(Rd/Sd=0.9)时,环状突起4b与第二滑动承受部件6的外周壁6a同样分相互干涉的问题,因而必须将第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点所划出的圆的直径Rd做成小于13.5mm(Rd/Sd=0.9)。
这样,本发明把设置在第一滑动承受部件4上的环状突起部4b顶点的直径Rd做成比用三张快动盘的场合还大,即大于12mm、小于13.5mm(12mm<Rd<13.5mm),换句话说,将第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点划出的圆的直径Rd与第二快动盘部5的直径Sd之比(Rd/Sd)做成大于0.73、小于0.9,而且,将第一滑动承受部件4的环状突起部4b的顶点所划出的圆的直径Rd与第二滑动承受部件4的快动盘承受部的内径HSd之比(Rd/HSd)做成大于0.72、不满0.89,因而能得到与使用三张快动盘的场合同等的动作压力。
这样,与使用三张的场合相比、能容易地进行快动盘的组装,同时由于只改变现有的三动作式压力开关构成部件中的第一滑动承受部件4的环状肋的大小和第二滑动承受部件的快动盘承受部的深度,因而能减少零件的件数,能降低三动作式压力开关的制造成本。
下面,参照图5和图6来说明适用于本发明的三动作式压力开关的另一个实施例。这个实施例是做成这样的结构,即第一电气开关部SW1的结构是在流体压力超过压力PM时形成闭路;当流体压力降低到压力为PM-ΔPM时,形成开路;将第一电气开关部SW1的固定接点14设定在比可动接点15更加离开第一快动盘部3的部位上。其他结构与图4所示的实施例相同。
根据本发明,可以在不用对结构零件的形状作大幅度的改变的同时,又能减少快动盘的件数,从而提供一种能降低制造成本,与现有的三动作式压力开关进行大致相同动作的三动力式压力开关。
Claims (2)
1.一种三动作式压力开关,包括:壳体,其具有导入流体压力的通路;开关盒,其与上述壳体组合;隔膜,其气密地固定在上述壳体和开关盒之间;第一反转板部,其在上面与上述隔膜的下面接触;第一滑动承受部件,其在上面将上述第一反转板部的周边部紧固,在下面有环状突起部,且中心有中空孔,外周在开关盒的内壁部直接滑动;第二反转板部,其上面与上述环状突起部接触,中心部有空孔;第二滑动承受部件,其用上面紧固上述第二反转板部的周边部,在中心部有与上述空孔同心的中心轴孔,且在下面有从上述中心轴孔的周围突出的中央突起部,外周在上述开关盒的内壁部直接滑动;第三反转板部,其内周部与上述中央突起部的侧面组合,而且外周部被上述开关盒的内壁台阶部紧固;第二动作棒,其上端与上述第二反转板部的下面接触,贯通上述第二滑动承受部件的中心轴孔;第一动作棒,其上端与第一反转板部的下面接触,贯通上述中空孔、空孔和上述第二动作棒内部;第一电气开关部,其由与上述第一动作棒的下端配合的第一可动接点和能与其离合的固定接点构成;第二电气开关部,其由与上述第二动作棒的下端配合的第二可动接点、和与该第二可动接点离合并与上述中央突起部配合的第三可动接点构成,其特征在于:第二反转板部是用两张外径15mm的反转板重叠而形成,而且在第二反转板部的外径为Sd,设置在第一滑动承受部件下面的环状突起部的顶点所划出的圆的直径为Rd,第二滑动承受部件的快动盘承受部内径为HSd时,外径Sd与直径Rd之比(Rd/Sd)满足0.8<(Rd/Sd)<0.9,直径Rd与内径HSd之比(Rd/HSd)满足0.79<(Rd/HSd)<0.89。
2、如权利要求1所述的三动作式压力开关,其特征在于:设置在第一滑动承受部件下面的环状突起部的顶点所划出的圆的直径Rd满足12mm<Rd<13.5mm。
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