CN201283239Y - 全自动反冲洗燃油过滤器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种对大耗油量设备发动机的燃油进行过滤的全自动反冲洗燃油过滤器,包括反冲洗滤芯、滤冲控制器、放残控制器和过滤器壳体。本实用新型利用燃油本身的压力,通过液压马达的驱动,自动过滤燃油并自动将燃油中过滤出来的有害固体杂质定期/定时排出过滤器。本实用新型在完成对燃油进行过滤的同时,实现对过滤芯虑网进行连续的自动反冲洗,不需再外加动力,安装、维护简单,使用方便,系统运行压力稳定,大大延长了设备的使用寿命,减少了设备的日常维修费用,达到设备自动化运行的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种对发动机燃油进行过滤的全自动反冲洗燃油过滤器,尤其适用于对船舶用重油进行过滤。
背景技术
随着人们节能降耗意识的不断增加和技术的发展,为了充分利用资源和降低运营成本,目前大耗油量设备尤其是船舶行业均使用石化产品的衍生产品-品质极为恶劣的重油作为燃料油,为了保障此类设备发动机能够正常工作,因此对于重油油质中的有害杂质的过滤就显得尤为重要。而燃油过滤器就成为此类设备包括船舶行业必不可少的关键设备,常用的有手动和自动清洗过滤器。目前使用的手动过滤器和自动过滤器均由燃油进口、出口、中心筛管、滤网和外筒等组成。手动清洗可以对燃油进行有效过滤,其滤芯材料设计有均匀尺寸的小孔,可以滤除比额定小孔尺寸大的杂质,但因长期使用污物会积聚在滤芯表面上,因此很容易被阻塞住,该种滤器不能自动反冲清洗过滤层,过滤后的杂质污物不能自动排出过滤器,在使用过程中,需要定期不断地停泵进行清洗,且使用一段时间后,还将不得不更换过滤层,导致设备使用周期短、工作效率降低,增加使用成本。目前市场上的自动过滤器以进口设备为主,价格昂贵,反冲洗过滤出的杂质不能自动排出,需要手工排放,不利于设备的自动化运行。
实用新型内容
为了解决上述背景技术的不足,本实用新型提供一种全自动反冲洗燃油过滤器,不仅能够全自动反冲洗过滤网,而且能够将过滤出的固体有害杂质自动排出,整个过滤和反冲洗过程从滤器开始工作时即连续进行,满足设备自动化运行的工作要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种全自动反冲洗燃油过滤器,包括反冲洗滤芯(I)、滤冲控制器(II)、放残控制器(III)和过滤器壳体(IV),过滤器壳体(IV)由八棱形筒体(9)、筒盖(4)和连接盖(2)通过螺栓连接而成,筒体(9)底部一侧设有燃油进口(B),筒体(9)中部一侧设有燃油出口(C),筒盖(4)顶部一侧设有反冲洗油出油口(D),筒盖(4)另一侧下部设有放残口(E);反冲洗滤芯(I)包括流向套(8)、固定架(19)、过滤网芯I(16)和过滤网芯II(20),流向套(8)外设有固定架(19),固定架(19)上、下分别设有由过滤网片I(16A)组合而成的过滤网芯I(16)和由过滤网片II(20A)组合而成的过滤网芯II(20),过滤网芯I(16)和过滤网芯II(20)两端分别设有上、下固定架I(15、17)和上、下固定架II(6、21),上、下固定架II(6、21)和上、下固定架I(15、17)通过紧固螺栓(7)把过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)连接成圆筒形整体,固定架(19)与上固定架I(17)之间设有弹簧组件(18);反冲洗滤芯(I)与过滤器壳体(IV)之间通过固定架(19)、上固定架II(21)、下固定架I(15)与筒体(9)和筒盖(4)定位连接;滤冲控制器(II)包括分配轴(10)、液压马达(1)和连接轴(3),分配轴(10)与液压马达(1)通过连接轴(3)连接,分配轴(10)与流向套(8)通过轴承连接。
所述的过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)为中空圆盘形,圆盘内设有不同过滤精度的不锈钢过滤网(16a、20a),其内壁一端面为均匀分布的8块凹凸相间槽形(16b、20b),另一端面为平面(16c、20c),外壁上与内壁的平面端相同端面为均匀分布的8~16块凹凸相间槽形(16d、20d),另一端面为平面(16e、20e),过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)上内壁和外壁之间设有均布的8条等高的支架(16f、20f)将过滤网片I、II(16A、20A)分为八个等分的扇面构成八个独立的过滤腔室(16g、20g),两片相同的过滤网片I、II(16A、20A)按照内壁凹凸槽(16b、20b)对应端或外壁凹凸槽(16d、20d)对应端组合成不同的过滤组件II(20B)或过滤组件I(16B),过滤组件II(20B)内壁设有8~16个燃油出口(20h),过滤组件I(16B)外壁设有8~16个燃油出口(16h)。
所述的分配轴(10)上设有偏心导流块(10a),导流块(10a)上设有上、下导流槽(10b、10c),分配轴(10)内设有上中心孔(10d)和下中心孔(10e)和顶端中心孔(10f),上中心孔(10d)上端和下中心孔(10e)下端分别设有上、下油塞(10g、10h),上中心孔(10g)的下端设有进油口(10i)与分配轴(10)外下端过滤腔I(10k)的净油连通,下中心孔(10e)的上端设有出油口(10j)与分配轴(10)外上端过滤腔II(10l)连通,分配轴(10)下部设有下导流孔(10m),偏心导流块(10a)的下导流槽(10c)与下中心孔(10e)通过下导流孔(10m)连通,分配轴(10)上部设有上导流孔(10n),偏心导流块(10a)的上导流槽(10b)与上中心孔(10d)通过上导流孔(10n)连通,分配轴(10)顶端设有导流孔(10p),连通顶端中心孔(10f)与过滤腔II(10l)内部的净油室,顶端中心孔(10f)连通出油腔(10q)。
本实用新型利用燃油本身的压力,带动液压马达转动,控制设备系统自动过滤燃油并自动将燃油中过滤出来的有害固体杂质定期/定时排出过滤器。本实用新型在完成对燃油进行过滤的同时,实现对过滤网进行连续的自动反冲洗,不需再外加动力,维护、安装简单,使用方便。运行时系统压力稳定,大大延长了设备的使用寿命,减少了设备的日常维修费用,达到设备自动化运行的目的。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型剖视结构示意图。
图3为过滤组件I结构示意图。
图4为过滤组件II结构示意图。
图5为分配轴立体结构示意图。
图6为图5的剖视图。
图7为本实用新型工作状态之一结构原理示意图。
图8为过滤网芯I工作状态一结构原理示意图。
图9为1过滤网芯II工作状态一结构原理示意图。
图10为本实用新型工作状态之二结构原理示意图。
图11为过滤网芯I工作状态二结构原理示意图。
图12为过滤网芯II工作状态二结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本实用新型的具体实施例。
如图1~6所示,一种全自动反冲洗燃油过滤器,包括反冲洗滤芯(I)、滤冲控制器(II)、放残控制器(III)和过滤器壳体(IV),过滤器壳体(IV)由八棱形筒体(9)、筒盖(4)和连接盖(2)通过螺栓连接而成,同时配有相应的堵头、管件等附件,筒体(9)的底部设有一个重油加热室(12),重油加热室(12)端部设有蒸汽进出口(A)、密封垫(14)和压盖(13),当过滤燃油是重油时,先使用蒸汽对进入过滤器的重油进行加热,以降低重油的粘度便于设备正常工作,当过滤柴油时不需要加热;筒体(9)底部一侧设有燃油进口(B),筒体(9)中部一侧设有燃油出口(C),筒盖(4)顶部一侧设有反冲洗油回油口(D),另一侧中上部设有杂质残液排出口(E);
反冲洗滤芯(I)包括流向套(8)、固定架(19)、过滤网芯II(20)和过滤网芯I(16),流向套(8)外设有固定架(19),固定架(19)上、下分别设有由24片过滤网片I(16A)组成的过滤网芯I(16)和由12片过滤网片II(20A)组成的过滤网芯II(20),过滤网芯II(20)和过滤网芯I(16)两端分别设有上、下固定架II(6、21)和上、下固定架I(15、17),上、下固定架II(6、21)和上、下固定架I(15、17)通过紧固螺栓(7)把过滤网片II(20A)和过滤网片I(16A)连接成圆筒形整体。所述的过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)为中空圆盘形,圆盘内设有不同精度的不锈钢过滤网(16a、20a),其内壁一端面为均匀分布的8块凹凸相间槽形(16b、20b),另一端面为平面(16c、20c),外壁上与内壁的平面端相同端面为均匀分布的8~16块凹凸相间槽形(16d、20d),另一端面为平面(16e、20e),过滤网片II(20A)和过滤网片I(16A)上内壁和外壁之间设有8条等高的支架(16f、20f)将过滤网片I、II(16A、20A)分为八个等分的扇面构成八个独立的过滤腔室(16g、20g),两片相同的过滤网片I、II(16A、20A)按照内壁凹凸槽(16b、20b)对应端或外壁凹凸槽(16d、20d)对应端组合成不同的过滤组件II(20B)或过滤组件I(16B),过滤组件II(20B)内壁设有8~16个燃油出口(20h),过滤组件I(16B)外壁设有8~16个燃油出口(16h)。
固定架(19)与上固定架I(17)之间设有弹簧组件(18),通过弹簧组件(18)和固定螺杆(7),把安装在上固定架I(17)和下固定架I(15)之间的过滤网片I(16A)紧固,组成过滤网芯I(16)。
通过紧固螺栓(7),把安装在下固定架II(6)和上固定架II(21)之间的过滤网片II(20A)紧固,组成过滤腔网芯II(20)。
两种过滤网芯I、II的特点:
*过滤网芯I(16)的过滤网(16a)的过滤精度是过滤器的设计过滤精度;
*过滤网芯I(16)形成的过滤腔燃油出口(16h)在外壁,过滤网芯II(20)形成的过滤腔燃油出口(20h)在内壁;
过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)的过滤精度和结构尺寸属不同设计,它们分别复合而成过滤组件I(16B)和过滤组件II(20B)。过滤组件I(16B)共12~16层,过滤组件II(20B)共6~8层,两种过滤组件I、II(16B、20B)都是由上、下两个相同的过滤网片I、II(16A、20A)组成,当每两个相同规格的过滤网片I、II(16A、20A)组装在一起后,在每个过滤组件I、II(16B、20B)内形成了八个独立的过滤腔室(16g、20g),为不同腔室进行过滤状态和持续反冲洗状态奠定了基础;反冲洗滤芯(I)与过滤器壳体(IV)之间通过固定架(19)、上固定架II(21)、下固定架I(15)与筒体(9)和筒盖(4)定位连接,采用间隙配合,使用橡胶圈起密封作用,过滤器从固定架(19)位置分为上、下两层,即上过滤腔II和下过滤腔I;紧固螺栓(7)、弹簧组件(18)、固定架(19)和4个固定架I、II(6、17、15、21)将反冲洗滤芯(I)和流向套(8)组装在一起,反冲洗滤芯(I)的下半部分为过滤网芯I(16),其周围空腔为下过滤腔I;较短的上半部分为过滤网芯II(20),其周围空腔为上过滤腔II。定位后通过液压马达(1)带动分配轴(10)的旋转,控制过滤器中燃油的流动路线和过滤反冲洗顺序。反冲洗滤芯(I)底部另外设有粗滤网(11),用以将燃油中的粗大固体颗粒等杂质先行过滤。
滤冲控制器(II)包括分配轴(10)、液压马达(1)、连接轴(3),液压马达(1)位于本实用新型的最上方,通过连接轴(3)、连接盖(2)与分配轴(10)及其附件连接在一起,分配轴(10)与流向套(8)通过轴承连接,组成滤冲控制器(II),反冲洗滤芯(I)位于过滤器壳体(IV)内部,通过与滤冲控制器(II)的配合,控制过滤器中燃油的流动方向,从而达到过滤和反冲洗的目的;
分配轴(10)内部结构如图5、6所示,分配轴(10)上设有偏心导流块(10a),导流块(10a)上设有上、下导流槽(10b、10c),分配轴(10)内设有上中心孔(10d)和下中心孔(10e)和顶端中心孔(10f),上中心孔(10d)上端和下中心孔(10e)下端分别设有上、下油塞(10g、10h),上中心孔(10g)的下端设有进油口(10i)与分配轴(10)外下端过滤腔I(10k)的净油连通,下中心孔(10e)的上端设有出油口(10j)与分配轴(10)外上端过滤腔II(10l)连通,分配轴(10)下部设有下导流孔(10m),偏心导流块(10a)的下导流槽(10c)与下中心孔(10e)通过下导流孔(10m)连通,分配轴(10)上部设有上导流孔(10n),偏心导流块(10a)的上导流槽(10b)与上中心孔(10d)通过上导流孔(10n)连通,分配轴(10)顶端设有导流孔(10p),连通顶端中心孔(10f)与过滤腔II(10l)内部的净油室,顶端中心孔连通出油腔(10q)。
工作时,在液压马达(1)的带动下,分配轴(10)控制不同过滤网芯I、II(16、20)的各个过滤腔(16g、20g)中燃油的流动方向,控制过滤和反冲洗状态,实现全自动过滤和反冲洗各过滤网动作的自动完成。
放残控制器(III)包括自动放残装置和压差控制器:自动放残装置包括自动放残阀(5)和时间继电器、压差继电器。本实用新型设计为全自动持续式反冲型过滤器,燃油中的有害固体杂质经过过滤、反冲洗和反冲回油二次过滤后,在过滤器的上过滤腔中聚集沉淀,根据不同的使用环境(重油环境和柴油环境),设定不同的残杂排放时间,或根据压差控制器反馈的过滤网堵塞等异常状况,定时或自动通过自动放残阀(5)将沉积的固体杂质排出。燃油进、出口端(B、C)设有压差控制器,显示和控制过滤油进、出口的压力变化,在设备正常工作情况下燃油的过滤和反冲洗是连续进行的,因此燃油进出口的压力差值ΔP是恒定的,不需要过多的维护和检查。如果发生堵塞或其他异常状况,燃油进出口的压力差值ΔP会变动即幅度增大,当超过一定范围(0.02Mpa)时,压差控制器开关启动,提供报警信号给主机控制系统,压差继电器随之动作控制自动放残阀(5)即时排放杂质。放残控制器根据过滤油进、出口的压力变化,控制主机的运行,监控过滤器运行堵塞等异常状况,自动通过放残阀(5)将沉积的固体杂质排出过滤器体外;
本实用新型工作过程如下所述:
如图7~12所示,本实用新型采用八棱式结构,特制圆盘式过滤网片I、II(16A、20A)复合而成的反冲洗滤芯(I),通过滤冲控制器(II),在过滤燃油的同时,进行全自动反冲清洗过滤网,然后通过放残控制器(III),自动定时或根据压差启动将杂质排出。工作时,蒸汽由蒸汽进出口(A)进入蒸汽室(12)循环,对从燃油进口(B)进入过滤器壳体(IV)中的燃油进行加热;未过滤污油从分配轴(10)外下端流入下过滤腔I(10k)进入过滤网芯I(16)内部,经过滤后的净油大部分经燃油出口(C)进入发动机,另有约15%的一小部分净油进行反冲洗过滤网芯I(16),后经下导流孔(10m)进入下中心孔(10e),然后从出油孔(10j)处进入分配轴(10)外的上过滤腔II(10l),从过滤网芯II(20)的外部对反冲洗的污油进行二次过滤,污油过滤后从过滤网芯II(20)内部进入到分配轴外的导流孔(10p),再通过分配轴顶部中心孔流入分配轴外的出油腔(10q),经出油口(D)流入回油室中进入循环过滤。原油在下过滤腔I中过滤完成后除了以上两部分,还有一小部分净油经出油口(10i)处进入分配轴的上中心孔(10d),然后经下导流孔(10n)流出对上过滤腔II的过滤网芯II(20)进行反冲洗,附着在过滤网上的固体颗粒等杂质在过滤腔II中沉积,最后从排污口(E)被排出。
过滤器整个工作过程由两个状态组成:状态一为下过滤腔I和上过滤腔II过滤,下过滤腔I反冲;状态二为下过滤腔I和上过滤腔II过滤,上过滤腔II反冲:
状态一:下过滤腔I和上过滤腔II过滤,下过滤腔I反冲:
下过滤腔I中的过滤网芯I(16)过滤工作原理过程如图7、8所示:
(1)未经过滤的燃油从燃油进口(A)进入粗滤网(11),从粗滤网(11)进入流向套(8)的内侧位于分配轴(10)和过滤网芯I(16)之间。
(2)如图8所示,由于分配轴(10)的下中心孔(10e)通过导流块(10a)上的下导流槽(10c)和下导流孔(10m)与过滤组件I(16B)的一个燃油出口(16h)连通,油液由内向外被分配并允许通过过滤组件I(16B)中8个独立过滤腔(16g)中的另外7个(第8个腔将被反冲洗),固体杂质将会在这7个过滤腔(16g)的内侧聚集。
(3)过滤后的油进入过滤网芯I(16)外的下过滤腔I,之后通过燃油出口(C),供应主机。
同时,下过滤腔I中的过滤网芯I(16)的反冲洗工作原理过程如图8所示:
(1)当污油过滤发生在过滤组件I(16B)中8个独立过滤腔(16g)中的7个腔中时,在下过滤腔I中过滤后的油约15%部分被用于进行反冲,油液由外向内被分配并允许通过过滤组件I(16B)中8个独立过滤腔(16g)中的第8个腔,杂质在第8个腔中被反冲洗掉。
(2)反冲洗的油和已过滤的杂质通过分配轴(10)中的下中心孔(10e)、出油口(10j)流向上过滤腔II。
上过滤腔II中的过滤网芯II(20)中的过滤工作原理过程,如图9所示:
(1)由于分配轴(10)的导流块(10a)与过滤组件II(20B)的二个燃油出口(20h)封闭,在过滤网芯II(20)中过滤的带有杂质的反冲油从外向里进入过滤组件II(20B)中八个独立过滤腔(20g)中的六个腔,在过滤网芯II(20)的外面将杂质阻隔;
(2)反冲洗的油在过滤后进入分配轴(10)的顶端导流孔(10p),然后经过中心孔(10f)流到出油腔(10q),然后再通过反冲洗油出油口(D),流往混油筒,或通往供应泵一端;
(3)在这个过程中,过滤网芯II(20)中没有发生反冲洗的动作。
状态二:下过滤腔I和上过滤腔II过滤,上过滤腔II反冲:状态二发生在分配轴(10)转动十六分之一转时:
下过滤腔I中的过滤网芯I(16)过滤工作原理过程,如图10、图11所示:
(1)由于分配轴(10)的导流块(10a)与过滤组件I(16B)的二个燃油出口(16h)封闭,油液由内向外被分配并允许通过过滤组件I(16B)中8个独立过滤腔(16g)中的6个,因此燃油过滤只在过滤组件I(16B)的八个过滤腔(16g)中的六个中进行。
(2)在过滤网芯I(16)中没有反冲洗的动作发生。
上过滤腔II中的过滤网芯II(20)过滤工作原理过程,如图12所示:
(1)由于分配轴(10)的导流块(10a)与过滤网芯II(20)的过滤组件II(20B)的一个燃油出口(20h)封闭,反冲洗油从外向里通过过滤组件II(20B)中八个过滤腔(20g)中的七个腔,杂质在过滤组件II(20B)的外部被阻隔聚集;
(2)过滤后的油通过分配轴(10)顶端上的导流孔(10p),经过中心孔(10f)流到出油腔(10q),然后再通过反冲洗油出油口(D),流往混油筒,或通往供应泵一端;
过滤网芯II(20)中的反冲洗,如图12所示:
(1)部分在下过滤腔I中过滤后的净油,通过进油口(10i)进入分配轴(10)中的上中心孔(10d),流入上过滤腔II(101),通过导流块(10a)上的上导流槽(10b)和上导流孔(10n),从分配轴内部向外进入过滤组件II(20B)的一个燃油出口(20h),即这部分油从里向外对该腔(过滤组件II(20B)八个过滤腔(20g)中的一个腔)进行反冲洗,在这个过程中,在状态一中阻隔附着在过滤腔II外部的杂质被反冲洗掉;
(2)燃油中含有的固体颗粒杂质和凝聚而成的杂质在上过滤腔II外底部积聚沉淀,之后通过放残阀(5)的放残操作,定期从系统中被排出。
状态二完成之后,液压马达(1)驱动分配轴(10)回到状态一,循环往复,实现本实用新型的连续工作、持续过滤和自动反冲洗。
Claims (3)
1、一种全自动反冲洗燃油过滤器,包括反冲洗滤芯(I)、滤冲控制器(II)、放残控制器(III)和过滤器壳体(IV),其特征在于:过滤器壳体(IV)由八棱形筒体(9)、筒盖(4)和连接盖(2)通过螺栓连接而成,筒体(9)底部一侧设有燃油进口(B),筒体(9)中部一侧设有燃油出口(C),筒盖(4)顶部一侧设有反冲洗油出油口(D),筒盖(4)另一侧下部设有放残口(E);反冲洗滤芯(I)包括流向套(8)、固定架(19)、过滤网芯I(16)和过滤网芯II(20),流向套(8)外设有固定架(19),固定架(19)上、下分别设有由过滤网片I(16A)组合而成的过滤网芯I(16)和由过滤网片II(20A)组合而成的过滤网芯II(20),过滤网芯I(16)和过滤网芯II(20)两端分别设有上、下固定架I(15、17)和上、下固定架II(6、21),上、下固定架II(6、21)和上、下固定架I(15、17)通过紧固螺栓(7)把过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)连接成圆筒形整体,固定架(19)与上固定架I(17)之间设有弹簧组件(18);反冲洗滤芯(I)与过滤器壳体(IV)之间通过固定架(19)、上固定架II(21)、下固定架I(15)与筒体(9)和筒盖(4)定位连接;滤冲控制器(II)包括分配轴(10)、液压马达(1)和连接轴(3),分配轴(10)与液压马达(1)通过连接轴(3)连接,分配轴(10)与流向套(8)通过轴承连接。
2、如权利要求1所述的全自动反冲洗燃油过滤器,其特征在于:所述的过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)为中空圆盘形,圆盘内设有不同过滤精度的不锈钢过滤网(16a、20a),其内壁一端面为均匀分布的8块凹凸相间槽形(16b、20b),另一端面为平面(16c、20c),外壁上与内壁的平面端相同端面为均匀分布的8~16块凹凸相间槽形(16d、20d),另一端面为平面(16e、20e),过滤网片I(16A)和过滤网片II(20A)上内壁和外壁之间设有均布的8条等高的支架(16f、20f)将过滤网片I、II(16A、20A)分为八个等分的扇面构成八个独立的过滤腔室(16g、20g),两片相同的过滤网片I、II(16A、20A)按照内壁凹凸槽(16b、20b)对应端或外壁凹凸槽(16d、20d)对应端组合成不同的过滤组件II(20B)或过滤组件I(16B),过滤组件II(20B)内壁设有8~16个燃油出口(20h),过滤组件I(16B)外壁设有8~16个燃油出口(16h)。
3、如权利要求1所述的全自动反冲洗燃油过滤器,其特征在于:所述的分配轴(10)上设有偏心导流块(10a),导流块(10a)上设有上、下导流槽(10b、10c),分配轴(10)内设有上中心孔(10d)和下中心孔(10e)和顶端中心孔(10f),上中心孔(10d)上端和下中心孔(10e)下端分别设有上、下油塞(10g、10h),上中心孔(10g)的下端设有进油口(10i)与分配轴(10)外下端过滤腔I(10k)的净油连通,下中心孔(10e)的上端设有出油口(10j)与分配轴(10)外上端过滤腔II(101)连通,分配轴(10)下部设有下导流孔(10m),偏心导流块(10a)的下导流槽(10c)与下中心孔(10e)通过下导流孔(10m)连通,分配轴(10)上部设有上导流孔(10n),偏心导流块(10a)的上导流槽(10b)与上中心孔(10d)通过上导流孔(10n)连通,分配轴(10)顶端设有导流孔(10p),连通顶端中心孔(10f)与过滤腔II(101)内部的净油室,顶端中心孔(10f)连通出油腔(10q)。
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