CN212954419U - 双分离状态水处理器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的双分离状态水处理器,以双室重力分离法利用油水全自动无动力自流分离为基础,设置低位排水阀,通过排水降低集油室内的水位,开放气体排放通道,避免水位波动时排油带水的情况,建立第二工作状态,增加次分离法,如产生气体气浮法、引起水位波动的机械离心分离法等,达到一机多法的分离效果,提高分离率;控制降低水位到混合液入口,释放浮积在进水管的油液进入集油室;利用高位缓冲池的水,设置细流排尽油促流孔或虹吸管,促进无外来混合水流入时的分离排油;设置可调位排尽油装置、除垢装置,完善自动恢复设备性能的操作;设置隔集油室壳体对浮油加热的高效加热装置,使它成为一台较为完善的:高效的、全自动的、低能耗的、带自复的、全天候的双分离状态水处理器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双分离状态水处理器,具体是以双室重力法自动分离为基本工作状态,结合自动控制系统,建立复合其他分离法的第二工作状态,特别是含有气体生产的分离方法,以提高分离率,同时控制双分离状态水处理器实现自动恢复设备性能的操作及其他功能。
属于环保或水、油、微固体混合液体分离技术领域。
背景技术
相对完美的水处理器应该有如下要求:1、基本功能好:高效率及高分离率,体现技术先进性;2、具备必要的、良好的配套功能:如加热、过滤、排渣、助排油等,保证较宽的环境及温度适应范围;3、设有达到或接近初始状态的自动恢复设备性能的操作:清洗前排尽残油、滤网清洗与反冲、箱底排污及冲洗、箱体除油垢等功能,保证基本功能指标的长期稳定实现;4、尽可能的实现自动控制,减少或避免人工操作,以免设备因劳动强度过大工人不愿意操作而废弃;5、能耗小,较低的运营成本;6、适当的故障提醒功能;7、损耗件少,故障率低,便于维修。要达到良好的基本功能,很多水处理器采用了复合法,如重力法复合气浮法、离心法、过滤法、微滤法、多重隔板等多种方法,如最常用的三级隔油池,复合了重力法及气浮法。但是现有技术存在许多问题,主要是不全面,实际操作存在明显缺陷,突出的是以下几点:1、刮板除油:如三级隔油池,分离效果不好,含水率高,能量消耗也大,机构容易生锈且不耐用;2、加热方式:现有水处理器的对油液加热的实现,大多数是通过先加热水体,然后再传递给真正需要加热的油或上浮物质,这样能耗大,加热效果不好;3、排油系统不科学,经常会堵塞,残留油液污染排放;4、没有完备的自动恢复设备性能的操作程序:如滤网冲洗、箱底冲洗、箱壁清垢等,都要定时由人工操作,这些操作不仅工作量大,并且环境差,很臭,往往工人不愿意操作,导致设备功能丧失,不能正常工作,甚至废弃。目前运用较多的水处理器有以下几例:1、类似专利CN201520547798.1的结构,它解决了过滤、自动控制等问题,但没有做好在排尽残留的油液后进行自动恢复设备性能的清洗操作;2、日本专利JP2011194294A是一种双室全自溢流的排水排油的水处理器,排油的位置比排水口位置高,它的分离油液含水量较低,特别是用了负压吸入混合液体,有效的防止了进水管存油的问题,它用了节能的多级档板的形式来提高分离率,但也有不足:1)、整机采用排水出口末端真空抽吸,包括储油箱在内的容器整体全流程真空促流动,这种形式会因水质、水量、抽吸泵转速、主分离器内部液体、气体流程阻力差等等的变化,容易造成排水口浪涌现象,以至于分离不清;2)、粗分离部分与排油、排水出口连通,依靠调节阀调节压力差,这是较难保持压力恒定的;3)、容易把气吸入主分离部分,造成气涌带水排油;4)、它采用了较大溢油口,不容易实施残留油液排尽而进行自动恢复设备性能的操作;5)、能耗较大,密封性能要求高;3、美国专利US5840198A是重力法复合了多级螺旋锥形挡板、离心法的广口全自动排水排油的双分离水处理器,它主要问题是不便于给油液加热,其次是采用了较大溢油口,不容易实施残留油液排尽而进行自动恢复设备性能的操作,长期满载液体及残留油液过多,会造成水、油变质;4、日本专利JP2015039693A是一款实用的水处理器,特别是设置了油水溢流口的调节功能,但以水泵压力保持溢流压力显然不太可靠,其配套功能也不完美;5、日本专利JP2003164705A是一款很好的双分离水处理器,它小口自溢排油,还复合了电解气浮法,优点突出在还可以降低水中的BOD值和COD值,锥形底便于排泥,达到自修复功能,但问题是电解气浮的气也从溢油口排出,当气量大时,会造成气涌而带出水,造成分离不清,另外进水口存留油液问题没提出解决办法;6、专利WO03000377A1仅描述了水处理器原理;7、中国专利CN209759137U提出了五位一体新型多分离水处理器,包括液液旋流器、迷宫式折流板、重力分离腔、聚结滤芯、分离滤芯五种分离部件,通过管系连接成一个系统,效果当然好,但效率、成本、自复性较差;8、中国专利CN2019108675949及CN201921523944.1公开了一种油水分离器,它在集油室与集水室分室的连通器双室重力分离法基础上,缩小排油管截面积,建立较大集油层高度,形成较大的油与水的排放位置高差,实现油水全自动无动力自流分离,这种方法有几大好处:1)便于实现全自动的自流式重力法分离过程,降低能耗;2)便于实施某时段连续工作方式,混合液来多多分,来少少分;3)可提高分离度,减少排油含水量;4)排放平衡时,残留油液较少,便于定期实施排尽油液后恢复设备功能的操作,避免长期存留废水;5)便于实施助力排油;6)有效防止入水时的浪涌所造成的分离不清现象;7)同时实施宽围堰排水口,减少注入混合液时的浪涌所造成的水位波动;8)容易实现隔机壳对油液加热,加热效果好。但不足的是:较难复合带有气体产生或带有引起水位波动的分离法,因水位波动过大会造成在排油管排水的分离不清的现象,降低分离度。
发明内容
本实用新型所要解决的问题是克服现有技术的不足,提出了较全面的解决方案:在专利CN2019108675949及CN201921523944.1的技术基础上:1、设置低位排水阀,通过排水降低集油室内的水位,开放气体排放通道,避免水位波动时排油带水的情况,建立第二工作状态,增加次分离法,如产生气体气浮法、引起水位波动的机械离心分离法等,达到一机多法的分离效果,提高分离率;2、控制降低水位到混合液入口,释放浮积在进水管的油液进入集油室;3、利用高位缓冲池的水,设置细流排尽油促流孔或虹吸管,促进无外来混合水流入时的分离排油;4、设置可调位排尽油装置,完善自动恢复设备性能的操作;5、设置除垢装置,提高自动恢复设备性能的程度;6、设置隔集油室壳体对浮油加热的高效加热装置,以上技术的分别运用,构成了本实用新型主要特征:包括低位排水阀、至少一种带驱动分离机构的次分离法装置及控制系统,所述的低位排水阀的开口区域H7设置在集水室区域,最低排水位置低于排油管下端,所述的次分离法装置的驱动分离机构安装在集油室内,位置低于最低排水位置,所述的次分离法装置与低位排水阀的工作状态受控制系统控制。
附图说明
图1是实施方案一的结构及排油工作状态示意图;
图2是实施方案一的结构及低水位排水工作状态示意图;
图3是实施方案一的低位排水阀另位安装结构示意图;
图4是实施方案二的结构示意图;
图5是实施方案三的结构示意图;
图6是实施方案四的结构示意图;
图7是实施方案五的结构示意图;
图8是实施方案六的结构示意图;
图9是实施方案七的结构示意图;
图10是实施方案八的结构示意图。
图中标号与文中名称对应关系是:
双分离状态水处理器(1)、集油室(2)、集水室(3)、排油管(4)、理论最低临界排油位置(5)、排油管下端(6)、集油室上端(7)、集油室下端(8)、混合液入口(9)、进水管(10)、实际排油口(13)、最低临界排水位置的排水管下端(14)、排水管(15)、集油室油层下线(16)、集油层(17)、连通器(20)、最低分隔位置(21)、油液(22)、气体(23)、净水(24)、混合液(25)、排尽油堰(37)、电热膜(38)、除垢装置(40)、加热装置(41)、集油室壳体(42)、气泡发生器(43)、集油室内壁(44)、刮垢板(45)、传动装置(46)、轴承(47)、积垢(48)、控制电路(49)、外部供水系统(50)、供水泵(51)、气浮法分离装置(60)、机械离心分离装置(61)、次分离法装置(62)、旋转叶轮(64)、微固体(65)、排尽油装置(66)、控制系统(69)、高位缓冲池(71)、细流装置(72)、最低排水位置(75)、驱动分离机构(78)、高位水堰(79)、低位排水阀(82)、理论最低临界排油位置(5)到集油室油层下线(16)高差H1、理论最低临界排油位置(5)与最低临界排水位置的排水管下端(14)高差H3、低位排水阀(82)的开口区域H7、集油室(2)的平均水平截面面积S2、排油管(4)的内径平均水平截面面积S3、集水室(3)在H9区间的平均截面积S6、ρ1是净水(24)的密度、ρ2是油液(22)的密度。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述:
实施方案一的双分离状态水处理器(1)(如图1、2、3所示),它由集油室(2)、与集油室(2)的集油室下端(8)连通并一起构成连通器(20)的集水室(3)、与集油室(2)连通的进水管(10)、与进水管(10)另一端连接的外部供水系统(50)、与集油室(2)连通的排油管(4)、与集水室(3)连通的排水管(15)所组成,所述的集油室(2)包括集油室上端(7)及混合液入口(9),所述的排水管(15)包括最低临界排水位置的排水管下端(14),并且集油室上端(7)设置位于最低临界排水位置的排水管下端(14)的下方,所述的排油管(4)包括排油管下端(6)、实际排油口(13)及理论最低临界排油位置(5),所述的排油管下端(6)连通集油室上端(7),所述的排油管(4)的内径平均水平截面面积S3小于集油室(2)的平均水平截面面积S2,其特征在于:包括低位排水阀(82)、至少一种带驱动分离机构(78)的次分离法装置(62)及控制系统(69),所述的低位排水阀(82)的开口区域H7设置在集水室(3)区域,最低排水位置(75)低于排油管下端(6),所述的次分离法装置(62)的驱动分离机构(78)安装在集油室(2)内,位置低于最低排水位置(75),所述的次分离法装置(62)与低位排水阀(82)的工作状态受控制系统(69)控制。
本方案的双分离状态水处理器(1),它有二个工作状态,第一工作状态是排油状态(如图1所示):此时低位排水阀(82)关闭,次分离法装置(62)也停止工作,不产生气体(23),混合液(25)从进水管(10)进入集油室(2),按重力自然沉浮,净水(24)下沉,经连通器(20)下最低分隔位置(21)进入集水室(3),再从最低临界排水位置的排水管下端(14)排出,油液(22)上浮进入排油管(4),并建立达到理论最低临界排油位置(5)到集油室油层下线(16)高差H1的油层,油液(22)从理论最低临界排油位置(5)附近的实际排油口(13)溢出;第二个工作状态是增加次分离法的工作状态(如图2所示):此时低位排水阀(82)打开,净水(24)从低位排水阀(82)的最低排水位置(75)排出,促使集油室(2)内液面下降,当液面低于较小截面S3的排油管下端(6)时,次分离法装置(62)开始工作,油液(22)上浮到截面积较大的集油室(2)表层,并形成集油层(17),不排出,次分离法装置(62)所产生气体(23),在较宽域的集油层(17)表面自由逸出,气体(23)从排油管(4)排出而不带出油液(22),上浮的气体(23)带着微固体(65)一起上浮;建立第二工作状态的目的是:因为在排油工作状态,集油室(2)上方的排油管(4)内充盈着油液(22)或混合液(25),如果在排油状态增加次分离法装置(62)工作,所产生的气体(23)也汇集到排油管(4)下,将从排油管(4)排放,因排油管(4)的内径平均水平截面面积S3较小,且因油液(22)粘度较大,油层厚,上浮的气体(23)不易从油液(22)表面逸出,当集油室(2)有较多的气体(23)聚积时,气体(23)浮力增大,会在实际排油口(13)克服油液(22)粘性瞬间,带着油液(22)通过排油管(4)喷涌排出,甚至会带出混合液(25),造成分离不清,另外,次分离法装置(62)工作时的机械运动也会造成实际排油口(13)液面波动,所以在投入次分离法装置(62)工作前,为避免次分离法装置(62)所产生气体(23)的或机械运动造成在实际排油口(13)液面波动过大,以致分离不清,要开启低位排水阀(82),释放出排油管(4)通道,让气体(23)可能通过排油管(4)排出而不会带出液体;在下一循环来时,再次进入第一工作状态,低位排水阀(82)关闭,次分离法装置(62)停止工作,混合液(25)从进水管(10)进入集油室(2),集油室(2)内液面升高,油液(22)浮入排油管(4)内并建立了较大油层厚度H1,进而从实际排油口(13)溢出;次分离法装置(62)与低位排水阀(82)受控制系统(69)控制,控制在次分离法装置(62)工作时,低位排水阀(82)打开,降低水位,当需要排油时,关闭低位排水阀(82),混合液(25)注入时抬高水位,以至于达到油液(22)溢出,这样次分离法装置(62)工作状态与排油工作状态二种状态交替循环,二种交替循环的状态,可由控制系统(69)控制按时间关系或条件关系进行变换;必要时控制系统(69)还可以控制外部供水系统(50)如供水泵(51)的启动与停止;在第二个工作状态时,开口H7的最低排水位置(75)低于排油管下端(6)安装(如图3所示),但低位排水阀(82)安装所在的集水室(3)、连通器(20)、连通至连通器(20)最低分隔位置(21)的位置,可以与第一工作状态时的同功能的结构位置不同。
实施方案二的双分离状态水处理器(1)(如图4所示),它是在实施方案一的基础上改进得来,其特征在于:所述的低位排水阀(82)的最低排水位置(75)低于混合液入口(9)。
本方案进一步将所述的最低排水位置(75)设置在低于混合液入口(9)处,这样,第二个工作状态时,不仅释放出排油管(4)通道,更进一步释放出进水管(10)作为可排放气体(23)的通道,另外,还能将浮积在进水管(10)内的油液(22)释放进入集油室(2)。
实施方案三的双分离状态水处理器(1)(如图5所示),它是在实施方案一的基础上改进得来,其特征在于:所述的次分离法装置(62)是一种包括有驱动分离机构(78)气泡发生器(43),并在分离过程中有气体产生的气浮法分离装置(60)。
本方案的第一工作状态是排油状态:此时低位排水阀(82)关闭,次分离法装置(62)也停止工作,不产生气体(23),混合液(25)从进水管(10)进入集油室(2),按重力自然沉浮,净水(24)下沉,经连通器(20)下最低分隔位置(21)进入集水室(3),再从最低临界排水位置的排水管下端(14)排出,油液(22)上浮并进入排油管(4),从理论最低临界排油位置(5)附近的实际排油口(13)溢出;第二个工作状态是增加次分离法的工作状态:此时低位排水阀(82)打开,净水(24)从低位排水阀(82)的最低排水位置(75)排出,促使集油室(2)内液面下降,当液面低于排油管下端(6)时,气浮法分离装置(60)可以开始工作,由气泡发生器(43)产生的气体(23)细泡带着油液(22)及微固体(65)上浮到集油层(17),待排,气浮法分离装置(60)产生的气体(23)细泡逸出后可从排油管(4)自由排出而不带出油液(22)。
实施方案四的双分离状态水处理器(1)(如图6所示),它是在实施方案三的基础上改进得来,其特征在于:所述的次分离法装置(62)增加包括有驱动分离机构(78)旋转叶轮(64)的机械离心分离装置(61)。
本方案的第一工作状态是排油状态:此时低位排水阀(82)关闭,机械离心分离装置(61)也停止工作,在集油室(2)内的混合液(25)并不旋转,混合液(25)从进水管(10)进入集油室(2),按重力自然沉浮,净水(24)下沉,经连通器(20)下最低分隔位置(21)进入集水室(3),再从最低临界排水位置的排水管下端(14)排出,油液(22)上浮并进入排油管(4),从理论最低临界排油位置(5)附近的实际排油口(13)溢出;第二个工作状态是增加次分离法的工作状态:此时低位排水阀(82)打开,净水(24)从低位排水阀(82)的最低排水位置(75)排出,促使集油室(2)内液面下降,当液面低于排油管下端(6)时,机械离心分离装置(61)可以开始工作,旋转叶轮(64)带动油液(22)及微固体(65)旋转,并促使它们分离上浮到集油层(17),待排。
实施方案五的双分离状态水处理器(1)(如图7所示),它是在实施方案一至四的任何一个方案的基础上改进得来,其特征在于:包括一个高位缓冲池(71),所述的高位缓冲池(71)设置有水位高于排水管下端(14)的高位水堰(79)及开孔位于排水管下端(14)至高位水堰(79)H8间的连通高位缓冲池(71)到进水管(10)的细流装置(72)。
本方案在方案一至四的方案基础上增加了一个高位缓冲池(71),高位缓冲池(71)内有一个高位水堰(79),高位水堰(79)的水平位置高于排水管下端(14),大量从外部供水系统(50)来的混合液(25)进入高位缓冲池(71)后,溢过高位水堰(79)流入进水管(10);高位水堰(79)的水平位置与排水管下端(14)的高差为H8,在H8区间设置有连通高位缓冲池(71)到进水管(10)的细流装置(72),当外部供水系统(50)无供水或供水较少时,进入或滞留在高位缓冲池(71)H8区间的混合液(25)就会通过细流装置(72)有流量控制的慢慢流入进水管(10),细流装置(72)可以是直通管、虹吸管或其他的连通管形式;引入细流装置(72)的目的是:打破无混合液(25)进入双分离状态水处理器(1)时的排水与排油的平衡状态,保持在较长时间内有混合液(25)进入集油室(2),让浮积在集油室(2)内,位置低于系统平衡状态H1的积存油液(22)慢慢从排油管(4)的实际排油口(13)流出。
实施方案六的双分离状态水处理器(1)(如图8所示),它是在实施方案五的基础上改进得来,其特征在于:包括一个排尽油装置(66),排尽油装置(66)设置在排油管(4)上,是一个可开、可闭的临时降低排油口到排尽油堰(37)高度的机构,排尽油堰(37)低于实际排油口(13)、高于排尽油平衡时下降的液面高度H9。
本方案在方案五的基础上增加了一个排尽油装置(66),排尽油装置(66)是在排油管(4)上增加一个可开、可闭的临时降低排油口到排尽油堰(37)高度的机构,因为,当在第一工作状态平衡时,排油管(4)及集油室(2)内仍然浮积有H3--H1高度的油液(22),如果需要排尽油液(22),即打开排尽油装置(66),油液(22)从排尽油堰(37)自动流出,同时集水室(3)液面也下降,由于降低的平衡高度H9与排油管(4)的内径平均水平截面面积S3、集水室(3)在H9区间的平均截面积S6的结构参数相关:S3*H1*ρ2=S6*H9*ρ1(式中ρ1是净水(24)的密度、ρ2是油液(22)的密度),所以排尽油堰(37)设置在低于实际排油口(13),高于排尽油后平衡时,液面下降高度H9区间;排尽油装置(66)可以是低位通孔、闸门、管围或其他机构,如果不过于计较是否排尽油液(22)或少量过排混合液(25),可在排水管下端(14)高度附近设置排尽油装置(66)即可;排尽油装置(66)的应用目的是,当需要清洗双分离状态水处理器(1),并且油与水处于排放平衡时,在排油管(4)内还残留油液(22),如果直接清洗排放也造成污染,所以设置排尽油装置(66),排尽残留的油液(22),再进行双分离状态水处理器(1)的排空清洗;排尽油装置(66)的工作状态可以受人工控制,也可以受控制系统(69)控制。
实施方案七的双分离状态水处理器(1)(如图9所示),它是在实施方案五的基础上改进得来,其特征在于:包括至少一个除垢装置(40),除垢装置(40)包括贴近集油室内壁(44)的刮垢板(45)、驱动刮垢板(45)的传动装置(46)。
本方案在方案五的基础上增加了至少一个除垢装置(40),除垢装置(40)包括贴近集油室(2)集油室内壁(44)的刮垢板(45)、驱动刮垢板(45)的传动装置(46),刮垢板(45)绕轴承(47)转动,传动装置(46)驱动刮垢板(45),刮除集油室内壁(44)的积垢(48),除垢装置(40)可以受人工控制,也可以受控制系统(69)控制。
实施方案八的双分离状态水处理器(1)(如图10所示),它是在实施方案五的基础上改进得来,其特征在于:包括加热装置(41),所述的加热装置(41)包括电热膜(38)及控制电热膜(38)加电的控制电路(49),电热膜(38)贴近集油室壳体(42)外侧安装。
本方案在方案五的基础上增加了加热装置(41),加热装置(41)以电热膜(38)为首选加热材料,它可以按油液(22)上浮所接触的集油室内壁(44)的集油室壳体(42)外侧,贴近集油室外壁(42)外表面安装,让电热膜(38)热量仅隔集油室壳体(42)对油液(22)加热,提高了加热效率,电热膜(38)加电受控制电路(49)及控制系统(69)控制。
以上方案再加上按已知技术:利用高位缓冲池进行过滤除渣、反向冲洗、并利用高位缓冲池的水进行集油室冲洗,增加排油管清洗及助力排油,完备本双分离状态水处理器(1)的功能,它是一台较为完善的:高效的、全自动的、低能耗的、带自复的、全天候的双分离状态水处理器(1)。
Claims (8)
1.一种双分离状态水处理器(1),它由集油室(2)、与集油室(2)的集油室下端(8)连通并一起构成连通器(20)的集水室(3)、与集油室(2)连通的进水管(10)、与进水管(10)另一端连接的外部供水系统(50)、与集油室(2)连通的排油管(4)、与集水室(3)连通的排水管(15)所组成,所述的集油室(2)包括集油室上端(7)及混合液入口(9),所述的排水管(15)包括最低临界排水位置的排水管下端(14),并且集油室上端(7)设置位于最低临界排水位置的排水管下端(14)的下方,所述的排油管(4)包括排油管下端(6)、实际排油口(13)及理论最低临界排油位置(5),所述的排油管下端(6)连通集油室上端(7),所述的排油管(4)的内径平均水平截面面积S3小于集油室(2)的平均水平截面面积S2,其特征在于:包括低位排水阀(82)、至少一种带驱动分离机构(78)的次分离法装置(62)及控制系统(69),所述的低位排水阀(82)的开口区域H7设置在集水室(3)区域,最低排水位置(75)低于排油管下端(6),所述的次分离法装置(62)的驱动分离机构(78)安装在集油室(2)内,位置低于最低排水位置(75),所述的次分离法装置(62)与低位排水阀(82)的工作状态受控制系统(69)控制。
2.根据权利要求1所述的双分离状态水处理器(1),其特征在于:所述的低位排水阀(82)的最低排水位置(75)低于混合液入口(9)。
3.根据权利要求1所述的双分离状态水处理器(1),其特征在于:所述的次分离法装置(62)是一种包括有驱动分离机构(78)气泡发生器(43),并在分离过程中有气体产生的气浮法分离装置(60)。
4.根据权利要求3所述的双分离状态水处理器(1),其特征在于:所述的次分离法装置(62)增加包括有驱动分离机构(78)旋转叶轮(64)的机械离心分离装置(61)。
5.根据权利要求1至4任何一项所述的双分离状态水处理器(1),其特征在于:包括一个高位缓冲池(71),所述的高位缓冲池(71)设置有水位高于排水管下端(14)的高位水堰(79)及开孔位于排水管下端(14)至高位水堰(79)H8间的连通高位缓冲池(71)到进水管(10)的细流装置(72)。
6.根据权利要求5所述的双分离状态水处理器(1),其特征在于:包括一个排尽油装置(66),排尽油装置(66)设置在排油管(4)上,是一个可开、可闭的临时降低排油口到排尽油堰(37)高度的机构,排尽油堰(37)低于实际排油口(13)、高于排尽油平衡时下降的液面高度H9。
7.根据权利要求5所述的双分离状态水处理器(1),其特征在于:包括至少一个除垢装置(40),除垢装置(40)包括贴近集油室内壁(44)的刮垢板(45)、驱动刮垢板(45)的传动装置(46)。
8.根据权利要求5所述的双分离状态水处理器(1),其特征在于:包括加热装置(41),所述的加热装置(41)包括电热膜(38)及控制电热膜(38)加电的控制电路(49),电热膜(38)贴近集油室壳体(42)外侧安装。
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