一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法及装置 |
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| 申请号 | CN202311394162.3 | 申请日 | 2023-10-25 | 公开(公告)号 | CN117259040A | 公开(公告)日 | 2023-12-22 |
| 申请人 | 江西理工大学; | 发明人 | 鄂殿玉; 崔佳鑫; 胡宏伟; 曹生福; 赵斌; 肖逸飞; 张雨浩; 邹瑞萍; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于 水 力 旋流器 的水沙分离分级方法及装置，涉及水沙分离分级领域，包括以下步骤：步骤一、水沙二次分离，第一水力旋流器对进入的水沙进行一次分离后，分离出的轻组分物料进入第二水力旋流器进行二次分离；步骤二、弯管替换，驱动组件和移动组件带动卡接组件收回弯管壁体中，替换组件的驱动源工作对连接的两个弯管进行替换工作，然后重新进行安装；步骤三、堵塞弯管的疏通，通过工具将被替换的弯管从替换组件中的安装件上拆卸，对内部进行清理疏通。本 申请 实现对水沙进行二次分离，并且在分离结束后，对弯管进行拆卸更换，避免长时间输送下，弯管内部出现磨损导致物 料堆 积的现象，进而确保每次水沙分离时的输送效果。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于水力旋流器的水沙分离分级装置，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)的底端四个拐角出均焊接有支撑腿(101)，所述第一水力旋流器(2)设置在壳体(1)的内侧顶部，所述第二水力旋流器(3)设置在壳体(1)内另一侧的底部，所述第一水力旋流器(2)和第二水力旋流器(3)底部的沉砂口正下方均设有收集箱(102)，两个所述收集箱(102)相对的一面底部均连通有排料管(1021)，所述壳体(1)内部位于第一水力旋流器(2)的一侧设有集料箱(103)，所述集料箱(103)的底部固定有安装板(1033)，所述安装板(1033)的外壁均与壳体(1)的内壁固定连接，所述集料箱(103)的底部一侧连通有出料管(1031)，所述出料管(1031)的底端与弯管(104)相连接，所述弯管(104)的另一端连接有连接管(105)，所述连接管(105)与第二水力旋流器(3)的进矿管法兰连接，所述弯管(104)并排设有两个，两个所述弯管(104)通过替换组件(5)相连接，且两个所述弯管(104)的两端壁体内均设有卡接组件(4)，所述出料管(1031)和连接管(105)与弯管(104)相接触的端部均开设有卡接槽(107)； |
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| 说明书全文 | 一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法及装置技术领域[0001] 本发明主要涉及水沙分离分级的技术领域，具体为一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法及装置。 背景技术[0002] 水力旋流器是一种应用非常广泛的液体非均相混和物的分离设备，混合物中密度大的组分在旋流场的作用下同时沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达旋流管锥体段沿器壁向下运动，并由旋流管的底流口排出，这样就形成了外旋涡流场。 [0003] 现有技术中描述的基于水力旋流器的水沙分离分级方法及装置，包括如下步骤：S1、确定一级的旋流器本体的目标产物粒度，确定二级的旋流器本体的目标产物粒度；一种基于水力旋流器的水沙分离分级装置，包括底座，所述底座的表面两侧均设有收集斗。 [0004] 上述技术虽然可以根据需求对沉沙口的大小进行调节，并且能够防止堵塞提高工作效率，但是在分离出的轻组分物料从排料筒进入导料管时，在长时间输送下，物料的冲击容易对弯管内壁造成磨损，导致出现物料堆积降低输送效果的现象。 发明内容[0005] 基于此，本发明的目的是提供一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法及装置，以解决上述背景技术中提出的技术问题。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0007] 一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法，包括以下步骤： [0008] 步骤一、水沙二次分离，第一水力旋流器对进入的水沙进行一次分离后，分离出的轻组分物料进入第二水力旋流器进行二次分离； [0009] 步骤二、弯管替换，驱动组件和移动组件带动卡接组件收回弯管壁体中，替换组件的驱动源工作对连接的两个弯管进行替换工作，然后重新进行安装； [0010] 步骤三、堵塞弯管的疏通，通过工具将被替换的弯管从替换组件中的安装件上拆卸，对内部进行清理疏通。 [0011] 根据以上的一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法的技术方案，还将提供一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法的装置，包括壳体，所述壳体的底端四个拐角出均焊接有支撑腿，所述第一水力旋流器设置在壳体的内侧顶部，所述第二水力旋流器设置在壳体内另一侧的底部，所述第一水力旋流器和第二水力旋流器底部的沉砂口正下方均设有收集箱，两个所述收集箱相对的一面底部均连通有排料管，所述壳体内部位于第一水力旋流器的一侧设有集料箱，所述集料箱的底部固定有安装板，所述安装板的外壁均与壳体的内壁固定连接，所述集料箱的底部一侧连通有出料管，所述出料管的底端与弯管相连接，所述弯管的另一端连接有连接管，所述连接管与第二水力旋流器的进矿管法兰连接，所述弯管并排设有两个，两个所述弯管通过替换组件相连接，且两个所述弯管的两端壁体内均设有卡接组件，所述出料管和连接管与弯管相接触的端部均开设有卡接槽； [0012] 所述第一水力旋流器下方设置的收集箱侧壁焊接有固定座，所述固定座内部开设有空腔，所述空腔中设有驱动组件，所述固定座的上表面以及侧面均设有移动组件，所述驱动组件通过传动件与两个移动组件传动连接，两个所述移动组件的执行端均与卡接组件相连接，所述壳体靠近人体的一面安装有密封门，所述密封门位于弯管处。 [0013] 本技术方案具体的，所述第一水力旋流器和第二水力旋流器的外壁均通过支撑架与壳体内壁固定连接，所述第一水力旋流器顶部的溢流管贯穿壳体顶壁延伸至集料箱中，所述集料箱和两个收集箱的内低板均设置为斜面，所述出料管上安装有输送泵，第二水力旋流器顶部的溢流管贯穿壳体侧壁延伸至外部。 [0014] 本技术方案具体的，两个所述弯管靠近连接管的一端上表面均焊接有螺杆，所述替换组件包括两个安装块，两个所述安装块均设在两个弯管外壁上，两个所述安装块中心处均开设有通孔，两个所述螺杆均贯穿通孔，两个所述螺杆顶端均套设有螺母，两个所述安装块之间通过固定的横杆相连接，所述壳体远离密封门的内壁通过螺栓固定电动伸缩缸，所述电动伸缩缸的伸缩端与一个安装块侧壁固定连接。 [0015] 本技术方案具体的，所述卡接组件包括开设在弯管端部的收纳槽，两个所述弯管的两端外壁均开设有与收纳槽想通的移动通槽，每个所述收纳槽中均设有移动环块，每个所述移动环块上表面均设有卡接环板，每个所述卡接环板顶部均穿出收纳槽与卡接槽插接连接，每个所述移动环块的外壁均设有连接杆，每个所述连接杆的端部均穿过移动通槽连接有竖向设置的条形板，每个所述条形板远离弯管的一面均设有铁板，每个所述铁板上均穿设有导向杆，每个所述导向杆一端均与条形板相连接，且每个所述导向杆上均套设有复位弹簧。 [0016] 本技术方案具体的，每个所述移动环块的外壁均与收纳槽的内壁相接处并处于滑动连接，每个所述卡接环板底端均与移动环块固定连接，每个所述连接杆的两端分别与移动环块和条形板固定连接，每个所述导向杆均与条形板固定连接，每个所述复位弹簧的两端分别与铁板和条形板固定连接。 [0017] 本技术方案具体的，每个所述移动组件均包括两对称设置的支撑板，两个所述支撑板之间的中段处安装有转动轴，所述转动轴的中部固定安装有啮合齿轮，所述啮合齿轮靠近弯管的一侧设有移动板，所述移动板位于啮合齿轮处开设有内道齿，所述啮合齿轮与内道齿啮合连接，所述移动板远离内道齿的一面嵌设有电磁铁，两个所述支撑板的内壁外侧均开设有移动槽，所述移动板的两侧顶端和底端均连接有滑块，每个所述滑块远离移动板的端部均插入移动槽中。 [0018] 本技术方案具体的，两个所述支撑板的底端均与固定座焊接连接，所述转动轴的两端均贯穿支撑板并转动连接，所述电磁铁与卡接组件中设置的铁板磁性连接，每个所述滑块一端均与移动板焊接连接，且每个所述滑块另一端均移动槽滑动连接，所述转动轴上位于啮合齿轮的一侧固定有第二传动轮。 [0019] 本技术方案具体的，所述驱动组件包括设置在空腔中的传动轴，所述传动轴上依次安装有两个第一传动轮，两个所述第一传动轮分别通过传动链与两个移动组件中设有的第二传动轮传动连接，所述固定座的侧壁安装有驱动电机，所述传动轴的一端穿出空腔与驱动电机的输出端连接。 [0020] 本技术方案具体的，两个所述第一传动轮均与传动轴固定安装，所述传动轴另一端与空腔内壁转动连接，所述驱动电机通过螺栓安装在固定座上。 [0021] 综上所述，本发明主要具有以下有益效果：本申请可以对水沙进行二次分离，并且在分离结束后，可以对弯管进行拆卸更换，避免长时间输送下，弯管内部出现磨损导致物料堆积的现象，进而确保每次水沙分离时的输送效果； [0022] 待分离的水沙通过进矿管进入第一水力旋流器中进行分离操作，重组分物料通过沉砂口落入下方的收集箱内通过排料管排出，而分离出的轻组分物料通过溢流管进入集料箱内，在出料管内通过输送泵的加压下从弯管、连接管和进矿管进入第二水力旋流器进行二次分离，再次分离出的重组分物料通过沉砂口落入下方的收集箱内通过排料管排出，二轻组分物料由溢流管排出，完成水沙分离； [0023] 在分离结束后，通过启动驱动组件可以带动移动组件的执行端沿移动槽进行移动，移动的执行端通过电磁铁的磁性连接带动卡接组件中的铁板进行移动，铁板通过导向杆带动条形板移动，条形板通过连接杆带动移动环块在收纳槽内移动，移动环块带动卡接环板移出连接管和出料管的卡接槽，取消弯管的安装，然后电磁铁断电不再吸附铁板，此时替换组件中的电动伸缩缸工作将推动两个安装块移动，两个安装块分别带动连接的弯管进行移动，该弯管移至一侧，而另一个弯管移至刚才的弯管处，电磁铁通电对铁板进行吸附，使得卡接组件与移动组件进行连接，重新启动驱动组件可以将新弯管与出料管和连接管进行连接，这时通过密封门和工具可以将替换下来的弯管拆下进行内部的清理或更换。附图说明 [0024] 图1为本发明的方法流程图； [0025] 图2为本发明的整体示意图； [0026] 图3为本发明的主视剖视结构图； [0027] 图4为本发明的弯管连接图； [0028] 图5为本发明的替换组件结构图； [0029] 图6为本发明的固定座结构示意图； [0030] 图7为本发明的固定座俯视剖视图。 [0031] 附图说明：1、壳体；101、支撑腿；102、收集箱；1021、排料管；103、集料箱；1031、出料管；1032、输送泵；1033、安装板；104、弯管；1041、螺杆；105、连接管；106、密封门；107、卡接槽；2、第一水力旋流器；3、第二水力旋流器；4、卡接组件；401、收纳槽；402、卡接环板；4021、移动环块；4022、连接杆；403、移动通槽；404、条形板；4041、导向杆；405、铁板；406、复位弹簧；5、替换组件；501、安装块；5011、通孔；502、横杆；503、电动伸缩缸；504、螺母；6、固定座；601、空腔；7、驱动组件；701、驱动电机；702、传动轴；703、第一传动轮；704、传动链； 705、第二传动轮；8、移动组件；801、支撑板；8011、移动槽；802、移动板；8021、内道齿；8022、电磁铁；8023、滑块；803、转动轴；8031、啮合齿轮；9、支撑架。 具体实施方式[0032] 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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 [0033] 下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。 [0034] 实施例 [0035] 请参阅图1‑7所示，一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法，其特征在于，包括以下步骤： [0036] 步骤一、水沙二次分离，第一水力旋流器2对进入的水沙进行一次分离后，分离出的轻组分物料进入第二水力旋流器3进行二次分离； [0037] 步骤二、弯管104替换，驱动组件7和移动组件8带动卡接组件4收回弯管104壁体中，替换组件5的驱动源工作对连接的两个弯管104进行替换工作，然后重新进行安装； [0038] 步骤三、堵塞弯管104的疏通，通过工具将被替换的弯管104从替换组件5中的安装件上拆卸，对内部进行清理疏通。 [0039] 本装置中的电器元件均由设置在壳体1外壁的控制面板进行控制，同时本装置由外接电源进行供电。 [0040] 请参阅图2至图6所示，根据以上实施例，还将提供一种基于水力旋流器的水沙分离分级方法的装置，包括壳体1，壳体1的底端四个拐角出均焊接有支撑腿101，第一水力旋流器2设置在壳体1的内侧顶部，第二水力旋流器3设置在壳体1内另一侧的底部，第一水力旋流器2和第二水力旋流器3底部的沉砂口正下方均设有收集箱102，两个收集箱102相对的一面底部均连通有排料管1021，壳体1内部位于第一水力旋流器2的一侧设有集料箱103，集料箱103的底部固定有安装板1033，安装板1033的外壁均与壳体1的内壁固定连接，集料箱103的底部一侧连通有出料管1031，出料管1031的底端与弯管104相连接，弯管104的另一端连接有连接管105，连接管105与第二水力旋流器3的进矿管法兰连接，弯管104并排设有两个，两个弯管104通过替换组件5相连接，且两个弯管104的两端壁体内均设有卡接组件4，出料管1031和连接管105与弯管104相接触的端部均开设有卡接槽107； [0041] 第一水力旋流器2下方设置的收集箱102侧壁焊接有固定座6，固定座6内部开设有空腔601，空腔601中设有驱动组件7，固定座6的上表面以及侧面均设有移动组件8，驱动组件7通过传动件与两个移动组件8传动连接，两个移动组件8的执行端均与卡接组件4相连接，壳体1靠近人体的一面安装有密封门106，密封门106位于弯管104处，第一水力旋流器2和第二水力旋流器3的外壁均通过支撑架9与壳体1内壁固定连接，第一水力旋流器2顶部的溢流管贯穿壳体1顶壁延伸至集料箱103中，集料箱103和两个收集箱102的内低板均设置为斜面，斜面的设置可以更好的引导物料排出，出料管1031上安装有输送泵1032，第二水力旋流器3顶部的溢流管贯穿壳体1侧壁延伸至外部。 [0042] 在进行水沙分离时，工作人员通过外接电源启动装置，输送泵1032工作，这时待分离的水沙通过进矿管进入第一水力旋流器2中进行分离操作，重组分物料通过沉砂口落入下方的收集箱102内通过排料管1021排出，而分离出的轻组分物料通过溢流管进入集料箱103内，在出料管1031内通过输送泵1032的加压下从弯管104、连接管105和进矿管进入第二水力旋流器6进行二次分离，再次分离出的重组分物料通过沉砂口落入下方的收集箱102内通过排料管1021排出，二轻组分物料由溢流管排出，完成水沙分离； [0043] 在分离结束后，通过控制面板启动驱动组件7可以带动移动组件8的执行端进行移动，移动的执行端通过磁性连接带动卡接组件4的卡接端进行移动，使得卡接端移出连接管105和出料管1031的卡接槽107，取消弯管104的安装，此时替换组件5工作，将另一个弯管 104对原本的弯管104进行替换，然后反向启动驱动组件7，使得新弯管104的卡接端重新插入连接管105和出料管1031的卡接槽107内完成安装，然后工作人员将密封门106打开，通过扳手将替换后的弯管104取下对内部进行疏通或更换，当另一个弯管104也需要进行疏通或更换时，替换组件5中的推动源将两个弯管104都推出密封门106，便于工作人员进行操作； [0044] 从而实现对水沙进行二次分离，并且在分离结束后，对弯管104进行拆卸更换，避免长时间输送下，弯管104内部出现磨损导致物料堆积的现象，进而确保每次水沙分离时的输送效果。 [0045] 请参阅图4、图6和图7所示，每个移动组件8均包括两对称设置的支撑板801，两个支撑板801之间的中段处安装有转动轴803，转动轴803的中部固定安装有啮合齿轮8031，啮合齿轮8031靠近弯管104的一侧设有移动板802，移动板802位于啮合齿轮8031处开设有内道齿8021，啮合齿轮8031与内道齿8021啮合连接，移动板802远离内道齿8021的一面嵌设有电磁铁8022，两个支撑板801的内壁外侧均开设有移动槽8011，移动板802的两侧顶端和底端均连接有滑块8023，每个滑块8023远离移动板802的端部均插入移动槽8011中，两个支撑板801的底端均与固定座6焊接连接，转动轴803的两端均贯穿支撑板801并转动连接，电磁铁8022与卡接组件4中设置的铁板405磁性连接，每个滑块8023一端均与移动板802焊接连接，且每个滑块8023另一端均移动槽8011滑动连接，转动轴803上位于啮合齿轮8031的一侧固定有第二传动轮705； [0046] 驱动组件7包括设置在空腔601中的传动轴702，传动轴702上依次安装有两个第一传动轮703，两个第一传动轮703分别通过传动链704与两个移动组件8中设有的第二传动轮705传动连接，固定座6的侧壁安装有驱动电机701，传动轴702的一端穿出空腔601与驱动电机701的输出端连接，两个第一传动轮703均与传动轴702固定安装，传动轴702另一端与空腔601内壁转动连接，驱动电机701通过螺栓安装在固定座6上。 [0047] 在进行替换时，工作人员通过控制面板启动驱动组件7中的驱动电机701工作，驱动电机701的输出端带动传动轴702旋转，旋转的传动轴702带动两个第一传动轮703进行旋转，两个第一传动轮703分别通过传动链704带动两个第二传动轮705旋转，两个旋转的第二传动轮705均带动移动组件8中的转动轴803进行旋转，两个旋转的转动轴803带动啮合齿轮8031进行旋转，旋转的两个啮合齿轮8031均通过啮合的内道齿8021带动移动板802进行移动，移动的两个移动板802带动滑块8023沿移动槽8011进行移动，避免移动板802出现晃动现象，同时移动板802通过电磁铁8022的磁吸带动卡接组件4进行移动，取消弯管104两端与出料管1031和连接管105上卡接槽107的卡接，完成替换操作的第一步。 [0048] 请参阅图4和图5所示，卡接组件4包括开设在弯管104端部的收纳槽401，两个弯管104的两端外壁均开设有与收纳槽401想通的移动通槽403，每个收纳槽401中均设有移动环块4021，每个移动环块4021上表面均设有卡接环板402，每个卡接环板402顶部均穿出收纳槽401与卡接槽107插接连接，每个移动环块4021的外壁均设有连接杆4022，每个连接杆 4022的端部均穿过移动通槽403连接有竖向设置的条形板404，每个条形板404远离弯管104的一面均设有铁板405，每个铁板405上均穿设有导向杆4041，每个导向杆4041一端均与条形板404相连接，且每个导向杆4041上均套设有复位弹簧406，每个移动环块4021的外壁均与收纳槽401的内壁相接处并处于滑动连接，每个卡接环板402底端均与移动环块4021固定连接，每个连接杆4022的两端分别与移动环块4021和条形板404固定连接，每个导向杆4041均与条形板404固定连接，每个复位弹簧406的两端分别与铁板405和条形板404固定连接。 [0049] 卡接组件4中的铁板405被移动组件8中的电磁铁8022磁性吸附，铁板405在导向杆4041上拉动复位弹簧406与电磁铁8022接触，在电磁铁8022移动时带动磁吸的铁板405进行移动，移动的铁板405通过导向杆4041带动条形板404移动，条形板404带动连接杆4022沿移动通槽403移动，连接杆4022带动移动环块4021沿收纳槽401进行移动，移动环块4021带动卡接环板402收入或移出收纳槽401，进而完成弯管104的安装与分离工作。 [0050] 请参阅图3‑5，所示，两个弯管104靠近连接管105的一端上表面均焊接有螺杆1041，替换组件5包括两个安装块501，两个安装块501均设在两个弯管104外壁上，两个安装块501中心处均开设有通孔5011，两个螺杆1041均贯穿通孔5011，两个螺杆1041顶端均套设有螺母504，两个安装块501之间通过固定的横杆502相连接，壳体1远离密封门106的内壁通过螺栓固定电动伸缩缸503，电动伸缩缸503的伸缩端与一个安装块501侧壁固定连接。 [0051] 在完成弯管104与出料管1031和连接管105的分离后，通过控制面板启动电动伸缩缸503工作，电动伸缩缸503的伸缩端推动一个安装块501移动，该安装块501带动连接的弯管104移动，并且在该安装块501移动时通过横杆502推动另一个安装块501移动，另一个安装块501带动连接的弯管104移动，该弯管104从出料管1031和连接管105之间向密封门106处移动，靠近电动伸缩缸503的弯管104移至出料管1031和连接管105之间，并且此时移动组件8中的电磁铁8022通电产生磁性，完成移动组件8与卡接组件4的连接，然后驱动组件7反向工作将该弯管104与出料管1031和连接管105进行连接安装，便于下次水沙分离的工作，最后工作人员将密封门106打开，使用扳手将分离后弯管104上的螺母504拧下，将该弯管104从安装块501上拆卸，进行内部的冲洗或者更换。 [0052] 本发明的工作原理为： [0053] 在进行水沙分离时，工作人员通过外接电源启动装置，输送泵1032工作，这时待分离的水沙通过进矿管进入第一水力旋流器2中进行分离操作，重组分物料通过沉砂口落入下方的收集箱102内通过排料管1021排出，而分离出的轻组分物料通过溢流管进入集料箱103内，在出料管1031内通过输送泵1032的加压下从弯管104、连接管105和进矿管进入第二水力旋流器6进行二次分离，再次分离出的重组分物料通过沉砂口落入下方的收集箱102内通过排料管1021排出，二轻组分物料由溢流管排出，完成水沙分离； [0054] 在分离结束后，工作人员通过控制面板启动驱动组件7中的驱动电机701工作，驱动电机701的输出端带动传动轴702旋转，旋转的传动轴702带动两个第一传动轮703进行旋转，两个第一传动轮703分别通过传动链704带动两个第二传动轮705旋转，两个旋转的第二传动轮705均带动移动组件8中的转动轴803进行旋转，两个旋转的转动轴803带动啮合齿轮8031进行旋转，旋转的两个啮合齿轮8031均通过啮合的内道齿8021带动移动板802进行移动，移动的两个移动板802带动滑块8023沿移动槽8011进行移动，避免移动板802出现晃动现象，同时移动板802通过电磁铁8022的磁性吸附，铁板405在导向杆4041上拉动复位弹簧 406与电磁铁8022接触，在电磁铁8022移动时带动磁吸的铁板405进行移动，移动的铁板405通过导向杆4041带动条形板404移动，条形板404带动连接杆4022沿移动通槽403移动，连接杆4022带动移动环块4021沿收纳槽401进行移动，移动环块4021带动卡接环板402移出收纳槽401，完成弯管104与出料管1031和连接管105的分离后，通过控制面板启动电动伸缩缸 503工作，电动伸缩缸503的伸缩端推动一个安装块501移动，该安装块501带动连接的弯管 104移动，并且在该安装块501移动时通过横杆502推动另一个安装块501移动，另一个安装块501带动连接的弯管104移动，该弯管104从出料管1031和连接管105之间向密封门106处移动，靠近电动伸缩缸503的弯管104移至出料管1031和连接管105之间，并且此时移动组件 8中的电磁铁8022通电产生磁性，完成移动组件8与卡接组件4的连接，然后驱动组件7反向工作将该弯管104与出料管1031和连接管105进行连接安装，便于下次水沙分离的工作，最后工作人员将密封门106打开，使用扳手将分离后弯管104上的螺母504拧下，将该弯管104从安装块501上拆卸，进行内部的冲洗或者更换。 |
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