CN1369644A - 空气压缩系统和用于该压缩系统的铸造式气/油分离箱 - Google Patents
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Abstract
一种具有一个与油满溢式空气压缩机一起使用的铸造分离箱的空气压缩系统。该铸造分离箱包括:一个整体铸造的空气入口,该空气入口面对压缩机的排气口;一个在所述空气入口和分离室之间延伸的整体铸造第一通道;一个与分离室的下部流体连通的整体铸造第二通道,该通道沿所述铸造分离箱侧壁的外部延伸;以及一个整体铸造凸缘,该凸缘沿所述分离室内壁的圆周延伸。压缩系统还有一个电机,从而使压缩机,电机和铸造分离箱连接成便于操作的单一构件。压缩系统还有若干个可以固定到一个适当底座上的安装脚。
Description
发明领域
一般来讲本发明涉及一种空气压缩系统,具体地说涉及与油满溢式空气压缩机(oil-flooded air compressor)一起使用的气/油分离箱。
发明的背景技术
在使用油满溢式空气压缩机的传统空气压缩系统中,在压缩腔中或空气口(airend)中的空气由一组旋转螺杆压缩,将如油一类的润滑剂注入压缩腔中与压缩空气混合。将油注入压缩腔中的原因很多:冷却空气压缩系统,对轴承进行润滑,平衡轴向力和对旋转螺杆进行密封。虽然用油来使这类空气压缩机运行是重要的,但是在压缩空气可以用在下游气压设备和/或其它构件前,必须从压缩空气中除去油。
因此,在这些传统空气压缩系统中,从压缩机空气口中排出的压缩空气和油混合物以高速流入分离箱中,在此使气/油混合物中的空气和油进行分离。分离箱通常为圆柱形,气/油混合物被带到分离室的内壁附近。作用在气/油混合物上的离心力加上气/油混合物和分离箱内壁之间的接触致使从气/油混合物中分离出很多油,因而可以由重力将油向下带到分离室的下部,使与油分离后的空气在分离室中向上流动。这种称作一次分离的分离作用在本领域中是公知的。
众所周知,用于油满溢式空气压缩机系统的气/油分离箱通常有两个作用。如上所述,分离箱可作为将引入分离室的气/油混合物中的油分离出来的设备,而且该分离箱还用作压缩机系统的油泵。
本发明的概述
上面所述的传统空气压缩系统包括多根软管,管件,管形物等以及一些将压缩机与分离箱连接的连接设备。软管和连接设备可能会使通路产生泄漏,如果扩大,还会严重影响压缩机系统的整体运行。使用软管和连接设备还需要增加装配时间。所以,要求省去空气压缩机系统的用于连接压缩机和分离箱的软管和连接设备或至少减少这些软管或连接设备的数量。
众所周知,上面所述的传统空气压缩系统包括一个使压缩机运行的电机或驱动设备。由于传统空气压缩系统通常用软管将压缩机与分离箱连接,所以驱动设备,压缩机和分离箱不能牢固地连成一个单件,这样,实际上也就不可能作为一个部件来控制整个压缩机系统。另外,由于压缩机和分离箱均是独立设备,所以均都装有各自的隔离架或支承架,这就使得整个压缩机系统的成本大大提高。因此,对于空气压缩机系统而言,要求整个空气压缩机系统便于操作或作为单一部件进行运动,而且还能将其安装到一个辅助底座上,从而得到一个更加经济有效的压缩机系统。
上面所述的传统空气压缩系统包括一个隔板元件,该隔板元件有效地处于分离箱的分离室中,从而防止由引入分离室的气/油混合物中分离出来的油不良地向上流入分离室的上部。但是,这种隔板元件增加了压缩机系统的整体成本,延长了压缩机系统的装配时间。所以,就要求空气压缩机系统不使用隔板元件,而且该压缩机系统仍能防止由引入分离室的气/油混合物中分离出来的油向上流入分离室的上部。
因此,本发明一方面提供一种具有一个空气入口的铸造分离箱,该入口直接装在压缩机的一个排气口上。本发明的结构不需要将压缩机排气口与分离箱空气入口连接的任何软管和连接设备。
本发明的另一方面是提供一种具有一个在空气入口和分离箱之间延伸的整体铸造通道的铸造分离箱。从压缩机排出的气/油混合物进入空气入口,并通过所述通道进入分离室中。另外,整体结构的铸造通道不需要在压缩机和分离箱之间有连接软管和连接设备。
在一个实施例中,铸造分离箱包括一个整体结构的铸造件,该铸造件在空气入口周围,并且位于压缩机排气口的下面,以便支承压缩机的里面装有该压缩机排气口的端部。根据本发明的一个方面,用于使压缩机运行的驱动设备带有一个安装脚,分离箱带有一个整体铸造的安装脚。分离箱的用于支承压缩机端部的整体铸造件提供一个第三安装脚,所述压缩机端部里面装有压缩机排气口。由于压缩机和分离箱彼此间直接连接,电机直接固定到压缩机上,所以整个压缩机系统可以作为单一构件运动。通常,安装脚是装到支承底座的某一经选择的位置上的。
本发明的另一方面是提供一种具有一个整体铸造通道的铸造分离箱,该通道与分离箱的下部流体连通,并沿分离箱的外表面延伸。从引入分离室中的气/油混合物中分离出来的油收集在分离室的下部。分离室中的压力使油流入通道,排出分离室。因为通道与分离箱是整体铸造而成,所以不需要使用能使油流出分离室下部的软管和装配设备。
在另一个实施例中,铸造分离箱包括一个整体结构的铸造凸缘,该凸缘在分离室的上部和下部之间沿分离室内壁周围延伸。当气/油混合物在分离箱内壁周围流动受到离心力作用时,整体结构的铸造凸缘防止引入分离室内的气/油混合物中的油流入分离室的上部。因为凸缘与分离箱是整体铸造而成,所以不需要使用隔板元件。
通过下面的详细描述、权利要求书以及附图将更清楚地理解本发明的其它特征和优点,附图中相同的标号表示相同的部件。
图面说明
图1是实施本发明的空气压缩系统的透视图;
图2是图1压缩系统的局部放大透视图;
图3是图1中铸造分离箱的侧面透视图;
图4是图1铸造分离箱的另一侧面透视图;
图5是沿图4的V-V线作的横断面图;
图6是图1中的铸造分离箱的局部剖视图;
图7是沿图6的VII-VII线作的横断面图。
在详细描述本发明的实施例之前,首先应理解的是本发明的应用并不限于下面描述中的构件或附图所示构件的具体结构和布置。本发明也适于其它实施例,并能够用不同的方法完成和实施。另外应当理解的是,这里所用的术语和用语是用来进行描述的,不能将它们看成限定性的。所用的“包括”和“包含”以及其它用词是指拥有后面所列的各元件及其等同物以及附加的元件及其等同物。
优选实施例的详细描述
图1所示的是体现本发明的空气压缩系统10。应理解的是本发明可以用在其它压缩机系统中,空气压缩系统10只是作为这类系统的例子示出和描述的
图1所示的空气压缩系统10包括一台压缩机14,一个电机或驱动设备18以及一个分离箱22。本发明的特征在于分离箱22是铸造分离箱,而不是象许多传统分离箱的情况中那样制造的钢箱。压缩机14是油满溢式旋转螺杆空气压缩机。空气进入压缩机14,被装在壳体26中的旋转螺杆(未示出)压缩。将油注入压缩机14中,对旋转螺杆和带动旋转螺杆的齿轮箱(未示出)进行润滑。油还起对压缩机14进行密封的作用。压缩过的空气和部分油通过一个排气口30排出旋转螺杆进入铸造分离箱22中的空气入口34内。铸造分离箱22用于将油与压缩空气分开,它还作为润滑旋转螺杆、齿轮箱和其它部件的油的集油池。压缩过的空气和油进入铸造分离箱22,在该铸造分离箱22经受旋流运动。当压缩过的空气和油环绕分离箱22内表面喷射时,油沿内表面向下滑,收集在铸造分离箱22的底部,铸造分离箱22用作压缩机系统10的集油池,空气向上运动,离开铸造分离箱22,再经过滤,冷却,最终可供使用。
如图1所示,将空气压缩系统10装在支承架或底座38上。现在参见图2,将电机18固定到压缩机14上。电机18包括一个安装脚42。铸造分离箱22包括一个整体铸造安装脚46。铸造分离箱22还包括另一个整体铸造安装脚50。正如下面将要进一步描述的那样,还将整体铸造安装脚46做成能支承压缩机14的端部54(即空气口),该端部中装有压缩机14的排气口30,这样,压缩机14和铸造分离箱22彼此牢固地连接在一起。如图2的组装图所示,整个空气压缩系统10可以方便地作为一个组件来对待。通过安装脚42,46和50以及相关连接件可将空气压缩机系统10固定到支承架38上。安装脚42,46和50最好形成三角形支架。
图3-7更详细地示出了铸造分离箱22。该铸造分离箱22包括一个侧壁58并限定出一个分离室62。铸造分离箱22还包括一个空气入口34(图4,6和7),该入口可安装在面向压缩机14的排气口30或紧靠该排气口之处(见图1和2)。被压缩过的空气和从压缩机14的排气口30流出的油直接流入铸造分离箱22的空气入口34中。铸造分离箱22最好包括一个整体铸造件66(图4,6和7),该铸造件从铸造分离箱22的侧壁58向外延伸。整体铸造件66包括一个围绕铸造分离箱22的空气入口34的安装盘70。铸造分离箱22的空气入口34位于压缩机14的排气口30的下面(见图1-2)。安装盘70固定到一个围绕压缩机14的排气口30设置的安装板74的对面(见图1-2)。整体铸造件66最好包括整体铸造安装脚46(见图2)。因此,整体铸造件66支承压缩机14的空气口54。
铸造分离箱22还包括一个整体铸造通道78(图3-4和6和7),该通道在空气入口34和分离室62之间延伸。整体铸造通道78绕着铸造分离箱22的一部分延伸。箭头82(图6和7)清楚地示出了经压缩的空气和油的流路,空气和油经通道78从空气入口34进入分离箱62。将通道78的通到分离室62中的出口86(图7)布置成能将油/气混合物朝着分离室62的内壁90切向引入的结构。另外,为了改善油/气混合物的分离过程,还将通道78的出口86布置成在气/油混合物进入分离室62并在该分离室周围流动时使气/油混合物产生旋流运动。
铸造分离箱22还包括一个整体铸造通道94(图4-5),该通道沿铸造分离箱22侧壁58的外部延伸。通道94与分离室62的下部98(图5)流体连通,将从引入分离室62中的气/油混合物中分离出的油收集在下部(98),分离室62中的压力迫使油流入通道94,沿该通道向上流,并从通道94的出口102排出(图4-5)。出口102上装有一个热阀106(thermal valve)(见图1,部分示于图5)。热阀106控制油温。如果油温太高,则至少一部分油会通过管道110(见图1)流入一个冷却器(未示出),并通过一个管道114(见图1)返回到热阀106。在热阀106的下游有一个滤油设备118(见图1),该滤油设备对进入压缩机14对旋转螺杆、齿轮箱和其它部件进行润滑之前对的油进行过滤。
通道94最好包括一个通到分离室62的下部98中的第一部分122(图5)和一个与该第一部分122连通的第二部分126(图5)。第二部分126最好与铸造分离箱22的侧壁58基本平行。通道94还包括一个用于将油注入分离室62的充油口130(图5)和一个用于将油排出分离室62的排油口134(图5)。最好各个口130,134加工有螺纹,以便在需要关闭口130,134时装上各自的辅助塞138,142(图5)。通过充油口130将油引入,以便为压缩机系统10提供初始润滑剂,和加足或补充所用掉的油或在空气压缩系统10运行时消耗掉的油。
铸造分离箱22包括一个整体铸造的凸缘146(图5),该凸缘在分离箱62的上部150和下部98之间绕该分离箱62的内壁90的圆周延伸。当气/油混合物沿内壁90流动并受到离心力的作用时,整体铸造凸缘146防止气/油混合物中的油沿该内壁90向上流入上部150。如图5所示,气/油混合物会通过凸缘146下面的通道78流入分离室62中。虽然没有清楚地示出,但正是由于铸造件的特性,所以分离箱62的内壁90具有不光滑的表面,从而可以进一步提高从气/油混合物中分离出油的能力。虽然没有示出,但凸缘146也可以是用于各种分离设备的支承结构,这种结构可以用在分离室62的上部150中。
应当注意的是,图3所示的在铸造分离箱22侧壁58上的孔154与通道78不连通。设置孔154的目的是为了便于铸造分离箱22,并且一旦组装完空气压缩系统10时就将该孔堵住(见图1)。还应注意的是,延伸通过铸造分离箱22侧壁58的塞子158(见图1)可用作分离室62的观油孔。
对上述内容的各种变化和变换均在本发明的范围内。可以理解的是,这里描述限定的本发明可以延伸到上述各特征(或根据说明书和/或附图为显而易见的)的两个或更多特征的各种组合。所有不同组合均构成本发明的各个不同方面。这里描述的实施例是实施本发明的最佳方案,可以使本领域的其它技术人员使用本发明。构成的权利要求书包含了被现有技术的范围允许的各种实施例。
本发明的各个特征均显示在下面的权利要求书中。
Claims (35)
1.一种与油满溢式空气压缩机一起使用的气/油分离器,所述压缩机有一个空气排出口,所述气/油分离器包括:
一个具有一个侧壁和限定出一个分离室的铸造箱,所述铸造箱包括一个空气入口,该空气入口与压缩机的空气排出口面对面设置,并与其紧靠,从而使从压缩机的空气排出口流出的气/油混合物直接流入所述铸造箱的空气入口。
2.根据权利要求1所述的气/油分离器,其中所述的铸造箱还包括一个整体铸造件,该铸造件从所述铸造箱的侧壁向外延伸,所述铸造箱的空气入口延伸通过该铸造件,铸造件支承压缩机的一个端部,该端部中装有压缩机的空气排出口。
3.根据权利要求1所述的气/油分离器,其中所述的铸造箱还包括一个整体铸造件,该铸造件从铸造箱的侧壁向外延伸,铸造件包括一个安装盘,该盘在铸造箱的空气入口周围,从而使铸造箱的空气入口位于压缩机的空气排出口下面,将所述安装盘牢牢地固定到在压缩机的空气排出口周围的辅助盘上。
4.根据权利要求1所述的气/油分离器,其中所述的铸造箱还包括一个整体铸造支承法兰,该法兰从铸造箱的侧壁向外延伸,在运行时铸造法兰支承铸造箱。
5.一种与油满溢式空气压缩机一起使用的气/油分离器,所述压缩机有一个空气排出口,所述气/油分离器包括:
一个具有一个侧壁和限定出一个分离室的铸造箱,铸造箱包括一个空气入口,铸造箱还包括一个通道,该通道在所述空气入口和所述分离室之间延伸,所述通道与铸造箱铸造成整体结构,从而使气/油混合物流入空气入口,此后经铸造通道流入分离室中。
6.根据权利要求5所述的气/油分离器,其中所述的铸造通道绕所述铸造箱的一部分延伸。
7.根据权利要求5所述的气/油分离器,其中将所述铸造通道做成当气/油混合物进入分离室中并在该分离室周围流动时使气/油混合物产生旋流运动的结构。
8.根据权利要求5所述的气/油分离器,其中将所述的铸造通道布置成使气/油混合物对着所述分离室的内壁切向引入的结构。
9.一种与油满溢式空气压缩机一起使用的气/油分离器,所述压缩机有一个空气排出口,所述气/油分离器包括:
一个具有一个侧壁和限定出一个分离室的铸造箱,所述铸造箱包括一个整体铸造通道,该铸造通道沿所述铸造箱侧壁的外部延伸,铸造通道与所述分离室的下部流体连通,这样,当油从引入所述分离室内的气/油混合物中分离出来并被收集在所述下部时,分离室内的压力使油流入所述铸造通道,流出所述分离室。
10.根据权利要求9所述的气/油分离器,其中所述铸造通道包括一个通到分离室的下部中的第一部分和一个与该第一部分连通的第二部分,该第二部分与所述铸造箱的侧壁的外部基本平行。
11.根据权利要求9所述的气/油分离器,其中所述铸造通道包括一个充油口,根据需要用该口将油补充到所述分离室中。
12.根据权利要求9所述的气/油分离器,其中所述铸造通道包括一个排油口,根据需要用该口将油从所述分离室排出。
13.根据权利要求9所述的气/油分离器,其中所述铸造通道包括一个出口,该出口与一个热阀相连,该热阀控制流过的油的温度。
14.根据权利要求13所述的气/油分离器,其中所述的热阀与一个滤油设备相连,从而在将油送回压缩机前对油进行过滤。
15.一种与油满溢式空气压缩机一起使用的气/油分离器,所述压缩机有一个空气排出口,所述气/油分离器包括:
一个具有一个侧壁和限定出一个分离室的铸造箱,所述分离室有一个上部和一个下部,下部用于收集从引入所述铸造箱内的气/油混合物中分离出的油,铸造箱包括一个整体铸造凸缘,该凸缘在所述上部和下部之间沿分离室内壁的圆周延伸,当气/油混合物沿分离室内壁引入并受到离心力作用时,所述整体铸造凸缘防止气/油混合物中的油沿分离室内壁向上流入分离室的上部。
16.根据权利要求15所述的气/油分离器,其中将气/油混合物排到在所述铸造凸缘下面的分离室中。
17.根据权利要求15所述的气/油分离器,其中所述分离室的内壁具有不光滑表面,从而进一步提高从气/油混合物中分离出油的能力。
18.一种与油满溢式空气压缩机一起使用的气/油分离器,所述压缩机有一个空气排出口,所述气/油分离器包括:
一个具有一个侧壁和限定出一个分离室的铸造箱,所述分离室有一个上部和一个下部,铸造箱包括一个空气入口,铸造箱还包括一个在所述空气入口和分离室之间延伸的第一通道,第一通道与铸造箱铸造成整体结构,所述空气入口与压缩机的空气排出口面对面设置,并与其紧靠,从而使从压缩机的空气排出口流出的气/油混合物直接流入铸造箱的空气入口,此后经第一铸造通道流入分离室中,铸造箱还包括一个整体铸造的第二通道,该通道沿铸造箱侧壁的外部延伸,第二通道与分离室的下部流体连通,这样,当油从引入所述分离室内的气/油混合物中分离出来并被收集在分离室的下部时,分离室内的压力使油流入所述第二通道,流出分离室,所述铸造箱还包括一个整体铸造凸缘,该凸缘在分离室的上部和下部之间沿所述分离室内壁的圆周延伸,当气/油混合物沿分离室内壁引入并受到离心力作用时,所述整体铸造凸缘防止气/油混合物中的油沿分离室内壁向上流入分离室的上部。
19.根据权利要求18所述的气/油分离器,其中所述铸造箱还包括一个整体铸造件,该铸造件从铸造箱的侧壁向外延伸,所述铸造件包括一个安装盘,该盘在铸造箱的空气入口周围,从而使铸造箱的空气入口位于压缩机的空气排出口下面,将所述安装盘牢牢地固定到在压缩机的空气排出口周围的辅助盘上,由此支承压缩机的一个端部,该端部中装有压缩机的空气排出口。
20.根据权利要求19所述的气/油分离器,其中所述的第一铸造通道绕所述铸造箱的一部分延伸。
21.根据权利要求20所述的气/油分离器,其中所述的第二铸造通道包括一个通到所述分离室的下部中的第一部分和一个与该第一部分连通的第二部分,该第二部分与铸造箱的侧壁的外部基本平行。
22.根据权利要求21所述的气/油分离器,其中所述的第二铸造通道包括一个充油口,一个排油口和一个出口,根据需要用该充油口将油补充到分离室中,根据需要用该排油口将油从分离室排出,所述出口与一个热阀相连,热阀控制流过的油的温度,其中所述热阀与一个滤油设备相连,从而在将油送回压缩机前对油进行过滤。
23.一种压缩系统,包括:
一个有一个空气排出口的油满溢式旋转螺杆空气压缩机;
一个与所述压缩机运行相连的电机,所述电机包括一个第一安装脚;和
一个铸造分离箱,该分离箱包括一个空气入口,该空气入口与所述压缩机的空气排出口面对面设置,并与其紧靠,所述铸造分离箱包括一个第二整体铸造安装脚,从而使所述电机的第一安装脚与铸造分离箱的第二安装脚在运行时支承压缩机系统。
24.根据权利要求23所述的压缩系统,其中所述铸造分离箱还包括一个整体铸造件,该铸造件从铸造分离箱的侧壁向外延伸,所述铸造件在铸造分离箱的空气入口周围,从而使铸造分离箱的空气入口位于压缩机的空气排出口下面,将所述铸造件牢牢地固定到一个在压缩机的空气排出口周围的辅助面上,其中所述铸造分离箱的第二安装脚形成铸造件的一部分,由此支承压缩机的一个端部,该端部中装有压缩机的空气排出口。
25.根据权利要求24所述的压缩系统,其中所述铸造分离箱还包括一个第三整体铸造安装脚,该安装脚用于进一步支承运行时的所述压缩机系统。
26.根据权利要求25所述的压缩系统,其中将所述各安装脚定位成使它们彼此间形成三角形排列。
27.一种压缩系统,包括:
一个有一个空气排出口的油满溢式旋转螺杆式空气压缩机;
一个与所述压缩机运行相连的驱动设备;和
一个铸造分离箱,该分离箱具有一个侧壁并限定出一个分离室,所述铸造分离箱包括一个空气入口,将该空气入口设置成直接装在所述压缩机的空气排出口处,从而使从压缩机的空气排出口流出的气/油混合物流入所述铸造分离箱的空气入口。
28.根据权利要求27所述的压缩系统,其中所述的铸造分离箱还包括一个整体铸造件,该铸造件从铸造分离箱的侧壁向外延伸,所述铸造分离箱的空气入口延伸通过该铸造件,所述铸造件支承压缩机的一个端部,该端部中装有压缩机的空气排出口。
29.根据权利要求27所述的压缩系统,其中所述的铸造分离箱还包括一个整体铸造件,该铸造件从铸造分离箱的侧壁向外延伸,所述铸造件包括一个安装盘,该盘处在铸造分离箱的空气入口周围,从而使铸造分离箱的空气入口位于压缩机的空气排出口下面,将所述安装盘牢牢地固定到一个在压缩机的空气排出口的周围的辅助盘上。
30.根据权利要求27所述的压缩系统,其中所述的铸造分离箱还包括一个整体铸造支承法兰,该法兰从所述铸造分离箱的侧壁向外延伸,在运行时所述铸造法兰支承铸造分离箱。
31.一种压缩系统,包括:
一个有一个空气排出口的油满溢式旋转螺杆式空气压缩机;
一个与所述压缩机运行相连的驱动器;和
一个铸造分离箱,该分离箱具有一个侧壁并限定出一个分离室,所述铸造分离箱包括一个空气入口,铸造分离箱还包括一个通道,该通道在所述空气入口和分离室之间延伸,所述通道与铸造分离箱铸造成整体结构,从而使气/油混合物流入所述空气入口,此后经铸造通道流入分离室中。
32.根据权利要求31所述的压缩系统,其中所述铸造通道绕所述铸造分离箱的一部分延伸。
33.根据权利要求31所述的压缩系统,其中将所述铸造通道做成当气/油混合物进入所述分离室中并在该分离室周围流动时使气/油混合物产生旋流运动的结构。
34.根据权利要求31所述的压缩系统,其中将所述铸造通道布置成使气/油混合物对着所述分离室的内壁切向引入的结构。
35.一种压缩系统,包括:
一个有一个空气排出口的油满溢式旋转螺杆式空气压缩机;
一个与所述压缩机运行相连的驱动器;和
一个铸造分离箱,该分离箱具有一个侧壁并限定出一个分离室,所述分离室有一个上部和一个下部,所述铸造分离箱包括一个空气入口,铸造分离箱还包括一个在所述空气入口和分离室之间延伸的第一通道,第一通道与铸造分离箱铸造成整体结构,所述空气入口与压缩机的空气排出口面对面设置,并与其紧靠,从而使从压缩机的空气排出口流出的气/油混合物直接流入铸造分离箱的空气入口,此后经第一铸造通道流入分离室中,所述铸造分离箱还包括一个整体铸造的第二通道,该通道沿铸造分离箱侧壁的外部延伸,所述第二铸造通道与分离室的下部流体连通,这样,当油从引入所述分离室内的气/油混合物中分离出来并被收集在分离室的下部时,分离室内的压力使油流入所述第二铸造通道,流出所述分离室,所述铸造分离箱还包括一个整体铸造凸缘,该凸缘在所述分离室的上部和下部之间沿分离室内壁的圆周延伸,当气/油混合物绕所述分离室内壁引入并受到离心力作用时,所述整体铸造凸缘防止气/油混合物中的油沿分离室内壁向上流入所述分离室的上部。
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