变压器外部降温增容装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010349577.9 (22)申请日 2020.04.28 (71)申请人 广东电网有限责任公司 地址 510060 广东省广州市越秀区东风东 路757号 申请人 广东电网有限责任公司东莞供电局 (72)发明人 李应光李春吴俊黎才添 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 杜嘉伟 (51)Int.Cl. H01F 27/16(2006.01) H01F 27/08(2006.01) H01F 27/40(2006.01) (54)发明名称。

2、 一种变压器外部降温增容装置 (57)摘要 本发明实施例公开了一种变压器外部降温 增容装置， 包括风冷装置、 水冷装置以及分别与 所述风冷装置和所述水冷装置电性连接的控制 系统； 所述水冷装置包括围绕变压器本体设置的 水管道， 所述水管道连接有水循环系统， 所述水 管道靠近变压器本体的一侧端面上设置有喷头； 所述风冷装置包括包裹所述水管道设置的风管 道， 所述风管道连接有鼓风装置， 所述风管道靠 近变压器本体的一侧端面上设置有与所述喷头 相对应的出风孔， 所述喷头嵌装在所述出风孔 内， 通过嵌套在一起的水冷装置以及风冷装置， 有效减少变压器降温装置占用面积， 提高变压器 散热片的散热效果。 权。

3、利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 111403156 A 2020.07.10 CN 111403156 A 1.一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 包括风冷装置(2)、 水冷装置(1)以及分 别与所述风冷装置(2)和所述水冷装置(1)电性连接的控制系统； 所述水冷装置(1)包括围绕变压器本体设置的水管道(10)， 所述水管道(10)连接有水 循环系统(11)， 所述水管道(10)靠近变压器本体的一侧端面上设置有喷头(12)； 所述风冷装置(2)包括包裹所述水管道(10)设置的风管道(20)， 所述风管道(20)连接 有鼓风装置(21)， 所述风管道(20)靠近变压器本体的一侧。

4、端面上设置有与所述喷头(12)相 对应的出风孔(22)， 所述喷头(12)嵌装在所述出风孔(22)内。 2.根据权利要求1所述的一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 所述喷头(12)与 所述水管道(10)之间通过软管相连接， 所述喷头(12)通过摆动结构(13)安装在所述水管道 (10)上， 所述摆动结构(13)包括在所述水管道(10)上设置的支架(131)， 所述支架(131)上 安装有用于固定所述喷头(12)的套筒(132)， 所述套筒(132)靠近所述水管道(10)的一端通 过转轴(133)与所述支架(131)相连接， 所述支架(131)远离所述水管道(10)的一端设置有 拨动结构。

5、(134)， 所述拨动结构(134)与所述套筒(132)相接触， 所述支架(131)上于所述套 筒(132)的两侧分别设置有居正弹簧(135)。 3.根据权利要求2所述的一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 所述拨动结构 (134)包括转动安装在所述支架(131)上的平衡拨片(1341)， 所述平衡拨片(1341)的一端靠 近所述套筒(132)设置并安装有垫块(1342)， 所述平衡拨片(1341)的另一端设置有挡片 (1343)。 4.根据权利要求3所述的一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 所述平衡片 (1341)向远离所述水管道(10)的方向延伸， 所述挡片(1343)靠近所。

6、述喷头(12)的出水端设 置。 5.根据权利要求1所述的一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 所述喷头(12)包 括壳体(121)， 所述壳体(121)远离所述水管道(10)的一端设置有喷孔面(122)， 所述壳体 (121)靠近所述水管道(10)的一端设置有增压结构， 所述增压结构与所述喷孔面(122)之间 的所述壳体(121)内设置有空腔， 所述空腔内靠近所述增压结构设置有隔水膜层(123)， 所 述隔水膜层(123)与所述喷孔面(122)之间设置有水腔(124)； 所述水腔(124)内设置有贯穿 所述隔水膜层(123)、 所述增压结构， 并与所述水管道(10)相连接的进水管(125。

7、)。 6.根据权利要求5所述的一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 所述增压结构包 括旋合在所述壳体(121)上的限位板(126)， 所述限位板(126)上设置有若干通风孔(127)。 7.根据权利要求6所述的一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 所述通风孔 (127)呈圆锥状， 所述通风孔(127)直径小的一端靠近所述隔水膜层(123)设置。 8.根据权利要求1所述的一种变压器外部降温增容装置， 其特征在于， 所述水循环系统 (11)包括设置在变压器本体下端的滤水框(111)， 所述滤水框(111)内设置有过滤结构， 所 述滤水框(111)通过水管连接有水泵(112)， 所述水泵。

8、(112)连接有补水箱(113)， 所述补水 箱(113)与所述水管道(10)相连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111403156 A 2 一种变压器外部降温增容装置 技术领域 0001 本发明实施例涉及变压器降温技术领域， 具体涉及一种变压器外部降温增容装 置。 背景技术 0002 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置， 主要构件是初级线圈、 次 级线圈和铁芯。 主要功能有： 电压变换、 电流变换、 阻抗变换、 隔离、 稳压等。 变压器组成部件 包括器身(铁芯、 绕组、 绝缘、 引线)、 变压器油、 油箱和冷却装置、 调压装置、 保护装置(吸湿 器、 安全气道、 气体继电。

9、器、 储油柜及测温装置等)和出线套管。 0003 变压器运行时， 它的线圈和铁芯产生铜损和铁损， 这些损耗变为热能， 使变压器的 铁芯和线圈温度上升。 若温度长时间超过允许值会使绝缘渐渐失去机械弹性而使绝缘老 化。 0004 油浸自冷式变压器在环境温度高或负荷较大情况下， 产生的热量不能通过散热片 快速散发， 导致油温较高， 变压器的输出容量不足。 为了改变这种情况， 现有技术通过水冷、 风冷或水冷和风冷结合的方式降低变压器散热片温度， 从而提高变压器散热片的降温效 率。 0005 但是现有技术变压器降温所采用的办法控制系统主要是通过人工手动合闸控制， 控制方案比较简陋， 操作不便。 0006。

10、 此外， 现有技术水冷和风冷的装置一般单独设置， 从而用于变价器降温用的水冷 和风冷组合装置结构较大， 占用空间大， 而且现有技术风冷一般在变压器一侧设置风机， 通 过风机对变压器进行整体风冷， 从而使得靠近风机的一侧变压器的冷却效果较好， 远离风 机一侧的变压器冷却效果较差， 从而造成变压器局部绝缘老化严重的问题。 发明内容 0007 为此， 本发明实施例提供一种变压器外部降温增容装置， 通过嵌套在一起的水冷 装置以及风冷装置， 有效减少变压器降温装置占用面积， 提高变压器散热片的散热效果， 以 解决现有技术中由于水冷和风冷的装置相互独立设置而导致的占用空间大， 散热效果差的 问题。 000。

11、8 为了实现上述目的， 本发明的实施方式提供如下技术方案： 0009 一种变压器外部降温增容装置， 包括风冷装置、 水冷装置以及分别与所述风冷装 置和所述水冷装置电性连接的控制系统； 0010 所述水冷装置包括围绕变压器本体设置的水管道， 所述水管道连接有水循环系 统， 所述水管道靠近变压器本体的一侧端面上设置有喷头； 0011 所述风冷装置包括包裹所述水管道设置的风管道， 所述风管道连接有鼓风装置， 所述风管道靠近变压器本体的一侧端面上设置有与所述喷头相对应的出风孔， 所述喷头嵌 装在所述出风孔内。 说明书 1/6 页 3 CN 111403156 A 3 0012 本发明实施例的特征还在于。

12、， 所述喷头与所述水管道之间通过软管相连接， 所述 喷头通过摆动结构安装在所述水管道上， 所述摆动结构包括在所述水管道上设置的支架， 所述支架上安装有用于固定所述喷头的套筒， 所述套筒靠近所述水管道的一端通过转轴与 所述支架相连接， 所述支架远离所述水管道的一端设置有拨动结构， 所述拨动结构与所述 套筒相接触， 所述支架上于所述套筒的两侧分别设置有居正弹簧。 0013 本发明实施例的特征还在于， 所述拨动结构包括转动安装在所述支架上的平衡拨 片， 所述平衡拨片的一端靠近所述套筒设置并安装有垫块， 所述平衡拨片的另一端设置有 挡片。 0014 本发明实施例的特征还在于， 所述平衡片向远离所述水管。

13、道的方向延伸， 所述挡 片靠近所述喷头的出水端设置。 0015 本发明实施例的特征还在于， 所述喷头包括壳体， 所述壳体远离所述水管道的一 端设置有喷孔面， 所述壳体靠近所述水管道的一端设置有增压结构， 所述增压结构与所述 喷孔面之间的所述壳体内设置有空腔， 所述空腔内靠近所述增压结构设置有隔水膜层， 所 述隔水膜层与所述喷孔面之间设置有水腔； 所述水腔内设置有贯穿所述隔水膜层、 所述增 压结构， 并与所述水管道相连接的进水管。 0016 本发明实施例的特征还在于， 所述增压结构包括旋合在所述壳体上的限位板， 所 述限位板上设置有若干通风孔。 0017 本发明实施例的特征还在于， 所述通风孔呈。

14、圆锥状， 所述通风孔直径小的一端靠 近所述隔水膜层设置。 0018 本发明实施例的特征还在于， 所述水循环系统包括设置在变压器本体下端的滤水 框， 所述滤水框内设置有过滤结构， 所述滤水框通过水管连接有水泵， 所述水泵连接有补水 箱， 所述补水箱与所述管道相连接。 0019 本发明的实施方式具有如下优点： 0020 (1)本发明的变压器本体上设置有用于自动控制的温控开关， 水冷装置以及风冷 装置分别通过温控开关进行自动控制， 提高变压器散热片降温装置的自动化性能， 操作更 加方便； 0021 (2)本发明的水冷装置的水管道外侧包裹设置风冷装置的风管道， 由于本发明的 水冷装置与风冷装置嵌套安装。

15、， 有效减小变压器散热片降温增容装置的占用面积， 便于安 装拆卸； 0022 (3)本发明的水冷装置和风冷装置嵌套安装， 水沿水管道经过喷头向变压器本体 喷洒的同时风沿风管道与喷头一起对变压器本体进行散热， 能够对变压器整体进行有效的 散热处理， 有效减少变压器本体的散热盲区， 提高了变压器的散热效果， 避免现有技术风冷 造成的变压器局部散热不好的问题； 0023 (4)本发明的水管道和风管道嵌套安装， 从而风管道和水管道之间进行热量交换， 从而降低水冷和风冷温度， 提高散热效果。 附图说明 0024 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要。

16、使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 说明书 2/6 页 4 CN 111403156 A 4 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可 以根据这些附图获得其它的附图。 0025 图1为本发明实施例的整体结构示意图； 0026 图2为本发明实施例图1中A部分的放大图； 0027 图3为本发明实施例图2中B的放大结构示意图； 0028 图4为本发明实施例的喷头结构示意图。 0029 图中： 0030 1-水冷装置； 2-风冷装置； 0031 10-水管道； 11-水循环系统； 12-喷头； 13-摆动结构； 0032 20。

17、-风管道； 21-鼓风装置； 22-出风孔； 0033 111-滤水框； 112-水泵； 113-补水箱； 0034 121-壳体； 122-喷孔面； 123-隔水膜层； 124-水腔； 125-进水管； 126-限位板； 127- 通风孔； 0035 131-支架； 132-套筒； 133-转轴； 134-拨动结构； 135-居正弹簧； 0036 1341-平衡拨片； 1342-垫块； 1343-挡片。 具体实施方式 0037 为使得本发明的发明目的、 特征、 优点能够更加的明显和易懂， 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， 显然， 下面所描。

18、述 的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而非全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例， 都属于本发明保护 的范围。 0038 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。 0039 在本发明的描述中， 需要理解的是， 术语 “上” 、“下” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 等指示 的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描 述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 0040 本发明实施例提供。

19、了一种变压器外部降温增容装置的控制系统， 其控制方法包括 以下操作步骤： 0041 S100、 当转换开关处于自动状态， 温控开关触发闭合时， 风冷装置和水冷装置工 作； 0042 S200、 关闭风冷装置控制开关， 水冷装置工作； 或关闭水冷装置控制开关， 风冷装 置工作； 0043 S300、 当转换开关处于手动状态， 分别通过水冷装置和风冷装置的控制开关控制 其工作。 0044 控制系统接入220V/50Hz电源， 总开关具有漏电及过载保护功能。 本发明的控制系 统包含手动及自动状态。 当手动状态时， 可分别合上水冷装置或者风冷装置的总控开关， 使 其单独或联动工作。 在自动状态时， 温。

20、控开关被固定于变压器本体的关键温控点上安装有 温控开关， 由温控开关触发系统运行的信号， 当温度达到设定值时， 温控开关闭合， 使控制 说明书 3/6 页 5 CN 111403156 A 5 风冷装置或水冷装置的接触器吸合， 风冷装置与水冷装置同时工作或相继工作。 也可关闭 任一装置的手动开关， 使另一系统单独工作。 在风冷装置的风机电路上设有电流检测报警 器， 若风冷装置启动， 但电机未工作或过载， 则会亮灯或蜂鸣进行报警。 0045 本发明的变压器本体上设置有用于自动控制的温控开关， 水冷装置以及风冷装置 分别通过温控开关进行自动控制， 提高变压器散热片降温装置的自动化性能， 操作更加方。

21、 便。 0046 此外， 如图1和图2所示， 本发明还提供了一种变压器外部降温增容装置， 包括风冷 装置2、 水冷装置1以及分别与风冷装置2和水冷装置1电性连接的控制系统， 水冷装置1和风 冷装置2分别电性接触器， 接触器与控制系统电性连接， 通过控制系统控制水冷装置1和风 冷装置2相继工作， 提高自动化性能， 使得变压器本体的降温更加智能， 更加方便。 0047 本发明的水冷装置1包括围绕变压器本体设置的水管道10， 水管道10连接有水循 环系统11， 水循环系统11将喷淋在变压器本体1上的水资源进行过滤回收， 从而减少水资源 的浪费， 在水管道10靠近变压器本体的一侧端面上设置有喷头12，。

22、 水循环系统11连接有水 源， 进行补水， 气动与水管道10相连接的电磁阀， 对管道10内的水沿管道流动， 通过喷头12 向变压器本体上喷淋， 从而起到水冷效果， 喷淋在变压器本体上的水沿变压器本体的外壁 向下滑落， 通过水循环系统11进行回收利用。 0048 本发明的风冷装置2包括包裹水管道10设置的风管道20， 风管道20与水管道10嵌 套安装， 减小风冷装置2和水冷装置1的占用空间， 方便围绕变压器本体安装， 风管道20连接 有鼓风装置21， 鼓风装置21为风机， 风机通过继电器与控制系统电性连接， 风管道20靠近变 压器本体的一侧端面上设置有与喷头12相对应的出风孔22， 喷头12嵌装。

23、在出风孔22内， 在 变压器本体上喷头12喷洒的区域均可通过出风孔22进行风冷操作， 从而提高风冷装置2对 变压器本体的降温效果， 避免整体式降温造成的变压器本体局部降温效果较差的问题。 0049 水冷装置1与风冷装置2嵌套式组合在一起， 不仅有效减少组合结构所占用的空 间， 便于变压器的冷却， 而且由于水管道10和风管道20套装在一起， 为此水管道10和风管道 20之间的流体在流动的过程中进行热量交换， 从而降低水管道10和风管道20内流体温度， 从而提高了流体对变压器本体的降温效果。 0050 水沿水管道10经过喷头12向变压器本体喷洒的同时风沿风管道20与喷头12一起 对变压器本体进行散。

24、热， 从而提高变压器本体局部散热效果， 通过围绕变压器本体设置的 若干喷头12和出风孔22， 能够对变压器整体进行有效的散热处理， 有效减少变压器本体的 散热盲区， 提高了变压器的散热效果， 避免现有技术风冷造成的变压器局部散热不好的问 题。 0051 本发明的水循环系统11与现有技术的水循环系统结构相同， 一般包括设置在变压 器本体下端的滤水框111， 滤水框111内设置有过滤结构， 滤水框111通过水管连接有水泵 112， 水泵112连接有补水箱113， 补水箱113与水管道10相连接， 补水箱113还通过管道连接 水源， 当补水箱113内水量降低时向补水箱113内补充水分， 在滤水框11。

25、1内设置的过滤结构 为设置在滤水框111出水端口的过滤网， 用于过滤滤水框111内水中杂质， 避免杂质进入喷 头12， 造成喷头12发生堵塞问题， 通过本发明的水循环系统11将喷淋在变压器本体上的水 进行回收利用， 从而避免水资源的浪费。 0052 本发明实施例的喷头12与水管道10之间通过软管相连接， 一方面方便喷头12的活 说明书 4/6 页 6 CN 111403156 A 6 动， 另一方面， 方便喷头12的安装与拆卸， 便于后期维修， 本发明喷头12通过摆动结构13安 装在水管道10上， 通过摆动结构13带动喷头12在有限的范围内来回摆动， 从而增大喷头12 的喷洒面积， 有效提高喷。

26、头12的冷却效果， 减少水冷装置1上喷头12的使用， 提高了水冷装 置1的制作成本。 0053 如图2和图3所示， 摆动结构13包括在水管道10上设置的支架131， 支架131上安装 有用于固定喷头12的套筒132， 套筒132内设置内螺纹， 喷头12上设置外螺纹， 从而喷头12旋 合安装在套筒132内， 套筒132内径可由远离水管道10的一端向靠近水管道10的一端逐渐减 小， 呈锥形结构， 从而适用于不同外径尺寸的喷头12与套筒132旋合安装， 在套筒132靠近水 管道10的一端通过转轴133与支架131相连接， 套筒132以转轴133为旋转圆心来回摆动， 在 支架131远离水管道10的一端。

27、设置有拨动结构134， 拨动结构134与套筒132相接触， 通过拨 动结构134拨动套筒132以转轴133为圆心摆动， 由于靠近拨动结构134， 在套筒132两侧的支 架131上分别设置有居正弹簧135， 通过居正弹簧135的作用使得套筒132在两个居正弹簧 135之间来回摆动， 从而增大喷头12喷洒范围。 0054 本发明的拨动结构134和两个居正弹簧135分别垂直转轴133设置， 且拨动结构134 拨动套筒132的方向与居正弹簧135对套筒132的作用力方向相互平行。 0055 如图3所示， 其中拨动结构134包括转动安装在支架131上的平衡拨片1341， 平衡拨 片1341通过与转轴13。

28、3相平行的轴与支架131转动连接， 平衡拨片1341平行于套筒132设置， 在平衡拨片1341的一端靠近套筒132设置并安装有垫块1342， 平衡拨片1341的另一端设置 有挡片1343， 平衡拨片1341设置有垫块1342一侧距离轴的长度小于平衡拨片1341设置有挡 片1343一侧距离轴的长度。 0056 平衡片1341向远离水管道10的方向延伸， 挡片1343靠近喷头12的出水端设置， 为 此， 当水冷装置1启动时， 水沿喷头12喷洒出， 喷头12内的水对平衡片1341以及挡片1343有 向远离喷头12方向的作用力， 平衡片1341设置有垫块1342的一端向靠近套筒132的方向移 动， 从。

29、而将套筒132靠近垫块1342的一端向与垫块1342相同的方向拨动， 从而改变设置在套 筒132两侧的居正弹簧135的平衡。 0057 位于套筒132两侧的居正弹簧135度对套筒132有与垫块1342相反的作用力， 在喷 头12不对平衡片1341以及挡片1343产生作用力后， 通过居正弹簧135的作用使得套筒132在 居正弹簧135之间摆动， 在平衡片1341以及挡片1343恢复至喷头12的喷洒范围内后， 再次通 过喷头12的作用力带动拨动结构134摆动， 从而带动携带喷头12的套筒132摆动， 从而实现 喷头12的来回摆动， 增大喷洒降温范围。 0058 如图4所示， 本发明实施例的喷头12。

30、包括壳体121， 壳体121远离水管道10的一端设 置有喷孔面122， 壳体121靠近水管道10的一端设置有增压结构， 增压结构与喷孔面122之间 的壳体121内设置有空腔， 喷孔面122上设置有若干锥形结构的喷孔， 喷孔孔径较大的一端 靠近空腔设置， 从而增加喷孔的喷洒压力， 起到增压的作用， 在空腔内靠近增压结构设置有 隔水膜层123， 隔水膜层123与喷孔面122之间设置有水腔124； 水腔124内设置有贯穿隔水膜 层123、 增压结构， 并与水管道10相连接的进水管125， 隔水膜层123与进水管125密闭连接， 水管道10内的水通过进水管125进入水腔124内后， 通过喷孔面122上。

31、的喷孔向变压器本体 上喷洒。 0059 其中， 增压结构有效提高水腔124内水压， 从而提高经过喷孔面122喷洒的水压， 提 说明书 5/6 页 7 CN 111403156 A 7 高水冷效果。 增压结构包括旋合在壳体121上的限位板126， 限位板126上设置有若干通风孔 127， 通风孔127呈圆锥状， 通风孔127直径小的一端靠近隔水膜层123设置， 从而提高通风孔 127靠近隔水膜层123一侧的流体速度， 增强风对隔水膜层123的作用力， 帮助推动隔水膜层 123向水腔124内移动。 0060 当风管道20内风沿风管道20通过出风孔22向变压器本体喷洒时， 出风孔22处的风 同时沿通。

32、风孔127向壳体121的空腔内吹去， 从而挤压空腔内靠近增压结构设置的的隔水膜 层123， 隔水膜层123向水腔124内突出， 从而减小水腔124内空间， 增大水腔124内水压， 从而 起到增压作用， 提高了水冷装置1的降温效果。 0061 需要说明的是， 在本文中， 诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来， 而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。 而且， 术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些要 素， 而且还包括没。

33、有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设备 所固有的要素。 0062 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 0063 以上所述， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽管参照前 述实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前 述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些 修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 说明书 6/6 页 8 CN 111403156 A 8 图1 说明书附图 1/4 页 9 CN 111403156 A 9 图2 说明书附图 2/4 页 10 CN 111403156 A 10 图3 说明书附图 3/4 页 11 CN 111403156 A 11 图4 说明书附图 4/4 页 12 CN 111403156 A 12 。