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喷嘴

阅读:1019发布:2020-05-13

IPRDB可以提供喷嘴专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及喷嘴(240)。特别地,喷嘴用作饮料制备包装的一部分。喷嘴包括具有导管(242)的喷嘴主体(246),导管具有入口端(254)和出口端(256),以及以可拆卸的方式连接到喷嘴主体的塞子(248)。塞子和导管配置成使得当塞子与喷嘴主体分离时,塞子适于沿着导管行进并且在出口端处保持在导管内,使得流体可以从入口端朝出口端流过导管。,下面是喷嘴专利的具体信息内容。

1.一种喷嘴,包括:

具有导管的喷嘴主体,其中所述导管具有入口端和出口端;以及塞子,其连接到所述喷嘴主体并阻塞所述入口端,其中所述塞子以可拆卸的方式连接到所述喷嘴主体;

其中,所述塞子和所述导管配置成使得当所述塞子与所述喷嘴主体分离时,所述塞子适于沿着所述导管行进并且在所述出口端处保持在所述导管内,使得流体可以从所述入口端朝向所述出口端流过所述导管。

2.根据权利要求1所述的喷嘴,其中所述塞子的形状在所述出口端的方向上逐渐变细。

3.根据权利要求2所述的喷嘴,其中所述塞子具有基本上圆锥形的形状。

4.根据权利要求2或3所述的喷嘴,其中所述塞子具有截头圆锥形状。

5.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴,其中所述导管在所述出口端处变细。

6.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴,其中所述喷嘴主体包括至少一个狭槽,所述狭槽至少部分地沿着所述导管的长度延伸。

7.根据权利要求6所述的喷嘴,其中所述喷嘴主体包括两个径向相对的狭槽,所述狭槽至少部分地沿着所述导管的长度延伸。

8.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴,其中所述导管在所述出口端处具有开口,并且其中所述喷嘴主体和所述塞子配置成使得当所述塞子保持在所述出口端处时,所述塞子位于所述开口内。

9.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴,其中所述塞子包括沿其长度的凹槽。

10.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴,其中连接到所述喷嘴主体的所述塞子密封所述入口端。

11.根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴,其中所述塞子通过围绕所述塞子的周边的连续材料部分以可拆卸的方式连接到所述喷嘴主体,其中所述连续材料部分配置成在对所述塞子施加足够的力时破裂。

12.一种饮料制备包装,包括:

包含饮料成分的包装主体;以及

根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴,其中所述喷嘴附接到所述包装主体,并且所述出口端定位在所述包装主体内。

13.根据权利要求12所述的饮料制备包装,其中所述包装主体还包括可通过热量和/或压力释放的区域,以允许饮料从所述包装主体中逸出。

14.根据权利要求12和13中任一项所述的饮料制备包装,当从属于权利要求7时,其中所述包装主体包括前片和后片,其中所述前片沿着所述前片和所述后片的边缘与所述后片粘合,并且所述喷嘴结合在所述前片和所述后片之间,使得径向相对的狭槽面向所述粘合边缘。

15.一种形成喷嘴的方法,包括:

进行注塑成型以制造根据权利要求1至11中任一项所述的喷嘴的步骤,其中所述喷嘴是单件式注塑制品。

16.根据权利要求15所述的方法,其中所述注塑成型工艺包括在形成所述喷嘴之后从所述喷嘴的导管内移除销。

说明书全文

喷嘴

技术领域

[0001] 本发明涉及喷嘴。特别地,用作饮料制备包装的一部分的喷嘴。本发明还涉及一种形成该喷嘴的方法。

背景技术

[0002] 喷嘴在需要输送流体的应用中有许多用途。一个示例性应用是作为饮料制备包装的一部分,例如EP0179641A2中所述。这种饮料制备包装在包装主体内包含喷嘴。喷嘴起到包装的进水口的作用,该进水口可由酿造机牢固地保持。通过喷嘴将水注入包装主体中以制备包含在其中的饮料成分。
[0003] 在将液体注入饮料制备包装之前,希望喷嘴关闭,并且优选地密封。过去,这是通过将箔构件粘附在喷嘴入口上来实现的。然后可以通过饮料酿制机的注水构件刺穿箔。另一种方法涉及形成具有整体密封端的喷嘴。然后,该整体密封端被饮料酿制机的注水构件刺穿,从而可以将水注入饮料制备包装中。
[0004] 使用箔构件密封入口需要在喷嘴制造期间进行额外的步骤,因此显著增加了喷嘴的生产成本。如上所述,替代方法是将在一端整体密封的单件式喷嘴进行注塑模制。该方法限制了喷嘴开口端的配置选择,因为在注塑模制过程中必须将销定位以形成喷嘴导管。在形成注塑模制成型的喷嘴之后,必须经由开口端移除销。因此,开口端的结构必须设计成允许移除销。这通常将喷嘴的开口限制得相对较宽并且沿着导管的方向取向。

发明内容

[0005] 因此,本发明的一个目的是生产一种喷嘴,该喷嘴不需要二次密封步骤,同时仍然允许喷嘴的非密封端的配置具有灵活性。这种配置灵活性允许优化流体流出喷嘴的流动模式。
[0006] 因此,本发明提供了一种喷嘴,包括具有导管的喷嘴主体,其中导管具有入口端和出口端;塞子连接到喷嘴主体并阻塞入口端,其中塞子以可拆卸的方式连接到喷嘴主体;其中,所述塞子和所述导管配置成使得当所述塞子与所述喷嘴主体分离时,所述塞子适于沿着所述导管行进并且在所述出口端处的所述导管内被释放,使得所述流体可以从入口端朝向出口端流过所述导管。
[0007] 喷嘴的这种配置提供了在使用之前密封喷嘴的塞子。在使用中,喷嘴的塞子通过例如向塞子施加力而与喷嘴主体分离。然后塞子沿着喷嘴主体的导管行进。当塞子到达出口端时,它不会离开喷嘴。而是,塞子保持在喷嘴主体的出口端。它以这样的方式保持在导管出口端,使得它不阻挡流体从入口端朝向出口端的流动。以这种方式,塞子成为出口端构造的一部分,然后可以影响流体的离开出口端的流动模式。此外,塞子在出口端的保持确保了塞子不会随流体移除。这在诸如饮料酿制包装的应用中是特别有利的,其中因为塞子可能进入最终饮料中或者可能部分地阻塞包装内的过滤元件,优选的是塞子不与包装中的饮料制备成分混合。
[0008] 如上所述,塞子的保持确保塞子不会离开喷嘴的出口端。然而,塞子可能能够在导管内向入口端反向行进。从这个意义上说,塞子没有固定到位。在使用中,通过流体流过喷嘴以及可能的重力影响,阻止塞子在导管内向入口端反向行进。
[0009] 这里一般意义上描述的喷嘴是用于引导流体流动的制品。因此,它在喷嘴主体内具有导管。导管是流体可以流过的通道。
[0010] 喷嘴主体可以由对喷嘴意图使用的流体不可渗透的任何材料形成。特别优选的是,喷嘴主体通过注塑成型形成。因此,优选地,喷嘴主体由可注塑成型材料制成。特别优选的是可注塑成型的塑料,特别是聚丙烯或聚乙烯。聚丙烯是最优选的。
[0011] 在本发明中,导管具有入口端和出口端。作为入口端或出口端的端部的概念不限制本发明仅允许流体在一个方向上流动。术语入口端和出口端仅用于帮助描述喷嘴的功能。具体地,入口端是在使用时优选地注入流体的喷嘴端部(并且,在饮料酿制包装的特定用途中,在该处注入流体),出口端是在使用中流体优选地流向的喷嘴端部(并且,在饮料酿制包装的特定用途中,流体朝向其流动)。
[0012] 如上所述,喷嘴包括连接到喷嘴主体并阻塞导管入口端的塞子。以这种方式,塞子可以阻止材料通过导管。优选的是,塞子密封喷嘴主体的入口端,使得没有材料可以通过导管,例如在储存期间和/或使用之前。以这种方式,喷嘴可确保在期望流动的点之前阻塞流体流动。当喷嘴是饮料制备包装的一部分时,密封可以确保饮料制备成分保留在饮料制备包装主体内并且保持其新鲜度。应当理解,在使用之前,塞子位于入口端处。它被适当地定位,使得它可以用源自喷嘴外部的元件来操纵。
[0013] 塞子可以完全定位在导管内。换句话说,塞子的任何部分都不从导管的入口端突出。这确保了不会意外地将力施加到塞子上,而使得过早地将塞子从喷嘴主体上拆下。
[0014] 如上所述,塞子以可拆卸的方式连接到喷嘴主体。可拆卸的方式允许塞子与喷嘴主体脱离,从而形成分立的塞子和分立的喷嘴主体部件。
[0015] 塞子可以通过粘合剂连接到喷嘴主体,其中可以通过向塞子施加足以破坏粘合剂粘合的力来克服粘合剂粘合。或者,塞子可以通过一部分材料连接到喷嘴主体。通过将材料做的相对较弱例如足够薄使得施加到塞子的力可以使塞子从喷嘴主体上脱离。当塞子定位在导管内时,该部分材料可以是围绕塞子周边的连续材料部分。塞子和材料部分最好是与喷嘴主体相同的材料。以这种方式,喷嘴主体、材料部分和塞子可以适当地通过单个制造工艺形成为整体制品。这导致相应的节省成本。
[0016] 如上所述,塞子可以通过施加到塞子的力而与喷嘴主体脱离。脱离塞子所需的力可以大于10牛顿,或大于20牛顿,并且优选大于25牛顿。这确保了在正常处理喷嘴期间塞子不会意外脱离。塞子脱离所需的力可小于100牛顿,或小于85牛顿,优选小于75牛顿。这确保了可以通过机械动作容易且简单地移除塞子。因此,优选塞子脱离所需的力在25牛顿至75牛顿的范围内。
[0017] 在塞子从喷嘴主体上拆下之后,塞子能够在出口端的方向沿着导管行进。因此,分离的塞子的尺寸设计成小于其附接位置的紧邻下游(即朝向出口端)的导管,使得其可以移动穿过导管。这种行程可以通过重力或进入入口端的流体流动来辅助。塞子被限制在导管的出口端进一步移动。换句话说,塞子被阻止离开喷嘴主体导管的出口端。这可以通过限制在出口端处的导管的孔或横截面积来实现。
[0018] 尽管在使用中,塞子保持在导管的出口端,但塞子和导管配置成使得流体仍然可以从入口端朝向出口端流过导管。优选地,塞子和导管配置成使得导管还包括一个或多个开口(即,入口端和出口端之外的一个或多个开口),在使用中,其保持畅通无阻。而且,保持在出口端的塞子影响来自出口端的流体流动,因此可以配置成提供离开喷嘴的所需流体流动模式。
[0019] 塞子和导管的精确配置不受特别限制,只要其允许塞子移动通过喷嘴主体导管并保持在出口端处,同时不阻止流体从入口端朝向出口端流动。实现此目的的多种方式是可能的,并且本文考虑了实现该特征的特别优选的方式。
[0020] 塞子可具有在出口端方向上逐渐变细的形状。换句话说,塞子的宽度沿着塞子的长度在从入口端行进到出口端的线性方向上减小。这种锥形形状有助于塞子在锥形方向上移动,即朝向出口端移动。塞子的形状可以是大致圆锥形。这种圆锥形状特别有效地确保当塞子从喷嘴主体上拆下时塞子可以容易地沿着导管移动。基本上圆锥形的形状可以是截头圆锥形。
[0021] 塞子可以具有在入口端方向上逐渐变细的形状,以及在出口端方向上逐渐变细的形状。这导致在沿着远离端部的长度的某点处具有最大宽度的形状。这减少了具有最大宽度的塞子部分,因此有助于塞子沿着导管移动。优选地,塞子在其最大宽度处连接到喷嘴主体。
[0022] 塞子的长度可以长于其行进穿过的导管的最大宽度。以这种方式,当塞子行进穿过导管时,塞子的取向应该基本上保持不变。
[0023] 塞子的形状适当地与导管的形状互补。特别优选的是,塞子和导管都具有圆形横截面。这种对称的形状确保了导管的良好密封,并有助于塞子随后沿着导管的移动。
[0024] 导管可以在出口端处变细。这种变细可有助于将塞子保持在出口端处。换句话说,导管的宽度在出口端处朝向出口端点减小。导管是逐渐变细的,使得导管在逐渐变细之前的宽度足够大以允许塞子穿过导管行进,但是导管逐渐变细到直径小于塞子的尺寸,从而防止塞子穿过出口端离开导管。当塞子具有基本上圆锥形的形状时,导管的出口端的变细可以与塞子的圆锥形状互补。以这种方式,塞子在出口端牢固地保持在一致的位置。
[0025] 导管可以在出口端处具有开口,其中喷嘴主体和塞子配置成使得当塞子保持在出口端时塞子可以位于开口内。以这种方式,塞子可以保持在特定位置,增强了来自喷嘴的流体流动模式的一致性。
[0026] 如上所述,塞子以这样的方式保持在出口端,使得流体可以从入口端朝向出口端流过导管。为实现此目的,导管适当地沿其长度包括一个或多个开口,例如穿孔或狭槽。开口为从入口端朝向出口端流过导管的流体提供排出点。喷嘴主体和塞子的构造确定了保持的塞子在出口端处的相对位置,因此影响了流体可以通过其离开导管的开口的形状和尺寸。优选地,这样的开口定位成使得开口的开口区域的主要部分比入口端更靠近出口端。因此,优选的是,开口定位成使得每个或所有开口的开口区域的主要部分比入口端更靠近出口端。然而,应当理解,在本发明的范围内,导管包括开口,该开口至少一部分位于导管的更靠近入口端的区域中。可以选择开口的数量以产生离开导管的所需流体流动模式。
[0027] 在一个优选的配置中,至少一个狭槽部分地沿着导管的长度延伸。因此,所述至少一个狭槽的长度优选小于导管的长度。优选地,所述狭槽定位成使得所述狭槽的开口区域的主要部分比所述入口端更靠近所述出口端。可以使一个狭槽沿导管延伸,或两个槽,或三个槽,或四个槽,或五个槽,或六个槽,或多于六个槽。
[0028] 在导管包括多个开口(优选地为狭槽)的情况下,每个开口的尺寸可以相同或不同,但优选相同,特别是在需要对称流动的情况下。特别优选的实施例包括两个开口(优选地为狭槽),优选地两个径向相对的开口(优选地为狭槽)。这产生了来自喷嘴的流体的出口模式,其有利地沿两个相反的方向喷射流体。径向相对的开口(优选地为狭槽)位于导管的相对侧上。或者,可以有四个开口(优选地为狭槽),它们均匀地分布在导管周围。
[0029] 塞子可沿其长度包括凹槽。这些凹槽可以通过最小化塞子和导管之间的接触表面积来帮助塞子沿着导管行进。凹槽也可以沿塞子外表面的整个长度延伸。以这种方式,凹槽可以形成围绕塞子的通道。当这种塞子与具有开口的导管一起使用时,塞子容纳在该开口中,通道允许水从导管中排出。以这种方式,沿表面的凹槽图案决定了流出的流体的流动模式。凹槽的使用可以与其他出口组合,例如上述狭槽形式的出口。同样,以这种方式可以优化特定的流动模式。
[0030] 优选的是,当塞子包含在出口端时,流体可以从导管中的喷嘴排出的总开口面积等于或大于导管的总横截面积。以这种方式,不会在喷嘴内积聚反压。
[0031] 还提供了一种饮料制备包装,其包括包含饮料成分的包装主体;和如本文所述的喷嘴,其中喷嘴附接到包装主体,并且出口端定位在包装主体内。
[0032] 本文所述的喷嘴对于饮料制备包装是特别有利的,因为其具有能够阻塞入口端并因此阻止饮料制备成分离开包装(例如在储存或运输期间)的塞子。此外,当塞子被拆卸时,它将不会进入饮料制备包装中,而是包含在喷嘴内并有助于影响流体流出出口。这允许优化包装内饮料成分的润湿和从包装中清除饮料成分。
[0033] 包装主体可以由适于容纳饮料成分的任何材料制成。优选地,饮料包装主体由基本上不透气和不透水的材料形成。特别地,包装主体可以由柔性塑料材料形成。此外,包装主体可以由包括铝箔层的层压材料形成。
[0034] 将喷嘴结合到饮料制备包装中,使得出口端定位在包装主体中,并且入口端定位在包装主体外部。以这种方式,喷嘴将流体从饮料制备包装外部引导到包装主体内部,以便在饮料制备包装内制备饮料。喷嘴可以通过粘合剂附接到包装主体。或者,可以使用焊接将喷嘴附接到包装主体。
[0035] 为了使制备的饮料离开饮料制备包装,包装主体适当地还包括可通过热和/或压力释放的区域。例如,为了制备饮料而引入包装主体中的液体的热量可导致可释放区域打开并允许饮料逸出。可选地或另外地,与将液体注入包装主体相关联的压力可导致可释放区域的打开。
[0036] 包装主体可包括前片和后片,其中沿前片和后片的边缘将前片粘合到后片上,并且喷嘴结合在前片和后片之间。前片和后片可以通过超声波焊接结合在一起。
[0037] 当饮料制备包装由前片和后片形成时,包含饮料成分的包装主体内的空间由在粘合边缘处连接的前片的内表面和后片的内表面形成。已经发现饮料成分会沿着粘合边缘积聚。因此,如果喷嘴引导流体流动以便从包装主体的边缘清除饮料成分,则有利于利用所有饮料成分。因此,优选的是,喷嘴结合到饮料制备包装中,使得其将注入的流体引向包装主体的边缘。
[0038] 当喷嘴包括如上所述的在径向上相对的开口(优选地为狭槽)时,这可以通过结合喷嘴使得径向相对的开口朝向粘合边缘而不是朝向前片和后片的内表面来实现。发现这种布置改善了包装中饮料成分的利用。
[0039] 当喷嘴包括围绕导管均匀间隔开的四个开口(优选地为狭槽)时,两个开口可朝向粘合边缘,而另外两个开口可朝向前片和后片的内表面。或者,开口可以相对于粘合边缘的方向成一定角度,例如45度。
[0040] 还提供了一种形成喷嘴的方法,包括注塑成型本文所述的喷嘴的步骤,其中喷嘴是单件式注塑制品。
[0041] 注塑成型是用于制造本文所述的喷嘴的特别优选的方法。它提供了批量生产所要求保护的喷嘴的节省成本的方式。这里描述的喷嘴的结构对于注塑过程特别有利。特别地,在导管的一端形成的塞子配置成阻塞入口端并且随后也包含在出口端处,从而影响流体流出喷嘴。
[0042] 在制造过程中,在出口端处没有用于引导流体的特定组分释放了出口端处的空间。因此,作为注塑成型过程的一部分,销可以定位以形成导管,并且随后通过出口端移除。以前不可能形成密封端和用于从单件制品中的出口引导流体的构造。在一个步骤中执行注塑成型工艺并形成成品喷嘴的能力降低了制造成本。
[0043] 当导管在出口端逐渐变细时,喷嘴主体具有适当的柔性,以便在注塑成型过程结束时能够移除销。这种柔性本质上主要是弹性,以确保在移除销之后恢复锥度。如上所述,通过沿导管长度延伸的至少一个狭槽的存在可以提供柔性。狭槽可以一直存在到导管的末端。以这种方式,出口端的部分可以分开。优选的是,存在至少两个沿导管延伸的狭槽,其中每个狭槽一直存在于导管的端部。以这种方式,导管的出口端部分地呈现为喷嘴主体的腿部的形式。然后,这些腿部能够彼此远离地弯曲,以便在注塑成型过程之后能够移除销。
[0044] 与导管壁的其余部分相比,导管的锥形部分的壁可以相对较薄。这使得锥形部分相对于喷嘴的其余部分具有改进的柔性。

附图说明

[0045] 现在将参考以下附图描述本发明。
[0046] 图1是现有技术的饮料制备包装的立体图。
[0047] 图2a是图1中描绘的现有技术的饮料制备包装的剖视图。
[0048] 图2b是图1的饮料制备包装在使用期间的剖视图。
[0049] 图3a是本发明的喷嘴的剖视图。
[0050] 图3b是图3a中描绘的本发明的喷嘴的立体图。
[0051] 图4a是在拆下塞子之后本发明的喷嘴的剖视图。
[0052] 图4b是图4a中描绘的喷嘴的对应立体图。

具体实施方式

[0053] 图1描绘了饮料制备包装100的示例性应用中的现有技术喷嘴。饮料制备包装100由前片110和后片112形成。前片110围绕片材边缘116粘合到后片112。喷嘴140结合到饮料制备包装100的顶部边缘中。饮料制备包装100具有底部密封件120,其可在热和压力的作用下释放。
[0054] 图2a和2b显示了饮料制备包装的一般作用。饮料制备包装100具有包含在包装主体内的饮料制备成分150。饮料制备成分150保持在过滤元件130上方。通过箔构件144的存在来密封喷嘴140的入口。移除该箔构件144以允许液体注入饮料制备包装中。或者,箔构件可以由酿制装置的注射构件刺穿。然后通过喷嘴140将水注入饮料制备包装100中,并且释放可释放密封件120以允许饮料从饮料制备包装100的底部逸出。
[0055] 这里描述的新喷嘴改进了现有技术的喷嘴。
[0056] 图3a和3b示出了根据本发明的喷嘴。喷嘴240具有穿过喷嘴主体246形成的导管242。塞子248以可拆卸的方式连接到喷嘴主体246。塞子248定位在导管242内。塞子248通过围绕塞子248的周边的材料252的连续部分连接到喷嘴主体246。该部分材料252相对较薄,并且当向塞子248施加足够的力(例如50牛顿)时可以破坏。该部分材料252的合适厚度可为约0.2mm。
[0057] 塞子248阻塞(特别是密封)喷嘴240的入口端254。在导管242的另一端是喷嘴240的出口端256。
[0058] 塞子248具有在出口端256的方向上逐渐变细的形状。特别地,塞子基本上是圆锥形,更具体地说是基本上截头圆锥形的形状。
[0059] 导管242在出口端256处逐渐变细。以这种方式,塞子248可以在出口端256处保持在喷嘴240中。
[0060] 出口端256具有沿管道延伸的两个径向相对的狭槽258。每个狭槽258一直存在于导管的末端。当塞子248保持在出口端256处时,狭槽用作流过导管的流体的出口。
[0061] 图4a和4b描绘了在塞子248已从喷嘴主体246分离之后的喷嘴。塞子248在重力和/或流体作用下沿导管242行进从入口端254流到出口端256。塞子248主体位于出口端256处的导管242的端部处的开口内。以这种方式,塞子248阻塞开口256,但留下沿着导管242的侧面延伸的狭槽258的无阻碍部分。以这种方式,流过导管的流体受到出口端256处的塞子248的存在的影响。塞子248阻止流体离开导管242的出口端处的开口并且将流体侧向地重定向流出狭槽258。
[0062] 在该特定实施例中,塞子248具有沿塞子的长度延伸的凹槽260。这些凹槽260不延伸越过塞子248的最大宽度。因此,当塞子248沿导管242行进但是不形成连续通道时,这将显著有助于允许流体经由这些凹槽260离开导管242,这些凹槽260有助于最小化塞子248和导管242之间的摩擦。
[0063] 通过考虑图3a,可以理解改进的喷嘴240易于制造。如上所述,喷嘴240可以注塑成型做成单件。在注塑成型工艺中,通过在塞子248的出口端侧上的销来形成导管242。该销和模具的其余部分具有互补的形状,以便形成塞子和导管内部的所需构造。特别是,销是锥形的,以便在出口端处产生锥形导管。当出口端256是锥形时,狭槽258的存在有助于该出口端的柔性,因此有助于在注塑成型过程之后通过出口端移除销的能力,因为锥形端可以张开以便让销通过。特别有利的是,在注塑模制件的温度相对较高的同时执行销移除,因为锥形端部的柔性将更高。
[0064] 与导管其余部分的壁相比,导管的锥形部分具有相对薄的壁。锥形部分的合适壁厚可以是0.4mm。
[0065] 先前不可能注塑模制在入口端处密封并且在出口端处具有提供所需流体出口流动模式的构造的喷嘴。这已经在本发明中通过使用塞子来初始密封入口端,然后接着引导来自喷嘴的流体流来实现。
[0066] 前面的描述已经以特定的术语描述了本发明,但是不应该将其视为限制。本发明的范围由所附权利要求限定。可以以任何兼容的组合将上述本发明的各个方面组合以制造喷嘴。
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