一种节能型粮食真空干燥技术的制作方法

1.本发明属于农业机械技术领域，涉及稻谷，玉米，小麦，油料，豆类等颗粒状农产品的干燥，具体的说是一种节能型粮食真空干燥技术。


背景技术：

2.稻谷玉米收获季经常遭遇阴雨天气，需要及时干燥，随集约化发展，机械化干燥逐渐成为主流需求，国外先进技术单位能耗一般低于4300kj/kgh20，国内先进在6700kj/kgh20。2022年安徽农业厅【2022】2号《关于粮食烘干成套设备补贴额一览表及技术方案的公示》中要求稻谷单位耗热量≤8120kj/kgh20，小麦≤7700kj/kgh20玉米≤7980kj/kgh20。水的汽化热为2450kj/kgh20（20℃），是水汽化热的3倍多，耗能巨大，烘干成本高，制约了机械烘干处理总量占粮食总产量的比例。机械干燥中较先进的能耗数据在4300kj/kgh20，其消耗组成为水分蒸发50%，粮食显热10%，干燥介质显热损失20%，设备散热15%，其他5%。如果能有一种方法低温干燥（低于环境大气温度），低温出粮，设备散热损失为0，粮食显热损失为0，若将水分汽化热回收循环利用，不使用干燥介质，则总耗能将大幅度降低，高真空干燥技术能实现上述要求。
3.粮食真空干燥是将粮食置入密闭干燥室内抽真空，同时对粮食加热，使粮食内部水分获得能量后通过压力差扩散到表面，并被真空泵抽走的过程，具有干燥温度低，避免氧化，杀灭细菌害虫，环保等优点。除了种子干燥外，大批量真空干燥很少，普遍认为成本高，设备投资大，另外存在真空环境下传热困难，短时间内抽出大量水蒸气困难，以及水分含量均匀也困难。调研发现现有的真空粮食干燥真空度都比较低，-70kpa左右，这样的真空仅仅建立了水蒸汽快速脱离粮食表面的条件，没有有效利用高真空能降低粮食温度，扩大温差，强化传热的作用，现有的真空干燥沿袭热风干燥的思路，传热传质效果不尽人意，另外均没有将水蒸汽的汽化潜热闭路循环，焓热没有回用，热能消耗没有降低，加之真空条件下传热困难，不予强化则传热速率下降，因此干燥速度与其他干燥方式相比并没有表现出更大的优势。
4.2022年3月19日申请的发明专利cn202210273562，《一种谷物及农副产品低成本干燥技术》中采用氯化锂除湿得到干燥热空气用于干燥物料、稀氯化锂溶液mvr技术低成本浓缩再生，两个环节均将水蒸气的焓热进行了全额回收利用，将汽化潜热闭路循环实现了节能与低成本。
5.该发明原型机采用大抽速罗茨+气冷式罗茨+水喷淋捕集器+螺杆真空泵的获得热水的机组组合，亦实现焓热回用，但设备投资过大，操作过于繁琐，经改进优化形成了本发明公布的技术成果。
6.若将焓热回收理念与粮食真空干燥技术融合起来，处理好传热问题，则形成一种低成本节能的真空干燥技术。


技术实现要素：

7.本发明为解决现有粮食干燥过程耗能过高的问题，提供一种节能型粮食真空干燥技术。
8.为了实现上述目的，本发明采用的技术思路一是考虑水蒸气汽化潜热的闭环回收利用，二是强化真空干燥罐内的传热与传质，围绕这些问题先给出工艺技术方案，然后在实施例进一步阐述理论及试验依据。
9.本发明是这样实现的：一种节能型粮食真空干燥技术，由粮食真空干燥罐，真空机组组成，利用真空机组将粮食挥发出的水蒸气抽出并将所含的汽化潜热捕集到水中，形成热水返回真空罐对粮食加热。其本质是mvr技术，属于广义热泵的一种。其特征在于将粮食中逸出水蒸气所含的汽化热通过真空泵的压缩实现等额回收，闭环循环，实现焓热回用，除真空机组所需少量电能外，无需外加燃料加热，形成节能高效环保的干燥技术。真空机组的压缩能也以热水的形式进入真空干燥罐对粮食加热，通过焓热回用，单位能耗大幅度降低。真空干燥能快速完成干燥，保证粮食品质。为避免水喷射泵出水水温较低，无法形成有效的传热温差，采用螺杆真空泵与水喷射泵双前级泵并列，分流出部分水蒸气压缩到大气压，得到100℃的水汽混合物与水喷射泵出口的分流出的部分水混合，得到60℃左右的热水进入真空干燥罐内加热。
10.真空干燥罐是粮食干燥的位置，包括但不限于卧式和立式、单罐以及多罐组合。卧式真空干燥罐为列管换热器形式，粮食在管外，管内走热水，罐内设有数条热水管，顶部有布粮装置，底部设有出粮装置。加热水管管外设有散热翅片，为防止频繁冷热导致的热胀冷缩，加热管一头悬空，并不高于进水口，以防空气闭塞，影响传热，热水由加热管内外敷阻热层的硬质管伸入另外一端，散热翅片外表面涂敷强化红外辐射的涂层，以强化真空条件下的辐射传热。待干燥粮食填充在翅片空隙中间。热水管进水口分高温水，中温水和低温水三个温度分区，高温水由螺杆真空泵出口蒸汽与部分水喷射泵出口水混合得到，进入加热管，高温区回水进入中温区，低温区进水为喷射泵出口水，中温区与低温区回水合并作为水喷射泵进水。立式干燥罐为立式列管换热器结构，粮食在管内，管内壁涂敷红外辐射涂层，管外热水加热。上述的高温水，是由螺杆泵出口蒸汽与部分喷射泵出口水混合得到的，其水量与水温通过螺杆真空泵分流比例与混合水量的大小来调整。高温水是干燥罐的热源，也是焓热回用的实现途径，根据粮食特性，循环热水水温优选60℃上下，在不影响粮食品种的前提下尽量提高水温，以扩大温差强化传热，加快干燥速度。
11.上述的真空干燥罐：摒弃了传统真空设备的结构，采用类似于列管换热器的结构，两种实施例方案，方案一（见附图2），设有布粮机构，出粮绞龙，真空接口，真空接口端设有滤网，以防异物进入真空泵。真空干燥罐一端列管端板封闭，一端椭圆封头椭圆封头上开有真空口，罐中设有若干根平行的菱形排布的加热管，加热管一端封闭，中间穿入带有阻热套的细管伸入封闭段，用以输送热水。列管端板法兰焊接加热管，列管外敷设有铆接或焊接涂敷强化红外辐射的铝散热翅片，不同的角度平行安装，保证两片间距离小于7cm，使得粮食能顺利的进入腔体空隙，也尽可能的保证了每个粮食质点距离加热面的距离尽量短，以便传热，相对保证了各质点的均匀性，构建出高效的传热结构。另外为了防止传热温差小，主泵在低压力区工作导致整体干燥效率低的问题，加热进水分成了高温水（60℃上下）、中温水，低温水（水喷射泵出口温度），以强化整体干燥速度。整体内芯除布粮刮板固定于罐体顶
部外，其整体抽出，以方便设备制造安装与检修。方案二为立式列管换热器，粮食在管内，管外走热水，管内壁涂敷无毒的强化红外辐射的涂层。
12.上述的真空机组，目的是为了获得汽化潜热的回用，真空机组组合包括但不限于螺杆真空泵直抽，气冷罗茨泵压缩后水捕集，罗茨水喷射，罗茨水环机组等多种方式实现，水捕集为水喷射，2sk，2bv类的一种或多种，前级真空泵为气冷式罗茨，湿式罗茨，爪式真空泵，螺杆真空泵中的一种或多种泵种，兼顾效率与投资，本发明优选两级罗茨泵+水喷射泵并列螺杆泵的真空机组。选择水喷射泵的目的是通过水吸收水蒸气获得温度较高的水用作干燥罐加热热源，同时有足够的循环水量将所需的热量带入干燥罐加热管。水环或水喷射泵抽水蒸气存在蒸汽遇冷水瞬间液化的特点，因此抽速比抽干空气质量流速大200-300倍，适合本发明需要，但由于水喷射泵循环量大，出水温度相对较低，不能形成有效温差，采用螺杆真空泵分流部分水蒸气，压缩到大气压，对应温度100℃，与部分水喷射泵出水混合，达到较高的水温，主泵用大抽速的zj罗茨泵，目的是获得更高的极限真空和大的体积抽速，同时降低粮温，获得更大的传热温差，真空的建立能促使水分汽化并离开体系，是传质的基础。对粮食干燥来说需要大抽速，需要更大的体积流量，因此主泵选择大抽速泵，为防止压差过大导致主泵效率降低，设置中间罗茨泵，进一步压缩水蒸气，以提高水喷射泵出口的水温。粮食烘干抽出的是水蒸汽，与加热用热水是同种物质，因此以水为介质的真空泵直接吸收水蒸气，同时获得了粮食加热用的高温水，实现了汽化热的回收利用。设备一旦选定，体积流量即为定值，较高的入口压力能成倍的提高总流量，例如0℃水的饱和蒸汽压为608pa，16℃为1840pa,提高到3倍。因此尽量选择较高的加热温度，也即选择较高的工作压力，对应的体积流速就会大幅度上升。
13.上述的焓热回用，是节能的实现方式，也是本项目的出发点，本发明实质为mvr（蒸汽机械再压缩）技术的变型，本质就是一种热泵，任何热泵cop均大于1，仅此一点，单位耗热量即可突破水的汽化潜热2450kj/kgh2o，与常规热风干燥能耗的比较，节能效果有了质变性的提高。从热力学原理出发任何液体工质在由液态向气态转化过程必然向周围吸收热量。在汽化时会吸收汽化热。水在一定压力下汽化，又必然是相对应的温度。而且汽化压力愈低，汽化温度也愈低。如果用真空创造低压力的条件，让水在这个压力条件下汽化吸热，就得到相应的低温。这样就是以水为制冷工质的水制冷技术的原理。水作为第4代制冷工质比氟利昂工质有更高的制冷系数，水的汽化潜热是常见工质中最大的，其cop达到9以上，远高于常见空调工质，另外一个以水为工质的实例就是海水淡化，采用蒸汽机械压缩mvr技术回用焓热，回收汽化热，因所需提升温差小，28kwh的电量投入即可蒸发一吨海水，与电加热蒸发一吨水需要720kwh的电能来讲，cop达到20以上，由此可见焓热回用的节能效果极其显著。
14.上述的单位耗能问题：对本发明的试验机验证结果表明：在设备未进行配置优化的情况下，用两级zj罗茨泵加水环真空机组，真空度维持在220pa，脱水时间36min降水7%，抽出的水的总焓热/耗电量为3.8。真空功率消耗公式为体积流速、压差与机械效率的乘积，其中体积流速与质量流速之间有一个密度数据与功率消耗不直接相关，也即若粮温高，扩散出的水的蒸汽压会增高，体积抽速虽为一定值，但总抽出量会提高，功率消耗会降低，因此间断或交替抽真空，cop将会更高，与热泵理论相符吻合，但本发明的目的是干燥粮食，不是纯热泵，现阶段没有必要追求过高的节能效果，仅汽化潜热闭环循环一点，即可彻底超越
现有热风干燥技术，兼顾工艺目的，设备现状，投资等因素，以低限cop2.5计算，单位能耗为960kj/kgh20，远期目标为600kj/kgh20以下。相比于正在推广的粮食干燥技术的6000-8000kj/kgh20，有了质的突破。如若专门化设计，进行工艺过程优化，设备改型优化，控制系统优化，仍会有很大的提高。针对粮食烘干来说，现阶段解决有无的问题，至于进一步提高节能效果，有待以后生产实践中进一步完善。
15.上述的粮食的品质，因快速干燥减少了霉变的可能性，同时兼具杀虫与减少微生物繁殖的作用，色香味方面，多次验证试验终均未发现有异常，但爆腰问题在试验中有发现，原因是真空度降低速率过快，小容器试验设备几秒之内将真空度从大气压降低到极限真空，稻谷，小麦膨胀现象不明显，但玉米有肉眼可见的鼓大现象，但慢慢恢复，泄压后瘪回去，大罐体的试验真空抽气速率慢，没有发现这个现象。该现象提示：真空度降低速率不能过快，从大气压到工作压力需要3分钟以上可避免此问题，对批量处理的粮食来说真空泵配置不会出现这种大马拉小车的现象。
16.有益之处1.通过常规的设备组合，提供了一种节能型粮食干燥技术，具有经济可行性。
17.2.通过焓热回用全额回收粮食水分的汽化热，热能闭路循环，仅需真空泵的压缩能即可实现汽化热闭路循环，一方面粮食内水分的汽化潜热等额回收，闭环循环，无需外加燃料加热；通过投入少量电能给真空泵，将水蒸气压缩提升温度后用水捕集，回收利用，实质是热泵，投入少量电能转移出更多的能量；另一方面真空机组的前级泵采用螺杆真空泵与水喷射泵并列，水喷射泵直接吸收液化水蒸气能大幅度降低体积流量，螺杆真空泵仅需分流部分水蒸气，获得高温热水，除降低设备造价外，还能降低螺杆泵的功率消耗，进一步提高节能效果；第三方面，真空的压缩功直接被水蒸气吸收，提升了蒸汽的温度，随捕集水回到加热管中，彻底改善了现有技术的单位能耗过高的问题。且粮食干燥过程中无需外加燃料，仅需真空机组的运转电力投入，不排放污染物。
18.3.由于经历了真空系统，虫、卵被杀灭，微生物被抑制，霉变劣变归零，为实现颗粒归仓提供了新的手段，为农业增收节支提供助力。
附图说明
19.图1为一种节能型粮食真空干燥技术工艺流程图；图2为卧式真空干燥罐示意图；图3为卧式真空干燥罐工艺流程图；图4为立式干燥罐组真空干燥工艺流程图；图5为热泵辅助卧式真空干燥工艺流程图。
具体实施方式
20.实现粮食真空快速干燥的途径是解决好传热与传质，以及通过工艺设备强化传热与传质的条件。
21.传质是指水分从粮食中挥发出来离开真空罐，也是干燥操作的目的，真空干燥罐内真空度越高，传质速度越快，本发明放弃传统的低真空（-0.07mpa/-0.101325mpa），采用相对高真空(-0.099mpa/-0.101325mpa)强化传质，强化水分扩散动力差，同时降低物料的
温度，扩大了温度差，更利于强化传热，水分挥发需要热量的补充，在较高真空环境中，传热的三条途径除传导途径不受影响外，对流途径被归零，辐射途径略微被强化，大大削弱了传热速率，为此需要进行传热强化。
22.本发明采用四种方式予以强化：一是提高温度差，通过较高的真空度降低粮食的温度，效果十分显著，在对粮食品质无影响的前提下尽量提高间壁加热水温，两种加大温差的方式累加扩大了传热的总温差。为避免水喷射泵出口水温较低的问题，用螺杆真空泵分流部分蒸汽直接压缩到100℃，与部分喷射泵出口水混合调整到60℃，进入加热水管，并采取温度分区，以维持管内工作压力处于较高的水平，也即1kpa左右，1kpa对应的水汽化温度为8℃，粮食温度10℃，粮食品质劣化的温度点为54℃，真空罐加热管翅片间距离7cm，这样中心最低温度点到加热面之间距离为3.5cm，3.5cm传热距离有54℃-10℃=44℃的传热温差，已能保证热传导的速度；二是扩大传热面积，金属的传热速率远远高于粮食的传导速率，扩大散热面积能大幅度提升总传热，在热水管上铆接或焊接铝散热翅片，大幅度扩大了传热面积；三是减少热传导距离，上述真空干燥罐内传热散热翅片平行排列，片间距仅7cm，单程传导距离仅3.5cm，减少了传热距离；四是强化辐射，低温下辐射强度比较低，加热管翅片通过涂敷红外辐射涂料予以强化，据涂料厂家介绍，在40℃散热片上涂敷新型红外涂料比未涂敷低16℃，较上一代涂料有了长足的进步，且无毒，可与食品接触，价格虽然有点高，但单位面积造价已在可接受范围内。
23.真空罐热水分高温水，中温水和低温水三个温度分区，高温水由螺杆真空泵出口蒸汽与部分水喷射泵出口水混合得到温度较高的水，进入加热管，高温区回水进入中温区，低温区进水为喷射泵出口水，中温区与低温区回水合并作为水喷射泵进水。温度分区的目的是提高有效温差，因此引入了螺杆真空泵，局部强化传热温差，结果是在真空机组负荷确定的前提下，高温区粮食中水分有更大挥发速度，真空机组的整体抽速得以提高，三区依次轮换，整体干燥明显速度加快。
24.关于真空干燥温度场，实质是传热的均匀性问题，真空具有传导性，本发明的工作压力在粗真空区域，粗真空阶段无需考虑各位点间的压降，也即压力场，传热途径以热传导与辐射为主，难以保证各颗粒的均匀度，靠近加热面粮食温度高，含水量会快速低于设定的安全水分，远离加热面的水分会高一些，但粮食温度会低，促进热传导。粮食颗粒本身内部也有差异，但总体含水量差异不大，干燥时间的延长会消除这个差异，平均含水量达到要求后出粮，水分缓苏扩散也会自动平衡消除这个差异。
25.另外需要说明的几点：一是无外加热源情况下粮食的脱水问题，据测量结果显示，降低1%的水分粮食温度会降低16℃。另外一个是1kg水蒸能够将55kg水的温度提高10℃。在螺杆泵的选型以及确定分流比例时需要用到。第三是本发明提供了三个实施例，均采用了水喷射泵，原因是需要足够的循环水做载热体将热量传递到真空干燥罐中，其他泵种载热体循环量偏小。
实施例
26.结合具体的附图以及实施例对本发明的技术方案进行解释说明，具体如下：实施例1本实施例适合农场，整体装置可用车载到地头，配套大型收割机就地干燥，日处理
100吨左右，工艺流程图见附图3，为卧式真空干燥罐，配置两级罗茨以及水喷射泵并列螺杆真空泵组成的真空系统组成，其操作过程为粮食由进粮口进入，由布粮刮板将粮食分布到各个空间，完毕后，封闭进粮口，检查各开口的关闭与密封，设定热区程序为先以热水加热a区，然后c区，最后b区，切换为a区过程为：开启d1阀—d2阀—d3阀—分流阀—b区回水阀—c区回水阀—低温进水c冷阀—高温进水a热阀—区间闸板1打开—区间闸板2关闭，其余阀门关闭，启动水喷射泵与螺杆真空泵，进行抽真空，待真空表-0.093mpa以上时，表明不凝气体接近抽完，但真空度与水喷射泵出口水温呈对应关系，粮食中水分此时还没有有效的抽出，此时依次开启罗茨泵2，和罗茨泵1，真空度提高，粮食水分蒸发，吸收汽化热，粮温降低，循环水吸收汽化热后水温升高，循环进干燥罐开始加热，形成稳定的干燥运行状态，待回水温度升高后，说明粮食含水已降低到安全水分，需要更换加热区域，按照先干燥两边最后加热中心的b区程序，将热水进口切换到c区，切换到c区过程为：开启区间闸板2，关闭区间闸板1，开启热水进口c热阀，关闭a热阀，开启a冷阀，关闭c冷阀，最后开启a区回水阀，关闭c区回水阀，完成切换，操作过程同a区。结束后，切换到b区；切换到b区过程为：开启b热阀，关闭c热阀，关闭b区回水阀，开启a区回水阀，c区回水阀、区间闸板也全部开启，开启a冷阀，c阀冷。此时循环水温会升高，加之前述两区加热过程，b区已挥发出部分水分，会快速完成整个罐体内的干燥进程。
27.高温水通过分流阀进行调节，水汽混合过程由于文丘里现象，会有一定的抽吸现象，因此很容易通过分流阀控制。设置中间温水区的目的是充分利用传热温差，同时回水温度也有所降低，利于提高喷射泵的极限真空和抽速。
28.罐体为
ø
2.3m，长度9m的罐体，内体积37m3，有效容积30m3，装粮食20-22吨，真空机组为一级主泵zj5000，二级泵为zjp1200，水喷射泵为多喷头600型，螺杆泵为kzb55，总装机容量148kw（45+11+37+55）,小时抽水量700～740kg，按5%除水计，每小时干燥粮食14吨。高水分粮食处理量则相应降低，加上进出粮时间，2小时完成一个周期。
29.实施例2本实施例适合散户，户产量不大，且收割期分散的场所，分成小罐体，以区分各家各户，以车载形式进入地头就地处理。罐体为立式，多个罐体组合，直径1.8米，列管高2.4m，（由道路限高与限宽确定）由
ø
70列管密集排列而成，罐内装粮食，管外走加热水，单罐体积5.3m3单罐装粮3吨，两罐并列，真空机组为一级主泵zj2500，二级泵为zjp1200，水喷射泵为多喷头600型，螺杆泵为kzb37，总装机容量107kw（22+11+37+37）,小时抽水量400～440kg，按5%除水计，每小时可干燥粮食8吨。实际因进出粮时间占用，小时处理量6吨，也即两罐在1小时即可处理完毕，与试验机的36min脱水时间接近。该设备为机载移动设备，以柴油发电机供电，柴油发动机的废气与气缸冷却水回收用于高温水加热，高温水流量比市电做动力更大，因交替进出粮食，真空装置部分时间抽吸单罐，相对偏大，真空度很高，粮温与水温差达50℃以上，传热路径短，干燥速度更快。
30.工艺流程图见附图4：干燥过程先干燥罐1，然后与干燥罐2交替。其操作过程为：封闭出粮口，过筛后的粮食，用7吋吸粮机将粮食由进粮口快速装入罐内，检查罐内部粮食分布情况，真空口的筛网面是否已堵塞，如堵塞清理后装入，封闭进粮口，溢流口常开，打开干燥罐1顶部真空口阀1，阀2、阀6、阀3，其他关闭，开启水喷射泵与螺杆真空泵，待真空度达到-0.93mpa，依次开启罗茨泵2，罗茨泵1，进行抽吸，进入正常干燥操作。观察水分仪数据，
达标后切换到干燥罐2，开启阀5阀4，关闭阀3，阀6，关闭阀1，开启放空阀1，泄压结束后，开启底部出粮口，自流卸出粮食，自流结束后敲击罐壁，震落残余粮食，关闭出粮口，开启进粮口装粮，关闭放空阀1开启阀1，进入下一个循环。
31.实施例3本实施例借鉴食品加工行业的冷冻干燥原理，引入热泵进行辅助，冷冻干燥更着重冷端，热端热量不回收，本实施例热泵两端冷热联用，冷端蒸发器封闭在真空罐内，其目的是直接液化水蒸气，不需要过低的温度，以防结冰影响传热性能，达到液化效果即可。热端用于加热循环水，热端达到70℃即可，以便获得60℃的热水，因此选用高温工质，冷热两端温差较小，压缩机所需提供的压差小于1.9mpa，选用钎焊板式换热器作为散热器（耐压2.6mpa），传热系数系数可达3kw/m℃以上，远高于风冷换热器，进出口温差能达到接近1℃的水平，传热效率很高。本发明要求温差较其他工况低，因此cop系数更接近其上限4（正常2.5～4），也即投入700kj即可脱除1kgh2o，与真空泵直接抽效果接近，因为冷端将真空系统下的水蒸气液化，同样质量的液态水与水蒸气体积之比是1：1224，水蒸气液化后大幅度减少了体积流量，降低了真空泵的负荷，其本质就相当于一个巨大的真空泵。热端采用高效板式换热器，压缩机的负荷也同样降低。适合脱水量大的场景，也即提高产量。液化后的液态水直接由前置止回阀的齿轮泵泵出真空罐，直接达成焓热回收，汽化潜热回用的目的。
32.目前出现了单独采用热泵为热源的热风烘干设备，但依然没有规避掉热风干燥固有的热损耗途径，尽管热源方面有所节能，但其他方面的损耗并没有减少，另外以电为动力的热泵转移同样数量的热量的经济投入并不比采用生物质燃料或者煤的成本低。因为本发明采用了焓热回用，所需投入的能耗，远远低于现有其他技术，热泵又采用了冷热联用，热泵与焓热回用的真空干燥技术的融合，总体经济性要好于单独的热泵烘干。
33.工艺流程见附图5，热泵替代了螺杆真空泵，操作与切换类同实施例1，不再重复赘述。如需更高的干燥效率，通过另外增加空气源热泵机组与之并列，扩大热水的流量，则能加快干燥速度。整体属于低温干燥，爆腰率低于热风。另外需要说明的是：转移或制热量相同的设备，螺杆真空泵与热泵设备价格基本一致。
34.最后需要说明的是：以上所述仅为本发明优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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同等替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。