一种油气处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及工业voc处理系统的技术领域，特别是涉及一种油气处理系统。


背景技术：

2.众所周知，在炼化行业的生产转运的过程中，会产生大量的油气，包括罐区呼吸油气、栈台装车油气、码头卸车油气等，涉及原油、汽柴油、航空煤油、蜡油和沥青等，而这些油气的排放是国家重点监管的对象，油气的排放标准也越来越严格，如山东省地方标准： db37/2801.6-2018《挥发性有机物排放标准第6部分：有机化工行业》中，将非甲烷总烃的排放标准提高到了60mg/m3，现有的对油气进行处理时，一般采用冷凝处理，冷凝处理的温度一般为-75℃，并采用活性碳吸附技术，但是这些技术一般只适合于成分简单的油气的处理，但是对现有的炼化行业中产生的原油、蜡油等成分复杂的油气进行处理时，处理后的气体很难达标，从而导致其处理效果较差，实用性较差。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种可以对成分较为复杂的油气进行处理，有效降低其中的油含量，并且可以满足油气排放标准，提高对油气的处理效果，提高实用性的油气处理系统。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种油气处理系统，包括低温柴油清洗单元、深度冷凝单元和活性碳纤维吸附单元，所述低温柴油清洗单元输入端设置有第一尾气进口，并在低温柴油清洗单元输入端设置有阻火器和第一控制阀，并且低温柴油清洗单元输出端设置有第一输出管，并在第一输出管上设置有第一引风机，所述第一输出管输出端通过第一连通管与深度冷凝单元连通，并在第一连通管上设置有第二尾气进口和事故排放管，所述第一连通管和事故排放管上分别设置有两组第二控制阀，所述第一连通管上连通设置有第二引风机，所述深度冷凝单元通过第二连通管与活性碳纤维吸附单元连通，并在第二连通管上设置有缓冲罐和第三控制阀，所述活性碳纤维吸附单元输出端设置有排气管，所述事故排放管与排气管连通。
7.具体的，所述低温柴油清洗单元包括两组洗涤塔，所述两组洗涤塔内分别设置有多组填料层和两组捕雾网，并在两组洗涤塔底部分别连通设置有两组储存罐，所述两组储存罐内均设置有冷却管路，并且两组储存罐上分别通过两组送油管连通，所述两组送油管输入端分别位于两组储存罐中，并在两组送油管输入端分别设置有两组过滤网，所述两组送油管上分别设置有两组送油泵，所述两组送油管上分别连通设置有多组分流管，所述多分流管部分固定于两组洗涤塔中，并在多组分流管上分别设置有多组喷头，所述多组分流管上分别设置有多组开启阀，所述两组洗涤塔输出端均与第一输出管连通，并且两组洗涤塔之间通过流通管路连通。
8.具体的，所述深度冷凝单元包括一级冷凝系统、二级冷凝系统和三级冷凝系统，所述一级冷凝系统、二级冷凝系统和三级冷凝系统依次连接，并在二级冷凝系统和三级冷凝系统之间设置有换热系统，并在三级冷凝系统输出端设置有回温系统，所述一级冷凝系统、二级冷凝系统、三级冷凝系统、换热系统和回温系统输出端通过管道连通，并与冷凝回收物管路出口连通，并在冷凝回收物管路上设置有暂存罐和传输泵。
9.具体的，所述活性碳纤维吸附单元包括三组活性碳吸附罐，所述三组活性碳吸附罐内均设置有活性碳纤维填料，所述第二连通管通过三组输入管与三组活性碳吸附罐第一输入端连通，所述排气管通过三组输出管与三组活性碳吸附罐第一输出端连通，所述三组活性碳吸附罐第二输出端与第二输入端通过回流管道连通。
10.具体的，还包括再生回收系统，所述再生回收系统设置在活性碳纤维吸附单元上，并且再生回收系统包括冷却系统、蒸汽输入管道、蒸汽凝液输出管道、冷凝器、脱附风机和轻组分外送风机，所述蒸汽输入管道与三组活性碳吸附罐连通，所述蒸汽凝液输出管道与蒸汽输入管道连通，所述三组活性碳吸附罐第三输出端均设置出气管道并与冷凝器连通，所述冷凝器第一输出端设置有排放管道与轻组分外送风机连通，所述排放管道上设置有返回管道与蒸汽输入管道连通，所述脱附风机设置在返回管道上，所述冷凝器第二输出端设置有分层槽，并在分层槽输出端连通设置有回收储罐和去污水生化处理系统，所述回收储罐输出端与冷凝回收物管路连通，所述冷却系统与冷凝器连通。
11.具体的，所述再生回收系统还包括气液分离器、干燥表冷器、干燥风机和换热器，所述三组活性碳吸附罐第四输出端连通设置有循环管路并与气液分离器连通，所述气液分离器输出端与干燥表冷器连通，所述干燥表冷器与换热器连通，并在干燥表冷器与换热器之间设置有干燥风机，所述换热器输出端与出气管道连通，所述蒸汽输入管道与换热器连通，所述干燥表冷器与冷却系统连通，并且干燥表冷器和气液分离器输出端均与分层槽连通。
12.基于该油气处理系统，提供一种油气处理工艺，该工艺包括以下步骤：
13.s1、低温柴油清洗油气：将油气通过第一尾气进口导入至低温柴油清洗单元中的两组洗涤塔中，通过两组冷却管道将两组储存罐内的柴油冷却，并在两组送油泵的作用下将冷却的柴油通过两组送油管提升，通过多组分流管分流后，进入至两组洗涤塔中，并通过多组喷头喷出，柴油和油气逆流接触，通过柴油吸收油气中的有机物，吸收饱和的柴油，可以送入污油系统进行重新炼制；
14.s2、深度冷凝处理：将经过低温柴油清洗的油气或成分较为简单的轻质油通过第二引风机引入至一级冷凝系统中，并沿一级冷凝系统、二级冷凝系统、换热系统、三级冷凝系统和回温系统进行流动，去除油气中大量的水蒸气，和有机物组分，通过换热系统可以使三级的冷凝排气参与二级冷凝排气的换热，有效降低经过二级冷凝系统排出的油气的温度，并通过回温系统对三级冷凝系统排出的尾气进行回温处理，提升尾气的温度，冷凝产生的液体通过冷凝回收物管路排放；
15.s3、活性碳纤维吸附处理：经过深度冷凝处理后的尾气通过第二连通管进入至三组活性碳吸附罐中，通过活性碳纤维吸附尾气中缠流的少量污染物，吸附后的气体达标后通过排气管排出；
16.s4、活性碳纤维再生处理：当活性碳纤维吸附饱和时，通入低压蒸汽对活性碳纤维
进行再生，将吸附在其上的有机物脱附下来，随蒸汽一同带出进入至冷凝器中，在冷凝器中液化形成负压，完成其余有机物质的脱附，再通过干燥风机对活性碳纤维进行干燥，在三组活性炭吸附罐中排出的气体经过气液分离器进行气液分离后，进入表冷干燥器中进行降温，同时去除部分水蒸气，通过干燥风机并经过换热器换热后通过活性炭吸附罐第三输出端回流形成循环，通过冷凝器、气液分离器和干燥表冷器回收的气体通过冷凝物回收管路排出。
17.具体的，低温柴油清洗单元中两组冷却管道中的冷源来源于深度冷凝单元压缩机提供的冷量；柴油的温度为7～15℃；洗涤塔的空塔流速设设置0.3～0.8m/s；低温柴油与油气的液气比≥5.5l/m3；低温柴油与油气的接触时间≥6s。
18.具体的，所述一级冷凝系统的冷凝温度为0～2℃，所述二级冷凝系统的冷凝温度为-35℃，所述三级冷凝系统的冷凝温度为-110～-130℃，所述回温系统的回温温度为0～2℃。
19.(三)有益效果
20.与现有技术相比，本实用新型提供了一种油气处理系统，具备以下有益效果：
21.本技术的油气处理系统，可以通过低温柴油清洗单元、深度冷凝单元和活性碳纤维吸附单元依次连续处理原油气体、沥青尾气、蜡油尾气等重油，也可以只通过深度冷凝单元和活性碳纤维吸附单元处理汽柴油、航空煤油、石脑油、铝箔油等轻油，处理后的气体可以满足地方排放标准的要求(db37/2801.6-2018《挥发性有机物排放标准第 6部分：有机化工行业》)，三个单元串联，可以将油气中的所有组分，全部处理干净，实现近零排放；
22.本技术的油气处理系统，设计了低温柴油清洗单元，由于原油、轻油、蜡油沥青尾气中的大部分烃类物质、苯系物分子为非极性或弱极性，柴油作为一种非极性的有机溶剂，根据“相似相溶”原理，即有机物互溶性质，柴油极易吸收油品、沥青尾气中的有机物；在低温条件下，通过柴油吸收油气中的蒸汽和热量，使油气中部分高沸点有机物直接冷凝为液体，并采用柴油进行吸收，吸收效果更加明显，并且吸收饱和后的柴油可以送入污油系统中，重新进行炼制，不存在二次污染的问题；
23.本技术的油气处理系统，设计了深度冷凝单元，分为三级不同温度的冷凝装置及换热节能装置，可将油气进行深度冷凝，最低可冷凝至-110～-130℃，并将大部分油气进行去除，减少污染物排放，更为节能环保，其中：
24.一级冷凝温度为0～2℃(温度可调)，第一级冷凝主要去除多数水蒸汽，避免后续冷凝过程中结冰造成设备处理效率降低或损坏；
25.一级冷凝脱水后的油气进入二级冷凝，二级冷凝温度为-35℃；
26.三级冷凝将油气温度降至-110～-130℃，此时油气中的绝大多数组分由气态变为液态，从油气中分离出去；
27.三级冷凝与二级冷凝之间设置中间换热器，由三级冷凝的排气参与二级冷凝排气的换热，降低二级冷凝后的油气温度，降低三级制冷压缩机组的能耗，节约能源；
28.同时对三级冷凝的尾气进行复温，提升冷凝处理后的油气的温度，减少管道的结冰冻裂的情况；
29.由于深度冷凝单元本身是纯物理过程，各设备中冷凝下的液体，都是合格油品，可以直接送入成品罐；
30.本技术的油气处理系统，设计了活性碳纤维吸附单元，油气经低温柴油洗和深度冷凝单元后，进入活性碳纤维吸附单元，对残余的少量污染物进行吸附，吸附后的气体达标排放，活性碳纤维吸附饱和后进行用蒸汽再生；
31.活性碳纤维吸附单元进行再生时，回收储罐，设计轻组分外送风机，极少量的轻组分如c2，c3等，在再生时根据前端压力启动轻组分外送风机，作为原料外送，含油重组分的蒸汽再生液，密闭送入污水处理系统，进行生化处理。
附图说明
32.图1是本实用新型的结构示意图；
33.图2是低温柴油清洗单元的结构示意图；
34.图3是深度冷凝单元的结构示意图；
35.图4是活性碳纤维吸附单元和再生回收系统的结构示意图；
36.附图中标记：1、低温柴油清洗单元；2、深度冷凝单元；3、活性碳纤维吸附单元；4、第一尾气进口；5、阻火器；6、第一控制阀； 7、第一输出管；8、第一引风机；9、第一连通管；10、第二尾气进口；11、事故排放管；12、第二控制阀；13、第二引风机；14、缓冲罐；15、第三控制阀；16、排气管；17、再生回收系统；18、第二连通管；
37.低温柴油清洗单元：101、洗涤塔；102、填料层；103、捕雾网； 104、储存罐；105、冷却管路；106、送油管；107、过滤网；108、送油泵；109、分流管；110、喷头；111、开启阀；112、流通管路；
38.深度冷凝单元：201、一级冷凝系统；202、二级冷凝系统；203、三级冷凝系统；204、换热系统；205、回温系统；206、冷凝回收物管路；207、暂存罐、208、传输泵；
39.活性碳纤维吸附单元：301、活性碳吸附罐；302、活性碳纤维填料；303、输入管；304、输出管；305、回流管；
40.再生回收系统：1701、冷却系统；1702、蒸汽输入管道；1703、蒸汽凝液输出管道；1704、冷凝器；1705、脱附风机；1706、轻组分外送风机；1707、出气管道；1708、排放管道；1709、返回管道；1710、分层槽；1711、回收储罐；1712、去污水生化处理系统；1713、气液分离器；1714、干燥表冷器；1715、干燥风机；1716、换热器；1717、循环管路。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.请参阅图1-4，一种油气处理系统，包括低温柴油清洗单元1、深度冷凝单元2和活性碳纤维吸附单元3，低温柴油清洗单元1输入端设置有第一尾气进口4，并在低温柴油清洗单元1输入端设置有阻火器5和第一控制阀6，并且低温柴油清洗单元1输出端设置有第一输出管7，并在第一输出管7上设置有第一引风机8，第一输出管7 输出端通过第一连通管9与深度冷凝单元2连通，并在第一连通管9 上设置有第二尾气进口10和事故排放管11，第一连通管9和事故排放管11上分别设置有两组第二控制阀12，第一连通管9上连通设置有第二引
风机13，深度冷凝单元2通过第二连通管18与活性碳纤维吸附单元3连通，并在第二连通管18上设置有缓冲罐14和第三控制阀15，活性碳纤维吸附单元3输出端设置有排气管16，事故排放管 11与排气管16连通。
43.低温柴油清洗单元1包括两组洗涤塔101，两组洗涤塔101内分别设置有多组填料层102和两组捕雾网103，并在两组洗涤塔101底部分别连通设置有两组储存罐104，两组储存罐104内均设置有冷却管路 105，并且两组储存罐104上分别通过两组送油管106连通，两组送油管106输入端分别位于两组储存罐104中，并在两组送油管106输入端分别设置有两组过滤网107，两组送油管106上分别设置有两组送油泵 108，两组送油管106上分别连通设置有多组分流管109，多分流管109 部分固定于两组洗涤塔101中，并在多组分流管109上分别设置有多组喷头110，多组分流管109上分别设置有多组开启阀111，两组洗涤塔 101输出端均与第一输出管7连通，并且两组洗涤塔101之间通过流通管路连通。
44.深度冷凝单元2包括一级冷凝系统201、二级冷凝系统202和三级冷凝系统203，一级冷凝系统201、二级冷凝系统202和三级冷凝系统203依次连接，并在二级冷凝系统202和三级冷凝系统203之间设置有换热系统204，并在三级冷凝系统203输出端设置有回温系统 205，一级冷凝系统201、二级冷凝系统202、三级冷凝系统203、换热系统204和回温系统205输出端通过管道连通，并与冷凝回收物管路206出口连通，并在冷凝回收物管路206上设置有暂存罐207和传输泵208。
45.活性碳纤维吸附单元3包括三组活性碳吸附罐301，三组活性碳吸附罐301内均设置有活性碳纤维填料302，第二连通管18通过三组输入管303与三组活性碳吸附罐301第一输入端连通，排气管16 通过三组输出管304与三组活性碳吸附罐301第一输出端连通，三组活性碳吸附罐301第二输出端与第二输入端通过回流管305道连通。
46.还包括再生回收系统17，再生回收系统17设置在活性碳纤维吸附单元3上，并且再生回收系统17包括冷却系统1701、蒸汽输入管道1702、蒸汽凝液输出管道1703、冷凝器1704、脱附风机1705和轻组分外送风机1706，蒸汽输入管道1702与三组活性碳吸附罐301 连通，蒸汽凝液输出管道1703与蒸汽输入管道1702连通，三组活性碳吸附罐301第三输出端均设置出气管道1707并与冷凝器1704连通，冷凝器1704第一输出端设置有排放管道1708与轻组分外送风机 1706连通，排放管道1708上设置有返回管道1709与蒸汽输入管道 1702连通，脱附风机1705设置在返回管道1709上，冷凝器1704第二输出端设置有分层槽1710，并在分层槽1710输出端连通设置有回收储罐1711和去污水生化处理系统1712，回收储罐1711输出端与冷凝回收物管路206连通，冷却系统1701与冷凝器1704连通，再生回收系统17还包括气液分离器1713、干燥表冷器1714、干燥风机 1715和换热器1716，三组活性碳吸附罐301第四输出端连通设置有循环管路1717并与气液分离器1713连通，气液分离器1713输出端与干燥表冷器1714连通，干燥表冷器1714与换热器1716连通，并在干燥表冷器1714与换热器1716之间设置有干燥风机1715，换热器1716输出端与出气管道1707连通，蒸汽输入管道1702与换热器 1716连通，干燥表冷器1714与冷却系统1701连通，并且干燥表冷器1714和气液分离器1713输出端均与分层槽1710连通。
47.基于该油气处理系统，提供一种油气处理工艺，该工艺包括以下步骤：
48.s1、低温柴油清洗油气：将油气通过第一尾气进口导入至低温柴油清洗单元中的两组洗涤塔中，通过两组冷却管道将两组储存罐内的柴油冷却，并在两组送油泵的作用下
将冷却的柴油通过两组送油管提升，通过多组分流管分流后，进入至两组洗涤塔中，并通过多组喷头喷出，柴油和油气逆流接触，通过柴油吸收油气中的有机物，吸收饱和的柴油，可以送入污油系统进行重新炼制；
49.s2、深度冷凝处理：将经过低温柴油清洗的油气或成分较为简单的轻质油通过第二引风机引入至一级冷凝系统中，并沿一级冷凝系统、二级冷凝系统、换热系统、三级冷凝系统和回温系统进行流动，去除油气中大量的水蒸气，和有机物组分，通过换热系统可以使三级的冷凝排气参与二级冷凝排气的换热，有效降低经过二级冷凝系统排出的油气的温度，并通过回温系统对三级冷凝系统排出的尾气进行回温处理，提升尾气的温度，冷凝产生的液体通过冷凝回收物管路排放，一级冷凝系统的冷凝温度为0～2℃，二级冷凝系统的冷凝温度为
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35℃，三级冷凝系统的冷凝温度为-110～-130℃，回温系统的回温温度为0～2℃；
50.s3、活性碳纤维吸附处理：经过深度冷凝处理后的尾气通过第二连通管进入至三组活性碳吸附罐中，通过活性碳纤维吸附尾气中缠流的少量污染物，吸附后的气体达标后通过排气管排出；
51.s4、活性碳纤维再生处理：当活性碳纤维吸附饱和时，通入低压蒸汽对活性碳纤维进行再生，将吸附在其上的有机物脱附下来，随蒸汽一同带出进入至冷凝器中，在冷凝器中液化形成负压，完成其余有机物质的脱附，再通过干燥风机对活性碳纤维进行干燥，在三组活性炭吸附罐中排出的气体经过气液分离器进行气液分离后，进入表冷干燥器中进行降温，同时去除部分水蒸气，通过干燥风机并经过换热器换热后通过活性炭吸附罐第三输出端回流形成循环，通过冷凝器、气液分离器和干燥表冷器回收的气体通过冷凝物回收管路排出，
52.本技术的油气处理系统，可以通过低温柴油清洗单元、深度冷凝单元和活性碳纤维吸附单元依次连续处理原油气体、沥青尾气、蜡油尾气等重油，也可以只通过深度冷凝单元和活性碳纤维吸附单元处理汽柴油、航空煤油、石脑油、铝箔油等轻油，处理后的气体可以满足地方排放标准的要求(db37/2801.6-2018《挥发性有机物排放标准第 6部分：有机化工行业》)，三个单元串联，可以将油气中的所有组分，全部处理干净，实现近零排放；
53.本技术的油气处理系统，设计了低温柴油清洗单元，由于原油、轻油、蜡油沥青尾气中的大部分烃类物质、苯系物分子为非极性或弱极性，柴油作为一种非极性的有机溶剂，根据“相似相溶”原理，即有机物互溶性质，柴油极易吸收油品、沥青尾气中的有机物；在低温条件下，通过柴油吸收油气中的蒸汽和热量，使油气中部分高沸点有机物直接冷凝为液体，并采用柴油进行吸收，吸收效果更加明显，并且吸收饱和后的柴油可以送入污油系统中，重新进行炼制，不存在二次污染的问题；
54.本技术的油气处理系统，设计了深度冷凝单元，分为三级不同温度的冷凝装置及换热节能装置，可将油气进行深度冷凝，最低可冷凝至-110～-130℃，并将大部分油气进行去除，减少污染物排放，更为节能环保，其中：
55.一级冷凝温度为0～2℃(温度可调)，第一级冷凝主要去除多数水蒸汽，避免后续冷凝过程中结冰造成设备处理效率降低或损坏；
56.一级冷凝脱水后的油气进入二级冷凝，二级冷凝温度为-35℃；
57.三级冷凝将油气温度降至-110～-130℃，此时油气中的绝大多数组分由气态变为
液态，从油气中分离出去；
58.三级冷凝与二级冷凝之间设置中间换热器，由三级冷凝的排气参与二级冷凝排气的换热，降低二级冷凝后的油气温度，降低三级制冷压缩机组的能耗，节约能源；
59.同时对三级冷凝的尾气进行复温，提升冷凝处理后的油气的温度，减少管道的结冰冻裂的情况；
60.由于深度冷凝单元本身是纯物理过程，各设备中冷凝下的液体，都是合格油品，可以直接送入成品罐；
61.本技术的油气处理系统，设计了活性碳纤维吸附单元，油气经低温柴油洗和深度冷凝单元后，进入活性碳纤维吸附单元，对残余的少量污染物进行吸附，吸附后的气体达标排放，活性碳纤维吸附饱和后进行用蒸汽再生；
62.活性碳纤维吸附单元进行再生时，回收储罐，设计轻组分外送风机，极少量的轻组分如c2，c3等，在再生时根据前端压力启动轻组分外送风机，作为原料外送，含油重组分的蒸汽再生液，密闭送入污水处理系统，进行生化处理。
63.冷凝后油气进入活性碳纤维吸附单元，在范德华力的作用下，将油气中残留的有机污染物吸附到活性碳纤维的微孔中，吸附单元采用多级吸附工艺，交替使用和再生，通过程序控制自动切换，从而保证整套吸附系统的连续运行和连续处理能力，保证设备再生时不影响设备的处理能力，最终出口油气达标排放，当活性碳纤维吸附装置达到设定再生时间时，通入低压蒸汽对活性碳纤维进行再生，将吸附在活性碳纤维上的有机物脱附下来，同时依靠蒸汽的吹扫，将含有水蒸气和有机蒸汽的混合蒸汽吹出，送入回收系统，随后开启脱附风机，将罐内水蒸气吹入冷凝器，水蒸气液化，使活性碳纤维吸附罐内形成负压，剩余的吸附质在负压作用下从纤维微孔中脱出，完成活性碳纤维真空再生流程，最后开启干燥风机对活性碳纤维吸附装置进行干燥，干燥风机出气经加热器将气体升温后通入设备，设备排气进入气液分离器进行气液分离，剩余气体进入干燥表冷器对气体进行降温，降温的同时也能去除气体中剩余的部分水蒸气，随后回到干燥风机，循环利用。经过干燥后，活性碳纤维中含有的水分完全去除，整个再生流程运行完毕，设备重新投入使用，活性碳纤维再生时产生的含有水蒸气和有机蒸汽的混合气体经过冷凝换热器冷凝之后的混合凝液和吸附器底部流出的冷凝液流入特别设计的分离装置，经过油水分离，分层后的废水排入污水管道；汽油凝液通过自流进入计量槽，与冷凝单元收集的汽油凝液全部加以回收利用。
64.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。
65.该文中出现的电器元件均与外界的主控器及380v工业用电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
66.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。