基于模型仿真的MVR结晶分离器结构优化调控系统及方法

本发明属于结构参数调控领域，具体来说，特别涉及基于模型仿真的mvr结晶分离器结构优化调控系统及方法。

背景技术：

1、mvr结晶分离器是机械蒸汽再压缩结晶工艺的核心装备，广泛应用于工业废水处理、无机盐结晶、新能源物料制备、化工浓缩提纯等诸多领域，设备内部的多相流动状态、结构布局形式直接决定整体结晶分离效果、物料利用率与设备运行工况稳定性。随着工业结晶领域逐步向精细化、高效化、节能化与智能化方向发展，行业对mvr结晶分离器的流场均匀性、相态分离精度、结构适配性与工况调控能力提出了更高的标准与要求；

2、现有 mvr 结晶分离器结构调控方式多采用单一维度参数调整模式，调控维度较为局限，整体调控体系缺乏系统性与整体性，结构调整存在较强片面性与盲目性，难以从多核心结构维度实现对设备运行状态的全方位统筹调控。传统结构调控过程中缺乏规范统一的建模与校核标准，不同结构方案对应的仿真数据容易存在偏差与误差干扰，数据一致性与可靠性较差，无法为精细化结构调控提供有效数据支撑。同时，传统调控模式难以量化判定不同结构参数对流场特性、多相混合及分离状态的影响规律，无法精准筛选出最优结构匹配方案，难以建立以内部流场性能为核心的精准调控逻辑。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出基于模型仿真的mvr结晶分离器结构优化调控系统及方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为基于模型仿真的mvr结晶分离器结构优化调控方法，包括以下步骤：

4、构建多目标优化模型并选取四个对结晶分离器性能具有影响的结构参数作为优化因素；四个优化因素分别为锥形角度、进料管垂直段内伸长度、进料管位置以及循环溶液垂直段出口形状；

5、根据选取的优化因素，分别设置各优化因素的参数水平，并采用正交试验设计方法构建若干组具有不同结构参数组合的三维候选结构模型；构建完成后，对每组三维候选结构模型分别进行网格划分以及网格独立性分析；

6、网格划分以及网格独立性分析完成后，对每组三维候选结构模型中监测窗口内的气相、液相以及固相体积分率进行仿真计算，再根据计算结果以及所述多目标优化模型选择最优的优化结构三维模型；

7、将选择的最优的优化结构三维模型的锥形角度、进料管垂直段内伸长度、进料管位置以及循环溶液垂直段出口形式与原始结晶分离器结构的对应参数进行对比，并结合气相、液相及固相体积分数分布结果，确定优化结构相对于原始结构的调控效果；

8、本技术方案依托多目标优化思维建立系统化结构调控体系，聚焦设备核心关键结构参数开展定向调控，打破了传统单一维度结构调整的片面性与盲目性，可从设备成型结构、进料布局、流体出口形式等多个核心维度实现对结晶分离器运行状态的全方位精准调控；通过搭建多组差异化结构参数的设备三维模型，并结合标准化网格划分与独立性校验手段，有效保障不同结构调控方案下仿真数据的精准性与统一性，规避建模误差对结构调控效果研判的干扰，为精细化结构调控提供可靠的数据支撑；本方案通过监测设备内部多相介质体积分率的变化规律，能够直观量化不同结构调控策略对内部流场分布、多相混合与分离状态的影响，精准甄别最优的结构调控组合形式，实现以流场性能为导向的智能化结构调控。同时，通过优化后结构与原始结构的参数对标分析，可精准厘清各类结构参数的调控机理与影响权重，明确结构调控对设备性能的提升机制；该调控方式摆脱了传统经验式调试的局限，实现了结晶分离器结构参数的量化调控、精准优化与性能迭代，有效改善设备内部多相流场分布不均、相态分离效果差等问题，大幅提升结晶分离作业效率与设备运行稳定性，为mvr结晶分离器的结构优化调控与工程性能升级提供科学有效的技术支撑。

9、优选地，所述构建多目标优化模型并选取优化因素包括以下步骤：

10、构建多目标优化模型，如下：

11、；

12、其中，表示设计变量向量，表示目标函数向量，、分别表示不等式约束与等式约束；、分别表示设计变量向量的取值最小值以及最大值；表示第k个目标函数；

13、选取四个对结晶分离器性能影响较大的结构参数作为优化因素，得到优化因素集；所述优化因素集中四个优化因素分别为锥形角度、进料管垂直段内伸长度、进料管位置以及循环溶液垂直段出口形状。

14、其中，选取所述锥形角度、进料管垂直段内伸长度、进料管位置以及循环溶液垂直段出口形式作为优化因素，是基于结晶分离器内部气液固多相流动机理以及前期仿真数据表征结果共同确定的。

15、从流动原理上看，所述锥形角度直接影响结晶分离器底部收缩段的流通截面积变化、轴向速度梯度以及晶体颗粒在底部区域的沉降和富集状态。当锥形角度过小时，底部流道收缩缓慢，晶体颗粒易在锥段附近形成滞留区，影响排晶顺畅性；当锥形角度过大时，局部流速突变明显，易造成颗粒二次卷吸和局部返混。因此，锥形角度是影响固相沉降与底部排料稳定性的关键结构参数。

16、所述进料管垂直段内伸长度主要决定进料射流进入结晶分离器后的作用深度和动量释放位置。当内伸长度过短时，进料动量集中于上部区域，易造成液相短路流和气液扰动增强；当内伸长度过长时，进料射流直接作用于下部沉降区，可能扰动已沉降晶体颗粒，降低固液分离效果。因此，进料管垂直段内伸长度是调控入口动量分布、抑制局部返混并改善晶体颗粒沉降行为的重要因素。

17、所述进料管位置决定进料流体相对于分离器主体轴线及壁面的空间进入位置，对内部旋流强度、偏流程度、壁面冲刷区域以及气液固三相分布均具有显著影响。进料管位置不合理时，容易造成局部高速区、偏流区或低速死区，使气相夹带、液相循环及固相沉降状态不均衡。因此，进料管位置是影响结晶分离器内部流场对称性和相分布均匀性的关键因素。

18、所述循环溶液垂直段出口形式影响循环液离开垂直段时的射流方向、出口速度分布以及局部湍动能分布，从而影响气液分离界面稳定性和固相颗粒的再悬浮行为。出口形式不合理时，易在出口附近形成强扰动区，使晶体颗粒被重新带入主流区或随液相逃逸；而合理的出口形式能够降低局部速度突变，改善循环液流动稳定性。因此，循环溶液垂直段出口形式是控制出口扰动、降低颗粒逃逸风险的重要结构参数。

19、进一步地，结合数据表征图结果可知，锥形角度、进料管垂直段内伸长度、进料管位置以及循环溶液垂直段出口形式分别对应底部沉降区、入口射流区、主体流场分布区以及出口扰动区四个关键流动调控区域。由不同优化因素组合下的气相体积分数云图、液相体积分数云图、固相体积分数云图以及颗粒运动轨迹图可见，上述四个因素对结晶分离器内气液固三相分布具有明显影响。其中，锥形角度变化主要引起底部固相富集区域和沉降路径的变化；进料管垂直段内伸长度变化主要影响入口射流穿透深度和液相返混强度；进料管位置变化主要影响主体区域流场对称性和气液相分布均匀性；循环溶液垂直段出口形式变化主要影响出口附近局部湍动强度和颗粒逃逸趋势。

20、当减少上述任一优化因素时，优化模型无法同时覆盖底部沉降、入口动量释放、主体流场分布和出口扰动控制四类关键影响区域，导致优化结构在某一局部区域仍存在气液分布不均、固相沉降不充分或晶体颗粒逃逸风险，整体优化效果下降。当增加其他优化因素时，虽然参数维度增加，但新增因素对气液固三相分布的敏感性相对较低，且会显著增加三维建模、网格划分和数值模拟计算量，降低优化效率，并可能引入冗余变量，影响优化结果的稳定性和可解释性。当将上述任一优化因素替换为其他结构参数时，替换后的参数通常难以同时作用于入口射流、主体流场、底部沉降及出口扰动等关键区域，使得优化后的体积分数分布均匀性、晶体沉降效果和颗粒逃逸控制效果均不如本方案。因此，本方案选取上述四个结构参数作为优化因素，能够在保证优化效率的同时，实现对结晶分离器内部多相流动状态的全面调控。

21、优选地，所述优化因素集中的每个因素均设置三个水平。

22、具体地，所述锥形角度设置为第一锥形角度水平、第二锥形角度水平和第三锥形角度水平，分别记为、、，其中，为小锥形角度水平，为中等锥形角度水平，为大锥形角度水平；

23、所述进料管垂直段内伸长度设置为第一内伸长度水平、第二内伸长度水平和第三内伸长度水平，分别记为、、其中，为短内伸长度水平，为中等内伸长度水平，为长内伸长度水平；

24、所述进料管位置设置为第一进料位置水平、第二进料位置水平和第三进料位置水平，分别记为、、，其中，、、分别对应进料管在预设安装调节方向上的上部位置、中部位置和下部位置，或者分别对应靠近分离器中心、居中以及靠近分离器壁面的三个位置；

25、所述循环溶液垂直段出口形式设置为第一出口形式水平、第二出口形式水平和第三出口形式水平，分别记为、、，其中，为平直出口形式，为斜切出口形式，为扩散出口形式或喇叭形出口形式。

26、上述三个水平的设置用于覆盖每个优化因素在实际结构调节范围内的偏小状态、中间状态和偏大状态，使每个优化因素均能够反映其对结晶分离器内部气液固三相流动状态的变化趋势。

27、从流动原理上看，结晶分离器内部气液固三相流动并非简单线性变化，每个结构参数均存在过小、适中和过大三种典型影响状态。例如，锥形角度过小时，底部收缩缓慢，晶体颗粒易在锥段附近滞留；锥形角度过大时，局部流速突变明显，易造成颗粒二次卷吸；而中等锥形角度能够兼顾晶体沉降和排晶顺畅性。进料管垂直段内伸长度过短时，入口动量集中于上部区域，易形成短路流；内伸长度过长时，进料射流会直接扰动底部沉降区；中等内伸长度则能够使进料动量在主体流场内较均匀释放。进料管位置过高或过低均可能造成局部偏流、回流死区或沉降区扰动，而中间位置有利于改善主体流场分布。循环溶液垂直段出口形式过于集中或过于扩散均可能引起出口附近速度突变或局部扰动，而适当的出口形式能够降低颗粒逃逸风险并提高流动稳定性。

28、因此，设置三个水平能够同时反映“偏小—适中—偏大”三类结构状态，便于识别各优化因素对气相体积分率、液相体积分率、固相体积分率以及颗粒运动轨迹的影响规律。

29、当每个优化因素设置少于三个水平时，例如仅设置一个水平或两个水平，则无法完整表征结构参数由偏小到偏大过程中的非线性变化规律。若仅设置一个水平，则不能进行有效对比；若仅设置两个水平，则只能反映两个端点状态，难以判断最优结构是否位于中间范围，容易出现将过小或过大的结构误判为优选结构的情况，从而导致气相夹带降低效果、固相沉降富集效果或颗粒逃逸控制效果不如本方案。

30、当每个优化因素设置超过三个水平时，虽然能够进一步细化参数取值，但会显著增加三维模型构建数量、网格划分数量和数值模拟计算量。尤其是在多个优化因素共同作用时，水平数量增加会使参数组合数量成倍增长，导致计算周期延长，并可能引入冗余变量和数值波动，使主要影响因素不易识别。同时，在低水平、中水平和高水平已经能够覆盖主要变化趋势的情况下，继续增加水平对气液固三相分布改善的贡献有限，反而降低优化效率和结果稳定性。因此，本方案将每个优化因素设置为三个水平，能够在保证优化精度的同时降低仿真计算量，提高结构优化调控效率。

31、优选地，构建所述三维候选结构模型并网格划分以及网格独立性分析包括以下步骤：

32、根据所述优化因素集，采用三维建模软件构建若干组调控有不同优化因素参数的仿真三维模型，得到优化结构三维模型集；

33、对所述优化结构三维模型集中的每个三维模型分别进行网格划分，划分后对每个三维模型分别进行网格独立性分析，分别得到每个三维模型的最优网格数量范围。

34、优选地，所述网格划分包括对三维模型的主体流动区域、进料管区域、循环溶液出口区域、底部锥形沉降区域以及壁面近壁区域进行网格控制和局部加密；所述网格独立性分析包括在相同边界条件、相同物性参数、相同湍流模型以及相同多相流模型条件下，对不同网格数量的模型进行数值计算，并根据监测参数的变化幅度判断计算结果是否受网格数量影响；当相邻两组网格对应的监测参数相对偏差小于预设阈值时，判定网格达到独立性要求，并将满足独立性要求且计算成本较低的网格数量作为对应三维模型的最优网格数量范围。

35、优选地，所述选择最优的优化结构三维模型包括以下步骤：

36、设定所述优化结构三维模型集中的每个三维模型中距离模型结构底部为的区域作为监测窗口，并计算每个三维模型中监测窗口内的气相、液相以及固相体积分率，得到三维模型气相分率集、三维模型液相分率集以及三维模型固相分率集；

37、根据所述三维模型气相分率集、三维模型液相分率集、三维模型固相分率集，从所述优化结构三维模型集以及多目标优化模型选择最优的优化结构三维模型，得到最终优化结构三维模型；

38、具体包括以下步骤：

39、针对所述优化结构三维模型集中的第

i个优化结构三维模型，将其监测窗口划分为若干采样单元，并在模型仿真达到稳定状态后，分别提取各采样单元内的气相体积分率、液相体积分率和固相体积分率，形成对应的气相分率集、液相分率集和固相分率集；

40、根据所述气相分率集、液相分率集和固相分率集，分别计算第

i个优化结构三维模型的气相分布评价指标、液相分布评价指标和固相分布评价指标，其中，所述气相分布评价指标用于表征气相在分离器内的排出或聚集效果，所述液相分布评价指标用于表征液相流动稳定性和分布均匀性，所述固相分布评价指标用于表征晶体颗粒悬浮、沉积或富集情况；

41、所述气相、液相和固相分布评价指标可分别表示为：

42、；

43、；

44、；

45、其中，、、分别表示第

i个优化结构三维模型在监测窗口内的平均气相体积分率、平均液相体积分率和平均固相体积分率；表示监测窗口内采样单元的数量；、、分别表示第

i个优化结构三维模型中第

j个采样单元内的气相体积分率、液相体积分率和固相体积分率；

46、进一步计算液相分布均匀性指标和固相沉积风险指标：

47、；

48、；

49、其中，表示第

i个优化结构三维模型的液相分布均匀性偏差，其值越小表示液相分布越均匀；表示固相沉积风险指标，其值越大表示监测窗口内固相富集程度越高，固相沉积风险越大；

50、基于上述评价指标构建多目标优化模型：

51、；

52、其中，，，；

53、式中，表示气相分率偏差目标函数，表示预设目标气相体积分率；表示液相分布均匀性目标函数；表示固相沉积风险目标函数；

54、对各目标函数进行归一化处理，得到归一化目标值：

55、；

56、其中，表示第

i个优化结构三维模型的第

k个归一化目标值，、分别表示第

k个目标函数在所有优化结构三维模型中的最大值和最小值；

57、根据各归一化目标值及其权重计算综合评价值：

58、；

59、其中，表示第i个优化结构三维模型的综合评价值，、、分别表示气相分率偏差目标、液相分布均匀性目标和固相沉积风险目标的权重，且满足：

60、；

61、将所有优化结构三维模型的综合评价值进行比较，选择综合评价值最小的优化结构三维模型作为最优的优化结构三维模型，得到最终优化结构三维模型。

62、所述气相夹带量小用于表征结晶分离器底部区域或监测窗口区域内气体夹带程度低；所述液相分布稳定用于表征液相在监测窗口区域内不存在明显短路流、回流死区或局部高速扰动区；所述固相沉降富集程度高用于表征晶体颗粒能够有效向底部沉降并在监测窗口区域内形成稳定富集；所述三相分布均匀性好用于表征气相、液相和固相在对应流动区域内分布平稳；所述颗粒逃逸风险低用于表征固相颗粒随液相流出或被二次卷吸的概率较低。

63、选择上述原则的原因在于：气相体积分率能够反映气体夹带和气液分离效果，液相体积分率能够反映液相循环流动稳定性，固相体积分率能够反映晶体颗粒沉降和富集能力，而三相分布均匀性及颗粒逃逸风险能够进一步反映结晶分离器的整体分离性能。因此，采用上述多项原则对优化结构三维模型进行筛选，能够避免仅依据单一指标选择模型造成局部优化而整体分离效果不足的问题。

64、优选地，计算每个三维模型中监测窗口内的气相、液相以及固相体积分率包括以下步骤：

65、在每个三维模型中建立统一位置的监测窗口，所述监测窗口为距离模型结构底部高度为的区域，并将该监测窗口记为；

66、获取所述监测窗口内的全部网格单元，将监测窗口内第个网格单元的体积记为，将该网格单元内的气相体积分数、液相体积分数和固相体积分数分别记为、和，其中：

67、；

68、计算所述监测窗口的总体积，其计算公式为：

69、；

70、分别计算监测窗口内气相总体积、液相总体积以及固相总体积，其中气相总体积、液相总体积和固相总体积的计算公式分别如下：

71、；

72、；

73、；

74、根据所述气相总体积、液相总体积、固相总体积以及监测窗口总体积，计算监测窗口内的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率，对应计算公式分别为：

75、；

76、；

77、；

78、其中，；

79、当数值模拟为瞬态计算时，在计算结果达到稳定波动状态后，选取连续时间段t内的多个时间步，对每个时间步对应的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率进行时间平均，得到时间平均气相体积分率、时间平均液相体积分率以及时间平均固相体积分率，其计算公式为：

80、；

81、其中，表示气相、液相或固相，表示第个时间步对应的相体积分率，表示选取的时间步数量；

82、对所述优化结构三维模型集中的每个三维模型均执行上述步骤，分别得到每个三维模型对应的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率，并形成三维模型气相分率集、三维模型液相分率集以及三维模型固相分率集。

83、优选地，所述确定优化结构相对于原始结构的调控效果包括以下步骤：

84、建立原结晶分离器结构三维模型，并在与最终优化结构三维模型相同的边界条件、物性参数、湍流模型、多相流模型、网格独立性要求以及求解控制参数下，对所述原结晶分离器结构三维模型进行数值模拟；

85、在所述原结晶分离器结构三维模型中设置与最终优化结构三维模型相同位置和相同尺寸的监测窗口，并分别计算原结晶分离器结构三维模型中监测窗口内的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率；

86、将所述最终优化结构三维模型对应的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率，与所述原结晶分离器结构三维模型对应的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率进行对比，得到三相体积分率对比结果；

87、根据所述三相体积分率对比结果，进一步对最终优化结构三维模型与原结晶分离器结构三维模型的气相夹带情况、液相流动稳定性、固相沉降富集能力、颗粒逃逸情况以及三相分布均匀性进行综合判断，得到结构优化调控效果。

88、其中，在从所述优化结构三维模型集中选择最终优化结构三维模型时，采用以下筛选原则：

89、第一，以气相体积分率较低作为优先筛选原则之一。其原因在于，监测窗口内气相体积分率越低，说明进入底部沉降区或晶体富集区的气体夹带越少，气液分离效果越好，可降低气泡扰动对晶体沉降过程的影响。

90、第二，以固相体积分率较高作为优先筛选原则之一。其原因在于，监测窗口通常位于结晶分离器底部或靠近底部的沉降区域，固相体积分率越高，说明晶体颗粒沉降和富集效果越明显，固液分离性能越好。

91、第三，以液相体积分率处于稳定范围并且波动较小作为筛选原则之一。其原因在于，液相是气相和固相运动的连续介质，液相分布过度集中或局部波动过大，容易形成短路流、回流死区或局部高速冲刷区，从而影响晶体沉降和分离稳定性。

92、第四，以三相体积分率空间分布均匀性较好作为筛选原则之一。其原因在于，仅比较平均体积分率可能无法反映局部区域的气体聚集、固体堆积或液相扰动问题，而三相分布均匀性能够更准确表征结晶分离器内部流场稳定性。

93、第五，以颗粒逃逸风险较低作为筛选原则之一。其原因在于，若固相颗粒随液相出口流出或被气液扰动重新卷吸，则会降低结晶分离器的有效分离效率，因此颗粒逃逸风险是判断结构优化效果的重要指标。

94、通过上述筛选原则，可从多个候选优化结构三维模型中选择出兼具低气相夹带、高固相富集、液相流动稳定、三相分布均匀以及低颗粒逃逸风险的最终优化结构三维模型。

95、优选地，将最终优化结构三维模型对应的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率与原结晶分离器结构三维模型对应的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率进行对比包括以下步骤：

96、分别获取最终优化结构三维模型和原结晶分离器结构三维模型在相同监测窗口内的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率；

97、计算最终优化结构三维模型相对于原结晶分离器结构三维模型的气相体积分率变化率、液相体积分率变化率以及固相体积分率变化率；

98、其中，气相体积分率变化率的计算公式为：

99、；

100、液相体积分率变化率的计算公式为：

101、；

102、固相体积分率变化率的计算公式为：

103、；

104、其中，

、

、 分别表示原结晶分离器结构三维模型中监测窗口内的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率；、分别表示最终优化结构三维模型中监测窗口内的气相体积分率、液相体积分率以及固相体积分率；

105、分别生成最终优化结构三维模型和原结晶分离器结构三维模型对应的气相体积分率云图、液相体积分率云图、固相体积分率云图以及颗粒运动轨迹图；

106、根据所述气相体积分率云图，对比最终优化结构三维模型和原结晶分离器结构三维模型内气相聚集区域、气相夹带范围以及气液分离状态；

107、根据所述液相体积分率云图，对比最终优化结构三维模型和原结晶分离器结构三维模型内液相流动连续性、液相短路流情况以及局部返混情况；

108、根据所述固相体积分率云图和颗粒运动轨迹图，对比最终优化结构三维模型和原结晶分离器结构三维模型内晶体颗粒沉降路径、底部固相富集区域、颗粒再悬浮情况以及颗粒逃逸情况；

109、判断最终优化结构三维模型相对于原结晶分离器结构三维模型的优化效果；当最终优化结构三维模型满足气相体积分率降低、固相体积分率提高、液相分布稳定性增强、颗粒逃逸风险降低以及三相分布均匀性提高中的至少两项时，判定所述最终优化结构三维模型相对于原结晶分离器结构具有结构优化调控效果。

110、本发明还公开了基于模型仿真的mvr结晶分离器结构优化调控系统，包括优化设计结构数值模型构建模块以及气液固三相仿真分析调控模块；

111、优化设计结构数值模型构建模块，用于构建优化设计结构数值模型；

112、气液固三相仿真分析模块，用于对优化设计结构数值模型对应的气相体积分率、液相含量分率以及固相含量分率参数进行对比分析。

113、本发明具有以下有益效果：

114、本发明中通过依托多目标优化思维建立系统化结构调控体系，聚焦设备核心关键结构参数开展定向调控，打破了传统单一维度结构调整的片面性与盲目性，可从设备成型结构、进料布局、流体出口形式等多个核心维度实现对结晶分离器运行状态的全方位精准调控；通过搭建多组差异化结构参数的设备三维模型，并结合标准化网格划分与独立性校验手段，有效保障不同结构调控方案下仿真数据的精准性与统一性，规避建模误差对结构调控效果研判的干扰，为精细化结构调控提供可靠的数据支撑；本方案通过监测设备内部多相介质体积分率的变化规律，能够直观量化不同结构调控策略对内部流场分布、多相混合与分离状态的影响，精准甄别最优的结构调控组合形式，实现以流场性能为导向的智能化结构调控。同时，通过优化后结构与原始结构的参数对标分析，可精准厘清各类结构参数的调控机理与影响权重，明确结构调控对设备性能的提升机制；该调控方式摆脱了传统经验式调试的局限，实现了结晶分离器结构参数的量化调控、精准优化与性能迭代，有效改善设备内部多相流场分布不均、相态分离效果差等问题，大幅提升结晶分离作业效率与设备运行稳定性，为mvr结晶分离器的结构优化调控与工程性能升级提供科学有效的技术支撑。

115、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。