CN117087984B - 一种生物恒温储存运输箱 - Google Patents
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Abstract
本发明属于物料储存及运输技术领域,具体公开了一种生物恒温储存运输箱,包括存储箱和水浴循环系统,存储箱内储存有水,通过水浴系统调节存储箱内的水温,水浴循环系统包括多个出水口和回水口,出水口分布于存储箱的侧面,出水口的方向朝向存储箱的中部。可以直接将包装好的生物制品或样品放入存储箱的水中,也可以在存储箱内设置内胆,内胆漂浮于存储箱内的水中,将生物制品或样品放置于内胆中储存。本发明将生物制品或样品放置于水中或者漂浮的内胆中,在发生颠簸或者碰撞时,水能够有效吸收来自各个方向上的冲击,不会受到减震装置本身结构的限制,并且不会快速回弹产生二次伤害。
Description
技术领域
本发明属于物料储存及运输技术领域,特别涉及一种生物恒温储存运输箱。
背景技术
在水产养殖业以及现代生物科学、农业、牧业等行业中,动植物等生物产品的储存和运输是非常重要的课题。由于动植物对环境条件高度敏感,例如水产品的运输和储存,除了需要维持适宜的存活温度或者保鲜温度之外,储存和运输过程中可能遇到的震动和碰撞等会对水产品的状况造成严重影响。现阶段对于水产品的保鲜和运输主要通过速冻和真空包装实现,真空包装仍然难免磕碰,仍然需要保温。速冻虽然可以一定程度上解决保鲜和运输碰撞的问题,但并非所有生物制品都适合速冻,而且对于短途运输现产现销的模式壁并不适用。
现有技术中常采用减震装置来减少震动和碰撞产生的冲击,例如中国发明申请公开号CN114291393A,公开了一种基因工程用生物样本保质贮藏运输装置,包括液氮罐和减震机构,液氮罐的内部开设有放置槽,放置槽的内部设置有贮藏机构,液氮罐的外部设置有防撞机构,减震机构设置于液氮罐的下方,减震机构包括减震槽和连接座,减震槽的内部底部固定安装有减震弹簧。该技术方案通过设置减震机构,当运输中颠簸时,液氮罐下的连接座向下挤压下压板,使得下压板挤压减震弹簧,直至液氮罐的底部与防护板上的塑胶板相抵时,减震弹簧开始回弹,来回往复,将颠簸消除,保护内部样品。
然而,上述技术以及常规的现有减震装置均存在以下问题:
问题一:减震结构只能够实现一个维度上的减震,无法吸收其他维度的震动,而且减震结构自身可伸缩方向的单一性限制了其他方向上的减震布置,减震结构通常无法进行过多的垂直于自身可伸缩方向的位移。通过使得减震结构与支撑面能够相对滑动,可以打破减震结构自身可伸缩方向的单一性对其他方向上的减震布置的限制,但是滑动结构复杂,在可滑动的同时还需要具备减震功能和支撑性能,对减震结构的设计、工艺要求极高,实现起来较为困难。
问题二:减震结构通常会产生快速回弹,会对被保护物体造成二次伤害。
水浴保温是一种利用水作为介质来保持样品或物体在恒定温度下的方法,水浴保温有均匀性好,温度稳定的优势,并且可以避免直接与高温或低温设备接触。水体曝气是利用空气或其他气体注入水中,增加水体中的溶解氧含量的过程。通常情况下,通过向水体底部注入气体形成气泡,使气泡上浮到水面,以增加水与空气接触的表面积,从而促进氧气的传递和溶解。曝气可以加快有害物质的分解和氧化,减少异味和污染物的产生和蓄积,减少水体富营养化和藻类繁殖等问题。现有技术中,水浴保温和水体曝气通常是互不关联的两套系统,没有进行整合以获得更好的效果。
发明内容
针对上述的缺陷,本发明的目的在于提供一种生物恒温储存运输箱,其可以利用水浴循环系统化解震动产生的冲击。将生物制品或样品放置于水中或者漂浮的内胆中,在发生颠簸或者碰撞时,水能够有效吸收来自各个方向上的冲击,不会受到减震装置本身结构的限制,并且不会快速回弹产生二次伤害。将水浴循环系统的出水口设置于存储箱的侧面,使得喷出的水能够向存储箱的中部流动,并且越靠近边缘的区域水的推动力越强,从而时刻调整水中的漂浮物向存储箱的中部移动或靠拢,保持生物制品或样品或内胆与存储箱侧壁之间留有缓冲空间,为化解可能到来的冲击做准备。另外,本发明通过巧妙设计水箱,将水浴保温和水体曝气进行整合,不仅实现了水循环和空气供给,还同时具备以下有益效果:(1)使用一个过滤件同时净化水和空气,并且在水箱弯折处紊乱的水流中过滤件不容易附着杂质;(2)利用水箱底部的弯折结构进行更长时间的换热以及更好的热扩散,加强换热效果;(3)通过监测水箱的液位变化,在稳定水箱内空气总量的同时,还可以监测水泵的输出是否正常;(4)利用水箱中空气的可压缩性,可以吸收水循环的流量波动,使得出水和回水过程都更加稳定。
为了实现上述目的,本发明提供一种生物恒温储存运输箱,包括存储箱和水浴循环系统,存储箱内储存有水,通过水浴系统调节存储箱内的水温,水浴循环系统包括多个出水口和回水口,出水口分布于存储箱的侧面,出水口的方向朝向存储箱的中部。
进一步,水浴循环系统包括水箱,水箱内设置有中间隔板,中间隔板的上端以及两侧与水箱的内壁密封固定,下端与水箱内壁之间留有流通空间,从而形成U形流道。水箱内存有水,U形流道的两个顶端均存有气体。U形流道中设置有抽水组件,抽水组件将水抽向U形流道的一端,使得一端气体被压缩,另一端气体被扩张,压缩气体所在侧为水箱的供给侧,扩张气体所在侧为水箱的回流侧。水浴循环系统的出水口与水箱供给侧的液位以下连通,回水口与水箱的回水侧连通。
进一步,水箱内还设置有过滤件,过滤件将水箱分割为净水区和污水区,抽水组件以及水箱与出水口连通的位置位于净水区,水箱与回水口连通的位置位于污水区。
进一步,水箱内设置有内部换热组件,内部换热组件设置于中间隔板的下方,水箱的底部。
进一步,抽水组件设置于水箱的供给侧,抽水组件将水箱的供给侧上下密封分隔。抽水组件能够从下方向上方抽水。供给侧的液位始终高于抽水组件,回流侧的液位始终高于中间隔板的下边缘。
进一步,过滤件的形状为Z形,两侧与水箱的内侧壁接触,上段水平,端部与回流侧的水箱内壁接触,中段向下延伸至中间隔板下边缘以下,下段水平,端部与供给侧的水箱内壁接触。
进一步,还包括大气入口,大气入口与水箱回流侧液位以下的污水区连通。水箱的中间隔板上安装有抽吸装置,抽吸装置能够将空气从回流侧抽入供给侧,抽吸装置位置高于两侧的液位,并且位于净水区。存储箱的底部设置有多个出气口,出气口与水箱供给侧的液位以上连通。
进一步,水箱上设置有液位计,回水口与水箱之间设置有流量调节阀。
进一步,在存储箱内设置有内胆,内胆漂浮于存储箱内的水中。
与现有技术相比,本发明至少具有如下有益效果:
本发明利用水浴循环系统化解震动产生的冲击。将生物制品或样品放置于水中或者漂浮的内胆中,在发生颠簸或者碰撞时,水能够有效吸收来自各个方向上的冲击,不会受到减震装置本身结构的限制,并且不会快速回弹产生二次伤害。将水浴循环系统的出水口设置于存储箱的侧面,使得喷出的水能够向存储箱的中部流动,并且越靠近边缘的区域水的推动力越强,从而时刻调整水中的漂浮物向存储箱的中部移动或靠拢,保持生物制品或样品或内胆与存储箱侧壁之间留有缓冲空间,为化解可能到来的冲击做准备。本发明的水浴循环系统同时具备恒温和抗震作用。
生物制品或样品运输不可避免会在存储箱的水中溶解大量有机物,底部曝气可以增加水中的氧气含量,加速有机污染物的分解,降低水体中的氨氮和硫化物等有害物质的含量,改善水质,防止水体富营养化。而且,曝气在净化水体的同时,还能够净化生物制品或样品表面的有机杂质。同时,由于曝气的气体压力较大,在喷出的瞬间会产生向上的冲击力,因此底部曝气还可以在漂浮物过度贴近底部时对漂浮物产生向上的推力,减少漂浮物与底部发生碰撞的风险。
本发明的水箱可以对水和空气同时进行净化,回流侧在负压作用下从大气中抽取空气,并从液位以下冒出,空气中的杂质被水冲洗干净,可以有效抑制气路系统积灰。杂质均被阻挡在过滤件的下方或侧面,配合水箱弯折处紊乱的水流,可以减少杂质附着。
本发明将内部换热组件设置于中间隔板下方,水箱的底部,水从回流侧进入供给侧必将途径该区域,弯折处水流紊乱,有利于热量的混合扩散,而且大部分水流都会上下两次流经内部换热组件,进一步增强换热效果。
本发明通过巧妙设计水箱,将水浴保温和水体曝气进行整合,不仅实现了水循环和空气供给,还同时具备以下有益效果:(1)使用一个过滤件同时净化水和空气,并且在水箱弯折处紊乱的水流中过滤件不容易附着杂质;(2)利用水箱底部的弯折结构进行更长时间的换热以及更好的热扩散,加强换热效果;(3)通过监测水箱的液位变化,在稳定水箱内空气总量的同时,还可以监测水泵的输出是否正常;(4)利用水箱中空气的可压缩性,可以吸收水循环的流量波动,使得出水和回水过程都更加稳定。
本发明通过在存储箱内设置内胆,水温以及水的缓冲、推动作用直接作用于内胆上,不仅方便生物制品或样品的取出,还可以将未包装的生物制品或样品以及其它不能直接放入水中漂浮或悬浮的物品放入内胆中存储和运输,避免物品进水,物品摆放整齐。
附图说明
图1为本发明实施例一生物恒温储存运输箱的内部结构图;
图2为图1中A处放大图;
图3为本发明运输状态下的效果图;
图4为本发明实施例二生物恒温储存运输箱的内部结构图;
图5为图4中B处放大图;
图6为本发明实施例三生物恒温储存运输箱的内部结构图;
图7为本发明实施例四的示意图;
图8为本发明实施例五的示意图。
图中:100-存储箱、200-出水口、210-回水口、300-水箱、310-中间隔板、320-抽水隔板、330-水泵、340-过滤件、350-温度传感器、360-抽吸装置、370-液位计、410-内部换热组件、420-压缩机、430-外部换热组件、440-膨胀阀、500-大气入口、510-出气口、600-流量调节阀、700-呼吸阀、800-内胆。
具体实施方式
在本实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“底”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,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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。
在本实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
参照图1至图3,本实施例公开了一种生物恒温储存运输箱,包括存储箱100和水浴循环系统。存储箱100内储存有水,通过水浴系统调节存储箱100内的水温。水浴循环系统包括多个出水口200和回水口210,出水口200分布于存储箱100的侧面,出水口200的方向朝向存储箱100的中部。优选回水口210位于存储箱100的中部。将包装好的生物制品或样品放入存储箱100的水中,生物制品或样品的密度通常与水接近或者略小于水,在水中为悬浮或半悬浮半漂浮状态。
以水产品为例,本实施例将水产品放置于水中,在发生颠簸或者碰撞时,水能够有效吸收来自各个方向上的冲击,不会受到减震装置本身结构的限制,并且不会快速回弹产生二次伤害。具体而言,如果本实施例用于运输,在正常加速或减速的状态下,由于水也有惯性,水的密度又不明显小于水产品,因此水产品不会在惯性作用下逐渐移动到存储箱100的前端或后端,而是与周围的水一同维持在原位置附近;在发生激烈碰撞时,碰撞侧的水在惯性以及后方水的推力作用下会向上飞溅和翻涌,从而腾出空间让后方的水以及水中的生物制品或样品进行缓冲。同时,水对水产品的作用力分布在水产品的整个表面,可以最大程度均摊受力,对水产品起到很好的保护作用。将水浴循环系统的出水口200设置于存储箱100的侧面,使得喷出的水能够向存储箱100的中部流动,并且越靠近边缘的区域水的推动力越强,从而时刻调整水中的水产品向存储箱100的中部移动靠拢,保持水产品与存储箱100侧壁之间留有缓冲空间,为化解可能到来的冲击做准备。本实施例的水浴循环系统同时具备恒温和抗震作用。
作为本实施例进一步的方案:水浴循环系统包括水箱300,水箱300内设置有中间隔板310,中间隔板310的上端以及两侧与水箱300的内壁密封固定,下端与水箱300内壁之间留有流通空间,从而形成U形流道。水箱300内存有水,U形流道的两个顶端均存有气体。U形流道中设置有抽水组件,抽水组件将水抽向U形流道的一端,使得一端气体被压缩,另一端气体被扩张,压缩气体所在侧为水箱300的供给侧,扩张气体所在侧为水箱的回流侧。具体而言,抽水组件包括抽水隔板320和安装于抽水隔板320上的水泵330。水浴循环系统的出水口200与水箱300供给侧的液位以下连通,回水口210与水箱300的回水侧连通。进一步,水箱300内还设置有过滤件340,过滤件340将水箱300分割为净水区和污水区,水泵330以及水箱300与出水口200连通的位置位于净水区,水箱300与回水口210连通的位置位于污水区。进一步,水箱300内液位以下部分设置有内部换热组件410,用于与水箱300内的水进行换热,调节水温,进而控制存储箱100内的水温。优选将内部换热组件410设置于中间隔板310下方,水箱300的底部,水从回流侧进入供给侧必将途径该区域,弯折处水流紊乱,有利于热量的混合扩散,而且大部分水流都会上下两次流经内部换热组件410,进一步增强换热效果。为配合水温调节,水箱300内还设置有温度传感器350。
在本实施例中,抽水隔板320设置于水箱300的供给侧,抽水隔板320将水箱300的供给侧上下密封分隔。水泵330能够从抽水隔板320的下方向上方抽水。供给侧的液位始终高于水泵330,回流侧的液位始终高于中间隔板310的下边缘。
作为本实施例进一步的方案:过滤件340的形状为Z形,两侧与水箱300的内侧壁接触,上段水平,端部与回流侧的水箱300内壁接触,中段向下延伸至中间隔板310下边缘以下,下段水平,端部与供给侧的水箱300内壁接触。采用上述技术方案,杂质均被阻挡在过滤件340的下方或侧面,可以减少杂质附着。
上述技术方案的原理为:启动水泵330抽水,抽水隔板320上方液位升高,并且气体被压缩,压力升高,使得供给侧水压上升,水从供给侧通过出水口200喷出;回水侧液位下降,并且气体膨胀,压力下降,使得回水侧的水压下降,存储箱100内的水通过回水口210回流到水箱300的回流侧,从而形成水循环。水途径水箱300时进行过滤和换热,从而维持存储箱100内水的洁净度和温度。气体被压缩或拉伸的越厉害,产生的压力或吸力越大,喷水流量或回水流量越大,从而可以稳定供给侧和回水侧的液位。同时,气体的可压缩性可以过滤水循环的流量波动,使得出水和回水过程都更加稳定。
作为本实施例进一步的方案:还包括大气入口500,大气入口500与水箱300回流侧液位以下的污水区连通。水箱300内封存的气体为空气。水箱300的中间隔板310上安装有抽吸装置360,抽吸装置360能够将空气从回流侧抽入供给侧,抽吸装置360位置高于两侧的液位,并且位于净水区。存储箱100的底部设置有多个出气口510,出气口510与水箱300供给侧的液位以上连通。
供给侧的空气在正压作用下从出气口510喷出。抽吸装置360将空气从回流侧抽入供给侧,补充供给侧的空气消耗。回流侧则在负压作用下从大气中抽取空气,并从液位以下冒出,空气中的杂质被水冲洗干净,可以有效抑制气路系统积灰。水产品运输不可避免会在存储箱100的水中溶解大量有机物,底部曝气可以增加水中的氧气含量,加速有机污染物的分解,降低水体中的氨氮和硫化物等有害物质的含量,改善水质,防止水体富营养化。而且,曝气在净化水体的同时,还能够净化水产品表面的有机杂质。同时,由于曝气的气体压力较大,在喷出的瞬间会产生向上的冲击力,因此底部曝气还可以在漂浮物过度贴近底部时对漂浮物产生向上的推力,减少漂浮物与底部发生碰撞的风险。也可以在存储箱100的底部设置部分出水口200,进一步减少漂浮物与底部发生碰撞的风险。
然而,以上过程的实现存在一个前提:整个水箱300输出多少空气,就得补充多少空气,但实际上空气的补充是不受控制的,大气压明显要小于回水的水压,因此实际情况是水箱300空气缺失的部分不断被回水填补,最终整个水箱300将充满水。为避免这种情况,优选在水箱300上设置液位计370监测液位变化,并且在回水口210与水箱300之间设置流量调节阀600控制回水流量,从而稳定水箱300内的水量,空气缺失的部分无法用足够的水来补充,自然就会从大气中吸取空气,从而间接实现水箱300中空气总量的稳定。优选的,液位计370的数量为两个,分别设置于水箱300的供给侧和回流侧,在获得水箱300内空气总量的同时,可以根据两侧液位是否达到合理范围得知水泵330的输出功率是否正常。当然,本领域技术人员也可以在不同的管道上设置其它的调节阀门,用于更加方便、直接地对系统中的水流量和气流量进行控制,只要没有脱离本实施例的原理,均应当在本发明的公开范围之内。本领域技术人员可以理解,存储箱100不应当是密不透气的,应当允许曝气产生的多余的空气排出,必要时可以安装呼吸阀700。
作为本实施例进一步的方案:还包括温控系统,温控系统包括内部换热组件410、压缩机420、外部换热组件430、膨胀阀440,上述均为成熟的现有技术,不做赘述。
为方便运输,本实施例的整体外观通常设计为长方体。
实施例二
参照图4和图5,本实施例与实施例一的区别在于:抽水隔板320设置于水箱300的回流侧,抽水隔板320将水箱300的回流侧上下密封分隔。水泵330能够从抽水隔板320的上方向下方抽水。过滤件340设置于供给侧,水泵330位于污水区。供给侧的液位始终高于过滤件340,回流侧的液位始终高于水泵330。
采用上述技术方案,过滤件340无需设计成复杂的形状,即可将杂质阻挡在过滤件340的下方,结构相对简单,但水泵330位于污水区,会影响水泵330的稳定运行和使用寿命,需要水泵330的适应能力强,而且空气从污水中冒出后直接被抽吸装置360抽走,未经过过滤件340的再次过滤,存在携带杂质的风险。本实施例仅作为一种选择,不做主要推荐。
实施例三
参照图6,本实施例在实施例一和实施例二的基础上,在存储箱100内设置内胆800,内胆800漂浮于存储箱100内的水中,将生物制品或样品放置于内胆800中储存。采用这种设计,水温以及水的缓冲、推动作用直接作用于内胆800上,不仅方便生物制品或样品的取出,还可以将未包装的生物制品或样品以及其它不能直接放入水中漂浮或悬浮的物品放入内胆800中存储和运输,避免物品进水,物品摆放整齐。
作为本实施例进一步的方案:随着内胆800装载量的增加,内胆的吃水深度不断增加,可以通过控制存储箱100内的水量,控制水位,进而维持内胆800与存储箱100的底部之间预留有合理的间距,用于缓冲纵向颠簸。
实施例四
为方便运输,实施例一和实施例三公开的生物恒温储存运输箱外观通常为长方体,实施例一不仅可以吸收来自前后、左右、上下三个维度的震动,还可以吸收来自旋转维度的冲击,而实施例三设置有内胆800后,形状限制使得内胆800与存储箱100之间不能相对自由旋转,即降低了收来自旋转维度的冲击的能力。
参照图7,本实施例将内胆800与存储箱100设计为圆柱体或者球体,从而能够更好地吸收来自旋转维度的冲击。优选外观为圆柱体,实用性较强,球体的实用性较差。
在本实施中,由于水箱300和存储箱100的形状不同,二者通常为分体设置。
实施例五
参照图8,本实施例在实施例四的基础上,将存储箱100的数量提升为多个,而水箱300的数量为一个,使用一个水箱300为多个存储箱100提供恒温水浴以及底部曝气,输水管路和输气管路均在水箱300的外侧进行分流,通过在各支路设置阀门控制各支路的投入。另外,还可以根据实际投入使用的存储箱100的数量调整水箱300换热、换水、换气的功率。
在本实施例中,优选存储箱100的数量为四个,四个存储箱100整齐排列成两排两列,并将水箱300放置于四个存储箱100的正中间,这种局部方式可以合理利用各个存储箱100之间的多余空间,提高空间利用率。
以上仅对本发明的较佳实施例进行了详细叙述,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种生物恒温储存运输箱,包括存储箱(100)和水浴循环系统,所述存储箱(100)内储存有水,通过所述水浴循环系统调节所述存储箱(100)内的水温,其特征在于,所述水浴循环系统包括多个出水口(200)和回水口(210),所述出水口(200)分布于所述存储箱(100)的侧面,所述出水口(200)的方向朝向所述存储箱(100)的中部;
所述水浴循环系统包括水箱(300),所述水箱(300)内设置有中间隔板(310),所述中间隔板(310)的上端以及两侧与所述水箱(300)的内壁密封固定,下端与所述水箱(300)内壁之间留有流通空间,从而形成U形流道;所述水箱(300)内存有水,U形流道的两个顶端均存有气体;U形流道中设置有抽水组件,所述抽水组件将水抽向U形流道的一端,使得一端气体被压缩,另一端气体被扩张,压缩气体所在侧为所述水箱(300)的供给侧,扩张气体所在侧为所述水箱(300)的回流侧;所述水浴循环系统的出水口(200)与所述水箱(300)供给侧的液位以下连通,回水口(210)与所述水箱(300)的回水侧连通;
所述水箱(300)内还设置有过滤件(340),所述过滤件(340)将所述水箱(300)分割为净水区和污水区,所述抽水组件以及所述水箱(300)与所述出水口(200)连通的位置位于净水区,所述水箱(300)与所述回水口(210)连通的位置位于污水区;
还包括大气入口(500),所述大气入口(500)与所述水箱(300)回流侧液位以下的污水区连通;所述水箱(300)的所述中间隔板(310)上安装有抽吸装置(360),所述抽吸装置(360)能够将空气从回流侧抽入供给侧,所述抽吸装置(360)位置高于两侧的液位,并且位于净水区;所述存储箱(100)的底部设置有多个出气口(510),所述出气口(510)与所述水箱(300)供给侧的液位以上连通。
2.根据权利要求1所述的生物恒温储存运输箱,其特征在于,所述水箱(300)内设置有内部换热组件(410),所述内部换热组件(410)设置于所述中间隔板(310)的下方,所述水箱(300)的底部。
3.根据权利要求1所述的生物恒温储存运输箱,其特征在于,所述抽水组件设置于所述水箱(300)的供给侧,所述抽水组件将所述水箱(300)的供给侧上下密封分隔;所述抽水组件能够从下方向上方抽水;供给侧的液位始终高于所述抽水组件,回流侧的液位始终高于所述中间隔板(310)的下边缘。
4.根据权利要求3所述的生物恒温储存运输箱,其特征在于,所述过滤件(340)的形状为Z形,两侧与所述水箱(300)的内侧壁接触,上段水平,端部与回流侧的所述水箱(300)内壁接触,中段向下延伸至所述中间隔板(310)下边缘以下,下段水平,端部与供给侧的所述水箱(300)内壁接触。
5.根据权利要求1所述的生物恒温储存运输箱,其特征在于,所述水箱(300)上设置有液位计(370),所述回水口(210)与所述水箱(300)之间设置有流量调节阀(600)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的生物恒温储存运输箱,其特征在于,在所述存储箱(100)内设置有内胆(800),所述内胆(800)漂浮于所述存储箱(100)内的水中。
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