一种鱼类稳定同位素样品预处理一体化设备

技术领域

本发明涉及样品预处理技术领域，尤其涉及一种鱼类稳定同位素样品预处理一体化设备。

背景技术

稳定碳氮同位素是指在自然界中存在的具有不同中子数的同一种元素的同位素，其发现极大地拓展了人类认识客观世界的视野。对鱼类而言，其稳定同位素组成有望提供食物来源、迁徙历史等常规分析手段无法触及的深层次信息。在具体研究时通过采用稳定同位素手段，分析鱼类身体不同部分（如鳞片、粘液、肌肉等）的同位素组成之关系，研究结果可望揭示鱼类生理生态的深层次信息。即在进行鱼类稳定同位素研究时需要采集不同鱼类的样品来进行分析研究。而这些样品在进行研究前还需要进行预处理操作，以使得到的数据不受其他因素的影响。

而现有技术中对样品进行处理操作时，大多是按照采集分选、组织的选取、酸化、烘干、研磨以及最后的同位素测定这些步骤进行的，其中预处理的操作主要包括酸化、烘干和研磨。

目前的，如申请号为CN202120096559.4的专利文献，其公开的一种用于鱼类加工的烘干装置中，其内部设置有放置板，放置板采用分层设计，进而使放置板实现批量分区烘干，箱体的内部设置有加热条和加热箱，通过加热箱和加热条加热使箱体具有较好的加热功能，箱体的上端设置有电机，电机驱动转轴转动，通过轴套的配合使放置板稳定转动，进而提高鱼类的烘干效果。放置板的边缘设置有防护网，通过设置防护网使该烘干装置具有较好的防护性，箱体的内壁固定连接有灯座，通过灯座照明使箱体内部的亮度提高，进一步提高该装置的实用性。

还有如申请号为CN202010963060.9的专利文献，其公开的一种鱼类烘干装置中，通过烘干装置分隔出两个腔室，然后对两个腔室的加热方式进行控制，并充分利用热源，通过均匀设置的多个导流风机，有效提高一级烘干室中热风烘干的效率和干燥的均匀性，而加湿装置的设置可以提高一级烘干室内湿度的均匀性，并缓解鱼类原料表面风干过快，而内部湿度较大的情况，配合导流风机的组合可有效保证一级烘干室内所有鱼类原料烘干的均匀性。

虽然上述专利解决了鱼肉内外层干燥不均等的问题，但是在面对数量较少的样品时却存在局限性，因为含量较少的样品与大批量的鱼肉在烘干时存在着区别，若是为了加快烘干效率，就采用较高温度，在操作时容易出现样品表面被烤焦的情况，若是温度较低，则花费在烘干操作上的时间过长影响数据分析效率，而在实际操作时，若鱼类样品只有3条左右，由于数量较少，在烘干时，若采用常规的烘箱并按照处理数量较多的样品进行烘干处理的话，就容易存在资源浪费的现象，因此，现有技术中在对样品预处理时存在着如何在不设定目标温度的情况下对少量的鱼类样品提高预处理效率的问题。

发明内容

本发明提供了一种鱼类稳定同位素样品预处理一体化设备，旨在解决如何在不设定目标温度的情况下对少量的鱼类样品提高预处理效率的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种鱼类稳定同位素样品预处理一体化设备，包括存放箱；处理筒，所述处理筒固定安装在存放箱内，且所述处理筒内设有带开口的存放腔，所述存放腔的底部设有多个排液孔，所述处理筒能够引导液体对投入存放腔的样品进行冲洗，所述处理筒还能够在液体从排液孔排出后对处于存放腔内的样品进行烘干；偏转柱，所述偏转柱转动设置于处理筒内；

其中，所述偏转柱包括转柱轴以及研磨架，所述转柱轴套设于处理筒内且端部与存放箱内壁转动连接，所述转柱轴的两端侧壁均设有带动条，两个所述带动条远离转柱轴的一端分别与研磨架的两端对应连接，所述研磨架上设有多个研磨柱，当处理筒对处于存放腔内的样品进行烘干时，所述转柱轴绕处理筒中心轴线旋转并迫使所有的研磨柱对样品进行挤压研磨。

作为优选，所述转柱轴包括转动连接在存放腔内的主转轴，所述主转轴的侧壁开设有限制槽，两个所述带动条分别固定套接于主转轴的两端；

所述研磨架包括固定板，所述固定板靠近主转轴的一侧表面与所有的带动条固定连接，所有的所述研磨柱均贯穿设置在所述固定板上，所述固定板能够对研磨柱的位置进行限制，所述研磨柱与固定板垂直设置，所述研磨柱的一端与存放腔内壁抵接，所述研磨柱的另一端延伸至限制槽内且能够在限制槽内自转；

当主转轴带着两个带动条绕处理筒中心轴线旋转时，所有的所述研磨柱沿处理筒中心轴线方向排列并沿存放腔内壁滑动；当所有的所述研磨柱沿存放腔内壁滑动时，每个研磨柱均自转。

作为优选，所述主转轴的外侧套接有能够在主转轴侧壁往复滑动的驱动套，所述驱动套的侧壁与限制槽对应位置处开设有安装槽，所述安装槽内设有带动齿条；所述研磨柱靠近限制槽的一端侧壁设有齿柱，所述齿柱与带动齿条啮合连接；两个所述带动条的表面均开设有插入方孔，其中一个所述插入方孔内设有推动条，所述推动条靠近主转轴的一端与驱动套固定连接；

所述存放腔的内侧壁与推动条对应位置处设有多对推动柱，所有的所述推动柱以主转轴为中心呈环形设置，所述推动柱能够推着推动条进入插入方孔；当主转轴带着两个带动条绕处理筒中心轴线旋转时，所述推动柱推着驱动套在主转轴侧壁滑动以迫使带动齿条啮合带动齿柱转动。

作为优选，所述主转轴的表面开设有往复槽，所述往复槽内设有能够在驱动套沿主转轴侧壁滑动后推着驱动套复位的复位件。

作为优选，驱动套的长度小于主转轴的长度。

作为优选，所述固定板的表面在相邻两个研磨柱之间设有引导块，所述引导块的两端均设有引导面，所述引导块与研磨柱之间存在有容纳样品经过的间隙，所述引导块的侧壁开设有通过槽，所述研磨柱的侧壁安装有能够穿过通过槽的打断片。

作为优选，所述固定板靠近引导块的一侧表面设有一对聚拢条，此对所述聚拢条分别设置于固定板的两端，且此对所述聚拢条能够引导样品靠近研磨柱。

作为优选，所述处理筒包括两端贯通的筒体，所述筒体内设有加热腔，所述筒体的两端均与存放箱内壁密封连接，所述存放腔设置于筒体内，所述筒体上活动连接有用于封堵开口的挡盖，所述排液孔设置于筒体底部，所述排液孔内设有活塞，所述存放箱内设有与活塞连接的提拉杆，所述提拉杆能够带着活塞在排液孔内活动以封堵或打开排液孔。

作为优选，所述挡盖靠近筒体的一端设有多个打断凸点，所述打断凸点与间隙的位置对应。

本发明的有益效果是，

1、本发明可通过处理筒和研磨架的配合简化了处理设备和处理步骤提升了处理效率，同时再烘干时研磨可以进一步提高样品各个位置的烘干效率。

2、本发明可通过研磨柱和引导块以及打断凸点的设置，可以确保大体积的样品被依次打碎压平磨碎。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的预处理一体化设备的外观图；

图2是本发明中的存放箱结构示意图；

图3是本发明中的筒体结构示意图；

图4是本发明中的挡盖结构示意图；

图5是图4中的A处的结构示意图；

图6是本发明中的引导块结构示意图；

图7是本发明中的带动齿条结构示意图；

图8是本发明中的往复槽结构示意图；

图9是本发明中的打断片结构示意图。

附图标记：1、存放箱；2、处理筒；3、排液孔；4、转柱轴；5、研磨架；6、带动条；7、研磨柱；8、主转轴；9、限制槽；10、固定板；11、驱动套；12、带动齿条；13、齿柱；14、插入方孔；15、推动条；16、推动柱；17、往复槽；18、复位件；19、引导块；20、引导面；21、通过槽；22、打断片；23、聚拢条；24、筒体；25、加热腔；26、挡盖；27、活塞；28、提拉杆；29、打断凸点。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

目前在对鱼类样品进行检测时需要进行酸化、水洗、烘干、研磨这一系列的预处理操作，目前大多数的做法是酸化、水洗采用冲洗槽，烘干采用烘箱，研磨采用捣药器具或者打碎机等，这些操作较为散乱，且由于有的样品较少，采用大烘干箱就存在资源浪费的现象，采用小的烘箱就容易存在样品与装载装置贴合区域没有烘干透的现象（例如申请号为CN202010963060.9的专利文献中出现的均匀性问题）。

如图1至图9所示，本发明提供了一种鱼类稳定同位素样品预处理一体化设备的实施例。

具体的，所述鱼类稳定同位素样品预处理一体化设备，包括

存放箱1；

处理筒2，处理筒2固定安装在存放箱1内，且处理筒2内设有带开口的存放腔，存放腔的底部设有多个排液孔3，处理筒2能够引导液体对投入存放腔的样品进行冲洗，处理筒2还能够在液体从排液孔3排出后对处于存放腔内的样品进行烘干；

偏转柱，偏转柱转动设置于处理筒2内；

其中，偏转柱包括转柱轴4以及研磨架5，转柱轴4套设于处理筒2内且端部与存放箱1内壁转动连接，转柱轴4的两端侧壁均设有带动条6，两个带动条6远离转柱轴4的一端分别与研磨架5的两端对应连接，研磨架5上设有多个研磨柱7，当处理筒2对处于存放腔内的样品进行烘干时，转柱轴4绕处理筒2中心轴线旋转并迫使所有的研磨柱7对样品进行挤压研磨。

本发明通过处理筒2和研磨架5的配合，将烘干与研磨结合，使得烘干的效率被提高，具体的，先通过处理筒2对投入存放腔的样品进行冲洗，之后，再打开排液孔3将冲洗用的液体排出，然后，再通过处理筒2对处于存放腔内的样品进行烘干，而在烘干时，转柱轴4绕处理筒2中心轴线旋转并迫使所有的研磨柱7对样品进行挤压研磨。整个操作过程中，处理筒2和研磨架5的配合简化了处理设备和处理步骤提升了处理效率，同时再烘干时研磨可以进一步提高样品各个位置的烘干效率。

此外要注意的一点是，研磨时，样品应处于表面干燥现象，若是湿润的则容易出现细小的样品贴着研磨架5的现象。同时参照图2，处理筒2上可开设透气孔用于排出烘干时产生的水汽。且透气孔与排液孔3处应安装金属网片，该金属网片用于防止样品透过透气孔与排液孔3排出。由于透气孔设置在处理筒2顶部，故而透气孔处不易漏出。

相较于现有技术中的单一烘干操作，本发明在烘干时研磨粉碎，则代表样品在烘干时可以实时增大烘干面积（样品被粉碎了故而烘干面积也就增大了），随之而来的烘干效率也就增大了，同时也省去了研磨这一步骤。

参照图9，研磨柱7在进行研磨时主要是通过与存放腔内壁接触的一端进行研磨，其他部分不参与研磨动作。

由于整个处理筒2内都有样品，为了使样品在处理筒2内能够充分实现研磨的操作，具体的：转柱轴4包括转动连接在存放腔内的主转轴8，主转轴8的侧壁开设有限制槽9，两个带动条6分别固定套接于主转轴8的两端；

研磨架5包括固定板10，固定板10靠近主转轴8的一侧表面与所有的带动条6固定连接，所有的研磨柱7均贯穿设置在固定板10上，固定板10能够对研磨柱7的位置进行限制，研磨柱7与固定板10垂直设置，研磨柱7的一端与存放腔内壁抵接，研磨柱7的另一端延伸至限制槽9内且能够在限制槽9内自转；

当主转轴8带着两个带动条6绕处理筒2中心轴线旋转时，所有的研磨柱7沿处理筒2中心轴线方向排列并沿存放腔内壁滑动；当所有的研磨柱7沿存放腔内壁滑动时，每个研磨柱7均自转。

当样品被投入存放腔后，随着处理筒2逐步进行烘干操作，样品表面会被烘干，之后，待样品被烘干至少5个小时，则可通过外界驱动装置（例如电机）直接驱使主转轴8旋转（驱动装置的输出端与主转轴8之间应设置隔离装置例如减速器，在降低转速的情况下隔绝热量防止热量对驱动装置造成影响）。

而主转轴8旋转时，会带着两个带动条6和固定板10一起绕处理筒2中心轴线旋转，之后所有的研磨柱7都会沿存放腔内壁滑动，而在此过程中，研磨柱7可推着样品运动并在样品运动时，对样品施加压力，以使样品被磨碎，但是这样通过滑动摩擦的方式其研磨效率较低，故而，当所有的研磨柱7沿存放腔内壁滑动时，每个研磨柱7均自转，也就是说，每个研磨柱7在推着样品沿存放腔内壁滑动时，不仅会带动样品滑动还对带着样品滚动，即研磨柱7会对样品施加转动压力和滑动压力，使得样品的粉碎效率较高。

由于研磨柱7的端部呈圆柱形，其加工范围较小，故而其比较适合片状，或者粉末状的样品。

现有技术中，对样品烘干的操作，大多是在烘箱内60℃烘干48h才能得到想要达到的效果，而本发明中的预处理一体化设备可以将原来的烘干时间缩减至少5个小时。

为了实现研磨柱7的自转操作：主转轴8的外侧套接有能够在主转轴8侧壁往复滑动的驱动套11，驱动套11的侧壁与限制槽9对应位置处开设有安装槽，安装槽内设有带动齿条12；研磨柱7靠近限制槽9的一端侧壁设有齿柱13，齿柱13与带动齿条12啮合连接；两个带动条6的表面均开设有插入方孔14，其中一个插入方孔14内设有推动条15，推动条15靠近主转轴8的一端与驱动套11固定连接；

存放腔的内侧壁与推动条15对应位置处设有多对推动柱16，所有的推动柱16以主转轴8为中心呈环形设置，推动柱16能够推着推动条15进入插入方孔14；当主转轴8带着两个带动条6绕处理筒2中心轴线旋转时，推动柱16推着驱动套11在主转轴8侧壁滑动以迫使带动齿条12啮合带动齿柱13转动。

本实施例中，推动柱16可呈锥型，使得推动条15被推动柱16推动时，推动条15进入插入方孔14内的运动是逐渐进行的，且带动条6与呈环形设置的多对推动柱16的对应位置处的厚度相较于其他位置较薄，使得推动柱16在安装好后只会与推动条15接触而不会与带动条6接触。

其次，由于主转轴8需要通过外界驱动装置的输出轴驱动，故而设置的推动条15只能设置在主转轴8不与驱动装置接触的一端，例如图6，主转轴8右端与驱动装置连接，故而左端设置推动条15。带动齿条12在带动齿柱13旋转时，带动齿条12单程运动至少能驱使带动齿柱13转动一圈，参考图6，带动齿条12右移，齿柱13就会转动一圈，反之亦然。

具体的，当外界驱动装置（例如电机）驱使主转轴8旋转时，此时主转轴8会带着两个带动条6和固定板10一起绕处理筒2中心轴线旋转，（由于推动柱16设置了多对，此处参考图6并以一对推动柱16举例说明），当带动条6运动至推动柱16处时，推动条15会接触推动柱16的底部，随着带动条6做圆周运动，推动条15会从推动柱16的底部运动至顶部，同时推动条15也会逐渐进入到插入方孔14内。

之后进入到插入方孔14内的推动条15也会推着驱动套11朝着主转轴8右端运动，而驱动套11朝着主转轴8右端运动时，带动齿条12也会朝右侧运动并啮合驱动带动齿柱13转动。

主转轴8的表面开设有往复槽17，往复槽17内设有能够在驱动套11沿主转轴8侧壁滑动后推着驱动套11复位的复位件18。该复位件18可选择弹簧和滑块组合而成的结构，滑块与驱动套11固定连接。

当驱动套11朝着主转轴8右端运动时，复位件18压缩，一旦推动条15通过第一对推动柱16，之后，驱动套11和推动条15不再受到推力，复位件18会推着驱动套11朝着主转轴8左端运动，同时带动齿条12也会朝左侧运动并啮合驱动带动齿柱13转动。

驱动套11的长度小于主转轴8的长度，如此设置是为了确保驱动套11可以在主转轴8的侧壁滑动。

若是驱动套11的长度较长就容易出现驱动套11在主转轴8的侧壁无法滑动的现象。

为了使研磨柱7的研磨效率更高，故而针对固定板10进一步细化，固定板10的表面在相邻两个研磨柱7之间设有引导块19，引导块19的两端均设有引导面20，引导块19与研磨柱7之间存在有容纳样品经过的间隙，引导块19的侧壁开设有通过槽21，研磨柱7的侧壁安装有能够穿过通过槽21的打断片22。

研磨柱7与存放腔内壁抵接的一端直径较大，使得研磨的区域较大，可参照图6和图9。

当两个带动条6和固定板10一起绕处理筒2中心轴线旋转时，引导块19通过引导面20将样品引导至间隙内，之后进入间隙内的样品会被研磨柱7配合引导块19压碎，且由于间隙尺寸较小，有些样品难以进入，故而研磨柱7自转时打断片22也会自转并带着样品进入到间隙，且打断片22和通过槽21的配合也会起到打碎样品的操作，使得稍大型样品能够较为轻松的进入间隙。

由于间隙的存在，故而研磨柱7配合引导块19可对稍大型的样品进行打碎操作，将稍大型的样品打碎后，便成了片状，或者粉末状的样品，此时研磨柱7端部便可进行研磨操作。

固定板10靠近引导块19的一侧表面设有一对聚拢条23，此对聚拢条23分别设置于固定板10的两端，且此对聚拢条23能够引导样品靠近研磨柱7。

由于有的样品容易积聚在存放腔的两端，故而当固定板10运动时，通过此对聚拢条23引导样品靠近研磨柱7，避免出现研磨破碎的死角。

为了预防细小的样品从排液孔3排出，故而对处理筒2进一步限定；处理筒2包括两端贯通的筒体24，筒体24内设有加热腔25，筒体24的两端均与存放箱1内壁密封连接，存放腔设置于筒体24内，筒体24上活动连接有用于封堵开口的挡盖26，排液孔3设置于筒体24底部，排液孔3内设有活塞27，存放箱1内设有与活塞27连接的提拉杆28，提拉杆28能够带着活塞27在排液孔3内活动以封堵或打开排液孔3。

加热腔25加热的方式可选择通入蒸汽或者热水等方式加热。活塞27的高度至少等于排液孔3深度方便活塞27封堵排液孔3。

本实施例中，处理筒2和研磨架5的材质可选择耐腐蚀的部件，同时在冲洗样品时研磨架5可旋转至对准存放腔的开口。

在需要进行冲洗时，直接上拉提拉杆28，此时提拉杆28会带着活塞27在排液孔3内活动以封堵排液孔3（打开排液孔3只用下推提拉杆28即可），之后通过导管朝着存放腔内注入液体，同时盖上挡盖26并通过卡扣等部件扣合或者磁铁快速吸合。

而在完成冲洗后，排出液体（参考图3，通过导管排出，该处的冲洗指酸洗和水洗，在酸洗时需要浸泡，故而需要封堵排液孔3，之后水洗将样品表面酸性溶液冲走，上述为需要酸洗操作的样品，若不需要酸洗，则打开活塞27直接水洗即可，水洗完成后对样品进行烘干），同时朝加热腔25内导入热量，之后热量便会对存放腔内的样品进行烘干。

挡盖26靠近筒体24的一端设有多个打断凸点29，打断凸点29与间隙的位置对应。

打断凸点29的高度不能超过打断片22的设置位置。

由于有些样品很长，故而两个带动条6和固定板10一起绕处理筒2中心轴线旋转时，固定板10上的引导块19会推着长的样品逐渐沿着存放腔内壁上滑直至接触打断凸点29为止，由于打断凸点29与间隙的位置对应，故而打断凸点29能够通过间隙，而这就代表打断凸点29与间隙的配合就起到了剪切的作用，使得样品被切断直至呈现为稍大型样品。

本发明中，活塞27封堵时可以起到封隔排液孔3的作用，使得细小的样品不会堆积在排液孔3。

本发明再具体使用时：

先进行冲洗操作，而在需要进行冲洗时，直接上拉提拉杆28，此时提拉杆28会带着活塞27在排液孔3内活动以封堵排液孔3（打开排液孔3只用下推提拉杆28即可），之后通过导管朝着存放腔内注入液体，同时盖上挡盖26并通过卡扣等部件扣合。

而在完成冲洗后，排出液体（参考图3，通过导管排出），同时朝加热腔25内导入热量，之后热量便会对存放腔内的样品进行烘干。

随着处理筒2逐步进行烘干操作，样品表面会被烘干，之后，待样品被烘干至少5个小时，则可通过外界驱动装置（例如电机）直接驱使主转轴8旋转。

而主转轴8旋转时，会带着两个带动条6和固定板10一起绕处理筒2中心轴线旋转，之后所有的研磨柱7都会沿存放腔内壁滑动，而在此过程中，研磨柱7可推着样品运动并在样品运动时，对样品施加压力，以使样品被磨碎，但是这样通过滑动摩擦的方式其研磨效率较低，故而，当所有的研磨柱7沿存放腔内壁滑动时，每个研磨柱7均自转，也就是说，每个研磨柱7在推着样品沿存放腔内壁滑动时，不仅会带动样品滑动还对带着样品滚动，即研磨柱7会对样品施加转动压力和滑动压力，使得样品的粉碎效率较高。

且当两个带动条6和固定板10一起绕处理筒2中心轴线旋转时，引导块19通过引导面20将样品引导至间隙内，之后进入间隙内的样品会被研磨柱7配合引导块19压碎，且由于间隙尺寸较小，有些样品难以进入，故而研磨。

柱7自转时打断片22也会自转并带着样品进入到间隙，且打断片22和通过槽21的配合也会起到打碎样品的操作，使得稍大型样品能够较为轻松的进入间隙。

同时两个带动条6和固定板10一起绕处理筒2中心轴线旋转时，固定板10上的引导块19会推着长的样品逐渐沿着存放腔内壁上滑直至接触打断凸点29为止，由于打断凸点29与间隙的位置对应，故而打断凸点29能够通过间隙，而这就代表打断凸点29与间隙的配合就起到了剪切的作用，使得样品被切断直至呈现为稍大型样品。

综合而言，通过研磨柱7和引导块19以及打断凸点29的设置，能够将长条样品依次切削磨碎为稍大型、片型以及粉末状，使得研磨的效率较高，同时体积逐渐减小的样品还会提高烘干效率，两者相辅相成，可以快速的对少量的鱼类样品提高预处理。

相较于现有技术，本发明存在如下改进点：

1、通过处理筒2和研磨架5的配合简化了处理设备和处理步骤提升了处理效率，同时再烘干时研磨可以进一步提高样品各个位置的烘干效率。

2、通过研磨柱7和引导块19以及打断凸点29的设置，可以确保大体积的样品被依次打碎压平磨碎。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。