CN115060558A - 海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于有碳氧同位素处理技术领域，且公开了一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，包括箱体、料斗、离心机构、主动齿轮、固定筒和锡纸，所述固定筒的内部安装有加热丝，所述料斗的外表面通过支架固定安装有转轮，所述支架的正面固定安装有一号电机，所述转轮的外表面活动套接有移动带，所述移动带贯穿料斗的中部且顶部开设有通口，所述固定筒的内部转动安装有离心管。本发明通过加热丝完成烘干操作，然后利用计量斗实现10mg样本的定量称重，通过输送管输送至预先装有锡纸的放料管中，利用气缸和压实柱将样本自动压实，从而避免人工操作带来的个体误差，此外可以有效节省人力。

Description

海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置

技术领域

本发明属于碳氧同位素处理技术领域，具体为一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置。

背景技术

海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实现涉及海洋食品、化学以及水下地质勘探，常见的实验方法为碳同位素比率法，在实验前均需要对沉积物样本进行处理，从而达到可以标准实验的目的。

目前，现有技术中，对沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前往往需要对样本进行滴加盐酸、超纯水离心清洗、干燥以及最后的压实操作处理，这些工作都需要实验人员人工进行，费时费力的同时，针对不同样品，同一个实验人员人工处理的过程会产生误差。而不同的实验人员处理不同的样品，会造成更大的误差。因此，为了避免因实验人员人工操作而造成的误差，提高实验数据的可靠性、真实性以及可对比性，急切需要一种可自动处理样本的实验前处理装置，实现沉积物有机碳碳氧同位素样品前期处理去人工化，实现流程化、系统化、标准化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，包括箱体、料斗、离心机构、主动齿轮、固定筒和锡纸，所述固定筒的内部安装有加热丝，所述料斗的外表面通过支架固定安装有转轮，所述支架的正面固定安装有一号电机，所述转轮的外表面活动套接有移动带，所述移动带贯穿料斗的中部且顶部开设有通口，所述固定筒的内部转动安装有离心管，所述离心管的内部设置有处理液机构和清理机构，所述主动齿轮的顶部固定连接有凸块，所述箱体的内壁固定套接有密封筒，所述密封筒的内部密封套接有出水管，所述出水管的外表面开设有下连通槽和上连通槽，所述出水管的底部固定连接有接触块，所述箱体的内壁固定安装有计量斗，所述计量斗的底端固定连接有输送管，所述计量斗的底部固定安装有气缸和压实柱，所述箱体内壁的底部固定安装有支撑筒，所述支撑筒的内部活动卡接有放料管。

优选地，所述固定筒固定连接于箱体内壁的中部，所述离心机构固定安装在固定筒外表面的右侧，所述密封筒的左侧与离心机构固定连接，所述离心管的底部与计量斗的顶部密封接触。

优选地，所述离心机构包括二号电机、主动齿轮和被动齿轮，所述二号电机的输出轴固定连接有主动齿轮，所述被动齿轮固定套接在离心管外表面的底部，所述主动齿轮和被动齿轮相啮合，所述接触块的底部与主动齿轮限位接触。

优选地，所述处理液机构包括盐酸箱，所述盐酸箱的底部固定连接有一号管，所述一号管的另一端延伸至离心管的内部，所述一号管外表面的顶部固定安装有一号电磁阀，所述盐酸箱固定连接于箱体内壁左侧的上部。

优选地，所述清理机构包括超纯水箱，所述超纯水箱的底部固定连接有二号管，所述二号管的另一端延伸至离心管的内部，所述二号管外表面的顶部固定安装有二号电磁阀，所述超纯水箱固定连接于箱体内壁前侧的上部。

优选地，所述密封筒的外表面向右设有连通管道，所述上连通槽与下连通槽呈上下分布于密封筒外表面的右侧，所述上连通槽与连通管道重合并连通。

优选地，所述气缸固定连接于计量斗底部的左侧，所述气缸的伸缩端固定连接有压实柱，所述压实柱的底部向下插接于输送管的底部。

优选地，所述锡纸套接放置于放料管的内部，所述放料管的顶部与输送管的底端限位接触，所述支撑筒由橡胶块制成。

优选地，所述出水管向上移动至最高点时，所述下连通槽与连通管道重合。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置有本装置可将沉积物样本的实验前处理标准化、流程化、一体化，通过设置有料斗和移动带的配合，利用一号电机带动移动带转动将处理样本的重量自动锁定在1g，然后通过设置有处理液机构和清理机构分别自动盐酸和超纯水，完成自动盐酸滴加与清洗，通过加热丝完成烘干操作，然后利用计量斗实现10mg样本的定量称重，然后通过输送管输送至预先装有锡纸的放料管中，利用气缸和压实柱将样本自动压实，从而避免人工进行操作的参与，有效节省人力。

2、同时，移动带的自动称重，与离心管的自动离心操作以及计量斗的称重，将处理精度影响因素去除，避免人工干预下的两种情况：同一个人针对不同实验样品产生的误差；不同的人对样品通过不同操作产生的误差，本装置通过将这些操作完全实现自动化，从而最大程度降低人工操作产生的误差，实现了沉积物样本在实验处理前的标准化、流程化、一体化。

3、本发明通过设置有凸块在主动齿轮的带动下与接触块每转动一周接触，从而带动接触块和出水管向上顶，在出水管上移的过程中其外表面上面开设的下连通槽和上连通槽与密封筒的内壁保持隔绝密封，从而在上移的过程中可将溶液向上推动一定的液面高度，如此循环往复，在离心管每次完成离心操作后，出水管中的溶液液面刚好提升至可实现虹吸的高度，从而可以将上层溶液自动排出，省去了额外的排出设备，节省了成本，无需人工干预。

附图说明

图1为本发明整体结构的正面外观示意图；

图2为本发明整体结构的正面剖切示意图；

图3为本发明图2中A处结构的放大示意图；

图4为本发明图2中B处结构的放大示意图；

图5为本发明箱体的内部结构示意图；

图6为本发明箱体内部结构的立体外观示意图；

图7为本发明料斗、支架、转轮、一号电机和移动带的分离示意图；

图8为本发明离心机构、凸块、固定筒、离心管、密封筒和出水管的结构示意图。

图中：1、箱体；2、料斗；201、支架；3、转轮；4、一号电机；5、移动带；6、通口；7、处理液机构；71、盐酸箱；72、一号管；73、一号电磁阀；8、清理机构；81、超纯水箱；82、二号管；83、二号电磁阀；9、离心机构；91、二号电机；92、主动齿轮；93、被动齿轮；10、凸块；11、固定筒；12、离心管；13、加热丝；14、密封筒；15、出水管；16、接触块；17、下连通槽；18、上连通槽；19、计量斗；20、输送管；21、气缸；22、压实柱；23、支撑筒；24、放料管；25、锡纸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1至图8所示，本发明实施例提供了一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，包括箱体1、料斗2、离心机构9、主动齿轮92、固定筒11和锡纸25，固定筒11的内部安装有加热丝13，料斗2的外表面通过支架201固定安装有转轮3，支架201的正面固定安装有一号电机4，转轮3的外表面活动套接有移动带5，移动带5贯穿料斗2的中部且顶部开设有通口6，固定筒11的内部转动安装有离心管12，离心管12的内部设置有处理液机构7和清理机构8，主动齿轮92的顶部固定连接有凸块10，箱体1的内壁固定套接有密封筒14，密封筒14的内部密封套接有出水管15，出水管15的外表面开设有下连通槽17和上连通槽18，出水管15的底部固定连接有接触块16，箱体1的内壁固定安装有计量斗19，计量斗19的底端固定连接有输送管20，计量斗19的底部固定安装有气缸21和压实柱22，箱体1内壁的底部固定安装有支撑筒23，支撑筒23的内部活动卡接有放料管24；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

本装置在工作时，将研磨好的样本倒进料斗2中并通过通口6落在移动带5的下端顶部，启动一号电机4并带动转轮3和移动带5随之转动，将移动带5的上下两面经过转动颠倒，使开设有通口6的一面位于下侧，从而将计量好1g的样本向下掉落至离心管12中，通过处理液机构7向离心管12滴加1moL/L浓度的盐酸直至样本不冒泡为止，然后静置12h，通过清理机构8向离心管12加入定量50mL超纯水，启动二号电机91并通过主动齿轮92和被动齿轮93带动离心管12转动，转速维持在3000r/min，实行离心操作，在主动齿轮92转动的过程中会带动凸块10转动，从而通过与接触块16的限位接触，将出水管15向上顶并复位，下连通槽17和上连通槽18在每次置于最低点和最高点时都与密封筒14连通，从而将离心管12内部的上侧溶液利用负压吸入出水管15的内部，随着溶液逐渐进入出水管15内部的右侧，离心结束，出水管15利用虹吸效应便将离心管12中的上层溶液自动吸走并清除，此操作反复2至3次直至上清夜pH值为中性，然后利用加热丝13给离心管12内部的样本加热至60℃烘干，开启计量斗19并每次称取10mg样本沿着输送管20落至放料管24中的预先放置的锡纸25内，启动气缸21并带动压实柱22向下压制锡纸25，将样本自动压实在锡纸25中，此时，工作人员可将支撑筒23拿出去并将锡纸25拿走，完成实验前处理。

通过设置有本装置可将沉积物样本的实验前处理标准化、流程化、一体化，通过设置有料斗2和移动带5的配合，利用一号电机4带动移动带5转动将处理样本的重量自动锁定在1g，然后通过设置有处理液机构7和清理机构8分别自动盐酸和超纯水，完成自动盐酸滴加与清洗，通过加热丝13完成烘干操作，然后利用计量斗19实现10mg样本的定量称重，然后通过输送管20输送至预先装有锡纸25的放料管24中，利用气缸21和压实柱22将样本自动压实，从而避免人工进行操作的参与，有效节省人力。

同时，移动带5的自动称重，与离心管12的自动离心操作以及计量斗19的称重，将处理精度影响因素去除，避免人工干预下的两种情况：同一个人针对不同实验样品产生的误差；不同的人对样品通过不同操作产生的误差，本装置通过将这些操作完全实现自动化，从而最大程度降低人工操作产生的误差，实现了沉积物样本在实验处理前的标准化、流程化、一体化。

如图2、5、6、8所示，在一个实施例中，固定筒11固定连接于箱体1内壁的中部，离心机构9固定安装在固定筒11外表面的右侧，密封筒14的左侧与离心机构9固定连接，离心管12的底部与计量斗19的顶部密封接触；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

计量斗19固定连接在箱体1内壁的下侧且位于离心管12的底部，在离心管12离心转动时与离心管12接触从而避免沉积物样本泄漏，离心机构9则负责为离心管12的离心转动提供动力。

如图2、5、6、8所示，在一个实施例中，离心机构9包括二号电机91、主动齿轮92和被动齿轮93，二号电机91的输出轴固定连接有主动齿轮92，被动齿轮93固定套接在离心管12外表面的底部，主动齿轮92和被动齿轮93相啮合，接触块16的底部与主动齿轮92限位接触；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

二号电机91固定连接在固定筒11的右侧，在其转动时会带动主动齿轮92和被动齿轮93以及离心管12转动，完成离心操作，同时，主动齿轮92的顶部还连接有凸块10，在转动时通过带动凸块10与接触块16接触，将出水管15向上顶然后自动复位，通过出水管15与密封筒14的配合将离心管12中用于清洗样本的上层溶液自动排出。

如图2、5、6所示，在一个实施例中，处理液机构7包括盐酸箱71，盐酸箱71的底部固定连接有一号管72，一号管72的另一端延伸至离心管12的内部，一号管72外表面的顶部固定安装有一号电磁阀73，盐酸箱71固定连接于箱体1内壁左侧的上部；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

盐酸箱71内置浓度为1moL/L的盐酸，通过一号管72向离心管12的内部滴加，利用一号电磁阀73自动控制，从而可以节省人力，提高处理效率。

如图5、6所示，在一个实施例中，清理机构8包括超纯水箱81，超纯水箱81的底部固定连接有二号管82，二号管82的另一端延伸至离心管12的内部，二号管82外表面的顶部固定安装有二号电磁阀83，超纯水箱81固定连接于箱体1内壁前侧的上部；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

超纯水箱81内置超纯水，利用二号管82和二号电磁阀83每次定量向离心管12中注入50mL，从而实现自动清洗的功能，超纯水箱81的顶部还能外接超纯水以实现不间断供应。

如图2、3、5、6、8所示，在一个实施例中，密封筒14的外表面向右设有连通管道，上连通槽18与下连通槽17呈上下分布于密封筒14外表面的右侧，上连通槽18与连通管道重合并连通；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

出水管15连通离心管12的内部与外界，利用主动齿轮92带动密封筒14对接触块16向上顶，使得下连通槽17和上连通槽18间歇性的与密封筒14的外接管道连通，从而将离心管12中的上层溶液逐渐吸至出水管15内部右侧，最后通过虹吸效应将溶液自动排出。

通过设置有凸块10在主动齿轮92的带动下与接触块16每转动一周接触，从而带动接触块16和出水管15向上顶，在出水管15上移的过程中其外表面上面开设的下连通槽17和上连通槽18与密封筒14的内壁保持隔绝密封，从而在上移的过程中可将溶液向上推动一定的液面高度，如此循环往复，在离心管12每次完成离心操作后，出水管15中的溶液液面刚好提升至可实现虹吸的高度，从而可以将上层溶液自动排出，省去了额外的排出设备，节省了成本，无需人工干预。

如图2、5、6所示，在一个实施例中，气缸21固定连接于计量斗19底部的左侧，气缸21的伸缩端固定连接有压实柱22，压实柱22的底部向下插接于输送管20的底部；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

经过计量斗19排出的样本落在锡纸25中，通过气缸21带动压实柱22向下压制锡纸25，将样本包裹起来，自动压实，省去了人工的操作成本。

如图2、3、6所示，在一个实施例中，锡纸25套接放置于放料管24的内部，放料管24的顶部与输送管20的底端限位接触，支撑筒23由橡胶块制成；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

放料管24插接在支撑筒23中，可自动实现支撑，同时，拿取更加方便，锡纸25可预先放置在放料管24中，实现操作的流程化和标准化。

如图2、3所示，在一个实施例中，出水管15向上移动至最高点时，下连通槽17与连通管道重合；

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

出水管15在主动齿轮92、凸块10和接触块16的带动下实现上下移动的功能，通过下连通槽17和上连通槽18与密封筒14外接管道间歇性的连通，将进入出水管15内部的溶液一步一步向上推动，最终实现自动虹吸的功能。

工作原理及使用流程：

本装置在工作时，将研磨好的样本倒进料斗2中并通过通口6落在移动带5的下端顶部，启动一号电机4并带动转轮3和移动带5随之转动，将移动带5的上下两面经过转动颠倒，使开设有通口6的一面位于下侧，从而将计量好1g的样本向下掉落至离心管12中，通过处理液机构7向离心管12滴加1moL/L浓度的盐酸直至样本不冒泡为止，然后静置12h，通过清理机构8向离心管12加入定量50mL超纯水，启动二号电机91并通过主动齿轮92和被动齿轮93带动离心管12转动，转速维持在3000r/min，实行离心操作，在主动齿轮92转动的过程中会带动凸块10转动，从而通过与接触块16的限位接触，将出水管15向上顶并复位，下连通槽17和上连通槽18在每次置于最低点和最高点时都与密封筒14连通，从而将离心管12内部的上侧溶液利用负压吸入出水管15的内部，随着溶液逐渐进入出水管15内部的右侧，离心结束，出水管15利用虹吸效应便将离心管12中的上层溶液自动吸走并清除，此操作反复2至3次直至上清夜pH值为中性，然后利用加热丝13给离心管12内部的样本加热至60℃烘干，开启计量斗19并每次称取10mg样本沿着输送管20落至放料管24中的预先放置的锡纸25内，启动气缸21并带动压实柱22向下压制锡纸25，将样本自动压实在锡纸25中，此时，工作人员可将支撑筒23拿出去并将锡纸25拿走，完成实验前处理。

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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，包括箱体（1）、料斗（2）、离心机构（9）、主动齿轮（92）、固定筒（11）和锡纸（25），所述固定筒（11）的内部安装有加热丝（13），所述料斗（2）的外表面通过支架（201）固定安装有转轮（3），所述支架（201）的正面固定安装有一号电机（4），其特征在于：所述转轮（3）的外表面活动套接有移动带（5），所述移动带（5）贯穿料斗（2）的中部且顶部开设有通口（6），所述固定筒（11）的内部转动安装有离心管（12），所述离心管（12）的内部设置有处理液机构（7）和清理机构（8），所述主动齿轮（92）的顶部固定连接有凸块（10），所述箱体（1）的内壁固定套接有密封筒（14），所述密封筒（14）的内部密封套接有出水管（15），所述出水管（15）的外表面开设有下连通槽（17）和上连通槽（18），所述出水管（15）的底部固定连接有接触块（16），所述箱体（1）的内壁固定安装有计量斗（19），所述计量斗（19）的底端固定连接有输送管（20），所述计量斗（19）的底部固定安装有气缸（21）和压实柱（22），所述箱体（1）内壁的底部固定安装有支撑筒（23），所述支撑筒（23）的内部活动卡接有放料管（24）。

2.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述固定筒（11）固定连接于箱体（1）内壁的中部，所述离心机构（9）固定安装在固定筒（11）外表面的右侧，所述密封筒（14）的左侧与离心机构（9）固定连接，所述离心管（12）的底部与计量斗（19）的顶部密封接触。

3.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述离心机构（9）包括二号电机（91）、主动齿轮（92）和被动齿轮（93），所述二号电机（91）的输出轴固定连接有主动齿轮（92），所述被动齿轮（93）固定套接在离心管（12）外表面的底部，所述主动齿轮（92）和被动齿轮（93）相啮合，所述接触块（16）的底部与主动齿轮（92）限位接触。

4.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述处理液机构（7）包括盐酸箱（71），所述盐酸箱（71）的底部固定连接有一号管（72），所述一号管（72）的另一端延伸至离心管（12）的内部，所述一号管（72）外表面的顶部固定安装有一号电磁阀（73），所述盐酸箱（71）固定连接于箱体（1）内壁左侧的上部。

5.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述清理机构（8）包括超纯水箱（81），所述超纯水箱（81）的底部固定连接有二号管（82），所述二号管（82）的另一端延伸至离心管（12）的内部，所述二号管（82）外表面的顶部固定安装有二号电磁阀（83），所述超纯水箱（81）固定连接于箱体（1）内壁前侧的上部。

6.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述密封筒（14）的外表面向右设有连通管道，所述上连通槽（18）与下连通槽（17）呈上下分布于密封筒（14）外表面的右侧，所述上连通槽（18）与连通管道重合并连通。

7.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述气缸（21）固定连接于计量斗（19）底部的左侧，所述气缸（21）的伸缩端固定连接有压实柱（22），所述压实柱（22）的底部向下插接于输送管（20）的底部。

8.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述锡纸（25）套接放置于放料管（24）的内部，所述放料管（24）的顶部与输送管（20）的底端限位接触，所述支撑筒（23）由橡胶块制成。

9.根据权利要求6所述的一种海洋沉积物有机碳碳氧同位素的标准化实验前处理装置，其特征在于：所述出水管（15）向上移动至最高点时，所述下连通槽（17）与连通管道重合。

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