CN102251746B - 一种钻头及采样器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钻头及采样器，解决现有采样器由于煤块大、煤块硬以及煤块结冰，而无法准确获取煤样的信息的问题。钻头包括：钻头连接杆、侧齿片和主钻头；该侧齿片连接在钻头连接杆的侧面上，包括从侧面切削煤块的侧齿，主钻头连接在钻头连接杆的底端，包括向下的主齿，主齿上包括主齿刃。由于在本发明中该钻头包括侧刀片和主钻头，因此进行煤样采集时，不但主钻头的主齿可以对待采集的煤样在接触面上施加静压力，侧刀片的侧齿还可以对待采集的煤样施加侧向的旋转切削力，致使待采集的煤样上的破坏力增大，便于进行大煤块、硬煤块以及结冰煤块中煤样的采集，可以保证煤样采集的全面性，及获取的煤样的准确性，从而可以准确的获知入厂煤的质量。
Description
技术领域
本发明涉及煤采集转头技术领域，尤其涉及一种钻头及采样器。
背景技术
目前，对于火电、石化等入厂煤进行机械采样时，当采样器遇到大煤块、煤矸石时，由于采样器的钻头只能将大块的煤以及硬度较高的煤块挤开，而无法采集到大块煤以及硬度较高的煤块中具有代表性的煤样，致使针对采集到的煤样获取的分析结构不全面，不能准确的反应入厂煤的质量。
另外，当外部环境温度较低时，由于煤炭在运输的过程中其表面会出现结冰现象，此时该结冰后的煤在入厂时，采样器往往采不下去，因此也无法准确的获取到煤样的信息，导致不能准确获知入厂煤的质量。
发明内容
本发明提供一种钻头及采样器，用以解决现有采样器由于煤块大、煤块硬以及煤块结冰，而无法准确获取煤样的信息的问题。
本发明提供一种钻头，所述钻头包括：钻头连接杆、侧刀片和主钻头；
所述钻头连接杆，包括第一连接杆和第二连接杆，其中，所述第一连接杆为圆柱体，第一连接杆的底端连接所述第二连接杆的顶端，所述第二连接杆的横截面为正多边形；
所述主钻头，包括主齿柱和主齿，所述主齿柱的顶端连接在所述第二连接杆的底端，所述主齿柱的底端连接所述主齿，所述主齿向下，包括主齿刃；
所述侧刀片，包括侧齿座和侧齿，其中所述侧齿座的一端连接在所述第二连接杆的侧面上，另一端与所述侧齿连接，所述侧齿包括侧齿刃，所述侧齿从侧面切削煤块。
所述侧齿座包括：相互连接的第一连接端和第二连接端；
其中，所述第一连接端一端的侧面焊接在所述第二连接杆的侧面上，并且焊接后的所述侧齿座与所述第二连接杆的纵向中心线之间具有一定的夹角，所述第一连接端的另一端与所述第二连接端连接；
所述第二连接端的另一端沿所述第二连接端的宽度方向开有开槽，该开槽的厚度与侧齿的厚度匹配，所述侧齿通过开槽连接在所述侧齿座内。
每个侧齿座焊接在所述第二连接杆不同侧面的相同高度，或不同高度对应的位置上。
所述侧齿包括：连接端和齿片端；其中，
所述连接端的横截面为矩形，所述连接端位于所述侧齿座的开槽内；
所述齿片端的横截面为矩形，该齿片端与所述连接端连接后具有一定的夹角，该夹角为大于90度的值。
较佳地，所述齿片端与所述连接端之间的所述夹角为105度。
所述侧齿还包括：位于所述侧齿刃上的切削刃。
较佳地，所述切削刃的倒角为55度。
所述主齿为三棱锥形，在所述主齿的每个主齿刃上镶嵌有硬质合金刀片。
本发明提供一种包括上述钻头的采样器，所述采样器还包括：螺旋钻杆、钻头连接座和采样筒；其中，
所述采样筒，为空心筒；
所述螺旋钻杆位于采样筒内部，其一端连接电机，包括钻杆和连接在钻杆外侧的旋转叶片，该旋转叶片呈螺旋状，所述旋转叶片沿所述钻杆的长度方向，连接在所述钻杆的外侧；
所述钻头连接座的一端连接在所述螺旋钻杆的另一端，该钻头连接座的另一端连接钻头，且连接后所述钻头的侧齿位于所述采样筒的外部。
所述钻头连接座的另一端开有螺纹孔，通过螺栓、钻头连接座的另一端开有的螺纹孔、及钻头连接杆的第一连接杆上开有的螺纹孔，连接所述钻头连接座及该钻头。
本发明提供一种钻头及采样器，该钻头包括：钻头连接杆、侧齿片和主钻头；该侧齿片连接在钻头连接杆的侧面上，包括从侧面切削煤块的侧齿，主钻头连接在钻头连接杆的底端，包括向下的主齿，主齿上包括主齿刃。由于在本发明中该钻头包括侧刀片和主钻头，因此进行煤样采集时，不但主钻头的主齿可以对待采集的煤样在接触面上施加静压力，侧刀片的侧齿还可以对待采集的煤样施加侧向的旋转切削力，致使待采集的煤样上的破坏力增大，便于进行大煤块、硬煤块以及结冰煤块中煤样的采集，可以保证煤样采集的全面性，及获取的煤样的准确性，从而可以准确的获知入厂煤的质量。
附图说明
图1为本发明提供的该钻头的立体图；
图2为本发明提供的主齿与钻头连接杆连接后的正视图；
图3为本发明提供的该采样器的结构示意图。
具体实施方式
本发明为了有效的提高获取的煤样的全面性，保证获取的煤样质量信息的准确性，提供了一种钻头及包含该钻头的采样器。
下面结合说明书附图，对本发明进行详细说明。
图1为本发明提供的该钻头的立体图，根据图1所示可知，该钻头包括：钻头连接杆1、侧刀片和主钻头；其中，
所述钻头连接杆1，包括第一连接杆11和第二连接杆12，其中，所述第一连接杆11为圆柱体，第一连接杆11的底端连接所述第二连接杆12的顶端，所述第二连接杆12的横截面为正多边形；
所述主钻头，包括主齿柱9和主齿6，所述主齿柱9的顶端连接在所述第二连接杆12的底端，所述主齿柱9的底端连接所述主齿6，所述主齿6向下，包括主齿刃；
所述侧刀片，包括侧齿座3和侧齿5，其中所述侧齿座3的一端连接在所述第二连接杆12的侧面上，另一端与所述侧齿5连接，所述侧齿5包括侧齿刃，所述侧齿5从侧面切削煤块。
根据图1所示可知，在该第一连接端11上，沿该第一连接端11的直径方向上开有与采样器中其他部件连接的螺纹孔2。
由于在本发明中该钻头包括侧刀片和主钻头，因此进行煤样采集时，不但主钻头的主齿可以对待采集的煤样在接触面上施加静压力，侧刀片的侧齿还可以对待采集的煤样施加侧向的旋转切削力，致使待采集的煤样上的破坏力增大，便于进行大煤块、硬煤块以及结冰煤块中煤样的采集，可以保证煤样采集的全面性，及获取的煤样的准确性，从而可以准确的获知入厂煤的质量。
根据图1所示，该侧齿座3包括：相互连接的第一连接端31和第二连接端32；
其中，所述第一连接端31的一端的侧面焊接在所述第二连接杆12的侧面上，并且焊接后的所述侧齿座3与所述第二连接杆12的纵向中心线之间具有一定的夹角，所述第一连接端31的另一端与所述第二连接端32连接；
所述第二连接端32的另一端沿所述第二连接端32的宽度方向开有开槽321，该开槽321的厚度与侧齿5的厚度匹配，所述侧齿5通过开槽321连接在所述侧齿座2内。
并且，为了保证侧齿连接的稳定性，在该侧齿座的第二连接端32上开有螺纹孔，通过内六角螺栓4将侧齿5固定在第二连接端32的开槽321内。
根据图1所示可知，侧齿座3具有不规则外形，具体的该侧齿座可以具有任意外形，只要能够保证该侧齿座3的侧面可以焊接在钻头连接杆上，该侧齿座上包含固定侧齿的开槽的结构都是可以的。
并且，为了实现侧刀片与第二连接杆的连接，该侧刀片的侧齿座的一端的侧面焊接在第二连接杆的侧面上，该第二连接杆的横截面为正多边形，例如可以为正三角形，正方形，正五边形、正六边形等，当在该第二连接杆的每个侧面上都焊接有相应的侧刀片时，焊接的侧刀片的数量与第二连接杆包含的侧面的数量相同，例如当该第二连接杆为正三棱柱时，焊接在第二连接杆上的侧刀片为三个，或者在第二连接杆的部分侧面上焊接有侧刀片，例如当该第二连接杆的横截面为正六面体时，该六个侧面的编号分别为1～6，则可以在编号为1、3、5的侧面上焊接侧刀片，或者编号为2、4、6的侧面上焊接侧刀片。
由于不同的侧刀片的侧齿座焊接在第二连接杆的不同侧面上，因此每个侧齿座在第二连接杆的不同侧面上的焊接高度可以相同，也可以不同。焊接后每个侧齿座，与第二连接杆的纵向中心线呈一定的夹角，该角的角度是25度，并且焊接后的侧齿座沿该钻头连接杆的四周方向均匀布置。并且当不同的侧齿座焊接在第二连接杆侧面的不同高度上时，侧齿座沿钻头连接杆的四周方向高低错开并均匀布置。
另外，根据图1所示可知，该侧齿5包括：连接端51和齿片端52；其中，
所述连接端51的横截面为矩形，所述连接端51位于所述侧齿座3的开槽321内；
所述齿片端52的横截面为矩形，该齿片端52与所述连接端51连接后具有一定的夹角，即后倾角，该夹角为大于90度的值。
较佳地，所述夹角为105度。
在本发明中为了提高侧齿旋转时的切削力以及耐磨效果，侧齿5还包括：位于所述齿片端52的侧齿刃上的切削刃8。该切削刃8为采用堆焊形式构成的堆焊层，所述切削刃8的倒角为55度，即其侧刃角为55度。
由于在本发明中侧刀片包括侧齿，并且该侧齿的侧齿刃上镶嵌有切削刃，因此可以提高侧齿的破碎效果和耐磨效果，有利于采样时对大煤块、硬煤块以及结冰煤进行辅助破碎。
图2为本发明提供的主钻头与钻头连接杆连接后的正视图，根据图2所示可知，该主钻头6包括主齿柱61和主齿62；
其中，所述主齿柱61的一端与所述第二连接杆12的底端连接；
所述主齿62与所述主齿柱61的另一端连接，并且该主齿62为三棱锥形，每个主齿刃对应三棱锥的一个棱，在所述主齿62的每个主齿刃上镶嵌有硬质合金刀片7。
本发明中的主齿为三棱锥形，每一个棱锥为一个主齿刃，为了提高钻头的破碎效果，在每个主齿刃上都镶嵌有硬质合金刀片7，从而可以使主齿快速的进入到煤层深部。图2中该主齿柱为圆柱体，当然，该主齿柱也可以为其他形状，例如为与主齿的三棱锥底边对应的三棱柱，当该主齿柱为三棱柱时，也可以在主齿柱的每个楞上镶嵌硬质合金刀片，如图1所示。
由于该第二连接杆为可以为正三棱柱或正方体，或横截面为其他正多边形的柱体，因此当其与主钻头进行连接时，该主钻头包括主齿柱，该主齿柱为圆柱体，因此在该第二连接端的底端，沿第二连接杆的长度方向开有与主齿柱配合的孔，并且为了保证连接的可靠性，在该孔上开有沿第二连接杆的宽度方向的螺纹孔，并且在该主齿柱上开有配套的螺纹孔。将该主齿柱连接在该第二连接杆的底端开孔内，并通过螺栓、主齿柱上开有的螺纹孔，该第二连接杆的宽度方向上开有的螺纹孔，固定该主齿柱与第二连接杆。
图3为本发明提供的该采样器的结构示意图，根据图3所示可知，该采样器包括上述钻头，以及螺旋钻杆、钻头连接座10和采样筒13；其中，
该采样筒13为空心筒，例如采样筒可以为钢管；
所述螺旋钻杆位于该采样筒13内部，其一端连接电机（图3中未示出），该螺旋钻杆包括钻杆11和旋转叶片12，其中，该钻杆11为杆状，该旋转叶片12呈螺旋状，所述旋转叶片12沿所述钻杆11的长度方向，连接在所述钻杆11的外侧；
所述钻头连接座10的一端连接在所述螺旋钻杆的另一端，该钻头连接座10的另一端连接钻头，且连接后所述钻头的侧齿位于所述采样筒的外部，与所述旋转叶片的底端对接。
在本发明中为了实现钻头与钻头连接座的连接，在钻头连接杆1的第一连接杆上，沿第一连接杆的直径方向上开有螺纹孔，并且在钻头连接座10的另一端开有螺纹孔，通过螺栓9、钻头连接座的另一端开有的螺纹孔、及钻头连接杆的第一连接杆上开有的螺纹孔，连接所述钻头连接座及该钻头。该钻头的侧刀片中的侧齿座3与旋转叶片12的底端对接，侧齿座3与侧齿5通过内六角螺栓连接，该侧齿5位于采样筒13外部，在侧齿5的侧齿刃上镶嵌有切削刃8，通过侧齿的侧齿刃从侧向切削煤块，并且由于其侧齿刃上镶嵌有切削刃，因此可以提高其破碎的效果和耐磨性。
在钻头连接杆1的第二连接杆底端连接有主钻头6，该主钻头6的主齿柱与第二连接端的底部连接，该主钻头的主齿连接在主齿柱的底端，该主齿向下。为了增加主钻头中主齿的破碎效果，以及耐磨性，在该主齿的每个主齿刃上镶嵌有硬质合金刀片7。
由于钻头的第一连接杆与钻头连接座之间通过螺栓连接，因此当钻头部分出现故障时，通过螺栓可以方便钻头的拆卸。同时在钻头上，侧齿与的侧齿座之间，以及主钻头的主齿柱与第二连接杆之间都通过螺栓连接，因此当钻头上的侧齿或主齿出现故障时，也可以方便的进行更换。
本发明中的采样器在进行采样时，当该采样器的钻头遇到大块煤，或较硬煤块，例如煤矸石时，或遇到冻煤块时，并在采样其他煤块时，钻头的主钻头在待采样的煤块以及螺旋钻杆的旋转作用下，其主齿刃在与煤块的接触面上施加静压力的同时，还对其施加有旋转切削力，煤块在两个力的作用下受到的破坏应力增加，从而产生细小的裂纹，并且随着时间的增加，该细小的裂纹会快速裂变为大裂纹，进而破碎，与此同时，三个侧齿也起到一定的辅助破碎作用，从而提高破碎效率，提高采样的准确性。
并且在采用时，由于该钻头的侧齿座与螺旋钻杆上的旋转叶片对接，因此在进行采样时，侧齿在对煤样进行破碎的同时，还可以迅速的将煤样导入采样筒内，因此便于煤样的收集。
本发明提供一种钻头及采样器，该钻头包括：钻头连接杆、侧齿片和主钻头；该侧齿片连接在钻头连接杆的侧面上，包括从侧面切削煤块的侧齿，主钻头连接在钻头连接杆的底端，包括向下的主齿，主齿上包括主齿刃。由于在本发明中该钻头包括侧刀片和主钻头，因此进行煤样采集时，不但主钻头的主齿可以对待采集的煤样在接触面上施加静压力，侧刀片的侧齿还可以对待采集的煤样施加侧向的旋转切削力，致使待采集的煤样上的破坏力增大，便于进行大煤块、硬煤块以及结冰煤块中煤样的采集，可以保证煤样采集的全面性，及获取的煤样的准确性，从而可以准确的获知入厂煤的质量。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种钻头，其特征在于，所述钻头包括：钻头连接杆、侧刀片和主钻头；
所述钻头连接杆，包括第一连接杆和第二连接杆，其中，所述第一连接杆为圆柱体，第一连接杆的底端连接所述第二连接杆的顶端，所述第二连接杆的横截面为正多边形；
所述主钻头，包括主齿柱和主齿，所述主齿柱的顶端连接在所述第二连接杆的底端，所述主齿柱的底端连接所述主齿，所述主齿向下，包括主齿刃；
所述侧刀片，包括侧齿座和侧齿，其中所述侧齿座的一端连接在所述第二连接杆的侧面上，另一端与所述侧齿连接，所述侧齿包括侧齿刃，所述侧齿从侧面切削煤块；
所述侧齿座包括：相互连接的第一连接端和第二连接端；
其中，所述第一连接端一端的侧面焊接在所述第二连接杆的侧面上，并且焊接后的所述侧齿座与所述第二连接杆的纵向中心线之间具有一定的夹角，所述第一连接端的另一端与所述第二连接端连接；
所述第二连接端的另一端沿所述第二连接端的宽度方向开有开槽，该开槽的厚度与侧齿的厚度匹配，所述侧齿通过开槽连接在所述侧齿座内。
2.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，每个侧齿座焊接在所述第二连接杆不同侧面的相同高度，或不同高度对应的位置上。
3.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述侧齿包括：连接端和齿片端；其中，
所述连接端的横截面为矩形，所述连接端位于所述侧齿座的开槽内；
所述齿片端的横截面为矩形，该齿片端与所述连接端连接后具有一定的夹角，该夹角为大于90度的值。
4.如权利要求3所述的钻头，其特征在于，所述齿片端与所述连接端之间的所述夹角为105度。
5.如权利要求3所述的钻头，其特征在于，所述侧齿还包括：位于所述侧齿刃上的切削刃。
6.如权利要求5所述的钻头，其特征在于，所述切削刃的倒角为55度。
7.如权利要求1所述的钻头，其特征在于，所述主齿为三棱锥形，在所述主齿的每个主齿刃上镶嵌有硬质合金刀片。
8.一种包括权利要求1～7任一所述钻头的采样器，其特征在于，所述采样器还包括：螺旋钻杆、钻头连接座和采样筒；其中，
所述采样筒，为空心筒；
所述螺旋钻杆位于采样筒内部，其一端连接电机，包括钻杆和连接在钻杆外侧的旋转叶片，该旋转叶片呈螺旋状，所述旋转叶片沿所述钻杆的长度方向，连接在所述钻杆的外侧；
所述钻头连接座的一端连接在所述螺旋钻杆的另一端，该钻头连接座的另一端连接钻头，且连接后所述钻头的侧齿位于所述采样筒的外部。
9.如权利要求8所述的采样器，其特征在于，所述钻头连接座的另一端开有螺纹孔，通过螺栓、钻头连接座的另一端开有的螺纹孔、及钻头连接杆的第一连接杆上开有的螺纹孔，连接所述钻头连接座及该钻头。
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