CN105352755B - 一种固体物料采样机 - Google Patents

Abstract

本发明的一种固体物料采样机，包括中心管，中心管外部套有旋转上料管，旋转上料管与中心管之间留有上料空腔，旋转上料管底端开有进料口，旋转上料管顶端开有出料口，中心管内下部设置有冲击机构，冲击机构下方驱动连接有冲击采样头，冲击采样头上开有进料通孔，中心管内设置有升降机构Ⅰ，升降机构Ⅰ连接有可在下降行程末端穿入进料通孔内且封堵住进料通孔的封堵块。本发明的有益效果是：有冲击破碎兼采集功能，具备整批物料均有平等的机会可能被收集采入的能力。可以封堵住进料通孔，不掉漏底部样品，具备全断面采样和任意深度点采样的功能。采样器可对底部物料进行采样且不伤及底部物料下面的物体。

Description

一种固体物料采样机

技术领域

本发明涉及一种固体物料采样机。

背景技术

典型的矿石、煤炭采样机采用螺旋杆式采样器，其结构是由处于中间的旋转螺旋杆和外面的静止料筒管组成，其原理是螺旋杆接受外部旋转力矩旋转的同时静止料筒管接受向下的压力，在二者的作用下采样器插入物料中进行采样，样品通过螺旋杆的螺旋叶片旋转从静止料筒管下端开口进入，此种采样器的弊端是： (1)采样器只有压力和旋转扭力，遇硬的块状物料不能进行破碎，容易堵塞螺旋槽，如遇大块石或大块硬物料，采样头无法破碎插入到硬物下面，造成硬物下面全成为死角，无法采样，只能放弃另找采样点。 (2)料筒管开口边沿没有破碎功能，处于料筒管开口边沿下面的较大颗粒，采样器无法按要求只采开口所涉及的范围内的，结果不是整体采进，就是整体排除。（3）螺旋杆底部螺旋口在提起时无法封堵，采样器开始提起的同时底部样品就开始掉漏，直至有大颗粒落至进料口封堵，否则样品将持续掉漏。（4）为减小插入阻力，采样器底部的外形是中间的螺旋杆钻头高出料筒管，底部物料不能采入成为死角。（5）采样器开口固定不变，即所采子样的体积不变，不能满足多点不同体积子样要求的采样。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种固体物料采样机，它具有冲击破碎兼采集功能，采样无死角，可按所要求的子样体积或重量和指定范围进行采样，底部样品不会掉漏，能够进行全断面采样和任意深度点采样，可使用于矿石、煤炭等采样。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明一种固体物料采样机，其特征在于：包括中心管，所述中心管外部套有可轴向转动的旋转上料管，并且旋转上料管与中心管之间留有上料空腔，旋转上料管外上部套有滑动套筒，所述滑动套筒与旋转上料管之间通过轴承相连接，滑动套筒上设置有驱动连接旋转上料管的动力马达，旋转上料管底端开有位于中心管底端下方且与上料空腔相连通的进料口，旋转上料管顶端开有与上料空腔相连通且延伸至滑动套筒外部的出料口，中心管内下部设置有冲击机构，所述冲击机构下方驱动连接有延伸出中心管底端且可封堵住进料口的冲击采样头，所述冲击采样头上开有上下贯穿的进料通孔，中心管内设置有升降机构Ⅰ，所述升降机构Ⅰ连接有可在下降行程末端穿入进料通孔内且封堵住进料通孔的封堵块。

上述旋转上料管外上部活动套有位于滑动套筒内且与中心管固定连接的变径套筒，所述变径套筒顶部穿出滑动套筒顶部并连接有受力平台，变径套筒两侧边对称开有上下延伸的长条孔，变径套筒内设置有升降机构Ⅱ，所述升降机构Ⅱ连接有横向的动力销，所述动力销两端分别穿出两个长条孔并与滑动套筒相连接。

上述冲击采样头上部为圆柱形，下部为底部带有尖端的圆锥形，冲击采样头上开有至少2个上下贯穿的进料通孔，每个进料通孔上部均对应穿入有一个相配合的封堵块，且封堵块的下端面为上宽下窄的锥面。

上述中心管顶部与变径套筒内壁之间连接有封堵板，所述旋转上料管顶端为敞开的出口，所述封堵板位于该出口上方，变径套筒侧壁上开有位于封堵板与该出口之间且与上料空腔相连通的圆孔，变径套筒上连接有与圆孔相连通的出料管，所述滑动套筒侧壁上开有出料筒口，所述出料管末端的出料口从出料筒口穿出至滑动套筒外部。

上述中心管底端下方连接有导向柱，所述导向柱中心设置有上下贯穿的导向通孔，所述冲击机构与冲击采样头之间连接有连接轴，所述连接轴贯穿导向通孔并与导向通孔间隙配合，所述导向柱外侧壁设置有上下延伸的导向键条，所述封堵块内侧壁上设置有与导向键条相配合的导向键槽。

上述动力马达固定连接在滑动套筒外侧下方，动力马达的输出轴连接有齿轮，所述旋转上料管侧壁上设置有与齿轮相啮合的齿圈。

上述旋转上料管内壁上设置有螺旋叶片。

上述冲击采样头上均匀开有2个横截面为半圆形的进料通孔或者3个及3

个以上横截面为扇形的进料通孔。

上述冲击机构连接有带减震弹簧的缓冲机构，所述缓冲机构与中心管相连接。

本发明的有益效果是：1、采样器设置有冲击破碎兼采集功能，能轻松破碎物料中的硬物并同时收集采样，采样器在被采样物料中畅通无阻，采样没有局限性，具备整批物料均有平等的机会可能被收集采入的能力。2、能轻松破碎大块煤矸石、大块硬石并能插入其下面进行采样，其大块硬物下面也没有死角。3、采样头的进料通孔边沿同样具有冲击功能，可冲击破碎处于通孔边沿下面的较大颗粒使采样头在采样过程中不排斥大颗粒，采且只采采样头所涉及的范围内的物料，不采进任何范围外的，也不排除任何范围内的。4、采样器设置有封堵块，可以封堵住进料通孔，不掉漏底部样品，通过调节封堵块的上下位置，可使采样器按所要求的子样体积或重量进行采样，同时使采样器具备了全断面采样和任意深度点采样之功能。5、采样器可对底部物料进行采样且不伤及底部物料下面的物体。

附图说明

图1 为本发明状态一的剖面结构示意图。

图2为本发明状态二的剖面结构示意图。

图3为本发明状态三的剖面结构示意图。

图4为本发明状态四的剖面结构示意图。

图5为本发明冲击采样头的俯视结构示意图。

图6为图5中A-A向的剖面结构示意图。

图7为图5中B-B向的剖面结构示意图。

图8为穿入封堵块时的剖面结构示意图。

图9为另一种形式的冲击采样头的俯视结构示意图。

其中：1受力平台，2滑动套筒，3动力销，4出料筒口，5出料管，6变径套筒，7轴承，8动力马达，9齿轮，10旋转上料管，11封堵块，12冲击采样头，13进料通孔，14导向柱，15冲击机构，16减震弹簧，17升降机构Ⅰ，18齿圈，19长条孔，20升降机构Ⅱ，21封堵板，22导向键条，23推杆，24连接轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述：

如图1所示，本发明的一种固体物料采样机，包括处于中心位置的中心管，中心管外部套有可轴向转动的旋转上料管10，并且旋转上料管10与中心管之间留有上料空腔。上料空腔主要是作为物料从下往上传送的通道，而旋转上料管10的轴向转动为物料向上传送提供了动力。旋转上料管10外上部套有滑动套筒2，滑动套筒2与旋转上料管10之间通过轴承7相连接，组成可以相对转动且能承受一定轴向压力的同心套配，滑动套筒2上设置有驱动连接旋转上料管10的动力马达8。动力马达8固定连接在滑动套筒2外侧下方，动力马达8的输出轴连接齿轮9，旋转上料管10侧壁上设置有与齿轮9相啮合的齿圈18。通过齿轮9和齿圈18的传动，动力马达8带动旋转上料管10相对于中心管轴向转动，滑动套筒2通过轴承7为旋转上料管10提供支撑，同时便于旋转上料管10轴向旋转。旋转上料管10底端开有位于中心管底端下方且与上料空腔相连通的进料口，旋转上料管10顶端开有与上料空腔相连通且延伸至滑动套筒2外部的出料口。物料从进料口进入上料空腔内后，旋转上料管10轴向转动，从而带动样品沿上料空腔向上移动，并从上端的出料口排出，为了提高样品在上料空腔内的传送效率，可以在旋转上料管10内壁上设置旋转叶片。

本发明的中心管内下部增加了冲击机构15，冲击机构15是指以冲击击打的方式工作的风镐、电锤或油锤等。冲击机构15下方驱动连接有延伸出中心管底端且可封堵住旋转上料管底端进料口的冲击采样头12。冲击采样头12上开有上下贯穿的进料通孔13，进料通孔13为主进料口，在冲击采样头12插入的整个过程中物料均从进料通孔13进入到上料空腔内，承载了90%以上的进料任务，旋转上料管10底端的进料口为辅助进料口，为不伤及容器，冲击采样头12不能插入至容器底部采样，容器底部的物料须通过旋转上料管10底端的进料口进入到上料空腔内。增加冲击机构15后本发明具备了冲击功能，可冲击破碎采样头12下面的较大颗粒并按指定范围采入，在采样过程中不排斥大颗粒。冲击机构连接有带减震弹簧16的缓冲机构，缓冲机构与中心管相连接，通过缓冲机构减轻冲击机构的振动。中心管内还设置了升降机构Ⅰ17，升降机构Ⅰ17通过推杆23连接有封堵块11，升降机构Ⅰ17的升降可带动封堵块11升降，以调整封堵块11插入到采样头进料通孔13内的深度。

如图1、8所示，中心管下部设置有锥度，便于样品提升顺畅。中心管内底端下方连接有导向柱14，导向柱14中心设置有上下贯穿的导向通孔，冲击机构15与冲击采样头12之间连接有连接轴24，连接轴24贯穿导向通孔并与导向通孔间隙配合，导向柱14对连接轴24起到导向和支撑作用，且提高连接轴24的抗冲击性。导向柱14外壁设置有上下延伸且外宽内窄的导向键条22，封堵块11内壁中心位置上设置有与导向键条22相配合的导向键槽。通过导向键条22和导向键槽的配合，封堵块11被外宽内窄的导向键条22约束，且紧贴于导向柱14上升降，避免与冲击采样头12的磕碰。冲击采样头12上部为圆柱形，下部为底部带有尖端的圆锥形，冲击采样头12上开有至少2个上下贯穿的进料通孔13。如图5、6、8 所示，本发明以2个进料通孔13为例进行说明，2个进料通孔13横截面为半圆形，连接轴24穿入中心且与采样头坚固连接，两个进料通孔13内分别穿入进一个相配合的封堵块11，封堵块11的形状不规则，可用一空心圆台从中心线按采样头上进料通孔13的个数等分剖切加工，封堵块11的外部弧面为上大下小的锥形弧面，封堵块11穿入进料通孔13的深度决定进料通孔13的封堵面积，如图3所示，穿入越深封堵面积越大，其封堵面积的大小决定进料通孔13单位时间内进料量的多少，封堵面积越大进料量越少，采样时可根据所要求的子样体积或重量调整封堵块的穿入深度，如图2所示，全部封堵进料通孔13可使采样器在提起时底部不掉漏样品。如图9所示，冲击采样头12上开有3个进料通孔13，3个进料通孔13的横截面为扇形，每个进料通孔13内均穿入进一个相配合的封堵块11。

旋转上料管10外上部活动套有变径套筒6，变径套筒6位于滑动套筒2内，变径套筒6与中心管之间连接封堵板21，从而将变径套筒6与中心管固定连接，变径套筒6顶部穿出滑动套筒2顶部并连接有受力平台1，通过对受力平台施加外力完成对整个采样器的下压和上提。变径套筒6两侧边对称开有上下延伸的长条孔19，变径套筒6内设置有升降机构Ⅱ20，升降机构Ⅱ20连接有横向的动力销3，动力销3两端分别穿出两个长条孔19并与滑动套筒2相连接。当冲击采样头12插入至接近容器底部时，受力平台1放慢速度，同时升降机构Ⅰ17向下推动封堵块11，使封堵块11完全封堵住进料通孔13。升降机构Ⅱ20向下推动动力销3，动力销3推动滑动套筒和旋转上料管10同步向下滑动，旋转上料管10与中心管之间发生相对纵向位移，如图4所示，旋转上料管10底端进料口下移至冲击采样头12底部下方，底部物料从进料口进入旋转上料管内下部，当旋转上料管10进料口底端刚好接触到容器底部时，停止一切外部动力。然后升降机构Ⅱ20向上拉动动力销3，动力销3拉动滑动套筒和旋转上料管10同步向上滑动至原位，此时旋转上料管下部样品被螺旋叶片提升至上料空腔内。由于旋转上料管10进料口底端是平的，这样在采集底部的物料时，不会损坏容器底部。

旋转上料管10顶端为敞开的出口，中心管顶部与变径套筒6内壁之间连接的封堵板21位于该出口上方，变径套筒侧壁上开有一位于封堵板与该出口之间且与上料空腔相连通的圆孔，圆孔周边设置有与变径套筒相连接且与圆孔相连通的出料管5，滑动套筒2侧壁上开有出料筒口4，出料管5末端的出料口部位从出料筒口4穿出至滑动套筒2外部。变径套筒6下端内壁上设置有盘根密封圈，防止样品外漏，样品从上料空腔上移到顶部后，封堵板21封堵住样品继续上移的通道，迫使样品进入出料管5并通过出料口将样品传送至采样器外部。升降机构Ⅰ17和升降机构Ⅱ20均采用双作用穿心千斤顶，中心管内贯穿油管、气管和电缆，千斤顶和冲击机构15通过油管、气管或电缆与外部动力源相连。

下面简述一下采样的基本程序：采样开始前，首先确定好采样点，然后根据所需样品的体积或重量调整封堵块11的穿入深度，从而调整好进料通孔的封堵面积，同时受力平台1接受向下的压力，整个采样器下移，启动动力马达8，动力马达8驱动旋转上料管10开始轴向旋转，接触物料时，冲击采样头12受阻力后冲击机构15开始工作，冲击采样头12开始冲击，随着冲击采样头12的插入物料从进料通孔13进入到上料空腔内，通过旋转上料管10轴向转动推动样品沿上料空腔向上移动，当冲击采样头12接近容器底部时，受力平台1放慢速度，同时升降机构Ⅰ17向下推动封堵块11，使封堵块11完全封堵住进料通孔13。升降机构Ⅱ20向下推动动力销3，动力销3推动滑动套筒和旋转上料管10同步向下滑动，旋转上料管10与中心管之间发生相对纵向位移，如图4所示，旋转上料管10底端进料口下移至冲击采样头12底部下方，底部物料从进料口进入旋转上料管内下部，当旋转上料管10进料口底端刚好接触到容器底部时，停止一切外部动力。然后升降机构Ⅱ20向上拉动动力销3，动力销3拉动滑动套筒和旋转上料管10同步向上滑动至原位，此时旋转上料管下部样品被螺旋叶片提升至上料空腔内。最后向上提起采样器，完成一点的采样，样品从出料管5末端出料口进入下一程序。由于旋转上料管10进料口底端是平的，这样在采集底部的物料时，不会损坏容器底部。

在确定第二采样点后采样器重复以上程序即完成第二点采样，以此类推，采样器不断重复以上程序可对整单元或整批物料的所有采样点进行采样。最后一点采样完成后，旋转上料管10反转下移从进料口旋转出上料空腔内的样品，然后升降机构Ⅰ17带动封堵块11完全升降一次推出采样器内的些许样品余留，整个采样工作完成。

以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种固体物料采样机，其特征在于：包括中心管，所述中心管外部套有可轴向转动的旋转上料管，并且旋转上料管与中心管之间留有上料空腔，旋转上料管外上部套有滑动套筒，所述滑动套筒与旋转上料管之间通过轴承相连接，滑动套筒上设置有驱动连接旋转上料管的动力马达，旋转上料管底端开有位于中心管底端下方且与上料空腔相连通的进料口，旋转上料管顶端开有与上料空腔相连通且延伸至滑动套筒外部的出料口，中心管内下部设置有冲击机构，所述冲击机构下方驱动连接有延伸出中心管底端且可封堵住进料口的冲击采样头，所述冲击采样头上开有上下贯穿的进料通孔，中心管内设置有升降机构Ⅰ，所述升降机构Ⅰ连接有可在下降行程末端穿入进料通孔内且封堵住进料通孔的封堵块。

2.根据权利要求1所述固体物料采样机，其特征在于：所述旋转上料管外上部活动套有位于滑动套筒内且与中心管固定连接的变径套筒，所述变径套筒顶部穿出滑动套筒顶部并连接有受力平台，变径套筒两侧边对称开有上下延伸的长条孔，变径套筒内设置有升降机构Ⅱ，所述升降机构Ⅱ连接有横向的动力销，所述动力销两端分别穿出两个长条孔并与滑动套筒相连接。

3.根据权利要求1所述固体物料采样机，其特征在于：所述冲击采样头上部为圆柱形，下部为底部带有尖端的圆锥形，冲击采样头上开有至少2个上下贯穿的进料通孔，每个进料通孔上部均对应穿入有一个相配合的封堵块，且封堵块的下端面为上宽下窄的锥面。

4.根据权利要求1所述固体物料采样机，其特征在于：所述中心管顶部与变径套筒内壁之间连接有封堵板，所述旋转上料管顶端为敞开的出口，所述封堵板位于该出口上方，变径套筒侧壁上开有位于封堵板与该出口之间且与上料空腔相连通的圆孔，变径套筒上连接有与圆孔相连通的出料管，所述滑动套筒侧壁上开有出料筒口，所述出料管末端的出料口从出料筒口穿出至滑动套筒外部。

5.根据权利要求1所述固体物料采样机，其特征在于：所述中心管底端下方连接有导向柱，所述导向柱中心设置有上下贯穿的导向通孔，所述冲击机构与冲击采样头之间连接有连接轴，所述连接轴贯穿导向通孔并与导向通孔间隙配合，所述导向柱外侧壁设置有上下延伸的导向键条，所述封堵块内侧壁上设置有与导向键条相配合的导向键槽。

6.根据权利要求1所述固体物料采样机，其特征在于：所述动力马达固定连接在滑动套筒外侧下方，动力马达的输出轴连接有齿轮，所述旋转上料管侧壁上设置有与齿轮相啮合的齿圈。

7.根据权利要求1所述固体物料采样机，其特征在于：所述旋转上料管内壁上设置有螺旋叶片。

8.根据权利要求3所述固体物料采样机，其特征在于：所述冲击采样头上均匀开有2个横截面为半圆形的进料通孔或者3个及3个以上横截面为扇形的进料通孔。

9.根据权利要求1所述固体物料采样机，其特征在于：所述冲击机构连接有带减震弹簧的缓冲机构，所述缓冲机构与中心管相连接。