CN108508060A - 一种自动加样系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动加样系统，包括用于通过持续振动方式输送样品的振动给料器和用于向振动给料器加入定量样品的取样组件；振动给料器包括导料槽以及与导料槽连接，用于驱动导料槽振动以使导料槽内样品向前输送的振动机；取样组件包括用于盛放样品的样瓶组件；以及用于伸入至样瓶组件取出定量样品，并水平移动将取出的定量样品倒入至导料槽的样勺组件。本发明还公开了一种自动加样方法，包括：S01、取样组件向振动给料器中加入指定重量的样品；S02、振动给料器通过持续振动的方式输送样品至指定容器，并对指定容器进行实时称量；S03、当指定容器内的样品达到预定重量时，停止振动给料器的振动。本发明的自动加样系统及方法均具有加样精准等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及燃料分析技术领域，特指一种具有自动加样系统及方法。
背景技术
在煤质分析领域，进行测试的煤样多为粉末状，经常需要将煤样取量放在待测试坩埚上进行测试，对此粉末状的煤样进行精确加样称量是必不可少的步骤。其中连续的精确加样称量是操作人员所要执行的一项必不可少又特别辛苦的工作。除了工作的重复特性之外，操作人员必须对精确加样称量投入相当的时间和注意力。由于煤样在进行不同测试时，称量的范围差异较大，如煤样热值测试，需1g的煤样，放样范围在±0.1g内；煤样的库轮硫测试，只需50mg的煤样，且放样范围在±5mg内，这使称量更费劲。由于不同坩埚形状差异，如挥发分测试坩埚为圆形，直径为30mm；库轮硫测试坩埚为长条形，内宽度仅为5.5mm，加样时，煤非常容易撒出来，大大增加了加样称量的难度。而且因为经常需要用同一个称量装置连续称量不同的煤样，上一个煤样在称量系统的残留会污染下一个称量的煤样，使得污染的煤样不可使用。
目前行业内进行加样时，都是将煤样从样瓶内取出直接加在坩埚里。比如样瓶里有100克煤样，需要取1克煤样加在坩埚里。行业内都是直接通过样勺(容量为1g)从煤样内取1克煤样加在坩埚里，或者通过其它容量的样勺多次取样实现加样。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种加样精准的自动加样系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种自动加样系统，包括：
用于通过持续振动方式输送样品的振动给料器和用于向振动给料器加入定量样品的取样组件；
所述振动给料器，包括：用于承载样品并输送样品的导料槽，以及与所述导料槽连接，用于驱动导料槽振动以使导料槽内样品向前输送的振动机；
所述取样组件，包括：用于盛放样品的样瓶组件；以及
用于伸入至样瓶组件取出定量样品，并水平移动将取出的定量样品倒入至导料槽的样勺组件。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述样勺组件，包括：
用于取定量样品的样勺；
用于安装样勺，并驱动样勺旋转以取样和倒样的第一旋转组件；以及
用于安装样勺和第一旋转组件，并驱动样勺和第一旋转组件水平移动的第一水平移动组件。
所述样瓶组件，包括：
用于盛放样品的样瓶；
用于夹持样瓶的夹持组件；以及
用于驱动所述夹持组件上样瓶旋转至倾斜状态以便于样勺组件伸入至样瓶进行取样的第二旋转组件。
还包括用于驱动所述振动给料器在给料工位与清理工位之间滑动的滑动组件；所述清理工位上设置有沿导料槽的输送方向滑动以对导料槽内残留样品进行清理的清理组件。
所述清理组件包括：沿导料槽输送方向布置的导轨；
滑动设置在所述导轨上的吹扫单元；以及
位于导料槽的出料口下方，用于接收导料槽内废样的接料容器。
所述导轨上滑动设置有随吹扫单元同步滑动的用于吸收灰尘的吸尘组件。
所述清理组件包括：沿导料槽输送方向布置的导轨；以及
滑动设置在所述导轨上，用于吸收导料槽内残留样品的吸尘组件。
所述导料槽为U型槽。
所述导料槽在轴向方向的截面呈圆台状，所述导料槽的入料口宽度大于所述出料口的宽度。
所述振动给料器安装一升降组件上，所述升降组件上下升降以调整所述导料槽的给料高度。
本发明还公开了一种基于如上所述自动加样系统的自动加样方法，包括以下步骤：
S01、所述取样组件向振动给料器中加入指定重量的样品；
S02、所述振动给料器通过持续振动的方式输送样品至指定容器，并对指定容器进行实时称量；
S03、当指定容器内的样品达到预定重量时，停止所述振动给料器的振动。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述步骤S01中的指定重量为步骤S03中预定重量的1～15倍。
所述步骤S01的具体过程包括：
S101、水平移动样勺组件，使样勺组件中的样勺伸入至样瓶组件中取出指定重量的样品；
S102、水平移动样勺组件，使样勺组件的样勺平移至振动给料器的导料槽上方，并将样勺组件中样勺上的样品加入至导料槽内。
在步骤S101中，旋转所述样瓶组件以使样瓶组件中的样瓶呈倾斜状以便于样勺组件中样勺伸入至样瓶内进行取样。
在步骤S102中，旋转所述样勺组件中的样勺以将样勺内的样品倒入导料槽内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的自动加样系统，在进行加样时，先通过取样组件中样勺组件从样瓶组件中取定量样品加入至振动给料器的导料槽内，再通过振动给料器通过持续振动的方式，将导料槽内的样品缓慢、匀速、精细的加入至指定容器(如坩埚)内，通过对坩埚进行实时称重，在样品达到预定重量时停止振动给料器的给料，从而实现精准取样。
本发明的自动加样方法，分为粗略取样和精确给料两步，即首先通过取样组件中样勺组件从样瓶组件中取定量样品加入至振动给料器的导料槽内(粗略取样)，再通过振动给料器通过持续振动的方式，将导料槽内的样品缓慢、匀速、精细的加入至指定容器(如坩埚)内，通过对坩埚进行实时称重，在样品达到预定重量时停止振动给料器的给料，从而实现精准加样。
附图说明
图1为本发明的结构示意图之一。
图2为本发明的结构示意图之二。
图3为本发明的结构示意图之三。
图4为本发明的结构示意图之四。
图5为本发明中振动给料器的结构示意图。
图6为本发明中导料槽的立体结构示意图。
图中标号表示：1、振动给料器；101、导料槽；102、振动机；1021、电磁铁；1022、衔铁；1023、振动板；103、升降组件；104、滑动组件；2、取样组件；201、样勺组件；2011、样勺；2012、第一旋转组件；2013、第一水平移动组件；202、样瓶组件；2021、样瓶；2022、夹持组件；2023、第二旋转组件；2024、第二水平移动组件；3、清理组件；301、导轨；302、清理刷；303、接料容器。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图4所示，本实施例的自动加样系统，包括用于通过持续振动方式输送样品的振动给料器1和用于向振动给料器1加入定量样品的取样组件2；其中振动给料器1包括：用于承载样品并输送样品的导料槽101，以及与导料槽101连接，用于驱动导料槽101振动以使导料槽101内样品向前输送的振动机102，所述振动机102安装于一固定支架上；取样组件2包括：用于盛放样品的样瓶组件202；以及用于伸入至样瓶组件202取出定量样品，并水平移动将取出的定量样品倒入至导料槽101的样勺组件201。本发明的自动加样系统，在进行加样时，先通过取样组件2中样勺组件201从样瓶组件202中取定量样品加入至振动给料器1的导料槽101内，再通过振动给料器1通过持续振动的方式，将导料槽101内的样品缓慢、匀速、精细的加入至指定容器(如坩埚)内，通过对坩埚进行实时称重，在样品达到预定重量时停止振动给料器1的给料，从而实现精准取样。
本实施例中，样勺组件201包括用于取定量样品的样勺2011、用于安装样勺2011并驱动样勺2011旋转以取样和倒样的第一旋转组件2012；以及用于安装样勺2011和第一旋转组件2012，并驱动样勺2011和第一旋转组件2012水平移动的第一水平移动组件2013。其中样勺2011的容量根据需要而定，其具体结构与常规的样勺2011结构相同，第一旋转组件2012包括圆形底座和旋转电机，样勺2011的一端安装在底座上并呈水平状，底座则安装在旋转电机的输出轴上，通过旋转电机的转动，带动底座转动，从而使样勺2011同步转动，从而可以实现样勺2011的旋转而将样品倒入至导料槽101内；另外第一水平移动组件2013则用于驱动样勺2011在取料位置(伸入至样瓶组件202中的样瓶2021进行取样的位置)与倒料位置(样勺2011位于导料槽101上方进行加样的位置)之间水平移动。
本实施例中，样瓶组件202包括用于盛放样品的样瓶2021；用于夹持样瓶2021的夹持组件2022；以及用于驱动夹持组件2022上样瓶2021旋转至倾斜状态以便于样勺组件201伸入至样瓶2021进行取样的第二旋转组件2023。其中夹持组件2022包括安装座，样瓶2021置于安装座内，并通过安装座周侧的夹持件(如锁紧螺钉)将其夹持在安装座上；第二旋转组件2023包括旋转电机，将安装座安装于旋转电机的输出端，通过旋转电机的旋转，带动安装座上的样瓶2021旋转，从而从竖起状态变成呈倾斜或者水平状(如图2中样瓶2021所示)，从而便于样勺2011伸入至样瓶2021内进行取样；当然，在其它实施例中，也可以直接将样瓶2021水平夹持安装在安装座上，从而可以省去第二旋转组件2023。另外还可以设置用于驱动夹持组件2022上的样瓶2021进行平移的第二水平移动组件2024，从而便于调整样瓶2021的位置以进行取样。
本实施例中，还包括用于驱动振动给料器1在给料工位与清理工位之间滑动的滑动组件104；其中振动给料器1的给料工位实现样品的加样；在加样完成后，需要对导料槽101内的残留样品进行清除，此时通过滑动组件104驱动振动给料器1由给料工位移动至清理工位，其中清理工位上设置有沿导料槽101的输送方向滑动以对导料槽101内残留样品进行清理的清理组件3。具体地，清理组件3包括：沿导料槽101输送方向布置的导轨301；滑动设置在导轨301上的吹扫单元(如清理刷302或者吹气组件)，优选采用清理刷302；以及位于导料槽101的出料口下方，用于接收导料槽101内废样的接料容器303。当振动给料器1位于清理工位后，清理组件3中的清理刷302下降，并沿导料槽101的布置方向滑动以将导料槽101内的残留样品清扫至接料容器303内(如接料斗)；另外，为了避免清扫时产生扬尘，在导轨301上滑动设置有随清理刷302同步滑动的吸尘组件(如吸尘器)，将扬尘吸走。当然，在其它实施例中，也可以直接采用吸尘组件代替清理刷302，减少扬尘。
如图5所示，本实施例中，振动机102包括控制单元、电磁铁1021和衔铁1022，其中衔铁1022固定安装于振动板1023上，控制单元控制电磁铁1021以通过采用控制振幅或/和振动频率的方式，通过控制衔铁1022的振动，带动振动板1023上的导料槽101同步运动，从而调整样品的出料速度。
如图6所示，本实施例中，导料槽101为U型槽。当然，在其它实施例中，也可以采用V型等其它形状的导料槽101；具体地，U型导料槽101在轴向方向的截面呈圆台状，导料槽101的入料口宽度大于出料口的宽度。由于入料口处宽度较宽，便于进行加样，出料口处宽度较窄，便于对口径较小的样瓶2021或者坩埚进行加样。另然，在其它实施例中，也可以将导料槽101倾斜布置，如沿样品输送方向向下倾斜，保证样品顺利的输送，而且便于残留样品的清扫。
本实施例中，振动给料器1安装一升降组件103(如升降气缸或升降油缸等)上，通过升降组件103上下升降，带动振动给料器1整体上下升降从而调整导料槽101的给料高度(如出料口与坩埚之间的高度差)，提高加样的精准性。另外，升降组件103整体安装于滑动组件104上，通过水平移动，带动振动给料器1整体平移，从而调整导料槽101的出料口左右平移，实现同一坩埚不同位置处的加样，保证坩埚内样品厚度的均匀性。
本发明还相应公开了一种基于如上所述自动加样系统的自动加样方法，包括以下步骤：
S01、取样组件2向振动给料器1中加入指定重量的样品；
S02、振动给料器1通过持续振动的方式输送样品至指定容器，并对指定容器进行实时称量；
S03、当指定容器内的样品达到预定重量时，停止振动给料器1的振动。
本实施例中，步骤S01中的指定重量为步骤S03中预定重量的1～15倍，当然，指定重量可根据加样重量以及加样精度等实际情况进行调整。如需往坩埚内加入1g的煤样，则先通过样勺2011从100g的样瓶2021取出大约3g的样品，再通过振动给料器1将1±0.1g的样品输送至坩埚内；或者如需往坩埚内加入50mg的煤样，则先通过样勺2011从样瓶2021内取出大约500±5mg的样品，再通过振动给料器1将50mg的样品输送至坩埚内。或者如需往坩埚内加入10g的煤样，则先通过样勺2011从样瓶2021内取出约大于10g(如11g)的样品，再通过振动给料器1将10±1g的样品输送至坩埚内。
本发明的自动加样方法，分为粗略取样和精确给料两步，即首先通过取样组件2中样勺组件201从样瓶组件202中取定量样品加入至振动给料器1的导料槽101内(粗略取样)，再通过振动给料器1通过持续振动的方式，将导料槽101内的样品缓慢、匀速、精细的加入至指定容器(如坩埚)内，通过对坩埚进行实时称重，在样品达到预定重量时停止振动给料器1的给料，从而实现精准加样。
如图1至图4所示，具体加样过程为：
1、首先，样勺2011在第一水平移动组件2013的驱动下，从如图1所示的倒料位置移动至如图2所示的取料位置，此时，样勺2011伸入至样瓶2021内样品底部，样品自动落入样勺2011内；
2、样勺2011在第一水平移动组件2013的驱动下，从如图2所示的取料位置移动至如图3所示的倒料位置，通过第一旋转组件2012的旋转，使样勺2011内的样品倾倒至导料槽101内；当然，根据需要的样品重量可重复以上步骤；直至导料槽101内加入指定重量的样品；
3、振动给料器1振动，从而使导料槽101内的样品缓慢、匀速以及精准的流入至坩埚内，直至坩埚内样品达到预定重量，停止振动给料器1的振动；
4、加样完成后，则执行如图4所示的清理作业。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种自动加样系统，其特征在于，包括：
用于通过持续振动方式输送样品的振动给料器(1)和用于向振动给料器(1)加入定量样品的取样组件(2)；
所述振动给料器(1)，包括：用于承载样品并输送样品的导料槽(101)，以及与所述导料槽(101)连接，用于驱动导料槽(101)振动以使导料槽(101)内样品向前输送的振动机(102)；
所述取样组件(2)，包括：用于盛放样品的样瓶组件(202)；以及
用于伸入至样瓶组件(202)取出定量样品，并水平移动将取出的定量样品倒入至导料槽(101)的样勺组件(201)。
2.根据权利要求1所述的自动加样系统，其特征在于，所述样勺组件(201)，包括：
用于取定量样品的样勺(2011)；
用于安装样勺(2011)，并驱动样勺(2011)旋转以取样和倒样的第一旋转组件(2012)；以及
用于安装样勺(2011)和第一旋转组件(2012)，并驱动样勺(2011)和第一旋转组件(2012)水平移动的第一水平移动组件(2013)。
3.根据权利要求2所述的自动加样系统，其特征在于，所述样瓶组件(202)，包括：
用于盛放样品的样瓶(2021)；
用于夹持样瓶(2021)的夹持组件(2022)；以及
用于驱动所述夹持组件(2022)上样瓶(2021)旋转至倾斜状态以便于样勺组件(201)伸入至样瓶(2021)进行取样的第二旋转组件(2023)。
4.根据权利要求1或2或3所述的自动加样系统，其特征在于，还包括用于驱动所述振动给料器(1)在给料工位与清理工位之间滑动的滑动组件(104)；所述清理工位上设置有沿导料槽(101)的输送方向滑动以对导料槽(101)内残留样品进行清理的清理组件(3)。
5.根据权利要求4所述的自动加样系统，其特征在于，所述清理组件(3)包括：沿导料槽(101)输送方向布置的导轨(301)；
滑动设置在所述导轨(301)上的吹扫单元；以及
位于导料槽(101)的出料口下方，用于接收导料槽(101)内废样的接料容器(303)。
6.根据权利要求5所述的自动加样系统，其特征在于，所述导轨(301)上滑动设置有随吹扫单元同步滑动的用于吸收灰尘的吸尘组件。
7.根据权利要求4所述的自动加样系统，其特征在于，所述清理组件(3)包括：沿导料槽(101)输送方向布置的导轨(301)；以及
滑动设置在所述导轨(301)上，用于吸收导料槽(101)内残留样品的吸尘组件。
8.根据权利要求1或2或3所述的自动加样系统，其特征在于，所述导料槽(101)为U型槽。
9.根据权利要求8所述的自动加样系统，其特征在于，所述导料槽(101)在轴向方向的截面呈圆台状，所述导料槽(101)的入料口宽度大于所述出料口的宽度。
10.根据权利要求1或2或3所述的自动加样系统，其特征在于，所述振动给料器(1)安装一升降组件(103)上，所述升降组件(103)上下升降以调整所述导料槽(101)的给料高度。
11.一种基于权利要求1至10中任意一项所述自动加样系统的自动加样方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、所述取样组件(2)向振动给料器(1)中加入指定重量的样品；
S02、所述振动给料器(1)通过持续振动的方式输送样品至指定容器，并对指定容器进行实时称量；
S03、当指定容器内的样品达到预定重量时，停止所述振动给料器(1)的振动。
12.根据权利要求11所述的自动加样方法，其特征在于，所述步骤S01中的指定重量为步骤S03中预定重量的1～15倍。
13.根据权利要求11所述的自动加样方法，其特征在于，所述步骤S01的具体过程包括：
S101、水平移动样勺组件(201)，使样勺组件(201)中的样勺(2011)伸入至样瓶组件(202)中取出指定重量的样品；
S102、水平移动样勺组件(201)，使样勺组件(201)的样勺(2011)平移至振动给料器(1)的导料槽(101)上方，并将样勺组件(201)中样勺(2011)上的样品加入至导料槽(101)内。
14.根据权利要求13所述的自动加样方法，其特征在于，在步骤S101中，旋转所述样瓶组件(202)以使样瓶组件(202)中的样瓶(2021)呈倾斜状以便于样勺组件(201)中样勺(2011)伸入至样瓶(2021)内进行取样。
15.根据权利要求13所述的自动加样方法，其特征在于，在步骤S102中，旋转所述样勺组件(201)中的样勺(2011)以将样勺(2011)内的样品倒入导料槽(101)内。
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