CN110940543A - 一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机，包括汽车底盘、副车架、液压支腿、采样装置、自动破碎装置、集样装置、液压油箱、冷却器和电控柜，所述采样装置包括底座、大臂、大臂油缸、小臂油缸、小臂、伸缩臂、摆角油缸、四连杆机构和采样头，所述自动破碎装置包括工作台、电控箱、立杆、第一横板、气压缸、气压杆、第一电机、第一转轴、磨盘、压磨圆筒、第二转轴、第二电机、电机底座、第二横板、装料筒、锥形出料管和U形架。本发明所述具有自动破碎装置的车载移动式采样机集煤炭采样、破碎、集样于一体，为煤炭质量分析化验提供准确而可靠的采集样品，具有工作效率高、运用范围广、自动化程度、操控安全方便等诸多优点。

Description

一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机

技术领域

本发明涉及煤炭采样破碎领域，更具体的涉及一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机。

背景技术

煤炭分析是煤炭质量监测和质量控制的基础工作，只有煤炭分析的数据准确才能正确评定煤炭质量并实行质量控制，而煤炭分析所针对的对象则是采集的煤炭样品，因此如何高效的采集更有代表性的煤样以及如何将采集的煤样处理成更加便于分析的样品，尤其是在采集现场进行处理对于煤炭分析来自意义重大。目前的煤炭采样分为手工采样和固定龙门式采样，固定龙门式采样的主要工作原理是由超声波感应装置实现车厢自动定位后，电控系统指挥控制大、小车纵向行走和横向行走至随机采样点，升降机构将采样头送达指定深度取得该点的料样后，由大、小车再将所采取的煤样送至给料皮带进料口并卸料，完成单点一次采样过程。手工采样具有以下缺点：1）、采样劳动强度大，且工作效率低；2）、采样精度低，人为因素比较高；3）、采样安全保护措施不足，易发生安全事故。传统的固定龙门式采样同样具有以下缺点：1）、固定龙门式采自动破碎装置固定不可移动，灵活性差，不能灵活移动至不同作业场地进行采样破碎及子样收集，自动化和智能化程度低；2）、固定龙门式采自动破碎装置投入成本大，其需建设相应的地基、钢结构骨架等额外设施，附加成本巨大。同时现有的这些采样机仅仅适用于采集粉煤样品，对于块煤或者粒径较大的煤样还需要再次经过专门的粉碎破碎处理，很多情况下装置粉碎破碎处理是在远离采样现场进行的，难以保证煤样采集的准确性和及时性，而且还会增加后处理成本。因此急需开发一种功能齐备、灵活实用、自动化程度非常高的可自动进行采集煤样粉碎的煤炭采样机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题即在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机，所述采样机集采样、破碎、集样于一体，为煤炭质量分析化验提供准确而可靠的采集样品，具有工作效率高、运用范围广、自动化程度、操控安全方便等诸多优点。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机，包括汽车底盘1、副车架、液压支腿4，8、采样装置7、自动破碎装置3、集样装置2、液压油箱5、冷却器6和电控柜9，所述副车架安装在所述汽车底盘1上，所述其他各部件安装于所述副车架上，所述采样装置7包括底座10、大臂11、大臂油缸12、小臂油缸13、小臂14、伸缩臂15、摆角油缸17、四连杆机构18和采样头19，所述底座10转动连接于所述副车架上，所述底座10的上部铰接于所述大臂11的一端，所述底座10的底端铰接于所述大臂油缸12的一端，所述大臂油缸12的另一端铰接于所述大臂11，所述大臂11的另一端铰接于所述小臂14的一端，所述小臂油缸13的两端分别铰接于所述大臂11和小臂14，所述小臂14的另一端伸缩连接于所述伸缩臂15，所述伸缩臂15的前端铰接于所述摆角油缸17和四连杆机构18，所述摆角油缸17的另一端铰接所述四连杆机构18，所述采样头19铰接于所述四连杆机构18；所述自动破碎装置3包括工作台20、电控箱21、立杆22、第一横板23、气压缸24、气压杆25、第一电机26、第一转轴27、磨盘28、压磨圆筒29、第二转轴30、第二电机31、电机底座32、第二横板33、装料筒34、锥形出料管35和U形架36，所述工作台20安装在副车架上，所述工作台20的一端设有所述立杆22，所述立杆22的顶部安装有所述第一横板23，所述第一横板23的顶部安装有所述气压缸24，所述气压缸24的底部通过所述气压杆25连接有所述第一电机26，所述第一电机26的底部通过所述第一转轴27连接有所述磨盘28，所述磨盘28的正下方设有所述压磨圆筒29，所述压磨圆筒29的一侧通过所述第二转轴30连接有所述第二电机31，所述第二电机31的底部安装有所述电机底座32，所述电机底座32固定安装在所述第二横板33上，所述第二横板33的一端固定安装在所述立杆22的一侧，所述压磨圆筒29的正下方设有所述装料筒34，所述装料筒34的底部设有所述锥形出料管35，所述装料筒34通过U形架36安装在所述工作台20的顶部，所述工作台20的顶部还安装有所述电控箱21。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中所述副车架与所述汽车底盘1通过U型螺栓或连接座紧固连接，所述自动破碎装置3通过螺栓连接于焊接在副车架上的安装座上，所述采样装置7的底座10通过螺栓连接于焊接在副车架上的回转支承底座上。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中所述的液压支腿包括前液压支腿4和后液压支腿8，液压支腿臂内通过销轴安装有水平油缸和垂直油缸。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中所述大臂11的中部弯折内侧焊接或一体形成有一加强板，所述大臂油缸12和小臂油缸13分别铰接于所述加强版的两端；所述小臂14和伸缩臂15均具有内腔结构，所述伸缩臂15伸缩于所述小臂14的内腔结构中，且所述伸缩臂15的外壁和所述小臂14的内腔壁间通过滑槽滑动连接。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中在所述小臂14和伸缩臂15的内腔中设置有伸缩臂油缸16，所述伸缩臂油缸16的一端固定连接于所述小臂14的内腔前端，另一端固定连接于所述伸缩臂15的内腔顶端，通过所述伸缩臂油缸16的液压牵引作用使得所述伸缩臂15在所述小臂14内伸缩移动。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中所述采样头19上装有储料仓和用于驱动其仓门开闭的料门油缸33，所述采样头19内部安装有螺旋叶片，螺旋叶片下端安装合金钻头，通过驱动合金钻头和螺旋叶片旋转，使得煤样被采集并通过螺旋叶片输送至所述储料仓。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中所述集样装置2具有设置于所述锥形出料管35底端的集样导槽和设置于集样导槽下方的集样筒。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中所述电控箱上设有第一按钮、第二按钮和第三按钮，且所述第一按钮、所述第二按钮和所述第三按钮均电性连接所述电控箱，所述电控箱电性连接所述气压缸、所述第一电机和所述第二电机。

进一步的根据本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其中所述装料筒14的容积大于所述压磨圆筒9的容积，且所述装料筒14的进料口与所述压磨圆筒9之间相互配合。

本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机至少具有以下技术效果：

本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机创新的将煤炭采样与破碎结合起来，使得对块煤进行采集后，可通过自动破碎装置将其粉碎成能够便于采样分析的粉煤，提高了采样机的工作效率，同时操控方便，其行驶、采样、破碎均由驾驶员一人完成，省时省力，安全可靠且工作效率高；

本发明所述的采样机是车载可移动式的，可灵活移动至不同作业场地进行采样及子样收集，运用范围广；本发明所述煤炭采样机的采样破碎过程都可通过触摸屏电脑控制PLC来实现全自动的采样破碎作业，自动化程度高，且所采样品更加随机、精确、具有代表性。

本发明所述采样机中的自动破碎装置，主要是通过电控箱控制第一电机驱动，通过磨盘在压磨圆筒内对煤进行压磨，通过电控箱控制气压缸驱动，通过气压杆带动磨盘上下移动，压磨圆筒内的煤粉被压磨后，通过电控箱控制第二电机驱动，通过第二转轴带动压磨圆筒翻转，使得压磨圆盘内的煤粉落入装料筒内，可通过锥形出料管出料，破碎更加彻底，且操控过程自动化，提高了破碎效率。

附图说明

附图1给出本发明所述具有自动破碎装置的车载移动式采样机的整机结构主视图；

附图2给出本发明所述具有自动破碎装置的车载移动式采样机的整机结构俯视图；

附图3给出本发明所述具有自动破碎装置的车载移动式采样机的采样装置正视图；

附图4给出本发明所述具有自动破碎装置的车载移动式采样机的自动破碎装置结构图；

图中各附图标记的含义如下：

具体实施方式

以下结合附图对本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机的组成结构、操作方法进行详细的描述，以使本领域技术人员更加充分的理解本发明的方案，但这并不将本发明的保护限制于此。

如附图1-4所示，本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机整体包括汽车底盘1、副车架、液压支腿4，8、采样装置7、自动破碎装置3、集样装置2、液压油箱5、冷却器6以及电控柜9。

所述的汽车底盘1为煤炭采样破碎机的行走载体，且为其他装置提供动力。所述汽车底盘1的发动机取力口安装传动轴，传动轴另一端安装分动器，分动器与液压泵连接。

在所述汽车底盘1上设置有用于安装采样破碎机各部件的副车架，所述副车架与汽车底盘1通过U型螺栓、连接座等连接紧固。在所述副车架上：焊接有自动破碎装置安装座，通过螺栓连接自动破碎装置3，焊接有回转支承底座，通过螺栓连接采样装置7，焊接有集样装置底座，通过螺栓连接集样装置2，焊接有液压油箱和冷却器安装座，通过螺栓连接液压油箱5和冷却器6，焊接有电控柜安装座，通过螺栓连接电控柜9，焊接有液压支腿安装座，通过销轴或螺栓连接液压支腿4、8，如附图1-2所示，采样破碎机的各部件均设置于所述副车架上。

所述的液压支腿包括前液压支腿4和后液压支腿8，支腿臂内通过销轴安装有水平油缸和垂直油缸。

所述采样装置7的底座10通过螺栓连接在述回转支承上，底座上安装有回转支承马达，回转支承马达驱动外啮合的小齿轮和回转支承上的大齿轮来转动，使得所述底座10可进行水平的旋转运动，进而带动整个采样装置进行水平转动。所述采样装置7的具体结构如附图3所示，包括底座10、大臂11、大臂油缸12、小臂油缸13、小臂14、伸缩臂15、伸缩臂油缸16、摆角油缸17、四连杆机构18和采样头19。所述底座10转动连接于副车架上的回转支承底座上，所述底座10的顶端铰接有所述大臂11，底端前侧铰接有所述大臂油缸12的一端，所述大臂11的弯折内侧焊接或一体形成有一加强板，所述大臂油缸12的另一端铰接于所述加强版的底端，所述加强版的顶端铰接有所述小臂油缸13的一端，所述大臂11的另一端铰接有所述小臂14，所述小臂油缸13的另一端铰接于所述小臂14的外壁中部附近。所述小臂14的另一端伸缩连接有所述伸缩臂15，所述小臂14和伸缩臂15均具有内腔结构，且所述伸缩臂15能够伸缩于小臂14的内腔结构中，具体的所述伸缩臂15的外壁和小臂14的内腔壁间通过滑槽滑动，且在小臂和伸缩臂的内腔中设置有所述伸缩臂油缸16，具体的所述伸缩臂油缸16的一端固定连接于小臂内腔前端，另一端固定连接于伸缩臂内腔的顶端，如附图3虚线部分所示，从而通过该伸缩臂油缸16的液压牵引作用使得伸缩臂15能够在小臂14内进行前后伸缩运动。伸缩臂15的前端铰接有所述摆角油缸17和四连杆机构18，所述摆角油缸17的另一端铰接所述四连杆机构18，所述采样头19铰接于所述四连杆机构18，通过摆角油缸17推动四连杆机构18使得采样头19可绕伸缩臂15顶端进行摆动。所述采样头19上装有储料仓、料门油缸33，料门油缸33驱动储料仓仓门的打开与关闭。采样头19内部安装有螺旋叶片，螺旋叶片下端安装合金钻头，通过驱动机构驱动合金钻头和螺旋叶片旋转，使得煤样被采集并通过螺旋叶片输送至储料仓。所述采样装置7在工作时，各部件配合完成以下操作：底座10可在回转支承马达的驱动下旋转使得整个采样装置7可进行水平旋转，大臂油缸12通过调整大臂11的伸缩而调整整个采样装置的高度，小臂油缸13用于调整小臂14相对于大臂11的角度，伸缩臂油缸16驱动伸缩臂15沿小臂14轴向进行伸缩，摆角油缸17通过四连杆机构18调整采样头19的采样角度。

如附图4所示，所述的自动破碎装置3，包括工作台20、电控箱21、立杆22、第一横板23、气压缸24、气压杆25、第一电机26、第一转轴27、磨盘28、压磨圆筒29、第二转轴30、第二电机31、电机底座32、第二横板33、装料筒34、锥形出料管35和U形架36。所述工作台20的一端设有立杆22，立杆22的顶部安装有第一横板23，第一横板23的顶部安装有气压缸24，气压缸24的底部通过气压杆25连接有第一电机26，第一电机26的底部通过第一转轴27连接有磨盘28，磨盘28的正下方设有压磨圆筒29，压磨圆筒29的一侧通过第二转轴30连接有第二电机31，第二电机31的底部安装有电机底座32，电机底座32固定安装在第二横板33上，第二横板33的一端固定安装在立杆22的一侧，压磨圆筒29的正下方设有装料筒34，装料筒34的底部设有锥形出料管35，锥形出料管35上安装有开关阀，装料筒34通过U形架36安装在工作台20的顶部，工作台20的顶部还安装有电控箱21。所述工作台20安装在副车架上。

电控箱21上设有第一按钮、第二按钮和第三按钮，且第一按钮、第二按钮和第三按钮均电性连接电控箱21，电控箱21电性连接气压缸24、第一电机26和第二电机31，按动第一按钮，电控箱21控制气压缸24驱动。按动第二按钮，电控箱21控制第一电机26驱动，按动第三按钮，电控箱21控制第二电机31驱动。

气压杆25的底端与第一电机26的顶部之间焊接，第一转轴27的底端与磨盘28的顶部之间焊接，第二转轴30的一端与压磨圆筒29的一侧之间焊接，第一转轴27带动磨盘28转动，第二转轴30带动压磨圆筒29转动。

进一步的，第一横板23上设有第一转轴通孔，且气压缸24的底部与第一横板23的顶部之间焊接，防止气压缸24容易晃动。

进一步的，装料筒34的容积大于压磨圆筒29的容积，且装料筒34的进料口与压磨圆筒29之间相互配合，使得压磨圆筒29装置的煤粉易于落入装料筒34内。

工作原理：首先采样装置7的采样头19采集的煤样送入压磨圆筒29内，在启动自动破碎时，可按动第一按钮，电控箱21就会控制气压缸24驱动，通过气压杆25带动磨盘28移动，使得磨盘28与压磨圆筒29内采样的煤之间相互接触，然后按动第二按钮，电控箱21就会控制第一电机26驱动，通过第一转轴27带动磨盘28转动起来，使得磨盘28对压磨圆筒29内的煤进行压磨，使采样的煤被压成煤粉，最后按动第三按钮，电控箱21就会控制第二电机31驱动，通过第二转轴30带动压磨圆筒29翻转180度，使得压磨圆筒29内的煤粉落入装料筒34内，通过开关阀的开关，控制装料筒34内的煤粉从锥形出料管35是否排出。排出的破碎煤粉送入集样装置2，所述的集样装置2具有设置于锥形出料管35底端的集样导槽和设置于集样导槽下发的集样筒，如附图1所示，从而经过自动破碎装置破碎后的粉煤样品自动收集于集样装置中，并与后续对粉煤直接进行分析。

所述液压油箱5安装在副车架上，液压油箱5上安装有进油过滤器、出油过滤器、液位计、温度传感器、泄油球阀等，液压油箱5上的回油路上安装有冷却器，通过温度传感器反馈的数据来控制冷却器的启动与关闭。

所述电控柜9安装在副车架后端，电控柜9内安装有PLC处理器、继电器、空气断路器、接触器、模拟量放大器、端子、操作扳手、操作旋钮等。PLC处理器与汽车驾驶室内的上位机触摸屏电脑连接，电脑内操作程序对PLC发出指令，可控制相应机构动作，实现对采样破碎机的智能一体化控制。

优选的本发明所述采样破碎机还包括有作为备用动力的微动力源系统，所述微动力源系统通过额外的管道连接在所述液压油箱上，并通过电机驱动一个小泵给液压系统供给动力，从而在液压油箱向液压系统供油的主管路出现故障时，提供备用液压驱动。

本发明所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机创新的将煤炭采样与破碎结合起来，使得对块煤进行采集后，可通过自动破碎装置将其粉碎成能够便于采样分析的粉煤，提高了采样机的工作效率，同时操控方便，其行驶、采样、破碎均由驾驶员一人完成，省时省力，安全可靠且工作效率高；本发明所述的采样机是车载可移动式的，可灵活移动至不同作业场地进行采样及子样收集，运用范围广；本发明所述煤炭采样机的采样破碎过程都可通过触摸屏电脑控制PLC来实现全自动的采样破碎作业，自动化程度高，且所采样品更加随机、精确、具有代表性。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (9)

1.一种具有自动破碎装置的车载移动式采样机，包括汽车底盘（1）、副车架、液压支腿（4，8）、采样装置（7）、自动破碎装置（3）、集样装置（2）、液压油箱（5）、冷却器（6）和电控柜（9），所述副车架安装在所述汽车底盘（1）上，其他各部件安装于所述副车架上，其特征在于，所述采样装置（7）包括底座（10）、大臂（11）、大臂油缸（12）、小臂油缸（13）、小臂（14）、伸缩臂（15）、摆角油缸（17）、四连杆机构（18）和采样头（19），所述底座（10）转动连接于所述副车架上，所述底座（10）的上部铰接于所述大臂（11）的一端，所述底座（10）的底端铰接于所述大臂油缸（12）的一端，所述大臂油缸（12）的另一端铰接于所述大臂（11），所述大臂（11）的另一端铰接于所述小臂（14）的一端，所述小臂油缸（13）的两端分别铰接于所述大臂（11）和小臂（14），所述小臂（14）的另一端伸缩连接于所述伸缩臂（15），所述伸缩臂（15）的前端铰接于所述摆角油缸（17）和四连杆机构（18），所述摆角油缸（17）的另一端铰接所述四连杆机构（18），所述采样头（19）铰接于所述四连杆机构（18）；所述自动破碎装置（3）包括工作台（20）、电控箱（21）、立杆（22）、第一横板（23）、气压缸（24）、气压杆（25）、第一电机（26）、第一转轴（27）、磨盘（28）、压磨圆筒（29）、第二转轴（30）、第二电机（31）、电机底座（32）、第二横板（33）、装料筒（34）、锥形出料管（35）和U形架（36），所述工作台（20）安装在副车架上，所述工作台（20）的一端设有所述立杆（22），所述立杆（22）的顶部安装有所述第一横板（23），所述第一横板（23）的顶部安装有所述气压缸（24），所述气压缸（24）的底部通过所述气压杆（25）连接有所述第一电机（26），所述第一电机（26）的底部通过所述第一转轴（27）连接有所述磨盘（28），所述磨盘（28）的正下方设有所述压磨圆筒（29），所述压磨圆筒（29）的一侧通过所述第二转轴（30）连接有所述第二电机（31），所述第二电机（31）的底部安装有所述电机底座（32），所述电机底座（32）固定安装在所述第二横板（33）上，所述第二横板（33）的一端固定安装在所述立杆（22）的一侧，所述压磨圆筒（29）的正下方设有所述装料筒（34），所述装料筒（34）的底部设有所述锥形出料管（35），所述装料筒（34）通过U形架（36）安装在所述工作台（20）的顶部，所述工作台（20）的顶部还安装有所述电控箱（21）。

2.根据权利要求1所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，所述副车架与所述汽车底盘（1）通过U型螺栓或连接座紧固连接，所述自动破碎装置（3）通过螺栓连接于焊接在副车架上的安装座上，所述采样装置（7）的底座（10）通过螺栓连接于焊接在副车架上的回转支承底座上。

3.根据权利要求1-2任一项所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，所述的液压支腿包括前液压支腿（4）和后液压支腿（8），液压支腿臂内通过销轴安装有水平油缸和垂直油缸。

4.根据权利要求1-3任一项所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，所述大臂（11）的中部弯折内侧焊接或一体形成有一加强板，所述大臂油缸（12）和小臂油缸（13）分别铰接于所述加强版的两端；所述小臂（14）和伸缩臂（15）均具有内腔结构，所述伸缩臂（15）伸缩于所述小臂（14）的内腔结构中，且所述伸缩臂（15）的外壁和所述小臂（14）的内腔壁间通过滑槽滑动连接。

5.根据权利要求4所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，在所述小臂（14）和伸缩臂（15）的内腔中设置有伸缩臂油缸（16），所述伸缩臂油缸（16）的一端固定连接于所述小臂（14）的内腔前端，另一端固定连接于所述伸缩臂（15）的内腔顶端，通过所述伸缩臂油缸（16）的液压牵引作用使得所述伸缩臂（15）在所述小臂（14）内伸缩移动。

6.根据权利要求1-5任一项所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，所述采样头（19）上装有储料仓和用于驱动其仓门开闭的料门油缸（33），所述采样头（19）内部安装有螺旋叶片，螺旋叶片下端安装合金钻头，通过驱动合金钻头和螺旋叶片旋转，使得煤样被采集并通过螺旋叶片输送至所述储料仓。

7.根据权利要求1-6任一项所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，所述集样装置（2）具有设置于所述锥形出料管（35）底端的集样导槽和设置于集样导槽下方的集样筒。

8.根据权利要求1-7任一项所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，所述电控箱上设有第一按钮、第二按钮和第三按钮，且所述第一按钮、所述第二按钮和所述第三按钮均电性连接所述电控箱，所述电控箱电性连接所述气压缸、所述第一电机和所述第二电机。

9.根据权利要求1-8任一项所述的具有自动破碎装置的车载移动式采样机，其特征在于，所述装料筒（14）的容积大于所述压磨圆筒（9）的容积，且所述装料筒（14）的进料口与所述压磨圆筒（9）之间相互配合。

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