CN116818430B - 一种活塞推进式自动采样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞推进式自动采样器，包括伸缩驱动件、外筒和内筒，外筒的表面具有出料口；内筒位于外筒的内部，伸缩部件穿过外筒与内筒一端转动连接，内筒的内部具有取样腔、并延伸至内筒的表面形成取样入口；所述内筒的表面设有螺旋滑槽，所述外筒的内表面固定有沿螺旋滑槽滑动的销柱；当所述伸缩部件伸出时，所述取样入口能够进入下料容器内；当所述伸缩部件缩回时，所述取样入口能够位于出料口的正上方，且内筒的端部与下料容器内表面对齐。本发明不仅可以在密封容器内取样，也可以保证取样过程的密封性，并且仅需要一个伸缩驱动件即可完成取样工作，结构简单，内筒的内部无多余驱动部件，从而可以扩大取样腔容积，实现大容量取样。

Description

一种活塞推进式自动采样器

技术领域

本发明涉及样本收集技术领域，尤其涉及一种活塞推进式自动采样器，特别用于锂电材料生产线。

背景技术

自动取样器是一种用于从样本或样品集合中获取代表性样本的设备。它可以应用于许多领域，包括环境监测、生化分析、医学诊断等。

锂电材料是一种含有重金属的粉末材料，若有粉体泄露则会造成严重的环境污染，因此取样时的密封性要求很高。目前使用的自动取样器要么驱动设备较多，结构复杂，要么无法从密封容器内部取样，而且无法满足在取样过程中的全过程密封。

另外，现有技术中的取样器无法根据不同取样量的需要调整下料容器大小，当物料具有一定粘附性时，也无法保证下料容器内的样品能够完全倒出，最终导致取样精度降低。

发明内容

为了解决现有技术中取样器结构复杂，能源消耗高或者无法实现取样过程的全密封，技术问题，本发明提供了一种活塞推进式自动采样器来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种活塞推进式自动采样器，包括伸缩驱动件、外筒和内筒，伸缩驱动件包含壳体和伸缩部件；外筒一端与伸缩驱动件的壳体固定，另一端与下料容器固定，外筒的表面具有出料口；内筒位于外筒的内部，伸缩部件穿过外筒与内筒一端转动连接，内筒的另一端能够伸入下料容器内，内筒的内部具有取样腔、并延伸至内筒的表面形成取样入口；所述内筒的表面设有螺旋滑槽，所述外筒的内表面固定有沿螺旋滑槽滑动的销柱；当所述伸缩部件伸出时，所述取样入口能够进入下料容器内；当所述伸缩部件缩回时，所述取样入口能够位于出料口的正上方，且内筒的端部与下料容器内表面对齐。

进一步的，所述螺旋滑槽的一端与延伸至靠近伸缩部件的内筒端面，当销柱与螺旋滑槽配合时，取样入口完全位于外筒内。

进一步的，所述取样腔为与内筒同轴布置的圆柱形腔体。

进一步的，所述内筒朝向下料容器的一端外周面设有密封环，当伸缩驱动件处于缩回状态时，所述密封环能够封堵下料容器与外筒的连接口。

进一步的，所述取样入口靠近伸缩驱动件的一端设有弧形挡板，所述弧形挡板对应的取样腔内活动连接有调节活塞，所述调节活塞将取样腔分隔为互不相通的取样区和隔离区，所述隔离区与伸缩部件所在腔体连通。

进一步的，所述取样腔内壁具有与调节活塞螺纹配合的内螺纹。

进一步的，所述内螺纹由弧形挡板所在的取样腔一端沿轴向延伸，且内螺纹超出弧形挡板的轴向长度小于或者等于调节活塞长度的一半。

进一步的，所述出料口处固定有出料漏斗。

进一步的，所述出料口的宽度略小于所述取样入口的宽度；所述出料口的轴向侧边设有内外贯通的若干气孔，所述气孔的一端朝向取样腔，气孔的另一端通过气管与气泵连接。

进一步的，所述气孔的端面为朝向内筒中心轴方向的斜面。

本发明的有益效果是：

（1）本发明所述的活塞推进式自动采样器，不仅可以在密封容器内取样，也可以保证取样过程的密封性，并且仅需要一个伸缩驱动件即可完成取样工作，结构简单，内筒的内部无多余驱动部件，从而可以扩大取样腔容积，实现大容量取样。

（2）本发明所述的活塞推进式自动采样器，在取样腔内活动连接有调节活塞，从而可以根据实际取样量调节取样区的大小，尽量减少样品与取样腔的接触面积，避免样品过多粘附在取样腔表面，影响取样精度。

（3）本发明所述的活塞推进式自动采样器，在外筒的出料口处设置有气孔，当取样腔内样品释放完毕后，可以通过气泵吹扫高压气的方式吹落粘附在取样腔表面的样品，可以避免样品污染，提高样品质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1 是本发明所述的活塞推进式自动采样器的具体实施方式的轴向剖视图；

图2 是图1的a处放大图；

图3 是本发明中外筒的立体图；

图4 是本发明中内筒的立体图；

图5 是本发明在内筒处于完全退回状态时的主视图；

图6 是本发明在取样入口开始采用时的主视图；

图7 是本发明在销柱准备滑入螺旋滑槽时的主视图。

图中，1、伸缩驱动件，101、壳体，102、伸缩部件，2、外筒，201、出料口，3、内筒，301、螺旋滑槽，4、取样腔，401、取样区，402、隔离区，5、取样入口，6、销柱，7、弧形挡板，8、调节活塞，9、出料漏斗，10、气孔，11、密封环，12、通气管，13、接管法兰。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一，如图1-图4所示，一种活塞推进式自动采样器，包括伸缩驱动件1、外筒2和内筒3，伸缩驱动件1包含壳体101和伸缩部件102；外筒2一端与伸缩驱动件1的壳体101固定，另一端与下料容器固定，外筒2的表面具有出料口201；内筒3位于外筒2的内部，伸缩部件102穿过外筒2与内筒3一端转动连接，内筒3的另一端能够伸入下料容器内，内筒3的内部具有取样腔4、并延伸至内筒3的表面形成取样入口5；内筒3的表面设有螺旋滑槽301，外筒2的内表面固定有沿螺旋滑槽301滑动的销柱6；当伸缩部件102伸出时，取样入口5能够进入下料容器内；当伸缩部件102缩回时，取样入口5能够位于出料口201的正上方，且内筒3的端部与下料容器内表面对齐。

所述下料容器是指物料传输过程中经过的容器，附图中仅示意下料容器的接管法兰13，本发明通过外筒2将下料容器和接收样品的容器（连接在出料口201处）连通，当内筒3伸出时可以进行取样，当内筒3缩回外筒2内后，也不影响物料通过下料容器正常输送，整体密封效果好。

并且与常规的取样器相比，本发明通过伸缩驱动件1与螺旋滑槽301即可使取样腔4在取样和放样两个位置之间切换，结构简单，驱动设备少，成本低，螺旋滑槽301设置在内筒3的外表面，在内筒3的内部不需要安装驱动部件，从而可以有更大的取样腔4空间，满足大容量样品的取样。

伸缩驱动件1可以为伸缩气缸或者电推杆，外筒2和内筒3均为柱状结构，可以圆柱形也可以为棱柱形，本实施例以圆柱形为例，外筒2沿轴向贯通，可容纳内筒3，内筒3为实心结构，内部仅有取样腔4一处空腔。外筒2与伸缩驱动件1的壳体101以及外筒2与下料容器均通过法兰连接，螺旋滑槽301与销柱6配合实现内筒3的旋转。

出料口201的轴向长度优选大于取样入口5的轴向长度，当内筒3回退旋转时，取样入口5未旋转至方向朝下也开可以向出料口201落料。

在取样入口5到达下料容器内部的取样位置前，取样入口5会有一段伸出外筒2的距离，在该距离内，取样入口5需要保持竖直向上，防止样品掉落，为此，在进一步设计中，螺旋滑槽301的一端与延伸至靠近伸缩部件102的内筒3端面，当销柱6与螺旋滑槽301配合时，取样入口5完全位于外筒2内，即在外筒2内进行取样入口5朝向的变化，当取样入口5伸出外筒2时，销柱6与螺旋滑槽301脱离，内筒3仅作直线运动，取样入口5始终朝上。

使用时，将自动采样器通过法兰固定在下料容器取样口的接管法兰13上，此时伸缩部件102处于收回状态，内筒3的端部与下料容器内壁齐平（如图1和图5所示），封堵下料容器与内筒3的连接口，既不影响物料在下料容器内的运动状态，又能起到密封作用，防止物料进入外筒2，此时取样入口5朝下，面向出料口201。当收到取样指令后，伸缩部件102推出，将内筒3缓慢推出，在销柱6和螺旋滑槽301的作用下，内筒3逐渐旋转至取样入口5朝上，取样腔4被推入下料容器内部采取样品（如图6所示）。随后伸缩部件102收回，内筒3缓慢退回，当取样入口5整体进入外筒2内时，销柱6刚好切入螺旋滑槽301（如图7所示），然后内筒3开始旋转，将物料从出料口201倒出。当伸缩部件102完全收回时，内筒3正好旋转180度，内筒3端部与下料容器内壁齐平，回到图5所示状态，等待下一次采样开始。

作为优选的，内筒3朝向下料容器的一端外周面设有密封环11，当伸缩驱动件1处于缩回状态时，密封环11能够封堵下料容器与外筒2的连接口，进一步提高密封效果。

出料口201处可以有出料漏斗9，出料漏斗9上宽下窄，可以引导样品下落。

实施例二，在上述实施例的基础上，取样入口5靠近伸缩驱动件1的一端设有弧形挡板7，弧形挡板7对应的取样腔4内活动连接有调节活塞8，调节活塞8将取样腔4分隔为互不相通的取样区401和隔离区402，隔离区402与伸缩部件102所在腔体连通。调节活塞8与取样腔4的截面形状相同，可以沿取样腔4的轴向往复运动，从而改变取样区401的大小。弧形挡板7的外径与内筒3的外径相同、内径与取样腔4的内径相同。

调节活塞8与取样腔4可以滑动配合，也可以为螺纹配合，本实施例中取样腔4内壁具有与调节活塞8螺纹配合的内螺纹。

如图1所示，调节活塞8的左端具有连通隔离区402与调节活塞8外部的通气管12，用于对隔离区402内部泄压，另外，当调节活塞8与内筒3通过螺纹连接，伸缩驱动件1为油缸时，油缸内的部分油液可以通过通气管12进入隔离区402，对内筒3的内螺纹起到一定的润滑作用。

为方便调整调节活塞8，可以在调节活塞8的端部设置凸块或者旋钮，所述凸块或者旋钮可以在调节活塞8表面，也可以隐藏在调节活塞8内部，例如通过可以开闭的小窗口隐藏在调节活塞8内，当需要旋转调节活塞8时，则取出凸块或者旋钮，这样可以有着力点旋转调节活塞8，调节更省力。

当调节活塞8旋转至取样入口5时，调节活塞8与内筒3的螺纹连接面积减小，连接强度会减弱，为避免连接松动，作为优选的，所述内螺纹由弧形挡板7所在的取样腔4一端沿轴向延伸，且内螺纹超出弧形挡板7的轴向长度小于或者等于调节活塞8长度的一半。这样可以使调节活塞8的一半以上长度与弧形挡板7和取样腔4围成的整圆内螺纹配合，保证连接强度。

实施例三，在上述实施例的基础上，出料口201的宽度略小于取样入口5的宽度；出料口201的轴向侧边设有内外贯通的若干气孔10，气孔10的一端朝向取样腔4，气孔10的另一端通过气管与气泵连接。所述出料口201的宽度是指与轴向平行的两条边之间的距离。

取样腔4内大部分样品倒出后，气泵开始工作，位于出料口201一侧的气孔10开始出气，气孔10开口方向沿取样腔4内壁反向吹气，将取样腔4内部剩余样品吹落。

气孔10的端面优选为朝向内筒3中心轴方向的斜面，精准喷吹取样腔4内部。气孔10可以设置在出料口201的一边，也可以设置对称设置在出料口201的两边，保证对取样腔4内部所有区域进行喷吹。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种活塞推进式自动采样器，其特征在于，包括：

伸缩驱动件（1），包含壳体（101）和伸缩部件（102）；

外筒（2），一端与伸缩驱动件（1）的壳体（101）固定，另一端与下料容器固定，外筒（2）的表面具有出料口（201）；

内筒（3），位于外筒（2）的内部，伸缩部件（102）穿过外筒（2）与内筒（3）一端转动连接，内筒（3）的另一端能够伸入下料容器内，内筒（3）的内部具有取样腔（4）、并延伸至内筒（3）的表面形成取样入口（5）；

所述内筒（3）的表面设有螺旋滑槽（301），所述外筒（2）的内表面固定有沿螺旋滑槽（301）滑动的销柱（6）；当所述伸缩部件（102）伸出时，所述取样入口（5）能够进入下料容器内；当所述伸缩部件（102）缩回时，所述取样入口（5）能够位于出料口（201）的正上方，且内筒（3）的端部与下料容器内表面对齐；

在取样入口（5）到达下料容器内部的取样位置前，取样入口（5）会有一段伸出外筒（2）的距离，在该距离内，取样入口（5）需要保持竖直向上，防止样品掉落，螺旋滑槽（301）的一端延伸至靠近伸缩部件（102）的内筒（3）端面，当销柱6与螺旋滑槽（301）配合时，取样入口（5）完全位于外筒（2）内，即在外筒（2）内进行取样入口（5）朝向的变化，当取样入口（5）伸出外筒（2）时，销柱（6）与螺旋滑槽（301）脱离，内筒（3）仅作直线运动，取样入口（5）始终朝上。

2.根据权利要求1所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述取样腔（4）为与内筒（3）同轴布置的圆柱形腔体。

3.根据权利要求1所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述内筒（3）朝向下料容器的一端外周面设有密封环（11），当伸缩驱动件（1）处于缩回状态时，所述密封环（11）能够封堵下料容器与外筒（2）的连接口。

4.根据权利要求2所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述取样入口（5）靠近伸缩驱动件（1）的一端设有弧形挡板（7），所述弧形挡板（7）对应的取样腔（4）内活动连接有调节活塞（8），所述调节活塞（8）将取样腔（4）分隔为互不相通的取样区（401）和隔离区（402），所述隔离区（402）与伸缩部件（102）所在腔体连通。

5.根据权利要求4所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述取样腔（4）内壁具有与调节活塞（8）螺纹配合的内螺纹。

6.根据权利要求5所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述内螺纹由弧形挡板（7）所在的取样腔（4）一端沿轴向延伸，且内螺纹超出弧形挡板（7）的轴向长度小于或者等于调节活塞（8）长度的一半。

7.根据权利要求1所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述出料口（201）处固定有出料漏斗（9）。

8.根据权利要求1所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述出料口（201）的宽度略小于所述取样入口（5）的宽度；

所述出料口（201）的轴向侧边设有内外贯通的若干气孔（10），所述气孔（10）的一端朝向取样腔（4），气孔（10）的另一端通过气管与气泵连接。

9.根据权利要求8所述的活塞推进式自动采样器，其特征在于：所述气孔（10）的端面为朝向内筒（3）中心轴方向的斜面。