CN220153943U - 一种煤层采样装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及采样装置领域，尤其涉及一种煤层采样装置，其包括采样桶，还包括钻头，所述钻头设置在采样桶一端，所述钻头能够沿采样桶的长度方向滑动，并且能够绕自身轴线转动，所述采样桶靠近钻头的侧面上设置有开口，所述钻头靠近采样桶的侧面能够与采样桶靠近自身开口的侧面贴合。本申请具有提高煤层采样装置的使用寿命以及提高煤层采样装置使用过程中的稳定性的效果。

Description

一种煤层采样装置

技术领域

本申请涉及采样装置的技术领域，尤其是涉及一种煤层采样装置。

背景技术

煤田开采过程中，为了确定采煤层的煤种、煤质、瓦斯含量等参数，往往需要对煤层进行采样。

公开号为CN214309630U的中国实用新型专利公开了一种自封闭使煤层采样装置。其主要包括活塞筒、活塞以及橡胶套。活塞筒一侧设置有开口，活塞筒靠近自身开口的侧面上设置有钻齿。活塞以及橡胶套均同轴设置在活塞筒内，并且橡胶套位于活塞靠近活塞筒开口的一侧。活塞与橡胶套之间设置有横杆，横杆上设置有通孔。活塞与橡胶套的下端使用多个钢绳进行连接。刚绳穿过横杆上的通孔，当活塞移动时，多个钢绳使橡胶套下端相互靠近从而实现采样后自封闭的功能。

自封闭式采样装置使用时，活塞筒转动，从而使活塞筒向煤层内部移动完成取样。然后在活塞筒转动时，钢丝绳与煤层摩擦一方面会对活塞筒的转动造成阻力，另一方面会导致钢丝绳寿命降低。因此相关技术中的自封闭式煤层采样装置使用过程中稳定性较差。

实用新型内容

为了提高煤层采样过程中的稳定性，本申请提供一种煤层采样装置。

本申请提供的一种煤层采样装置采用如下的技术方案：

一种煤层采样装置，包括采样桶，还包括钻头，所述钻头设置在采样桶一端，所述钻头能够沿采样桶的长度方向滑动，并且能够绕自身轴线转动，所述采样桶靠近钻头的侧面上设置有开口，所述钻头靠近采样桶的侧面能够与采样桶靠近自身开口的侧面贴合。

通过采用上述技术方案，采样前，钻头靠近采样桶的一侧与采样桶靠近自身开口的侧面抵接。转动钻头，钻头向煤层内部移动，移动过程中钻头对煤层钻孔，并将煤粉移动至靠近采样桶的一侧。当钻头移动至指定位置后，移动采样桶，使采样桶靠近钻头，从而使煤粉移动至采样桶内，当采样桶与钻头抵接后形成样品腔，并将煤粉储存在样品腔内。通过钻头完成对采样桶开口的封堵，与采用钢丝绳拉动橡胶的方法相比，由于钻头材质硬度较高，寿命较长，因此采样过程中也更加稳定。而且钻头对采样桶的封堵，相比橡胶来说，钻头硬度高不易破裂，因此在采样过程中出现无法对采样桶的开口进行封堵的情况较少，从而进一步提高了采样装置的稳定性。

可选的，所述采样桶内设置有滑动组件，滑动组件包括转动杆和滑动座，滑动座沿采样桶的长度方向滑动连接在采样桶内部，所述转动杆一端转动连接在滑动座上另一端连接在钻头上。

通过采用上述技术方案，转动杆转动能够带动钻头转动，实现钻头与采样桶之间的转动连接。安装盘移动能够带动钻头移动，从而实现钻头与采样桶之间的滑动连接。

可选的，所述采样桶内设置有采样辅助组件，所述采样辅助组件位于安装盘远离钻头的一侧，所述采样辅助组件包括电动推杆和弹性件，所述弹性件位于电动推杆之间，并且所述弹性件与安装盘和电动推杆同时连接，所述电动推杆的伸缩杆伸缩能够使弹性件处于拉伸或压缩状态。

通过采用上述技术方案，电动推杆的伸缩杆伸出，弹性件处于压缩状态，在弹性件的作用下，安装盘具有向远离采样桶的方向移动的趋势。在采样时，弹性件向钻头施加向远离采样桶的方向上的力，从而提高钻头插入煤层的效率。采样完成后，电动推杆的伸缩杆收回，弹性件处于拉伸状态，从而阻挡钻头向远离采样桶的方向移动，提高钻头对采样桶开口封堵的效果。

可选的，所述钻头靠近采样桶的侧面上设置有封堵盘，所述封堵盘侧面与采样桶内侧壁贴合。

通过采用上述技术方案，通过封堵盘增加钻头与采样桶侧面的接触面积，从而提高钻头对采样桶封堵时的封堵效果。

可选的，所述采样桶内设置有活塞，所述活塞沿采样桶长度方向滑动配合在采样桶内部。

通过采用上述技术方案，钻头插入煤层后，移动采样桶的过程中，钻头靠近采样桶的一侧的煤粉或煤块与活塞贴合。采样桶移动过程中，活塞相对采样桶向远离钻头的方向移动，从而使煤样处于活塞与钻头之间。随着采样桶的移动，当采样桶抵接在钻头上后，采样桶、钻头以及活塞之间形成封闭空间对煤样进行储存。

可选的，所述采样桶内设置有挡圈，挡圈安装在采样桶的内侧壁上，并且所述挡圈位于活塞靠近钻头的一侧。

通过采用上述技术方案，通过挡圈能够阻挡活塞从采样桶内脱离，从而提高采样装置使用过程中的稳定性。

可选的，所述采样桶内设置有复位组件，所述复位组件包括复位件，所述复位件安装在采样桶的内侧壁上，用于使活塞保持向靠近采样桶的开口移动的趋势。

通过采用上述技术方案，通过复位件带动活塞自动向采样桶的开口处移动，从而方便煤样的取出以及再次进行取样。

可选的，所述采样桶内侧壁上设置有固定环，所述复位件安装在固定环上。

通过采用上述技术方案，通过固定环方便复位件的安装。

附图说明

图1是本申请实施例的采样装置采样前的状态图。

图2是本申请实施例的采样装置取出煤样时的状态图。

附图标记：1、采样桶；2、钻头；3、滑动组件；31、转动杆；32、滑动座；321、安装盘；322、滑动杆；33、驱动件；4、取样辅助组件；41、电动推杆；42、弹性件；5、复位组件；51、固定环；52、复位件；6、封堵盘；7、活塞；8、密封筒。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种煤层采样装置。

参照图1，一种煤层采样装置，包括采样桶1和钻头2；采样桶1一侧设置有开口的圆形筒状结构，钻头2为锥形结构。钻头2同轴设置在采样桶1一端，并且钻头2能够沿采样桶1的长度方向滑动。滑动钻头2能够使钻头2大端的端面与采样桶1靠近钻头2的端面抵接，对采样桶1的开口进行封堵；钻头2对采样桶1的开口进行封堵后，采样桶1内部形成封闭的样品腔。将采样装置置于预先开设的采样孔底部，此时转动钻头2，能够使钻头2插入煤层中，钻头2插入煤层内后，沿自身长度向靠近钻头2的方向移动采样桶1，从而使钻头2靠近采样桶1的一侧的煤样进入采样桶1中。当采样桶1靠近钻头2的端面与钻头2大端的端面贴合后，完成对采样以及采样桶1的封堵。由于钻头2材质相比与橡胶而言不易破裂和磨损，因此煤层采样装置具有更长的使用寿命以及在使用过程中具有更高的稳定性。

参照图1，采样桶1内设置有滑动组件3，滑动组件3包括转动杆31、滑动座32以及驱动件33。滑动座32包括安装盘321和滑动杆322，安装盘321为圆盘形结构，安装盘321同轴设置在采样桶1内部。滑动杆322一端焊接在安装盘321侧面，另一端沿安装盘321径向向远离安装盘321的方向延伸。采样桶1的内侧壁上对应滑动杆322的位置开设有滑动槽，滑动杆322远离安装盘321的一端沿采样桶1的长度方向滑动配合在滑动槽内。转动杆31为圆柱形杆状结构。滑动杆322一端与钻头2的大端同轴焊接，另一端穿过安装盘321至远离钻头2的一侧，并且转动杆31与安装盘321转动连接。驱动件33安装在安装盘321上远离钻头2的一侧，驱动件33用于带动转动杆31转动。本实施例中驱动件33为伺服电机，伺服电机的外壳焊接在安装盘321上，伺服电机的输出轴与转动杆31远离钻头2的一端同轴焊接。伺服电机转动能够带动钻头2转动，钻头2转动过程中，在重力的作用下，能够插入煤层中。而且在钻头2的作用下，硬质煤层松动，方便采样桶1向靠近钻头2的方向移动。

参照图1和图2，采样桶1内设置有取样辅助组件4，取样辅助组件4位于安装盘321远离钻头2的一侧，用于对钻头2施加使钻头2向远离采样桶1或靠近采样桶1的方向移动的作用力。取样辅助组件4包括电动推杆41和弹性件42，电动推杆41焊接在采样桶1上，并且电动推杆41的伸缩杆沿采样桶1的长度方向设置。弹性件42位于电动推杆41与驱动件33之间，并且与电动推杆41和驱动件33同时连接。本实施例中弹性件42为压缩弹簧，压缩弹簧一端焊接在电动推杆41的伸缩杆上，另一端焊接在驱动件33上。

参照图1和图2，电动推杆41的伸缩杆处于伸长状态时，压缩弹簧呈压缩状态，此时压缩弹簧对驱动件33施加使驱动向远离电动推杆41的方向移动的力；再此状态下，钻头2具有向远离采样的方向移动的趋势，从而方便钻头2在转动过程中插入煤层中。钻头2插入煤层内后，移动采样桶1，使采样桶1靠近钻头2；当采样桶1与钻头2抵接后，控制电动推杆41的伸缩杆收回；伸缩杆收回后压缩弹簧处于拉伸状态，在拉伸弹簧的作用下能够阻挡钻头2与采样桶1脱离，从而方便工作人员将采样装置从采样孔中取出。

参照图1和图2，钻头2大端的端面上设置有封堵盘6，封堵盘6为圆盘形结构，封堵盘6同轴焊接在钻头2大端的端面上，并且封堵盘6的侧面与采样桶1的内侧面贴合。通过封堵盘6提高钻头2与采样桶1的接触面积，从而提高钻头2对采样桶1的封堵效果。

参照图1和图2，采样桶1内部设置有活塞7，活塞7沿采样桶1的长度方向滑动配合在采样桶1内部。活塞7的侧面与采样桶1内侧壁贴合，活塞7靠近钻头2的侧面与封堵盘6贴合。对煤层进行采样时，钻头2转动并插入煤层内部。然后沿采样桶1的长度方向滑动采样桶1，使采样桶1靠近钻头2。在此过程中，采样桶1的侧壁插入煤层中，活塞7靠近钻头2的一侧抵接在煤样上，并相对采样桶1往远离钻头2的方向移动。从而减少采样后样品腔内掺杂空气的情况发生。采样桶1上远离钻头2的位置设置有透气孔，以方便活塞7移动。

参照图1和图2，采样桶1内侧壁上还设置有挡圈，挡圈为圆环形结构，挡圈同轴焊接在采样桶1的内侧壁上，并且挡圈位于活塞7靠近钻头2的一侧。活塞7靠近挡圈的侧面上开设有限位槽，挡圈嵌入在限位槽中。通过挡圈能够阻挡活塞7从采样桶1内脱离。

参照图1和图2，采样桶1内部设置有复位组件5，复位组件5包括固定环51和复位件52，固定环51为圆环形结构，固定环51位于安装盘321与活塞7之间。固定环51与采样桶1同轴设置，固定环51外侧壁与采样桶1内侧壁焊接。复位件52设置在固定环51与活塞7之间，复位件52用于使活塞7保持向靠近钻头2的方向移动的趋势。本实施例中复位件52为压缩弹簧，压缩弹簧套设在转动杆31上，并且压缩弹簧一端焊接在固定环51上另一端焊接在活塞7上。移动钻头2，使钻头2与采样桶1分离，从而将采样桶1内的煤样取出。煤样取出后，在复位件52的作用下活塞7能够自动复位，从而方便工作人员对再次对煤层进行采样。

参照图1和图2，采样装置还包括密封筒8，密封筒8为筒状结构，密封筒8的内侧壁直径与采样桶1外侧壁直径相等。采样桶1取样完成后，将采样桶1整体嵌入密封筒8中。控制电动推杆41的伸缩杆伸出，在弹性件42的作用下钻头2大端端面的边缘线贴合密封筒8内侧壁移动，进而使采样桶1内的煤样移动至密封筒8中。密封筒8上可设置用于检测瓦斯含量的检测仪器，从而快速完成对煤样的检测。当然也可以将直接移动钻头2使煤样排至盛放盘、储存桶等装置中。

本申请实施例一种煤层采样装置的实施原理为：将采样装置整体置于预先开设的采样孔底部，控制驱动件33带动钻头2转动；随着钻头2的转动，钻头2插入煤层中。此时对采样桶1施加作用力，是采样桶1向靠近钻头2的方向移动，从而使采样桶1与钻头2抵接，完成对采样桶1的封堵以及采样。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种煤层采样装置，包括采样桶（1），其特征在于：还包括钻头（2），所述钻头（2）设置在采样桶（1）一端，所述钻头（2）能够沿采样桶（1）的长度方向滑动，并且能够绕自身轴线转动，所述采样桶（1）靠近钻头（2）的侧面上设置有开口，所述钻头（2）靠近采样桶（1）的侧面能够与采样桶（1）靠近自身开口的侧面贴合。

2.根据权利要求1所述的一种煤层采样装置，其特征在于：所述采样桶（1）内设置有滑动组件（3），滑动组件（3）包括转动杆（31）和滑动座（32），滑动座（32）沿采样桶（1）的长度方向滑动连接在采样桶（1）内部，所述转动杆（31）一端转动连接在滑动座（32）上另一端连接在钻头（2）上。

3.根据权利要求2所述的一种煤层采样装置，其特征在于：所述采样桶（1）内设置有取样辅助组件（4），所述取样辅助组件（4）位于安装盘（321）远离钻头（2）的一侧，所述取样辅助组件（4）包括电动推杆（41）和弹性件（42），所述弹性件（42）位于电动推杆（41）之间，并且所述弹性件（42）与安装盘（321）和电动推杆（41）同时连接，所述电动推杆（41）的伸缩杆伸缩能够使弹性件（42）处于拉伸或压缩状态。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种煤层采样装置，其特征在于：所述钻头（2）靠近采样桶（1）的侧面上设置有封堵盘（6），所述封堵盘（6）侧面与采样桶（1）内侧壁贴合。

5.根据权利要求4所述的一种煤层采样装置，其特征在于：所述采样桶（1）内设置有活塞（7），所述活塞（7）沿采样桶（1）长度方向滑动配合在采样桶（1）内部。

6.根据权利要求5所述的一种煤层采样装置，其特征在于：所述采样桶（1）内设置有挡圈，挡圈安装在采样桶（1）的内侧壁上，并且所述挡圈位于活塞（7）靠近钻头（2）的一侧。

7.根据权利要求5所述的一种煤层采样装置，其特征在于：所述采样桶（1）内设置有复位组件（5），所述复位组件（5）包括复位件（52），所述复位件（52）安装在采样桶（1）的内侧壁上，用于使活塞（7）保持向靠近采样桶（1）的开口移动的趋势。

8.根据权利要求7所述的一种煤层采样装置，其特征在于：所述采样桶（1）内侧壁上设置有固定环（51），所述复位件（52）安装在固定环（51）上。