CN105865828B - 一种全断面采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全断面采样装置，包括可旋转运动的采样头，采样头通过轴承座安装于物料传输带的上方，采样头于传输带横截面的平面上作旋转运动用于刮取传输带上的物料，采样头的采样端设有沿采样头高度方向作往复运动的刮扫机构，旋转采样时刮扫机构伸向传输带的传输面用于沿传输带的传输面挤压刮扫以完成全断面采样作业。本发明具有结构简单紧凑、采样效果好、有效保证采样精度要求、能提高生产效率、降低使用维护成本的优点。

Description

一种全断面采样装置

技术领域

本发明主要涉及到物料样品的采制化设备领域，具体涉及一种全断面采样装置。

背景技术

对于物料（如煤炭）样品的采样、制样、化验工作，各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行样品的采制化工作。样品的采样、制样、化验工作过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）精度要求，然后对符合要求的样品进行相关的化验分析。

如以煤炭的样品采制化为例，实际上是一种抽样分析的过程，煤炭采样和制样的目的，是为了获得一个其实验结果能代表整批被采样煤的实验煤样。不论是“采样”、“制样”还是“化验”， 这一过程中不能够有样本的损失，不能够令样本发生一些物理或化学变化，否则将会对最终的试验结果造成影响。

在物料（如煤炭）样品的采样、制样、化验工作中，会使用到一种全断面采样装置，其采样头安装于V型传输带上方，通过旋转采样头对传输带上的物料进行横向的采样。但现有全断面采样装置在实际应用时存在以下技术问题：

（1）不能真正做到全断面采样。由于采样头和传输带之间的位置相对固定，当传输带静止时，采样头能正好刮扫到传输带的传输面上；但是当传输带运转时，受到传输面上物料重量不一致和传输机的振动等因素影响，使得传输带经常存在变形，或者使得传输带存在不规则跳动的情况，这都导致采样头不能完全的刮扫于传输带的传输面上，即导致固定的采样头的旋转刮扫轨迹无法与传输带的传输面重合，使得不能真正做到全断面采样，影响了采样的精度要求，进而严重影响了后续生产经营活动。

（2）如图1所示，为使高速旋转的采样头在进入至传输带位置时不碰触传输带的边缘，以免损坏传输带或者打翻传输带上的物料，现有采样头的旋转轨迹圆弧不会与传输带的传输面完全贴合，即现有采样头和传输带之间会存在图1中A处的刮扫死角。刮扫死角也会导致采样头不能刮扫到该区域的物料，也严重影响了采样精度。

（3）现有采样头端部的刮扫板在工作一段时间后，由于与传输带存在一定的摩擦，造成刮扫板磨损严重，如不及时更换则会影响刮扫采样效果，而如频繁更换则影响采样持续性和生产效率，提高了使用成本和人工维护成本。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、采样效果好、有效保证采样精度要求、能提高生产效率、降低使用维护成本的全断面采样装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种全断面采样装置，包括可旋转运动的采样头，所述采样头通过轴承座安装于物料传输带的上方，所述采样头于传输带横截面的平面上作旋转运动用于刮取传输带上的物料，所述采样头的采样端设有沿采样头高度方向作往复运动的刮扫机构，旋转采样时所述刮扫机构伸向传输带的传输面用于沿传输带的传输面挤压刮扫以完成全断面采样作业。

作为本发明的进一步改进，所述刮扫机构包括设置于采样头端部的刮扫板组件和用于固定刮扫板组件的活动拉杆组件，所述活动拉杆组件包括两套以上相配合的限位拉杆座和活动拉杆，两个以上的所述限位拉杆座分别设置于采样头的两侧，每个所述限位拉杆座上均穿设有一根可沿采样头高度方向往复运动的活动拉杆，每根所述活动拉杆的一端均与刮扫板组件固定连接。

作为本发明的进一步改进，位于所述限位拉杆座和刮扫板组件之间的活动拉杆上均套设有弹性件用于向下挤压刮扫板组件以使刮扫板组件挤压刮扫传输带的传输面。

作为本发明的进一步改进，所述刮扫板组件包括用于与传输带接触的弹性刮板和用于与活动拉杆连接的硬质刮板，所述硬质刮板布置于采样头的采样端口上，所述弹性刮板布置于硬质刮板上。

作为本发明的进一步改进，采样时所述刮扫板组件率先接近传输带的端部处设有弧形倒角，以使刮扫板组件能快速导入至传输带的传输面上。

作为本发明的进一步改进，所述刮扫机构还包括与刮扫板组件、活动拉杆组件相配合的导向部件，采样时所述刮扫板组件在导向部件的导向作用下运动以使刮扫板组件快速导入至传输带的传输面上完成挤压刮扫。

作为本发明的进一步改进，所述导向部件包括两个分别开设于轴承座两内侧面上呈凹形的导向凸轮槽，每根所述活动拉杆的另一端上均设有一个与导向凸轮槽相配合的第一活动导轮，所述第一活动导轮伸入导向凸轮槽内且沿凸轮槽面滚动用于使活动拉杆沿采样头高度方向往复运动，以拉动刮扫板组件使其快速导入至传输带的传输面上、或使刮扫板组件伸向传输带的传输面完成挤压刮扫。

作为本发明的进一步改进，所述导向部件包括用于挤压刮扫板组件的导向挤压板，所述导向挤压板设于传输带的一侧边缘处，旋转采样时，所述刮扫板组件率先接触导向挤压板并通过导向挤压板的挤压后快速导入至传输带的传输面上。

作为本发明的进一步改进，所述导向挤压板呈弧形，所述导向挤压板的一端设于传输带的传输面上，所述导向挤压板伸出传输带外的另一端呈向外弯曲的卷边状。

作为本发明的进一步改进，所述导向部件包括两个分别设置于轴承座附近的导向滑板，所述导向滑板具有一斜坡导向面，每根所述活动拉杆的另一端上均设有一个与导向滑板相配合的第二活动导轮，所述第二活动导轮于导向滑板的斜坡导向面上滚动用于使活动拉杆沿采样头高度方向往复运动，以拉动刮扫板组件使其快速导入至传输带的传输面上、或使刮扫板组件伸向传输带的传输面完成挤压刮扫。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的全断面采样装置，由于在采样头的采样端设有作往复运动的刮扫机构，使得采样头和传输带之间的位置不再为相对固定，采样头能够自适应传输带的形变。不论传输带是下沉还是跳动，刮扫机构都能够伸向传输带的传输面并且紧贴传输面，沿传输带的传输面挤压刮扫，使得采样头采样效果好，真正实现了全断面采样，有效保证了采样精度要求。

（2）本发明的全断面采样装置，由于设有作往复运动的刮扫机构，使得采样头和传输带之间也不会存在采样死角，进一步保证全断面采样。

（3）本发明的全断面采样装置，由于刮扫机构具有一定的运动行程，采样头和传输带之间并不是结构固定的过盈配合，采样头和传输带之间不是硬接触；即采样头既能够通过刮扫机构挤压传输带实现全断面采样，刮扫机构又能够适当的往回运动，以避免对传输带造成硬挤压的损坏，有效降低了使用维护成本。

（4）本发明的全断面采样装置，由于刮扫机构具有一定的运动行程，这使得当刮扫机构的端部即使受到一定磨损时，并不需要马上更换刮扫机构，刮扫机构仍能够继续向下挤压，刮扫机构的刮扫效果并不会受影响，有效延长了刮扫机构的使用时间，保证了生产效率，降低了更换维护刮扫机构的时间成本、人工成本和材料成本。

（5）本发明的全断面采样装置，设置了相配合的活动拉杆和限位拉杆座，一是使得刮扫板组件能够具有沿采样头高度方向往复运动的行程，真正实现全断面采样。二是有效保证了刮扫板组件与采样头之间的可靠连接，使得刮扫板组件不会发生其他方向的位移，有效保证了刮扫板组件的刮扫作业，继而有效保证了采样头的精准采样。

（6）本发明的全断面采样装置，通过设置弹性件，使得刮扫板组件除了通过受高速旋转时产生的离心力外，还可以通过弹性件进一步保证有效的挤压力而实现全断面采样。同时，也能够进一步保证刮扫板组件的回复力，刚刚挤压刮扫的刮扫板组件能够在弹性件的作用下迅速复位，并便于再次接触传输带后进行挤压刮扫作业。

（7）本发明的全断面采样装置，刮扫板组件的硬质刮板能够保证刮扫板组件整体具有一定的刚度，而弹性刮板一是能够和传输带之间实现过盈接触，进一步保证刮扫效果；二是能够减轻对传输带的刮扫摩擦力，降低对传输带的损坏影响。同时，刮扫板组件通过设置弧形倒角，使得高速旋转的刮扫板组件在进入传输带区域时，不会直接击打传输带的边沿，不会损坏传输带或者打翻传输带上的物料。

（8）本发明的全断面采样装置，通过设置导向部件，一是能够对高速旋转的刮扫板组件进行导向，使得高速旋转的、具有一定运动行程的刮扫板组件在进入传输带区域时不会直接击打传输带的边沿，不会损坏传输带或者打翻传输带上的物料。二是能够将高速旋转的刮扫板组件精准的导向至传输带的传输面上，便于快速、精准、顺畅的实施全断面采样作业。

附图说明

图1是现有技术的采样装置的结构原理示意图。

图2是本发明的全断面采样装置在具体应用实施例1中的立体结构原理示意图。

图3是本发明的刮扫机构在具体应用实施例1中的局部立体结构原理示意图。

图4是本发明的导向部件在具体应用实施例1中的局部立体结构原理示意图。

图5是本发明的全断面采样装置在具体应用实施例2中的立体结构原理示意图。

图6是本发明的刮扫机构在具体应用实施例2中的局部立体结构原理示意图。

图7是本发明的导向部件在具体应用实施例2中的局部立体结构原理示意图。

图8是本发明的全断面采样装置在具体应用实施例3中的立体结构原理示意图。

图9是本发明的刮扫机构在具体应用实施例3中的局部立体结构原理示意图。

图10是本发明的导向部件在具体应用实施例3中的局部立体结构原理示意图。

图例说明：

1、采样头；2、轴承座；3、传输带；4、刮扫机构；41、刮扫板组件；411、弹性刮板；412、硬质刮板；42、活动拉杆组件；421、限位拉杆座；422、活动拉杆；4221、第一活动导轮；4222、第二活动导轮；423、弹性件；43、导向部件；431、导向凸轮槽；432、导向挤压板；433、导向滑板。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

如图2至图10所示，本发明提供一种全断面采样装置，包括可旋转运动的采样头1，采样头1通过轴承座2安装于物料传输带3的上方，采样头1于传输带3横截面的平面上作旋转运动用于刮取传输带3上的物料，采样头1的采样端设有沿采样头1高度方向作往复运动的刮扫机构4，旋转采样时刮扫机构4伸向传输带3的传输面用于沿传输带3的传输面挤压刮扫以完成全断面采样作业。本发明的全断面采样装置，由于在采样头1的采样端设有作往复运动的刮扫机构4，一是使得采样头1和传输带3之间的位置不再为相对固定，采样头1能够自适应传输带3的形变。即：刮扫机构4可以根据传输带3的实时情况灵活地调整自身位置，不论传输带3是下沉还是跳动，刮扫机构4都能够伸向传输带3的传输面并且紧贴传输面，沿传输带3的传输面挤压刮扫，使得采样头1采样效果好，真正实现了全断面采样，有效保证了采样精度要求。二是这样的设置使得采样头1和传输带3之间也不会存在采样死角，进一步保证全断面采样。三是由于刮扫机构4能够灵活的作往复运动，这使得采样头1和传输带3之间并不是结构固定的过盈配合，采样头1和传输带3之间不是硬接触；即采样头1既能够通过刮扫机构4挤压传输带3实现全断面采样，刮扫机构4又能够适当的往回运动，以避免对传输带3造成硬挤压的损坏，有效降低了使用维护成本。四是由于刮扫机构4具有一定的运动行程，这使得当刮扫机构4的端部即使受到一定磨损时，并不需要马上更换刮扫机构4，刮扫机构4仍能够继续向下挤压，刮扫机构4的刮扫效果并不会受影响，有效延长了刮扫机构4的使用时间，保证了生产效率，降低了更换维护刮扫机构4的时间成本、人工成本和材料成本。

如图2所示，进一步，在较佳实施例中，刮扫机构4包括设置于采样头1端部的刮扫板组件41和用于固定刮扫板组件41的活动拉杆组件42，活动拉杆组件42包括两套以上相配合的限位拉杆座421和活动拉杆422，两个以上的限位拉杆座421分别设置于采样头1的两侧，每个限位拉杆座421上均穿设有一根可沿采样头1高度方向往复运动的活动拉杆422，每根活动拉杆422的一端均与刮扫板组件41固定连接，每根活动拉杆422的另一端均设有限位部以使采样头1高速旋转时，活动拉杆422不会脱离限位拉杆座421。由于设置了相配合的活动拉杆422和限位拉杆座421，一是使得刮扫板组件41能够受活动拉杆组件42的限位影响，通过高速旋转时产生的离心力（或者如下文所述的弹性件423的挤压力）和与传输带3之间的相互挤压力，使得刮扫板组件41能够具有沿采样头1高度方向往复运动的行程。这一运动行程有效保证了刮扫板组件41能够伸向传输带3的传输面并且沿传输带3的传输面挤压刮扫，真正实现全断面采样，同时又能避免对传输带3造成硬挤压的损坏，降低了维护成本。二是有效保证了刮扫板组件41与采样头1之间的可靠连接，使得刮扫板组件41在旋转采样时除了沿采样头1高度方向往复运动外，不会发生其他方向的位移，有效保证了刮扫板组件41的刮扫作业，继而有效保证了采样头1的精准采样。

如图2所示，进一步，在较佳实施例中，位于限位拉杆座421和刮扫板组件41之间的活动拉杆422上均套设有弹性件423用于向下挤压刮扫板组件41以使刮扫板组件41挤压刮扫传输带3的传输面。通过设置弹性件423，使得刮扫板组件41除了通过受高速旋转时产生的离心力外，还可以通过弹性件423进一步保证有效的挤压力，使得其在采样作业时，能够自适应传输带3的形变，通过挤压传输带3而实现全断面采样。同时，通过设置弹性件423，也能够进一步保证刮扫板组件41的回复力，即当采样头1高速旋转通过传输带3后，刚刚挤压刮扫的刮扫板组件41能够在弹性件423的作用下迅速复位，便于再次接触传输带3后进行挤压刮扫作业，依此循环。在本实施例中，弹性件423为套设在活动拉杆422上的压缩弹簧。

如图2、图3所示，进一步，在较佳实施例中，刮扫板组件41包括用于与传输带3接触的弹性刮板411和用于与活动拉杆422连接的硬质刮板412，硬质刮板412布置于采样头1的采样端口上，弹性刮板411布置于硬质刮板412上。硬质刮板412能够保证刮扫板组件41整体具有一定的刚度，而弹性刮板411一是能够和传输带3之间实现过盈接触，进一步保证刮扫效果；二是能够减轻对传输带3的刮扫摩擦力，降低对传输带3的损坏影响。

如图2、图3所示，进一步，在较佳实施例中，采样时刮扫板组件41率先接近传输带3的端部处设有弧形倒角，以使刮扫板组件41能快速导入至传输带3的传输面上。通过设置弧形倒角，使得高速旋转的刮扫板组件41在进入传输带3区域时，不会直接击打传输带3的边沿，不会损坏传输带3或者打翻传输带3上的物料。

进一步，在较佳实施例中，刮扫机构4还包括与刮扫板组件41、活动拉杆组件42相配合的导向部件43，采样时刮扫板组件41在导向部件43的导向作用下运动以使刮扫板组件41快速导入至传输带3的传输面上完成挤压刮扫。通过设置导向部件43，一是能够对高速旋转的刮扫板组件41进行导向，进一步确保高速旋转的、具有一定运动行程的刮扫板组件41在进入传输带3区域时不会直接击打传输带3的边沿，不会损坏传输带3或者打翻传输带3上的物料。二是能够将高速旋转的刮扫板组件41精准的导向至传输带3的传输面上，便于快速、精准、顺畅的实施全断面采样作业。本发明进一步提供了如下多个优选的具体应用实施例：

具体应用实施例1：如图2至图4所示，导向部件43包括两个分别开设于轴承座2两内侧面上呈凹形的导向凸轮槽431，每根活动拉杆422的另一端上均设有一个与导向凸轮槽431相配合的第一活动导轮4221，第一活动导轮4221伸入导向凸轮槽431内且沿凸轮槽面滚动用于使活动拉杆422沿采样头1高度方向往复运动，以拉动刮扫板组件41使其快速导入至传输带3的传输面上、或使刮扫板组件41伸向传输带3的传输面完成挤压刮扫。众所周知，凸轮结构能够根据自身的结构变化，使与之配合的传动部具有一定的、特殊的运动轨迹。在本实施例中，导向凸轮槽431呈竖立状的椭圆形结构，当刮扫板组件41快要接触传输带3时，受导向凸轮槽431特殊结构的影响，沿凸轮槽面滚动的第一活动导轮4221会使得活动拉杆422拉动刮扫板组件41，使其快速、精准地导入至传输带3的传输面上而不会击打传输带3的边沿。当刮扫板组件41已经导入并接触传输带3的同时，受导向凸轮槽431特殊结构影响，沿凸轮槽面滚动的第一活动导轮4221会使得活动拉杆422不再拉动、限制刮扫板组件41。与此同时，受弹性件423和高速旋转离心力的影响，不再受拉动限制的刮扫板组件41将伸向传输带3的传输面并完成挤压刮扫作业。

具体应用实施例2：如图5至图7所示，导向部件43包括用于挤压刮扫板组件41的导向挤压板432，导向挤压板432设于传输带3的一侧边缘处，旋转采样时，刮扫板组件41率先接触导向挤压板432并通过导向挤压板432的挤压后快速导入至传输带3的传输面上。通过设置导向挤压板432，高速旋转的刮扫板组件41将不会和传输带3的边沿发生接触，而是直接被导向挤压板432挤压后再快速导入至传输带3的传输面上。在本实施例中，导向挤压板432呈弧形，导向挤压板432的一端设于传输带3的传输面上，导向挤压板432伸出传输带3外的另一端呈向外弯曲的卷边状，便于导向挤压板432和高速旋转的刮扫板组件41之间的顺畅对接。

具体应用实施例3：如图8至图10所示，导向部件43包括两个分别设置于轴承座2附近的导向滑板433，导向滑板433具有一斜坡导向面，每根活动拉杆422的另一端上均设有一个与导向滑板433相配合的第二活动导轮4222，第二活动导轮4222于导向滑板433的斜坡导向面上滚动用于使活动拉杆422沿采样头1高度方向往复运动，以拉动刮扫板组件41使其快速导入至传输带3的传输面上、或使刮扫板组件41伸向传输带3的传输面完成挤压刮扫。当刮扫板组件41快要接触传输带3时，第二活动导轮4222正好滑动于导向滑板433的斜坡导向面的上部，受斜坡导向面的限制影响，会使得活动拉杆422拉动刮扫板组件41，使其快速、精准地导入至传输带3的传输面上而不会击打传输带3的边沿。当刮扫板组件41已经导入并接触传输带3的同时，第二活动导轮4222正好已经滑动到导向滑板433的斜坡导向面的下部，第二活动导轮4222不再受斜坡导向面的限制影响，使得活动拉杆422也不再拉动、限制刮扫板组件41。与此同时，受弹性件423和高速旋转离心力的影响，不再受拉动限制的刮扫板组件41将伸向传输带3的传输面并完成挤压刮扫作业。

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 (8)

1.一种全断面采样装置，包括可旋转运动的采样头（1），所述采样头（1）通过轴承座（2）安装于物料传输带（3）的上方，所述采样头（1）于传输带（3）横截面的平面上作旋转运动用于刮取传输带（3）上的物料，其特征在于，所述采样头（1）的采样端设有沿采样头（1）高度方向作往复运动的刮扫机构（4），旋转采样时所述刮扫机构（4）伸向传输带（3）的传输面用于沿传输带（3）的传输面挤压刮扫以完成全断面采样作业；所述刮扫机构（4）包括设置于采样头（1）端部的刮扫板组件（41）和用于固定刮扫板组件（41）的活动拉杆组件（42），所述刮扫机构（4）还包括与刮扫板组件（41）、活动拉杆组件（42）相配合的导向部件（43），采样时所述刮扫板组件（41）在导向部件（43）的导向作用下运动以使刮扫板组件（41）快速导入至传输带（3）的传输面上完成挤压刮扫; 所述刮扫板组件（41）包括用于与传输带（3）接触的弹性刮板（411）, 采样时所述刮扫板组件（41）率先接近传输带（3）的端部处设有弧形倒角以使刮扫板组件（41）能快速导入至传输带（3）的传输面上。

2.根据权利要求1所述的全断面采样装置，其特征在于，所述活动拉杆组件（42）包括两套以上相配合的限位拉杆座（421）和活动拉杆（422），两个以上的所述限位拉杆座（421）分别设置于采样头（1）的两侧，每个所述限位拉杆座（421）上均穿设有一根可沿采样头（1）高度方向往复运动的活动拉杆（422），每根所述活动拉杆（422）的一端均与刮扫板组件（41）固定连接。

3.根据权利要求2所述的全断面采样装置，其特征在于，位于所述限位拉杆座（421）和刮扫板组件（41）之间的活动拉杆（422）上均套设有弹性件（423）用于向下挤压刮扫板组件（41）以使刮扫板组件（41）挤压刮扫传输带（3）的传输面。

4.根据权利要求2所述的全断面采样装置，其特征在于，所述刮扫板组件（41）包括用于与活动拉杆（422）连接的硬质刮板（412），所述硬质刮板（412）布置于采样头（1）的采样端口上，所述弹性刮板（411）布置于硬质刮板（412）上。

5.根据权利要求1所述的全断面采样装置，其特征在于，所述导向部件（43）包括两个分别开设于轴承座（2）两内侧面上呈凹形的导向凸轮槽（431），每根所述活动拉杆（422）的另一端上均设有一个与导向凸轮槽（431）相配合的第一活动导轮（4221），所述第一活动导轮（4221）伸入导向凸轮槽（431）内且沿凸轮槽面滚动用于使活动拉杆（422）沿采样头（1）高度方向往复运动，以拉动刮扫板组件（41）使其快速导入至传输带（3）的传输面上、或使刮扫板组件（41）伸向传输带（3）的传输面完成挤压刮扫。

6.根据权利要求1所述的全断面采样装置，其特征在于，所述导向部件（43）包括用于挤压刮扫板组件（41）的导向挤压板（432），所述导向挤压板（432）设于传输带（3）的一侧边缘处，旋转采样时，所述刮扫板组件（41）率先接触导向挤压板（432）并通过导向挤压板（432）的挤压后快速导入至传输带（3）的传输面上。

7.根据权利要求6所述的全断面采样装置，其特征在于，所述导向挤压板（432）呈弧形，所述导向挤压板（432）的一端设于传输带（3）的传输面上，所述导向挤压板（432）伸出传输带（3）外的另一端呈向外弯曲的卷边状。

8.根据权利要求1所述的全断面采样装置，其特征在于，所述导向部件（43）包括两个分别设置于轴承座（2）附近的导向滑板（433），所述导向滑板（433）具有一斜坡导向面，每根所述活动拉杆（422）的另一端上均设有一个与导向滑板（433）相配合的第二活动导轮（4222），所述第二活动导轮（4222）于导向滑板（433）的斜坡导向面上滚动用于使活动拉杆（422）沿采样头（1）高度方向往复运动，以拉动刮扫板组件（41）使其快速导入至传输带（3）的传输面上、或使刮扫板组件（41）伸向传输带（3）的传输面完成挤压刮扫。

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