CN113899586A - 一种粉体自动取样设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉体自动取样设备，包括升降机构、取料机构、存料机构、平移机构和与平移机构相连接的框架，所述升降机构安装在框架的顶部，所述存料机构包括固定在框架底部的储料仓，所述储料仓的顶部开口，底部的底板设有外翻打开机构，所述取料机构包括取样电机、竖直套管、芯轴、螺旋绞刀、可沿竖直方向穿过储料仓的存料仓和与升降机构连接的升降架，所述取样电机安装在升降架内，所述套管的上端与升降架连接，下端与存料仓连接，所述芯轴松套在套管内，所述螺旋绞刀位于存料仓内并通过芯轴与取样电机的输出轴连接。本发明实现了多工位全自动取样，可有效提高取样效率，降低取样人员的劳动强度，防止扬尘伤害取样人员。
Description
技术领域
本发明涉及一种对矿用粉体进行检测时使用的，用于提取粉体试样的设备，属于检测技术领域。
背景技术
对矿用粉体进行检测时往往需要从粉料堆的不同位置提取试样，传统的人工取样方法不仅效率低，取样人员劳动强度大，而且由于取样过程中产生的扬尘很容易被取样人员吸入体内，给取样人员的健康造成不良影响，特别是一些有毒粉体，会对取样人员的身体造成严重伤害。因此设计一种粉体自动取样设备是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种粉体自动取样设备，以提高取样效率，降低取样人员的劳动强度，防止扬尘伤害取样人员。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种粉体自动取样设备，包括升降机构、取料机构、存料机构、平移机构和与平移机构相连接的框架，所述升降机构安装在框架的顶部，所述存料机构包括固定在框架底部的储料仓，所述储料仓的顶部开口，底部的底板设有外翻打开机构，所述取料机构包括取样电机、竖直套管、芯轴、螺旋绞刀、可沿竖直方向穿过储料仓的存料仓和与升降机构连接的升降架，所述取样电机安装在升降架内，所述套管的上端与升降架连接，下端与存料仓连接，所述芯轴松套在套管内，所述螺旋绞刀位于存料仓内并通过芯轴与取样电机的输出轴连接。
上述粉体自动取样设备，所述储料仓底部的底板包括左底板和右底板，二者分别与储料仓的两个侧壁底部转动连接，所述外翻打开机构包括电动推杆和同步连接杆，所述同步连接杆的一端与左底板铰接，另一端与固定在右底板上的转柄铰接，所述电动推杆的一端与框架铰接，另一端与右底板铰接，从而驱动左底板和右底板同步转动而关闭或打开储料仓的底部开口。
上述粉体自动取样设备，所述升降机构包括升降电机、主动链轮、升降链条和从动链轮，所述升降电机固定在框架顶部并通过减速机与主动链轮连接，所述从动链轮安装在框架底部，所述升降链条环绕主动链轮和从动链轮后连接在取料机构的升降架上。
上述粉体自动取样设备，所述升降机构还包括手动升降装置，所述手动升降装置包括升降机构联轴器、从动带轮、同步带、主动带轮、和转动手柄，所述从动带轮通过从动带轮座固定在框架顶部并通过升降机构联轴器与升降电机输出轴连接，所述主动带轮通过主动带轮座固定在框架中部侧面，所述同步带缠绕在从动带轮和主动带轮上，所述转动手柄与主动带轮的轴可拆卸连接。
上述粉体自动取样设备，所述平移机构包括主梁、两根端梁、横移小车和主梁驱动机构，两根端梁分别安装在两个相互平行的滑轨上，所述主梁驱动机构安装在端梁上，从而驱动端梁沿滑轨运行，所述主梁垂直于滑轨并连接在两根端梁之间，所述横移小车与主梁滑动连接并与框架固定连接。
上述粉体自动取样设备，所述升降架两侧的上部和下部均设有小导向轮，在框架上设有与小导向轮相匹配的竖直导轨，所述套管的两侧均设有大导向轮，所述大导向轮靠在套管的侧壁上，大导向轮的转轴与框架的下部连接。
上述粉体自动取样设备，所述竖直套管与芯轴之间、螺旋绞刀与存料仓之间均通过轴承转动连接，所述芯轴与螺旋绞刀和取样电机的输出轴之间均通过联轴器连接。
上述粉体自动取样设备，所述主动链轮、升降链条、从动链轮均设置两个，它们对称安装在升降架的两侧。
上述粉体自动取样设备，所述螺旋绞刀的下端设有钻取头，所述钻取头的下端带有钻刃。
上述粉体自动取样设备，所述从动链轮通过链轮调整座安装在框架上。
本发明利用平移机构和升降机构将取料机构和存料机构移动到粉料堆处进行取样，然后再移动到指定卸料点进行卸料，该设备实现了多工位全自动取样，可有效提高取样效率，降低取样人员的劳动强度，防止扬尘伤害取样人员。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是升降机构的安装示意图；
图3是手动升降装置的结构示意图；
图4是取料机构的结构示意图；
图5是取样杆的结构示意图；
图6是存料机构的结构示意图；
图7是平移机构的结构示意图。
图中各标号如下：1、升降机构，11、升降电机，12、主动链轮，13、链轮座，14、升降链条，15、从动链轮，16、链轮调整座，17、手动升降装置，171、升降机构联轴器，172、从动带轮，173、从动带轮座，174、同步带，175、主动带轮，176、主动带轮座，177、转动手柄，2、取料机构，21、链条连接杆，22、升降架，23、小导向轮，24、取样电机，25、上联轴器，26、取样杆，261、芯轴 ，262、芯轴轴承，263、套管，264、下联轴器，265、螺旋绞刀，266、绞刀轴承，267、存料仓，268、钻取头，27、大导向轮，3、存料机构，31、储料仓，32、左底板，33、右底板，34、电动推杆，35、同步连接杆，36、固定轴，37、固定座，38、转柄，4、平移机构，4-1、端梁，4-2、小车，4-3、轨道，4-4、主梁，4-5、主梁驱动机构，5、框架。
具体实施方式
参看图1，本发明提供了一种粉体取样装置，包括升降机构1、取料机构2、存料机构3、平移机构4和框架5；升降机构1用于驱动取料机构上下移动；取料机构2用于矿粉的钻取；存料机构3用于矿粉的收集存储；平移机构4用于驱动升降机构1、取料机构2和存料机构3的前后、左右移动，框架5用于安装和承载升降机构1、取料机构2和存料机构3。本发明实现了多工位全自动取样，具有定位准确，取样重量可控等优点，从而降低了检测人员的劳动强度，提高了检测效率，并可防止扬尘伤害取样人员。
框架5固定在平移机构4上，升降机构1、取料机构2与存料机构3固定在框架5上。
升降机构1驱动取料机构2上下运动，取料机构2在下降过程中通过自身的旋转功能进入矿粉中，在上升过程中带起指定重量的矿粉，当带起的矿粉上升到存料机构3中时，再将矿粉释放到存料机构3中。平移机构4驱动以上三个机构前后左右移动到指定取料点和指定卸料点。
参看图2和图3，升降机构1包括升降电机11、主动链轮12、链轮座13、升降链条14、从动链轮15、链轮调整座16和手动升降装置17，其中，手动升降装置17包括升降机构联轴器171、从动带轮172、从动带轮座173、同步带174、主动带轮175、主动带轮座176和转动手柄177。升降电机11固定在框架5顶部并设有减速机，主动链轮12固定在升降电机11的减速机输出轴上，并通过链轮座13加固支撑。链轮座13固定在框架5顶部，从动链轮15安装在链轮调整座16上，链轮调整座16固定在框架5底部，升降链条14环绕主动链轮12和从动链轮15后连接在取料机构2上。手动升降装置17固定在框架5上，通过升降机构联轴器171与升降电机11输出轴连接。主动链轮12、链轮座13、升降链条14、从动链轮15、链轮调整座16共计两组，左右对称安装。升降电机11的减速机可以采用蜗轮蜗杆减速机。
升降电机11驱动主动链轮12转动，使其上环绕的升降链条14上升或者下降，链轮调整座16提高调整从动链轮15的位置来改变升降链条14的张力，使其符合链条的张力标准。手动升降装置17用于取料机构2的手动升降。
从动带轮172固定在从动带轮座173上，并通过升降机构联轴器171与升降电机11输出轴连接，从动带轮座173固定在框架5顶部。主动带轮175固定在主动带轮座176上，主动带轮座176固定在框架5中部侧面。同步带174缠绕在从动带轮172和主动带轮175上。转动手柄177在需要使用的时候手动安装在主动带轮175的轴上。
转动手柄177转动时，驱动主动带轮175转动，进而带动同步带174环绕移动，同步带174驱动从动带轮172转动，并通过升降机构联轴器171带动升降电机11输入轴转动。同步带174的张力通过主动带轮座176的位置变动进行调整。
参看图4和图5，取料机构2包括链条连接杆21、升降架22、小导向轮23、取样电机24、上联轴器25、取样杆26和大导向轮27，其中，取样杆26包括芯轴261、芯轴轴承262、套管263、下联轴器264、螺旋绞刀265、绞刀轴承266、存料仓267和钻取头268，四个链条连接杆21分别固定在长方体形升降架22的四条相互平行的水平边的中心点上。四个小导向轮23分别固定在升降架22的另外四条相互平行的水平边的中心点上，小导向轮23的安装面与链条连接杆21安装面相互垂直，小导向轮23与框架5上的圆柱形竖直导轨接触。取样电机24安装在升降架22上，并通过上联轴器25与取样杆26的芯轴261连接，取样杆26的套管263固定在升降架22上。两个大导向轮27安装在框架5上，并夹持住套管263。
四个链条连接杆21分别与两条升降链条14两端连接，通过升降链条14驱动升降架22上升或下降。在升降架22移动过程中，四个小导向轮23夹持框架5上的圆柱形竖直导轨，从而保证升降架22在移动过程中不发生大幅摆动。取样杆26与升降架22固定连接而一起上升或下降。通过两个大导向轮27的夹持而不发生大幅摆动。取样电机24通过上联轴器25驱动芯轴261旋转取样和放样。
芯轴261通过两个芯轴轴承262固定在套管263内，套管263的上端固定在升降架22上，存料仓267与套管263下端连接，螺旋绞刀265通过绞刀轴承266固定在存料仓267上。螺旋绞刀265与芯轴261通过下联轴器264连接。钻取头268固定在螺旋绞刀265底部。
芯轴261由取样电机24和上联轴器25驱动旋转，并通过下联轴器264的连接，带动螺旋绞刀265旋转，通过正向旋转使粉料进入存料仓267里，再通过反向旋转卸载粉料。螺旋绞刀265底部安装有钻取头268，钻取头268具有一定斜角度，下端带有钻刃，使取样杆26能够轻松进入粉料堆里面取料。
参看图6，存料机构3包括储料仓31、左底板32、右底板33、电动推杆34、同步连接杆35、固定轴36、固定座37和转柄38，四个固定座37固定在框架5上，两根固定轴36与四个固定座37连接固定。储料仓31通过四个吊耳固定在固定轴36上，左底板32与右底板33分别连接在两根固定轴36上，并可以自由翻转。电动推杆34一端固定在框架5上，一端与右底板33连接，左底板32通过同步连接杆35和转柄38与右底板相连接。
电动推杆34驱动右底板33开合，右底板33通过同步连接杆35和转柄38带动左底板32同步开合。
参看图7，平移机构4包括横移小车4-2、轨道4-3、主梁驱动机构4-5以及由两根主梁4-4和两根端梁4-1构成的桥架，主梁4-4与端梁4-1是刚性连接，端梁4-1上安装主梁驱动机构4-5，用以驱动桥架在高架上运行，主梁4-4上焊接有轨道4-3，供横移小车4-2运行使用。主梁4-4的结构类型有箱型结构、四桁架结构和空腹桁架结构。
平移机构4可以采用取掉吊钩及吊钩驱动装置的双梁桥式起重机。
整体运动步骤：
当粉体自动取样设备收到控制中心的取样指令时，通过平移机构4前后、左右移动，使存料机构3到达指定取样点上方。存料机构3的左底板32和右底板33打开，升降机构1驱动取料机构2下降，同时，取料机构2上的钻取头268旋转，使取样杆26下端的螺旋绞刀265进入粉体料堆，同时，因为螺旋绞刀265正向旋转，可将粉体料输送到存料仓267中，当取料量到达指定数量时，升降机构1驱动取料机构上升，当取样杆26的存料仓267上升到存料机构3的储料仓31内后，存料机构3的左底板32和右底板33关闭，取样杆26上的螺旋绞刀265反向旋转，将粉体料卸载到储料仓31内。平移机构4前后左右移动，到达指定卸料点上方。存料机构3的左底板32和右底板33打开，将粉体料卸载到指定卸料点。完成一次工作流程。
Claims (10)
1.一种粉体自动取样设备，其特征是，包括升降机构（1）、取料机构（2）、存料机构（3）、平移机构（4）和与平移机构（4）相连接的框架（5），所述升降机构（1）安装在框架（5）的顶部，所述存料机构（3）包括固定在框架（5）底部的储料仓（31），所述储料仓（31）的顶部开口，底部的底板设有外翻打开机构，所述取料机构（2）包括取样电机（24）、竖直套管（263）、芯轴（261）、螺旋绞刀（265）、可沿竖直方向穿过储料仓（31）的存料仓（267）和与升降机构（1）连接的升降架（22），所述取样电机（24）安装在升降架（22）内，所述套管（263）的上端与升降架（22）连接，下端与存料仓（267）连接，所述芯轴（261）松套在套管（263）内，所述螺旋绞刀（265）位于存料仓（267）内并通过芯轴（261）与取样电机（24）的输出轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述储料仓（31）底部的底板包括左底板（32）和右底板（33），二者分别与储料仓（31）的两个侧壁底部转动连接，所述外翻打开机构包括电动推杆（34）和同步连接杆（35），所述同步连接杆（35）的一端与左底板（32）铰接，另一端与固定在右底板（33）上的转柄（38）铰接，所述电动推杆（34）的一端与框架（5）铰接，另一端与右底板（33）铰接，从而驱动左底板（32）和右底板（33）同步转动而关闭或打开储料仓（31）的底部开口。
3.根据权利要求1或2所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述升降机构（1）包括升降电机（11）、主动链轮（12）、升降链条（14）和从动链轮（15），所述升降电机（11）固定在框架（5）顶部并通过减速机与主动链轮（12）连接，所述从动链轮（15）安装在框架（5）底部，所述升降链条（14）环绕主动链轮（12）和从动链轮（15）后连接在取料机构（2）的升降架（22）上。
4.根据权利要求3所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述升降机构（1）还包括手动升降装置（17），所述手动升降装置（17）包括升降机构联轴器（171）、从动带轮（172）、同步带（174）、主动带轮（175）、和转动手柄（177），所述从动带轮（172）通过从动带轮座（173）固定在框架（5）顶部并通过升降机构联轴器（171）与升降电机（11）输出轴连接，所述主动带轮（175）通过主动带轮座176固定在框架（5）中部侧面，所述同步带（174）缠绕在从动带轮（172）和主动带轮（175）上，所述转动手柄（177）与主动带轮（175）的轴可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述平移机构（4）包括主梁（4-4）、两根端梁（4-1）、横移小车（4-2）和主梁驱动机构（4-5），两根端梁（4-1）分别安装在两个相互平行的滑轨上，所述主梁驱动机构（4-5）安装在端梁（4-1）上，从而驱动端梁（4-1）沿滑轨运行，所述主梁（4-4）垂直于滑轨并连接在两根端梁（4-1）之间，所述横移小车（4-2）与主梁（4-4）滑动连接并与框架（5）固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述升降架（22）两侧的上部和下部均设有小导向轮（23），在框架（5）上设有与小导向轮（23）相匹配的竖直导轨，所述套管（263）的两侧均设有大导向轮（27），所述大导向轮（27）靠在套管（263）的侧壁上，大导向轮（27）的转轴与框架（5）的下部连接。
7.根据权利要求6所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述竖直套管（263）与芯轴（261）之间、螺旋绞刀（265）与存料仓（267）之间均通过轴承转动连接，所述芯轴（261）与螺旋绞刀（265）和取样电机（24）的输出轴之间均通过联轴器连接。
8.根据权利要求7所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述主动链轮（12）、升降链条（14）、从动链轮（15）均设置两个，它们对称安装在升降架（22）的两侧。
9.根据权利要求8所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述螺旋绞刀（265）的下端设有钻取头（268），所述钻取头（268）的下端带有钻刃。
10.根据权利要求9所述的一种粉体自动取样设备，其特征是，所述从动链轮（15）通过链轮调整座（16）安装在框架（5）上。
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