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专利名称：分层采样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对运输车中的煤等物质进行采样的采样装置，尤其涉及一种可以精确采集不同煤层样煤的分层采样装置。
背景技术：
在现有的运输车顶部采样系统中，采样装置是采样系统中的核心结构，采样头的精度直接影响整体采样精度，先进的采样系统能大大提升公司对于进出场物料性能的有效认知。现有采样装置大体上采用两种方式，一种为直插振动式采样机，其主要不足之处在于采样头的采样爪张开行进，插入时受到车中煤层较大的阻力，对运输车造成的压力大，消耗功率大，对采样头结构强度要求高，且不利于深层取样；同时，采样爪以其下端刃口直切煤块及煤矸石，刃口易造成钝化、缺口等损坏；借助垂直提升的直插也使煤层受压挤紧，不利取样。另一种是采样头一边旋转一边借助自重下落的进给式采样机，其主要不足之处在于借助自重下落插入煤层的进给运动，由于其采样后垂直提出，很容易带上其它煤层的样煤，采样精度较低；其改进设计是在采样头外加设外筒，保证采集的精确性，但此设计导致了采样头垂直进给困难，特别是遇到大的块煤时，旋转的采样头芯轴无法将位于外筒下的块煤采入或甩开，导致外筒被阻挡无法进给，或者需要很大的功率才能继续进给，即使能够进给，也需要外筒具有很高的强度，且会造成外筒的加速消耗，造成组件成本大幅提升。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种分层采样装置，其能够精确采集所需煤层的样煤，且进给轻松，能够大大提升采样装置的工作效率，降低采样成本。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种分层采样装置，包括垂直升降装置、旋转驱动装置和采样头；所述采样头包括外筒和芯轴，所述外筒和芯轴在旋转驱动装置的驱动下反向旋转，芯轴下部连接有螺旋提升叶片，芯轴底端连接有合金刀头。进一步地，所述外筒上方设有旋转壳体；所述旋转壳体分上下两段，下段为圆锥筒，开有出料口，底部与外筒焊接，上段为圆筒；所述芯轴位于外筒和旋转壳体内，并向上穿出外筒和旋转壳体。进一步地，所述外筒底部连接有镶嵌刀头。进一步地，所述外筒外侧面连接有外筒切割刃。进一步地，所述装置还设有导轨支架，导轨支架包括垂直导轨和与所述垂直导轨连接的上下支架。进一步地，所述垂直升降装置包括驱动电机、链条和至少两个链轮；所述驱动电机安装于所述导轨支架上；所述至少两个链轮一个套设于驱动电机的转轴上，另一个设于导轨支架底部；所述链条套于两链轮的轮齿上，两端与所述旋转驱动装置相连。[0011]进一步地，所述装置还设有定位监测装置，所述定位监测装置包括设在旋转驱动装置上的行程开关和设在导轨支架上的碰撞块。进一步地，所述旋转驱动装置包括驱动架、旋转电机、变速箱体、传动箱体、外筒轴；所述驱动架设有导槽与所述导轨支架连接，所述传动箱体固定于所述驱动架上；所述变速箱体设于所述传动箱体上，所述旋转电机设于所述变速箱体上，所述芯轴自下而上穿过所述外筒轴、传动箱体，顶端位于所述变速箱体内，所述外筒轴上端位于所述传动箱体内，下端与所述旋转壳体的上端相连；所述变速箱体内设有齿轮组，分别与所述旋转电机的转轴和所述芯轴的顶端相连；所述传动箱体内设有三个伞齿轮组成的传动齿轮组，其中，第一伞齿轮和第三伞齿轮水平设置，第二伞齿轮垂直设置且与其它两齿轮啮合，第一伞齿轮与所述芯轴连接，第三伞齿轮与所述外筒轴连接，第二伞齿轮通过短轴与所述传动箱体连接。进一步地，所述旋转驱动装置包括驱动架、旋转电机、变速箱体、传动箱体、外筒轴；所述驱动架设有导槽与所述导轨支架连接，所述传动箱体固定于所述驱动架上；所述变速箱体设于所述传动箱体上，所述旋转电机设于所述变速箱体上，所述芯轴自下而上穿过所述外筒轴、传动箱体，顶端位于所述变速箱体内，所述外筒轴上端位于所述传动箱体内，下端与所述旋转壳体的上端相连；所述变速箱体内设有至少两个带轮，分别与所述旋转电机的转轴和所述芯轴的顶端相连，带轮之间通过皮带连接；所述传动箱体内设有三个伞齿轮组成的传动齿轮组，其中，第一伞齿轮和第三伞齿轮水平设置，第二伞齿轮垂直设置且与其它两齿轮啮合，第一伞齿轮与所述芯轴连接，第三伞齿轮与所述外筒轴连接，第二伞齿轮通过短轴与所述传动箱体连接。进一步地，所述传动箱体内还设有润滑装置。本实用新型大幅缩小采样设备体积，同时保证单电机双轴驱动实现芯轴和外筒双向旋转采样。外筒切割破碎，芯轴旋转提升，同时运转。分断面采样，高速外筒迅速切入物料内部，保证装置进给容易，并可有效提高采样精度。

图1是本实用新型分层采样装置主视图。图2是本实用新型分层采样装置右视图。图3是本实用新型分层采样装置传动箱体剖视图。图4是本实用新型分层采样装置传动箱体立体图。图5是本实用新型分层采样装置采样头剖视图。其中1垂直升降装置；11驱动电机；12链条；13链轮；2旋转驱动装置； 21 驱动架；22 旋转电机；23 变速箱体；24 传动箱体；241 第一伞齿轮；242 第二伞齿轮；243 第三伞齿轮；244 短轴；245 润滑装置；25 外筒轴；3 导轨支架；31 垂直导轨；32支架；4采样头；41外筒；42外筒切割刃；43镶嵌刀头；44旋转壳体；45芯轴；46提升叶片；47合金刀头；48出料口；51行程开关；52碰撞块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。请参照图1和图2，分别为本实用新型实施例的主视图和右视图，本实用新型分层采样装置主要包括垂直升降装置1、导轨支架3、旋转驱动装置2、定位监测装置和采样头4 几个部分。垂直升降装置1包括驱动电机11、链条12和至少两个链轮13。驱动电机11直接或通过安装座安装于导轨支架3上，可通过螺栓固定，也可采用焊接或其它固定方式。其中一个链轮13套设于驱动电机11的转轴上；另一个设于导轨支架3底部。链条12套于两链轮13的轮齿上，两端与旋转驱动装置2的驱动架21相连，以拖动旋转装置沿着导轨支架 3上下移动；特别地，本领域的技术人员也可以采用其它垂直升降方式，如采用液压驱动悬臂式垂直升降装置。导轨支架3包括垂直导轨31和与垂直导轨31连接的上下支架32，上下支架32分别安装驱动电机11和链轮13，垂直导轨31可为单导轨，也可根据需要采用双导轨或多导轨，本实用新型采用双导轨，旋转驱动装置2分别与两垂直导轨31接合，保证了装置运行的稳定性。旋转驱动装置2包括驱动架21、旋转电机22、变速箱体23、传动箱体M、外筒轴25 等部件。驱动架21上设有导槽或导轮，导槽或导轮与两导轨贴合，可沿导轨上下移动；传动箱体M采用螺栓固定于驱动架21上，传动箱体M上方安装变速箱体23，变速箱体23上方安装旋转电机22。芯轴45自下而上穿过所述外筒轴25和传动箱体M，顶端位于所述变速箱体23内，外筒轴25上端位于传动箱体M内，下端与采样头4的旋转壳体44相连，使旋转壳体44与外筒轴25 —起转动。变速箱体23内设有齿轮组，分别与旋转电机22的转轴和芯轴45的顶端相连，旋转电机22通过该齿轮组驱动芯轴45转动；特别地，旋转电机22 与芯轴45之间也可采用皮带连接或其它连接方式，当采用皮带连接时，变速箱体23内设有至少两个皮带轮，分别套设于旋转电机22的转轴上和芯轴45的顶端，皮带轮之间采用皮带连接。传动箱体M如图3和图4所示，分别为剖视图和立体图，箱体内内设有三个伞齿轮组成的传动齿轮组；其中，第一伞齿轮241和第三伞齿轮243水平设置，第二伞齿轮242垂直设置且与其它两齿轮啮合；第一伞齿轮241与芯轴45连接，第三伞齿轮243与外筒轴25 连接，第二伞齿轮242通过短轴244与传动箱体M连接，使传动齿轮组在传动箱体M中固定。特别地，所述传动箱体M内还可设有给所述传动齿轮组提供润滑的润滑装置对5，以减小传动阻力和齿轮磨耗，润滑也可采用本领域的其它通用润滑技术。本装置中轴与轮(包括齿轮和皮带轮)之间优选键连接，也可采用过盈配合使轮与轴直接固定，本领域的技术人员还可根据情况采用其它连接方式，不再详述。如图1、图2和图5所示，采样头4位于旋转驱动装置2下方并与其相连，包括外筒41，外筒41底部连接有镶嵌刀头43，外侧面连接有外筒切割刃42，上方焊接有旋转壳体 44。旋转壳体44分上下两段，下段为圆锥筒，开有出料口 48，底部与外筒41焊接，上段为圆筒。芯轴45位于旋转壳体44与外筒41内，芯轴45向上穿出外筒41和旋转壳体44，芯轴 45下端连接有螺旋提升叶片46，芯轴45底部连接有合金刀头47。请继续参照图1和图2，定位监测装置包括设在旋转驱动装置2上的行程开关51 和设在导轨支架3上碰撞块52，其中，行程开关51优选设在传动箱体M或驱动架21上。本实用新型的工作过程为当需要采集一定深度的的样煤时，驱动电机11驱动链轮13旋转，链轮13通过链条12带动旋转驱动装置2上下移动，设于旋转驱动装置2上的行程开关51碰到设于导轨上的不同碰撞块52，会产生相应的位置信号，以控制设于旋转驱动装置2下方的采样头4进给、暂停或提升；与此同时，旋转电机22驱动芯轴45旋转，传动箱体M中的传动齿轮组使得外筒轴25驱动外筒41与芯轴45反向旋转，芯轴45通过螺旋提升叶片46和合金刀头47破碎提升物料，外筒41破碎切割物料。当采样头4进给到采集层的上表面时，旋转驱动装置2停止进给，采样头4内外筒反向旋转从出料口 48甩出外筒 41内的非采集层样煤，然后旋转驱动装置2再继续进给采集样煤；采集完成后，旋转电机22 停止旋转，驱动电机11驱动采样头4向上提升，完成采样。 以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
权利要求1.一种分层采样装置，包括垂直升降装置、旋转驱动装置和采样头；其特征在于，所述采样头包括外筒和芯轴，所述外筒和芯轴在旋转驱动装置的驱动下反向旋转，芯轴下部连接有螺旋提升叶片，芯轴底端连接有合金刀头。
2.根据权利要求1所述的分层采样装置，其特征在于，所述外筒上方设有旋转壳体；所述旋转壳体分上下两段，下段为圆锥筒，开有出料口，底部与外筒焊接，上段为圆筒；所述芯轴位于外筒和旋转壳体内，并向上穿出外筒和旋转壳体。
3.根据权利要求1所术的分层采样装置，其特征在于，所述外筒底部连接有镶嵌刀头。
4.根据权利要求1所述的分层采样装置，其特征在于，所述外筒外侧面连接有外筒切割刃。
5.根据权利要求2所述的分层采样装置，其特征在于，所述装置还设有导轨支架，导轨支架包括垂直导轨和与所述垂直导轨连接的上下支架。
6.根据权利要求5所述的分层采样装置，其特征在于，所述垂直升降装置包括驱动电机、链条和至少两个链轮；所述驱动电机安装于所述导轨支架上；所述至少两个链轮一个套设于驱动电机的转轴上，另一个设于导轨支架底部；所述链条套于两链轮的轮齿上，两端与所述旋转驱动装置相连。
7.根据权利要求5所述的分层采样装置，其特征在于，所述装置还设有定位监测装置， 所述定位监测装置包括设在旋转驱动装置上的行程开关和设在导轨支架上的碰撞块。
8.根据权利要求5所述的分层采样装置，其特征在于，所述旋转驱动装置包括驱动架、 旋转电机、变速箱体、传动箱体、外筒轴；所述驱动架设有导槽与所述导轨支架连接，所述传动箱体固定于所述驱动架上；所述变速箱体设于所述传动箱体上，所述旋转电机设于所述变速箱体上，所述芯轴自下而上穿过所述外筒轴、传动箱体，顶端位于所述变速箱体内，所述外筒轴上端位于所述传动箱体内，下端与所述旋转壳体的上端相连；所述变速箱体内设有齿轮组，分别与所述旋转电机的转轴和所述芯轴的顶端相连；所述传动箱体内设有三个伞齿轮组成的传动齿轮组，其中，第一伞齿轮和第三伞齿轮水平设置，第二伞齿轮垂直设置且与其它两齿轮啮合，第一伞齿轮与所述芯轴连接，第三伞齿轮与所述外筒轴连接，第二伞齿轮通过短轴与所述传动箱体连接。
9.根据权利要求5所述的分层采样装置，其特征在于，所述旋转驱动装置包括驱动架、 旋转电机、变速箱体、传动箱体、外筒轴；所述驱动架设有导槽与所述导轨支架连接，所述传动箱体固定于所述驱动架上；所述变速箱体设于所述传动箱体上，所述旋转电机设于所述变速箱体上，所述芯轴自下而上穿过所述外筒轴、传动箱体，顶端位于所述变速箱体内，所述外筒轴上端位于所述传动箱体内，下端与所述旋转壳体的上端相连；所述变速箱体内设有至少两个带轮，分别与所述旋转电机的转轴和所述芯轴的顶端相连，带轮之间通过皮带连接；所述传动箱体内设有三个伞齿轮组成的传动齿轮组，其中，第一伞齿轮和第三伞齿轮水平设置，第二伞齿轮垂直设置且与其它两齿轮啮合，第一伞齿轮与所述芯轴连接，第三伞齿轮与所述外筒轴连接，第二伞齿轮通过短轴与所述传动箱体连接。
10.根据权利要求8或9所述的分层采样装置，其特征在于，所述传动箱体内还设有润滑装置。
专利摘要本实用新型公开了一种分层采样装置，包括垂直升降装置、旋转驱动装置和采样头，所述采样头包括外筒和芯轴，所述外筒和芯轴在旋转驱动装置的驱动下反向旋转，芯轴下部连接有螺旋提升叶片，芯轴底端连接有合金刀头。本实用新型采样装置能够精确采集所需煤层的样煤，且进给轻松，能够大大提升采样装置的工作效率，降低采样成本。
文档编号G01N1/08GK202133563SQ201120186528
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者张意坤 申请人:北京通尼科技有限公司