一种采样头设备的制作方法

本实用新型涉及煤炭采样技术领域，更具体地说，涉及一种采样头设备。

背景技术：

现有技术中，煤炭企业会配备采样头设备对煤炭进行采样，在工作过程中，煤炭经输煤皮带运输、并在输煤皮带中部采样头的作用下完成采样。然而，由于输煤皮带运输的煤炭质量较大，且煤炭在输煤皮带内部并非均匀分布，因此输煤皮带常因为负载较大而出现下垂现象，影响输煤皮带的正常移动，同时也会影响输煤皮带以及与输煤皮带贴合相抵的密封挡板的使用寿命，还会影响采样的准确性。

综上所述，如何避免输煤皮带变形，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种采样头设备，其利用仿形托辊组对输煤皮带进行支撑，从而避免输煤皮带下垂变形。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种采样头设备，包括机架，所述机架的下部设有用于运输煤炭的输煤皮带，所述输煤皮带沿宽度方向的截面呈U形；所述机架设有用于避免所述输煤皮带下垂的仿形托辊组，所述仿形托辊组沿所述输煤皮带的宽度方向延伸，且所述仿形托辊组的侧壁为与所述输煤皮带外侧壁贴合的仿形结构。

优选的，所述机架包括支腿和与所述支腿固定连接的支撑平台，所述输煤皮带设于所述支撑平台的下方，所述支撑平台上设有位于所述输煤皮带中部的采样头，所述采样头包括设有配重块的轴套组件和两个沿垂直于所述输煤皮带传送方向延伸的扇形边板，所述扇形边板相对设置，二者的上端与所述轴套组件固定、左端设有用于限制二者间距的拉紧轴、右端设有用于推动煤样的后板。

优选的，所述支撑平台的底部边缘焊接固定有沿水平方向延伸的第一连接板，所述支腿顶部焊接有沿水平方向延伸的第二连接板，所述第一连接板与所述第二连接板贴合并通过螺栓固定。

优选的，所述机架上固定连接有用于控制所述采样头进行采样的驱动装置，所述支撑平台上设有分布于所述驱动装置两侧的定位块和顶紧装置，所述定位块和所述顶紧装置均与所述驱动装置贴合相抵，以限制所述驱动装置的位置。

优选的，所述支撑平台包括位于所述输煤皮带上方、用于固定所述驱动装置的安装板，所述安装板设有沿厚度方向贯穿的除煤部，所述除煤部盖设有封板，所述封板与所述安装板可拆卸的连接。

优选的，所述采样头设有与所述驱动装置的驱动轴同轴连接的传动轴；还包括用于在所述驱动装置制动时加强制动效果的电磁制动器，所述电磁制动器的主动端和所述驱动装置的驱动轴固定，所述电磁制动器的从动端与所述采样头的传动轴固定。

优选的，所述支撑平台的下侧设有与所述输煤皮带贴合相抵的密封挡板；还包括快速夹，所述快速夹设有压紧端、活动端和与所述支撑平台固定连接的固定端，所述压紧端用于在所述活动端移动到位的情况下、将所述密封挡板挤压固定在所述支撑平台的表面。

优选的，所述仿形托辊组包括与所述机架固定连接的调节组件和至少三个依次首尾连接形成弓形的辊轴，所述调节组件用于调整每个辊轴的安装位置、以调节全部辊轴所形成的弓形的形状。

优选的，所述仿形托辊组包括至少两个沿所述输煤皮带的传送方向依次设置、且分布在所述采样头两侧的五轴托辊组，每一所述五轴托辊组均具有五个依次首尾连接的辊轴。

优选的，所述仿形托辊组还包括设于所述采样头垂直下方的三轴托辊组，所述三轴托辊组具有三个依次首尾连接的辊轴。

本实用新型提供的采样头设备包括机架、输煤皮带和仿形托辊组，其中，输煤皮带沿宽度方向的截面呈U形；仿形托辊组沿输煤皮带的宽度方向延伸，且仿形托辊组的侧壁为与输煤皮带的外侧壁贴合。本申请提供的采样头设备设置有仿形托辊组，且仿形托辊组的形状与输配皮带相配合、并从下方对输煤皮带进行支撑，因此输煤皮带不易在移动过程中产生下垂变形的问题，进而保障了输煤皮带的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的采样头设备第一视角的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的采样头设备第二视角的结构示意图；

图3为本实用新型所提供的采样头设备第三视角的结构示意图；

图4为本实用新型所提供的采样头设备第四视角的结构示意图；

图5为本实用新型所提供的采样头设备第五视角的结构示意图；

图6为本实用新型所提供的防偏托辊的结构示意图；

图7为本实用新型所提供的五轴托辊组的结构示意图；

图8为本实用新型所提供的三轴托辊组的结构示意图；

图9为本实用新型所提供的机架的结构示意图；

图10为本实用新型所提供的采样头的结构示意图；

图11为本实用新型所提供的密封挡板组件的结构示意图；

图12为本实用新型密封挡板组件装配状态下第一视角的结构示意图；

图13为本实用新型密封挡板组件装配状态下第二视角的结构示意图；

图14为本实用新型所提供的护罩的结构示意图；

图15为本实用新型所提供的驱动装置的结构示意图。

图1～15中的附图标记为：

1-输煤皮带、2-机架、3-摄像机、4-左罩、5-驱动装置、6-电控盒、7-电机感应停止开关、8-故障感应开关、9-右罩、10-感应板、11-轴承座、12-采样头、13-传动轴、14-电磁制动器、15-出料溜槽、16-煤流感应装置、17-防偏托辊、18-密封挡边组件、19-快速夹、20-五轴托辊组、21-侧挡煤罩、22-三轴托辊组、23-联轴器、24-感应器护罩、25-制动器护罩、26-轴套组件、27-带法兰轴套、28-拉紧轴、29-扇形边板、30-扶梯、31-侧机架、32-电控盒固定架、33-钢格板组件、34-主机架、35-支腿、36-压紧槽钢、37-密封挡板、38-挡座、39-密封卡板、40-橡胶卡板、41-连接板、42-右门、43-左门、44-定位块、45-顶紧装置、46-封板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种采样头设备，其利用仿形托辊组对输煤皮带进行支撑，避免输煤皮带下垂变形。

请参考图1～15，图1～5分别为本实用新型所提供的采样头设备五种视角的结构示意图；图6为本实用新型所提供的防偏托辊的结构示意图；图7为本实用新型所提供的五轴托辊组的结构示意图；图8为本实用新型所提供的三轴托辊组的结构示意图；图9为本实用新型所提供的机架的结构示意图；图10为本实用新型所提供的采样头的结构示意图；图11为本实用新型所提供的密封挡板组件的结构示意图；图12和图13分别为本实用新型中密封挡板组件装配状态下两种视角的结构示意图；图14为本实用新型所提供的护罩的结构示意图；图15为本实用新型所提供的驱动装置的结构示意图。

本实用新型提供了一种采样头设备，包括机架2，机架2的下部设有用于运输煤炭的输煤皮带1，输煤皮带1沿宽度方向的截面呈U形；机架2设有用于避免输煤皮带1下垂的仿形托辊组，仿形托辊组沿输煤皮带1的宽度方向延伸，且仿形托辊组的侧壁为与输煤皮带1外侧壁贴合的仿形结构。

具体的，机架2采用钢材、板材等焊接而成，其主要用于固定输煤皮带1、采样头12、控制采样头12进行采样作业的驱动装置5等部件，并将各个部件组装形成一套完整的采样作业生产线。

输煤皮带1的上方承载有煤炭，其在工作过程中沿自身长度方向移动实现煤炭的运输过程。另外，输煤皮带1呈中部低陷、两侧边位置较高的U形结构，此时输送的煤炭放置于输煤皮带1的内部(即上表面)。相应的，仿形托辊组大体呈开口朝上的U形结构，其沿输煤皮带1的宽度方向放置，从输煤皮带1的一侧延伸至另一侧，且仿形托辊组的上侧与输送皮带的外侧壁(即下表面)贴合，从而对输煤皮带1进行支撑。

本申请提供的采样头设备设置有仿形托辊组，且仿形托辊组的弧度与输配皮带相配合、并从下方对输煤皮带进行支撑，因此输煤皮带不易在移动过程中产生下垂变形的问题，进而保障了输煤皮带的正常运行。

可选的，本申请提供的一种实施例中，仿形托辊组包括与机架2固定连接的调节组件和至少三个依次首尾连接形成弓形的辊轴，调节组件用于调整每个辊轴的安装位置、以调节全部辊轴所形成的弓形的形状。

具体的，仿形托辊组设置在机架2的下侧对输煤皮带1进行支撑。仿形托辊组的数量可以为一个，而为了加强支撑效果，优选沿输煤皮带1的传送方向依次设置两个或两个以上的仿形托辊组。每个仿形托辊组均具有三个首尾依次相对的辊轴，且同一仿形托辊组的辊轴的轴线位于同一平面。调节组件与机架2固定连接，并对辊轴进行支撑。调节组件能够对各个辊轴的位置进行调整，从而改变全部辊轴所形成的槽形的形状，使仿形托辊组对输煤皮带1灵活仿形，保障二者更好的贴合。

可选的，本申请提供的一种仿形托辊组的实施例中，仿形托辊组包括至少两个沿输煤皮带1的传送方向依次设置、且分布在采样头12的两侧的五轴托辊组20，每一五轴托辊组20均具有五个辊轴。参考图7，五轴托辊组20具有五个沿输煤皮带1外侧壁依次分布的辊轴，另外，优选五轴托辊组20的端部延伸至输煤皮带1的侧边区域，且五轴托辊组20对称设置在采样头12的两侧，从而对输煤皮带1进行更好的支撑，避免输煤皮带1的下垂。

可选的，本申请提供的另一种仿形托辊组的实施例中，仿形托辊组还包括设于采样头12垂直下方的三轴托辊组22，三轴托辊组22具有三个辊轴。参考图8，考虑到采样头设备的机架2上还需要设置与采样头12位置对应的出料溜槽15，来对采集后的煤样进行收集，以便进行下一步工作流程。而采样头12正下方设置五轴托辊组20可能与出料溜槽15产生干涉，因此，本实施例采用具有三个辊轴的三轴托辊组22，三轴托辊组22的端部与输煤皮带1的侧边具有一定间距，从而避让出料溜槽15。

可选的，本申请提供的一种调节组件的实施例中，调节组件包括支撑板，支撑板上设置有调节螺杆，调节螺杆一端与辊轴端部铰接、另一端与支撑板螺栓连接，调整调节螺杆的轴向位置可控制辊轴端部的位置，进而调整仿形托辊组的形态。

可以理解的，三轴托辊组22和五轴托辊组20的工作原理大体相同，二者在加工制作时可以采用同一种规格的辊轴，从而简化二者的制造过程。可选的，在实际使用时，还可以在输煤皮带1的下侧设置防偏托辊17，从而避免输煤皮带1在移动过程中发生跑偏现象，

可选的，本申请提供的一种机架2的实施例中，参考图9，机架2包括固定连接的支腿35和支撑平台，在装配过程中，输煤皮带1设于支撑平台的下方。相应的，采样头12可以设置在支撑平台的上方，同时支撑平台设置有供采样头12作业的开口。

进一步的，为了简化机架2的装配过程，优选采用连接板41和螺栓实现支撑平台和支腿35的固定。具体的，支撑平台的底部边缘焊接固定有沿水平方向延伸的第一连接板，支腿35顶部焊接有沿水平方向延伸的第二连接板，第一连接板与第二连接板贴合并通过螺栓固定。支腿35和支撑平台之间通过连接板41和螺栓的方式进行固定，能够方便用户对机架2进行装配，也可使支撑平台更加稳定可靠。

可选的，本申请提供一种优选实施例中，机架2包括设有采样头12的主机架34和设有驱动装置5的侧机架31，主机架34和侧机架31的接触边缘分别焊接固定有沿竖直方向延伸的第三连接板和第四连接板，第三连接板与第四连接板贴合并通过螺栓固定。连接板41和螺栓的固定方式能够使主机架34、侧机架31连接的稳定性较高。

可以理解的，上文提到的第一连接板、第二连接板、第三连接板和第四连接板均属于连接板41。可选的，还可以在支撑平台的侧部和第一连接板的上表面之间设至用于加强刚度的、三角形的肘板，支腿35的侧部和第二连接板的下表面之间也可以设置肘板。

可选的，为了提高设备的安全性以及用户操作的安全性，支撑平台的外周设有护栏；为了增加操作灵活性，支撑平台的两侧均设置有扶梯30。可选的，考虑到支撑平台包括安装有驱动装置5、采样头12等部件的安装部，还包括在安装部周围、供人行走的脚踏部；为了方便用户行走及作业，避免工人滑倒，供人行走的脚踏部采用钢格板组件33制成。可选的，支撑平台上设置有电控盒固定架32，从而对电控盒6进行安装固定。

进一步的，为了简化采样头设备的维护过程，本实施例中，支撑平台的下侧设有与输煤皮带1贴合相抵的密封挡板37；还包括快速夹19，快速夹19设有压紧端、活动端和与支撑平台固定连接的固定端，压紧端用于在活动端移动到位的情况下、将密封挡板37挤压固定在支撑平台的表面。

具体的，参考图11～13，采样头设备设置有密封挡边组件18，密封挡边组件18包括密封挡板37。密封挡板37可以具体采用橡胶材质制成，其一侧固定在机架2上，另一侧设置在输煤皮带1侧边的内部、并与输煤皮带1的上表面贴合相抵，从而将煤炭阻挡在输煤皮带1上而无法泄漏。密封挡板37与支撑平台通过快速夹19进行固定，其中，快速夹19的结构可参考现有技术。在维护过程中，控制快速夹19活动端的位置，即可使密封挡板37与支撑平台固定或脱离，达到简化密封挡板37装卸过程的效果。

值得注意的是，密封挡边组件18还可以包括挡座38、压紧槽钢36等部件；其中，挡座38上端通过焊接、栓接等方式与支撑平台下侧固定，挡座38下侧与密封挡板37上侧贴合。在实际装配过程中，压紧槽钢36设置在快速夹19压紧端和密封挡板37之间，并将密封挡板37压紧在挡座38的表面。压紧槽钢36能够平均密封挡板37的受到的压力，也能够补偿快速夹19压紧端的活动行程，从而提高快速夹19对密封挡板37的压紧效果。另外，一个压紧槽钢36优选设置两个快速夹19，即在维护时两个快速夹19为一组，更方便用户对密封挡板37进行快速更换。

另外，为了保障密封效果，优选密封挡边组件18延伸至出料溜槽15处。可选的，出料溜槽15的两侧均设置有密封卡板39和与密封卡板39贴合的橡胶卡板40；其中，出料溜槽15处的侧挡煤罩21与输煤皮带1的接触间隙需要根据现场的状况具体调整。可选的，密封挡边组件18与出料溜槽15及其侧挡煤罩21的接触位置设置顶泡密封条或其他密封件来增强密封性。

进一步的，本申请提供的一种采样头12的实施例中，参考图10，采样头12包括轴套组件26和刮板组件，其中，轴套组件26固定连接有传动轴13，且传动轴13与驱动装置5的驱动轴通过联轴器23保持同轴固定；刮板组件用于从输煤皮带1中采集煤样，其包括两个相对的、且沿垂直于输煤皮带1传送方向延伸的扇形边板29，扇形边板29的上端与轴套组件26固定、下端开口，两个扇形边板29的左端设有用于限制二者间距的拉紧轴28、右端设有用于推动煤样的后板。

具体的，轴套组件26通过带法兰轴套27与传动轴13保持周向的固定。扇形边板29的底部边缘的弧度与输煤皮带1的曲率相匹配。采样头12装配状态下，扇形边板29和后板均需要与输煤皮带1尽量靠近、且不接触。在采样过程中，驱动装置5的驱动轴转动、并带动采样头12转动，采样头12从输煤皮带1的开始位置匀速进入煤流，煤炭从拉紧轴28的一侧进入后板和两个扇形边板29围成的空间内部，刮板组件将煤炭从输煤皮带1的结束位置推出，使其滑落至出料溜槽15完成采样。可以理解的，开始位置和结束位置分别与输煤皮带1两个侧边的位置相对应。

可选的，为了使采样头12转动更加平衡，提高采样的稳定性，优选在轴套组件26设置配重块，配重块和刮板组件分布在传动轴13的两侧，并使采样头12的重心位于传动轴13的轴心处。另外，采样头12应具有足够的容量，来容纳最大煤流流量下截取的整个煤样。

进一步的，为了优化驱动装置5对采样头12的控制效果，本实施例中，采样头设备还包括用于在驱动装置5制动时加强制动效果的电磁制动器14，电磁制动器14的主动端和驱动装置5的驱动轴固定，电磁制动器14的从动端与采样头12的传动轴13固定。

在工作过程中，驱动装置5和电磁制动器14形成双制动工作模式，即：采样头12在驱动装置5的控制下从开始位置进入输煤皮带1，当其转动至结束位置时，驱动装置5失电制动，即驱动装置5的驱动轴控制采样头12的传动轴13停止转动。同时电磁制动器14通电，使主动端和从动端吸合，由于主动端和从动端分别与驱动轴和传动轴13周向固定，因此电磁制动器14可加强驱动轴和传动轴13同步转动的效果，即加强制动效果。

可选的，驱动装置5包括驱动电机和减速器，驱动电机的输出轴与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴与采样头12的传动轴13连接。具体的，考虑到常见的驱动电机的转速较大，无法满足采样头12的转动需求，因此本实施例在驱动电机和采样头12之间设置减速器，此时减速器的输出轴即为驱动装置5的驱动轴。减速器能够降低驱动电机的转速，从而使采样头12具有较为合适的摆动速度。

进一步的，参考图15，考虑到采样头12在采样过程中会产生震动，容易导致驱动装置5发生偏移。为了优化驱动装置5的定位效果，本实施例中，支撑平台上设有定位块44和顶紧装置45，二者分布于驱动装置5的驱动轴的两侧、且均与驱动装置5贴合相抵，以限制驱动装置5的位置。具体的，定位块44可以为通过焊接、栓接等方式固定在支撑平台上方的块状结构，顶紧装置45可以为气缸，其通过栓接方式与支撑平台固定连接。顶紧装置45与定位块44配合使用，将驱动装置5夹紧在二者之间，起到避免驱动装置5移位的作用。

可选的，在采样过程中驱动装置5还容易出现积煤现象，因此，本实施例中，支撑平台的安装部包括位于输煤皮带1上方、用于固定驱动装置5的安装板，安装板设有沿厚度方向贯穿的除煤部，除煤部盖设有封板46，封板46与安装板可拆卸的连接。在实际使用时，不需要处理积煤则使封板46与安装板保持连接。而当需要去除积煤时，则将封板46打开，并人工将积煤从除煤部刮扫下去；由于安装板设置在输煤皮带1的上方，因此除煤部的积煤会直接落入输煤皮带1，并通过输煤皮带1继续进行运输。

进一步的，为了优化采样头设备的使用效果，本实施例中采样头设备配备有控制系统以及相应的监测装置。其中，控制系统可以为PLC控制系统，监测装置可以包括煤流感应装置16、感应板10、故障感应开关8、电机感应停止开关7等部件。

具体的，参考图1～5，机架2侧部设置煤流感应装置16来感应输煤皮带1上的来料情况，煤流感应装置16优选采用超声波感应器或激光感应器。当煤流感应装置16感应到输煤皮带1运输煤炭时，则将反馈信号发送至控制系统，控制系统控制驱动装置5启动，驱动装置5驱动采样头12旋转采样。感应板10固定在采样头12的传动轴13上、并随着采样头12同步往复旋转。

当驱动装置5驱动采样头12在开始位置进入输煤皮带1时，故障感应开关8感应到感应板10，并将采样头12在输煤皮带1的位置所对应的信号反馈至控制系统。当驱动装置5驱动采样头12离开输煤皮带1的瞬间，故障感应开关8无信号反馈。

驱动装置5控制采样头12继续向上旋转，此时电机感应停止开关7感应到感应板10，并将信号反馈至控制系统。则控制系统控制驱动装置5失电，同时控制电磁制动器14通电，对采样头12的传动轴13进行制动，使采样头12停止在输煤皮带1的开始位置。

可以理解的，由于控制系统需要根据各个监测装置反馈的信号控制驱动装置5的工作状态，因此驱动装置5、各个监测装置均与控制系统保持连接。监测装置的工作原理、控制系统的具体电路可参考现有技术。

另外，为了方便用户对采样情况进行观察，机架2上可以设置有摄像机3。在工作过程中，摄像机3对采样头12的采样情况进行录像，并通过显示屏进行显示。用户通过显示屏可以清晰观察采样情况，并及时发现采样过程是否发生堵煤等异常情况。特别的，摄像机3优选采用日夜型筒型网络摄像机，其红外滤片自动切换，可以每天连续24小时进行录像工作。

进一步的，参考图14，为了对采样头12和驱动装置5进行更好的保护，本实施例中采样头设备设置有护罩。具体的，护罩可以包括左罩4、右罩9、感应器护罩24和制动器护罩等。

具体的，左罩4和右罩9主要对采样头12的上方起到密闭作用，防止煤飞溅出，二者通过螺栓、卡扣等结构进行可拆卸的连接。为了方便起吊和安装，二者还设置有吊钩。可选的，右罩9设置有右门42，从而方便维修人员检查采样头12的工作状况；左罩4设置有左门43，从而方便对摄像机3进行安装调试，在摄像机3的镜头积灰后，也方便人工擦拭镜头。另外，右门42和左门43的门挡边均用顶泡密封条进行封边，从而防止煤漏出。

感应器护罩24主要是对电机感应停止开关7、故障感应开关8、感应板10、轴承座11起到防护作用。制动器护罩25主要是对电磁制动器14起到防护作用。感应器护罩24和制动器护罩25均安装有方便操作的把手。另外，摄像机3也可安装相应的防护罩，使其达到IP67防护等级。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的采样头设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。