专利名称：一种煤炭采样头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于采集煤堆内部样本的煤炭采样头。
背景技术：
现有的采集煤堆内部样本的采样头由圆筒和位于圆筒中的带有螺旋叶片的螺旋杆构成，采样头在螺旋杆旋转和采样机施加压力的双重作用下钻入煤堆内部采集样本，达到预定深度后，采样头被抽出，螺旋叶片与圆筒构成的空间存放了该深度下煤堆的样本。这一技术目前存在的不足主要体现在以下三个方面1、当采集的样本水分含量较高时，采样头圆筒内壁就会残留样本，导致不同部位样本的混样，使采集的样本达不到国家有关标准的精度要求。在某些情况下，采样头内部甚至会发生堵塞现象，导致样本不能排出，设备受损。
2、采样头钻入煤堆内部需要采样头旋转和采样机施加压力双重作用，由于螺旋杆在推进过程中受反作用力面积大，导致阻力大，这样就需要更粗大的结构和更高功率的动力设备来克服阻力，因而造成材料与能源的浪费。
3、在采集样本时，现有采样头只能采集尺寸小于螺旋叶片与圆筒构成的空间尺寸，即只能采集尺寸小于螺距×圆筒内半径的颗粒，当螺杆的螺距相对于样本颗粒过大时，当采样头抽出，样本会从采样头内漏出；当螺杆的螺距相对于样本颗粒过小时，容易发生堵塞现象。造成了采样头的应用范围受到限制。
中国专利01230110.8和200420036118.1均公开了一种内外筒结构的双筒式采样头，内、外筒下部开口，内筒可在外筒内滑动，一拉杆穿过外筒上部与内筒顶部固连，另有两个以上的爪子，其铰接端与外筒铰连，其移动部分通过连杆与内筒相连，这样当拉杆推动内筒上下移动时，可以带动爪子张开和闭合，将煤样等采集到内筒内并方便地清除煤样。上述专利是对采样头的较大的改进，可使采样不受矿粒大小的限制，不存在粘、堵现象，可适合任何水分。但是上述结构存在如下问题，首先拉杆推动内筒运动是上下运动，而采样头进入煤样内是旋转进入，因此，必须至少设置两套机械和动力机构，造成采样头总体体积大，不便于携带，成本高；另外，爪子与外筒铰连，与内筒通过连杆相连，这种一个爪子的多个铰接点和多个连接件容易造成采样不畅和爪子的损坏。
实用新型内容本实用新型提供了一种煤炭采样头，解决了目前采样头技术中存在的混样、不易采集高含水量样本、机构庞大以及应用范围受限的问题。
本实用新型的技术方案如下本实用新型包括与采样机连接的连接件、内筒、外筒和设置于内、外筒下部的可张合的爪，内筒与外筒间设置有与连接件相连的驱动内、外筒相对上下运动的螺旋连接部件。
上述螺旋连接部件是设置于内筒和外筒之间的中筒，所述中筒与连接件相连，所述中筒与所述内筒和外筒分别设置有嵌套结构。
所述嵌套结构为外筒上开有的外筒斜槽及中筒上相应设置的销钉以及中筒上开有的中筒斜槽及内筒上相应设置的销钉。
所述外筒斜槽和中筒斜槽的倾斜方向相反。
所述外筒上设置的外筒斜槽和中筒上设置的中筒斜槽分别为两至陆个。
上述外筒下部壁上绕圆周均匀设置有通透的孔。
上述爪包括搭接段、铰接端和工作段，所述搭接段搭接在外筒下部的孔内，所述铰接端通过轴连接于内筒端部。
所述爪为三到十片，且工作段为三角形，搭接段与工作段之间夹角为120度。
上述内筒外筒壁与中筒内筒壁之间设置有密封与滚动部件。
上述中筒外筒壁与外筒内筒壁之间设置有密封与滚动部件。
上述内筒外筒壁与外筒内筒壁之间设置有密封与滚动部件。
本实用新型的技术效果采用本实用新型内筒与外筒间设置有驱动内、外筒相对上下运动的螺旋连接部件这种结构，使得在排出水分含量大的样本时，在内筒的旋转力与样本重力的双重作用下，样本更容易脱离采样头，避免了混样问题的产生，可采集高含水量样本；由于在钻入煤堆时，采样头受到阻力作用的面只有筒壁的横截面，比之现有的螺旋杆结构受阻力作用面积小，只需采用轻巧的结构与低功率的动力设备即可使采样头顺利钻入煤堆内部，节约了材料与能源；由于避免了采样头中的螺旋杆结构，本实用新型采集样本的有效空间比照同样径向尺寸的螺旋杆结构采样头更大，可采集更大范围的颗粒尺寸的样本；由于内外筒之间设置的螺旋连接部件能驱动内外筒上下相对运动，不需要再设置拉杆和对拉杆的驱动机构，可使结构大为简化，从而可以设计便携式采样器。
中筒和内筒上的销钉在外筒和中筒上的外筒斜槽和中筒斜槽内运动，斜槽限定了销钉的运行轨迹，同时，外筒斜槽与中筒斜槽的倾斜方向相反，使得在中筒旋转时内筒与外筒产生轴向相对运动。
本实用新型爪包括搭接段、铰接端和工作段，所述搭接段搭接在外筒下部的孔内，所述铰接端通过轴连接于内筒端部。在内筒与外筒发生轴向相对运动时，由于杠杆原理，爪相对于采样头筒壁发生张合的动作，便于保留或释放样本。同时爪的结构简单，铰接处少，能保证采样的通畅和延长爪的使用寿命。
内筒与中筒之间设置的密封与滚动部件、中筒与外筒之间设置的密封与滚动部件以及内筒与外筒之间设置的密封与滚动部件一方面便于筒与筒之间发生相对运动，另一方面密闭了滚动部件运行的路径，避免了杂质混入其中，使得筒与筒之间相对运动更顺畅。
图1为本实用新型煤炭采样头的结构原理图附图标记列示如下1、连接件；2、中筒；3、内筒；4、中筒斜槽；5、密封与滚动部件；6、外筒；7、密封与滚动部件；8、外筒斜槽；9、销钉；10、密封与滚动部件；11、孔；12、轴；13、爪；14、中筒一段；15、中筒二段。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细描述如图1所示，采样头的中筒2通过连接件1与采样机进行连接，中筒2的内筒壁为直径均一的圆筒形，中筒2的外筒壁为变截面筒形，靠近连接件1一端的中筒一段14的外径与外筒6的外径相同，中筒二段15的外径小于外筒6的内径，大于内筒3的外径。内筒3置于中筒2内，中筒二段15的内径与位于该段内的内筒3的外径相同或略大，内筒3的外筒壁是变截面体，位于中筒2外的内筒部分外径与中筒2外径相同。在中筒二段15的上部绕圆周均匀设置三段通透中筒斜槽4，当然中筒斜槽4也可以不是通透槽，槽口朝向内筒外壁，在内筒3的外壁上设置有相应的销钉，可在中筒斜槽4内滑动；在外筒6同样绕圆周均匀设置有三段通透外筒斜槽8，外筒斜槽8也可以不是通透槽，槽口朝向中筒二段下部外壁，因此在中筒二段15的下部绕圆周相应均匀设置三个销钉9，在采样头装配状态下，销钉9高度与外筒6外筒壁持平，销钉9可在外筒斜槽8内滑动。中筒斜槽4和外筒斜槽8倾斜方向相反。
在内筒3位于中筒2外的部分的末端与爪13通过轴12连接。
在本实例中，设置四个爪13，爪13由搭接段、铰接端和工作段构成，所述搭接段搭接在外筒下部的孔11内，呈块状体，所述铰接端通过轴12连接于内筒末端，爪13工作段呈三角形，四个爪在同一平面尖端相对时构成一个圆盘，三角形工作段平面与搭接段成120°，使搭接段成翘起搭接于孔11中。
内筒3的外壁与中筒2的内壁之间设置有密封与滚动部件5，中筒2外壁与外筒6内壁之间设置有密封与滚动部件7，内筒3外壁与外筒6的内壁之间设置有密封与滚动部件10。密封与滚动部件一方面便于筒与筒之间发生相对运动，另一方面密闭了滚动部件运行的路径，避免了杂质混入其中，使得筒与筒之间相对运动更顺畅。
当采样机通过连接件1转动中筒2时，中筒2上中筒斜槽4的转动使得内筒上的销钉产生相对运动；同时，中筒2上的销钉9在外筒斜槽8内运动。由于是斜槽，因此其两端在轴向有位置差，因而销钉的运动带动了外筒6与内筒3相对于中筒2的轴向运动。本实用新型的中筒斜槽4与外筒斜槽8的倾斜方向相反，这样一来外筒6与内筒3相对于中筒2的轴向运动方向相反。爪13与内筒3和外筒6各有接触点，内筒3与外筒6的相对运动对爪13形成一个杠杆作用，爪13形成张合运动。爪13张开时，销钉处于斜槽端部，采样头的继续旋转也不能导致内筒3与外筒6进一步产生相对运动，使得爪13与筒形成一个具有一定刚度筒状体，在旋转和采样机输出的适当的压力作用下，爪13尖部快速切入煤堆，当到达预定深度后，反向旋转采样头，爪13闭合，样本被留在内筒3中，抽出采样头，完成采样工作。
本实用新型通过中筒2的转动，形成了爪13的张合运动和采样头的旋转，在释放采样头中水分含量较高的样本时，内筒3的旋转和样本的重力一同作用于黏附在内筒壁上的样本，可以比较轻易地甩出样本不会有残留样本在筒内，解决了现有采样头多次采集混样的问题。同时，每个机械部件都在自身相对运动，也起到了清扫作用。
本实用新型在钻入煤堆时，由于承受阻力的面积小，因而结构更小巧，采样机只需施加较小的压力即可使得采样头钻入煤堆。因此，本实用新型比现有技术节约了材料和采样机工作时的能耗。
由于本实用新型的特有的结构，可以采集颗粒直径小于内筒直径的样本，比现有技术同尺寸的采样头采集样本颗粒尺寸范围更大。采集同样的样本时，本实用新型比现有技术的结构更加小巧。
由于没有拉杆，本实用新型省去了相应的驱动部件，使机构简单，可以设计便携采样器。并可做成汽车采样器、火车采样器、船舱采样器等。可用于火电厂、焦化厂、洗煤厂、煤场、码头、港口、煤矿地面一切采煤样品的地方。
应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。
权利要求1.一种煤炭采样头，包括与采样机连接的连接件、内筒、外筒和设置于内、外筒下部的可张合的爪，其特征在于内筒与外筒间设置有与连接件相连的，驱动内、外筒相对上下运动的螺旋连接部件。
2.根据权利要求1所述一种煤炭采样头，其特征在于所述螺旋连接部件是设置于内筒和外筒之间的中筒，所述中筒与连接件相连，所述中筒与所述内筒和外筒分别设置有嵌套结构。
3.根据权利要求2所述一种煤炭采样头，其特征在于所述嵌套结构为外筒上开有的外筒斜槽及中筒上相应设置的销钉以及中筒上开有的中筒斜槽及内筒上相应设置的销钉。
4.根据权利要求3所述一种煤炭采样头，其特征在于所述外筒斜槽和中筒斜槽的倾斜方向相反。
5.根据权利要求4所述一种煤炭采样头，其特征在于所述外筒上设置的外筒斜槽和中筒上设置的中筒斜槽分别为两至陆个。
6.根据权利要求1-5之一所述一种煤炭采样头，其特征在于所述外筒下部壁上绕圆周均匀设置有通透的孔。
7.根据权利要求6所述一种煤炭采样头，其特征在于所述爪包括搭接段、铰接端和工作段，所述搭接段搭接在外筒下部的孔内，所述铰接端通过轴连接于内筒端部。
8.根据权利要求7所述一种煤炭采样头，其特征在于所述爪为三到十片，且工作段为三角形，搭接段与工作段之间夹角为120度。
9.根据权利要求7所述一种煤炭采样头，其特征在于所述内筒外壁与中筒内壁之间、所述中筒外壁与外筒内壁之间、所述内筒外筒壁与外筒内筒壁之间设置有密封与滚动部件。
专利摘要针对现有煤炭采样头技术中存在的问题，本实用新型提供了一种新型的煤炭采样头。本实用新型包括与采样机连接的连接件、内筒、外筒和设置于内、外筒下部的可张合的爪，其特征在于内筒与外筒间设置有与连接件相连的，驱动内、外筒相对上下运动的螺旋连接部件。采样头的旋转导致了爪的张合，在重力和旋转力的作用下排出样本。本实用新型解决了在采集高含水量样本时样本残留的问题，比现有技术采集样本的尺寸范围更大，同时结构更加轻巧，采样头更易于钻入煤堆，采样机工作时的能耗更低。
文档编号G01N1/04GK2909213SQ200620022959
公开日2007年6月6日 申请日期2006年5月8日 优先权日2006年5月8日
发明者张彦民 申请人:鹤壁市飞来科技有限公司