一种机械取样装置的制作方法

本发明涉及化验取样领域，特别涉及一种机械取样装置。

背景技术：

在化验取样领域，对于样品的提取采用人工的手段已经不足以满足当前急剧发展的要求，针对需要取样的样品的不同形态、种类以及规格，往往需要不同的专用设备进行提取。

在煤质分析实验室中，化验员需要将粒度为0.2mm、每份重100g左右的样品进行用于分析的样品的获取，实际用于分析的样品的重量只有0.5g-1.0g，因此化验员需要用较小的如勺子等称量工具，从装有样品的样瓶或样袋中取出0.5g-1.0g，取样时需要按照要求摇匀样品。对于同一份样品，因为化验的指标不用，需要进行多次摇匀和多次取样，并送至不用的分析仪器进行相应的指标分析，因此多次的取样与摇匀花费了化验员较多的时间与精力，对于上述取样过程中所存在的因人为因素代入的感官等人工误差难以避免。因此，如何能够提供一种通过机械取样的手段，避免人工误差，而且能够高效快捷实现对样品全方位全截面全断面取样的机械取样装置，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机械取样装置，该机械取样装置通过采用机械取样的方式实现对样品全断面的高效取样，取代了人工的过程，提高了取样的精度，简化了取样的流程。

为实现上述目的，本发明提供一种机械取样装置，包括设有坩埚的机架以及上侧设有开口、下侧设有通孔的用以盛放样品粉末的料筒，所述料筒通过传动部与所述机架相连以实现所述料筒相对所述机架在竖直方向上的移动，所述料筒下方设有与所述坩埚相连的取样管；

当所述料筒相对所述机架向下移动时，所述取样管从所述通孔进入所述料筒以实现通过所述取样管将所述料筒中的样品粉末提取至所述坩埚。

优选地，所述传动部包括旋转电机、螺杆、导轨以及导柱，所述旋转电机设于所述机架上，所述螺杆沿竖直方向设置且其底部套接于所述旋转电机的输出端，所述导轨在水平方向上的第一端与所述螺杆螺纹连接，所述导轨在水平方向上的第二端与所述料筒可拆卸连接，所述导柱沿竖直方向设在所述旋转电机与所述料筒中间，所述导轨套接所述导柱以实现所述导轨在竖直方向上的移动；

当所述旋转电机带动所述螺杆旋转时，所述导轨通过与所述螺杆配套的螺纹将旋转运动转化为沿所述导柱的竖直轴线的直线运动以实现所述料筒相对所述机架在竖直方向上的移动。

优选地，所述传动部为直线电机且竖直设置在所述机架上，所述直线电机的输出端与所述料筒相连以实现所述料筒相对所述机架在竖直方向上的移动。

优选地，所述导轨的中部设有可供所述导柱穿设的圆形孔，所述导柱具有与所述圆型孔直径相同的柱状的导柱本体。

优选地，所述料筒的侧壁上设有用以插接于所述导轨的卡嵌部，以实现所述料筒在所述导轨的第二端处的可拆卸连接；所述导轨与所述螺杆之间为配套公母螺纹，以实现所述导轨在第一端处将所述螺杆的旋转运动转化为直线运动。

优选地，所述料筒设有沿竖直方向延伸、呈环状截面的内腔，用以实现对样品粉末的盛放。

优选地，所述取样管设有与所述通孔的外径尺寸相同的取样管本体，所述取样管本体上侧设有呈圆锥体的取样管吸头，所述取样管吸头的顶部开有取样孔以实现所述取样管对样品粉末的提取。

优选地，还包括设于所述机架的坩埚架，所述坩埚架位于所述料筒的下方且设有可供所述取样管本体卡嵌的孔槽，所述坩埚架下侧设有用以放置所述坩埚的拱形撑，所述料筒、所述取样管以及所述坩埚的中轴线在同一条直线上，所述拱形撑与所述坩埚架可拆卸连接。

优选地，还包括设于所述坩埚架的侧壁上的振动器，当所述取样管吸头进入所述料筒时，所述振动器通过振动以实现样品粉末从所述料筒经由所述取样管并最终落入所述坩埚。

优选地，还包括搅拌器，所述搅拌器的上部卡合于所述料筒的开口处，通过所述搅拌器的下部的外延凸起以实现对所述料筒中的样品粉末的搅拌。

相对于上述背景技术，本发明所提供的机械取样装置包括用以设置坩埚的机架和上侧设有开口、下侧设有通孔的用以盛放样品粉末的料筒，在机架上还设有传动部，传动部还与料筒连接以实现传动部带动料筒相对机架的在竖直方向上的移动，在料筒的下方设有和坩埚相连通的取样管；通过传动部沿竖直方向的相对机架的上下运动，得以带动与传动部连接的料筒相对机架的眼竖直方向的上下运动，取样管与坩埚连通且坩埚设于机架上，因此取样管与坩埚均相对于机架静止固定，所以料筒通过传动部实现的相对机架的上下运动也即相对取样管与坩埚的上下运动，当料筒相对取样管和坩埚向下运动时，取样管从料筒下侧的通孔插入料筒中，料筒中的样品粉末得以通过取样管落入坩埚中，以实现取样管对料筒中样品粉末的提取和坩埚对取样管中的样品粉末的收集。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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为本发明实施例所提供的机械取样装置的正视图；

图2为图1中机械取样装置的俯视图；

图3为图1中取样管的结构示意图；

图4为本实施例所提供的搅拌部的结构示意图。

其中：

1-料筒、2-取样管、3-坩埚架、4-振动器、5-坩埚、6-机架、7-电机、8-螺杆、9-导轨、10-导柱、11-空气阀、12-搅拌器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，其中图1为本发明实施例所提供的机械取样装置的正视图，图2为图1中机械取样装置的俯视图，图3为图1中取样管的结构示意图，图4为本实施例所提供的搅拌部的结构示意图。

在第一种具体的实施方式中，机械取样装置包括用以设置坩埚5的机架6和上侧设有开口、下侧设有通孔的用以盛放样品粉末的料筒1，料筒1与设于机架6上的传动部相连，通过传动部的带动以实现料筒1相对机架6在竖直方向上的移动，在料筒1的下方设有和坩埚5相连通的取样管2，当传动部带动料筒1相对机架6向下移动时，取样管2从料筒1下侧的通孔进入料筒1中，通过取样管2以实现对料筒1中的样品粉末的提取，并经由取样管2样品粉末落入坩埚5中。

需要说明的是，在本实施例中，例如坩埚5只是作为实验室中盛装仪器的单一事例，并不代表本实施例仅能通过坩埚5这一种盛装仪器实现该机械取样装置的功能，对于其他本领域技术人员能够通过轻松的置换并得到同样有益效果的部件及方式，同应属于本实施例的说明范围。同样的，在料筒1的上侧设置开口以供样品粉末的从上倒入也仅仅属于本实施例的一种说明事例，对于在料筒1的其他位置或采用其他方式以实现样品粉末的装入，同应属于本实施例的说明范围。

在本实施例中，传动部具体包括旋转电机7、螺杆8、导轨9以及导柱10，旋转电机7直接设置在机架6上，在旋转电机7的上方，螺杆8沿竖直方向设置且其底部套接在旋转电机7的输出端，导柱10设在机架6上，且导柱10的轴线位于旋转电机7与料筒1的轴线中间，在导柱10上套接有导轨9以实现导轨9相对导柱10在竖直方向上的运动，导轨9在水平方向上的第一端与螺杆8通过螺纹连接，第二端与料筒1可拆卸连接。当旋转电机7通过输出端输出旋转动力时，螺杆8与旋转电机7同步转动，通过螺纹连接的方式与螺杆8相连的导轨9将螺杆8上的旋转动力转化为自身沿导柱10的竖直轴线的直线运动，而导轨9的第二端和料筒1可拆卸连接即料筒1与导轨9同步在竖直轴线上运动，因此，当旋转电机7向外输出正向旋转动力与反向旋转动力时，料筒1均能够通过与传动部的连接关系实现在竖直方向上的向上运动或向下运动。需要说明的是，在本实施例中，选择旋转电机7、螺杆8以及设有配套螺纹的导轨9仅仅只是将旋转电机7的旋转动力转化为直线动力的单一设置，对于如齿带传动等其他机构的综合设置以实现与本实施例相同的有益效果的本领域技术人员能够轻松实现的简单置换，同应属于本实施例的说明范围。

为了更好的技术效果，将传动部改为竖直设置在机架6上的直线电机，直线电机的输出端与料筒1相连，以实现直线电机带动料筒1相对机架6在竖直方向上的移动。需要说明的是，本实施例中所指的直线电机为线性电机或直线马达，是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置，对于直线电机的选型将依据实验室的取样要求进行确定，无论采用何种规格型号的直线电机都应属于本实施例的说明范围。

为了更好的技术效果，在导轨9的中部设置可供导柱10穿设的圆型孔，导柱10具有与圆型孔直径相同的导柱本体，通过导轨9的圆型孔套接在导柱10的导柱本体上，以实现导轨9在导柱10上相对导柱10在竖直方向上的运动。需要说明的是，将导轨9中部的孔设置为圆形可以实现在同样的截面尺寸的条件下与导柱10的套接内壁最小的接触面积，通过降低导轨9与导柱10的接触面积能够有效减少因为相对运动而产生的摩擦与热，降低除机械能以外的多余做功，不但减少了能量的消耗也降低了电机的负担，保证了装置功效不变的情况下具有更长的使用寿命。当然，考虑到装置在实验室中的放置位置以及导柱10与其他机构的位置干涉与运动干涉，还可以采用其他的截面形状或者规格尺寸，同应属于本实施例的说明范围。

为了更好的技术效果，在料筒1的侧壁上设有用以插接导轨9的卡嵌部，可以理解为在导轨9的水平方向的第二端设有向外突起的卡勾，而料筒1的侧壁上设有可供该卡勾进行卡嵌的卡槽，通过上述导轨9插接进入料筒1的侧壁上的卡嵌部以实现料筒1相对导轨9的可拆卸连接。当然，考虑到卡嵌方式及其部件设置的便捷性，也可以将料筒1的侧壁上的卡嵌部设为向外延伸的卡勾，而导轨9的第二端设有可供卡勾进行卡嵌的卡槽，通过料筒1的卡嵌部插接进入导轨9以实现料筒1相对导轨9的可拆卸连接。在上述说明中，仅仅是对卡嵌部的设置方式进行了两种简单说明，对于如粘贴、吸附等其他本领域技术人员能够通过简单置换便可得到与本实施例相同的技术效果的技术方案，同样属于本实施例说明范围。在本实施例中，导轨9与螺杆8之间所设置的配套的公母螺纹，应保证在静止时导轨9具有与螺杆8良好的连接关系，在电机带动螺杆8转动并通过上述公母螺纹将旋转动力转化为直线动力时，导轨9与螺杆8之间依旧存在良好的连接关系，至于采用何种规格的配套公母螺纹以实现本实施中旋转动力从螺杆8处转化为导轨9处的直线动力，同应属于本实施例的说明范围。

为了更好的技术效果，可以将料筒1的内腔设置为沿竖直方向延伸的呈环状截面的内腔，在同样尺寸的外周中，圆形具有更大的面积，同样在延伸空间中，截面为环状的空腔也具有相较同样尺寸的外周的空腔更大的体积，因此将料筒1设置为沿竖直方向延伸的呈环状截面的内腔，能够起到对更多的样品粉末的盛装作用。当然，对于其他截面形状的内腔的设置，如方形、三角形等，虽然在空间容量上相较环状空间略逊一筹，但考虑到料筒1的加工工艺、制作成本以及实验室的实际使用以及存放需要，往往需要将料筒1的截面设置成其他的形状，但对于其他截面形状的料筒1的设置方式同应属于本实施例的说明范围。

为了更好的技术效果，在本实施例中，考虑到取样管2在伸入料筒1的通孔后能够更好的提取样品粉末，取样管2设有和通孔的外径尺寸相同的取样管本体，以供在料筒1相对取样管2向下运动时取样管本体能够顺利通过通孔进入料筒1中，除此以外，在取样管本体的上侧设有呈圆锥体的取样管吸头，当取样管本体插入料筒1中时取样管吸头的尖端所位于的样品粉末的水平截面即为取样截面，取样管2通过取样管吸头对取样管吸头的尖端所位于的取样截面的样品粉末进行取样。考虑到样品粉末具有0.2mm的粒度，对于取样管吸头中用以提取样品粉末的取样孔的直径最小应满足能够使得样品粉末进入的要求，至于具体采用何种尺寸的取样管吸头理应根据实验室的取样要求进行改变，但同应属于本实施例的说明范围。

在另一种具体的实施方式中，本实施例所提供的机械取样装置还包括设于机架6上的坩埚架3，坩埚架3位于取料筒1的下方且设有可供取样管本体卡嵌的孔槽，坩埚架3的下侧设有用以放置坩埚5的拱形撑，料筒1、取样管2以及坩埚5的中轴线在同一条直线上，拱形撑与坩埚架3可拆卸连接以实现在坩埚5在取样时的装入和完成取样后的取出。除此以外，还包括设在坩埚架3的侧壁上的振动器4，以及在进行取样之前、上部卡合于料筒1的开口处并由下部的外延凸起以实现对料筒1中的样品粉末的搅拌的搅拌器12。需要说明的是，搅拌器12可以是采用电动的方式进行对其下部的外沿凸起控制进行旋转搅拌，也可以是采用手动的方式通过对下部的外沿凸起设置共用的外延轴，通过人工转动外延轴的方式实现搅拌器12对料筒1中的样品粉末的搅拌，但无论采用何种方式，同应属于本实施的说明范围。

在本实施例中，样品粉末从原本装载的容器中导入本实施例所提供的机械取样装置的料筒1中，将搅拌器12的上部卡合于料筒1的开口处并通过电动或手动的方式，对料筒1中的样品粉末进行不同旋转速度、不同旋转模式以及不同旋转方向的搅拌，在完成对样品粉末的均匀搅拌后，取出搅拌器12并打开旋转电机7，旋转电机7带动与之相连的螺杆8绕自身旋转轴转动，套接于导柱10使得仅能相对于导柱10沿竖直轴线上下运动的导轨9通过在水平方向上的第一端与螺杆8通过公母螺纹配套连接，导轨9将螺杆8上的旋转动力转化为沿导柱10的竖直轴线的直线动力，在直线动力的带动下导轨9带动第二端所连的料筒1相对机架6竖直向下运动，当料筒1向下运动使得取样管2从料筒1底部的通孔中进入料筒1的适当高度时，旋转电机7停止向外输出动力，打开振动器4并通过振动器4带动坩埚架3以及装与坩埚架3的取样管2振动，样品粉末得以进入取样管2中，在重力的作用下进入取样管2中的样品粉末落入坩埚5中，完成坩埚5对于样品粉末的提取与收集，在完成样品粉末的提取后，关闭振动器4并控制旋转电机7向外输出相反的转动动力，在该旋转动力的带动下，螺杆8进一步带动导轨9沿导柱10在竖直轴线上向上运动，料筒1得以向远离取样管2的方向运动并最终取样管2从料筒1下侧的通孔中拔出，当需要进行其他指标的取样与化验时，重复上述步骤重新进行取样。

为了更好的技术效果，在拱形撑的下部贯穿设有空气阀11，当取样结束后并将坩埚5从拱形撑中取出后，打开空气阀11的压缩空气开关，通过空气阀11对取样管2进行吹扫和清洗，对于空气阀11的具体设置方式请参考现有技术中对于空气阀11的记载，在此不再一一赘述。

需要说明的是，料筒1与导轨9为可拆卸连接，而放置于拱形撑上的坩埚5也可根据需要取出或放入，在实验室中考虑到便捷性及不同规格的要求，往往需要在一次或多次采样中使用到数量不止一个的料筒1与坩埚5，在本实施例中虽然只给出了一个料筒1和一个坩埚5的说明，但是对于将原有的料筒1和/或坩埚5取出并装入新的料筒1和/或坩埚5，即使料筒1和/或坩埚5变换了形状和/或规格，同应属于本实施例的说明范围。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的机械取样装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。