采样钻头及其采样方法与流程

1.本发明涉及散装物料采样技术领域，具体而言，涉及一种碎铁屑采样时用的电磁式偏心采样钻头及其采样方法。


背景技术：

2.钢铁产业是我国国民经济的重要支柱，在经济建设、社会发展、财政税收、国防建设以及稳定就业等方面发挥着重要作用，对保障国民经济又好又快发展做出了重要贡献。但是，国内钢铁产业长期粗放式发展所积累的矛盾也日益突出，如高端产品不足、产能过剩、产业集中度过低、区域分布不合理、环保问题等。随着环保方面的越来越受到重视，废钢冶炼再生资源的利用，未来国内炼钢，废钢作为原料是所有钢铁企业技术发展改革的重要趋势。
3.在废钢冶炼技术中，对废钢铁屑进行取样然后对废钢的铁屑的利用价值进行评估是其中的重要环节。现有的废钢铁屑取样方式，通常采用电磁吸盘端面产生磁力，通过吸盘的端面去吸物料，如果需要吸一定的物料样量，则往往需要较大端面积的吸盘；这样就无法进入物料内部取样，如果进入内部取样，取样量则会相当之少，无法满足取样要求。由于碎铁、屑的形状不规则、颗粒粒度不一致，而表面取样方式，采取的样品代表性不强，不能准确反映废铁屑的真实状况，偏离对整个碎铁、屑的价值客观评估。
4.虽然采用螺旋式钻头的采样头，能够进入样器深层采取，但在取样时，遇到大块的碎铁或异物，采样头容易出现被物料硬物卡住咬死的现象，导致采样头出现损伤或折断的现象。另外，传统的采样通常是人工方式，劳动强度非常大，且人力的成本也高，人工采样还存在舞弊的可能。
5.因此，有必要开发一种新型的适合于废钢铁屑取样的采样装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提供一种采样钻头及其采样方法，以至少解决现有的废钢铁屑电磁吸盘采样方式无法进入物料的内部取样、取样量少的技术问题。
7.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种采样钻头，包括：
8.螺旋片筒套，螺旋片筒套的外表面设有螺旋片；
9.电磁铁，置于螺旋片筒套的内腔中；
10.钻头，安装于螺旋片筒套的前端。
11.进一步地，钻头为偏心钻头，钻头的中心与螺旋片筒套的旋转中心不重合。
12.进一步地，螺旋片筒套的后端连接一钻头连接体，钻头连接体与一电机的转轴相连接。
13.进一步地，螺旋片筒套为导磁材料制作的套筒。
14.根据本发明的另一方面，提供了一种采样方法，采用上述的采样钻头进行取样，该采样方法包括：
15.使螺旋片筒套和钻头一起旋转，钻入被采样物中；
16.当螺旋片筒套和钻头达到指定深度时，停止旋转，给螺旋片筒套内腔中的电磁铁通电，在螺旋片筒套的表面产生电磁力，通过电磁力将样品物质吸附在螺旋片筒套的表面；
17.将采样钻头从被采样物中取出，达到指定卸料位置后电磁铁断电，螺旋片筒套消磁，吸附在螺旋片筒套表面的样品物质落下。
18.应用本发明的技术方案，通过采用螺旋片筒套，在螺旋片筒套的内腔中设置电磁铁，在螺旋片筒套的前端安装钻头；通过螺旋片筒套和钻头，可以轻松地进入物料的深层内部取样。在取样时，可使螺旋片筒套和钻头一起旋转将采样钻头钻入被采样物中，通过电磁铁使螺旋片筒套的表面产生磁力，通过整个螺旋片筒套的表面吸取物料；如果需要的取样量较多，只需要增长螺旋片筒套的长度，无需增大螺旋片筒套的直径，不会增大采样钻头进入物料内部的阻力，采样钻头仍然能够轻易地进入物料内部进行取样。该采样钻头结构简单、操作方便，很好地解决了现有的电磁吸盘采样方式无法进入物料的内部取样、取样量少的问题。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明实施例的采样钻头的结构示意图。
22.其中，上述附图包括以下附图标记：
23.1、螺旋片筒套；2、电磁铁；3、钻头；4、钻头连接体；5、电机；11、螺旋片。
具体实施方式
24.为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
26.参见图1，一种本发明实施例的采样钻头，该采样钻头主要用于废钢铁屑的取样，也可适用于其他磁性散装材料的取样。由图可见，该采样钻头主要包括螺旋片筒套1、电磁铁2和钻头3。其中，在螺旋片筒套1的外表面上设置有螺旋片11，螺旋片筒套1的内部具有空腔；电磁铁2置于螺旋片筒套1的内腔中；钻头3安装在螺旋片筒套1的前端。
27.由于碎铁屑的形状不规则、颗粒粒度不一致，如果仅仅进行表面取样，采取的样品代表性不强，不能准确反映废铁屑的真实状况，偏离对整个碎铁屑的价值客观评估。而且，
为了提高评估结果的准确性，通常需要吸取较多的物料样量。
28.目前，通常采用电磁吸盘取样方式，通过电磁吸盘端面产生磁力吸取物料，如果需要吸取较多的物料样量，则往往需要较大端面积的吸盘；这样就无法将吸盘进送入物料内部进行取样。因此，传统的电磁吸盘取样方式如果要进入内部取样，必须减小吸盘端面积，取样量则会相当之少，无法满足取样要求。
29.本发明的上述采样钻头，通过采用螺旋片筒套1，在螺旋片筒套1的内腔中设置电磁铁2，在螺旋片筒套1的前端安装钻头3；通过采用螺旋片筒套1和钻头3的形式，可以轻松地进入物料的深层内部取样。在取样时，可使螺旋片筒套1和钻头3一起旋转将采样钻头钻入被采样物中，通过电磁铁2使螺旋片筒套1的表面产生磁力，通过整个螺旋片筒套1的表面吸取物料。
30.采用上述结构，如果需要的取样量较多，只需要增长螺旋片筒套1的长度即可，无需增大螺旋片筒套1的直径，不会增大采样钻头进入物料内部的阻力，采样钻头仍然能够轻易地进入物料内部进行取样。取样完成后，将采样钻头取出并转移至指定卸料位置，然后对电磁铁2断电，吸附在螺旋片筒套1表面的样品即可落下。该采样钻头结构简单、操作方便，很好地解决了现有的电磁吸盘采样方式无法进入物料的内部取样、取样量少的问题。
31.作为优选，螺旋片筒套1由导磁材料(如铁)制成。
32.进一步地，通过采用螺旋片筒套1和钻头3的形式，虽然能够进入物料内部进行取样，但是在取样时，遇到大块的碎铁或异物，采样钻头容易被物料硬物卡住而出现咬死现象，导致采样钻头出现损伤或折断现象。
33.为了解决上述问题，参见图1，在本实施例中，钻头3优选采用偏心钻头，即钻头3的中心与螺旋片筒套1的旋转中心不重合，具有一个偏移量(参见图1中e)。如此设置，将钻头3采用偏心的结构形式，当钻头3接触物料时，会产生一定的离心力，防止钻头3出现被卡住咬死的情况，避免采样钻头出现损伤或折断现象。
34.参见图1，在本实施例中，在螺旋片筒套1的后端还连接有一个钻头连接体4，该钻头连接体4与一个电机5的转轴相连接。传统的废钢铁屑采样中，往往通过人工的方式进行取样。劳动强度非常大，人力的成本也很高，而且人工采样还存在舞弊的可能。本发明通过电机5驱动螺旋片筒套1和钻头3旋转，通过电磁铁2通电时磁力吸取物料，断电时消磁卸料的自动方式，完全满足自动化设备的要求，取、卸料时间短，能配合自动化设备(如可将该采样钻头装配在采样升降机上)，实现无人值守的全自动化操作，代替人工取样的方式。该采样钻头能够大大地减少取样劳动强度，节约人工成本，提高取样效率。
35.以下将本发明的采样钻头装配在采样升降机上(实现上下运动)，对该采样钻头的工作原理进行说明：
36.采样钻头随着采样升降机下降，当接近被采样物时，电机5作为驱动源，钻头连接体4带动钻头3和螺旋片筒套1一起旋转；由于钻头3的螺旋结构，以及采用了偏心，采样钻头可以进入被采样物的深层中，不会被咬死卡住；
37.当钻头3和螺旋片筒套1达到指定深度时，停止旋转，给螺旋片筒套1内腔中的电磁铁2通电，在螺旋片筒套1的圆柱表面产生磁力，通过磁力将样品物质吸附在螺旋片筒套1的外表面；
38.然后，采样升降机上升离开被采样物，达到指定的卸料位置时，电磁铁2断电，螺旋
片筒套1消磁，而被吸附在螺旋片筒套1的圆柱表面的物质因重力落下，完成卸料；再次取样，以此类推，直至完成全部样品的取样。
39.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。例如，螺旋片筒套1的表面不仅可以是圆柱面，也可以是多方形表面等等。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。