专利名称：螺旋切割式全柱状采样器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种固体颗粒物料的采样装置，具体涉及螺旋切割式采样器的结构改进。
背景技术：
目前，对火车、汽车装载的静止状态物料进行机械采样，按国家有关铁矿石取样和制样方法的标准要求，必须从物料表面到底部(即穿透料层整个厚度)并采取全柱状样品，目前的此类采样装置，采样器的外筒不旋转，内螺旋提升器头部虽设有破碎装置，但都起不到破碎作用，存在无法解决采取物料中大而硬的块状物料(如煤矸石)和采取湿物料形成粘堵以致造成样品相互污染等缺陷，更不用说采取冻结和板结坚实的物料。因此，造成所采集到的样品缺乏代表性、无法满足有关采样的标准要求。

发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种不受物料粒度及水分影响，能在火车、汽车车厢内所载物料从表面到底部(即穿透料层整个厚度)进行快速、准确地采取全柱状样品，且具有切割破碎功能，能对冻结和板结坚实的物料进行样品采取，具有自清洗而不会造成样品相互污染的功能，不会造成堵塞的螺旋切割式全柱状采样器。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是本实用新型的螺旋切割式全柱状采样器，包括传动轴和采样器，所述的传动轴由中心轴和空心轴构成，空心轴通过轴承套置于中心轴外周，所述的采样器由圆筒切割器和安装于圆筒切割器内的螺旋切割提升器组成，螺旋切割提升器与中心轴以联轴器连接，圆筒切割器与空心轴紧固连接，所述的圆筒切割器为圆柱筒状，筒底周边均匀镶有硬质合金锯齿，其筒壁上部均布有2～4个排料口，在排料口处设有集料斗，集料斗下方设有闸门。
作为本实用新型的进一步改进，所述的圆筒切割器由位于上部的上圆柱筒和与其相连的底端周边均匀镶有硬质合金锯齿的圆柱筒切割段组成，上圆柱筒通过其上设置的法兰与空心轴紧固连接，圆柱筒切割段与上圆柱筒通过螺纹紧固连接，在上圆柱筒上设有支承螺旋切割提升器的轴承座，上圆柱筒筒壁上部均布有2-4个排料口。
所述的螺旋切割提升器由螺旋提升器、切割头和破碎头组成，所述的螺旋提升器由实心轴和设置于实心轴外壁上的螺旋提升片构成，所述的实心轴以联轴器与中心轴连接，所述的切割头位于螺旋提升片的下方，由螺纹紧固于实心轴的下段，螺旋提升片与切割头之间设有调整垫片，所述的破碎头位于切割头的下方，紧固于实心轴的下端部。
所述的切割头为螺旋钻花状，其螺旋角与螺旋提升器的螺旋提升片的螺旋角一致，切割物料的主刃成平直状或齿状。
所述的破碎头与螺旋切割提升器的实心轴下端部通过键销连接，并用止动螺栓在实心轴下端定位槽内作轴向定位。
所述的破碎头为方锥形破碎头或双刃锥形破碎头，所述的方锥形破碎头的上部为方形柱状，顺柱体的四棱镶有硬质合金刃条，下部为方锥体，其锥尖顺锥棱的下端镶有硬质合金锥状刃块；所述的双刃锥形破碎头的上部为带有二条棱的异形柱状，顺柱体的二棱镶有硬质合金刃条，其下部为锥形，锥尖顺锥棱的下端镶有硬质合金锥状刃块。
所述的螺旋切割式全柱状采样器的长度是根据物料的装载深度所决定，其圆筒切割器的内径与相应的螺旋切割提升器的外径、切割头的外径均是根据国家和行业标准由物料标称最大粒度的因素所决定。圆筒切割器与螺旋切割提升器是差速反向旋转的，其转速取决于物料的干湿程度(即表面水份的含量)和粒度。
本实用新型的有益效果在于由于本实用新型的采样器，由圆筒切割器和安装于圆筒切割器内的螺旋切割提升器组成，圆筒切割器为圆柱筒状，可根据不同的采样要求设置其长度及筒径以采取满足国家标准要求的全柱状样品，采样时，对于圆筒切割器所罩围住的采样部位，无论有多大粒度的颗料，均可由圆筒切割器筒底镶有的硬质合金锯齿及安装于圆筒切割器内部的螺旋切割提升器底端的切割头与破碎头进行旋转式切割破碎，钻进采样，消除了大而硬的块状物所造成的卡涩及采集不到的困难。
由于采样器的圆筒切割器与螺旋切割提升器为差速反向旋转的，从而加大了筒体壁与螺旋叶片之间的相对运动速度，因此物料提升时，克服其摩擦阻力后，其提升速度相应加大，改善了提升作用。同时由于相对运动速度加大，减少了物料粘附停留时间，附着力减少，改善了采样时的粘附状况，减少了粘附物。
由于上述的粘附物减少，在下一次采样过程中，利用物料的摩擦作用，能达到自清洗目的。根据煤样的采取方法国家标准要求，煤层表面以下400mm是不采取的，即在采取这一煤层的物料时，利用这一煤层的物料清洗采样器后将其通过设置于圆筒切割器筒壁上的排料口排入集料斗中，打开集料斗下部的闸门，将其弃掉，即能利用同一煤种的物料达到自清洗目的。其他物料也同样利用同一原理达到自清洗目的。
由于全柱状采样的采样量较大，根据商品煤与散装矿产品的采、制样国家标准要求，煤的粒度＜25mm与散装矿产品的粒度＜22.4mm是可以进行缩分的，因此圆筒切割器的筒壁上部均布设有2～4个排料口，在排料口处设有集料斗，集料斗下方设有闸门，在采取上述粒度的样品时，一半的料成为弃料，集样斗与弃料口按面积均等进行一次二分缩分，1/2的样品通过集样斗收集，1/2弃料通过排料口所接排料管返排回车厢，达到一次二分缩分的目的；超过上述粒度的物料，采样时全部收集到集样斗，卸料后按相关标准要求进行破碎缩分，制备水分、化验的留样。
本实用新型中的圆筒切割器，由位于上部的上圆柱筒和与其相连的底端周边均匀镶有硬质合金锯齿的圆柱筒切割段组成，切割部分磨损后，只须更换切割段即可，使制造、维修较为方便。
本实用新型中的螺旋切割提升器，由螺旋提升器、切割头和破碎头组成，螺旋提升器的螺旋片直接设置于实心轴上，结构简单，制造方便，对于易磨损的切割头，单独设置于螺旋提升片的下方，便于维修更换。
本实用新型采卸过程快速准确，不受物料粒度、水分的限制，不会堵塞，且结构简单，故障极少，可靠性高，维护更换备件简便，适应范围广，具有广阔的市场前景。


图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。
图2为圆筒切割器的结构示意图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为图2的B向视图。
图5为螺旋提升器的结构示意图。
图6为切割头的结构示意图。
图7为图6的局部放大图。
图8为双刃锥形破碎头的结构示意图。
图9为图8的俯视图。
图中各标号表示1、空心轴，2、中心轴，3、轴承，4、联轴器，5、圆筒切割器，51、上圆柱筒，52、圆柱筒切割段，53、硬质合金锯齿，54、排料口，55、轴承座，56、法兰，6、螺旋切割提升器，61、螺旋提升器，611、实心轴，612、螺旋提升片，62、切割头，63、破碎头，631、硬质合金刃条，632、硬质合金锥状刃块，7、集料斗，8、闸门，9、调整垫片，10、键销。
具体实方式如 图1所示，本实用新型包括传动轴和采样器，所述的传动轴由中心轴2和空心轴1构成，空心轴1通过轴承3套置于中心轴2外周，采样器由圆筒切割器5和安装于圆筒切割器5内的螺旋切割提升器6组成，螺旋切割提升器6与中心轴2之间用联轴器4联接，圆筒切割器5与空心轴1紧固连接，形成可相对转动的同心套配结构；圆筒切割器5为圆柱筒状，其长度及大小取决于物料的装载深度和物料的粒度，其筒壁上部均布有2～4个排料口54，在排料口54处设有集料斗7，集料斗下方设有闸门8。
如图2、3、4所示，圆筒切割器5是由位于上部的上圆柱筒51和与其相连的底端周边均匀镶有硬质合金锯齿53的圆柱筒切割段52组成，上圆柱筒51的筒壁上部均布有2个排料口54，上圆柱筒51通过其上设置的法兰56与空心轴1紧固连接，在上圆柱筒51下端外壁上设有外螺纹；圆柱筒切割段52的内壁设有内螺纹，圆柱筒切割段52与上圆柱筒51通过上述螺纹紧固连接，圆筒切割器5上还设有支承螺旋切割提升器6的轴承座55。
如图1、图5-9所示，螺旋切割提升器6由螺旋提升器61、切割头62和破碎头63组成；螺旋提升器61由实心轴611和均匀焊接于实心轴611外壁上的螺旋提升片612构成，螺旋提升片612的螺旋角取决于物料静安息角，实心轴611以联轴器4与中心轴2连接；切割头62位于螺旋提升片612的下方，由螺纹紧固于实心轴611的下段，螺旋提升片612与切割头62之间设有作轴向定位的调整垫片9，以对正螺旋提升片612，切割头62外径与圆筒切割器5的圆柱筒切割段52内径的间隙≤1mm。破碎头63位于切割头62的下方，其内孔开有键槽和螺纹通孔，实心轴611下端部开有键槽和止动槽，破碎头63通过键销10紧固于实心轴611的下端部，并用止动螺栓在实心轴611的止动槽内作轴向定位；如图6、7所示，切割头62为螺旋钻花状，其螺旋角与螺旋提升片612的螺旋角一致，切割物料的主刃成平直状或齿状；其主刃夹角、前角、后角取决物料层的硬软程度，主刃形状因物料不同而不同，用于切割松软物料的主刃成平直状，用于切割坚实的硬物料的主刃成齿状。
破碎头63为方锥形破碎头或双刃锥形破碎头，其形状取决于物料品种，对于原煤采用方锥形破碎头，方锥形破碎头的上部为方形柱状，顺柱状体的四棱镶有硬质合金刃条，其下部为方锥体，其锥尖顺一对锥棱下端镶有硬质合金锥状刃块。对于无大硬块的坚实物料则采用上部为双刃下部为锥状的双刃锥形破碎头，如图8、9所示，其上部为带有二条棱的异形柱状，顺柱体的二棱镶有硬质合金刃条631，其下部为锥形，锥尖顺锥棱的下端镶有硬质合金锥状刃块632。
本实用新型的螺旋切割式全柱状采样器的长度是根据物料的装载深度所决定，其圆筒切割器5的内径与相应的螺旋切割提升器6的外径、切割头62的外径均是根据国家和行业标准由物料标称最大粒度的因素所决定。圆筒切割器5与螺旋切割提升器6是差速反向旋转的，其转速取决于物料的干湿程度(即表面水份的含量)和粒度。
现结合以上附图对本实用新型工作原理作进一步说明如下采样时，采样器的圆筒切割器5在空心轴1的驱动下慢速旋转，并由升降机构带动其向下运动，把设定点的物料罩住，圆筒切割器5筒底的硬质合金锯齿53将下部的物料与周边的物料切割分开，同时采样器的螺旋切割提升器6在中心轴2的驱动下快速反向旋转，进入筒内的大块物料经破碎头63破碎后，物料经切割头62切割向上提升，再经螺旋提升片612提升至圆筒切割器5上部的排料口54排出，直至穿透料层从顶到底的整个厚度，并采取全柱状样品后，采样器由升降机构带动向上运动归位。所采取的样品从采样器上部排料口54排出时，可以缩分的物料，一部分进入集样斗7收集，一部分进入弃料溜管直接返排回车厢。不可以缩分的物料全部进入集料斗7，到达卸料点后，集样斗7上的闸门8打开，完成卸料动作。也可以采取另一种卸料方式，采样器下行到车厢底时，只有清洗混合料从圆筒切割器5的上部排料口54排出后，采样器的圆筒切割器5和螺旋切割提升器6停止旋转，采样器上升运行到达卸料点后，螺旋切割提升器6反向旋转，将所采样品从圆筒切割器5的底部口排出，完成卸料动作。
权利要求1.一种螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于它包括传动轴和采样器，所述的传动轴由中心轴和空心轴构成，空心轴通过轴承套置于中心轴外周，所述的采样器由圆筒切割器和安装于圆筒切割器内的螺旋切割提升器组成，螺旋切割提升器与中心轴以联轴器连接，圆筒切割器与空心轴紧固连接，所述的圆筒切割器为圆柱筒状，筒底周边均匀镶有硬质合金锯齿，筒壁上部均布有2～4个排料口，在排料口处设有集料斗，集料斗下方设有闸门。
2.根据权利要求1所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的圆筒切割器由位于上部的上圆柱筒和与其相连的底端周边均匀镶有硬质合金锯齿的圆柱筒切割段组成，上圆柱筒通过其上设置的法兰与空心轴紧固连接，圆柱筒切割段与上圆柱筒通过螺纹紧固连接，在上圆柱筒上设有支承螺旋切割提升器的轴承座，上圆柱筒筒壁上部均布有2-4个排料口。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的螺旋切割提升器由螺旋提升器、切割头和破碎头组成，所述的螺旋提升器由实心轴和设置于实心轴外壁上的螺旋提升片构成，所述的实心轴以联轴器与中心轴连接，所述的切割头位于螺旋提升片的下方，由螺纹紧固于实心轴的下段，螺旋提升片与切割头之间设有调整垫片，所述的破碎头位于切割头的下方，紧固于实心轴的下端部。
4.根据权利要求3所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的切割头为钻花状，其螺旋角与螺旋提升片的螺旋角一致，切割物料的主刃成平直状或齿状。
5.根据权利要求4所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的切割头外径与圆筒切割器的圆柱筒切割段内径的间隙≤1mm。
6.根据权利要求3所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的破碎头与螺旋切割提升器的实心轴下端部通过键销连接，并用止动螺栓在实心轴下端定位槽内作轴向定位。
7.根据权利要求6所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的破碎头为方锥形破碎头或双刃锥形破碎头。
8.根据权利要求7所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的方锥形破碎头的上部为方形柱状，顺柱体的四棱镶有硬质合金刃条，下部为方锥体，其锥尖顺锥棱的下端镶有硬质合金锥状刃块。
9.根据权利要求7所述的螺旋切割式全柱状采样器，其特征在于所述的双刃锥形破碎头的上部为带有二条棱的异形柱状，顺柱体的二棱镶有硬质合金刃条，其下部为锥形，锥尖顺锥棱的下端镶有硬质合金锥状刃块。
专利摘要一种螺旋切割式全柱状采样器，它包括传动轴和采样器，所述的传动轴由中心轴和空心轴构成，空心轴通过轴承套置于中心轴外周，所述的采样器由圆筒切割器和安装于圆筒切割器内的螺旋切割提升器组成，螺旋切割提升器与中心轴以联轴器连接，圆筒切割器与空心轴紧固连接，所述的圆筒切割器为圆柱筒状，筒底周边均匀镶有硬质合金锯齿，筒壁上部均布有2～4个排料口，在排料口处设有集料斗，集料斗下方设有闸门。本实用新型采卸过程快速准确，不受物料粒度、水分的限制，不会堵塞，且结构简单，故障极少，可靠性高，维护更换备件简便，适应范围广，具有广阔的市场前景。
文档编号G01N1/04GK2606343SQ0322710
公开日2004年3月10日 申请日期2003年3月12日 优先权日2003年3月12日
发明者阎国俊 申请人:阎国俊