一种粉末取样装置及清灰装置
技术领域
本发明属于机械自动化技术领域，特别是涉及一种粉末取样装置及清灰装置。
背景技术
在对一些物料(例如，煤粉)的成分研究过程中，需要对物料进行精准取样，然后再对物料样本进行研究。
现有的物料取样过程都是采用人工取样的方式，由于粉末物料的固体特性，要提取精确质量的粉末物料，以往化验粉末物料时，都是人工拿取小勺提取物料进行取样，这样不仅浪费时间而且提取的不够准确，另外粉末物料还会残留在取样设备上，需要人工进行清理，这样给用户带来很多不便。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种粉末取样装置及清灰装置。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种粉末取样装置，包括：外壳、取样芯、取样电机，所述取样芯设置在所述外壳内与所述取样电机相连；
所述取样芯的一端为锥形取样端，在所述锥形取样端上设有凹槽，所述外壳的一端为与所述锥形取样端相匹配的锥形外壳端，所述锥形外壳端上开设与所述凹槽相匹配的开口；
所述取样电机能够带动所述取样芯转动。
进一步地，所述锥形取样端包括：一体成型的锥形部和圆柱部，所述凹槽设有多个，从所述锥形部的尖端延伸至所述圆柱部。
进一步地，在所述圆柱部上设有轴套，在所述轴套内设有键槽，连接杆的一端通过键设置在所述键槽内，连接杆的另一端与所述取样电机相连。
进一步地，在所述外壳上对应所述圆柱部的凹槽设有多个开孔，所述开孔设置在所述锥形外壳端的上方。
进一步地，在所述圆柱部设有密封圈。
进一步地，在所述取样芯上套设有弹簧，所述弹簧位于所述锥形取样端的上方，锁定件设置在所述外壳顶部对所述弹簧进行固定。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种清灰装置，包括：底座和L型清灰件，所述L型清灰件固定在所述底座上；
所述L型清灰件包括入口管和出口管，所述入口管的开口与上述第一方面所述的粉末取样装置的锥形外壳端相匹配，所述出口管与所述入口管内部形成L型通道，所述出口管与抽负压设备相连通。
进一步地，在所述入口管内侧底部的轴心处设有顶柱，所述顶柱顶端与所述入口管的开口之间的垂直距离与所述锥形外壳端的高度相同。
进一步地，在所述底座上设有导向轴，在所述导向轴上套设有导向弹簧，所述导向轴与所述入口管的外侧底部相连。
进一步地，在所述出口管的出口上设有连接法兰，所述连接法兰与软管接头固定连接，所述软管接头通过软管与抽负压设备相连通。
本发明实施例提供的粉末取样装置及清灰装置，具有如下有益效果：
通过本发明的技术方案，将粉末取样装置放置在物料内，物料就会通过外壳的开口流入取样芯上锥形取样端的凹槽内，这样取样电机启动，带动取样芯转动利用外壳的锥形外壳端的其他部位将凹槽挡住，防止物料流出，这样就能够完成取样过程。将粉末取样装置移动至对应的物料接收处，启动取样电机，带动取样芯转动使凹槽内的物料流出至将接收处。待粉末取样装置完成取样任务后将粉末取样装置移动至清灰装置的入口管上方，将粉末取样装置的锥形外壳端深入至入口管中，启动抽负压设备进行抽负压，使得粉末取样装置上的粉末在负压作用下通过L型通道被抽走。这样就能自动完成粉末物料取样的过程，以及对粉末取样装置的自动清灰的过程，无需人工参与，方便用户使用。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1为本发明实施例的粉末取样装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的粉末取样装置的部分结构示意图；
图3为本发明实施例的粉末取样装置中取样芯的结构示意图；
图4为本发明实施例的粉末取样装置中外壳的结构示意图；
图5为本发明实施例的清灰装置的结构示意图；
图6为本发明实施例的粉末取样装置的部分与清灰装置结合进行清灰时的结构示意图。
附图标记说明：1粉末取样装置，11外壳，111锥形外壳端，1111开口，112开孔，
12取样芯，121锥形取样端，1211凹槽，1212锥形部，1213圆柱部，1214密封圈，122轴套，123连接杆，124弹簧，125锁定件；
13取样电机；
2清灰装置，21底座，211导向轴，212导向弹簧，22L型清灰件，221入口管，2211顶柱，222出口管，2221连接法兰，2222软管接头。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1-4所示，一种粉末取样装置1，包括：外壳11、取样芯12、取样电机13，取样芯12设置在外壳11内与取样电机13相连；取样芯12的一端为锥形取样端121，在锥形取样端121上设有凹槽1211，外壳11的一端为与锥形取样端121相匹配的锥形外壳端111，锥形外壳端111上开设与凹槽1211相匹配的开口1111；取样电机13能够带动取样芯12转动。
在上述方案中，将粉末取样装置1放置在物料内，物料就会通过外壳11的开口1111流入取样芯12上锥形取样端121的凹槽1211内，这样取样电机13启动，带动取样芯12转动利用外壳11的锥形外壳端111的其他部位将凹槽1211挡住，防止物料流出，这样就能够完成取样过程。将粉末取样装置1移动至对应的物料接收处，启动取样电机13，带动取样芯12转动使凹槽1211内的物料流出至将接收处。
其中，取样电机13为伺服电机为取样芯12的转动提供动力，取样芯12与外壳11同轴设置，取样芯12和外壳11对应取料的一端均为锥形，这样使得深入粉末物料时受到的阻力降低，进而方便快速进入粉末物料中。
另外，在将粉末取样装置1的取样端(即，安装好的锥形外壳端111和锥形取样端121)深入物料之前，若锥形取样端121的凹槽1211与锥形外壳端111的开口1111相对应，则直接将取样端深入物料中进行取样，若不对应，启动取样电机13带动取样芯12转动，将凹槽1211与开口1111对应好后，再将取样端深入物料中进行取样。
锥形取样端121的尖端设有一个小的圆柱头，对应锥形外壳端111的尖端开设与该圆柱头相匹配的小圆孔，当取样芯12置于外壳11内时，该小的圆柱头会进入小圆孔这样能够固定取样芯12的位置，保证取样芯12的稳定。
通过上述方案，利用粉末取样装置1能够自动完成取样过程，节省人力，方便使用，并且取样过程能够更加精确，减小误差。
在具体实施例中，锥形取样端121包括：一体成型的锥形部1212和圆柱部1213，凹槽1211设有多个，从锥形部1212的尖端延伸至圆柱部1213。
在上述方案中，锥形部1212底部的直径与圆柱部1213的直径相等，这样能够保证更好的衔接，对应凹槽1211开设的深度和数量可以根据实际需要进行设定。
另外对应圆柱部1213的高度以及圆柱部1213对应开设的凹槽1211的高度，也可以根据实际需要进行设定。
其中凹槽1211优选为开设成扇形，并且该扇形从锥形部1212过渡至圆柱部1213的宽度不变。这样，外壳11的锥形外壳端111对应锥形部1212也设置大小形状相匹配的扇形开口1111，这样保证粉末能够顺利进入凹槽1211内。
在具体实施例中，在圆柱部1213上设有轴套122，在轴套122内设有键槽，连接杆123的一端通过键设置在键槽内，连接杆123的另一端与取样电机13相连。
在上述方案中，轴套122的直径要小于圆柱部1213的直径，这样方便安装。然后通过连接杆123与取样电机13连接，这样取样电机13启动后就可以带动连接杆123转动，进而通过键带动轴套122再带动锥形取样端121转动。这样就可以按照上述描述的方案对粉末物料进行自动取样的过程。
在具体实施例中，在外壳11上对应圆柱部1213的凹槽1211设有多个开孔112，开孔112设置在锥形外壳端111的上方。
在上述方案中，在外壳11上设置多个开孔112的目的在于，将粉末取样装置1的取样端放入清灰装置2中利用抽负压的方式进行清理时，气体能够通过开孔112进入补充风量。该开孔112的形状可以根据实际需要进行设定(例如，圆形、方形、矩形或者花型等)，大小与对应圆柱部1213的凹槽1211相匹配即可，这里不做具体限定。
在具体实施例中，在圆柱部1213设有密封圈1214。该密封圈1214的材料可以是橡胶、塑料、泡沫等。用来将外壳11和圆柱部1213之间的缝隙进行密封，放置粉末物料进入外壳11上部，不方便清理，同时防止在对取料端进行清理时，粉末残渣不会被吹到外壳11上方。
在具体实施例中，在取样芯12上套设有弹簧124，弹簧124位于锥形取样端121的上方，锁定件125设置在外壳11顶部对弹簧124进行固定。
在上述方案中，弹簧124两端分别设有轴承，用来将取样芯12压紧固定在外壳11内，保证取样芯12不会在外壳11内出现晃动，并且使得取样芯12的锥形取样端121与外壳11的锥形外壳端111相贴合的更加紧固。锁定件125用来对弹簧124进行固定，锁定件125可以是锁定螺母，在外壳11顶部的内侧设有对应螺纹，这样锁定螺母就可以通过螺纹连接对弹簧124进行固定。这样在锁定螺母就会挤压弹簧124，弹簧124通过弹力对取样芯12进行挤压，保证取样芯12的稳定。
依据本申请的另一个实施例，提出了一种清灰装置2，如图5所示，包括：底座21和L型清灰件22，L型清灰件22固定在底座21上；L型清灰件22包括入口管221和出口管222，入口管221的开口1111与上述实施例中粉末取样装置1的锥形外壳端111相匹配，出口管222与入口管221内部形成L型通道，出口管222与抽负压设备相连通。
在上述方案中，待粉末取样装置1完成取样任务后将粉末取样装置1移动至清灰装置2的入口管221上方，将粉末取样装置1的锥形外壳端111深入至入口管221中。抽负压设备可以是负压风机，启动后会对清灰装置2进行抽气，使得粉末取样装置1上的粉末在负压作用下通过L型通道被抽走。
通过上述方案，就完成了对粉末取样装置1的自动清灰的过程，无需人工参与，方便用户使用。
在具体实施例中，在入口管221内侧底部的轴心处设有顶柱2211，顶柱2211顶端与入口管221的开口1111之间的垂直距离与锥形外壳端111的高度相同。
在上述方案中，入口管221为圆柱形，为了对粉末取样装置1的取样端进行限位，在入口管221底部的轴心处设置顶柱2211，这样当粉末取样装置1的取样端深入至入口管221进行清洁时，取样端的锥形尖顶就会顶在顶柱2211上，这样顶柱2211就给粉末取样装置1一个承接力，粉末取样装置1能够稳固的被放置在清灰装置2内，并且顶柱2211的直径比较小，这样能够减少在抽负压进行清洁时的气流阻力。
粉末取样装置1的取样端下压清灰装置2，可使取样芯12的锥形取样端121的小圆柱头顶在顶柱2211上，粉末取样装置1的取样端继续下压清灰装置2，顶柱2211将小圆柱头顶回外壳11内，这样取样芯12与外壳11相脱离。保留在取样芯12与外壳11在两者之间的粉尘在负压的作用下一并抽走。
另外，顶柱2211是通过螺纹连接固定在入口管221底部的。
在具体实施例中，在底座21上设有导向轴211，在导向轴211上套设有导向弹簧212，导向轴211与入口管221的外侧底部相连。
在上述方案中，导向轴211上设置导向弹簧212，这样当粉末取样装置1放置在清灰装置2上时，能够具有一个缓冲作用，减缓粉末取样装置1对清灰装置2的撞击。
另外，底座21中间设有内孔，导向轴211与底座21的内孔间隙配合固定，这样再与螺栓和垫片相配合，将弹簧124压在导向轴211上。
在具体实施例中，在出口管222的出口上设有连接法兰2221，连接法兰2221与软管接头2222固定连接，软管接头2222通过软管与抽负压设备相连通。
在上述方案中，抽负压设备进行抽气，将粉末取样装置1内的粉末通过L型通道进入软管接头2222，通过软管排出去。进而达到清洁粉末取样装置1的目的。
基于本申请的又一个实施例中，包含粉末取样装置1和清灰装置2两部分，如图6所示。
1、粉末取样装置1包括:密封圈1214、外壳11、弹簧124、轴套122、锁定件125、连接杆123和取样芯12。
清灰装置2包含：底座21、导向轴211、导向弹簧212、顶柱2211、入口管221、出口管222、法兰和软管接头2222。
2、针对取样芯12和连接杆123的结构：
(1)取样芯12的一端为椎体状(即，锥形取样端121)，在锥形取样端121的尖端是个小圆柱头，小圆柱头与外壳11的椎形外壳11端的尖端的开口1111配合起导向作用。
(2)取样芯12的锥形取样端121四周加工着均匀分布的若干个凹槽1211，且凹槽1211一直从锥形取样端121的锥形部1212尖端延伸至圆柱部1213。
(3)在取样芯12的圆柱部1213上开有密封槽，密封圈1214镶嵌在其中。
(4)在取样芯12另一端为轴套122，且轴套122里有键槽，轴套122外圆直径小于上述的圆柱部1213，连接杆123的轴通过键与取样芯12的轴套122间隙配合连接，即取样芯12与连接杆123只能轴向自由滑动，轴向与径向不能移动。
3、外壳11的结构：
(1)外壳11的一端为椎体状(即，锥形外壳端111)，在锥形外壳端111的四周开有均匀分布的若干个扇形口(即，开口1111)，在锥形外壳端111的尖端是个小圆孔(与取样芯12的小圆柱头配合)。
(2)在外壳11内部中空，在靠近锥形外壳端111的圆柱体(对应圆柱部1213的凹槽1211)上开有均匀分布的若干个开孔112，其作用是为将来抽负压补充风量。
(3)在外壳11的另一端外圆上焊接有法兰，外壳11的内孔加工有螺纹。
4、粉末取样装置1装配关系：
(1)将连接杆123、取样芯12组个一个整体与外壳11同轴配合，密封圈1214镶嵌其中，取样芯12的锥形取样端121尖端的小圆柱头与外壳11的锥形外壳端111尖端的小圆孔配合安装。
(2)弹簧124的两端分别是轴承，轴承与弹簧124装在取样芯12的轴套122部位，锁定件125(优选为锁定螺母)与外壳11的内螺纹连接将弹簧124及轴承压紧。
5、粉末取样原理
将粉末取样装置1的锥形取样端121插入粉末物料里(如细沙)，旋转取样芯12，可使粉末物料通过外壳11的锥形外壳端111的开口1111处进入到取样芯12的凹槽1211里，通过旋转取样芯12可使粉末物料保存在取样芯12与外壳11组成的腔体里。
6、清灰装置2装配关系
(1)入口管221的整体为圆柱体状，其上端四周均匀分布着若干个小孔，其侧部焊有出口管222，出口管222通过连接法兰2221与软管接头2222连接。
(2)在入口管221下方轴心部位立有一个顶柱2211，顶柱2211与导向轴211通过螺纹连接固定不动。
(3)导向轴211与入口管221通过密封圈1214及螺纹连接在一起；导向轴211外部套有导向弹簧212。
(4)底座21的内孔与导向轴211间隙配合(在外力下可沿轴向运动)。
(5)通过螺栓及垫片将底座21和导向弹簧212压在导向轴211上。
7、清灰原理
当粉末取样装置1需要清灰时，可利用清灰装置2来完成，步骤如下：
(1)软管接头2222接抽负压设备的负压口，当粉末取样装置1靠近压在清灰装置2的入口管221上后，导向弹簧212对粉末取样装置1起到缓冲和压紧密封作用。由于入口管221是负压，气流会通过取样芯12的凹槽1211和入口管221的四周小口喷射进来，对粘附在粉末取样装置1上的粉尘进行清理；
(2)粉末取样装置1下压清灰装置2，可使取样芯12的锥形取样端121的小圆柱头顶在顶柱2211上，粉末取样装置1继续下压清灰装置2，顶柱2211将小圆柱头顶回外壳11内，这样取样芯12与外壳11相脱离。保留在取样芯12与外壳11在两者之间的粉尘在负压的作用下一并抽走。
通过上述实施例的描述，将粉末取样装置放置在物料内，物料就会通过外壳的开口流入取样芯上锥形取样端的凹槽内，这样取样电机启动，带动取样芯转动利用外壳的锥形外壳端的其他部位将凹槽挡住，防止物料流出，这样就能够完成取样过程。将粉末取样装置移动至对应的物料接收处，启动取样电机，带动取样芯转动使凹槽内的物料流出至将接收处。待粉末取样装置完成取样任务后将粉末取样装置移动至清灰装置的入口管上方，将粉末取样装置的锥形外壳端深入至入口管中，启动抽负压设备进行抽负压，使得粉末取样装置上的粉末在负压作用下通过L型通道被抽走。这样就能自动完成粉末物料取样的过程，以及对粉末取样装置的自动清灰的过程，无需人工参与，方便用户使用。
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
