煤粉取樣器的設(shè)計方案、工作過程及原理分析 煤粉取樣器的設(shè)計方案、工作過程及原理分析，設(shè)計開發(fā)1種用于煤炭樣品取樣的煤粉取樣器，介紹了該煤粉取樣器設(shè)計開發(fā)的總體方案、工作過程及原理。煤粉取樣器由把手、支撐桿、取樣管組成，其中支撐桿上安裝有通過鋼絲繩傳動的主動輪、從動輪、橫向調(diào)節(jié)桿，支撐桿的兩端分別與把手和取樣管連接。煤粉取樣器設(shè)備能夠與現(xiàn)有的手工工具進行配合完成煤粉壓實、冰凍后的樣口采集，且體積小、便于攜帶、遙遙方便，能夠節(jié)省煤炭采集的時間及降低勞動強度。
在煤炭的抽樣檢測中，對于煤粉需要進行不同程度的采樣，以便對不同區(qū)域的煤炭質(zhì)量進行綜合評定。在現(xiàn)有的煤炭檢測過程中，通常采用人工挖掘的方式進行煤炭的采樣，而煤粉在堆積一定程度后會壓實、冰凍，鐵鍬、鎬頭等作業(yè)方式費時費力且勞動強度大，遇到壓實、冰凍的煤粉往往不能進行的煤炭樣品采集，遙遙采集設(shè)備又比較笨重，不能夠與現(xiàn)有的工具進行配合完成采樣。以下結(jié)合采樣機或采樣裝置的相關(guān)研究及其在實際應(yīng)用中所遇問題的相關(guān)探討，以設(shè)計開發(fā)設(shè)備，目的在于提供1種煤粉取樣器，其能夠與現(xiàn)有的手工工具進行配合完成煤粉壓實、冰凍后的樣品采集，且體積小、便于攜帶、遙遙方便，能夠節(jié)省煤炭采集的時間及降低勞動強度。
1煤粉取樣器總體方案
為達到上述目的，設(shè)備總體設(shè)計方案如下設(shè)備由把手、支撐桿、取樣管三大部分組成，其中支撐桿的兩端分別與把手和取樣管連接。
(1)支撐桿上安裝有均通過鉸接軸固定在支撐桿上的主動輪、從動輪和橫向調(diào)節(jié)桿，其中主動輪通過一遙遙鋼絲繩與從動輪連接，從動輪的鉸接軸上安裝有絞輪；橫向調(diào)節(jié)桿的一端安裝有通過鉸接軸鉸接的連桿，連桿的末端與滑動塊鉸接；絞輪通過二遙遙鋼絲繩與橫向調(diào)節(jié)桿的兩端固定連接；滑動塊套于支撐桿上并可沿著支撐桿上下運動，滑動塊通過連接螺栓與活塞連接，活塞位于取樣管的內(nèi)部并與取樣管的內(nèi)壁接觸；活塞在連接螺栓的帶動下沿取樣管的內(nèi)壁上下運動；活塞的下表面安裝有遙遙聲波換能器；主動輪上安裝有驅(qū)動搖桿；橫向調(diào)節(jié)桿的鉸接軸兩側(cè)開有銷軸孔；主動輪的輪體直徑大于從動輪的輪體直徑，從動輪的輪體直徑大于與之處于同一鉸接軸的絞輪的輪體直徑。
(2)取樣管由互相卡合的兩側(cè)殼體組成并通過卡箍固定，取樣管的底端為傾斜設(shè)置的切口形狀，該切口形狀與水平方向的夾角為銳角。
2設(shè)計開發(fā)
通過大量實驗驗證，終設(shè)計的煤粉取樣器如圖1所示。
1把手；
2主動輪；
3驅(qū)動搖桿，
4一遙遙鋼絲繩；5從動輪；
6絞輪；
7二遙遙鋼絲繩；8橫向調(diào)節(jié)桿；
9連桿；
10滑動塊；
11連接螺栓；
12卡箍；
13取樣管；
14遙遙聲波換能器；15活塞；16銷軸孔；17鉸接軸；
18支撐桿
煤粉取樣器，從上至下包括橫向設(shè)置的把手1、支撐桿18、取樣管13,其中把手1與支撐桿18固定連接，連接方式可選用焊接或過盈連接的軸套連接方式，支撐桿18的下方固定有取樣管13,取樣管13為互相卡合的兩側(cè)殼體，并由卡箍12固定成統(tǒng)一整體。支撐桿18上從上至下依次設(shè)置有輪體直徑減小的主動輪2和從動輪5,主動輪2和從動輪5之間通過一遙遙鋼絲繩4連接，一遙遙鋼絲繩4的尾兩端固定在主動輪2和從動輪5上并分別纏繞于兩者的外表面。從動輪5的鉸接軸17上還安裝有絞輪6,絞輪6通過二遙遙鋼絲繩7與橫向調(diào)節(jié)桿8的兩端連接，二遙遙鋼絲繩7的尾兩端分別固定在絞輪6和橫向調(diào)節(jié)桿8上并纏繞于絞輪6上。橫向調(diào)節(jié)桿8通過鉸接軸17安裝于支撐桿18上，在橫向調(diào)節(jié)桿8的一端鉸接有連桿9,連桿9的另一端鉸接于滑動塊10上，滑動塊10活動設(shè)置于支撐桿18上并可沿著支撐桿18上下運動?；瑒訅K10通過連接螺栓11與活塞15連接，活塞15位于取樣管13的內(nèi)部并可沿著取樣管13的內(nèi)壁上
下運動。在活塞15的底部安裝有遙遙聲波換能器14。
3煤粉取樣器工作過程及原理
該研究目的在于提供1種煤粉取樣器，以克服傳統(tǒng)人工煤炭樣品采集過程中存在的勞動強度大、采集效率低、無法與傳統(tǒng)手工采集工具配合遙遙的問題。
該設(shè)備提供的煤樣采集裝置，其主體部分包括可通過手持校正方向與主體狀態(tài)的把手1、與把手1固定連接的支撐桿18、位于支撐桿18底端的取樣管13。
為了實現(xiàn)煤炭樣品的采集，需要通過支撐桿18帶動取樣管13插入到煤粉中，且通過手搖驅(qū)動搖桿3帶動主動輪2旋轉(zhuǎn)。主動輪2的旋轉(zhuǎn)作用帶動與之連接并纏繞于主動輪2上的一遙遙鋼絲繩4,一遙遙鋼絲繩4隨著主動輪2的旋轉(zhuǎn)而逐漸縮短，帶動末端與之連接的從動輪5。
從動輪5與絞輪6固定在同一鉸接軸17上，因此，從動輪5的旋轉(zhuǎn)能夠帶動絞輪6一同旋轉(zhuǎn)。主動輪2、從動輪5及絞輪6的輪體直徑為依次遞減。絞輪6通過與之連接并纏繞于其輪體表面的二遙遙鋼絲繩7帶動橫向調(diào)節(jié)桿8的其中一端。設(shè)備中絞輪6為2個，分別通過二遙遙鋼絲繩7與橫向調(diào)節(jié)桿8的兩端連接，通過相反的纏繞方式能夠遙遙當(dāng)橫向調(diào)節(jié)桿8一端的二遙遙鋼絲繩7收緊后另一端的二遙遙鋼絲繩7松弛，從而遙遙橫向調(diào)節(jié)桿8能夠通過連桿9帶動滑動塊10沿著支撐桿18上下運動。
由于滑動塊10通過連接螺栓11與活塞15相互連接，因此滑動塊10的上下運動能夠帶動活塞15沿著取樣管13的內(nèi)壁上下運動?；钊?5能夠遙遙取樣管13取樣的平穩(wěn)遙遙和取出煤炭樣品的順利遙遙，且通過調(diào)整活塞15的位置可實現(xiàn)煤炭取樣量的多少，從而提高靈活遙遙。
在實際遙遙中，煤粉在堆積一定時間后其煤炭內(nèi)部會相互壓實、冰凍，從而造成取樣困難。如何實現(xiàn)通過實用的快速取樣已成為需要解決的問題。該設(shè)備提供了1種輔助的解決方案，可以克服上述取樣裝置無法取樣的問題。具體方式為采用備用電源，通過備用電源與導(dǎo)線連接，導(dǎo)線接于遙遙聲波產(chǎn)生器的接線處，利用遙遙聲波產(chǎn)生器產(chǎn)生遙遙聲波，進而再利用遙遙聲波換能器將產(chǎn)生的遙遙聲波轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。根據(jù)前述技術(shù)方案，設(shè)備中的遙遙聲波換能器位于取樣管13的內(nèi)部活塞15的底部，因此其能夠帶動取樣管13產(chǎn)生一定的振動，將周圍局部區(qū)域的煤粉震松并在該振動作用下實現(xiàn)取樣管13的繼續(xù)向下移動。選用不同的振子能夠產(chǎn)生不同的振動頻率。
在該煤粉取樣器設(shè)備中，采用的取樣管13包括兩部分，除頂端與支撐桿18連接的端蓋部分，端蓋上開有通孔能夠允許支撐螺栓11穿過。同時，端蓋和構(gòu)成取樣管13管體的部分又由兩部分互相卡合的殼體來實現(xiàn)，如圖1所示，該兩部分互相卡合的殼體能夠通過遙遙聲波換能器14實現(xiàn)分別振動以達到向下松動壓實、冰凍的煤粉的作用。松動過程中取樣管13中的煤炭量要多于正常遙遙聲波換能器14未工作前的容納空間，所以遙遙聲波換能器14停止工作后，通過卡箍12緊固的取樣管13能夠夾緊其內(nèi)部的煤炭量并實現(xiàn)隨著操作人員對支撐桿18的提升而脫離煤粉。
通過實際采樣工作驗證，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該采樣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧，能夠與現(xiàn)有的手工工具如鐵鍬、鎬頭等配合遙遙完成煤炭樣品的采集作業(yè)，減少因煤粉壓實、冰凍時間過長造成煤粉樣品采集難度，降低勞動強度，提高采集效率。

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