樣品收集封裝一體機的製作方法

2023-10-24 15:21:07 5

本實用新型涉及煤炭、礦石採制樣技術領域，特別是涉及一種樣品收集封裝一體機。

背景技術：

煤炭、礦石的機械化採制樣系統中，破碎後的樣品經過縮分裝置後，一部分作為棄料處理，一部分作為留樣進入樣品收集器進行暫時保存。通常由於所採樣品要分礦放置，收集器通常做成多工位，即多個樣品罐可旋轉換位接樣的收集器。隨著自動化採樣要求的升級，樣品轉過程避免人為幹預的要求越來越高，很多單位要求對樣品收集器收集的樣品進行分礦封裝，於是出現了將樣品收集器的樣品罐改成底開門結構，樣品收集夠批次後，樣品罐的底開門打開，通過管道或轉運設備將樣品送到專用的包裝機進行封裝，包裝機有袋式和罐式包裝兩種。這樣包裝好的樣品在送至實驗室前無法進行人為幹預。但採用收集器加轉運裝置，再加包裝機的封裝方式成本高，設備複雜，佔地面積大，故障率也高。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種樣品收集和封裝一體化、旋轉分度定位準確、樣品罐收集和封裝過程能夠密封進行、樣品重量能夠在線監測的樣品收集封裝一體機。

本實用新型樣品收集封裝一體機，包括機殼，機殼頂部設置有入料口，底部設置有旋轉盤，旋轉盤由迴轉驅動裝置帶動，旋轉盤周向均勻設置若干樣品罐，樣品罐的罐口能夠與入料口相對，其特徵在於：樣品罐上設置有樣品罐蓋，樣品罐上設置有電子鎖緊裝置，樣品罐蓋通過電子鎖緊裝置與樣品罐鎖閉；機殼內部上頂面設置有抓取封裝機構，抓取封裝機構能夠將樣品罐蓋的電子鎖緊裝置打開後抓離樣品罐，以及關閉電子鎖緊裝置後將樣品罐蓋扣合鎖閉於樣品罐上。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述迴轉驅動裝置包括主軸、槽輪機構和減速電機，主軸與旋轉盤連接，減速電機通過槽輪機構帶動主軸間歇轉動。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述槽輪機構的槽輪上設置檢測塊，槽輪上方的機殼上設置有位置檢測開關，位置檢測開關能夠監測到槽輪機構的位置變換。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述電子鎖緊裝置包括電池及電路板、馬達電子鎖、開罐讀卡器和內置電源指示燈，樣品罐上設置鎖緊槽，鎖緊槽與馬達電子鎖的鎖舌相配合。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述樣品罐蓋上設置罐蓋定位防呆塊，樣品罐上設置與罐蓋定位防呆塊相配合的罐蓋防呆定位槽，樣品罐灌口設置有密封圈。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述樣品罐上設置罐身防轉定位塊，旋轉盤上設有安放樣品罐的樣品罐導向環，樣品罐導向環上設置有與罐身防轉定位塊相配合的罐身防轉定位槽。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述樣品罐罐身上設置有身份識別晶片，機殼內設置罐身身份識別裝置用以讀取身份識別晶片內的信息。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述樣品罐底部的旋轉盤上開設有升降臺頂升孔，升降臺頂升孔下方設置有升降臺，所述升降臺包括升降臺託盤和升降臺驅動裝置，升降臺託盤能夠在升降臺頂升孔中上下移動，樣品罐設置在升降臺託盤上，樣品罐上升能夠後與入料口連通。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述升降臺託盤上設置電子稱重裝置，所述電子稱重裝置包括稱重傳感器。

本實用新型樣品收集封裝一體機，其中所述樣品罐蓋頂部設置有在線供電電極和銜鐵；抓取封裝機構包括滑動固定在機殼頂部的小車、驅動小車水平移動的小車驅動裝置、設置在小車底部的抓取電磁鐵、驅動抓取電磁鐵上下運動的抓取驅動裝置以及固定在小車上的連通裝置；所述連通裝置包括固定在小車上的溜管導向套，溜管導向套內套設有長度大於溜管導向套的過渡溜管，過渡溜管頂部設置有汽車用密封條，底部設置有橡膠密封，過渡溜管頂部能夠與入料口連通，底部能夠與樣品罐的灌口連通；所述刷卡裝置設置在抓取電磁鐵一側，刷卡裝置包括電子鑰匙和驅動電子鑰匙上下移動的刷卡氣缸，所述抓取電磁鐵側面設置可伸縮的電極探針，能夠與樣品罐上的在線供電電極接通，電子鑰匙能夠識別樣品罐蓋上的開蓋讀卡器。

本實用新型樣品收集封裝一體機的有益效果：

1.樣品收集和樣品自動封裝功能一體化，解決了樣品收集和封裝過程採用多設備實現，佔用大量空間，大量成本的現狀；能夠避免樣品收集、封裝轉運過程中人為幹預的可能性。

2.樣品罐旋轉傳動和定位採用槽輪結構，能夠提高定位精度。

3.樣品罐的罐蓋內置開罐讀卡器和電子鎖，採用電子鑰匙離線打開樣品罐蓋，能夠加強樣品管理；收集樣品時通過抓取封裝機構自動打開罐蓋，樣品收集完畢自動鎖閉，採用電子鑰匙開鎖的樣品罐，可以循環利用，避免其它二次封裝設備耗材的大量浪費，同時工作過程樣品通道為密封狀態，能保證樣品化驗結果的真實性，避免對環境的汙染。

4.樣品罐底部設置升降臺，可以通過頂升罐體，配合橡膠密封圈和汽車用密封條，能夠實現工作狀態的密封功能。

5.升降臺託盤上設置電子稱重裝置，可以將樣品的實時重量上傳，一方面監測樣品收集量，一方面如果樣品重量增加異常，可以反映上級採樣設備的運行狀態是否正常。

6.每個樣品罐採用身份識別晶片進行身份加密，能夠實現全過程礦種信息保密。

下面結合附圖對本實用新型的樣品收集封裝一體機作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型樣品收集封裝一體機的正視結構示意圖；

圖2為本實用新型樣品收集封裝一體機的側視結構示意圖；

圖3為本實用新型樣品收集封裝一體機中樣品罐的正視圖；

圖4為本實用新型樣品收集封裝一體機中樣品罐的俯視圖；

圖5為本實用新型樣品收集封裝一體機中樣品罐蓋的俯視圖；

圖6為本實用新型樣品收集封裝一體機中樣品罐蓋的側視半剖視圖；

圖7為本實用新型樣品收集封裝一體機中樣品罐蓋的仰視圖；

圖8為本實用新型樣品收集封裝一體機中槽輪機構的正視圖；

圖9為本實用新型樣品收集封裝一體機中槽輪機構的側視圖；

圖10為本實用新型樣品收集封裝一體機中旋轉盤的俯視圖；

圖11為本實用新型樣品收集封裝一體機中抓取封裝機構的正視結構示意圖；

圖12為本實用新型樣品收集封裝一體機中抓取封裝機構的俯視結構示意圖。

附圖注釋：

1入料口；2抓取封裝機構；3樣品罐；4旋轉盤；5減速電機；6槽輪機構；7位置檢測開關；8檢測塊；9主軸；10樣品罐蓋；11罐身身份識別裝置；12升降臺；

201小車驅動裝置；202抓取驅動裝置；203抓取電磁鐵；204電極探針；205刷卡裝置；206汽車用密封條；207過渡溜管；208溜管導向套；209橡膠密封；

301密封圈；302鎖緊槽；303身份識別晶片；304罐身防轉定位塊；305罐蓋防呆定位槽；

401樣品罐導向環；402罐身防轉定位槽；403升降臺頂升孔；

601槽輪撥銷；602撥盤止動弧；603槽輪止動弧；604槽輪；

1001內置電源按鈕；1002內置電源指示燈；1003在線供電電極；1004銜鐵；1005開罐讀卡器；1006內置電池及電路板；1007馬達電子鎖；1008鎖舌；1009罐蓋定位防呆塊；

1201升降臺託盤；1202稱重傳感器；1203升降臺驅動裝置；

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實用新型樣品收集封裝一體機包括機殼，機殼頂部設置有入料口1，底部設置有旋轉盤4，旋轉盤4由迴轉驅動裝置帶動，旋轉盤4周向均勻設置若干樣品罐3，樣品罐3的罐口能夠與入料口1相對，樣品罐3上設置有樣品罐蓋10，樣品罐3內置電子鎖緊裝置，樣品罐蓋10通過電子鎖緊裝置與樣品罐3鎖閉；機殼內部上頂面設置有抓取封裝機構2，抓取封裝機構2能夠將樣品罐蓋10的電子鎖緊裝置打開後抓離樣品罐3，以及關閉電子鎖緊裝置後將樣品罐蓋10扣合鎖閉於樣品罐3上。

迴轉驅動裝置包括主軸9、槽輪機構6和減速電機5，主軸9與旋轉盤4連接，減速電機5通過槽輪機構6帶動主軸9間歇轉動；如圖8和圖9所示，槽輪機構包括槽輪撥銷601、撥盤止動弧602、槽輪止動弧603和槽輪604；槽輪604上設置檢測塊，槽輪604上方的機殼上設置有位置檢測開關7，位置檢測開關7能夠監測到槽輪機構6的位置變換。樣品罐旋轉傳動和定位採用槽輪機構，能夠提高定位精度。

如圖5和圖6，樣品罐蓋10內設置的電子鎖緊裝置包括內置電源按鈕1001、內置電源指示燈1002、電池及電路板1006、馬達電子鎖1007和開罐讀卡器1005，樣品罐3上設置鎖緊槽302，馬達電子鎖1007的鎖舌1008與鎖緊槽302配合。如圖7，樣品罐蓋10上設置罐蓋定位防呆塊1009，樣品罐3上設置與罐蓋定位防呆塊1009相配合的罐蓋防呆定位槽305，樣品罐3灌口處還設置有密封圈301。如圖3和圖4，樣品罐3上設置罐身防轉定位塊304，旋轉盤4上設有安放樣品罐3的樣品罐導向環401，樣品罐導向環401上設置有與罐身防轉定位塊304相配合的罐身防轉定位槽402；樣品罐3罐身上設置有身份識別晶片303，機殼內設置罐身身份識別裝置11用以讀取身份識別晶片303內的信息。

如圖10，樣品罐3底部的旋轉盤4上開設有升降臺頂升孔403，升降臺頂升孔403下方設置有升降臺12，如圖2，升降臺12包括升降臺託盤1201和升降臺驅動裝置1203，升降臺託盤1201能夠在升降臺頂升孔403中上下移動，樣品罐3設置在升降臺託盤1201上。升降臺託盤1201上設置電子稱重裝置，電子稱重裝置包括稱重傳感器1202。

如圖5，樣品罐蓋10頂部設置有在線供電電極1003和銜鐵1004；如圖11和圖12所示，抓取封裝機構2包括滑動固定在機殼頂部的小車、驅動小車水平移動的小車驅動裝置201、設置在小車底部的抓取電磁鐵203、驅動抓取電磁鐵203上下運動的抓取驅動裝置202以及固定在小車上的連通裝置；連通裝置包括固定在小車上的溜管導向套208，溜管導向套208內套設有長度大於溜管導向套208的過渡溜管207，過渡溜管207頂部設置有汽車用密封條206，底部設置有橡膠密封209，過渡溜管207頂部能夠與入料口1連通，底部能夠與樣品罐3的灌口連通；刷卡裝置205設置在抓取電磁鐵203一側，刷卡裝置205包括電子鑰匙和驅動電子鑰匙上下移動的刷卡氣缸，抓取電磁鐵203側面設置可伸縮的電極探針204，能夠與樣品罐3上的在線供電電極1003接通，電子鑰匙能夠識別樣品罐3蓋上的開蓋讀卡器1005。

升降臺驅動裝置1203、小車驅動裝置201和抓取驅動裝置202可以為氣缸驅動或電動推桿驅動。

本實用新型樣品收集封裝一體機的工作過程如下：

(1)工作的初始狀態時：

離線狀態下樣品罐3未安裝在設備上，按下內置電源按鈕1001，內置電源指示燈1002亮起，內置電池為開罐讀卡器1005供電，此時如果使用與在線使用的刷卡裝置205權限相同電子鑰匙對準開罐讀卡器1005並貼近，開罐讀卡器1005會通過電路板1006和馬達電子鎖1007，鎖舌1008會自動縮回，並延時自動伸出。在鎖舌1008伸出之前，將罐蓋定位防呆塊1009對準上的罐蓋防呆定位槽305放置在樣品罐3上，數秒後鎖舌1008自動伸出時，會通過樣品罐3上的鎖緊槽302配合，此時樣品罐蓋10與樣品罐3鎖閉在一起，並通過密封圈301實現樣品的密封。開鎖的過程與以上過程相反。根據用戶的需求可以將開罐讀卡器1005的功能設置為單電子鑰匙開鎖，也可設置為雙電子鑰匙同時開鎖，增加樣品的安全保證。

空的樣品罐3與樣品罐蓋10鎖閉在一起，並放置在旋轉盤4上。由樣品罐導向環401限制是樣品罐3的中心位置，由罐身防轉定位塊304與罐身防轉定位槽402配合限制樣品罐3的圓周位置。通過以上措施保證樣品罐3身份識別晶片303與樣品罐蓋10上的開罐讀卡器1005不會因人為因素放錯位。

(2)樣品罐3的工作位置切換過程：由本裝置的控制系統根據被採樣煤炭或礦石的礦別分配罐位，發出罐位指令，本裝置每個位置檢測開關7對應一個罐位，安裝在槽輪機構上的檢測塊8每轉到一個位置檢測開關7的位置時即有一個罐位的對應關係，由此判斷哪個罐位在工作位上。本裝置採用槽輪驅動和定位，槽輪機構可實現間歇運動。減速電機5在控制系統的指令控制下轉動，帶動槽輪撥銷601，槽輪撥銷601在槽輪604的輪槽內每行走一個周期，槽輪604轉過一個固定的角度，切換一個工位。槽輪撥銷601走出輪槽時，撥盤止動弧602與槽輪止動弧603配合，形成精確的定位。槽輪機構6帶動主軸9和旋轉盤4進行間隙性的圓周運動。

當系統指令對應的檢測開關7有信號時減速電機5停止運行，樣品罐身份識別裝置11讀取到樣品罐3上的身份識別晶片303的加密信息後，上傳樣品罐身份信息至本裝置的控制系統，並寫入資料庫。

(3)樣品罐的開鎖與封裝過程：抓取封裝機構2在樣品罐3到達指定工位後開始樣品罐3的開鎖和抓取工作，小車驅動裝置201(氣缸或電動推桿)伸出到達指定行程，抓取氣缸或電動推桿202向下運動，可伸縮的電探針205與樣品罐蓋10上的在線供電電極1003接通，此時由外接電源代替電池為樣品罐蓋10內的開罐讀卡器1005和電路板供電。抓取電磁鐵203與樣品罐蓋10上的銜鐵接觸並吸合。刷卡裝置刷卡氣缸和電子鑰匙205向下運動，接近樣品罐蓋10上的開罐讀卡器1005，以下開鎖原理與離線開鎖原理相同。開鎖後抓取氣缸或電動推桿202上升，小車驅動裝置201(氣缸或電動推桿)縮回，電磁鐵203將樣品罐蓋1至0樣移品動罐3以外的區域。此時過渡溜管207移動到樣品罐3的上方。此時升降臺12開始工作，在升降臺驅動裝置1203(氣缸或電動推桿)的驅動下，升降臺託盤1201向上運動，穿過旋轉盤4的升降臺頂升孔403，將樣品罐3頂起，過渡溜管207也隨之上升，最終過渡溜管207上的汽車用密封條206與入料口1的水平鋼板結合，橡膠密封209與樣品罐3的上平面結合，形成密封和管道，即可接收上級採樣設備過來樣品。本次樣品接收完畢，升降臺12下降一半的位置，此時稱重傳感器1203對樣品罐3連同樣品一同稱重，並通過稱重儀表上傳數據到本裝置的控制系統，由控制系統記錄並判斷樣品重量是否正常或樣品已滿，如不正常將發出報警提示。稱重完成升降臺12下落到底。設備又處理初始狀態，等待下一次工作指令。由此完成一個工作流程。

(4)樣品罐3的轉運和身份信息採集過程：全部樣品採集結束後，所有樣品罐3為閉鎖狀態，由人工轉運至化驗室，根據需要由一名或兩名持有電子鑰匙高級權限人員用專用掃描槍對樣品罐3上的身份識別晶片303進行身份信息採集，樣品罐3的身份信息自動上傳至本裝置的控制系統，由於身份信息是保密的，操作人員並不知道此樣品罐3的樣品對應的礦種信息，身份信息上傳後再進行離線刷卡開鎖。所有化驗結果出來後再對樣品罐3對應的礦種信息進行解密。

本實用新型樣品收集封裝一體機實現了樣品收集和樣品自動封裝功能一體化，解決了樣品收集和封裝過程採用多設備實現，佔用大量空間，大量成本的現狀；能夠避免樣品收集、封裝轉運過程中人為幹預的可能性。

本實用新型樣品收集封裝一體機中樣品罐的罐蓋內置開罐讀卡器1005和馬達電子鎖1007，採用電子鑰匙離線打開樣品罐蓋10，能夠加強樣品管理；收集樣品時通過抓取封裝機構2自動打開樣品罐蓋10，樣品收集完畢自動鎖閉，採用電子鑰匙開鎖的樣品罐，可以循環利用，避免其它二次封裝設備耗材的大量浪費，同時工作過程樣品通道為密封狀態，能保證樣品化驗結果的真實性，避免對環境的汙染。

本實用新型樣品收集封裝一體機樣品罐3底部設置升降臺12，可以通過頂升罐體，配合橡膠密封209和汽車用密封條206，能夠實現工作狀態的密封功能。

本實用新型樣品收集封裝一體機升降臺託盤1201上設置電子稱重裝置，可以將樣品的實時重量上傳，一方面監測樣品收集量，一方面如果樣品重量增加異常，可以反映上級採樣設備的運行狀態是否正常。

本實用新型樣品收集封裝一體機每個樣品罐3採用身份識別晶片303進行身份加密，能夠實現全過程礦種信息保密。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。