一种阳极焙烧块的取样装置

技术领域

本发明涉及碳素生产技术领域，尤其是涉及一种阳极焙烧块的取样装置。

背景技术

在碳素生产过程中，焙烧使碳块收缩，石油焦颗粒间形成连结，碳块形成一个性能稳定的整体。焙烧块的质量对碳素的质量有重要的影响，因此需要对阳极焙烧块进行取样检测。现有的焙烧块取样大多采用空心钻头在焙烧块上钻出一个圆柱形的样棒，然后再采用工具将样棒撬下并取出。在撬下样棒的过程中，由于空间狭小，并且焙烧块的硬度较大，在操作中难度极大，并且很容易对样棒造成损伤导致检测结果不准确，因此在焙烧块的取样中还存在着很大的技术难题。

公开号为CN209513316U的中国专利，公开了一种预焙阳极焙烧块取样装置，包括取样平台，所述取样平台上设有焙烧块；焙烧块的两侧对称设有驱动机构；驱动机构包括支架、气缸、固定板、电机；其中一个驱动机构的电机输出轴上连接取样有空心钻头，另一个驱动机构的电机输出轴上连接有切断机构；切断机构包括刀杆和切断刀；刀杆的下方设有第一凹槽；第一凹槽下端的槽壁上设有径向且开口朝下的第二凹槽；第二凹槽内设有销轴；切断刀包括刀头和刀片；刀头转动连接在销轴上；刀片固定在刀头上；刀片包括设于内侧的刀刃和具有凸曲面的刀背。该实用新型降低了焙烧块取样的操作难度，从而提高了取样的工作效率，并且取样过程不对样棒造成损伤，从而提高了检测的准确性。

但是上述专利中还存在以下问题：上述专利中刀片绕刀轴翻转，是在垂直方向上产生的翻转动作，故而刀片在垂直方向上会发生位置变化，即刀片在切割的同时，刀片在样品棒表面的高度会持续发生变化，这样会导致刀片的切割工作不平滑，容易导致样棒出现破碎的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阳极焙烧块的取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种阳极焙烧块的取样装置，包括：

顶板，所述顶板上固定连接有旋转电机；

四个挤压板，四个所述挤压板上均设置有丝杆组件，所述丝杆组件与所述旋转电机相连，所述旋转电机通过丝杆组件带动四个挤压板实现直线往复移动；

空心钻头，所述空心钻头顶部固定连接有电动推杆，所述电动推杆顶部与所述旋转电机输出轴固定连接；

水平切刀组，所述空心钻头内开设有安装槽，所述水平切刀组安装在所述安装槽中。

优选的，所述水平切刀组包括第一切刀以及第二切刀，所述第一切刀一端固定连接有安装座，所述第一切刀另一端固定连接有联动板，所述安装座转动设置在所述安装槽内，所述安装槽中开设有弧形槽，所述第二切刀滑动设置在所述弧形槽中，所述安装座顶部固定连接有旋转轴，所述顶板底部固定连接有驱动套，所述旋转轴顶部设置有驱动组件，所述驱动套通过驱动组件带动安装座进行翻转。

优选的，所述驱动组件包括连接板，所述连接板一端底部滚动连接有挤压球，所述安装槽中开设有供挤压球贯穿的开口，所述连接板另一端转动连接有套杆，所述套杆底部与所述旋转轴相连，所述套杆顶部设置有第一离合组件，所述套杆通过离合组件连接有驱动齿轮，所述驱动套内周壁上固定连接有齿条。

优选的，所述联动板上固定连接有第一磁块，所述第二切刀一侧开设有联动槽，所述第一磁块插入在所述联动槽中，且用于带动第二切刀进行同步翻转。

优选的，所述第二切刀底部固定连接有第二磁块，所述第二磁块滑动设置在弧形槽中，所述第二磁块一端固定连接有卡块，所述弧形槽一端开设有卡槽。

优选的，所述套杆外周壁上固定连接有卡环，所述连接板上开设有环槽，所述卡环转动设置在所述环槽中。

优选的，所述旋转轴外周壁固定连接有多个限位条，所述套杆内周壁开设有多个限位槽，所述限位条滑动设置在所述限位槽中。

优选的，所述丝杆组件包括第一锥齿轮以及四个第二锥齿轮，所述第一锥齿轮固定套设在旋转电机输出轴上，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合连接，所述第二锥齿轮一端连接有丝杆，所述丝杆与所述第二锥齿轮之间设置有第二离合组件，所述丝杆上转动连接有支架，所述支架底部与所述顶板顶部固定连接，所述丝杆上还螺纹连接有丝杆套，所述丝杆套底部与对应的挤压板固定连接。

优选的，所述挤压板上固定连接有插条，所述顶板侧边开设有多个插槽，所述插条滑动插入在所述插槽中。

优选的，所述第二离合组件包括离合槽以及离合块，所述离合块弹性设置在所述丝杆的外周壁上，所述离合槽开设在所述第二锥齿轮的内周壁上。

本发明通过改进在此提供一种阳极焙烧块的取样装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明中顶板顶部可以连接有移动结构，例如两个直线的丝杠模组以及气缸，分别控制顶板进行纵向移动、横向的移动以及顶板的上下移动，控制顶板移动到焙烧块上方，然后旋转电机顺时针旋转，从而带动四个挤压板实现直线向焙烧块方向移动，使得四个挤压板挤压焙烧块的四侧壁，提高焙烧块的稳定性，接着空心钻头对焙烧块进行取样工作，提高取样工作的稳定性。

其二：本发明旋转电机逆时针旋转，驱动齿轮上移之后，会随着空心钻头进行公转运动，从而在驱动套中齿条的啮合驱动下，驱动齿轮顺时针旋转，之后驱动齿轮会带动套杆以及旋转轴旋转，从而带动安装座以及第一切刀旋转，第一切刀带动联动板带动第二切刀同步旋转，第一切刀与第二切刀合拢形成长度大于圆柱半径的切刀结构，并且水平从安装槽中漏出，而随着空心钻头的旋转，就能够带动切刀结构对圆柱样品底部进行水平切割，切割过程平滑，样品不会出现破碎的情况。

其三：本发明中空心钻头为高速旋转，而切刀结构的翻转是由空心钻头旋转所驱动的，所以通过第一离合组件能够延缓切刀结构向圆柱样品中心翻转的速度，即切刀结构与圆柱样品外壁高速摩擦切割，而切刀结构的切割端面随着切割的进行缓慢向圆柱样品中心翻转延伸，从而在实现切断操作的同时，避免切刀结构出现崩坏的情况，保障切断操作的稳定进行。

其四：本发明中当完成取样切割操作后，顶板移动到放料区域移动过程中，第一切刀以及第二切刀均对圆柱样品底部具有承接作用，保障圆柱样品能够稳定移动至放料区域的上方，接着旋转电机顺时针旋转，第一切刀通过第一磁块与联动槽的磁性，带动第二切刀复位，复位完成后，圆柱样品在重力作用下，自然掉落在放料区域中；复位过程中，第二切刀在弧形槽的左侧端与第一切刀分离，然后第二切刀通过第二磁块吸附在弧形槽中，并通过卡块与卡槽的限位作用，矫正第二切刀的角度，便于下一次第一切刀与第二切刀合拢工作的进行。

其五：本发明中在钻取样品的时候，第一切刀以及第二切刀会受到离心力的作用，具有向空心钻头外周翻转的力度，从而保障在钻取样品区间，第一切刀以及第二切刀不会提前切入至圆柱样品外壁上，只有当圆柱样品填满空心钻头并带动驱动齿轮上移之后，第一切刀以及第二切刀才会在啮合驱动的作用下向空心钻头内周翻转，实现平面切割，切割过程平滑，样品不会出现破碎的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中的整体结构第一视角示意图；

图2为本发明中的整体结构第二视角示意图；

图3为本发明中整体结构侧面示意图；

图4为本发明中空心钻头剖视示意图；

图5为图4中的A处放大图；

图6为本发明中第一切刀以及第二切刀在安装槽中的截面示意图；

图7为本发明中第一切刀以及第二切刀合拢后的示意图；

图8为本发明中第一切刀以及第二切刀合拢后进入至空心钻头内腔中的示意图；

图9为本发明中弧形槽截面示意图；

图10为本发明中连接板剖视示意图；

图11为本发明中套杆以及旋转轴截面示意图。

图中：1、顶板；101、旋转电机；2、挤压板；3、空心钻头；301、电动推杆；302、安装槽；303、第一切刀；304、第二切刀；305、安装座；306、弧形槽；307、旋转轴；308、驱动套；309、连接板；310、挤压球；311、开口；312、套杆；313、驱动齿轮；314、联动板；315、第一磁块；316、第二磁块；

317、卡块；318、卡环；319、环槽；320、限位条；321、限位槽；4、第一锥齿轮；401、第二锥齿轮；402、丝杆；403、支架；404、丝杆套；405、插条；

406、插槽；407、离合槽；408、离合块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图11所示，本发明实施例提供了一种阳极焙烧块的取样装置，包括：

顶板1，顶板1上固定连接有旋转电机101；

四个挤压板2，四个挤压板2上均设置有丝杆组件，丝杆组件与旋转电机101相连，旋转电机101通过丝杆组件带动四个挤压板2实现直线往复移动，旋转电机101为双向电机；

空心钻头3，空心钻头3顶部固定连接有电动推杆301，电动推杆301顶部与旋转电机101输出轴固定连接；

水平切刀组，空心钻头3内开设有安装槽302，水平切刀组安装在安装槽302中。

具体的：顶板1顶部可以连接有移动结构，例如两个直线的丝杠模组以及气缸，分别控制顶板1进行纵向移动、横向的移动以及顶板1的上下移动，控制顶板1移动到焙烧块上方，然后旋转电机101顺时针旋转，从而带动四个挤压板2实现直线向焙烧块方向移动，使得四个挤压板2挤压焙烧块的四侧壁，提高焙烧块的稳定性，接着空心钻头3对焙烧块进行取样工作，提高取样工作的稳定性；

水平切刀组用于对圆柱样品的底部进行水平切割，切割过程平滑，样品不会出现破碎的情况。

水平切刀组包括第一切刀303以及第二切刀304，第一切刀303一端固定连接有安装座305，第一切刀303另一端固定连接有联动板314，安装座305转动设置在安装槽302内，安装槽302中开设有弧形槽306，第二切刀304滑动设置在弧形槽306中，安装座305顶部固定连接有旋转轴307，顶板1底部固定连接有驱动套308，旋转轴307顶部设置有驱动组件，驱动套308通过驱动组件带动安装座305进行翻转。

驱动组件包括连接板309，连接板309一端底部滚动连接有挤压球310，安装槽302中开设有供挤压球310贯穿的开口311，连接板309另一端转动连接有套杆312，套杆312底部与旋转轴307相连，套杆312顶部设置有第一离合组件，套杆312通过离合组件连接有驱动齿轮313，驱动套308内周壁上固定连接有齿条。

具体的：参阅图4以及图5，旋转电机101顺时针旋转，旋转电机101带动空心钻头3旋转，同时配合电动推杆301的下压动作，实现空心钻头3的钻取工作，随着钻取的深度逐步增大，直至钻取深度到达最下方，此时电动推杆301停止下移，同时圆柱样品会抵触挤压球310，使得连接板309带动驱动齿轮313向上移动；

参阅图6、图7、图8，接着旋转电机101逆时针旋转，驱动齿轮313上移之后，会随着空心钻头3进行公转运动，从而在驱动套308中齿条的啮合驱动下，驱动齿轮313顺时针旋转，从而驱动齿轮313带动套杆312以及旋转轴307旋转，从而带动安装座305以及第一切刀303旋转，第一切刀303带动联动板314带动第二切刀304同步旋转；

可以理解的是，第一切刀303与第二切刀304合拢形成长度大于圆柱半径的切刀结构，并且水平从安装槽302中漏出，从而随着空心钻头3的旋转，能够带动切刀结构对圆柱样品底部进行水平切割，切割过程平滑，样品不会出现破碎的情况；

值得注意的是：空心钻头3为高速旋转，而切刀结构的翻转是由空心钻头3旋转所驱动的，所以通过第一离合组件能够延缓切刀结构向圆柱样品中心翻转的速度，即切刀结构与圆柱样品外壁高速摩擦切割，而切刀结构的切割端面随着切割的进行缓慢向圆柱样品中心翻转延伸，从而在实现切断操作的同时，避免切刀结构出现崩坏的情况，保障切断操作的稳定进行。

联动板314上固定连接有第一磁块315，第二切刀304一侧开设有联动槽，第一磁块315插入在联动槽中，且用于带动第二切刀304进行同步翻转。

第二切刀304底部固定连接有第二磁块316，第二磁块316滑动设置在弧形槽306中，第二磁块316一端固定连接有卡块317，弧形槽306一端开设有卡槽。

具体的：联动板314随着第一切刀303的翻转，联动板314带动第一磁块315同步翻转，并将第一磁块315插入在联动槽中，从而使得第一切刀303与第二切刀304的切割端面平行，并带动第二切刀304同步移动；

当完成取样切割操作后，顶板1移动到放料区域，移动过程中第一切刀303以及第二切刀304对圆柱样品底部具有承接作用，保障圆柱样品能够稳定移动至放料区域的上方，接着旋转电机101顺时针旋转，第一切刀303通过第一磁块315与联动槽的磁性，带动第二切刀304复位，复位完成后，圆柱样品在重力作用下，自然掉落在放料区域中；

复位过程中，第二切刀304在弧形槽306的左侧端与第一切刀303分离，然后第二切刀304通过第二磁块316吸附在弧形槽306中，并通过卡块317与卡槽的限位作用，矫正第二切刀304的角度，便于下一次第一切刀303与第二切刀304合拢工作的进行；

值得注意的是，在钻取样品的时候，第一切刀303以及第二切刀304会受到离心力的作用，具有向空心钻头3外周翻转的力度，从而保障在钻取样品区间，第一切刀303以及第二切刀304不会提前切入至圆柱样品外壁上，只有当圆柱样品填满空心钻头3并带动驱动齿轮313上移之后，第一切刀303以及第二切刀304才会在啮合驱动的作用下向空心钻头3内周翻转，实现平面切割。

套杆312外周壁上固定连接有卡环318，连接板309上开设有环槽319，卡环318转动设置在环槽319中，套杆312通过卡环318可以在环槽319中旋转，而连接板309可以通过环槽319以及卡环318带动套杆312实现垂直方向的位移。

旋转轴307外周壁固定连接有多个限位条320，套杆312内周壁开设有多个限位槽321，限位条320滑动设置在限位槽321中；旋转轴307与套杆312之间可以上下滑动，且通过限位条320与限位槽321可以实现旋转传动。

丝杆组件包括第一锥齿轮4以及四个第二锥齿轮401，第一锥齿轮4固定套设在旋转电机101输出轴上，第二锥齿轮401与第一锥齿轮4啮合连接，第二锥齿轮401一端连接有丝杆402，丝杆402与第二锥齿轮401之间设置有第二离合组件，丝杆402上转动连接有支架403，支架403底部与顶板1顶部固定连接，丝杆402上还螺纹连接有丝杆套404，丝杆套404底部与对应的挤压板2固定连接。

具体的：旋转电机101顺时针旋转，从而带动第一锥齿轮4旋转，第一锥齿轮4带动四个第二锥齿轮401旋转，从而带动丝杆402旋转，从而使得四个挤压板2向焙烧块中心靠拢，从而挤压固定焙烧块的位置，接着旋转电机101继续顺时针旋转，带动空心钻头3进行钻取样品的工作，在钻取样品工作期间，挤压板2处于持续对焙烧块挤压的状态，避免焙烧块在钻取过程中发生位置偏移或者旋转，导致钻取工作无法正常进行，且如此操作还可提高钻取工作的稳定性；

在钻取样品期间，通过第二离合组件能够避免丝杆402结构发生崩坏的情况，且保障挤压板2始终处于对焙烧块挤压的状态。

挤压板2上固定连接有插条405，顶板1侧边开设有多个插槽406，插条405滑动插入在插槽406中，插条405在插槽406中的限位作用，能够对挤压板2进行旋转限位。

第二离合组件包括离合槽407以及离合块408，离合块408弹性设置在丝杆402的外周壁上，离合槽407开设在第二锥齿轮401的内周壁上，通过离合块408与离合槽407的弹性卡接，实现离合传动,第一离合组件与第二离合组件结构功能相同；

可以理解的是：离合块408与离合槽407卡接的时候，第二锥齿轮401发生旋转，从而带动丝杆402旋转，从而带动四个挤压板2与焙烧块抵触挤压，且此时旋转电机101仍处于顺时针旋转状态，但是挤压板2由于焙烧块抵触的作用下，挤压板2无法继续直线位移，此时离合块408弹性回缩，从而与离合槽407脱离，从而保障挤压板2始终处于极限位置，并对焙烧块进行抵触挤压，保障空心钻头3钻取样棒的稳定性，第一离合组件的离合原理一致。

工作原理：控制顶板1移动到焙烧块上方，然后旋转电机101顺时针旋转，从而带动四个挤压板2实现直线向焙烧块方向移动，使得四个挤压板2挤压焙烧块的四侧壁，提高焙烧块的稳定性，在钻取样品工作期间，挤压板2处于持续对焙烧块挤压的状态；

旋转电机101顺时针旋转，旋转电机101带动空心钻头3旋转，同时配合电动推杆301的下压动作，实现空心钻头3的钻取工作，随着钻取的深度逐步增大，直至钻取深度到达最下方，此时电动推杆301停止下移，同时圆柱样品会抵触挤压球310，使得连接板309带动驱动齿轮313向上移动；

接着旋转电机101逆时针旋转，驱动齿轮313上移之后，会随着空心钻头3进行公转运动，从而在驱动套308中齿条的啮合驱动下，驱动齿轮313顺时针旋转，从而驱动齿轮313带动套杆312以及旋转轴307旋转，从而带动安装座305以及第一切刀303旋转，第一切刀303带动联动板314带动第二切刀304同步旋转，第一切刀303与第二切刀304合拢形成长度大于圆柱半径的切刀结构，并且水平从安装槽302中漏出，从而随着空心钻头3的旋转，能够带动切刀结构对圆柱样品底部进行水平切割，切割过程平滑，样品不会出现破碎的情况。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围