Устройство для взятия образца материала

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится, в общем, к устройствам для взятия образца материала и, в частности, к устройствам для взятия образца материала и способам, пригодным для получения образцов продуктов с плохими характеристиками текучести.

Уровень техники

Представительные отбор и взятие образца имеют решающее значение для облегчения оценки входящих исходных материалов. Взятие образцов исходных материалов в настоящее время выполняют применяя следующее оборудование: ручной пробоотборник или многоуровневые и пневматические системы отбора образцов. Обычные пробоотборники для взятия образцов материала с несвободной текучестью (например, выдаваемые животным крупы, соевая мука, кукурузная глютеновая мука, тонкодисперсные зерновые материалы, пшеничная клейковина, и т.д.) являются небольшими и вращаются вручную. Они не могут быть применены для массового взятия образцов (например, силосная яма, большие бункеры, железнодорожные вагоны или вагоны с откидным дном).

Как правило, обычные ручные пробоотборники не эффективны для получения представительного образца и являются сложными для применения. Обычные ручные пробоотборники не предусмотрены для работы с ингредиентами, которые обладают плохими характеристиками текучести. Кроме того, надежное взятие образца с использованием ручных пробоотборников не может быть надежным по целому ряду причин. Например, ручное усилие, необходимое для продавливания пробоотборника через исходные материалы, обычно превышает усилие, которое может приложить средний человек (неполное сечение образца). Дополнительно, исходные материалы не будут в достаточной мере втекать в пробоотборник. Альтернативно, пробоотборник имеет тенденцию создавать ″туннель″ внутри исходных материалов.

Противоречия взятия образца исходного материала подтверждаются тяжелым, и занимающим много времени получением и разгрузкой исходных материалов. Дополнительно, текущее обслуживание и очистка оборудования для взятия образца является излишне сложной.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задачей изобретения является обеспечение устройств для взятия образца материала с целью отбора проб исходного материала.

Другой задачей изобретения является обеспечение способов отбора образца из материала, применяя устройство для взятия образца материала.

Еще одной задачей изобретения является обеспечение комплектов, имеющих устройства и инструкции по взятию образцов исходных материалов.

Другой задачей изобретения является обеспечение упаковок и знаков, описывающих содержимое упаковки, включающей в себя устройство для взятия образца материала.

Эти и другие задачи решены применением устройства для взятия образца материала, включающего в себя вращатель, сверло и аккумулирующую образец трубу. Вращатель включает в себя механизм вращения. Сверло прикреплено к механизму вращения и вращается им. Аккумулирующая образец труба сконструирована и выполнена для приема сверла. Устройство для взятия образца материала может быть применено для эффективного отбора представительных образцов исходного материала, такого как гранулированный или мелкоизмельченный материал с несвободной текучестью. Время, необходимое для получения образца, равно как и полная целостность образца при применении устройства для взятия образца материала, улучшены по сравнению с обычными ручными пробоотборниками.

Дополнительные задачи, признаки и преимущества изобретения станут очевидны для специалистов в данной области техники из последующего описания.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показано сверло, прикрепленное к вращателю устройства для взятия образца материала в варианте осуществления изобретения, вид в перспективе.

На фиг.2 показана аккумулирующая образец труба, прикрепленная к вращателю устройства для взятия образца материала в варианте осуществления изобретения, вид в перспективе.

Осуществление изобретения

Определения

Термин ″вращатель″ означает устройство, сконструированное и выполненное для вращения сверла. В варианте осуществления настоящего изобретения вращатель представлен в виде конфигурации ″ручной дрели″, имеющей электрический мотор, который вращает сверло. В качестве вращателя в альтернативных вариантах осуществления изобретения для вращения сверла могут быть использованы любые другие соответствующие устройства (например, рулевое колесо, изогнутая рукоятка, роботизированная рука, и т.д.) или средства (например, электрическое, воздушное, гидравлическое, ручное, и т.д.).

Термин ″сверло″ означает винтовое лезвие, которое действует как шнековый конвейер, который перемещает материал по своему лезвию, когда сверло вращается в одном направлении. Если сверло вращается в противоположном направлении, материал удаляется с лезвия. Сверло может быть изготовлено из любого соответствующего прочного и долговечного материала, такого как сталь.

Термин ″единая упаковка″ означает, что компоненты комплекта физически связаны в один или более контейнеров и рассматриваются как единица для производства, распределения, продажи или применения. Контейнеры включают в себя, но не ограничены этим, мешки, ящики, коробки, бутылки, пакеты любого типа, или конструкции, или материал, обертку, усадочную пленку, прикрепленные компоненты (например, скрепленные скобками, прилепленные или подобное) или сочетания из этого. Единая упаковка может содержать вращатель, сверло, аккумулирующую образец трубу и подобное, как раскрыто здесь, которые могут быть физически связаны так, что они рассматриваются как единица для производства, распределения, продажи или применения.

Термин ″виртуальная упаковка″ означает, что компоненты комплекта связаны указаниями на один или более физических или виртуальных компонентов комплекта, инструктирующих пользователя, как получить другие компоненты, например, сумку или другой контейнер, содержащий один компонент, и указания, инструктирующие пользователя, чтобы зайти на веб-сайт, прослушать записанное сообщение или связаться со службой обратной связи, просмотреть визуальное сообщение или связаться с инструктором для получения инструкций по применению комплекта или по безопасности или технической информации об одном или более компонентов комплекта.

Используемая здесь в прилагаемой формуле изобретения форма единственного числа слова включает в себя множественное число, и наоборот, если из контекста явно не следует иное. Например, ссылка на ″устройство для взятия образца материала″ или ″способ″ включает в себя множество таких ″устройств для взятия образца материала″ или ″способов″. Подобным образом, слова ″содержат″, ″содержит″ и ″содержащий (содержащие)″ должны интерпретироваться как включительно, а не исключительно. Подобным образом, термины ″включают в себя″, ″включающие (включающий) в себя″ и ″или″ должны, все, пониматься как охватывающие, если данная конструкция явно не противоречит контексту. Используемый здесь термин ″примеры″, в частности, сопровождаемый перечнем значений, который попросту примерный и иллюстративный, не должен считаться особым или всеобъемлющим.

Устройства, сборки, комплекты, способы, композиции и другие усовершенствования, раскрытые здесь, не ограничены конкретной методологией, протоколами и реагентами, описанными здесь, потому что, как понятно специалисту в данной области техники, они могут изменяться. Дополнительно, терминология, использованная здесь, принята только для целей описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена и не выполнена для ограничения объема, который раскрыт или заявлен в формуле изобретения.

Описание

По первому объекту изобретения, представленному на фиг.1-2, изобретение обеспечивает устройство 10 для взятия образца материала, включающее в себя вращатель 20, имеющий механизм 22 вращения, сверло 30, прикрепленное к механизму 22 вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу 40, сконструированную и выполненную для приема сверла 30. Например, сверло 30 представлено введенным в аккумулирующую образец трубу 40, как показано на фиг.1.

В варианте осуществления вращатель 20 может представлять собой ручную дрель с питанием от батареи (например, беспроводную), включающую в себя рукоятку 24, имеющую триггер 26, для возможности удерживания пользователем вращателя 20 и управления сверлом 30 нажатием триггера 26. Рукоятка 24 может быть любой соответствующей конфигурации и включать в себя любой подходящий рельефный захват 28, допускающий легкий его зажим пользователем. Механизм 22 вращения может включать в себя любой подходящий механизм крепления для прочного прикрепления сверла 30 к механизму 22 вращения. Механизм 22 вращения может также включать в себя любой подходящий мотор или устройство, способное вращать сверло 30. Вращатель 20 может включать в себя любой подходящий компонент переключения (например, кнопку реверса) для управления направлением вращения механизма 22 вращения.

Одним концом сверло 30 прикреплено к механизму 22 вращателя 20. Противоположный конец сверла 30 ни к чему не прикреплен и продолжается до открытого конца аккумулирующей образец трубы 40. При подаче питания вращателем 20 сверло 30 может вращаться внутри аккумулирующей образец трубы 40 в обоих направлениях (например, по часовой стрелке и против часовой стрелки). В то же самое время при работе аккумулирующая образец труба 40 прочно или фиксированно прикреплена к вращателю 20, и не вращается. Аккумулирующая образец труба 40 может быть легко удалена или отсоединена от вращателя 20 для очистки сверла 30. Это также дает возможность доступа для легкой очистки изнутри аккумулирующей образец трубы 40.

В варианте осуществления аккумулирующая образец труба 40 включает в себя по меньшей мере одну ручку 42 с любой стороны аккумулирующей образец трубы 40, за которые пользователь может держаться, исходя из целей эргономики и позиционирования. Аккумулирующая образец труба 40 может дополнительно включать в себя по меньшей мере одно отверстие 44. При достижении материалом верхней части или конца аккумулирующей образец трубы 40 отверстия 44 могут быть использованы для видимой информации пользователя о том, что образец материала успешно получен (например, аккумулирующая образец труба 40 полностью заполнена материалом). Отверстия 44 могут быть также использованы для предотвращения избыточного давления внутри аккумулирующей образец трубы 40, когда образец собирают внутри сверлом 30.

Аккумулирующая образец труба 40 может иметь форму удлиненного цилиндра и быть любой соответствующей длины. Следует понимать, что аккумулирующая образец труба 40 должна иметь периферическую форму/форму поперечного сечения, которая соответствует сверлу 30, чтобы максимизировать эффективность отбора образцов материалов в аккумулирующей образец трубе 40. Аккумулирующая образец труба 40 должна иметь длину, которая предпочтительно примерно равна толщине пласта или кучи материала, из которого должен быть взят образец. Аккумулирующая образец труба 40 может быть изготовлена из любого подходящего материала, например, такого как жесткий металл (например, алюминий) или пластик.

В варианте осуществления устройство 10 для взятия образца материала работает следующим образом. Конец аккумулирующей образец трубы 40, противоположный вращателю 20, размещают на пласте или куче материала, например порошкообразных составляющих. Нажатием триггера 26 вращателя 20 вызывают вращение сверла 30 по часовой стрелке. Вращение сверла 30 втягивает сверло 30 с соответствующей его аккумулирующей образец трубой 40 в материал. По достижении заданной глубины или дна материала освобождением триггера 26 останавливают вращатель 20 сверла 30. Вытаскивают устройство 10 взятия образца материала из пласта материала вместе с ″забранным″ или вырезанным образцом материала, удерживаемым внутри аккумулирующей образец трубы 40. Забранный вырезанный образец материала может быть вытеснен из аккумулирующей образец трубы 40 вращением шнека 30 в направлении против часовой стрелки.

Устройство 10 для взятия образца материала предпочтительно обеспечивает ряд преимуществ, которые не могут быть обеспечены традиционными пробоотборниками. Эти преимущества включают в себя: 1) возможность взятия пробы на полную глубину ингредиентов из прицепов грузовых автомобилей и железнодорожных вагонов, 2) возможность забора образцов ингредиентов со дна грузовых автомобилей и железнодорожных вагонов, 3) возможность получения объемов образцов сверху донизу из прицепов грузовых автомобилей и железнодорожных вагонов, 4) снижение физических трудностей при попытке принудительного внедрения пробоотборников в более глубокие ингредиенты, и 5) снижение сложностей доступа к внутренним поверхностям пробоотборника для целей очистки. При обеспечении возможности эффективно и результативно испытывать и оценивать любой тип материала устройство для взятия образца материала может дополнительно еще более снизить или предотвратить получение неправильных материалов и загрязненных исходных материалов.

Альтернативным объектом изобретения является способ отбора образца материала. Способ включает в себя этапы, на которых обеспечивают наличие устройства для взятия образца материала, включающее в себя вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им, аккумулирующую образец трубу, окружающую сверло; вводят в материал аккумулирующую образец трубу; и вращают сверло для отбора образцов материала в аккумулирующую образец трубу.

Материал пробы, отобранный устройством для взятия пробы материала, может быть любым материалом, подходящим для устройства для взятия образца материала. В некоторых вариантах осуществления материал имеет плохие характеристики текучести. Материалы с плохими характеристиками текучести обычно обладают адгезионными свойствами, которые заставляют частицы прилипать одну к другой, или обладают свойствами, которые создают избыточное трение между частицами, когда они текут, и препятствуют свободной или высокой текучести частиц. Данное трение может быть вызвано многими факторами, например недостатком однородности частиц; и слипаемостью частиц, вызванной компонентами частиц, такими как сахара, крахмалы, жиры, или влажностью. Устройство для взятия образца материала является, в частности, пригодным для отбора образцов материалов с плохими характеристиками текучести.

Как только отобрано достаточное количество образца, образец может быть удален из аккумулирующей образец трубы вращением сверла (например, в противоположном от отбора направлении), чтобы высвободить материал из аккумулирующей образец трубы. Материал из аккумулирующей образец трубы может быть высвобожден в ведро или любой подходящий контейнер. Отобранный образец может быть оценен для определения соответствия образца стандартам качества. Отобранный образец может быть оценен для определения наличия у пробы конкретных или желаемых физических или химических характеристик.

Материал, который отобран или взят, может быть любым соответствующим исходным материалом. Материал может быть в любом виде, таком как порошок, твердые частицы, зерна, гранулы или их сочетания. Материал может быть свободно текучим или липким. Устройство для взятия образцов материала может быть предпочтительно использовано для ингредиентов типа порошка, например использовано для пшеничной клейковины, чтобы снизить потребность рабочей силы на образец приблизительно на 50%.

Альтернативным объектом изобретения являются комплекты, пригодные для отбора образцов и использующие устройства для взятия образца материала по изобретению. Комплекты включают в себя в отдельных контейнерах в единой упаковке или в отдельных контейнерах в виртуальной упаковке, в случае необходимости, для компонента комплекта, либо (А) устройство для взятия образца материала, содержащее вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепляемое к механизму вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу, сконструированную и выполненную для приема сверла; либо (В) вращатель, имеющий механизм вращения, и, по меньшей мере, одно из (1) сверла, прикрепляемого к механизму вращения и вращаемого им; (2) аккумулирующей образец трубы, сконструированной и выполненной для приема сверла; (3) инструкций по применению устройства для взятия образца материала с целью отбора образцов материала; (4) инструкций по очистке устройства для взятия образца материала; или (5) технических характеристик материалов, которые могут быть отобраны устройством взятия образца материала.

Когда комплекты содержат виртуальную упаковку, комплекты ограничены до инструкций в виртуальном окружении в сочетании с одним или более компонентов физического комплекта. Комплекты могут содержать компоненты комплекта в любых различных сочетаниях. В одном варианте осуществления комплект содержит вращатель, имеющий механизм вращения, и сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им.

В данном варианте осуществления одна или более аккумулирующих образец труб, сконструированных и выполненных для приема сверла, могут быть проданы с данным комплектом или проданы отдельно от комплекта, например как часть виртуального комплекта.

Комплекты могут содержать один или более компонентов комплекта, которые выписаны и отправлены по отдельности потребителю, например, по Интернету или по телефону, вращатель и аккумулирующий образец трубы, при этом два изделия отправлены из отдельных мест на адрес потребителя. Во всех вариантах осуществления вращатель, сверло и аккумулирующая образец труба могут быть закрепляемыми и съемными, так что они могут быть использованы для изготовления устройства для взятия образца материала по изобретению.

Дополнительным объектом изобретения является средство передачи информации или инструкции по одной или более сборке (1) вращателя, сверла и аккумулирующей образец трубке, для получения устройства для взятия образца материала; (2) применению устройства для взятия образца материала для отбора образца из исходного материала; (3) по применению устройства для взятия образца материала с целью отбора образца любого соответствующего материала; или (4) по очистке устройства для взятия образца материала.

Средство передачи может быть документом, цифровой запоминающей средой, оптической запоминающей средой, звуковым представлением или дисплеем, содержащим информацию или инструкции. В некоторых вариантах осуществления средство передачи может быть дисплейным веб-сайтом, дисплейным киоском, рекламным проспектом, товарной этикеткой, листком-вкладышем в упаковку, рекламой, проспектом, публичным объявлением, аудиокассетой, видеокассетой, потоком цифровой информации, DVD, CD-ROM, машиночитаемой микросхемой, машиночитаемой перфокартой, машиночитаемым диском, USB устройством. Fire Wire устройством, памятью компьютера и любым сочетанием из них.

Полезная информация включает в себя одну или более контактную информацию для потребителей, чтобы использовать, если у них есть вопрос об изобретении и об его применении. Средство передачи пригодно для инструктажа о достоинствах применения настоящего изобретения и показа соответствующего способа применения изобретения для отбора и оценки образцов исходных материалов путем использования устройств для взятия образца материала.

Другим объектом изобретения является упаковка, включающая в себя знаки, описывающие устройство для взятия образца материала, содержащее вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу, сконструированную и выполненную для приема сверла. Знаки могут быть в виде слов, символов, картинок, фотографий, фигур или сочетаний из них для показа деталей или примеров описанного здесь устройства для взятия образца материала. Упаковка дополнительно вмещает устройство для взятия образца материала, включающее в себя вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу, сконструированную и выполненную для приема сверла.

В варианте осуществления упаковка может включать в себя по меньшей мере одну ручку, пригодную для обработки и транспортировки упаковки. Упаковка может включать в себя по меньшей мере одно окно для осмотра устройства для взятия образца материала или любых его частей. Упаковка может включать в себя слово или слова, картинку, чертеж, акроним, слоган, фразу или сочетание из них, которое указывает, что упаковка содержит устройство для взятия образца материала, содержащее вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу, сконструированную и выполненную для приема сверла.

Все патенты, заявки на патент, публикации и другие ссылки, приведенные или упомянутые здесь, включены здесь по ссылке до степени, допустимой законом. Обсуждение этих ссылок предназначено только для суммирования сделанных здесь заявлений. Никакого допущения не сделано так, что любые такие патенты, заявки на патенты, публикации, или ссылки, или любая их часть являются соответствующим известным уровнем техники по отношению к данному изобретению, и, таким образом, право критически оценивать точность и значимость таких патентов, заявок на патенты, публикаций и других ссылок сохраняется.

1. Способ отбора образца материала, включающий в себя этапы, на которых:
обеспечивают наличие устройства для взятия образца материала, содержащее вращатель, имеющий механизм вращения, сверло, прикрепленное к механизму вращения и вращаемое им, и аккумулирующую образец трубу, окружающую сверло, при этом аккумулирующая образец труба содержит по меньшей мере одно отверстие в верхнем конце, так что образец материала является видимым сквозь по меньшей мере одно отверстие для пользователя устройством для взятия образца материала;
вводят аккумулирующую образец трубу в материал; и
вращают сверло для отбора образцов материала в аккумулирующую образец трубу, при этом вращение сверла для отбора образцов материала в аккумулирующую образец трубу представляет собой вращение сверла в одном направлении с целью направления образцов через нижний конец аккумулирующей образец трубы вовнутрь аккумулирующей образец трубы, и способ дополнительно включает в себя этап, на котором удаляют аккумулирующую образец трубу из материала и вращают сверло в другом противоположном первому направлении для высвобождения материала из аккумулирующей образец трубы.

2. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором оценивают образец для определения соответствия образца стандартам качества.

3. Способ по п. 1, содержащий этап, на котором оценивают образец для определения наличия у него специфических характеристик.

4. Способ по п. 1, в котором материал представляет собой исходный материал.

5. Способ по п. 1, в котором материал находится в виде, выбранном из списка, включающего в себя порошок, твердые частицы, зерна, гранулы и сочетания из них.

6. Способ по п. 1, по которому материал имеет плохие характеристики текучести.