國內外卡車自動取樣機結構及性能的對比與分析＊

張芳薇，王志山，王曉玲，王鳳成，谷利軍

（1.河南工業(yè)大學 機 電工程學院，河南 鄭州 450001；2.河南工業(yè)大學 工程訓練中心，河南 鄭州450001；3.河南工業(yè)大學 國 際食品合作中心，河南 鄭州 450001；4.國家糧食加工裝備工程技術研究中心，河南 開封 475201）

0 引言

世界糧食生產國都高度重視糧食流通業(yè)，伴隨著世界工業(yè)化進程的加快，尤其是鐵路、公路的快速發(fā)展，糧食“四散化”流通技術得到大力推廣。為了適應散糧流通的扦樣和檢測需求，能夠對整批谷物的質量作出公平的、準確的檢測，一批卡車自動扦樣設備被成功研制，在使用中起到了事半功倍的效果。

1 國內外取樣機裝備現(xiàn)狀及性能比較分析

1.1 人工取樣裝置

目前我國在糧食、飼料等行業(yè)中，原糧樣品的取樣常采用人工扦樣，使用的手工扦樣器長度為1 m～6 m，用于中等深度的散糧取樣，但當糧堆深度較大、樣品較多時，需較多的工人進行操作，費時費力，且工作條件惡劣，使取樣人員難以嚴格執(zhí)行取樣標準，所取樣品不能準確代表糧食的實際質量等級，常用的手工扦樣器如圖1所示。

卡車自動取樣機相比人工取樣，可用最少的時間實現(xiàn)深層均勻扦樣，可獲取最具代表性的樣品、節(jié)約勞動力；自動取樣機是機械自動化產品，操作過程公開透明，檢測結果具有較強的說服力，減少了因樣品代表性不全而引起的經濟糾紛。

1.2 卡車自動取樣機

1.2.1 國內卡車自動取樣機

我國雖是糧食大國，但糧食質量扦樣檢測設備并不先進，原商業(yè)部四川糧食儲藏研究所研制的吸式糧堆扦樣器［1］、陜 QY1.6×2000糧食扦樣器、QYX2.2－A型吸式扦樣器等均是1990年前研制的成果，并無針對車載糧食扦樣的機器。近年來卡車成為糧食流通的中堅力量，一些新型車載糧食自動取樣機應運而生，具有代表性的是安徽界首市云龍糧機配套工程有限公司生產的 YL－01型固定式糧食扦樣機（見圖2）［2］。

圖1 手持扦樣器

圖2 YL－01型固定式糧食扦樣機

YL－01型固定式糧食扦樣機可實現(xiàn)車載散裝糧食的自動扦樣，采用電力驅動，由扦樣桿、旋轉臂、扦樣小車等部分組成。扦樣桿端部開一側孔作為進糧孔，并在側孔對面開3個小孔用來補充扦樣時所需空氣，其端部安裝有一錐形頭，用耐磨、硬度高的材料制成，便于插入糧堆，并在錐形頭上端也均勻分布3個小孔，用來補充空氣，減少扦樣桿發(fā)生堵塞的幾率。

1.2.2 國外卡車自動取樣機

國外卡車取樣機起步較早，從20世紀80年代開始，德國、英國等已經投入生產。隨著卡車在糧食流通中的地位日益重要，卡車取樣機之間的競爭也愈發(fā)激烈，到21世紀國外著名生產廠家有法國肖邦技術公司（Chopin Technologies）、美國英特爾西斯坦公司（Intersystems）和美國佳美特制造公司（Gamet）。

1.2.2.1 法國肖邦技術公司產品

法國肖邦技術公司生產的卡車取樣機居世界領先地位，其中PICKUP3000自動谷物取樣系統(tǒng)能夠滿足多數(shù)卡車載糧的取樣要求。該系統(tǒng)采用電力驅動，取樣時樣品通過真空吸送，取樣頭安裝有自動檢測裝置，保證可以取到底部的樣品；取樣頭可采用單管探頭、雙壁探頭兩種探頭。該取樣機采用單管探頭（見圖3）時，端部為錐形設計，能輕易穿入各種材料，實現(xiàn)車載散糧的取樣檢測。樣品通過兩個75×20 mm的側孔獲取，可通過滑動探頭尖端的閘板套管調節(jié)開孔截面面積，使用隨帶的3個M5夾緊螺釘把閘板套筒緊固在所需高度，控制每次取樣數(shù)量。

圖3 單管探頭

PICKUP3000取樣機采用雙壁探頭時，如圖4所示。雙壁探頭是由內、外兩管鑲套而成，通過中心管獲取樣品，輸送空氣通過內、外管間隙進入。取樣時可根據(jù)所需樣品量及物料物理特性的不同，通過調節(jié)接在雙壁探頭的滑動套筒來設置二次排氣口面積，控制二次氣流量。

圖4 法國肖邦技術公司的PICKUP3000取樣機（雙壁探頭）

取樣時，在探頭插入糧堆時探頭已具有一定的真空度，探頭僅獲取正前方材料，由于探頭從上到下穿入谷物的整個過程中始終保持真空狀態(tài)，因此獲取的樣品是長度等于谷堆全高的一個圓柱，避免探頭將管口附近的糧粒連同各種雜質一并吸取，在最大程度上提高了吸取樣品的準確性。

在首次對輸送空氣流量進行設置時，可拿一張白紙湊到取樣頭端部，以白紙正好吸附在取樣頭端部為準。

1.2.2.2 美國英特爾西斯坦公司產品

美國英特爾西斯坦公司生產的卡車取樣機如圖5所示。

圖5 美國英特爾西斯坦公司的卡車取樣機

該卡車取樣機采用液壓動力驅動，具有隔間式和芯式取樣管兩種類型取樣探頭。

隔間式取樣管有方管和圓管兩種形狀，兩者與人工套筒式取樣器工作原理相似，由內外兩個開有槽孔的管子鑲套而成。當插入糧堆到指定取樣位置時，通過旋轉內管，使內、外管槽孔位于同一條直線上，進料端口打開，通過重力獲取樣品，取樣完成后，旋轉內管關閉進料口，在氣力輸送作用下，樣品進入到收集槽中。

芯式取樣管與法國肖邦技術公司的雙壁探管結構相似，當取樣管插入到指定位置時，糧食進入內管，空氣從內管頂部抽出，同時有相同流量空氣進入外管，導入內管底部帶著樣品上升，取代內管中抽出的空氣。芯式取樣管是一個空氣平衡系統(tǒng)，在調節(jié)時先打開電機，在探管端部放置一張3平方英寸的白紙，以正好能吸附住白紙為準。

1.2.2.3 美國佳美特制造公司產品

美國佳美特制造公司生產和出售的兩個最具代表性、性能最可靠的取樣機是Apollo和Ja Ham取樣機，兩者都采用液壓驅動，見圖6。

美國佳美特卡車取樣機有兩種取樣管：隔間式和芯式取樣管。兩種取樣管的工作原理及結構同美國英特爾西斯坦卡車取樣機的取樣管相似，在使用芯式取樣管進行空氣平衡設定時，可手拿輕麥殼，放在離取樣管端部約13 mm處，以麥殼既不從手中吹出也不吸進取樣管為準。

2 總結

由上可知國內外卡車自動取樣機主要靠電力或液壓驅動，兩種驅動方式各有利弊，電力驅動工作可靠、精度高，對維護要求低，但輸出力?。灰簤候寗虞敵隽Υ?、運動平穩(wěn)、易自動化控制，但系統(tǒng)成本高、可靠性差。取樣管主要有單壁和雙壁兩種，雙壁取樣管可以獲得最具代表性的樣品。

圖6 美國佳美特公司的Apollo和Ja Ham卡車取樣機

本文通過對糧食行業(yè)中現(xiàn)存卡車取樣機的深入探究，充分認識到卡車取樣機的優(yōu)缺點和扦樣技術的發(fā)展需求。相關專業(yè)人士應結合國內外先進的卡車取樣機，對國內現(xiàn)有的卡車取樣機進行改進，以打造出先進的扦樣機和扦樣技術來適合我國國內的需求，使我國的糧食流通技術水平提高到一個新臺階。

［1］ 四川省糧食局科學研究所.深層糧堆扦樣器試制成功［J］.四川糧油科技，1978（4）：76.

［2］ 邢勇.國內糧食扦樣裝備現(xiàn)狀及研發(fā)方向探討［J］.糧食儲藏，2011（6）：53－56.

［3］ 孟彬，劉強，汪福友.固定式糧食自動扦樣機的研制和應用［J］.糧食流通技術，2009（2）：18－20.

［4］ 曹全禮.固定式升降轉向糧食扦樣機：中國，ZL200920181180.2［P］.2010－08－25.

［5］ 顧堯臣.谷物取樣和取樣器（續(xù)前）［J］.糧食與飼料工業(yè)，2008（10）：44－48.

［6］ Anon.International buyer’s guide，gamet samplers［J］.World Grain，2003（12）：137.

［7］ Kevin B Mason.Grain sampling systems［J］. World Grain，2007（4）：56－60.

［8］ Anon.Products and service，intersystems truck probe［J］.World Grain，1995（3）：51.

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