材料取樣裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供材料取樣裝置和使用該材料取樣裝置的方法。在總體方面中，所述材料取樣裝置包括具有轉動器、螺旋鉆和樣品容納管的材料取樣裝置。該轉動器包括轉動機構。該螺旋鉆附接到轉動機構且能借助該轉動機構轉動。樣品容納管被構造和布置成接納該螺旋鉆。本發明還提供用于制造材料取樣裝置并利用這樣的材料取樣裝置采集和評估材料的樣品的成套用具。
【專利說明】材料取樣裝置
[0001]相關申請的交叉援引
[0002]本申請要求于2011年7月5日提交的美國臨時專利申請序列號N0.61/571785的優先權，該專利申請的公開內容通過引用結合入本文。
【技術領域】
[0003]本發明總體涉及材料取樣裝置，具體涉及用于獲取具有差的流動性的產品的樣品的材料取樣裝置和方法。
【背景技術】
[0004]有代表性的采集和取樣對于幫助評估入境原材料是關鍵的。當前使用以下設備執行原材料的取樣:手動探針或多層氣動取樣系統(tier and pneumatic samplingsystems)。用于非自由流動材料(例如，提煉的動物骨粉、豆粉、玉米面筋粉、谷粉、小麥面筋粉等)的常規取樣探針較小且被手動地轉動。它們不能用于大量取樣(例如，筒倉、大箱柜、軌道車或貨車料斗)。
[0005]通常，常規的手動探針不能有效地獲取有代表性的樣品且難以使用。常規的手動探針未設計成對具有差的流動性的原料有效。此外，由于多種原因可能無法確保使用常規的手動探針可靠地取樣。例如，推動探針穿過原材料所需的手動力通常大于普通人可施加的力(非完整橫截面樣品)。此外，原材料將不充分地流到探針中。反而，探針趨向于在原材料內形成“隧道”。
[0006]取樣原材料的不一致性證明獲取和排出原材料是費時費力的。此外，取樣設備的日常維護和清潔不必要地繁雜。
【發明內容】
[0007]因此，本發明的一個目的是提供用于采集原材料的材料取樣裝置。
[0008]本發明的另一個目的是提供使用材料取樣裝置采集材料樣品的方法。
[0009]本發明的又一個目的是提供包含用于取樣原材料的裝置和說明(操作指南)的成
套用具。
[0010]本發明的另一個目的是提供包裝和描繪包括材料取樣裝置的包裝的內容物的標記。
[0011]這些和其它目的利用包括轉動器、螺旋鉆和樣品容納管的材料取樣裝置來實現。轉動器包括轉動機構。螺旋鉆附接到轉動機構且能借助該轉動機構轉動。樣品容納管構造和布置成接納該螺旋鉆。材料取樣裝置可用來有效地采集原材料的有代表性的樣品，如非自由流動的顆粒材料或粉末材料。與常規的手動探針相比，使用所述材料取樣裝置獲取樣品所需的時間以及樣品的總體完整性得到了改善。
[0012]本發明的附加和其它目的、特征和優點對本領域技術人員將是顯而易見的。【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1示出了附接到本發明一實施例中的材料取樣裝置的轉動器上的螺旋鉆的透視圖。
[0014]圖2示出了附接到本發明一實施例中的材料取樣裝置的轉動器上的樣品容納管的透視圖。
【具體實施方式】
[0015]定義
[0016]術語“轉動器”意指構造和布置成使螺旋鉆轉動的裝置。在本發明的一個實施例中，“轉動器”呈“手鉆”構型的形式，所述手鉆構型具有使該螺旋鉆旋轉的電動機。用于使螺旋鉆旋轉的任何其它合適的設備(例如，輪、手搖曲柄、機械臂等等)或裝置(電的、空氣的、液壓的、手動的等)都可以在本發明的替代實施例中用作轉動器。
[0017]術語“螺旋鉆”意指用作螺旋輸送機的螺旋形螺旋葉片，其在螺旋鉆沿一個方向轉動時使材料移動到其葉片上。如果螺旋鉆沿相反的方向轉動，則將材料從該葉片移出。螺旋鉆可由任何合適的結實且耐用的材料、如鋼制成。
[0018]術語“單個包裝”意指成套用具的部件在一個或多個容器內實體上關聯或者與一個或多個容器實體上關聯，并被認為是適于制造、配送、銷售或使用的單元。容器包括但不限于袋、箱、紙盒、瓶子，任何類型或設計或材料的包裝，外-包裹(over-wrap)、收縮-包裹(shrink-wrap ),附著的部件(例如，釘住的、粘附的，等等)，或者它們的組合。單個包裝可含有如本文描述的轉動器、螺旋鉆、樣品容納管等等，它們可以實體上關聯使得它們被認為是適于制造、分送、銷售或使用的單元。
[0019]術語“虛擬包裝”意指成套用具的部件通過在一個或多個實體或虛擬的成套用具部件上的用法說明而關聯，所述用法說明指導使用者如何獲得其它部件，例如含有一個部件和用法說明的袋子或其它容器，該用法說明指導使用者訪問網站、聯系記錄信息(錄制留言)或者傳真回傳服務、觀看視覺信息，或者聯系指導者，以獲得如何使用該成套用具的說明或者與該成套用具的一個或多個部件相關的安全或技術信息。
[0020]如在本說明書中以及隨附的權利要求書中使用的，單詞的單數形式包括復數含義，反之亦然，除非上下文另外清楚地規定。因此，提到“一”、“一種”和“該/所述”通常包括相應術語的復數含義。例如，提到“一種材料取樣裝置”或“一種方法”包括多種這樣的“材料取樣裝置”或“方法”。類似地，用語“包含”、“包含有”和“含有”應被解釋為包含性地而非唯一地/排他地。同樣，術語“包括”、“包括有”和“或”應全部被認為是包括的，除非上下文清楚地禁止了這種解釋。本文使用的術語“例子”一尤其在其后接術語列表時一僅僅是示例性和說明性的，并且不應該被認為是排他性或全面的。
[0021]本文公開的裝置、組件、成套用具、方法、組合方式以及其它進步不限于本文描述的具體的方法、方案和反應物(試劑)，因為正如本領域技術人員將會理解的，它們可以變化。另外，本文使用的術語僅僅是出于描述特定的實施例的目的，而不打算且不會限制本發明公開或要求保護的范圍。
[0022]本發明
[0023]在圖1-2示出的一個方面中，本發明提供一種材料取樣裝置10，其包括:具有轉動機構22的轉動器20，附接到轉動機構22且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆30，以及構造和布置成接納螺旋鉆30的樣品容納管(sample containment tube )40 ?例如，如圖1所示，螺旋鉆30可插入到樣品容納管40中。[0024]在一實施例中，轉動器20可以是電池供電的(例如無繩的)手鉆，該轉動器包括具有觸發器26的手柄24，以允許使用者抓握轉動器20并通過按壓觸發器26來操作螺旋鉆30。手柄24可以是任何合適的構型并包括允許使用者容易地握持該手柄的任何合適的網紋抓握部28。轉動機構22可包括任何合適的附接機構，以允許螺旋鉆30穩固地附接到轉動機構22。轉動機構22還可包括任何合適的馬達或能夠使該螺旋鉆轉動的裝置。轉動器20可包括用于控制轉動機構22的轉動方向的任何合適的切換部件(例如反轉按鈕)。
[0025]螺旋鉆30在一個端部處附接到轉動器20的轉動機構22。螺旋鉆30的相對的端部不附接到任何事物并且延伸到樣品容納管40的開口端。當被轉動器20驅動時，螺旋鉆30可在樣品容納管40內在兩個方向(例如順時針和逆時針)上轉動。同時在操作過程中，樣品容納管40穩固地或固定地附接到轉動器20且不轉動。樣品容納管40可被容易地從轉動器20移除或拆下，以露出螺旋鉆30進行清潔。這也允許接近樣品容納管40的內部以便于清潔。
[0026]在一個實施例中，出于人體工程學和定位目的，樣品容納管40包括使用者可抓握的、位于樣品容納管40的任一側的一個或多個手柄42。樣品容納管40還可包括一個或多個開孔44。當材料到達樣品容納管40的頂部或端部時，開孔44可用于從視覺上直觀地告知使用者材料取樣裝置10已經成功地獲取材料的樣品(例如樣品容納管40完全充滿材料)。開孔44還可用來在樣品藉由螺旋鉆30被采集到內部時防止樣品容納管40內壓力增大。
[0027]樣品容納管40可具有細長的圓筒的形狀和可以是任何合適的長度。應當認識到樣品容納管40應具有與螺旋鉆30相對應的外周/橫截面形狀，以使將材料的樣品采集到樣品容納管40中的效率最大化。優選地，樣品容納管40應當具有大約與待被取樣的材料的材料基/床或材料堆的深度相同的長度。樣品容納管40可由任何合適的材料制成，諸如剛性金屬(例如鋁)或塑料。
[0028]在一個實施例中，材料取樣裝置10如下工作。將樣品容納管40的與轉動器20相對的端部放置在材料諸如粉末原料的材料基或材料堆上。通過按壓轉動器20的觸發器26引起螺旋鉆30順時針轉動。螺旋鉆30的轉動將螺旋鉆30連同與其對應的樣品容納管40拉到所述材料中。在到達期望的深度或到達材料的底部后，通過釋放觸發器26使螺旋鉆30的轉動停止。將材料取樣裝置10和被保持在樣品容納管40內的“捕獲的”材料或材料芯樣品一起拉出材料基。可通過使螺旋鉆30在逆時針方向上轉動而將捕獲的材料芯樣品排出樣品容納管40。
[0029]材料取樣裝置10有利地提供了在傳統的取樣器中不存在的多種益處。這些益處包括:1)探測貨車掛車(卡車拖車)和軌道車上的原料的整個深度的能力，2)捕獲貨車掛車和軌道車底部的原料樣品的能力，3)獲取貨車掛車和軌道車的頂部至底部樣品體積的能力，4)降低了試圖手動推動探針更深地進入原料中的身體難度(生理困難)，5)降低了出于清潔目的接近探針的內表面的難度。通過能夠有效且高效地測試及評估任何類型的材料，所述材料取樣裝置可進一步改進以防止接收不正確的材料和受污染的原材料。
[0030]在一替代方面中，本發明提供一種采集材料的樣品的方法。該方法包括:提供材料取樣裝置，該材料取樣裝置包括具有轉動機構的轉動器、附接到該轉動機構并能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆以及包圍該螺旋鉆的樣品容納管；將樣品容納管插入到材料內；使螺旋鉆轉動以將材料的樣品采集到該樣品容納管中。
[0031]由該材料取樣裝置采集的樣品材料可以是任何與該材料取樣裝置相容的材料。在某些實施例中，所述材料具有差的流動性。具有差的流動性的材料通常具有導致微粒相互粘附的粘性，或者具有在微粒流動時在微粒之間產生過大摩擦力并阻礙微粒的自由流動或容易流動的性質。這樣的摩擦力可以由很多因素引起，例如，微粒均勻性不足；微粒形狀；和由微粒原料、例如糖、淀粉、脂肪或者由濕氣引起的微粒粘著性。所述材料取樣裝置尤其對采集具有差的流動性的材料的樣品有用。
[0032]一旦已經采集到足夠量的樣品，則可通過轉動螺旋鉆(例如沿與采集方向相反的方向)用以從樣品容納管釋放材料來將該樣品從樣品容納管中移出。來自樣品容納管的材料可被釋放到桶或任何合適的容器中。可以評價采集的樣品以確定樣品是否符合質量標準。還可以評價采集的樣品來確定樣品是否具有特定的或期望的物理或化學特性。
[0033]被采集或取樣的材料可以是任何合適的原材料。該材料可以呈任何形式，如粉末、微粒、丸(小球)、顆粒或它們的組合。該材料可以是自由流動的或粘性的。材料取樣裝置可有利地用于粉末型原料——例如用于小麥面筋粉，以將每個樣品的人力需求降低約50%。
[0034]在一替代方面中，本發明提供用于采集樣品并使用本發明的材料取樣裝置的成套用具。該成套用具包括視成套用具部件的情況而在位于單個包裝中的單獨容器中或者在位于虛擬包裝中的單獨容器中的(A)材料取樣裝置，該材料取樣裝置包括具有轉動機構的轉動器、附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管；或者(B)具有轉動機構的轉動器，以及下述中的至少一個:(1)附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆；(2)構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管；(3)關于如何使用材料取樣裝置采集材料樣品的說明；(4)關于如何清潔材料取樣裝置的說明；或者(5)用于可被材料取樣裝置采集的材料的產品規格。
[0035]當成套用具包含虛擬包裝時，該成套用具局限于在與一個或多個實體成套用具部件相結合的虛擬環境中的說明。成套用具可含有以多種組合形式中的任一種組合的成套用具部件。在一個實施例中，成套用具含有具有轉動機構的轉動器和附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆。在這個實施例中，構造和布置成接納螺旋鉆的一個或多個樣品容納管可與該成套用具一起出售或者例如作為虛擬成套用具的一部分而與該成套用具分開出售。
[0036]成套用具可包含由消費者訂購并分開運送至消費者的一個或多個成套用具部件，例如在線訂購或通過電話訂購的轉動器及樣品容納管，其中這兩個物品從不同的地點被運送到消費者地址。在所有的實施例中，轉動器、螺旋鉆和樣品容納管可以是能連接且能拆卸的，使得它們能用來制造本發明的材料取樣裝置。
[0037]在又一方面中，本發明提供一種用于傳達關于下述中的一項或多項的信息或說明的方法(措施):(1)組裝轉動器、螺旋鉆和樣品容納管以制造材料取樣裝置；(2)使用材料取樣裝置采集原材料的樣品；(3)使用材料取樣裝置以采集任何合適的材料的樣品；或者(4)清潔材料取樣裝置。
[0038]所述傳達方法可以是文檔、數字存儲介質、光存儲介質、音頻介紹，或含有信息或說明的直觀(視覺)顯示。在某些實施例中，傳達方法可以是展示網站、視覺顯示亭、手冊、產品標簽、包裝說明書、廣告、散發材料、公告、錄音帶、錄像帶、數字流(數位流)、DVD、⑶-ROM、計算機可讀芯片、計算機可讀卡、計算機可讀磁盤、USB設備、FireWire設備、計算機存儲器及其任意組合。
[0039]有用的信息包括在消費者對本發明和其使用存在疑問的情況下供消費者使用的聯系信息。所述傳達方法用于指出使用本發明的益處和傳達用于使用本發明的被認可的方法，該方法用于使用材料取樣裝置進行采集和評估原材料的樣品。
[0040]在另一方面中，本發明提供一種包括描述材料取樣裝置的標記的包裝，該材料取樣裝置包括:具有轉動機構的轉動器，附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆，以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管。所述標記可以呈文字、符號、圖片、照片、圖形或它們的組合的形式，用以顯示本文描述的材料取樣裝置的細節或例子。所述包裝還含有材料取樣裝置，該材料取樣裝置包括:具有轉動機構的轉動器，附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆，以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管。
[0041]在一個實施例中，所述包裝可包括適合用于裝卸(操縱)和運輸該包裝的一個或多個手柄。該包裝可包括用于查看材料取樣裝置或其任何部分的一個或多個窗口。該包裝可包括附到該包裝上的標簽，該標簽含有表明該包裝中含有材料取樣裝置的文字、圖片、圖案、首字母縮略詞、標語、短語或它們的組合，所述材料取樣裝置包括:具有轉動機構的轉動器，附接到該轉動機構且借助該轉動機構轉動的螺旋鉆，以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管。
[0042]本文引用或提到的所有專利、專利申請、出版物和其它參考文獻以法律允許的程度通過引用結合入本文。這些參考文獻的討論僅旨在歸納其中提出的主張。不承認任何此類專利、專利申請、出版物或參考文獻或其任何部分是本發明的相關現有技術，并且明確保留質疑此類專利、專利申請、出版物和其它參考文獻的準確性和針對性的權利。
【權利要求】
1.一種材料取樣裝置，包括: 具有轉動機構的轉動器； 附接到所述轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆；和 構造和布置成接納所述螺旋鉆的樣品容納管。
2.根據權利要求1所述的材料取樣裝置，其特征在于，所述轉動器為電動手鉆。
3.根據權利要求1所述的材料取樣裝置，其特征在于，所述手鉆是可充電的。
4.根據權利要求1所述的材料取樣裝置，其特征在于，所述螺旋鉆能插到所述樣品容納管中。
5.根據權利要求1所述的材料取樣裝置，其特征在于，所述樣品容納管包括至少一個手柄。
6.根據權利要求1所述的材料取樣裝置，其特征在于，所述樣品容納管包括至少一個開孔。
7.根據權利要求1所述的材料取樣裝置，其特征在于，所述轉動器包括具有觸發器的手柄。
8.根據權利要求7 所述的材料取樣裝置，其特征在于，所述手柄包括網紋抓握部。
9.一種用于采集材料的樣品的方法，該方法包括: 提供材料取樣裝置，該材料取樣裝置包括具有轉動機構的轉動器、附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆以及包圍該螺旋鉆的樣品容納管； 將所述樣品容納管插到所述材料內；和 使所述螺旋鉆轉動以將所述材料的樣品采集到所述樣品容納管內。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，該方法包括將所述樣品容納管從所述材料中移出，和使所述螺旋鉆轉動以將所述材料從所述樣品容納管中釋放。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，該方法包括評估所述樣品以確定該樣品是否滿足質量標準。
12.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，該方法包括評估所述樣品以確定該樣品是否具有規定特性。
13.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述材料是原材料。
14.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述材料呈從包括粉末、微粒、丸、顆粒及其組合的組中選定的形式。
15.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述材料具有差的流動性。
16.一種成套用具，其包括視成套用具部件的情況而在位于單個包裝中的單獨容器中或者在位于虛擬包裝中的單獨容器中的(A)材料取樣裝置，該材料取樣裝置包括具有轉動機構的轉動器、附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管；或者(B)包括具有轉動機構的轉動器的材料取樣裝置，以及下述中的至少一個:(1)附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆；(2)構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管；(3)關于如何使用材料取樣裝置采集材料樣品的說明；(4)關于如何清潔材料取樣裝置的說明；或者(5)針對能被材料取樣裝置采集的材料的產品規格。
17.根據權利要求16所述的成套用具，其特征在于，所述轉動器、所述螺旋鉆和所述樣品容納管被包裝在位于單個包裝中的單獨容器內。
18.根據權利要求16所述的成套用具，其特征在于，所述轉動器、所述螺旋鉆和所述樣品容納管中的一個或多個以及所述說明中的一個或多個被包裝在虛擬包裝中。
19.一種用于傳達關于下述中的一項或多項的信息或傳達針對下述中的一項或多項的說明的方法:(1)組裝所述轉動器、螺旋鉆和樣品容納管以制造根據權利要求1所述的材料取樣裝置；(2)使用根據權利要求1所述的材料取樣裝置采集原材料的樣品；(3)使用根據權利要求1所述的材料取樣裝置采集任何合適的材料的樣品；或者(4)清潔根據權利要求1所述的材料取樣裝置；所述方法包括文檔、數字存儲介質、光存儲介質、音頻介紹，或含有所述信息或說明的直觀顯示。
20.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，所述傳達方法選自包括顯示網站、視覺顯示亭、手冊、產品標簽、包裝說明書、廣告、散發材料、公告、錄音帶、錄像帶、數字流、DVD、CD-ROM、計算機可讀芯片、計算機可讀卡、計算機可讀磁盤、USB設備、FireWire設備、計算機存儲器及其任意組合的組。
21.根據權利要求19所述的方法，其特征在于，所述材料具有差的流動性。
22.一種包裝，該包裝包括描繪材料取樣裝置的標記，所述材料取樣裝置包括:具有轉動機構的轉動器，附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆，以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管。
23.根據權利要求22所述的包裝，其特征在于，所述包裝包含材料取樣裝置，該材料取樣裝置包括:具有轉動機構的轉動器，附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆，以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管。
24.根據權利要求22所述的包裝，其特征在于，該包裝還包括適合用于裝卸和運輸該包裝的一個或多個手柄。
25.根據權利要求22所述的包裝，其特征在于，該包裝還包括一個或多個窗口。
26.根據權利要求22所述的包裝，其特征在于，該包裝還包括附到該包裝的標簽，所述標簽含有表明所述包裝包含材料取樣裝置的文字、圖片、圖案、首字母縮略詞、標語、短語或它們的組合，所述材料取樣裝置包括:具有轉動機構的轉動器，附接到該轉動機構且能借助該轉動機構轉動的螺旋鉆，以及構造和布置成接納該螺旋鉆的樣品容納管。
【文檔編號】G01N1/08GK103649711SQ201280033454
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年6月29日 優先權日:2011年7月5日
【發明者】I·班加, R·L·納什 申請人:雀巢產品技術援助有限公司