[0003] 本发明总体涉及材料取样装置，具体涉及用于获取具有差的流动性的产品的样品的材料取样装置和方法。

[0004] 有代表性的采集和取样对于帮助评估入境原材料是关键的。当前使用以下设备执行原材料的取样：手动探针或多层气动取样系统（tier and pneumatic sampling systems）。用于非自由流动材料（例如，提炼的动物骨粉、豆粉、玉米面筋粉、谷粉、小麦面筋粉等）的常规取样探针较小且被手动地转动。它们不能用于大量取样（例如，筒仓、大箱柜、轨道车或货车料斗）。

[0005] 通常，常规的手动探针不能有效地获取有代表性的样品且难以使用。常规的手动探针未设计成对具有差的流动性的原料有效。此外，由于多种原因可能无法确保使用常规的手动探针可靠地取样。例如，推动探针穿过原材料所需的手动力通常大于普通人可施加的力（非完整横截面样品）。此外，原材料将不充分地流到探针中。反而，探针趋向于在原材料内形成“隧道”。

[0006] 取样原材料的不一致性证明获取和排出原材料是费时费力的。此外，取样设备的日常维护和清洁不必要地繁杂。

[0015] 定义

[0016] 术语“转动器”意指构造和布置成使螺旋钻转动的装置。在本发明的一个实施例中，“转动器”呈“手钻”构型的形式，所述手钻构型具有使该螺旋钻旋转的电动机。用于使螺旋钻旋转的任何其它合适的设备（例如，轮、手摇曲柄、机械臂等等）或装置（电的、空气的、液压的、手动的等）都可以在本发明的替代实施例中用作转动器。

[0017] 术语“螺旋钻”意指用作螺旋输送机的螺旋形螺旋叶片，其在螺旋钻沿一个方向转动时使材料移动到其叶片上。如果螺旋钻沿相反的方向转动，则将材料从该叶片移出。螺旋钻可由任何合适的结实且耐用的材料、如钢制成。

[0018] 术语“单个包装”意指成套用具的部件在一个或多个容器内实体上关联或者与一个或多个容器实体上关联，并被认为是适于制造、配送、销售或使用的单元。容器包括但不限于袋、箱、纸盒、瓶子，任何类型或设计或材料的包装，外-包裹（over-wrap）、收缩-包裹（shrink-wrap），附着的部件（例如，钉住的、粘附的，等等），或者它们的组合。单个包装可含有如本文描述的转动器、螺旋钻、样品容纳管等等，它们可以实体上关联使得它们被认为是适于制造、分送、销售或使用的单元。

[0019] 术语“虚拟包装”意指成套用具的部件通过在一个或多个实体或虚拟的成套用具部件上的用法说明而关联，所述用法说明指导使用者如何获得其它部件，例如含有一个部件和用法说明的袋子或其它容器，该用法说明指导使用者访问网站、联系记录信息（录制留言）或者传真回传服务、观看视觉信息，或者联系指导者，以获得如何使用该成套用具的说明或者与该成套用具的一个或多个部件相关的安全或技术信息。

[0020] 如在本说明书中以及随附的权利要求书中使用的，单词的单数形式包括复数含义，反之亦然，除非上下文另外清楚地规定。因此，提到“一”、“一种”和“该/所述”通常包括相应术语的复数含义。例如，提到“一种材料取样装置”或“一种方法”包括多种这样的“材料取样装置”或“方法”。类似地，用语“包含”、“包含有”和“含有”应被解释为包含性地而非唯一地/排他地。同样，术语“包括”、“包括有”和“或”应全部被认为是包括的，除非上下文清楚地禁止了这种解释。本文使用的术语“例子”——尤其在其后接术语列表时——仅仅是示例性和说明性的，并且不应该被认为是排他性或全面的。

[0021] 本文公开的装置、组件、成套用具、方法、组合方式以及其它进步不限于本文描述的具体的方法、方案和反应物（试剂），因为正如本领域技术人员将会理解的，它们可以变化。另外，本文使用的术语仅仅是出于描述特定的实施例的目的，而不打算且不会限制本发明公开或要求保护的范围。

[0022] 本发明

[0023] 在图1-2示出的一个方面中，本发明提供一种材料取样装置10，其包括：具有转动机构22的转动器20，附接到转动机构22且能借助该转动机构转动的螺旋钻30，以及构造和布置成接纳螺旋钻30的样品容纳管（sample containment tube）40。例如，如图1所示，螺旋钻30可插入到样品容纳管40中。

[0024] 在一实施例中，转动器20可以是电池供电的（例如无绳的）手钻，该转动器包括具有触发器26的手柄24，以允许使用者抓握转动器20并通过按压触发器26来操作螺旋钻30。手柄24可以是任何合适的构型并包括允许使用者容易地握持该手柄的任何合适的网纹抓握部28。转动机构22可包括任何合适的附接机构，以允许螺旋钻30稳固地附接到转动机构22。转动机构22还可包括任何合适的马达或能够使该螺旋钻转动的装置。转动器
20可包括用于控制转动机构22的转动方向的任何合适的切换部件（例如反转按钮）。

[0025] 螺旋钻30在一个端部处附接到转动器20的转动机构22。螺旋钻30的相对的端部不附接到任何事物并且延伸到样品容纳管40的开口端。当被转动器20驱动时，螺旋钻30可在样品容纳管40内在两个方向（例如顺时针和逆时针）上转动。同时在操作过程中，样品容纳管40稳固地或固定地附接到转动器20且不转动。样品容纳管40可被容易地从转动器20移除或拆下，以露出螺旋钻30进行清洁。这也允许接近样品容纳管40的内部以便于清洁。

[0026] 在一个实施例中，出于人体工程学和定位目的，样品容纳管40包括使用者可抓握的、位于样品容纳管40的任一侧的一个或多个手柄42。样品容纳管40还可包括一个或多个开孔44。当材料到达样品容纳管40的顶部或端部时，开孔44可用于从视觉上直观地告知使用者材料取样装置10已经成功地获取材料的样品（例如样品容纳管40完全充满材料）。开孔44还可用来在样品藉由螺旋钻30被采集到内部时防止样品容纳管40内压力增大。

[0027] 样品容纳管40可具有细长的圆筒的形状和可以是任何合适的长度。应当认识到样品容纳管40应具有与螺旋钻30相对应的外周/横截面形状，以使将材料的样品采集到样品容纳管40中的效率最大化。优选地，样品容纳管40应当具有大约与待被取样的材料的材料基/床或材料堆的深度相同的长度。样品容纳管40可由任何合适的材料制成，诸如刚性金属（例如铝）或塑料。

[0028] 在一个实施例中，材料取样装置10如下工作。将样品容纳管40的与转动器20相对的端部放置在材料诸如粉末原料的材料基或材料堆上。通过按压转动器20的触发器26引起螺旋钻30顺时针转动。螺旋钻30的转动将螺旋钻30连同与其对应的样品容纳管40拉到所述材料中。在到达期望的深度或到达材料的底部后，通过释放触发器26使螺旋钻30的转动停止。将材料取样装置10和被保持在样品容纳管40内的“捕获的”材料或材料芯样品一起拉出材料基。可通过使螺旋钻30在逆时针方向上转动而将捕获的材料芯样品排出样品容纳管40。

[0029] 材料取样装置10有利地提供了在传统的取样器中不存在的多种益处。这些益处包括：1）探测货车挂车（卡车拖车）和轨道车上的原料的整个深度的能力，2）捕获货车挂车和轨道车底部的原料样品的能力，3）获取货车挂车和轨道车的顶部至底部样品体积的能力，4）降低了试图手动推动探针更深地进入原料中的身体难度（生理困难），5）降低了出于清洁目的接近探针的内表面的难度。通过能够有效且高效地测试及评估任何类型的材料，所述材料取样装置可进一步改进以防止接收不正确的材料和受污染的原材料。

[0030] 在一替代方面中，本发明提供一种采集材料的样品的方法。该方法包括：提供材料取样装置，该材料取样装置包括具有转动机构的转动器、附接到该转动机构并能借助该转动机构转动的螺旋钻以及包围该螺旋钻的样品容纳管；将样品容纳管插入到材料内；使螺旋钻转动以将材料的样品采集到该样品容纳管中。

[0031] 由该材料取样装置采集的样品材料可以是任何与该材料取样装置相容的材料。在某些实施例中，所述材料具有差的流动性。具有差的流动性的材料通常具有导致微粒相互粘附的粘性，或者具有在微粒流动时在微粒之间产生过大摩擦力并阻碍微粒的自由流动或容易流动的性质。这样的摩擦力可以由很多因素引起，例如，微粒均匀性不足；微粒形状；和由微粒原料、例如糖、淀粉、脂肪或者由湿气引起的微粒粘着性。所述材料取样装置尤其对采集具有差的流动性的材料的样品有用。

[0032] 一旦已经采集到足够量的样品，则可通过转动螺旋钻（例如沿与采集方向相反的方向）用以从样品容纳管释放材料来将该样品从样品容纳管中移出。来自样品容纳管的材料可被释放到桶或任何合适的容器中。可以评价采集的样品以确定样品是否符合质量标准。还可以评价采集的样品来确定样品是否具有特定的或期望的物理或化学特性。

[0033] 被采集或取样的材料可以是任何合适的原材料。该材料可以呈任何形式，如粉末、微粒、丸（小球）、颗粒或它们的组合。该材料可以是自由流动的或粘性的。材料取样装置可有利地用于粉末型原料——例如用于小麦面筋粉，以将每个样品的人力需求降低约50%。

[0034] 在一替代方面中，本发明提供用于采集样品并使用本发明的材料取样装置的成套用具。该成套用具包括视成套用具部件的情况而在位于单个包装中的单独容器中或者在位于虚拟包装中的单独容器中的（A）材料取样装置，该材料取样装置包括具有转动机构的转动器、附接到该转动机构且能借助该转动机构转动的螺旋钻以及构造和布置成接纳该螺旋钻的样品容纳管；或者（B）具有转动机构的转动器，以及下述中的至少一个：（1）附接到该转动机构且能借助该转动机构转动的螺旋钻；（2）构造和布置成接纳该螺旋钻的样品容纳管；（3）关于如何使用材料取样装置采集材料样品的说明；（4）关于如何清洁材料取样装置的说明；或者（5）用于可被材料取样装置采集的材料的产品规格。

[0035] 当成套用具包含虚拟包装时，该成套用具局限于在与一个或多个实体成套用具部件相结合的虚拟环境中的说明。成套用具可含有以多种组合形式中的任一种组合的成套用具部件。在一个实施例中，成套用具含有具有转动机构的转动器和附接到该转动机构且能借助该转动机构转动的螺旋钻。在这个实施例中，构造和布置成接纳螺旋钻的一个或多个样品容纳管可与该成套用具一起出售或者例如作为虚拟成套用具的一部分而与该成套用具分开出售。

[0036] 成套用具可包含由消费者订购并分开运送至消费者的一个或多个成套用具部件，例如在线订购或通过电话订购的转动器及样品容纳管，其中这两个物品从不同的地点被运送到消费者地址。在所有的实施例中，转动器、螺旋钻和样品容纳管可以是能连接且能拆卸的，使得它们能用来制造本发明的材料取样装置。

[0037] 在又一方面中，本发明提供一种用于传达关于下述中的一项或多项的信息或说明的方法（措施）：（1）组装转动器、螺旋钻和样品容纳管以制造材料取样装置；（2）使用材料取样装置采集原材料的样品；（3）使用材料取样装置以采集任何合适的材料的样品；或者（4）清洁材料取样装置。

[0038] 所述传达方法可以是文档、数字存储介质、光存储介质、音频介绍，或含有信息或说明的直观（视觉）显示。在某些实施例中，传达方法可以是展示网站、视觉显示亭、手册、产品标签、包装说明书、广告、散发材料、公告、录音带、录像带、数字流（数位流）、DVD、CD-ROM、计算机可读芯片、计算机可读卡、计算机可读磁盘、USB设备、FireWire设备、计算机存储器及其任意组合。

[0039] 有用的信息包括在消费者对本发明和其使用存在疑问的情况下供消费者使用的联系信息。所述传达方法用于指出使用本发明的益处和传达用于使用本发明的被认可的方法，该方法用于使用材料取样装置进行采集和评估原材料的样品。

[0040] 在另一方面中，本发明提供一种包括描述材料取样装置的标记的包装，该材料取样装置包括：具有转动机构的转动器，附接到该转动机构且能借助该转动机构转动的螺旋钻，以及构造和布置成接纳该螺旋钻的样品容纳管。所述标记可以呈文字、符号、图片、照片、图形或它们的组合的形式，用以显示本文描述的材料取样装置的细节或例子。所述包装还含有材料取样装置，该材料取样装置包括：具有转动机构的转动器，附接到该转动机构且能借助该转动机构转动的螺旋钻，以及构造和布置成接纳该螺旋钻的样品容纳管。

[0041] 在一个实施例中，所述包装可包括适合用于装卸（操纵）和运输该包装的一个或多个手柄。该包装可包括用于查看材料取样装置或其任何部分的一个或多个窗口。该包装可包括附到该包装上的标签，该标签含有表明该包装中含有材料取样装置的文字、图片、图案、首字母缩略词、标语、短语或它们的组合，所述材料取样装置包括：具有转动机构的转动器，附接到该转动机构且借助该转动机构转动的螺旋钻，以及构造和布置成接纳该螺旋钻的样品容纳管。

[0042] 本文引用或提到的所有专利、专利申请、出版物和其它参考文献以法律允许的程度通过引用结合入本文。这些参考文献的讨论仅旨在归纳其中提出的主张。不承认任何此类专利、专利申请、出版物或参考文献或其任何部分是本发明的相关现有技术，并且明确保留质疑此类专利、专利申请、出版物和其它参考文献的准确性和针对性的权利。