ЗОНД ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ДАТЧИКА ИЛИ ПРОБООТБОРНИКА ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ
PROBE FOR ARRANGEMENT OF SENSOR OR SAMPLER UNIT FOR MOLTEN METALS

Изобретение относится к зонду для размещения датчика или пробоотборника для металлических расплавов, содержащему верхнюю часть и предусмотренную для расположения на датчике или пробоотборнике нижнюю часть.
Такие зонды (штанги) известны, например, из DE 3641225 А1. Они применяются, в частности, на сталелитейном заводе для манипулирования пробоотборниками или датчиками. Они имеют по существу металлические трубчатые конструкции и элементы соединения. На своем одном конце зонд может иметь рукоятку для оператора, на другом конце насаживается несущая трубка датчика или пробоотборника. Эта несущая трубка выполнена, как правило, из картона. Зонд содержит механическое и электрическое соединение для подключения электрических проводов пробоотборника или датчика к продолжающимся дальше проводам. Они передают результаты измерения или другие сигналы от пробоотборника или датчика в блоки обработки данных. Часто зонд образован из различных деталей, делающих возможной, например, замену соединительной детали для несущей трубки датчика или пробоотборника. Манипулирование при такой замене на сталелитейном заводе должно быть довольно безопасным и по возможности быстрым.
Другой зонд известен из DE 29805881 U1. Этот зонд состоит из соединяемых конструктивных элементов с возможностью их легкого разъединения друг от друга.
Задачей предложенного изобретения является усовершенствование известных зондов и обеспечение надежного и быстрого соединения двух элементов зондов или быстрой замены этих частей.
Задача решается согласно изобретению при помощи признаков основного пункта Формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения заявлены в зависимых пунктах Формулы изобретения. По существу верхняя часть и нижняя часть зонда соединены друг с другом с возможностью разъединения посредством штекерного соединения, причем штекерное соединение имеет два вставленных друг в друга элемента соединения, из которых один элемент соединения расположен на верхней части, а другой элемент соединения на нижней части зонда, причем оба элемента соединения вставлены друг в друга в продольном направлении зонда, причем один из обоих элементов соединения имеет на своем открытом соединительном конце отверстие или паз, проходящие от торца элемента соединения в продольном направлении зонда и имеющие выполненное на некотором расстоянии в направлении периметра элемента соединения продолжение, причем в другом элементе соединения на расстоянии от торца выполнен выступ, входящий в зацепление с продолжением, причем перемещаемое в продольном направлении зонда блокировочное устройство расположено на верхней части или нижней части зонда так, что фиксирующий элемент блокировочного устройства расположен по меньшей мере частично между по меньшей мере одной частью выступа и по меньшей мере одной частью проходящего в продольном направлении зонда отверстия или паза. Такое устройство делает возможным простое разъединение и соединение верхней части с нижней частью, причем в этом случае оба элемента соединения вставляются друг в друга в осевом направлении и незначительно поворачиваются относительно друг друга.
В соответствии с этим блокировочное устройство расположено своим фиксирующим элементом между выступом одного элемента соединения и отверстием или пазом другого элемента соединения и препятствует в нормальном рабочем положении зонда такому повороту элементов соединения относительно друг друга, при котором они могут разъединяться друг от друга. Нормальное рабочее положение зонда - это такое положение, при котором насаженный на нижнюю часть зонда пробоотборник или датчик может погружаться в металлический расплав. При этом нижний конец зонда находится ниже верхнего конца зонда.
Предпочтительно, если соединение обоих элементов соединения выполнено в виде байонетного затвора, так как байонетный затвор подходит также для более продолжительного и безотказного использования в относительно трудных и предъявляющих высокие требования к механике условиях применения зонда. В частности, верхняя часть может многократно соединяться, например, с подходящими к ней, сменными и разными нижними частями, так что, например, можно учитывать различные условия соединения различных датчиков или пробоотборников. Предпочтительно, если элементы соединения выполнены по существу в виде полых цилиндров по существу круглого поперечного сечения, так что в них можно провести электрические провода.
Целесообразнее, если блокировочное устройство расположено в зонде таким образом, что оно перемещается посредством силы тяжести. Вследствие этого в рабочем положении зонда оно перемещается вниз после соединения верхней части с нижней частью и предотвращает возможность поворота элементов соединения верхней части и нижней части относительно друг друга и их разъединения. Целесообразнее, если блокировочное устройство расположено на верхней части зонда, так что оно может многократно использоваться, если нижняя часть заменяется на новую.
Кроме того, целесообразно, если расположенный на нижней части зонда элемент соединения вставлен в расположенный на верхней части зонда элемент соединения. Вследствие этого многократно используемая верхняя часть может быть выполнена более прочной, чем нижняя деталь. Целесообразно, если в штекерном соединении расположено электрическое соединение, посредством которого расположенные в нижней части сигнальные шины могут соединяться с проходящими дальше сигнальными шинами верхней части.
Элементы соединения имеют по существу круглое поперечное сечение, а в своих внутренних частях - полость, так что, с одной стороны, обеспечивается несложное изготовление, а с другой стороны, - простое функционирование поворотного механизма. В качестве байонетного затвора может использоваться хорошо известный, в частности, из оптики, фототехники или светотехники затвор. По существу, он отличается тем, что два трубообразных элемента задвигаются друг в друга в продольном направлении, а затем при повороте относительно друг друга вокруг продольной оси происходит запирание посредством паза и входящего в зацепление в паз выступа, так что обе детали нельзя больше вытянуть друг из друга.
Блокировочный элемент может быть расположен, предпочтительно, снаружи, но также быть расположенным внутри в трубках. При компоновке во внутренней части во внешнем элементе соединения предусмотрены продольные щели, через которые выступают наружу расположенные в блокировочном элементе направляющие элементы и таким образом обеспечивают возможность движения блокировочного элемента в осевом направлении. Для разъединения обоих элементов соединения друг от друга блокировочный элемент может подниматься. Он самостоятельно падает в позицию блокировки, как только зонд своей нижней частью опускается вниз. Если блокировочный элемент расположен снаружи, он имеет возможность без затруднений перемещаться в продольном направлении. В блокировочном положении или фиксирующем положении он не может поворачиваться, чтобы элементы соединения не поворачивались относительно друг друга. Это означает, например, что расположенный на верхней части зонда блокировочный элемент имеет на своей нижней стороне выступ (фиксирующий элемент), входящий в зацепление в соответствующий вырез элемента соединения нижней части зонда и расположенный в этом случае между упором элемента соединения верхней части и выступа элемента соединения нижней части, так что оба элемента соединения не могут разъединяться друг с другом. Вследствие того, что блокировочное устройство опускается в фиксирующее положение при скольжении, обеспечивается автоматическая фиксация, без необходимости осознанного вмешательства оператора (обслуживающего лица) и осуществления им фиксации.
Далее приводится описание примера выполнения изобретения со ссылкой на чертежи. На чертежах показаны:
фиг.1 - штекерное соединение зонда, продольное сечение (а) и вид сбоку (b),
фиг.2 - соединение по фиг.1 в разъединенном положении,
фиг.3 - движение для разблокировки и разъединения верхней части от нижней части, и
фиг.4 - соединение в положении согласно фиг.3, причем в поперечном разрезе изображен также контактный элемент (без кабельных соединений).
На фиг.1 показано штекерное соединение зонда, используемого, например, на сталелитейных заводах. Сам по себе зонд хорошо известен специалисту и поэтому полностью не изображен. Штекерное соединение соединяет верхнюю часть 1 с нижней частью 2 простым и надежным способом. Для этого верхняя часть 1 имеет элемент 3 соединения, а нижняя часть 2 - другой элемент 4 соединения. Верхняя часть 1 и нижняя часть 2, так же как и соответствующие элементы 3, 4 соединения, выполнены по существу в форме трубы с круглым поперечным сечением. Оба элемента 3, 4 соединения соединены друг с другом байонетным затвором. Байонетный затвор предохраняется блокировочным устройством 5. Блокировочное устройство 5 выполнено по существу в виде трубы, охватывающей с достаточным зазором внешнюю сторону элемента 3 соединения, так что оно перемещается в продольном направлении. В представленном на чертеже положении блокировочное устройство 5 самостоятельно падает вниз, так как оно выполнено в виде трубы, скользящей на элементе 3 соединения. Оно падает на упор 6, к которому оно прилегает и предотвращает тем самым разъединение байонетного затвора. Для этого фиксирующий элемент 7 расположен в представленном положении блокировки блокировочного устройства 5 на его внутренней стороне в направлении периферии между выступом 8 элемента 4 соединения нижней части 2 и отверстием/пазом 9 элемента 3 соединения верхней части 1. Вследствие этого элемент 4 соединения не может осуществлять поворотное движение, при котором выступ 8 вворачивается в продолжение элемента 3 соединения вплоть до отверстия/паза 9, так что оба элемента 3, 4 соединения могли бы отделяться друг от друга. Для разъединения соединения блокировочное устройство 5 следует приподнять. Для того чтобы оно не могло самостоятельно отделяться от верхней части 1 зонда, предусмотрен конечный упор 10 в элементе 3 соединения, так что блокировочное устройство 5 может перемещаться только между упором 6 и конечным упором 10. Стрелкой 11 обозначено направление движения блокировочного устройства 5 для фиксирования.
Наконец, штекерное соединение содержит электрическое соединение 12, посредством которого различные сигнальные шины 13, соединенные с датчиком, могут соединяться с кабелем 20 для дальнейшей передачи измеряемых сигналов. Различные контактные возможности (контактные точки) электрического соединения 12 обозначены при помощи приведенных на виде в разрезе цифр 1-4.
На фиг.2 штекерное соединение показано в разъединенном положении. На ней видны, с одной стороны, различные контактные точки 1-4 в штекере 12' электрического соединения 12 и соответственно в гнезде 12'' электрического соединения 12. На фиг.2а) показано отверстие/паз 9, входящее в горизонтальное, проходящее по периметру вокруг оси штекерного соединения продолжение 14. При соединении элементов 3, 4 соединения в направлении стрелки 15 выступ 8 в элементе 4 соединения нижней части 2 проводится по пазу 9 элемента 3 соединения верхней части 2. При этом оно нажимает на выступ фиксирующего элемента 7, расположенного во внутренней части блокировочного устройства 5. Блокировочное устройство 5 отодвигается вверх и полностью освобождает отверстие/паз 9, а также продолжение 14, так что после полного введения элемента 4 соединения в элемент 3 соединения оба элемента 3, 4 соединения могут поворачиваться относительно друг друга. При этом выступ 8 перемещается в продолжении 14 в сторону от отверстия/паза 9. Как только внутренний выступ фиксирующего элемента 7 перестает прилегать к верхней стороне выступа 8, поскольку он перемещался в направлении окружности мимо выступа фиксирующего элемента 7, блокировочное устройство 5 самостоятельно падает вниз, причем расположенный внутри выступ фиксирующего элемента 7 препятствует тому, чтобы выступ 8 мог поворачиваться назад к отверстию/пазу 9. Оба элемента 3, 4 соединения в этом положении не могут отделяться друг от друга.
На фиг.3 показано положение блокировочного устройства 5 при разблокировании. Для этого блокировочное устройство 5 перемещается в направлении стрелки 16. При этом деблокируется возможность движения выступа 8 в продолжении 14, поскольку фиксирующий элемент 7 извлекается из выреза 17 верхней части 1. Нижняя часть 2 с элементом 4 соединения может поворачиваться в направлении стрелки 18 по периметру и сниматься навстречу направлению стрелки 19, как только выступ 8 будет находиться в отверстии/пазе 9. Изображение на фиг.4 соответствует по существу фиг.3, причем электрическое соединение 12 со штекером 12' и гнездом 12'' также показаны в разрезе.