CN1536356A

CN1536356A - 插入式电极装置的保护装置

Info

Publication number: CN1536356A
Application number: CNA2004100323837A
Authority: CN
Inventors: 耶莱娜・米拉诺维奇; 耶莱娜·米拉诺维奇
Original assignee: Mettler Toledo AG
Current assignee: Mettler Toledo GmbH Germany
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: US7686931B2; US20040194563A1; CN100451642C; EP1464951A3; EP1464951A2; DE10315338A1

Abstract

一种插入式电极装置(1，101)，用于将一个传感探头(2，102)安装在一个盛有一种测量介质的容器中，包括一个能被连接到该容器上的探头套(3，103)并且具有一个用于接收、保持和导引该传感探头(2，102)的探头保护管(4，104)。传感探头(2，102)具有一个用于电连接的接头(11，12，111，112)，而且探头套(3，103)设有一个保护套(5，105)以保护电接头(11，12，111，112)免受机械应力和湿气。保护套(5，105)可被连接到探头保护管(4，104)上。本发明的区别特征在于，一个安全适配器(25，125)被连接到探头保护管(4，104)的位于容器外部的端部上。安全适配器(25，125)啮合在传感探头(2，102)的一个凹槽(29)内或者延伸在传感探头的一个台阶(32)之上，从而将后者固定以避免其在轴向上移动。

Description

插入式电极装置的保护装置

技术领域

本发明涉及一种插入式电极装置，用于将一个传感电极(也称为传感探头)安装在一个盛有测量介质的容器中。该装置包括一个探头套(也称为探头座)，其能被安装到所述容器上并且包含一个探头保护管，该保护管适用于接收、保持并导引一个传感探头。该探头具有一个用于电连接的接头，所述探头套具有一个保护套，该保护套能被连接到探头保护管上以保护所述电接头免受机械应力和湿气。

背景技术

在这种类型的插入式电极装置中所用的传感探头包括氧探针，pH测量探针，电导探针等等。所述探头主要由玻璃组成。在过程控制应用中，探头被安装在反应器、混合容器、或者流通管中，在这些位置探头用于确定上述容器或者管道中测量介质的特性参数。为了实现此功能，将一个探头安装在一个探头套或探头座中。特别是，所述探头座在所述探头与所述容器之间建立了一种连接关系，其中所述探头被安装在该容器中，比如一个反应器、一个混合容器或者一个流通管中。把所谓的静态探头座与可缩回的探头座或探头套之间加以区别。对于后者，在探头用于监测的过程中，被安装的探头能被缩回到一个清洗腔中并被清洗。

一种所谓的静态探头座不能够在一个处理过程中提供清洗探头的可能性。它仅仅用来保持、导引和保护该探头。在CH 673 895 A5中公开了此类型的一种探头套或探头座。CH673895A5中的探头套是一个玻璃电极装置或者插入式电极装置的一部分，比如用于pH测量或氧化还原测量。该探头套由一个套顶端和一个套底端组成，后者被成形为一个浸没管。该套顶端能被连接到一个反应堆容器的插座上，比如通过一个套筒螺母。一个传感探头，比如一个玻璃电极，被设置在所述探头套内部，其中电极轴延伸穿过所述浸没管并突出到所述反应堆容器内的介质中。该玻璃电极通过螺母和支承垫圈被固定在探头套中。

在EP0590290A1中公开了一种可缩回的探头座或探头套，它由压缩空气操作。它设有一个保护装置，当没有安装传感探头时，该保护装置可以防止因压缩空气从一个开口中溢出而使该可缩回的探头套移动，但是，当在该探头套中设有一个探头时能使该开口关闭。

图1表示根据现有技术的一种插入式电极装置1的一个实例的局部剖视图(在图中的左手边部分)。该装置包括一个静态探头座3，该探头座适用于安装一个探头2，尤其是一个玻璃电极。围绕该探头2的所述静态探头座3由一个探头保护管4和一个保护套5组成。在邻近于朝向其中安装有该探头2的容器的端部，探头座3具有一个处理适配器6，在图示实例中，该适配器被成形为一个套筒螺母。该处理适配器6用于将探头座3旋拧到容器的一个接头插座上(图中未示出)。这样，探头保护管的一部分就延伸到该容器中(同样图中未示出)。一个位于探头保护管4中的探头2同样地延伸到该容器中并从该探头保护管4中突出，以便一个位于探头尖端的膜片(membrane)被浸入所述测量流体。一个密封环8防止测量流体进入探头2与探头保护管4之间。还有一个密封环9用于使探头保护管与容器的插座之间密封。一个第三环18将所述处理适配器6保持，以便该处理适配器6能够移动但是能被保持于它在探头保护管4上的位置上。

在容器外部执行一个处理过程期间，在探头2的端部，即在图中所示处理适配器6的下面，探头2具有探头头部10，该头部10具有一个连接端子11(在图1中未详细示出)，该端子连接到一根电缆13的一个插头12上。该探头头部10具有一个六角形部分19，从而，当连接该电缆插头时它能被用手抓住和握持。该插头12具有一个有刻纹的套筒17，该套筒17具有内螺纹(图1中不可视)，该内螺纹旋拧到所述连接端子11的外螺纹(同样图中未示出)上以锁紧此连接。

所述探头2本身通过外螺纹20被旋拧到探头保护管上，该外螺纹20与探头保护管端部的内螺纹21紧密配合，该探头保护管的端部朝向远离所述处理容器。探头保护管4的相同端部还具有一个外螺纹24，其用来连接一个保护套5。为了此连接的目的，该保护套5设有一个内螺纹23，该内螺纹23最好是形成在一个连接部分22，该部分被牢固地连接到保护套5上，比如通过一种粘结剂。当然，保护套也可以被制成整体。作为一种附加手段，在保护套5与探头保护管4之间的螺纹连接处施加一种密封剂，它特别用来防止湿气进入探头2的电连接区域。当被从探头保护管4上分离后，保护套5能够沿电缆13移动也能绕电缆13转动以形成螺纹连接，同时电缆穿过保护套5的通道由一个绝缘垫圈31形成，该垫圈最好是由橡胶制成，以便它能够形成良好的密封但同时又具有弹性。

根据上文的描述，针对上述现有技术，我们可以形成象下面这样的步骤，用于将一个探头座3安装在一个容器上并将一个探头2安装在探头座上。

A.将探头保护管4插入接头插座并且将处理适配器6连接到该接头插座上。

B.将探头2插入探头保护管4并将探头2牢固地旋拧到内螺纹21上。

C.将插头12连接到探头头部10的插座11上并将带刻纹的套筒17紧紧地旋拧到位。

D.将保护套5旋拧到探头保护管4上，在螺纹上施加一种密封剂。

然而，所述插入式电极装置的设计也是与安装步骤相适应的，其中按照一种不同的顺序执行上述步骤。比如，可以调换步骤B和C。

按照相反的顺序进行拆卸，可能要再次调换步骤的顺序。比如可能发生，在将保护套5从保护管4上旋松之后，使用者可以试图松开带刻纹的套筒17的螺纹连接，其中该套筒17使插头12保持连接到端子11上，但是，假如使用者忽视了握持住探头2的六角形部分19，他就可能无意中松开了探头头部10与探头保护管4之间的螺纹连接，并从而将整个探头2和插头连接一起从探头座3上移开。在处理过程正在进行的同时移开探头，将会带来灾难性的后果。比如，反应堆中的化学药品会溢出到外部，假如在超过外部压力的条件下在反应堆中进行处理，则是非常危险的。人们不能忽视在这些条件下存在的人力损伤的危险性。

发明内容

因此，本发明的目的是为插入式电极装置提供增强的安全性，该插入式电极装置具有一个被安装在一个容器中的探头座和一个被安装在该探头座中的传感探头。作为一种具有独创性的解决方案的进一步需要，所提出的保护装置需要与现有的探头座和传感探头相适应，以便它们能被翻新改进以适应消费者的现有设备。

上述目的与独立权利要求1的特征相符合。

一种用于将一个探头安装在一个盛有测量介质的容器中的插入式电极装置，包括一个被连接到容器上的探头套并且具有一个用于接收、保持和导引该传感探头的探头保护管。所述传感探头具有一个用于电连接的接头，而且该探头套设有一个保护套以保护该电接头免受机械应力和湿气。该保护套被成形为它能被连接到探头保护管上。作为本发明的区别特征，一个安全适配器被连接到探头保护管的端部，该探头保护管位于容器的外部。所述安全适配器啮合于传感探头的一个凹槽内或者延伸在传感探头的一个台阶之上，从而将后者固定以免在轴向上移动。

有必要对本发明所适用的传感探头以及探头座基本上不进行什么设计变化，以确保没有问题发生，并从而能够使得该装置附加安全适配器具有有成本效益的可互换性，以便该插入式电极装置不再存在在处理过程中探头能被无意中与探头座分离的危险。本具有独创性的解决方案的实质在于，促使使用者在将插入式电极装置从容器上移开的时候按照前述的步骤顺序进行。采用根据本发明的安全适配器，用于电连接的接头能被安全地与探头拆开。在发生电故障的情形下这是一个必要的操作程序。

在本发明插入式电极装置的一个优选实施例中，所述探头具有一个探头头部，该探头头部具有一个台阶，所述安全适配器能够支靠在该台阶上。

在本发明的另一个优选实施例中，所述探头头部设有一个外螺纹，其允许该探头被旋拧到探头保护管的一个内螺纹上。

在本发明插入式电极装置的再一个优选实施例中，所述用于电导引的接头具有一种插入式连接的形式，此插入式连接被一个套筒固定，该套筒保持该插入式连接的一部分并被旋拧到该连接的另一部分上。

最好是，所述保护套是可释放地连接到安全适配器上的，尤其是通过一种螺纹连接。

在本发明一个特别优选的实施例中，支靠在探头头部上的所述安全适配器的所述部分由一个环形轴环组成。然而，该支靠在探头头部上的部分也可以由至少两个突出部分组成，所述突出部分用于支靠在探头头部上，或者作为一种选择，由至少两个销形弹簧元件组成，或者作为再一种选择，由一个环形弹簧元件组成。

附图说明

下面将结合附图对本发明进行更加详细的描述，这些附图中：

图1表示根据现有技术的一种插入式电极装置；

图2表示根据本发明的一种具有安全适配器的插入式电极装置，示出的是截面图；

图3表示图2所示插入式电极装置的侧视图，其中安全适配器所在的部分被切开并在一个放大图中示出；

图4表示具有一个探头套和一个探头的插入式电极装置的侧视图，示出本发明的装置是怎样被装在一起并被拆开的；

图5表示一种具有一个修改的安全适配器的插入式电极装置的一个不同实施例。

具体实施方式

图2示出一种插入式传感电极装置的截面图，该装置具有一个探头座3，一个探头2被装入其中。与图1所示装置中的元件相同的元件采用相同的附图标记，并且将不再赘述。图2所示的装置包括一个安全适配器25，其位于探头保护管4与一个保护套105之间。如果必要，后者可以具有一种修改的设计。为了避免探头套3的总长度尺寸不必要地增加，有可能将原来的保护套5的连接部分22省去，在此情形下，原来的保护套5可以被一个保护套105代替，该保护套105能够被直接旋拧到安全适配器25上，而不需要连接部分22。这就需要，保护套105设有一个内螺纹15，它被啮合到安全适配器25的一个外螺纹14上。然而，在一个优选实施例中，螺纹23与螺纹14相同，而螺纹15与螺纹24相同，从而，所述保护套也可以被旋拧到安全适配器上，而所述连接部分22保留在本来的位置。而且，如上所述，保护套的此部分也可以被制成一体，即没有用粘结剂粘结的所述连接部分。为了将所述保护套105以一种装配的形式连接到所述安全适配器25上，该安全适配器25具有一个轴肩16，以便当保护套5，105被旋拧上时，它被紧紧地抵靠在该轴肩16上。

所述安全适配器25的一个特征是，一个轴环26被设置成向内朝向插入式传感电极装置1的对称轴30。在安全适配器的安装位置，轴环26环绕探头头部10的六角形部分19并且尤其是延伸到最好是支靠在台阶32上，该台阶32位于六角形部分19与连接端子11的从部分19突出的部分之间(具体参见图4)。探头2因而被保持于它在探头保护管上的安装位置上。安全适配器25的这种结构显示出探头座3和探头2的一种固定的安装步骤以及一种拆卸步骤，而且不可能调换步骤的顺序。这就确保当被拧上的套筒17被打开时，其将插头12保持在端子11上，人们不可能无意中将探头2从探头座3上松开。

图3给出了图2所示插入式电极装置的一个侧视图。该装置上设置安全适配器25的部分被切开示出并附带在一个放大详图中显示。该安全适配器25的轴环26延伸到探头2的一个凹槽29中，比如，一个在台阶32与插头12的套筒17之间的间隙。

图4示出一种插入式电极装置1处于被拆卸状态的侧视图。基于此图示，将详细描述装配步骤如下：

1.将探头座3的探头保护管4插入接头插座，该接头插座比如是一个反应堆的一部分。将处理适配器6定位并靠在探头保护管4的环突出部27上并通过将环18安装在凹槽28中而将处理适配器固定。将该处理适配器6固定到所述连接插座上。

2.将探头2插入探头保护管4中直至探头头部10。将探头头部10的外螺纹20拧紧到探头保护管4的内螺纹21上，直到探头被固定地就位于探头保护管中。两个螺纹都最好是标准螺纹，比如根据公制螺纹规范PG13.5。

3.将安全适配器25放置在探头保护管4的端部之上并且在探头头部10的从探头保护管中突出的部分之上，特别是在连接端子11之上。将安全适配器25旋拧到探头保护管4上直到轴环26延伸在探头头部10的六角形部分19之上，最好是以便轴环26被就位于并靠在在六角形部分19与连接端子11之间的台阶32上。这为将探头2固定在探头座3的探头保护管4中提供了一种附加固定。然而，至少传感探头在其长度方向上的移动性被牢固地抑制了。在将这些部件螺纹连接在一起之前，通过在螺纹上施加一种密封剂，就能够额外地保护此连接以免湿气和灰尘进入探头2与安全适配器25之间或者进入探头2与探头保护管4之间。

4.仅仅在上述所有操作都已经完成之后，插头12才能被连接到探头头部10的连接端子11上并借助于带刻纹的套筒17被固定。此时轴环26进入间隙29(参见图3，放大图)，该间隙29位于六角形部分19与插头12之间。

5.将保护套5旋拧到安全适配器25上，此时安全适配器25被连接到探头保护管4上。上述密封件也可以被施加到保护套5与安全适配器25之间的连接上。

按照相反的顺序拆卸所装配的传感探头与探头座：

5′.旋松保护套5。

4′.松开套筒17并从连接端子11上移开插头12。

3′.从探头保护管4上移开安全适配器25。

2′.从探头保护管4上移开探头2。

1′.从容器上旋松处理适配器6。

必须严格地按照此顺序进行，因为由于轴环26延伸到六角形部分19的台阶32上，在安全适配器25本身被拆下之前，人们必须首先旋松套筒17，该套筒17将插头12与连接端子11之间的连接固定。仅仅在安全适配器25已经被拆下之后，探头2才能被从探头保护管4上移开。这样，本发明的结构迫使使用者严格地执行上述拆卸步骤并注意到每个步骤，以便不再可能会无意中将探头2从探头座3上释放。

图5表示一种插入式电极装置101的第二实施例的截面图，其具有一个被修改了的探头座103，安装了一个被同样修改了的探头102。探头保护管104在其被插入一容器的端部延伸，从而在处理过程中膜片107被更好地保护。密封环108和109分别防止测量介质进入探头保护管104和插座。在此实施例中的所述处理适配器106由一个夹紧环组成。当然，也可以使用一个凸缘，该凸缘将通过螺纹被固定到位于所述容器的一个插座上的一个接合凸缘上。该夹紧环也被一个环118固定。探头102的探头头部110通过标准螺纹120和121被旋入探头保护管104中。安全适配器125，与上述安全适配器25(如图2至图4所示)相比，其尺寸变化了，其通过螺纹123和124被旋拧到探头保护管104上。在连接端子111与电缆113的插头112之间的插入式连接被一个套筒117固定。一个保护套105，其通过螺纹114和115被旋拧到安全适配器上，其搁靠在一个轴肩116上。所述装配和拆卸步骤必须再次分别按照步骤1至5和5′至1′的严格的连续顺序执行。

轴环26，126，在图2至5中其作为一个环延伸在所述安全适配器的周围，其也可以是具有两个凸起的形状，最好是沿直径方向凸出，或者以均匀的角度间隔设置的多个凸起，它们在朝向装置的对称轴30，130的方向上延伸。当安全适配器25，125按照前文所述的装配步骤3被旋拧上时，所述凸起延伸到探头头部10，110之上，并从而将后者保持在所述探头头部3，103的探头保护管4，104中。

还可以想得到的是，采用弹簧元件作为所述安全适配器中的保持元件。比如，代替上述凸起或者轴环26，126，可以以这样一种方式在安全适配器上设置两个或者多个弹簧销，即，在装配阶段可能会与锁紧步骤产生一种偏差，但是在拆卸阶段将被完全防止。这可以通过比如采用使弹簧销垂直于安全适配器的内表面被对准设置而得以实现，假如每个销的端面被倾斜以便在安全适配器的被安装位置，每个销的最大长度处于面向探头头部10，110的侧面上。

根据上述内容采用弹性的弹簧元件，在探头保护管已经被与安全适配器装配在一起之后，一个已经被连接到插头12，112上用以形成电连接的探头可以被旋入探头保护管。然而，与之相反，在安全适配器能被旋松之前，必须首先释放所述插头连接。

一个环绕所述安全适配器而取代所述轴环的环形弹簧元件能够实现同样的功能。

上文已经针对一种静态探头座的实例对一种插入式电极装置进行了描述。不言而喻的是，所述插入式电极装置也可以包含一个比如EP0590290A1中所公开的可缩回的探头座，其中，该可缩回的探头座将可设有一个根据本发明的安全适配器。此外本发明不局限于插入式电极装置，其中在探头与探头保护管和/或在探头保护管与保护套之间的连接和/或用以形成插入式连接的保持套筒的固定都可以成形为螺纹连接。比如，可以用卡口连接的形式来实现这些连接中的一个或者多个。

附图标记列表

1，101 插入式电极装置

2，102 传感探头

3，103 探头座或套

静态探头座或套

4，104 探头保护管

5，105 保护套

6，106 处理适配器

7，107 膜片

8，108 密封环

9，109 密封环

10，110 探头头部

11，111 连接端子

12，112 连接插头

13，113 电缆

14，114 安全适配器的外螺纹

15，115 保护套的内螺纹

16，116 安全适配器的轴肩

17，117 套筒

18，118 环

19 六角形部分

20，120 传感探头的外螺纹，标准螺纹

21，121 探头保护管的内螺纹，标准螺纹

22 保护套的连接部分

23，123 探头保护管的外螺纹

24，124 保护套的连接部分的内螺纹

25，125 安全适配器

26，126 轴环

27 环突出部分

28 凹槽

29 凹槽

30，130 对称轴

31 绝缘垫圈

32 台阶

Claims

1.一种插入式电极装置(1，101)，用于将一个传感探头(2，102)安装在一个盛有测量介质的容器中，具有能被连接到该容器上的探头套(3，103)并且包括用于接收、保持和导引该传感探头(2，102)的探头保护管(4，104)，所述传感探头(2，102)具有一个用于电连接的接头(11，12，111，112)，而且所述探头套具有一个保护套(5，105)，该保护套能被连接到所述探头保护管上以保护所述电接头(11，12，111，112)免受机械应力和湿气，其特征在于：当安装一个探头时，一个安全适配器(25，125)被连接到所述探头保护管(4，104)的位于容器外部的端部上，所述安全适配器(25，125)啮合在所述传感探头(2，102)的一个凹槽(29)内或者延伸在所述传感探头的一个台阶(32)之上，从而将所述传感探头(2，102)固定以避免其在轴向上移动。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述安全适配器(25，125)固定所述传感探头(2，102)以避免被无意中从所述探头保护管中分离。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述传感探头(2，102)具有一个探头头部(10，110)，该探头头部具有一个台阶(32)，所述安全适配器(25，125)能支靠在该台阶上。

4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：所述探头头部(10，110)设有一个外螺纹(20，120)，其允许所述传感探头(2，102)被旋拧到所述探头保护管的一个内螺纹(21，121)上。

5.按照权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于：所述用于电导引的接头(11，12，111，112)是一种插入式连接，该插入式连接的一部分(12，112)的一个套筒(17，117)能被旋拧到该接头连接的另一部分(11，111)上。

6.按照权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于：所述保护套(5，105)能被可释放地连接到所述安全适配器(25，125)上，尤其是通过一种螺纹连接(14，15，114，115)。

7.按照权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于：所述安全适配器(25，125)具有一个环形轴环(26，126)，以延伸到所述台阶(32)之上或者延伸到所述传感探头(2，102)的一个凹槽(29)中。

8.按照权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于：所述安全适配器(25，125)具有至少两个突出部分，以延伸到所述台阶(32)之上或者延伸到所述传感探头(2，102)的一个凹槽(29)中。

9.按照权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于：所述安全适配器(25，125)具有至少两个销形弹簧元件，以延伸到所述台阶(32)之上或者延伸到所述传感探头(2，102)的一个凹槽(29)中。

10.按照权利要求1至6任一项所述的装置，其特征在于：所述安全适配器(25，125)具有至少两个环形弹簧元件，以延伸到所述台阶(32)之上或者延伸到所述传感探头(2，102)的一个凹槽(29)中。