DE2101260A1 - Meßwertgeber für Tauch-Thermoelement - Google Patents

Description

• Bezeichnung: Meßwertgeber fur tauch-Thermoelement Bekannt sind Tauch-Thermoelemente, welche zur einmaligen Temperaturbestimmung von flussigen Schmelzen(z.B. von Stahlschmelzen), dienen. Am ende eines Isolierrohres (z.B. aus Pappe) befindet sich der Meßkopf, der in einem U-förmigen oder zylindrischem Kohr (z.B. aus Quarz) ein Thermopaar tragt.
• Die bekannten Tauch-Thermoelemente haben jedoch den Nachteil, daß die Lage des U-formigen Rohres gegenuber dem Ende des isolierrohres nicht festliegt, sondern in seiner Entfernung von diesen und von der Mittellinie des Isolierrohres abweicht.
• Außerdem ist die Lage der offenen sonden der Schenkel des U-förmigen Rohres nicht festgelegt, so daX auch diese undefiniert in das Trägermaterial eingebettet sind. Diese ungleiche Lage des U-förmigen Rohres beruht auf der manuellen iertigungsmethode.
• bs ist bekannt, daß keramische Korper oder hochhitzebeständige Zement in Körpern aus Kunststoffen eingebracht werden1 um die U-förmigen Rohre, in welchen sich die Thermopaare befinden, aufzunehmen. Die Aufnahmekörper aus Kunststoff, die gleichzeitig bei den bekannten Ausführungen als Kontaktträger zur Verbindung der Kontakte mit den lanzen dienen, haben den Nachteil, daX scharfe Kanten beim einpressen einen Teil der Isolierrohre (z.B. aus Pappe) mit nach innen reiben und auf stauen, so daß eine einwandfreie Kontaktgabe mit den Gegenkontakten in der iauch-iemperaturlanze oft nicht gegeben ist. Die Mebwertgeber haben dann keinen Halt auf der Lanze und fallen durch die beginnende Erschütterung beim eintauchen in die zu messenden Stahlbader von der Lanze ab, so daX Fehlmessungen und Lanzenverluste entstehen.
• Bei den bisher bekannten Kontakten am Unterteil des Meßwertgebers, der sich innerhalb des Isolierrohres befindet, haben sich Nachteile deshalb ergeben, weil sie oftmals aus zu dicken Drähten, die im Gegenkontaktstück der Lanze dillenbildung hervorrufen, welche die Übergangswiderstande beeinflußt, gefertigt sind.
• Bei den Kontaktträgern, bei welchen einzelne Vorsprünge (z.B. Kastenanordnung) die Kontakte die aus den Zuleitungsdrahten zu den Thermoelementen gebildet werden, aufnehmen, besteht der Nachteil, daß beim Drehen des nur einmal benutzten Tauch-Thermoelementes die Kontaktdrahte sehr leicht aus den Führungen gerissen werden, selbst dann, wenn das Drahtende in gegenläufiger Richtung wieder in den Kontaktträger hineingeführt wird und befestigt ist.
• Bei den bisher bekannten Tauch-Thermoelementen, bei denen keramische Körper oder hochhitzebestandige Zemente, die zur Halterung der U-förmigen Rohre dienen, benutzt werden, besteht der Nachteil, daß diese keramischen Körper oder Zemente in einen Aufnahmekörper aus Kunststoff eingebracht sind.
• Beim Eintauchen in das flüssige Hochtemperaturmedium (z.B.
• flüssiger Stahl), schmilzt der Kunststoff, der sich zwischen dem Isolierrohr und dem keramischen- oder auch aus hitzebeständigem Zement bestehenden Körper befindet, fort und beeinflußt durch schnelle Temperatursteigerung oftmals die Temperaturen-an den Ubergangsstellen vom Thermopaar zum Ausgleichsmaterial der Kontakte0 «s entstehen dann durch die sich bildende Spannung Meßfehler, Auch neigen keramische Körper und Träger aus hochhitzebestandigem Zement dazu, die Feuchtigkeit der Umgebung sehr stark aufzunehmen. Diese in dem keramischen Körper bzw. hochhitzebestandigem Zement gespeicherte Feuchtigkeit tragt bekanntlich sehr stark zu Fehlmessungen bei, Die Feuchtigkeit laßt sich bei einer Umnüllung der keramischen Körper oder des hochhitzebestandigen Zementes sehr schlecht entfernen, da eine Diffussion durch den Eunststoff nicht gegeben ist. Die erfindung sorgt dafür, daß Keramik- oder Zementtrager des U-Kohres direkt mit dem Isolierrohr (z.B. aus Pappe), in Berührung kommen und somit der in dem Keramikkörper oder in dem hochhitzebeständigen Zement enthaltenen Feuchtigkeit die Möglichkeit gibt, durch die Pappe an die Umgebungsluft zu entweichen.
• Die bekannten Ausfuhrungen von Tauch-Thermoelementen haben den Nachteil, daß der hochhitzebeständige Zement oder die KeramikteileX in welchen die U-förmigen Rohre mit ihren offenen Enden gehalten werden, nach dem Fertigungsprozess, die Luftfeuchtigkeit ihrer Umgebung aufnehmen. Um diesen schwerwiegenden Nachteil zu beseitigen, wird bei der Erfindung ein Trägerkörper aus einem nichthygroskopischem Material (z.B, Quarz, Glas oder in Wasserglas getränkte Keramikkörper) verwandt und die Teile des Tragerkörpers, die mit der inbettmasse des U-förmigen Kohres in Verbindung kommen, mit einer feuchtigkeitsabweisenden Schicht (z.B. ausgehärtetes Wasserglas) versehen.
• Bei den bekannten Tauch-Thermoelementen werden die Krummungsteile der U-förmigen Rohre durch Haltevorrichtungen, meistens aus Kunststoff, außerhalb der abschließenden Oberfläche des das U-förmige Rohr aufnehmenden keramischen Körpers oder Zementes in einem bestimmten Abstand von der abschließenden Oberfläche gehalten.
• Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Kunststoff beim Eintauchen in das zu messende Medium (z.B. flussiger Stahl) vergast und das durch die entstehende Unruhe im Medium das Meßergebnis beeinflußt wird0 Vor allen Dingen ist diese Anordnung da nicht brauchbar, wo mit Hilfe von Tauch-Thermoelementen die Erstarrungskurven (z.B. von flüssigem Stahl) gemessen werden sollen. Hierbei kommt es besonders darauf an, daß Fremdstoffe den erstarrenden Stahl durch Gasblasenbildung nicht beeinflussen. Die Erfindung beseitigt diese Fehlermöglichkeit dadurch, daß die offenen Schenkel des U-förmigen Rohres, aus denen die Schenkel des Thermopaares austreten, in einer halterung aufgenommen werden, die innerhalb des Befestigungsmaterials für die Schenkel des U-förmigen Xohres (22, 2») liegt0 Der eine Schenkel ( 22 ) des U-förmigen Rohres ( 4 ), wird in der Doppelhalterung ( 6 ) in einer Offnung ( 13 ) gehalten, die ( z.B. kreisförmig ) den Schenkel umschließt. Der andere Schenkel ( 23 ) des U-förmigen Rohres ( 4 ) wird in einem Längsloch ( 14 ) geführt, dessen Enden die Radien der Aussendurchmesser des Quarzrohres aufweisen. Die einseitige Offnung ( 15 ) an dieser Stelle vereinfacht das Einbringen des Schenkels ( 23 ) des U-förmigen Rohres ( 4 ).
• Da nunmehr kein außerhalb der Einbettung des U-förmigen Rohres ( 21, 4 ) liegender Kunststoff mit den zu messenden Medien ( z.B. flüssiger Stahl ) in Berührung kommt, wird die oben erwahnte Fehlermöglichkeit vermieden.
• Bei den bekannten Tauch-Thermoelementen liegt die Heißlötstelle des Thermopaares im Scheitel ( 21 ) der Borhung des U-förmigen Hohres ( 4 ) und hat einen nichtdefinierten Abstand zu der umschliebenden Wand. Durch die Bewegung wahrend der Messung besteht deshalb die Möglichkeit, daß sich die heißlötstelle des Thermopaares einmal an die Innenwand des U-förmigen Rohres ( 4 ) anlegt und zum anderen aber, daß sie nur in dem verbleibenden Luftraum der inneren Öffnung des U-förmigen Rohres t 4 ) liegt. hierdurch entstehen ebenfalls Fehlmessungen.
• Die erfindung sieht vor, die Heißlötstelle des Thermopaares durch Wärmebehandlung des U-förmigen Rohres ( 4 ) im Scheitel ( 21 ) fest an die Innenwände anzupressen.
• Bekannt ist, daß die U-förmigen Rohre ( 4 ) bei den gebräuchlichen Tauch-Thermoelementen während des Transportes und beim Eindringen in das zu messende Bad durch Blechka pen ( 17 ) aus verschiedenen Materialien, (z.B. aus Stahl ) geschützt werden. Da es erforderlich ist, je nach Verwendungszweck die Lage des U-förmigen Rohres ( q ) unterhalb der Kappe (17) zu kennen, sieht die Erfindung vor, die Kappen so auszurüsten, daß sie durch eine Längsrille ( 18 ) am Boden der Kappe ( 17 ) mit einem Längsschlitz ( 19 ) versehen werden.
• Der Längsschlitz ( 19 ) wird parallel zum U-förmigen Rohr ( 4 ) durch Aufbringen der Kappe gefuhrt, so daß die Lage des U-förmigen Rohres ( 4 ) bekannt ist0 Zwei oder mehrere Führungsbleche ( ko ) sichern automatisch das Aufbringen der Blechkappe ( 17 ) die Zentrierung der Langsrille ( 18 ), sowie des Längsschlitzes ( 19 ).
• Der Trägerkörper ( 5 ) der Erfindung ist so ausgefuhrt, daß die Halterung ( 6 ) für das U-förmigen Rohr ( 4 ) im Querschnitt größer als das Verbindungsstück ( 7 ) zum Tragerkörper ( 5 ) ist.
• Die kreisförmige Bodenflache des Tragerkörpers ( 5 ) ist im Umfang so gestaltet, daß durch die Erfindung keine ringförmigen scharfen Kanten vorhanden sind0 Vermieden wird dies durch eine Abrundung ( 10 ). Beim Einpressen des Aufnahmekörpers ( 2 ) in das Isolierrohr ( 1 ) kann dann kein Isolierstoff von der Innenkante des Isolierrohres ( 1 ), (z.B. Papprückstande beim Abschneiden der Pappe) mit in das Innere des Isolierrohres hineingeschoben werden, da durch die Rundung ( 10 ), das Material am ganzen Umfang weggedruckt wird.
• Das Kontaktstuck ( 16 ), welches den Trägerkörper ( 5 ) mit seiner Rundung ( 10 5 zur Seite des U-formigen Rohres ( 4 ) verschließt, ist Zylindrisch ausgebildet. Die Kontaktdrahte ( 9 ), die in ihrer Starke und Form verschieden sein können, haben nach der Seite ( 24, 25 ), an welcher sie mit dem Gegenkontaktstuck ( 26, 27 ) in Beruhrung kommen, den gleichen Radius wie das Gegenkontaktstück, so daß Berührungsflachen und keine Berührungslinien entstehen. Durch die zylinderförmigen Anordnungen des Kontakttragers ( 16 ) konnen beim Verdrehen desselben auf der Tauchmesslanze die Kontaktdrahte k 9 ) des Tauch-Thermoelementes nicht aus ihren Fuhrungen herausgequescht werden, da die Wand des zylinderischen Kontakttragers , 16) in dem kreisförmigen Gegenkontaktstuck ( 26,27 ) so fest anliegt, daß eine Möglichkeit für die Veranderung der Lage der Kontaktdrähte ( 9 ) nicht gegeben ist. Außerdem tragt die zylinderförmige Anordnung des Kontakttragers ( 8,16 ), welche am Umfang noch eine oder mehrere kleine Leisten ( #8 ), die längs des zylindrischen Kontaktträgers ( 8,16 ) verlaufen.
• dazu bei1 daß das Gegenkontaktstuck in der Lanze beim Drenen des Tauch-Thermoelementes auf der Lanze die Kontakte ( 26,27 ) des Gegenkontaktstückes von angesammeltem Schmutz reinigt.
• Die bisher bekannten Tauch-Thermoelemente sind nur für einmaligen Gebrauch bestimmt. Durch größere Wandstarke der Isolierrohre ( 1 ) und durch Auswahl hitzebestandigerer Isolierstoffe der Isolierrohre ( 1 ) wird erreicht, daß die in der Erfindung genannten Meßwertgeber für Tauch-Thermoelemente nicht nur fur eines sondern fur mehrere Messungen eingesetzt werden können.

Claims (1)

1. Baten-tanspruche

   1.) Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement für ein- oder mehrmalige Benutzung bei welchem das Isolierrohr an einem Ende einen Meßwertgeber aufnimmt, der in seinem Aufnahmekörper ( 2 ) aus hochhitzebestandigem Werkstoff ( z.B., Quarz, Glas oder Wasserglas getrankte Keramikkörper) ein U-förmigen Rohr ( 4 ), (z.B. aus Quarz), welches das Thermoelement aufnimmt, festhalt, gekennzeichnet dadurch, daß das in dem Aufnahmekörper ( 2 ) eingebettete U-förnige Rohr ( 4 ) immer den gleichen Abstand von der Oberflache des aus dem Isolierrohr herausragenden Aufnahmekörpers ( 2 ) hat0 2.) Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Tragerkörper ( > 3 uber das Zwischenstuck ( ) ) mit der halterung ( b ) für das U-förmige Rohr ( 4 ) so verbunden ist, daß der Querschnitt des Aufnahmeteils ( 6 ) geringer ist, als der der Zwischenverbindung ( ( )4 3.) Meßvergeber für Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß halterung ( b ) so gestaltet ist, daß die eine Seite ( 13 ) eine zylindrische Offnung aufweist, die dem Aussendurchmesser des U-förmigen Rohres ( ~ ) entspricet, wahrend die andere Seite ( 14 ) so gestaltet ist, daß der Schenkel ( 25 ) des U-förmigen Rohres ( 4 ) in einen Langsschlitz ( 14 ), dessen Enden die Radien des Aussendurchmessers des U-förmigen Rohres ( 4 ) aufweisen und in welchen ein Schlitz ( 15 ) in die Halterung ( 6 6 ) so eingebracht ist, daß durch ihn der Schenkel ( 25 ) des U-förmigen Rohres ( 4 ) in den Langsschlitz t 14 ) eingedrückt werden kann.

   4.) Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Halterung ( 6 ) mit Zwischenstuck ( 7 ) den Kontakttrager ( 5 ) und den zylindrischen Kontaktstuck ( 8, 16 ) eine Einheit bilden.

   5.) Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakttrager ( 5 ) an seiner ringförmigen Aussenfläche keine scharfen Ringkanten hat, sondern daß dieser King einen umlaufenden Radius besitzt.

   6.) Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte ( 9 ) das zylindrischen Kontaktstuckes ( 8 ) in den Mulden ( 16 ) dc Zylinderwandung liegen.

   7.) Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das sich die Kontaktdrähte ( 9 ) an den Flachen, die mit den Gegenkontakten ( 26,27 ) in Beruhrung kommen, SG gestaltet sind, daß sie sich an das Gegenkontaktstuck anlegen und keine Linienbruhrung sondern eine Flachenberuhrung bilden.

   8.) Meßwertgeber für Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekörper ( 2 ) nicht von einem Plastikkörper zwiscnen Isolierrohr ( 1 ) und Tragerkörper ( 2 ) umgeben ist.

   9.) Meßwertgeber für Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die das U-förmige Rohr ( 4 ) schutzende Kappe ( 17 ) mit einer Kille ( 18 ) und einem Langsschlitz ( 19 ), sowie mit Euhrungsleitflachen k 20 ) versehen ist.

   lo) Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderformige Kontaktträger ( ö, 16 ) mit einer axial laufenden Lippe ( 28 -) so versehen ist, daß diese Lippe ( 28 ) bei der verbindung mit den Gegenkontakten ( 2b,27 ) bei Drehen des Meßwertgebers der Tauch-Thermoelemente eine Reinigung der Gegenkontakte ( 26,27 ) bewirkt und gleichzeitig den Haftdruck erhöht.

   11# Meßwertgeber fur Tauch-Thermoelement, nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwendbarkeit nicht nur einmalig ist, sondern durch eine Verstärkung der Wände des Isolierrohres ( 1 ) eine mehrmalige Verwendung ermöglicht.