JP6084166B2 - 酸素ランス用の多重防護式の連結装置 - Google Patents

Description

本発明は、酸素ランスもしくは他の高可燃性のガスを案内してスチール溶湯内に注入するチューブを保持しかつ内部に弁を備えるランスホルダを安全チューブと接続するための多重防護式の連結装置であって、安全チューブが、供給装置に通じるランスホースと接続されている形式のものに関する。

燃焼チューブホルダ、もしくはランスホルダを有する酸素ランスは、欧州特許第０ ３７２ ０９９号明細書（特許文献１）から公知である。但し、このランスホルダの酸素入口には、ネジしか図示されていないが、このネジに、ここには示してない安全チューブが取り付けられる。大抵は特殊鋼から成るこのような安全チューブ又は安全プラグは、ランスホルダの手操作の際に有用で、特に作動の安全性の向上に役立つが、それは、この安全チューブ又は安全プラグを介して、可燃性のガス、特に酸素のランスホルダまでの申し分のない案内が得られるからである。但し、酸素ランスと安全プラグもしくは安全チューブ間の連結装置を不用意に取り扱い、連結装置が、十分不動に締結されなかった場合には問題があるが、それは、その場合には、高可燃性のガスの流出が生じるからである。従って、接続部の気密性を保証するために、連結装置を常に不動に締結することが重要である。但し、不用意さがあれば、前記の危険が、依然としてある。

欧州特許第０ ３７２ ０９９号明細書

従って、本発明の根底にある課題は、危険なリークをほぼ回避する、いわんやできるだけ完全に排除する、特に酸素を案内する、製鋼所における供給ラインの前の連結装置を提供することにある。

この課題は、本発明によれば、ランスホルダと安全チューブの接続のために、ランスホルダが外ネジを有する中空シリンダ状の接続部分を備えること、安全チューブが、連結装置を構成する、ランスホルダの接続部分内に導入可能な差込み部分と、この差込み部分を包囲すると共にランスホルダの接続部分上にねじ込み可能な袋ナットとを備えること、及び、接続部分の内面が、接続部分のシール面を構成し、差込み部分の外面が、差込み部分のシール面を構成し、袋ナットが緩んだ場合でも必要な気密性を保証するために、接続部分、袋ナット及び差込み部分が、安全区間として延長されると共に、リングシールが、接続部分の自由端の領域の内面に付設されていることによって解決される。

このように形成された、酸素ランスと安全チューブ間の連結装置では、袋ナットが１００％締結されていない場合であっても、必要な安全が保証されている。これは、本発明によれば、一方で付加的なシールゾーンを提供し、他方で、袋ナットが緩んで配設されている場合でも、それにもかかわらず、延長された差込み部分と合目的に取り付けられたリングシールによってシステムの必要な気密性を保証するために、接続部分も、袋ナットも、差込み部分も延長されていることによって得られる。リングシールは、差込み部分が、ランスホルダの接続部分の奥まで導入可能で、リングシールが、接続部分の最外端に配設されているように、配設されている。即ち、リングシールは、差込み部分がある程度の範囲で緩んだ袋ナットによって差込み部分から抜け出ている場合でも、依然として有効である。更に、差込み部分の延長された領域もしくは安全区間の領域に、付加的なシール面が提供され、このシール面が、高可燃性のガスの流出を付加的に困難にするもしくは不可能にすることが、有利である。

本発明の合目的な実施形態によれば、ランスホルダの接続部分が、延長されたメス部分として使用され、安全チューブ又はランスホースの相応に延長されたオス部分として使用される差込み部分上を摺動するリングシールを有するように形成されている。この特別な形成により、有利には、既に十分説明したように袋ナットが完全に締結されていない場合でも、それにもかかわらず必要な気密性が与えられている限り、延長されたオス部分を延長されたメス部分内に挿入することが可能である。加えて、この領域内での曲げ又は折れは、両部品の十分な挿入によって排除されている。

別の合目的な形成によれば、差込み部分として使用される、安全チューブのオス部分に、ランスホルダの外ネジに対応する内ネジを有する袋ナットが付設されている。両ネジ領域が、同じ長さで同じ形成であるので、相応の袋ナットによって、安全チューブとランスホルダ間の確実な接続が保証し得る。

これに対して補足的に、本発明では、差込み部分が、支持リングを備え、この支持リングの、シール面として形成された内側に、ランスホルダの接続部分の自由端が、外ネジ上を移動可能な袋ナットを介して押付け可能である。この発展形により、袋ナットを正しく押し付けた場合に、接続部分は、更なるシールゾーンが生じるように差込み部分に押し付けることが可能である。これは、互いに押し付けられる面が相応のシール作用を発揮し得るので、そこに別個のシールリングが配設されていない場合でも有利である。

更に、装着された袋ナットが緩んでいる時に差込み部分がいくらか接続部分から抜け出た場合でも、シール作用が残っているように、リングシールが、ランスホルダの接続部分に、即ち延長されたメス部分に配設されていることを指摘したい。これは、リングシールが、接続部分の自由端に付設されていることによって、しかも、接続部の前記安全をできるだけ長く維持するために、できるだけ自由端付近に付設されていることによって保証される。

本発明により、リングシールが、間隔を置いたリング溝内に配設された２つのＯリングによって構成されている場合が合目的である。これらＯリングは、リング溝内に確実に収容され、そのシール作用を相前後して位置する２つのシールゾーン内で発揮し得る。

袋ナットも、差込み部分も、ランスホルダの接続部分も、いわゆる安全区間の分だけ延長されて形成されている。差込み部分と接続部分に関して、差込み部分は、リングシールのＯリングから突出する自由なシール面を備え、このシール面が、特に、両Ｏリングによってカバーされるシール面の２倍の大きさである。これにより、状況に応じて実現すべき寸法が与えられており、大きい延長を必要としない。

安全チューブの自由端のところで、ランスホースは、安全チューブと接続されている。ここでも、安全チューブの反対側接続部分が、ランスホルダの接続部分と同様に形成されていることによって、高い安全が得られる。これに応じて、ランスホースも、安全チューブの差込み部分に相当する差込み部分を与えられているので、これにより、ランスホルダとの接続と同様に有利な接続が可能である。

別のシールゾーンは、本発明によれば、ランスホルダの接続部分の最深部に、同時に差込み部分用のストッパとして使用されるリングウェブが形成されていることによって与えられる。これにより、袋ナットの作用によって、同時に、最深部に位置するシールゾーンと支持リングの領域に位置するシールゾーンがシールされ得るので、リングシールと共に、実際に４つのシールゾーンが存在し、これらシールゾーンは、連結装置の有利なシール作用に対して有効である。

袋ナット自体は、差込み部分と接続部分と同様に延長されて形成されており、有利な形成によれば、袋ナットが、１０〜２０の、特に１５のネジ山を備えるように形成されているが、通常の袋ナットは、５〜７のネジ山しか備えない。これにより、袋ナットが若干ゆるんだ場合でも、依然として、分離を排除し、これにより完全に不気密になることを排除するために十分なネジが存在するので、長いネジを介しても付加的な安全が与えられている。

連結装置を介したランスホルダと安全チューブ間の接続の継続的な容易な形成は、特に、袋ナットが真鍮から製造され、差込み部分と残りの安全チューブが特殊鋼から製造されている場合に与えられている。従って、それほど硬くない金属から成る袋ナットは、同様に特殊鋼から成るランスホルダの接続部分上をスムーズにねじ込み得る。

安全チューブの差込み部分とランスホルダのメス部分が、共に、一貫したシール作用を有するリング面を有する安全シャフトが得られるように形成されていることにより、前記全部で４つのシールゾーン以外に、第５のシールゾーンが、差込み部分とランスホルダのメス部分間の領域に得られる。即ち、この安全シャフトは、高い安定性を与えるとの課題だけでなく、補足的に、高可燃性のガスがこの領域を貫流し得ることを保証する一貫したシール面も与えるとの課題を有する。

更に、別のシールゾーンが支持リングと接続部分の自由端間に提供され、しかも特別なシールリングを使用することなく提供されることを、既に指摘している。合目的な実施形態によれば、支持リングにおける支持リングから成るシール面が、金属接触により気密に形成されている。これは、本発明によれば、特に、シール面が、面のベース部分から出発して外側に向かって傾斜させられ、この場合、特に５°の傾斜を備えることによって得られる。最後に、この斜面にシールエッジが提供されるので、別のシールゾーンとして作用する特に集中的な金属接触によるシール部が提供される。

本発明は、特に、酸素ランスとランスホース間に安全チューブ又は安全区間が設けられている場合でも著しく有利な、酸素ランスと接続するランスホース間の多重防護式の連結装置が提供されることによって、際立っている。この安全チューブは、両側に、全長を拡大する、シール面もしくはネジを有する安全区間を有するので、安全チューブと酸素ランスの接続部分が互いに案内された時に、この連結装置の完全なシールが得られる。全部で５つのシールゾーンにより、不用意さによって袋ナットが不動に連結されていない場合でも、必要な気密性が保証されている。高可燃性のガスがスチール溶湯内に注入される、ちょうどここで述べる作業分野では、接続箇所のこの絶対的な気密性が、大変有利である。加えて、この連結装置は、ランスホルダの領域内の酸素又はそれ以外のガスの継続的に高い圧力の特別な問題を満足する。

本発明の更なる詳細及び利点は、好ましい実施例を、これに必要な詳細及び細部と共に図示した添付図の以下の説明からわかる。

ランスホルダと、ランスホルダに未だ連結されてない安全チューブの断面図 安全チューブが連結された図１の断面図 連結前の図１の連結装置の一部の拡大図 連結後の図２の連結装置の一部の拡大図 袋ナットが戻された安全チューブの断面の拡大図 別のシールゾーンを生じさせるシールエッジの断面図

図１には、本来の酸素ランス１の内の部分領域だけが見られる。この酸素ランス１もしくは相応のチューブは、ランスホルダ２内に挿入され、そこで有効に固定される。このランスホルダ２の反対側では、安全チューブ３が、ランスホルダ２の接続部分１８と接続されている。これは、安全チューブ３の差込み部分８と袋ナット９から成る連結装置４を介して行なわれる。袋ナット９は、ランスホルダ２の接続部分１８上にねじ込まれる。安全チューブ３の反対側に、同じ連結装置５が設けられ、この連結装置によって、安全チューブ３は、ランスホース６と接続される。

連結装置４の差込み部分８も、接続部分１８も、袋ナット９も、付加的な安全区間１０，１１を有するので、これにより、全体的に延長された安全シャフト４０が実現される。この安全シャフト４０は、実際的に第１のシールゾーンであるリング面３９を有する。従って、図３では、安全区間１０もしくは差込み部分８の外面が、符号１３で指示されたランスホルダ２の接続部分１８の内面と同様に、シール面として符号１２で指示されている。これらシール面１２，１３が図４に図示したように重なり合っている場合は、有利に長いシールゾーンが得られる。

図１及び２から、安全チューブ３の反対側接続部分３５も、ランスホルダの反対側の端部のように、即ち接続部分１８のように形成されていることがわかる。この反対側接続部分３５の最深部３６に、リングウェブ３７が形成され、このリングウェブは、安全チューブ３の導入される又は導入すべき差込み部分８のためのストッパとして使用されるが、同時にシールゾーンとしても使用されるが、それは、ここでは、袋ナット９を介して、相応に高い押付力が発生され得るからである。延長された袋ナット９は、その内ネジ２１が、ランスホルダ２もしくはその接続部分１８の外ネジ２０に対応するが、これは、特に図３からもわかり得る。外ネジ２０と内ネジ２１がネジ１４を生じさせるが、このネジを介して、袋ナット９は、個々のシールゾーンを実現するために、全体として約１５のネジ山４１，４２にわたって接続部分１８上を移動し得る。

この場合、シール面２５も使用され、しかも接続部分１８の自由端２６のシール面も使用され、この自由端は、ここでは支持リング２２もしくはその内面２３に対応するので、これにより、前記シールゾーンが実現され得る。

図１は、未だ閉じられてない連結装置４を、図２は、閉じられた連結装置４を示す。

重要なシール部が、メス部分１９として形成された接続部分１８の自由端２６のところのリングシール１５を介して得られる。図１〜５で示した構成の場合、このリングのシール１５は、Ｏリング２９，３１を有する間隔を置いた２つのリング溝２８，３０によって実現され、これら両Ｏリング２９，３１は、それぞれ最適なシールゾーンを構成する。これにより、袋ナット９が正しく締結されていない又は緩んでしまい、これにより、差込み部分８がある程度の量だけメス部分１９から抜け出た場合でも、主シール作用が残っている。Ｏリングによってカバーされる、差込み部分８におけるシール面３３が、メス部分１９もしくは差込み部分８だけによって構成されたシール面３２の約３３〜５０％になる場合が有利である。相応のことが、図４に明らかにされている。

図５は、袋ナット９が容易に移動し得ることを明らかにする。袋ナットは、安全チューブ３の前端における差込み部分８を示すために、ここでは非常におおきく引き戻されて図示されている。この差込み部分は、延長されて形成され、シール面１２として作用するリング面３９を備え、前記の多重防護を、シールに関しても安定性（折れ）に関してももたらす。従ってまた、これらすべてのことは非常に重要であるが、それは、ランスホルダ２内の弁が閉じられた場合でも、この領域には、高い圧力を有する高可燃性のガスが滞っているからである。

最後に、図６は、支持リング２２の内側の領域内の付加的なシールゾーンを示す。オス部分８が袋ナット９から引き抜かれた上側の部分領域内で、支持リング２２の内側が斜面４９を、しかも、面のベース部分４８から支持リング２２の外縁５２に向かって高くなる斜面４９を構成することが認められる。シール面２５を構成するこの斜面４９は、外縁５２の直前で除去加工されているので、シールエッジ５０が生じる。斜面４９が、垂直線に対して５°までの角度で立っているので、シールエッジ５０は、金属接触によるシールの際に、有利に支援作用を行なう。

まとめると、もう一度、本発明による連結装置では、４つもしくは全部で５つのシールゾーンが実現され、これらシールゾーンが、最適な連結装置でも、しかしながらまた緩んだ連結装置でも、依然として必要なシールが与えられ、このシールが、高可燃性のガス、特に酸素の流出を阻止するようにする。１つのシールゾーンは、差込み部分８がリングウェブ３７に突き当たるところで実現されている。第２のシールゾーンと第３のシールゾーンは、Ｏリング２９及び３１の領域にある。第４のシールゾーンは、支持リング２２を接続部分１８もしくはメス部分１９の前縁に押し付けた際に実現され、第５のシールゾーンは、両シール面１２，１３もしくはリング面３９によって構成される。これにより、ランスホルダ２と安全チューブ３と、場合によってはランスホース６の最適で確実な接続部が常に与えられている。

前記全ての特徴及び図面からしか読み取れない特徴は、単独でも、組合せでも本発明にとって重要であると見なす。

１ 酸素ランス
２ ランスホルダ
３ 安全チューブ
４ 連結装置
５ 連結装置
６ ランスホース
８ 差込み部分
９ 袋ナット
１０，１１ 安全区間
１２，１３ シール面
１５ リングシール
１８ 接続部分
１９ メス部分
２１ 内ネジ
２３ 内面
２５ シール面
２６ 自由端
２８，３０ リング溝
２９，３１ Ｏリング
３２ シール面
３３ シール面
３５ 反対側接続部分
３６ 最深部
３７ リングウェブ
３９ リング面
４０ 安全シャフト
４１，４２ ネジ山
４８ 面のベース部分
４９ 斜面
５０ シールエッジ

Claims (12)

1. 酸素ランス（１）もしくは他の高可燃性のガスを案内してスチール溶湯内に注入するチューブを保持しかつ内部に弁を備えるランスホルダ（２）を安全チューブ（３）と接続するための多重防護式の連結装置（４）であって、安全チューブ（３）が、供給装置に通じるランスホース（６）と接続されている形式のものにおいて、
   ランスホルダ（２）と安全チューブ（３）の接続のために、ランスホルダ（２）が外ネジを有する中空シリンダ状の接続部分（１８）を備えること、安全チューブ（３）が、連結装置（４）を構成する、ランスホルダ（２）の接続部分（１８）内に導入可能な差込み部分（８）と、この差込み部分（１８）を包囲すると共にランスホルダ（２）の接続部分（１８）上にねじ込み可能な袋ナット（９）とを備えること、接続部分（１８）の内面が、接続部分のシール面（１３）を構成し、差込み部分（８）の外面が、差込み部分のシール面（１２）を構成し、袋ナット（９）が緩んだ場合でも必要な気密性を保証するために、接続部分（１８）、袋ナット（９）及び差込み部分（８）が、安全区間（１０，１１）として延長されると共に、リングシール（１５）が、２つのＯリング（２９，３１）によって構成され、これらＯリングが、接続部分（１８）の自由端（２６）の端面の近傍で接続部分（１８）の内面に形成された隣接するリング溝（２８，３０）内に収容されていること、及び、差込み部分（８）が、リングシール（１５）のＯリング（２９，３１）から突出する自由なシール面（３２）を備え、このシール面が、両Ｏリング（２９，３１）によってカバーされるシール面（３３）の２倍の大きさであること、を特徴とする連結装置。
2. ランスホルダ（２）の接続部分（１８）が、延長されたメス部分（１９）として使用され、安全チューブ（３）の相応に延長されたオス部分として使用される差込み部分（８）上を摺動するリングシール（１５）を有するように形成されていること、を特徴とする請求項１に記載の連結装置。
3. 差込み部分（８）として使用される、安全チューブ（３）のオス部分に、ランスホルダ（２）の接続部分（１８）の外ネジ（２０）に対応する内ネジ（２１）を有する袋ナット（９）が付設されていること、を特徴とする請求項１に記載の連結装置。
4. 差込み部分（８）が、この差込み部分（８）に対して垂直な支持リング（２２）を備え、この支持リングの、軸方向のシール面（２５）として形成された内側に、ランスホルダ（２）の接続部分（１８）の自由端（２６）が、外ネジ（２０）上を移動可能な袋ナット（９）を介して押付け可能であること、を特徴とする請求項３に記載の連結装置。
5. 安全チューブ（３）の反対側接続部分（３５）が、ランスホルダ（２）の接続部分（１８）と同様に形成されていること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の連結装置。
6. ランスホルダ（２）の接続部分（１８）の最深部（３６）に、同時に差込み部分（８）用のストッパとして使用されるリングウェブ（３７）が形成されていること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の連結装置。
7. 袋ナット（９）が、１０〜２０のネジ山（４１，４２）を備えるように形成されていること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の連結装置。
8. 袋ナット（９）が真鍮から製造され、差込み部分（８）と残りの安全チューブ（３）が特殊鋼から製造されていること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の連結装置。
9. 安全チューブ（３）の差込み部分（８）とランスホルダ（２）のメス部分（１９）が、共に、一貫したシール作用を有するリング面（３９）を有する安全シャフト（４０）が得られるように形成されていること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の連結装置。
10. 支持リング（２２）における軸方向のシール面（２５）が、金属接触により気密に形成されていること、を特徴とする請求項４に記載の連結装置。
11. 金属接触により気密な軸方向のシール面（２５）が、面のベース部分（４８）から出発して外側に向かって傾斜させられ、この場合、垂直線に対して５°の傾斜を備えるように形成されていること、を特徴とする請求項１０に記載の連結装置。
12. 軸方向のシール面（２５）の斜面（４９）が、支持リング（２２）の外縁（５２）の直前で、シールエッジ（５０）を構成するように除去加工されるように形成されていること、を特徴とする請求項１１に記載の連結装置。

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