KR101697092B1 - 서브랜스 - Google Patents

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Abstract

서브랜스가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 서브랜스는 서브랜스 본체와, 서브랜스 본체에 결합되며, 하나 이상의 제1단자를 가지는 소켓부재가 마련된 프로브 홀더와, 하나 이상의 제1단자와 전기적 연결되는 하나 이상의 제2단자를 가지며 소켓부재에 삽입되는 플러그부재가 마련되며, 프로브 홀더에 끼워져 결합되는 프로브와, 플러그 부재의 일측에 마련된 센싱단자 및 센싱단자에 대응하도록 소켓부재 일측에 마련되며, 프로브 홀더에 프로브가 장착되는 동안에는 센싱단자에 접촉하지 않고, 프로브 홀더에 프로브의 장착 완료시 센싱단자에 접촉하여 전기적 신호를 제공하는 접속단자를 포함한다.

Description

서브랜스{SUBLANCE}
본 발명은 서브랜스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융금속의 온도측정 또는 샘플링에 사용되는 서브랜스에 관한 것이다.
일반적으로 서브랜스는 랜스의 하단부에 프로브를 장착한 후 고온의 용융금속에 침적하여 용융금속의 온도를 측정하거나 용융금속의 상태를 측정하기 위한 샘플링을 수행하는 장치이다.
서브랜스는 상하로 이동 가능하게 설치되는 장축의 서브랜스 본체와 서브랜스 본체 하단에 연결된 프로브 홀더 및 측정 시마다 프로브 홀더를 감싸는 구조로 장착되어 소모되는 프로브를 포함한다.
이러한 서브랜스는 프로브 홀더에 프로브를 장착한 후 용융금속을 향해 하강하여 온도측정 또는 샘플링을 수행하게 되나, 용융금속의 슬래그 층과의 충돌에 의해 프로브가 장착되는 프로브 홀더와 서브랜스 본체의 연결부위에 유격이 발생되고, 유격이 발생된 상태에서 반복적 측정이 수행되는 경우 프로브 홀더의 파손을 유발하게 된다.
또한 프로브 홀더가 풀린 상태에서 프로브를 장착하게 되면, 프로브와의 전기적 연결을 위한 접촉부의 접속이 정상적으로 이루어지지 않아 측정 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.
등록실용신안공보 제20-0270392호(2002.04.03 공고)
본 발명의 실시 예들은 프로브 홀더에 프로브를 장착하는 과정에서 완전한 장착이 이루어지지 않는 장착 오차를 줄일 수 있는 서브랜스를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시 예들은 진동 및 흔들림에 의하여 프로브 홀더에서 프로브가 이탈되는 것을 방지할 수 있는 서브랜스를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서브랜스 본체와, 상기 서브랜스 본체에 결합되며, 하나 이상의 제1단자를 가지는 소켓부재가 마련된 프로브 홀더와, 상기 하나 이상의 제1단자와 전기적 연결되는 하나 이상의 제2단자를 가지며 상기 소켓부재에 삽입되는 플러그부재가 마련되며, 상기 프로브 홀더에 끼워져 결합되는 프로브와, 상기 플러그 부재의 일측에 마련된 센싱단자 및 상기 센싱단자에 대응하도록 상기 소켓부재 일측에 마련되며, 상기 프로브 홀더에 상기 프로브가 장착되는 동안에는 상기 센싱단자에 접촉하지 않고, 상기 프로브 홀더에 상기 프로브의 장착 완료시 상기 센싱단자에 접촉하여 전기적 신호를 제공하는 접속단자를 포함하는 서브랜스가 제공될 수 있다.
또한 상기 접속단자는 상기 센싱단자와의 접촉시 상기 센싱단자를 가압하는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재에 의해 탄력 지지될 수 있다.
또한 상기 소켓부재의 하면에는 상기 탄성부재 및 상기 접속단자의 적어도 일부를 수용하기 위한 단자수용홀이 형성될 수 있다.
또한 상기 플러그부재는 상기 소켓부재의 하면과 접촉하는 접촉면을 가지는 플러그바디와, 상기 접촉면에서 상부로 돌출되어 상기 소켓부재에 삽입되며 상기 하나 이상의 제2단자가 구비된 플러그를 포함하고, 상기 센싱단자는 상기 접촉면에 마련될 수 있다.
또한 상기 프로브의 장착이 완료된 때 상기 프로브 홀더에서 상기 프로브의 이탈을 방지하도록 하는 이탈방지유닛을 더 포함한다.
또한 상기 이탈방지유닛은 상기 프로브의 지관 내주면에 형성된 걸림홈과, 상기 걸림홈에 걸려 지지되도록 상기 프로브 홀더에 마련되며 상기 프로브 홀더의 반경방향으로 이동 가능하게 탄성부재에 의해 탄력 지지된 걸림부재를 포함한다.
또한 상기 걸림부재는 상기 프로브 홀더에 상기 프로브가 장착될 때 상기 프로브의 지관 내주면에 구름 접촉하는 볼 형태로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 프로브 홀더에 프로브를 장착하는 과정에서 발생할 수 있는 장착 오차를 줄일 수 있어 측정 신뢰성이 향상된다.
또한 본 발명의 실시 예들은 측정 과정에서 발생하는 진동 및 흔들림에 의해 프로브 홀더에서 프로브가 쉽게 빠지는 현상을 줄일 수 있어 설비 사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서브랜스 설비를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브랜스의 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 홀더와 프로브의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 홀더와 프로브의 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 단자의 접촉 불량 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 소켓부재와 플러그부재가 분리된 상태들 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 소켓부재와 플러그부재가 장착이 완료된 상태를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 A부분의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이탈방지유닛의 결합상태를 도시한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 서브랜스 설비를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 서브랜스(10)는 정련로(20) 상부에 위치한 호이스트(30)에 의해 상하로 구동 가능하고, 정련로(20) 내부를 향해 하부로 이동하여 프로브(40)가 용융금속에 침적됨으로써 용융금속의 온도 측정 또는 샘플링을 수행한다.
호이스트(30)는 모터(31)의 동력에 의해 회전하는 윈치(32)에 감기거나 풀리는 와이어(33)를 구비하고, 서브랜스(10)는 와이어(33)와 연결되어 레일(34)을 따라 이동하는 슬라이더(35)에 결합된 상태로 상하로 이동될 수 있다.
프로브(40)는 소모성으로서, 용융금속의 온도측정 또는 샘플링이 완료된 경우에는 호이스트(30)를 통해 서브랜스(10)를 정련로(20) 상부로 이동시킨다.
서브랜스(10)의 이동에 따라 프로브(40)가 소정 위치에 위치되면, 인접하게 설치된 클램프가 프로브(40)를 파지한 상태에서 서브랜스(10)에서 프로브(40)를 분리하여 교환 작업을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서브랜스의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 홀더와 프로브의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 프로브 홀더와 프로브의 절개 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 서브랜스(10)는 서브랜스 본체(11), 프로브 홀더(12) 및 프로브 홀더(12)에 결합되는 프로브(40)를 포함한다.
서브랜스 본체(11)의 하단에는 프로브 홀더(12)가 나사 결합되도록 내주면에 나사산이 형성된 체결홀(11a)이 마련된다.
서브랜스 본체(11)의 내부에는 냉각수 및 질소가스와 같은 유체가 유동하는 유로가 마련될 수 있고, 프로브(40)와 전기적 연결을 위한 보상도선이 내장될 수 있다.
서브랜스 본체(11)의 상측은 호이스트(30)의 구동에 의하여 상하로 이동하는 슬라이더(35)와 연결되며, 슬라이더(35)의 이동과 함께 서브랜스 본체(11)는 상하로 이동하게 된다.
프로브 홀더(12)는 서브랜스 본체(11)에 나사 체결방식에 의해 결합된다.
프로브 홀더(12)의 상단에는 서브랜스 본체(11)에 형성된 체결홀(11a)에 나사 체결되도록 외주면에 나사산이 형성된 체결돌기(13)가 마련된다.
프로브 홀더(12)의 내부에는 서브랜스 본체(11)에 형성된 유로 및 보상도선에 대응하는 유로 및 보상도선이 내장될 수 있다.
또한 프로브 홀더(12)의 하측 내부에는 보상도선이 연결되는 하나 이상의 제1단자(61)를 가지는 소켓부재(60)가 마련된다.
소켓부재(60)의 하나 이상의 제1단자(61)는 센서(45)로부터 제공되는 정보를 전달받고, 외부의 계측장비와 보상도선을 통해 전기적으로 연결되어 전달받은 정보를 계측장비에 제공한다.
프로브 홀더(12)는 프로브(40)가 끼움 결합되는 원통 형상의 홀더 바디(14)를 구비하고, 홀더 바디(14)에는 프로브(40)의 장착이 완료된 때 프로브(40)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지유닛(80)이 마련된다.
이탈방지유닛(80)은 홀더 바디(14)의 축 방향과 원주방향을 따라 소정 간격 이격 배치될 수 있고, 프로브(40)의 지관(41) 내주면에 형성된 걸림홈(43)에 걸려 지지될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
프로브(40)는 프로브 홀더(12)를 감싸도록 프로브 홀더(12)에 끼워져 결합되는 중공 원통형상의 지관(41)을 구비한다.
지관(41)은 압착 종이로 형성되며, 지관(41)의 하측에는 온도측정을 위한 센서(45)가 배치될 수 있다.
센서(45)는 보상도선을 통해 지관(41)의 하측 내부에 배치되는 플러그부재(70)와 전기적으로 연결된다.
플러그부재(70)는 프로브(40)가 프로브 홀더(12)에 장착 완료될 때 소켓부재(60)의 하면과 접촉하는 접촉면(72)을 가지는 플러그바디(71)와, 플러그바디(71)의 접촉면(72)에서 상부로 연장 형성되어 소켓부재(60)에 관통 삽입되며 소켓부재(60)에 구비된 하나 이상의 제1단자(61)와 각각 전기적 연결되는 하나 이상의 제2단자(74)를 구비한 플러그(73)를 포함한다.
프로브(40)의 장착이 시작되면, 클램프(50)는 프로브(40)를 파지한 상태에서 프로브 홀더(12)의 하부에서 상부로 프로브(40)를 슬라이딩 이동시킴에 의해 프로브(40)를 프로브 홀더(12)에 끼워 장착시킨다.
프로브(40)의 장착이 완료되게 되면, 플러그부재(70)에 형성된 하나 이상의 제2단자(74)가 대응하는 소켓부재(60)에 형성된 하나 이상의 제1단자(61)에 각각 접촉됨에 따라 센서(45)는 외부의 계측장비와 전기적으로 연결되게 된다.
이때 프로브 홀더(12)에 프로브(40)의 완전한 장착이 이루어지지 않는 경우에는 하나 이상의 제1단자(61)와 하나 이상의 제2단자(74)의 접촉 불량에 따라 센서(45)의 정확한 측정이 이루어지지 않게 되고, 또한 측정 과정에서 발생하는 진동 및 흔들림에 의해 프로브(40)가 프로브 홀더(12)에 분리되는 현상이 발생하게 된다.
특히 도 5에 도시한 바와 같이 프로브 홀더(12)의 소켓부재(60)에 프로브(40)의 플러그부재(70)가 삽입되어 대응하는 단자(61,74)의 접촉이 이루어지는 순간 프로브(40)의 장착이 완료된 것으로 판단하여 클램프(50)의 이동을 멈추게 되면, 완전한 장착이 이루어지지 않은 상태에서 측온 작업이 이루어지게 된다.
이를 해소하고자, 본 발명의 실시 예에서는 프로브 홀더(12)에 프로브(40)의 완전한 장착이 이루어지는 것을 감지하기 위한 접속단자(90)가 마련될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 소켓부재와 플러그부재가 분리된 상태를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 소켓부재와 플러그부재가 장착이 완료된 상태를 도시한 것이고, 도 8은 도 7의 A부분의 확대도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 접속단자(90)는 소켓부재(60)의 일측에 마련되고, 플러그부재(70)의 일측에는 접속단자(90)와 접촉하여 전기적으로 연결되는 센싱단자(78)가 마련된다.
접속단자(90)는 소켓부재(60)의 하면 일측에 마련될 수 있고, 센싱단자(78)는 소켓부재(60)의 하면과 마주하는 플러그부재(70)의 접촉면(72) 일측에 마련될 수 있다.
접속단자(90)는 보상도선을 통하여 외부의 계측장비와 전기적으로 연결될 수 있고, 센싱단자(78)는 보상도선을 통하여 센서(45)와 전기적으로 연결될 수 있다.
접속단자(90)는 프로브 홀더(12)에 프로브(40)가 장착되는 동안에는 센싱단자(78)와 접촉하지 않으며, 프로브 홀더(12)에 프로브(40)의 완전한 장착이 이루어지는 경우, 즉 프로브(40)의 장착이 완료된 위치에서는 센싱단자(78)와 접촉하여 외부의 계측장비로 전기적 신호를 제공한다.
구체적으로, 접속단자(90)는 플러그부재(70)가 소켓부재(60)에 삽입되는 동안에는 도 5에 도시된 바와 같이 플러그부재(70)와 소켓부재(60)에 각각 형성된 단자가 접촉하는 순간에도 센싱단자(78)와 접촉하지 않으나, 도 8에 도시한 바와 같이 플러그부재(70)의 각 단자가 대응하는 소켓부재(60)의 각 단자에 완전한 접촉이 이루어지게 될 때 센싱단자(78)와 접촉함에 의해 전기적 신호를 외부의 계측장비에 전달한다.
접속단자(90)는 소켓부재(60)의 하면(63)에 형성된 단자수용홀(65)에 적어도 일부가 수용될 수 있다. 접속단자(90)와 센싱단자(78)가 접촉하는 경우 충격에 의한 손상이 방지되도록 접속단자(90)는 단자수용홀(65)에 탄성부재(68)에 탄력 지지될 수 있다. 또한 탄성부재(68)는 접속단자(90)가 센싱단자(78)를 가압하는 방향으로 탄성력을 제공함에 의해 접속단자(90)와 센싱단자(78)의 일정한 접촉력이 유지되게 한다.
한편 프로브 홀더(12)에 프로브(40)의 장착이 완료된 때에는 이탈방지유닛(80)에 의하여 프로브(40)는 견고한 장착이 유지될 수 있다.
도 3 및 도 9를 참조하면, 이탈방지유닛(80)은 프로브(40)의 지관(41) 내주면(41a)에 형성된 걸림홈(43)에 걸려 지지되도록 프로브 홀더(12)에 형성된 걸림부재(81)를 포함한다.
걸림부재(81)는 프로브 홀더(12)에 형성된 홈에 수용되는 탄성부재(83)에 탄력 지지되며, 프로브 홀더(12)의 외면에서 일부가 돌출되는 볼 형태로 마련될 수 있다.
걸림부재(81)는 프로브(40)가 프로브 홀더(12)에 슬라이딩 끼움 결합되는 동안에는 프로브(40)의 지관(41) 내주면(41a)에 밀착되게 되므로, 홈의 내측으로 밀려 들어간 상태로 구름 이동하게 되고, 프로브(40)의 장착이 완료되면, 탄성부재(83)의 가압력에 의하여 지관(41)의 내주면(41a)에 형성된 걸림홈(43) 쪽으로 돌출되어 걸리게 된다.
이에 따라 측온 과정에서 프로브(40)에 심한 진동이 발생하더라도 걸림부재(81)에 의한 견고한 장착이 유지되게 되므로, 프로브 홀더(12)에서 프로브(40)가 이탈되는 것을 방지하게 된다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 서브랜스의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 용융금속의 온도측정 및 샘플링을 위해 사용되는 소모성 부품인 프로브(40)는 프로브 홀더(12)에 장착되게 된다.
프로브(40)는 도시하지 않은 프로브 공급부로부터 인출되게 되고, 클램프(50)에 의해 파지한 상태에서 프로브 홀더(12)에 끼워지게 된다.
클램프(50)가 프로브 지관(41)을 잡고 프로브 홀더(12)에 장착하기 위해 상승하게 되면, 프로브 홀더(12)의 소켓부재(60)에 프로브(40)의 플러그부재(70)가 삽입되어 단자(61,74)간의 접촉이 이루어지게 된다.
프로브(40)가 프로브 홀더(12)에 완전한 장착이 이루어지는 위치에 도달하게 되면, 접속단자(90)는 센싱단자(78)와 접촉하게 되고, 접속단자(90)는 외부의 계측장비로 프로브(40)의 장착이 완료되었다는 전기적 신호를 전송한다.
프로브(40)를 이동시키는 클램프(50)는 접속단자(90)의 장착신호가 감지될 때까지 프로브(40)를 이동시키고, 장착신호가 감지되면, 프로브(40)의 이동을 정지하여 프로브(40)의 장착을 완료한다.
프로브(40)의 장착이 완료되게 되면, 프로브 홀더(12)의 외면에 마련된 걸림부재(81)는 프로브(40)의 지관(41)에 형성된 걸림홈(43)에 걸려 견고한 장착이 유지됨에 의해 측온 과정에서 발생하는 진동에 의한 프로브(40)의 이탈을 방지한다.
10: 서브랜스, 12: 프로브 홀더,
20: 정련로, 30: 호이스트,
40: 프로브, 41: 지관,
43: 걸림홈, 45: 센서,
50: 클램프, 60: 소켓부재,
61: 제1단자, 65: 단자수용홀,
70: 플러그부재, 71: 플러그바디,
72: 접촉면, 73: 플러그,
74: 제2단자, 78: 센싱단자,
80: 이탈방지유닛, 81: 걸림부재,
90: 접속단자.

Claims (7)

  1. 서브랜스 본체(11);
    상기 서브랜스 본체에 결합되며, 하나 이상의 제1단자(61)를 가지는 소켓부재(60)가 마련된 프로브 홀더(12);
    상기 하나 이상의 제1단자와 전기적 연결되되 온도 계측을 위한 센서(45)와 연결되는 하나 이상의 제2단자(74)를 가지며, 상기 소켓부재에 삽입 장착되는 플러그(73)와, 상기 플러그가 상기 소켓부재에 삽입 시 상기 소켓부재의 하면과 접촉하는 접촉면(72)을 갖는 플러그부재(70)가 마련되며, 상기 프로브 홀더에 끼워져 결합되는 프로브(40);
    상기 플러그 부재의 상기 접촉면 일측에 마련된 센싱단자(78); 및
    상기 센싱단자에 대응하도록 상기 소켓부재 일측에 형성된 단자수용홀(65)에 수용된 탄성부재(68)에 지지되며, 상기 프로브 홀더에 상기 프로브가 장착되는 동안에는 상기 센싱단자에 접촉하지 않고, 상기 프로브 홀더에 상기 프로브의 장착 완료시 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 센싱단자에 가압 접촉하여 전기적 신호를 제공하는 접속단자(90);를 포함하는 서브랜스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프로브의 장착이 완료된 때 상기 프로브 홀더에서 상기 프로브의 이탈을 방지하도록 하는 이탈방지유닛을 더 포함하고,
    상기 이탈방지유닛은 상기 프로브의 지관 내주면에 형성된 걸림홈과, 상기 걸림홈에 걸려 지지되도록 상기 프로브 홀더에 마련되며 상기 프로브 홀더의 반경방향으로 이동 가능하게 탄성부재에 의해 탄력 지지되며 상기 프로브의 지관 내주면에 구름 접촉하는 볼 형태로 마련된 걸림부재를 포함하는 서브랜스.
  7. 삭제
KR1020150077090A 2015-06-01 2015-06-01 서브랜스 KR101697092B1 (ko)

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