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Dokumentenidentifikation DE19713544C2 21.06.2000
Titel Saugsonde
Anmelder Minkon Sampler-Technik GmbH, Probennahme aus Metallschmelzen, 40699 Erkrath, DE
Erfinder Wünsch, Gerhard, 40822 Mettmann, DE;
Kasel, Werner, Norroy les Pont-a-Mousson, FR
Vertreter König, R., Dipl.-Ing.. Dr.-Ing.; Bergen, K. Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 40219 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 02.04.1997
DE-Aktenzeichen 19713544
Offenlegungstag 08.10.1998
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2000
IPC-Hauptklasse G01N 1/10

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Saugsonde zur Probenentnahme aus Metallschmelzen mit einer Kokille, einer Kokillenaufnahme und einem Mittel zur Verbindung von Kokille und Kokillenaufnahme.

Eine derartige Saugsonde ist aus der DE 23 40 389 B2 bekannt. Diese Saugsonde besteht aus einem glockenförmigen Gehäuse, das fest mit einer Pumpenlanze verbunden ist, und einer Kokille, die mittels einer Scheibe und eines Dichtungsrings in dem glockenförmigen Gehäuse fixiert ist. Dies erfordert einen Dichtungsring, der in eine Ringnut der Kokille eingreift und die Kokille so nach Art eines Sprengrings im Gehäuse hält. Diese Saugsonde birgt den Nachteil in sich, daß die Klemmverbindung zwischen dem glockenförmigen Gehäuse und der Kokille den Beanspruchungen bei der Probenentnahme nicht zuverlässig standhält. Problematisch ist auch die Erzeugung und die Aufrechterhaltung des notwendigen Unterdrucks im Innern des glockenförmigen Gehäuses, da der Dichtungsring der Strahlungswärme des Bades oder auch der Schmelze und der Schlacke selbst ausgesetzt ist. Schließlich ist es bei dieser Sonde auch schwierig, die Kokille mit der gezogenen Probe aus dem Gehäuse zu nehmen, da die Scheibe infolge des Einflusses der heißen Schmelze und Schlacke zumeist fest in dem glockenförmigen Gehäuse sitzt.

Des weiteren sind Probenentnahmesysteme bekannt, bei denen eine in einer Papphülse befindliche Kokille am Ende einer Pumpenlanze angeordnet ist. Bei diesen Systemen befindet sich die Kokille in unmittelbarem Kontakt mit der Papphülse. Das hat zur Folge, daß die Papphülse durch die in die Kokille eintretende Metallschmelze bzw. die dadurch verursachte Strahlungshitze so stark erwärmt wird, daß sie teilweise verbrennt, zumindest aber verkohlt und dadurch Rauchgase freisetzt.

Die freigesetzten Rauchgase können die Saugpumpe verunreinigen, so daß diese in regelmäßigen Abständen gereinigt werden muß. Auch stellen sie eine Gefahr für die Umwelt, insbesondere für die mit der Probenentnahme beauftragten Arbeiter dar.

Die GB 2 002 664 A beschreibt eine Tauchsonde zur Entnahme von Stahlschmelzen mit einer aus einem durchgängigen, hitzebeständigen Rohr bestehenden Kokille. Die Kokille wird von einer Lanze aus Pappe umgeben, der ihrerseits eine Abdeckung aus Pappe anliegt. Diese Entnahmevorrichtung hat demnach nicht nur den Nachteil, daß die die Lanze abdeckende Pappe in unmittelbarem Kontakt mit der Stahlschmelze steht. Vielmehr liegt auch die die Lanze bildende Pappe der Kokille unmittelbar auf. Die oben erwähnten negativen Wirkungen der Rauchgasentwicklung durch die verkohlende oder verbrennende Pappe sind die Folgen.

Eine ähnliche Saugsonde ist aus der DE-GM 76 16 810 bekannt. Darin wird eine Saugsonde beschrieben, die aus einer Lanze und einer Kokille besteht. Beide sind mittels einer Muffe miteinander verbunden. Die Muffe steht jedoch in direktem Kontakt mit der Kokille. Ist die Muffe aus Pappe gefertigt, entstehen auch bei dieser Vorrichtung die oben beschriebenen Nachteile.

Auch bei der in der DE-OS 20 43 496 offenbarten Tauchsonde kann das Verkohlen der erfindungsgemäß eingesetzten Pappe nicht wirkungsvoll verhindert werden. Die dort beschriebene Vorrichtung besteht aus zwei ineinander geschobenen Schutzrohren aus Hartpapier, die bei der Probenentnahme direkt in die Schmelze eintauchen. Um ein Zerfallen der Schutzrohre durch Verkohlen oder Verbrennen während des Entnahmeprozesses zu vermeiden, weist das Hartpapier eine Wandstärke von mindestens 5 mm auf. Diese Maßnahme kann eine Rauchgasentwicklung jedoch nicht ausreichend vermeiden.

Schließlich ist in "Iron and Steel Intern.", August 1978, Seiten 223 bis 231 eine einteilige Sonde für die Probenentnahme mit Hilfe einer Kupfertauchkokille beschrieben, deren oberer Teil mit einem Glasröhrchen verbunden und von einer Schutzhülle aus Pappe umgeben ist. Demnach ist auch hier ein direkter Kontakt von Pappe und Schmelze gegeben, die die oben erwähnten Nachteile nach sich zieht.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Saugsonde zu schaffen, die bei hinreichender Haltbarkeit trotz der Verwendung von Pappe als Sondenwerkstoff nicht oder nur in geringem Maße mit der Gefahr einer Rauchgasentwicklung verbunden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Saugsonde mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine am Ende der Pumpenlanze angeordnete nicht brennbare Hülse als Kokillenaufnahme umgibt dabei die Kokille mit hinreichendem Abstand. Zum Verbinden von Kokille und Kokillenaufnahme dient eine verlorene Kupplungshülse, die aus brennbarem Material besteht, da sie nicht in direkten Kontakt mit der glühenden Kokille kommt. Der Abstand beider Hülsen von der Kokille verhindert, daß die Kupplungshülse verbrennt bzw. verkohlt und somit Rauchgase im Innenraum der Kokillenaufnahme entstehen.

Die Durchmesser der hülsenförmigen Kokillenaufnahme und der Kupplungshülse sind so aufeinander abgestimmt, daß sie sich ineinander stecken lassen. Dabei wird die Kupplungshülse auf die Kokillenaufnahme gesteckt. Befindet sich die Kupplungshülse auf der Kokillenaufnahme, dann ist sie im Bereich ihrer Überlappung mit der Kokillenaufnahme gegen die von der glühenden Kokille ausgehende Strahlungshitze geschützt. Im Einzelfall hängt das Maß des Strahlungsschutzes von dem Werkstoff ab, aus dem die Kokillenaufnahme besteht. Wichtig ist, daß die Materialien der beiden Hülsen so aufeinander abgestimmt sind, daß die Verbindung zwischen ihnen stabil genug ist, um den Beanspruchungen, denen die Sonde bei der Probenentnahme ausgesetzt ist, standzuhalten. Des weiteren muß die Verbindung luftdicht sein, da sonst das Prinzip der Saugsonde, nämlich daß die Schmelze mittels eines durch eine Pumpe erzeugten Unterdruckes in die Kokille gesogen wird, nicht funktioniert.

Aus Kostengründen besteht die Kupplungshülse aus Pappe, da sich die mit ihr verbundene Kokille nur einmal verwenden läßt. Die Kokillenaufnahme eignet sich hingegen für eine Mehrfachverwendung, wenn sie aus Stahl, Aluminium oder einem nicht brennbaren und nicht gasenden Material besteht. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Saugsonde anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Kokille mit einer übergreifenden Kupplungshülse und eine Kokillenaufnahme,

Fig. 2 die Kokille und die Kokillenaufnahme der Fig. 1 im Betriebszustand.

Das Ende einer Pumpenlanze 1 ist mit einer hülsenförmigen Kokillenaufnahme 2 aus Stahl oder Aluminium verbunden. Eine Kokille 3 ist etwa mittig mit einer Scheibe 4, beispielsweise aus einem keramischen Material versehen und weist ein mit dieser verbundenes Saugrohr 5 auf. An der Scheibe 4 befindet sich eine Kupplungshülse 6, welche die Kokille selber nicht berührt. Die Hülse 6 besteht aus Pappe.

Im Betriebszustand befindet sich die Kokille 3 in der Kokillenaufnahme 2 und ist mit dieser mittels der auf die Kokillenaufnahme 2 gesteckten Kupplungshülse 6 verbunden. Diese Steckverbindung gewährleistet zum einen einen festen Sitz der Kokille 3 in der Kokillenaufnahme 2 und dichtet zum anderen den Innenraum der Kokillenaufnahme 2 nach außen hin ab, so daß ein von einer nicht dargestellten Pumpe erzeugter im Innenraum 7 der Kokillenaufnahme 2 herrschender Unterdruck aufrechterhalten bleibt, der dazu führt, daß Metallschmelze in die Kokille 3 gesogen wird.

Die Kokille 3 befindet sich in einem hinreichend großen Abstand von der Kupplungshülse 6, so daß die Verwendung von Pappe als Hülsenwerkstoff möglich ist, ohne daß es zu einer nennenswerten Entwicklung von Rauchgasen kommt. Vorteilhaft wirkt sich zudem der Abschirmeffekt aus, der von der Kokillenaufnahme 2 ausgeht und die Kupplungshülse 6 vor zu großer von der Schmelze abgegebener Strahlungswärme schützt.

Ein verbesserter Kraftschluß zwischen Kokillenaufnahme 2 und Kupplungshülse 6 ergibt sich durch ein Gewinde oder durch Riefen an der Kokillenaufnahme 2.


Anspruch[de]
  1. 1. Saugsonde zur Probenentnahme aus Schmelzen mit einer Kokille (3) in einer hülsenförmigen Kokillenaufnahme (2) aus Stahl oder Aluminium oder nicht brennbarem Material, einer mit der Kokille (3) verbundenen Scheibe (4) und einer die Kokillenaufnahme (2) mit der Scheibe (4) verbindenden verlorenen Kupplungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung als Papphülse (6) ausgebildet ist, und die Papphülse (6) die Kokillenaufnahme (2) übergreift und den Innenraum der Kokillenaufnahme (2) nach außen hin abdichtet.
  2. 2. Saugsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4) aus einem keramischen Material besteht.






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