传感器更换机构的制作方法

本发明涉及一种传感器更换机构，该传感器更换机构能够应用于各种形式的传感器，能够较高地确保内部相对于外部的密封性，并且结构简单且能够通过容易的操作进行更换。

背景技术：

作为能够对相对于外部确保气密而被隔开的内部的气体浓度进行测定的传感器进行更换的技术，已知有专利文献1。专利文献1的“气体检测装置”包括：气体检测装置主体，其在支承体的前端具备气体检测单元；引导构件，其引导所述检测单元的移动；气体阻断设备，其能够插通于与该引导构件的后端连接的所述气体检测单元；以及插入口形成构件，其具备插入口，该插入口与该气体阻断设备的后端连接，在将所述气体检测单元拉出到所述气体阻断设备能够闭阀的位置的状态下收容所述检测单元而形成标准气体的注入空间，并在后端侧对所述气体测定装置主体气密地进行支承。

气体阻断设备由球阀构成。气体检测单元构成为与管状的引导构件的内表面滑动接触的同时被拉出。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3402431号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在专利文献1中，从内部对作为传感器的气体检测单元进行拉出操作而进行更换。为了进行拉出操作，气体检测单元的形态被限定为没有突起的棒状的形态，以避免钩挂等妨碍拉出操作的情况。

在考虑内部相对于外部的密封性的情况下，在构成为可动的球阀中，难以确保较高的密封性。

存在有以下课题：对于气体检测单元，需要在与引导构件的内表面滑动接触的同时进行拉出操作，需要精度良好地将气体检测单元拉出的机构，并且还需要谨慎地进行该作业。

本发明是鉴于上述以往的课题而提出的，其目的在于提供一种传感器更换机构，该传感器更换机构能够应用于各种形式的传感器，能够较高地确保内部相对于外部的密封性，并且结构简单且能够通过容易的操作进行更换。

用于解决课题的方案

本发明的传感器更换机构用于在划分体的内部将传感器设置为能够从该划分体的外部向内部进行更换，所述划分体形成为炉体、腔室等容器状或配管、管道等管状，且从外部将内部气密或液密地划分开，所述传感器更换机构的特征在于，具备：更换用孔，其形成于所述划分体，用于将所述传感器从该划分体的外部向内部取放而进行更换；传感器单元，其具备所述传感器，并以插拔自如的方式插通于所述更换用孔；密封体，其以拆装自如的方式设置在该传感器单元与所述划分体之间，当在该划分体的内部设置有所述传感器时密封所述更换用孔；环状的密封基座，其设置于所述划分体的内部且所述更换用孔的周围；密封盖，其以移动自如的方式设置于所述划分体的内部，并以接触分离自如的方式与所述密封基座抵接，从而将所述传感器以相对于该划分体的内部密闭的状态覆盖；以及移动设备，其设置于所述划分体，对所述密封盖进行移动操作。

本发明的传感器更换机构的特征在于，操作引导管贯通所述更换用孔而设置于所述划分体，在该操作引导管的位于所述划分体的内部的一端处设置有所述密封基座，并且在该操作引导管的位于该划分体的外部的另一端处设置有凸缘，在所述传感器单元设置有盖构件，该盖构件拆装自如地安装于所述凸缘，在所述盖构件与所述凸缘之间设置有所述密封体。

本发明的传感器更换机构的特征在于，所述移动设备相对于所述划分体配置在与所述更换用孔相向的、该更换用孔的相反侧，所述密封盖被按压而抵接于所述密封基座。

本发明的传感器更换机构的特征在于，所述移动设备相对于所述划分体配置在与所述更换用孔相同的一侧，且所述密封盖被拉近而抵接于所述密封基座。

本发明的传感器更换机构的特征在于，在所述划分体设置有退避用凹部，所述退避用凹部用于使由所述移动设备移动操作的所述密封盖从该划分体的内部退避。

发明效果

对于本发明的传感器更换机构，能够应用于各种形式的传感器，能够较高地确保内部相对于外部的密封性，并且结构简单且能够通过容易的操作进行更换。

附图说明

图1是说明本发明的传感器更换机构的优选的一实施方式的说明图。

图2是说明图1所示的传感器更换机构所具备的移动设备的主要部分的说明图。

图3是示出图1所示的传感器更换机构的变形例的侧剖视图。

图4是示出图1所示的传感器更换机构的其他变形例的侧剖视图。

附图标记说明：

1配管

2配管的内部

3传感器测头

4传感器更换机构

5配管的外部

6更换用孔

7操作引导管

8凸缘

9传感器单元

10盖构件(凸缘)

11把持部

12密封体

13密封基座

14密封板

15密封盖

15a密封用构件

15b盖构件

15c扩张部

16移动设备

16a手柄

16b工作缸

16c衬套

16d密封环

16e螺母体

16f前进后退螺纹杆

16g滑动件

16h突起

16i连接用凸缘

16j滑动槽

17贯通孔

18气密密封件

19安装用凸缘

20连结管

21退避用凹部

22传递杆

23气密密封。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的传感器更换机构的优选的实施方式详细地进行说明。作为由隔壁等将内部相对于外部气密地或液密地进行划分而将内部环境、内部的流体流动与外部隔开的划分体的例子，已知有进行热处理的炉体、贮存加压气体或减压气体等的腔室等容器状的构件，或供气体、液体流通的配管、管道等管状的构件。

在图1中，作为划分体的例子，示出了供气体流通的配管1。并且，例如为了检测内部的温度状态而在该配管1的内部2设置有传感器测头3。

本实施方式的传感器更换机构4涉及用于能够将设置于这样的配管1的内部2的传感器测头3从配管1的外部5更换的机构。

在形成为中空筒体状的配管1形成有用于将传感器测头3从配管1的外部5相对于内部2取放而更换的圆形等的更换用孔6。更换用孔6以相对于传感器测头3的大小、形态具有余量的大的孔径形成，以使得不会引起被取放的传感器测头3钩挂等对更换操作的障碍，而能够将传感器测头3顺畅地取放。

在配管1设置有中空筒体状的操作引导管7，该操作引导管7贯通更换用孔6而与配管1一体地接合。操作引导管7的长度方向一端侧以向配管1的内部2突出的方式配置，长度方向另一端侧以向配管1的外部5突出的方式配置。

操作引导管7也与更换用孔6同样地以相对于传感器测头3的大小、形态具有余量的大的内径形成。在操作引导管7的另一端以一体接合的方式设置有圆环状的凸缘8。

在配管1的更换用孔6，以插拔自如的方式插通有具备传感器测头3的传感器单元9。在图示例中，传感器单元9表示为轴构件。

在本实施方式中，操作引导管7贯通于更换用孔6而设置，传感器单元9沿长度方向插通于操作引导管7的内部，并经由该操作引导管7插拔自如地插通于更换用孔6。

传感器单元9形成为比操作引导管7的长度长，以使长度方向两端分别从操作引导管7的两端双方突出。

传感器单元9以足以比操作引导管7的内径细的、因而也足以比更换用孔6的孔径细的轴径形成，以能够有余地而顺畅地进行插拔操作。

在传感器单元9的长度方向两端中的、从操作引导管7的另一端侧向配管1的外部5突出的一端设置有圆盘状的盖构件(凸缘)10，在将传感器单元9插通于操作引导管7时，该盖构件10与操作引导管7的凸缘8相向，并通过未图示的螺栓螺母以拆装自如的方式安装于该凸缘8。也可以说，传感器单元9包括盖构件10而构成。

在盖构件10设有位于传感器单元9的相反侧、且用于操纵该传感器单元9的把持部11。从把持部11向配管1的外部5导出配线(未图示)，该配线用于与传感器测头3连接并传送来自该传感器测头3的信号。

在传感器单元9的长度方向两端中的、在从操作引导管7的一端侧向配管1的内部2突出的另一端设有传感器测头3，在将传感器单元9插通于操作引导管7时该传感器测头3设置于配管1的内部2。因此，传感器测头3从操作引导管7的一端向配管1的内部2突出。

通过将设置有传感器测头3的传感器单元9的另一端经由操作引导管7从配管1的外部5插入内部2，并且从配管1的内部2向外部5取出，从而能够从配管1的外部5更换设置于配管1的内部2的传感器测头3。

在传感器单元9与配管1之间以拆装自如的方式设置有密封体(垫圈)12，该密封体12用于当在配管1的内部2设置有传感器测头3时气密地密封更换用孔6。

在本实施方式中，密封体12夹在经由操作引导管7设置于配管1的凸缘8与设置于传感器单元9的盖构件10之间而设置，并在该盖构件10与凸缘8之间密封更换用孔6，将配管1的内部2相对于配管1的外部5气密地密封。

因此，对于设置有经由密封体12与盖构件10接合的凸缘8的操作引导管7的另一端的开口，也可以将其称为更换用孔6。

另外，在配管1的内部2以包围更换用孔6周围的配置设置有环状的密封基座13。

在本实施方式中，密封基座13沿着更换用孔6而设置于操作引导管7的一端，该操作引导管7的一端经由更换用孔6而位于配管1的内部2。在密封基座13设有进行气密密封的密封板14。

在配管1的内部2设有密封盖15，该密封盖15以与密封基座13抵接或分离的方式移动自如地设置，并与该密封基座13的密封板14抵接，由此以相对于配管1的内部2密闭的状态覆盖传感器测头3。

密封帽15形成为沿着环状的密封基座13的环状，并由密封用构件15a与盖构件15b构成，该密封用构件15a以接触分离自如的方式密接于该密封基座13的密封板14，该盖构件15b设置于由密封用构件15a包围的内侧，并以如下大小形成，即，在密封用构件15a密接于密封板14时能够覆盖并收纳从操作引导管7的一端突出的传感器测头3。

在配管1设有对密封盖15进行移动操作的移动设备16。移动设备16相对于配管1而与更换用孔6相向，即配置在更换用孔6的、与密封基座13相向的相反侧。

在本实施方式中，移动设备16包括：转动操作用的手柄16a；螺母体16e，其接合于手柄16a而设置，并且设置为在工作缸16b内部经由衬套16c及密封环16d而转动自如，并通过手柄16a的转动操作而在工作缸16b内转动；前进后退螺纹杆16f，如图2所示，该前进后退螺纹杆16f具有与螺母体16e的内螺纹螺合的外螺纹以及沿着外螺纹的长度方向而形成的滑槽16j，当通过手柄16a的正反转动操作使螺母体16e转动时，因连接用凸缘16i而受到旋转限制，由此以从螺母体16e向外方前进、或向螺母体16e的内侧后退的方式进行直线往复运动；连接用凸缘16i，其接合于与工作缸16b的相邻于手柄16a的一端相反的一侧即工作缸16b的另一端而设置，并如图2所示那样，具备前进后退螺纹杆16f所贯通的环状的滑动件16g、以及在该滑动件16g向内侧突出形成且为了对前进后退螺纹杆16f进行旋转限制而与滑槽16j嵌合的突起16h。

在配管1具备：贯通孔17，其为了安装固定该移动设备16而与更换用孔6相互对置地形成，用于将前进后退螺纹杆16f相对于配管1的内部2取放；以及连结管20，其形成为使前进后退螺纹杆16f留有余量地插通的中空筒体状，且一端与贯通孔17接合，并且在另一端设有安装用凸缘19，该安装用凸缘19经由气密密封件(垫圈)18而通过未图示的螺栓螺母与移动设备16的连接用凸缘16i接合。

经由贯通孔17向配管1的内部2取放的前进后退螺纹杆16f与设置于配管1的内部2的密封盖15的盖构件15b连结。

若向一个方向转动手柄16a，则密封盖15借助前进后退螺纹杆16f朝向密封基座13前进，若向相反方向转动操作，则密封盖15向远离密封基座13的方向后退。

当前进后退螺纹杆16f使密封盖15朝向密封基座13前进时，密封盖15被按压而抵接于密封基座13，抵接于密封基座13的密封盖15以相对于配管1的内部2密闭的状态覆盖传感器测头3。

在本实施方式中，作为移动设备16，例示了利用螺纹的机构，但只要是能够使密封盖15以相对于密封基座13接近分离的方式移动的机构，当然也可以采用能够得到直线往复运动的公知的活塞/工作缸机构等任意的设备。

接下来，对本实施方式的传感器更换机构4的作用进行说明。图1的(a)示出将进行检测的传感器测头3设置于配管1的内部2的情况。

设置在轴体状的传感器单元9的另一端的传感器测头3在如下状态下被设置在配管1的内部2，即，传感器单元9的盖构件10经由密封体12气密地接合于凸缘8，凸缘8经由接合于更换用孔6的操作引导管7而设置于配管1侧，由此配管1的内部2与外部5被气密地划分，从而内部的气体不会向外部泄漏。

对于移动设备16的安装侧，移动设备16的连接用凸缘16i也经由气密密封件18接合于安装用凸缘19，安装用凸缘19经由接合于贯通孔17的连结管20而设置在配管1侧，由此配管1的内部2与外部5被气密地划分，配管1的内部2的气体不会向外部5泄漏。

在进行基于传感器测头3的检测时，移动设备16的前进后退螺纹杆16f向螺母体16e的内侧后退而向连结管20内拉入，使密封盖15位于远离密封基座13的位置。

在更换传感器测头3时，首先，为了取出传感器测头3，如图1的(b)所示，对移动设备16的手柄16a进行转动操作。

当对手柄16a进行转动操作时，由于连接用凸缘16i侧的突起16h与滑槽16j嵌合，因此，相对于螺母体16e，前进后退螺纹杆16f自身的旋转被限制而以向配管1的内部2突出的方式前进。

通过前进后退螺纹杆16f的前进，密封盖15被按压而被压接于密封基座13。

由此，密封盖15利用与密封基座13之间的高气密密封性而以相对于配管1的内部2密闭的状态覆盖传感器测头3。此时，与更换用孔6接合的操作引导管7的内部也相对于配管1的内部2被气密地密封。

之后，如图1的(c)所示，在配管1的外部5，从配管1侧的操作引导管7的凸缘8拆下传感器单元9侧的盖构件10。

由于在具有盖构件10的传感器单元9设有传感器测头3，因此只要拆下盖构件10而接着将传感器单元9从操作引导管7拉出，就能够通过从配管1的外部5进行的作业而从配管1的内部2的密封基座13的位置取出传感器测头3。

此时，由于相对于配管1的内部2确保了基于密封盖15和密封基座13的高气密性，因此能够在对配管1的内部2不造成任何影响的情况下取出传感器测头3。

在重新将传感器测头3设置于配管1的内部2时，执行与上述步骤相反的步骤，将具备新的传感器测头3的传感器单元9经由操作引导管7从更换用孔6向由密封盖15和密封基座13气密地密封的配管1的内部2插入，并使盖构件10与凸缘8夹着密封体12接合，之后，使移动设备6的前进后退螺纹杆16f后退而使密封盖15远离密封基座13即可。

对于传感器单元9，只要能够仅更换传感器测头3，则传感器单元9就能够直接利用。

在本实施方式的传感器更换机构4中，通过使密封盖15与密封基座13抵接，能够极高地确保内部2相对于配管1的外部5的气密密封性，因此配管4的更换用孔6及操作引导管7可简单地以足以比传感器测头3的大小及形状、传感器单元9的轴径大的孔径、内径形成，能够具有高灵活性且以容易的操作更换传感器测头3。换言之，能够优选应用于各种形式的传感器测头3以及传感器单元9。

另外，本实施方式的传感器更换机构4主要包括：更换用孔6，其形成于配管1；传感器单元9，其以插拔自如的方式插通于更换用孔6；密封体12，其设置在传感器单元9与配管1之间并密封更换用孔6；密封基座13，其在配管1的内部2，设置在更换用孔6周围；密封盖15，其与密封基座13抵接并以密闭状态覆盖传感器测头3；以及移动设备16，其对密封盖15进行移动，从而能够利用操作性良好的简单结构，在不会使配管1的内部2的气体向外部5流出的情况下从配管1的外部5对内部2的传感器测头3进行更换。

在图3中示出了上述实施方式的变形例。在该变形例中，在配管1设有用于使由移动设备6移动操作的密封盖15从配管1的内部2退避的退避用凹部21。

具体而言，与配管1接合且安装有移动设备16的连结管20的内径形成为比盖构件15b的外形尺寸大，以能够将通过前进后退螺纹杆16f后退的密封盖15的盖构件15b收容在连结管20的内部。

另外，在该变形例中，使操作引导管7相对于配管1的内部2的突出量减小，将密封基座13设置成与配管1的内部2的周面密接。

由于能够使密封盖15从配管1的内部2退避，并且由于将密封基座13与配管1密接地设置，因此，对于在配管1内流动的气体，这些密封盖15、密封基座13不会成为阻力而能够使气体顺畅地流通。

该变形例的其他结构与上述实施方式相同，当然即使是这样的变形例，也能够起到与上述实施方式相同的作用效果。

在图4中示出了上述实施方式的其他变形例。在上述实施方式中，移动设备16构成为相对于配管1配置在与更换用孔6相向的、该更换用孔6的相反侧，密封盖15被按压而抵接于密封基座13。但是，代替这样的结构，也可以将移动设备16相对于配管1配置在与更换用孔6相同的一侧，而密封盖15被拉近而抵接密封基座13。

在该变形例中，在配管1的外部5以不与作为用于取放传感器测头3的结构的操作引导管7、传感器单元9等干涉的配置设置有多个传递杆22。

多个传递杆22分别经由气密密封部23而从与更换用孔6相同的一侧以插拔自如的方式向配管1的内部2插通。

在密封盖15形成有从密封用构件15a向外方扩张，并由多个传递杆22接合的扩张部15c。

另外，对于多个传递杆22，在配管1的外部5设有将这些传递杆22的末端汇聚一处的板件(未图示)，并且该板件例如构成为通过上述前进后退螺纹杆16f等而与输出直线往复运动的单一的移动设备16结合，使这些传递杆22以相同的行程同时进行动作。

在该变形例中，能够将移动设备16设置于与更换用孔6、即进行传感器测头3的更换作业的一侧相同的一侧，能够相对于配管1节省空间地设置传感器更换机构4。

该变形例的其他结构与上述实施方式相同，当然即使是这样的变形例，也能够起到与上述实施方式相同的作用效果。