DD235731A1 - Gasdichte druckuebertragungsmembran fuer druckmesseinrichtungen fuer diffundierende medien - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gasdichte Druckuebertragungsmembran fuer Druckmesseinrichtungen fuer diffundierende Medien, wie z. B. Wasserstoff. Es soll aufgabengemaess eine Diffusion des Prozessmediums durch die Druckuebertragungsmembran zuverlaessig verhindert werden, ohne das dazu ein bearbeitungsaufwendiges Doppelmembransystem erforderlich ist. Das wird dadurch erreicht, indem vor der ueblicherweise verwendeten korrosionsfesten Metallmembran mit geringer Federsteife eine gasdichte Schutzmembran mit ebenfalls kleiner Federsteife angeordnet ist, die eine im wesentlichen radial nach aussen gerichtete Kapillarwirkung fuer diffundierende Medien aufweist. Diese Schutzmembran besteht vorteilhafterweise aus einem elastomer- oder kunststoffbeschichteten textilen Gewebe hoher Fadendichte, wie zum Beispiel einem Glasseidengewebe mit schlichtefreien Kett- und Schussfaeden, an deren Grenzflaechen die diffundierenden Medien an die Aussenatmosphaere abgeleitet werden. Die Schutzmembran ist zwischen dem Messwerksdeckel und dem Membrantraeger mittels der Befestigungsschrauben fuer den Deckel eingeklemmt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine gasdichte Druckubertragungsmembran mit niedriger Federkonstante fur Druckmeßeinrichtungen, die insbesondere fur solche Prozeßmedien eingesetzt werden sollen, die durch die zur Druckübertragung verwendeten Trennmembranen aus Edelmetall durchdiffundieren, ζ Β fur Wasserstoff

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Bei den meisten derzeit eingesetzten Druckmeßeinrichtungen befindet sich der eigentliche Druckwandler in einem mit einer inkompressiblen Flüssigkeit, ζ B Sihkonol, gefüllten Gehäuse, das nach außen, d h gegenüber dem Prozeßmedium, mittels dunner Druckubertragungsmembranen aus Edelstahl abgeschlossen ist Die Fullflussigkeit muß in jedem Fall frei von Gasemschlussen sein, da sonst der beispielsweise in ihr geloste Wasserstoff beim Entspannen der verfahrenstechnischen Anlage zu einer Zerstörung der Meßanordnung fuhren kann Unabhängig davon verschlechtern derartige Gasemschlusse die Eigenschaften der Ubertragungsflussigkeit, insbesondere die Inkompressibilitat, wodurch nicht zu vertretende Meßfehler entstehen

Die gleichen Probleme bestehen bei Druckmeßeinrichtungen, bei denen aufgrund hoher Temperaturen in den verfahrenstechnischen Anlagen Druckmittlervorlagen mit Fullflussigkeit zur Druckübertragung auf das eigentliche Meßelement angebaut werden Üblicherweise versucht man die Diffusionsrate durch die Metallmembran durch geeignete Auswahl der Membranwerkstoffe zu verkleinern So ermöglichen insbesondere Edelmetalle wie Gold und Silber kleinere Diffusionsraten Aus diesem Grund werden oft goldbeschichtete Metallmembranen verwendet

Eine andere Möglichkeit ist die Beschichtung der Membran mit speziellen Ölen und Wachsen, die die Lebensdauer der Meßgerate ebenfalls erhohen

Fur empfindliche Meßeinrichtungen ist auch bei Einsatz von goldbeschichteten Metallmembranen die Diffusionsrate zu hoch Erfolgt eine Beschichtung mit speziellen Ölen und Wachsen, so wird die Temperaturbeständigkeit verschlechtert und durch die Löslichkeit dieser Stoffe bei Wasserstoff-Kohlenwasserstoffgemischen der Einsatz eingeschränkt Aus der DE-OS 3121 799 ist eine MetalImembran gegen Druckmedien-Diffusion bekannt, die ein Membranpacket, bestehend aus zwei Metallmembranen unterschiedlichen Durchmessers und eine dazwischenliegende Siebmembran versieht Die Siebmembran soll ein inniges Beruhren der Metallmembran verhindern Der durch die mit dem Medium in Berührung kommende Membran diffundierte Wasserstoff gelangt in den Membranzwischenraum und wird über eine Ringnut und eine Entluftungsbohrung zur Außenatmosphare abgeleitet

Durch das Verschweißen und Prägen von zwei MetalImembranen und das Einbringen der Ringnut und des Entluftungskanals ist diese Losung mit einem hohen Fertigungsaufwand behaftet Ein weiterer Nachteil ist, daß diese Membrananordnung nicht mit einer so geringen Steifigkeit hergestellt werden kann, wie das im Interesse einer möglichst unverfälschten Druckübertragung wünschenswert ware

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das Diffundieren von Gasen wie Wasserstoff durch die Druckubertragungsmembran mit einfachen und billigen Mitteln zuverlässig zu vermeiden und dabei eine Einschränkung des Einsatzgebietes hinsichtlich bestimmter Prozeßmedien oder Temperaturbereiche auszuschließen

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckubertragungsmembran von Druckmeßeinrichtungen so auszugestalten, daß das Diffundieren von Gasen verhindert wird, ohne daß dazu ein Doppelmetallmembransystem oder eine mit speziellen Mitteln beschichtete Metallmembran erforderlich ist

Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß vor der üblicherweise verwendeten korrosionsfesten Metall membran mit geringer Federkonstante eine gasdichte Schutzmembran ebenfalls mit kleiner Federkonstante angeordnet ist, die eine im wesentlichen radial nach außen gerichtete Kapillarwirkung fur die diffundierenden Medien besitzt Diese Schutzmembran kann vorteilhafterweise aus einem elastomer- oder kunststoffbeschichteten textlien Gewebe hoher Fadendichte, wie zum Beispiel einem Glasseidengewebe mit schlichtefreien Kett- und Schußfaden bestehen, an deren Grenzflachen die diffundierenden Medien infolge der Kapillarwirkung nach außen in die Atmosphäre abgeleitet werden Die Schutzmembran ist zwischen dem Meßwerksdeckel und dem Membrantrager mittels der Befestigungsschrauben fur den Deckel eingeklemmt

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel naher erläutert Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen Fig 1 einen Schnitt durch den Druckaufnahmeteil einer Differenzdruckmeßeinrichtung Fig 2 einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemaßen Schutzmembran mit ihrem Schichtenaufbau Der in Fig 1 dargestellte Druckaufnahmeteil ist eine Baugruppe eines Differenzdruckmeßumformers und dient der Übertragung der zwei Prozeßdrucke von den entsprechenden Prozeßmedien auf die Fullflussigkeit 4 Mit Hilfe dieser inkompressiblen FuI!flüssigkeit 4 werden die zu messenden Druckwerte auf einen nicht dargestellten Druckwandler übertragen Zur Druckübertragung von dem Prozeßmedium auf die Fullflussigkeit dient in bekannter Weise eine korrosionsfeste Meta 11 membra n 3, die an ihrem Rand mit dem Membrantrager 1 verschweißt ist Der Membrantrager 1 weist ein Membranbett 2 auf, das eine konzentrisch gewölbte sinusförmige Wellung besitzt, an welches sich die Membran im Uberlastfall anlegt und dadurch ein weiteres Ansteigen des Druckes verhindert Um ein Diffundieren des Prozeßmediums durch die Metallmembran 3 zu verhindern, ist vor dieser eine gasdichte Schutzmembran 5 mit einer im wesentlichen radial nach außen gerichteten Kapillarwirkung angeordnet Diese Schutzmembran 5 ist zwischen dem Meßwerksdeckel 6 und dem Membrantrager 1 mittels der Befestigungsschrauben 7 festgeklemmt Wie aus Fig 2 ersichtlich ist, besteht die Schutzmembran 5 aus einer dem Prozeßmedium zugewandten Deckschicht 8, aus einer Schicht 9, bestehend aus einem textlien Einlagegewebe hoher Fadendichte und aus einer der Metallmembran zugewandten Grundschicht 10 Die Deckschicht 8 und die Grundschicht 10 können vorteilhafterweise aus Elastomeren oder geeigneten Kunststoffen bestehen Das textile Einlagegewebe 9 kann ein Glasseidengewebe mit schlichtefreien Kett- und Schußfaden hoher Fadendichte sein Diffundiert nun das Prozeßmedium, ζ B Wasserstoff, durch die Deckschicht 8, so trifft es auf die dünnen Glasseidenfaden und wird infolge der Kapillarwirkung nach außen in die Atmosphäre abgeleitet

Die Grundschicht 10 dichtet die Schutzmembran 5 zur Metallmembran 3 ab und bildet den wesentlich größeren Diffusionswiderstand, so daß diffundiertes Medium mit Sicherheit zur Außenatmosphare abgeleitet wird Durch die vorliegende Erfindung wird die Mediendiffusion zuverlässig verhindert, ohne daß der Fertigungsaufwand wesentlich erhöht wird Da die Schutzmembran mit sehr geringer Federsteife gefertigt werden kann, besitzt die gesamte Druckubertragungsmembran, bestehend aus Schutzmembran 5 und Metallmembran 3, eine geringe Federkonstante und kann vorteilhafterweise auch gerade fur untere Meßbereiche mit geringem Empfmdlichkeitsverlust eingesetzt werden

Claims (3)

1 Gasdichte Druckubertragungsmembran fur Druckmeßeinrichtungen fur diffundierende Medien, insbesondere fur Wasserstoff, bestehend aus einer dünnen korrosionsfesten Metallmembran mit geringer Federkonstante, dadurch gekennzeichnet, daß vor der genannten Metallmembran eine gasdichte Schutzmembran (5) geringer Federkonstante angeordnet ist, wobei diese Schutzmembran (5) eine im wesentlichen radial nach außen gerichtete Kapillarwirkung fur diffundierende Medien besitzt

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Patentansprüche:

2 Gasdichte Druckubertragungsmembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmembran aus einem elastomer- oder kunststoffbeschichteten textlien Gewebe (9), hoher Fadendichte, insbesondere Glasseidengewebe mit schlichtefreien Kett- und Schußfaden besteht an deren Grenzflachen diffundierende Medien zur Außenatmosphare abgeleitet werden

3 Gasdichte Druckubertragungsmembran nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmembran (5) zwischen den Meßwerksdeckeln (6) und dem Membrantrager (1) mittels der Schrauben (7) eingeklemmt ist

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