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Die
Erfindung betrifft einen Prozeßanschluß für einen
Meßfühler, insbesondere
für einen TDR-Meßfühler zur
Füllstandsmessung,
mit einem Gehäuse,
einem prozeßseitigen
Anschluß,
einem auswerteseitigen Anschluß und
wenigstens einer zwischen dem prozeßseitigen Anschluß und dem auswerteseitigen
Anschluß in
dem Gehäuse
geführten
Signalleitung, wobei der auswerteseitige Anschluß von dem prozeßseitigen
Anschluß hinsichtlich Druck
und Temperatur durch Druckentkopplungsmittel und Temperaturentkopplungsmittel
im Gehäuse im
wesentlichen entkoppelt ist.
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Prozeßanschlüsse der
beschriebenen Art sind in der industriellen Praxis seit langem bekannt. Sie
dienen in der Regel zur Verbindung des meist durch Messung zu beobachtenden
technisch-physikalischen Prozesses mit einer Auswerteeinheit, die häufig einen
Meßwandler
und andere Elektronik umfaßt,
um das über
die Signalleitung von dem eigentlichen mit dem Prozeß in Kontakt
stehenden Sensorelement bereitgestellte Signal zu empfangen, aufzubereiten,
anzuzeigen und gegebenenfalls weiterzuleiten.
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Je
nach Einsatzgebiet stellt der zu beobachtende Prozeß sehr hohe
Anforderungen an den Prozeßanschluß hinsichtlich
seiner mechanischen und thermischen Festigkeit und oft auch hinsichtlich
seiner Korrosionsbeständigkeit.
Dies ist z. B. der Fall bei Prozessen im Hochdruck- und/oder Hochtemperaturbereich,
also beispielsweise bei Prozessen, die unter sehr hohen Drücken ablaufen – z. B.
im Bereich von 1000 bar – und
bei Temperaturen von nicht selten mehreren 100°C. Bei solchen Anwendungen muß der Prozeßanschluß in der
Lage sein, zum einen die auf der Prozeßseite herrschenden hohen Drücke und zum
anderen die auf der Prozeßseite
herrschenden hohen Temperaturen vor dem auswerteseitigen Anschluß abzukapseln.
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Aus
dem Stand der Technik sind dazu verschiedene Maßnahmen bekannt, deren Realisierung jedoch
mit erheblichem konstruktiven Aufwand und mit dem Einsatz sehr spezieller,
hochwertiger, nämlich
Druck- und gleichzeitig temperaturbeständiger und damit teurer Materialien
einhergeht. Bei den meisten Lösungen
wird in der Nähe
des prozeßseitigen
Anschlusses als Druckentkopp lungsmittel und Temperaturentkopplungsmittel
eine Dichtung vorgesehen, durch die die Signalleitung geführt ist
und die gleichzeitig temperatur- und druckfest ausgestaltet ist.
Für den
Einsatz in derart aggressiven Umgebungen ist es erforderlich, das
Material für
eine Dichtung im Bereich des prozeßseitigen Anschlusses sehr sorgfältig auszuwählen, da
die Mehrfachbelastung sonst zu einer vorzeitigen Zerstörung des
Prozeßanschlusses
führt,
so daß eine
Entkopplung hinsichtlich Druck und Temperatur des auswerteseitigen
Anschlusses von dem prozeßseitigen
Anschluß nicht mehr
gewährleistet
ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile bei
bekannten Prozeßanschlüssen – zumindest
teilweise – zu
vermeiden, insbesondere einen einfach zu realisierenden, zuverlässigen und
preiswert herstellbaren Prozeßanschluß für Hochdruck-
und Hochtemperaturanwendungen anzugeben.
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Die
aufgezeigte Aufgabe ist erfindungsgemäß zunächst und im wesentlichen bei
dem in Rede stehenden Prozeßanschluß dadurch
gelöst,
daß im Gehäuse im Bereich
des prozeßseitigen
Anschlusses die Temperaturentkopplungsmittel vorgesehen sind, so
daß im
Gehäuse
der Bereich des auswerteseitigen Anschlusses hinsichtlich der Temperatur
im wesentlichen entkoppelt ist, und daß im Bereich des auswerteseitigen
Anschlusses die Druckentkopplungsmittel vorgesehen sind.
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Erfindungsgemäß ist also
erkannt worden, daß bei
den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen häufig das Problem darin liegt,
daß die Druckentkopplungsmittel
und die Temperaturentkopplungsmittel zusammen in Baueinheit, jedenfalls aber
gemeinsam in der Nähe
des prozeßseitigen
Anschlusses angeordnet sind, was zu einer kritischen Mehrfachbelastung
führt und
die Nachteile mit sich bringt, die bei dem erfindungsgemäßen Prozeßanschluß beseitigt
worden sind.
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Durch
die räumliche
Trennung des Temperaturentkopplungsmittels von dem Druckentkopplungsmittel
wird ganz bewußt
darauf verzichtet, sofort am prozeßseitigen Anschluß gleichzeitig
eine Temperatur- als auch eine Druckbarriere aufzubauen, so daß der Einsatz
der aus dem Stand der Technik bekannten sehr kostspieligen Hochtemperaturdichtungen, die
gleichzeitig hochdruckfest sein müssen, verzichtet werden kann.
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Das
im Bereich des prozeßseitigen
Anschlusses vorgesehene Temperaturentkopplungsmittel sorgt dafür, daß die über die
Außenseite
des prozeßseitigen
Anschlusses auf den prozeßseitigen Anschluß – zumindest
teilweise – übertragene
Prozeßtemperatur
in Richtung auf den auswerteseitigen Anschluß reduziert wird, wobei sich
der Prozeßdruck über das
Temperaturentkopplungsmittel hinweg in dem Prozeßanschluß – jedenfalls im wesentlichen – ausbreiten
kann. Im Bereich des auswerteseitigen Anschlusses liegt dann zwar
noch ein erheblicher Druck vor, jedoch bei einer stark reduzierten
Temperatur, also beispielsweise einer Temperatur, die – vernünftigerweise
ausgehend von der Umgebungstemperatur – beispielsweise nur noch 30%,
20% oder sogar deutlich weniger als 10% der Prozeßübertemperatur
entspricht. Das in diesem Bereich vorgesehene Druckentkopplungsmittel
muß also
nicht mehr in dem Sinne temperaturfest sein, wie dies bei bekannten Prozeßanschlüssen der
Fall ist, es muß nicht
mehr hochtemperaturfest sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Längserstreckung
und die Wärmeleitfähigkeit
und/oder die Temperaturfestigkeit des Temperaturentkopplungsmittels
so aufeinander abgestimmt, daß sich
die gewünschte
Temperaturentkopplung einstellt, insbesondere beispielsweise unter
Erzielung eines gewünschten
Temperaturgradienten. Das Temperaturentkopplungsmittel vermittelt zwischen
der Temperatur am prozeßseitigen
Anschluß und
der Temperatur am auswerteseitigen Anschluß des Prozeßanschlusses. In Abhängigkeit
von der Wärmeleitfähigkeit
des Temperaturentkopplungsmittels und in Abhängigkeit von den entsprechenden thermischen
Eigenschaften des das Temperaturentkopplungsmittel umgebenden Gehäuses, stellt
sich innerhalb des Temperaturentkopplungsmittels ein gewisser Temperaturgradient
ein. Indem beispielsweise die Längserstreckung
des Temperaturentkopplungsmittels – und damit automatisch auch
die Längserstreckung
des Prozeßanschlusses – großzügig gewählt wird,
kann das Temperaturentkopplungsmittel aus einem Material gefertigt
werden, das nur vergleichsweise geringe Anforderungen hinsichtlich
der Temperaturfestigkeit erfüllen
muß, da
die ausgedehnte Längserstreckung
des Temperaturentkopplungsmittels schon konstruktiv für eine Entschärfung des
thermischen Problems sorgt.
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Wenn
hingegen im Vergleich dazu kürzere Längserstreckungen
des Prozeßanschlusses – und damit
des verwendeten Temperaturentkopplungsmittels – zu realisieren sind, muß für das Temperaturentkopplungsmittel
möglicherweise
ein Material gewählt werden,
was erheblich flexiblere und bessere Eigenschaften hinsichtlich
Wärmeleitfähigkeit
und/oder Temperaturfestigkeit hat.
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Gemeinsam
ist beiden zuvor skizzierten Lösungsvarianten
jedoch, daß im
Bereich des auswerteseitigen Anschlusses eine vergleichsweise niedrige Temperatur
bei einem vergleichsweise hohen Druck vorhanden ist, jedenfalls
die in diesem Bereich vorgesehenen Druckentkopplungsmittel keine
besonderen Kriterien hinsichtlich ihrer Temperaturfestigkeit mehr erfüllen müssen.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das
Temperaturentkopplungsmittel aus wenigstens zwei Segmenten, die
in Längserstreckung
des Prozeßanschlusses
hintereinander angeordnet sind, wobei insbesondere die Längserstreckungen
und die Wärmeleitfähigkeiten und/oder
die Temperaturfestigkeiten der Segmente des Temperaturentkopplungsmittels
so aufeinander abgestimmt sind, daß sich die gewünschte Temperaturentkopplung,
insbesondere nämlich
ein gewünschter
Temperaturgradient einstellt.
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Die
Verwendung mehrerer Segmente für
das Temperaturentkopplungsmittel hat mehrere Vorteile. Zum einen
ist es durch Kombination mehrerer Segmente möglich, ganz unterschiedliche
Längen
des Temperaturentkopplungsmittels, z. B. für ganz unterschiedliche Längen von
Prozeßanschlüssen, zu
realisieren, was hinsichtlich der Fertigung, Lagerung und Vertrieb
eines derart ausgestalteten Temperaturentkopplungsmittels vorteilhaft
ist. Zum anderen können aber
auch Segmente miteinander kombiniert werden, die unterschiedliche
thermische Eigenschaften haben. Es kann beispielsweise als am nächsten zum prozeßseitigen
Anschluß angeordnetes
Segment ein Material verwendet werden, das eine hohe Temperaturbeständigkeit
hat und so den an diesem Ende des Prozeßanschlusses vorherrschenden
Temperaturen Rechnung trägt.
Das darauf folgende Segment und die möglicherweise weiteren darauf
folgenden Segmente sind aufgrund des sich einstellenden Temperaturgradienten
nur noch niedrigeren Temperaturen ausgesetzt und können deshalb
aus Materiali en bestehen, die keine so hohe Temperaturfestigkeit
aufweisen wie das erste Segment, dafür aber unter Umständen erheblich
preiswerter sind.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht
das Druckentkopplungsmittel aus wenigstens zwei Segmenten, was im
Bereich des auswerteseitigen Anschlusses des Prozeßanschlusses
die gleichen Vorteile – auf
den Druck bezogen – mit
sich bringt wie dies zuvor anhand der segmentartig ausgestalteten
Temperaturentkopplungsmittel ausgeführt worden ist.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die Signalleitung im Gehäuse im Temperaturentkopplungsmittel
und/oder im Druckentkopplungsmittel geführt, wobei das Temperaturentkopplungsmittel – je nach
verwirklichtem Meßprinzip – insbesondere
ein guter elektrischer Isolator ist, und/oder wobei das Druckentkopplungsmittel
insbesondere ein guter elektrischer Isolator ist. Eine solche Ausgestaltung
ist dann vorteilhaft, wenn es sich bei der Signalleitung z. B. um
den Wellenleiter eines Time-Domain-Reflectometry-(TDR)-Meßfühlers handelt
und das Gehäuse
metallisch ausgestaltet ist, so daß die Signalleitung über das
Temperaturentkopplungsmittel und über das Druckentkopplungsmittel
elektrisch isolierend von dem als Gegenelektrode fungierendem Gehäuse beabstandet
ist.
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Es
kann sich bei der Signalleitung jedoch um eine beliebige Signalleitung
handeln, die im Rahmen eines gänzlich
anderen Meßprinzips
zur Messung einer gänzlich
anderen Meßgröße vorgesehen
ist. Beispielsweise kann es sich bei der Signalleitung um den Anschluß der Elektrode
eines konduktiv arbeitenden Meßfühlers oder
um die Elektrode eines Temperatur- und/oder Druckmeßfühlers handeln.
Die Erfindung ist nicht auf eine spezielle Art eines Meßfühlers bzw.
auf ein spezielles Meßprinzip
beschränkt.
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Es
hat sich darüber
hinaus als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Temperaturentkopplungsmittel
ein Werkstoff aus bzw. unter Verwendung von Polyetheretherketon
(PEEK) ist. Solche Werkstoffe haben eine große mechanische Festigkeit – und so auch
Druckfestigkeit – so
daß sie
ohne weiteres im Bereich des prozeßseitigen Anschlusses eingesetzt werden
können,
wo noch ein hoher Druck herrschen kann.
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Es
hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, wenn für das Druckentkopplungsmittel
zumindest teilweise ein weicherer Werkstoff verwendet wird, wie
z. B. ein Werkstoff aus oder unter Verwendung von Polytetrafluorethylen
(PTFE), weil durch die Elastizität
solcher Werkstoffe dicht schließende
Kontaktflächen
realisierbar sind, was hilfreich ist, um Normen für explosionsgefährdete Bereiche
zu erfüllen,
in denen eine druckfeste Kapselung erforderlich ist (Ex-Anwendungen).
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Druckentkopplungsmittel
wenigstens einen O-Ring zur Realisierung einer Dichtung gegenüber der
Signalleitung und/oder das Druckentkopplungsmittel umfaßt wenigstens
einen O-Ring zur Realisierung einer Dichtung gegenüber dem
Gehäuse.
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Werden
bei einem erfindungsgemäßen Prozeßanschluß mehrere
der vorgenannten Merkmale erfüllt,
ergibt sich von dem prozeßseitigen
Anschluß auf
den auswerteseitigen Anschluß hin
gesehen eine serielle Abfolge verschiedener Entkopplungs- und Dichtungsmittel,
die in dieser Richtung einen Schichtaufbau und aufeinanderfolgende
Barrieren bilden (”Sandwichstruktur”).
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Es
hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn bei dem
erfindungsgemäßen Prozeßanschluß das Temperaturentkopplungsmittel und/oder
das Druckentkopplungsmittel in dem Gehäuse lösbar, insbesondere austauschbar
angeordnet sind/ist, wodurch ein einziger bzw. einheitlicher Prozeßanschluß durch
Wahl geeigneter Druckentkopplungsmittel und Temperaturentkopplungsmittel an
verschiedene Aufgabenstellungen anpaßbar ist.
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Dieses
Merkmal ist insbesondere im Zusammenhang mit einer weiteren besonders
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung von Bedeutung, nämlich bei
einer solchen Ausgestaltung, bei der der Prozeßanschluß modular aufgebaut ist und
wenigstens ein Temperaturentkopplungsmodul und ein Druckentkopplungsmodul
aufweist, wobei das Temperaturentkopplungsmodul den prozeßseitigen
Anschluß und einen
modulseitigen Anschluß umfaßt, das
Druckentkopplungsmodul den auswerteseitigen Anschluß und ebenfalls
einen modulseitigen Anschluß umfaßt und wobei
das Temperaturentkopplungsmodul und das Druckentkopplungsmodul über die
korrespondierenden modulseitigen Anschlüsse verbindbar sind. Dadurch
lassen sich beispielsweise verschieden lange Temperaturentkopplungsmodule
mit einem bestimmten Druckentkopplungsmodul kombinieren, wobei die modulseitigen
Anschlüsse
lösbar
verbindbar ausgeführt
werden können
oder aber beispielsweise durch Verschweißung miteinander fest verbunden
und gesichert werden können.
Insgesamt ist es bei dieser modulartigen Bauweise sinnvoll, wenn
das Temperaturentkopplungsmittel im Temperaturentkopplungsmodul
angeordnet ist und/oder das Druckentkopplungsmittel im Druckentkopplungsmodul
angeordnet ist oder aber durch das Gehäuse des Druckentkopplungsmoduls
gebildet ist.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Druckentkopplungsmodul für einen
modularen Prozeßanschluß, der ferner
ein Temperaturentkopplungsmodul aufweist, so wie es zuvor beschrieben
worden ist, wobei das Druckentkopplungsmodul mit dem Temperaturentkopplungsmodul über korrespondierende modulseitige
Anschlüsse
verbindbar ist. Ganz besonders vorteilhaft ist ein solches Druckentkopplungsmodul
dann, wenn der modulseitige Anschluß dem prozeßseitigen Anschluß oder dem
Gegenstück
zum prozeßseitigen
Anschluß entspricht,
so daß bekannte
Prozeßanschlüsse und/oder
Meßfühler mit
dem Druckentkopplungsmodul verbindbar sind. Auf diese Weise ist
es nämlich
möglich,
einem bestehenden Prozeßanschluß einen
erfindungsgemäßen Prozeßanschluß vorzuschalten
und den bestehenden Prozeßanschluß so zu
entlasten, was in vielen Fällen einfacher
und preiswerter sein kann, als bestehende Prozeßanschlüsse vollständig zu ersetzen.
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Im
einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Prozeßanschluß bzw. das
erfindungsgemäße Druckentkopplungsmodul
auszugestalten und weiterzubilden, wozu verwiesen wird einerseits
auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits
auf die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit der einzigen Zeichnung, die einen erfindungsgemäßen, modularen
Prozeßanschluß 1 zeigt.
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Der
Prozeßanschluß 1 weist
ein Gehäuse 2a, 2b auf,
einen prozeßseitigen
Anschluß 3,
einen auswerteseitigen Anschluß 4 und
eine zwischen dem prozeßseitigen
Anschluß 3 und
dem auswerteseitigen Anschluß 4 in
dem Gehäuse 2a, 2b geführte Signalleitung 5.
Insgesamt ist der Prozeßanschluß 1 für einen Time-Domain-Reflectometry-(TDR)-Meßfühler gedacht,
die Signalleitung 5 dient als Wellenleiter und ragt bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch
in einen nicht dargestellten Behälter,
in dem der Füllstand
eines flüssigen
oder schüttfähigen Mediums
bestimmt werden soll.
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TDR-Meßfühler bzw.
TDR-Füllstandsmeßgeräte arbeiten
nach dem Laufzeitprinzip elektromagnetischer Wellen, wobei die Signalleitung 5 von
einer hier nicht dargestellten Auswerteeinheit, die über den
auswerteseitigen Anschluß 4 mit
dem Prozeßanschluß 1 verbunden
wird, mit einer elektromagnetischen Welle beaufschlagt wird, die
elektromagnetische Welle von der Signalleitung 5 geführt in Richtung
auf das zu überwachende – ebenfalls
nicht näher
dargestellte – Medium
geleitet wird, an dem Medium reflektiert wird (Unstetigkeitsstelle
in der Dielektrizitätskonstanten)
und durch Messung der Laufzeit der reflektierten elektromagnetischen
Welle zurück zur
Auswerteeinheit Rückschluß auf die
Beabstandung der Mediumfläche
gezogen werden kann. Dieses Meßprinzip
ist allgemein bekannt und soll nicht weiter erörtert werden. Unabhängig davon
ist der in 1 dargestellte Prozeßanschluß 1 für einen
jeglichen Meßfühler mit
den genannten Eigenschaften einsetzbar und nicht auf die Füllstandsmessung
oder gar auf die auf dem TDR-Prinzip beruhende Füllstandsmessung beschränkt.
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Bei
dem dargestellten Prozeßanschluß 1 ist der
auswerteseitige Anschluß 4 von
dem prozeßseitigen
Anschluß 3 hinsichtlich
Druck und Temperatur durch ein Druckentkopplungsmittel 6 und
ein Temperaturentkopplungsmittel 7 im Gehäuse 2 im
wesentlichen entkoppelt. Entkoppelt bedeutet hier, das der über die
Außenseite
des prozeßseitigen
Anschlusses 3 auf den Prozeßanschluß 1 wirkende Druck
und die auf die Außenseite
des prozeßseitigen
Anschlusses 3 auf den Prozeßanschluß 1 wirkende Temperatur durch
geschickten Aufbau des Prozeßanschlusses 1 – kaum noch – Einfluß auf den
auswerteseitigen Anschluß 4 haben
und demzufolge gefahrlos eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheiten
an den auswerteseitigen Anschluß 4 angeschlossen
werden kann.
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Anders
als im Stand der Technik sind im Gehäuse 2 im Bereich des
prozeßseitigen
Anschlusses 3 das Temperaturentkopplungsmittel 7 vorgesehen, so
daß im
Gehäuse 2 der
Bereich des Auswerteseitigen Anschlusses 4 hinsichtlich der
prozeßseitigen Temperatur
entkoppelt ist. Das Druckentkopplungsmittel 6 ist dagegen
erst im Bereich des auswerteseitigen Anschlusses 4 vorgesehen,
wobei durch das vorgelagerten Temperaturentkopplungsmittel 7 bereits
eine starke Temperaturreduzierung bewirkt worden ist, so daß das Druckentkopplungsmittel 6 nicht hochtemperaturfest
sein muß,
sondern nur deutlich geringere Anforderungen an die thermische Belastbarkeit
erfüllen
müssen.
So wird auf einfache Weise eine preiswerte Möglichkeit geschaffen, um einen hochdruckfesten
Hochtemperatur-Prozeßanschluß bereit
zu stellen.
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Bei
dem dargestellten Prozeßanschluß 1 sind
die Längserstreckung,
die Wärmeleitfähigkeit und
die Temperaturfestigkeit des Temperaturentkopplungsmittels 7 so
aufeinander abgestimmt, daß sich
die gewünschte
Temperaturentkopplung ergibt, nämlich
z. B. bei einer prozeßseitigen
Temperatur von 300°C
sich eine im Bereich des auswerteseitigen Anschlusses 4 wirksame
Temperatur von etwa 30°C ergibt.
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Es
ist einleuchtend, daß sich
die Längserstreckung
des Temperaturentkopplungsmittels 7 auf die Wärmeübertragung
zwischen dem prozeßseitigen
Anschluß 3 und
dem auswerteseitigen Anschluß 4 auswirkt.
Je länger
das Temperaturentkopplungsmittel 7 gewählt wird, desto geringer ist
der thermische Streß,
den das Temperaturentkopplungsmittel erleidet. Das Temperaturentkopplungsmittel 7 ist zwar
druckfest, jedoch müssen
es keinen Druck einseitig aufnehmen. Der prozeßseitige Druck kann sich demzufolge
bis in den Übergangsbereich
zwischen Temperaturentkopplungsmittel 7 und Druckentkopplungsmittel 6 fortpflanzen,
wird dann aber dort von dem Druckentkopplungsmittel 6 aufgenommen,
so daß nur
ein geringer Teil des Prozeßdrucks
letztendlich zu dem auswerteseitigen Anschluß 4 gelangt. Von besonderer
Bedeutung ist hier, daß das
Druckentkopplungsmittel 6 nicht gleichzeitig auch hochtemperaturfest
sein muß,
da die Temperatur bereits vorgelagert abgefangen worden ist.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
das Temperaturentkopplungsmittel 7 aus drei gleich langen
Segmenten 7a, 7b, 7c, die in Längserstreckung
des Prozeßanschlusses 1 hintereinander angeordnet
sind. Die Längserstreckung
und die Wärmeleitfähigkeit
und die Temperaturfestigkeiten der Segmente 7a, 7b, 7c des
Temperaturentkopplungsmittels 7 sind so aufein ander abgestimmt,
daß sich die
gewünschte
Temperaturentkopplung ergibt. Bei der Wahl der Temperaturfestigkeiten
der einzelnen Segmente 7a, 7b, 7c des
Temperaturentkopplungsmittels 7 ist berücksichtigt worden, daß das zu
dem prozeßseitigen
Anschluß 3 nächstgelegene
Segment 7a des Temperaturentkopplungsmittels 7 der
höchsten
absoluten Temperatur ausgesetzt ist. Diese hohe Temperaturfestigkeit
ist bei den nachgelagerten Segmenten 7b, 7c des
Temperaturentkopplungsmittels 7 nicht gegeben, weshalb
für diese
Segmente 7b, 7c ein – preiswerteres – Material
mit niedrigerer Temperaturfestigkeit gewählt werden kann.
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In
dem dargestellten Prozeßanschluß 1 ist die
Signalleitung 5 im Gehäuse 2 im
Temperaturentkopplungsmittel 7 und im Druckentkopplungsmittel 6 geführt, wobei
das Temperaturentkopplungsmittel 7 und das Druckentkopplungsmittel 6 jeweils
gute elektrische Isolatoren sind, insbesondere das Temperaturentkopplungsmittel 7 bzw.
dessen Segmente 7a, 7b, 7c aus Polyetheretherketon
(PEEK) bestehen, einem sehr widerstandsfähigen und mechanisch steifem Werkstoff
mit sehr guter Temperaturfestigkeit. Das Druckentkopplungsmittel 6 besteht
teilweise – nämlich in
dem einzelnen Segment 6a – aus einem etwas weicheren
Material, nämlich
aus Polytetrafluorethylen (PTFE), das eine gute Elastizität aufweist
und eine gute druckfeste Kapselung realisiert, was insbesondere
hinsichtlich der Einhaltung von Normen für explosionsgefährdete Bereiche
(Ex) relevant ist. Das Druckentkopplungsmittel 6 umfaßt darüber hinaus noch
einen O-Ring 6b zur Dichtung gegenüber der Signalleitung 5 und
einen weiteren O-Ring 6c zur Dichtung gegenüber dem
Gehäuse 2.
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Von
besonderer Wichtigkeit ist, daß die
Materialien, aus denen das Druckentkopplungsmittel 6 gebildet
ist, bestehend aus dem einzelnen Segment 6a und den beiden
O-Ring 6b, 6c, nicht hochtemperaturfest sein muß, da die
Temperaturentkopplung vorgelagert durch das Temperaturentkopplungsmittel 7 realisiert
worden ist.
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Das
Temperaturentkopplungsmittel 7, bestehend aus den drei
Segmenten 7a, 7b, 7c, ist in dem Gehäuse 2 lösbar angeordnet,
nämlich
so, daß die Segmente 7a, 7b, 7c austauschbar
sind. Die Konsequenz ist, daß durch
Austausch der Segmente 7a, 7b, 7c trotz
gleicher Baulänge – Längserstreckung – des Pro zeßanschlusses 1 am
prozeßseitigen
Anschluß 3,
unterschiedliche Druckfestigkeiten realisiert werden können. Als
Materialien für
das Temperaturentkopplungsmittel 6 kommen selbstverständlich auch
Glas- und Keramikwerkstoffe in Frage. Im vorliegenden Fall haben
alle Segmente 7a, 7b, 7c des Temperaturentkopplungsmittels 7 eine
Hülsenform.
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Von
besonderem Vorteil ist bei dem dargestellten Prozeßanschluß 1,
daß er
modular aufgebaut ist und ein Temperaturentkopplungsmodul 1a – korrespondierend
mit einem ersten Teil 2b des Gehäuses 2 – und ein
Druckentkopplungsmodul 1b – korrespondierend mit einem
zweiten Teil 2a des Gehäuses 2 – aufweist,
wobei das Temperaturentkopplungsmodul 1a den prozeßseitigen
Anschluß 3 und
einen modulseitigen Anschluß 8 umfaßt und das
Druckentkopplungsmodul 1b den auswerteseitigen Anschluß 4 und einen
modulseitigen Anschluß 9 umfaßt, wobei
das Temperaturentkopplungsmodul 1a und das Druckentkopplungsmodul 1b über die
korrespondierenden modulseitigen Anschlüsse 8, 9 verbindbar
sind, im vorliegenden Fall lösbar
verbindbar sind. Es ist klar zu sehen, daß das Temperaturentkopplungsmittel 7 im
Temperaturentkopplungsmodul 1a angeordnet ist und das Druckentkopplungsmittel 6 im
Druckentkopplungsmodul 1b angeordnet ist.
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Von
besonderem Interesse ist auch das Druckentkopplungsmodul 1a für sich alleine
genommen, wenn es für
einen modularen Prozeßanschluß 1 mit einem
Temperaturentkopplungsmodul 1b, wie zuvor beschrieben,
gedacht ist. Wichtig ist dabei, daß das Druckentkopplungsmodul 1a mit
dem Temperaturentkopplungsmodul 1b über korrespondierende modulseitige
Anschlüsse 8, 9 verbindbar
ist. Im vorliegenden Fall ist das Druckentkopplungsmodul 1a so ausgestaltet,
daß der
modulseitige Anschluß 8 das Gegenstück zu dem
prozeßseitigen
Anschluß 3 bildet,
so daß bekannte
Prozeßanschlüsse mit
bekanntem prozeßseitigen
Anschluß 3 mit
dem Druckentkopplungsmodul 1a verbindbar sind. Das ermöglicht es,
bereits vorhandene Prozeßanschlüsse mit
dem Druckentkopplungsmodul 1a zu kombinieren und beispielsweise
bei Temperaturen einzusetzen, für
die der Prozeßanschluß bzw. Meßfühler ursprünglich nicht
gedacht war.