DE102011014225A1

DE102011014225A1 - Durchflussmessgerät

Info

Publication number: DE102011014225A1
Application number: DE201110014225
Authority: DE
Inventors: Udo Stevens; Almir Adrovic
Original assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-20

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Durchflussmessgerät (1), insbesondere ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, mit mindestens einem Messrohr (2) und jeweils einem Anschlussflansch (3) an jeder Anschlussseite (4) des Messrohrs (2), wobei jeder Anschlussflansch (3) zum Anschluss des Durchflussmessgeräts (1) an einen Prozessflansch (5) einer Rohrleitung (6) dient, und im Montagezustand eine Dichtung (7) zwischen Anschlussflansch (3) und korrespondierendem Prozessflansch (5) angeordnet ist. Ein Durchflussmessgerät (1), das auf einfache Weise innerhalb einer Rohrleitung (6) befestigt werden kann, wobei das Risiko der Beschädigung einer Oberflächenbeschichtung (10) der Rohrleitung (6) minimiert wird, wird realisiert, indem an jeder Anschlussseite (4) eine gestufte, mindestens zwei Ebenen umfassende Dichtkontur ausgebildet ist, und die Höhe der Dichtung (7) über ihre radiale Erstreckung variiert, so dass die Höhe der Dichtung (7) stets an die Ebenen der Dichtkontur angepasst ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchflussmessgerät, insbesondere ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät, mit mindestens einem Messrohr und jeweils einem Anschlussflansch an jeder Anschlussseite des Messrohrs, wobei jeder Anschlussflansch zum Anschluss des Durchflussmessgeräts an einen Prozessflansch einer Rohrleitung dient, und im Montagezustand eine Dichtung zwischen Anschlussflansch und korrespondierendem Prozessflansch angeordnet ist.
Als Durchflussmessgeräte werden Geräte bezeichnet, mit denen der Durchfluss in einer Rohrleitung, z. B. zur Steuerung oder Überwachung eines Prozesses, erfasst wird. Üblicherweise handelt es sich dabei um sogenannte In-Line-Durchflussmessgeräte, die in einen Abschnitt der Rohrleitung eingesetzt werden, so dass das Messrohr des Durchflussmessgeräts den Mediumstrom des Prozesses an einer Anschlussseite vollständig aufnimmt und an der anderen Anschlussseite vollständig wieder abgibt, damit der Führung des Mediums dient und der Durchfluss im Messrohr mit einer entsprechenden Messmethode bestimmt werden kann. Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Messmethoden bekannt, anhand derer die verschiedenen Durchflussmessgeräte unterschieden werden. Die Bestimmung des Durchflusses erfolgt dabei entweder unmittelbar anhand einer zu einer Durchflussgröße proportionalen Messgröße oder durch Auswertung einer Messgröße und mittelbarer Bestimmung der Durchflussgröße. Übliche Durchflussgrößen sind beispielsweise der Massedurchfluss oder die Strömungsgeschwindigkeit.
Eine weit verbreitete Messmethode ist die Bestimmung des Massedurchflusses unter Ausnutzung der Corioliskraft. So wird beispielsweise bei einem Coriolis-Massedurchflussmessgerät ein Teil des Messrohrs mit einem Schwingungserzeuger zu Schwingungen angeregt, wobei die tatsächlich resultierenden Schwingungen des Messrohrs mit einer oder mehreren Sensoranordnungen erfasst und anschließend ausgewertet werden. Die Auswertung erfolgt dabei derart, dass eine Phasenverschiebung zwischen den von zwei versetzt an dem Messrohr angeordneten Sensoranordnungen jeweils erfassten Schwingungen ermittelt wird, wobei diese Phasenverschiebung ein Maß für den Massedurchfluss ist. Des Weiteren sind beispielsweise magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte bekannt, bei denen das Messrohr zumindest teilweise mittels Spulen mit einem Magnetfeld durchsetzt wird, wobei im Wesentlichen orthogonal zu Magnetfeld und Strömungsrichtung Messelektroden an dem Messrohr vorgesehen sind, so dass bei Durchfluss eines leitfähigen Mediums durch das Magnetfeld der Spulen in Folge der Trennung der bewegten Ladungsträger eine Spannung an den Messelektroden erfasst werden kann, die proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des Mediums ist.
Allen Durchflussmessgeräten ist gemein, dass sie in einem Abschnitt einer Rohleitung angeordnet werden und dichtend mit der Rohrleitung verbunden werden müssen, so dass das in der Rohrleitung strömende Medium das Messrohr des Durchflussmessgeräts durchströmen kann und der Durchfluss erfasst werden kann. Neben dauerhaften Verbindungen des Durchflussmessgeräts mit der Rohrleitung, die beispielsweise das Einschweißen des Durchflussmessgeräts in die Rohrleitung umfassen, sind vor allem lösbare Befestigungsmethoden üblich, beispielsweise das Befestigen des Durchflussmessgeräts innerhalb der Rohrleitungen mit beidseitigen Flanschverbindungen. Dabei wird über die Flansche eine Kraft in Axialrichtung der Rohrleitung bzw. des Durchflussmessgeräts aufgebracht, so dass das jeweilige Ende des Durchflussmessgeräts und das korrespondierende Ende der Rohrleitung gegeneinander gepresst werden. Zwischen der Rohrleitung und dem Durchflussmessgerät sind zur Abdichtung Dichtungen eingebracht, die im Montagezustand axial eingespannt sind. Zur zuverlässigen Abdichtung sind dabei häufig sehr große Dichtkräfte erforderlich, die auf die Dichtungen, die Prozessflansche der Rohrleitung, die Flansche des Messrohrs und ggf. das Messrohr selbst wirken. Insbesondere bei Rohrleitungen, Flanschen und Messrohren, die zur Steigerung der chemischen Beständigkeit mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sind, kann diese Oberflächenbeschichtung beschädigt werden, vor allem dann, wenn die Oberflächenbeschichtungen aus einer Keramik hergestellt sind.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Durchflussmessgerät anzugeben, dass auf einfache Weise innerhalb einer Rohrleitung befestigt werden kann, wobei das Risiko der Beschädigung einer Oberflächenbeschichtung der Rohrleitung, der Anschlüsse des Durchflussmessgeräts und/oder des Messrohrs des Durchflussmessgeräts minimiert wird.
Die vorgenannte Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Durchflussmessgerät dadurch gelöst, dass an jeder Anschlussseite eine gestufte, mindestens zwei Ebenen umfassende Dichtkontur ausgebildet ist, und die Höhe der Dichtung aber ihre radiale Erstreckung variiert, so dass die Höhe der Dichtung stets an die Ebenen der Dichtkontur angepasst ist.
Im Montagezustand wird die Dichtung durch die axial auf den Anschlussflansch und den Prozessflansch wirkenden Kräfte vorzugsweise zwischen dem Anschlussflansch und dem Prozessflansch axial eingespannt und dichtet somit den Übergang zwischen Durchflussmessgerät und der das Durchflussmessgerät umgebenden Rohrleitung ab. An jedem Ende des Messrohrs befindet sich eine Anschlussseite des Durchflussmessgeräts, wobei an jeder Anschlussseite jeweils ein Anschlussflansch angeordnet ist. Je nach Form und Ausgestaltung der Anschlussflansche bzw. Anordnung des Messrohrs relativ zum Anschlussflansch ist an jeder Anschlussseite eine gestufte, mindestens zwei Ebenen umfassende Dichtkontur ausgebildet. Die Dichtkontur umfasst diejenigen Flächen an einer Anschlussseite, die im Montagezustand mit der Dichtung in Kontakt kommen oder eine Anpresskraft auf die Dichtung bewirken. Sie müssen in strenge also nicht vollkommen eben sein, es handelt sich um in axialer Richtung gegeneinander versetzte Dichtbereiche, die in diesem Sinne Ebenen definieren; typischerweise sind diese beiden Ebenen aber tatsächlich durch ebene Dichtbereiche gebildet. Die Dichtkontur ist gestuft, d. h. sie weist mindestens zwei voneinander getrennte Ebenen auf, die durch eine Stufe miteinander verbunden sind. Mit Stufe ist dabei nicht zwangsläufig ein unstetiger Übergang zwischen den beiden Ebenen gemeint, sondern es ist auch ein kontinuierlicher Übergang, beispielsweise mit einem Radius oder in Form einer Rampe, möglich. Der Begriff Dichtkontur beschreibt folglich die profilierte Kontaktfläche an einer Anschlussseite des Durchflussmessgeräts. Die Dichtkontur kann teilweise von dem Anschlussflansch und teilweise von dem Messrohr der Durchflussmessgeräts gebildet sein, wobei hier ein ganz besonderer Vorteil zum tragen kommt, dass nämlich mit der in dem erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät eingesetzten Dichtung vollkommen unproblematisch auch der Übergang zwischen Anschlussflansch und Messrohr dichtend überbrückt werden kann.
Zur zuverlässigeren Abdichtung gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Durchflussmessgeräten erfolgt die Anordnung der Dichtung bei dem erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät nicht nur in einer Ebene, sondern die Dichtung ist derart ausgestaltet, dass ihre Höhe, also ihre Dicke bzw. die axiale Erstreckung der Dichtung in Richtung der Mittellinie des Messrohrs oder der Rohrleitung über ihre radiale Erstreckung variiert, nämlich derart, dass die Höhe der Dichtung stets an die Ebenen der Dichtkontur angepasst ist, was insbesondere bedeutet, dass die Höhe der Dichtung an die Höhe der Stufe zwischen den beiden Ebenen angepasst ist. Die Dichtung weist also an solchen Stellen eine größere Höhe bzw. Dicke auf, an denen eine Ebene der Dichtkontur weiter vom Prozessflansch entfernt ist als die andere Ebene. Durch eine derartige Ausgestaltung der Dichtung wird im Montagezustand gewährleistet, dass die Dichtung auf den Ebenen der Dichtkontur gleichmäßig dichtet und vorzugsweise mit einer gleichmäßigen Flächenpressung anliegt, wodurch eine zuverlässige Abdichtung des Übergangs zwischen prozessseitiger Rohrleitung und Durchflussmessgerät gewährleistet wird und gleichzeitig eine punktuelle und übermäßige Belastung, insbesondere von Beschichtungen des Anschlussflansches oder des Prozessflansches verhindert wird. Dies ist insbesondere dann von besonderer Bedeutung, wenn der Prozessflansch und/oder der Anschlussflansch mit einer Keramikbeschichtung versehen sind, da eine Beschädigung dieser Keramikbeschichtung durch eine derart gleichmäßig anliegende Dichtung zuverlässig verhindert wird. Die Höhe der Dichtung ist stets grundsätzlich geringfügig höher als der tatsächliche Abstand, der mit der Dichtung ausgefüllt wird, so dass sich die Dichtung im Montagezustand in geringem Maße verformt, insbesondere zumindest teilweise elastisch verformt.
In Abhängigkeit von der gewünschten Dichtfunktion ist auch vorgesehen, dass im Bereich der unterschiedlichen Höhen der Dichtung eine unterschiedliche plastische Verformung der Dichtung im Montagezustand erfolgt, so dass beispielsweise ein Bereich der Dichtung mit einer größeren Höhe stärker plastisch verformt wird, als ein Bereich der Dichtung mit einer geringeren Höhe, was gleichzeitig auch bedeutet, dass die Flächenpressung in dem erstgenannten Bereich größer ist, als in dem zweitgenannten Bereich. Dazu sind die Höhen der Dichtung in diesen Bereichen dann in unterschiedlichen Verhältnissen an die tatsächlichen Abstände zwischen der Dichtkontur und dem Prozessflansch angepasst. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die tatsächliche Abdichtung auf einem inneren Radius der Dichtung erfolgen und im äußeren Bereich des Radius der Dichtung lediglich eine sekundäre Abdichtung erfolgen soll.
Die Dichtkontur eines Durchflussmessgeräts muss nicht in jeder Ebene mit der Dichtung in Kontakt stehen, es ist jedoch vorgesehen, dass die Dichtung stets mit wenigstens zwei Ebenen in Kontakt steht. Grundsätzlich ist es folglich also möglich, dass die Dichtkontur drei Ebenen umfasst, jedoch nur zwei dieser drei Ebenen von der Dichtung kontaktiert werden. Die Dichtfunktion lässt sich jedoch gemäß einer ersten Ausgestaltung des Durchflussmessgeräts dadurch steigern, dass die Dichtung im Montagezustand an allen Ebenen der Dichtkontur dichtend anliegt. Durch die verschiedenen Höhen der Dichtung wird stets der gesamte Freiraum zwischen Prozessflansch und Anschlussflansch – außerhalb des Querschnitts der Messrohrleitung – durch die Dichtung ausgefüllt, so dass die Dichtung an allen Ebenen gleichmäßig anliegt und insbesondere mit einer gleichmäßigen Flächenpressung anliegt. Vorzugsweise weisen dazu die beiden Ebenen der Dichtkontur und auch die Flächen der Dichtungen der unterschiedlichen Höhen eine gleiche Fläche auf, so dass bei gleichmäßiger Dichtkraft eine gleichmäßige Flächenpressung entsteht.
Eine ganz besonders vorteilhafte Abdichtung zwischen einem Anschlussflansch des Durchflussmessgeräts und einem Prozessflansch lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch erzeugen, dass eine erste Ebene der Dichtkontur durch eine Fläche eines Anschlussflansches und eine zweite Ebene der Dichtkontur durch eine Stirnfläche des Messrohrs gebildet wird, Bei dieser Ausgestaltung ragt der Anschlussflansch an einer Anschlussseite als äußersten Bauteil über das Messrohr hinaus, so dass eine Fläche des Anschlussflansches eine erste Ebene der Dichtkontur bildet, und zwar die Ebene, die am nächsten in Richtung des Prozessflansches orientiert ist. Die zweite Ebene der Dichtkontur, die etwas weiter entfernt von dem Prozessflansch angeordnet ist, wird durch die an der Anschlussseite vorhandene Stirnfläche des Messrohrs gebildet, so dass die Dichtung im Montagezustand zum einen an der Fläche des Anschlussflansches und zum der Fläche des Anschlussflansches und zum anderen an der Stirnfläche des Messrohrs anliegt. Die Dichtung weist dazu im Bereich der Stirnfläche des Messrohrs eine größere Höhe auf als im Bereich der Fläche des Anschlussflansches.
Eine vorteilhafte Abdichtung zwischen der das Durchflussmessgerät umgebenden Rohrleitung und dem Durchflussmessgerät lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung auch dadurch erzeugen, dass auch der Prozessflansch verschiedene Ebenen aufweist, und dass die Dichtung bezüglich ihrer Höhe auch an die Ebenen des Prozessflansches angepasst ist. Die Dichtung weist folglich in ihrer radialen Erstreckung derart verschiedene Höhen auf, dass stets die im Montagezustand zwischen den verschiedenen Ebenen des Prozessflansches und des Anschlussflansches entstehenden Abstände durch die Dichtung mit einer jeweils entsprechenden Höhe ausgeglichen werden, wobei die Höhe der Dichtungen stets geringfügig größer ist als der tatsächliche Abstand zwischen den Ebenen des Prozessflansches und des Anschlussflansches, damit eine Komprimierung der Dichtung und dadurch eine Dichtfunktion erfolgen kann.
Die Dichtung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung derart ausgestaltet, dass sich die verschiedenen Höhen der Dichtung oberhalb und unterhalb einer Grundebene der Dichtung ausbilden. Die Dichtung weist dazu eine Grundebene auf, in der vorzugsweise der Abschnitt der Dichtung mit der geringsten Höhe ausgebildet ist, nämlich der Bereich der Dichtung, der den geringsten Abstand zwischen zwei Ebenen des Prozessflansches und des Anschlussflansches abdichtet. Die anderen Bereiche der Dichtung in ihrer radialen Erstreckung sind folglich rechts und links – bzw. oberhalb und unterhalb – dieser Grundebene in ihrer Höhe derart ausgestaltet, dass stets der Freiraum zwischen Grundebene und der entsprechenden Ebene des Anschlussflansches bzw. des Prozessflansches durch die Dichtung ausgefüllt wird. Die Dichtung erstreckt sich folglich zwischen Rohrleitung und Durchflussmessgerät – ausgehend von der Grundebene – sowohl in Richtung des Durchflussmessgeräts als auch in Richtung der Rohrleitung.
Die Flexibilität im Einsatz des Durchflussmessgeräts lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch steigern, dass die Dichtung einen inneren Dichtungskörper und einen äußeren Dichtungskörper umfasst, und dass der äußere Dichtungskörper auf den Umfang des inneren Dichtungskörpers aufgeschoben ist, so dass der innere Dichtungskörper und der äußere Dichtungskörper bezüglich ihrer radialen Position zueinander festgelegt und axial gegeneinander verschiebbar sind. Durch den inneren Dichtungskörper ist folglich die radiale Position des äußeren Dichtungskörpers festgelegt, da der äußere Dichtungskörper bündig auf den Umfang des inneren Dichtungskörpers aufgeschoben ist. Der Innendurchmesser der Öffnung des äußeren Dichtungskörpers entspricht folglich dem Außendurchmesser des inneren Dichtungskörpers. Im Montagezustand ist folglich die radiale Position des inneren Dichtungskörpers zum äußeren Dichtungskörper festgelegt, so dass eine zuverlässige Zuordnung jedes Dichtungskörpers zu je einer Ebene der Dichtkontur des Durchflussmessgeräts erfolgt. Dadurch, dass der äußere Dichtungskörper auf den inneren Dichtungskörper aufgeschoben ist, sind die beiden Dichtungskörper jedoch in axialer Richtung gegeneinander verschiebbar, so dass sich jeder der beiden Dichtungskörper im Montagezustand auf optimale Weise zwischen den entsprechend gegenüberliegenden Ebenen des Anschlussflansches und der Dichtkontur positionieren kann, ohne dass durch die Dichtung selbst eine axiale Festlegung erfolgt. Die Dichtung passt sich folglich an Ungenauigkeiten der Abstände zwischen zwei Ebenen stets flexibel in axialer Richtung an und gleicht Differenzen zuverlässig aus, so dass stets eine optimale Dichtfunktion gewährleistet ist. Die Höhe des inneren Dichtungskörpers oder des äußeren Dichtungskörpers kann zum einen über die gesamte radiale Erstreckung des Dichtungskörpers konstant sein, kann sich allerdings aber auch über die radiale Erstreckung eines Dichtungskörpers verändern.
Eine ganz besonders zuverlässige Abdichtung lässt sich mit einem Durchflussmessgerät realisieren, wenn jede unterschiedliche Höhe der Dichtung durch einen separaten Dichtungskörper realisiert wird, wobei die Dichtungskörper radial zueinander fixiert sind. Für jede Ebene der Dichtkontur, also für jede unterschiedliche Höhe der Dichtung, ist folglich ein separater Dichtungskörper vorgesehen, der jeweils radial auf einen anderen Dichtungskörper festgelegt ist, jedoch stets in axialer Richtung zu dem jeweils anderen Dichtungskörper verschiebbar ist. Grundsätzlich sind dabei auch mehr als zwei verschiedene Dichtungskörper vorgesehen, beispielsweise drei, vier oder mehr. Durch diesen modularen Aufbau kann die Dichtung flexibel an verschiedene axiale Abstände unterschiedlicher Ebenen der Dichtkontur bzw. des Prozessflansches angepasst werden, ferner ist auch eine Anpassung der radialen Erstreckung der Dichtung durch das Aufschieben eines zusätzlichen Dichtungskörpers oder das Abnehmen eines vorhandenen Dichtungskörpers möglich.
Als ganz besonders vorteilhaft für die Abdichtung hat sich gemäß einer letzten Ausgestaltung des Durchflussmessgeräts herausgestellt, wenn die Dichtung aus einem Kunststoff besteht, bevorzugt aus PTFE, besonders bevorzugt aus einem mehrschichtigen PTFE. Eine Kunststoffdichtung weist eine ausreichende Elastizität auf, um sich an die Oberflächen der Ebenen der Dichtkontur und des Prozessflansches durch die Krafteinwirkung gleichmäßig anzulegen und somit eine zuverlässige Dichtwirkung zu realisieren. Von besonderer Bedeutung für die Dichtfunktion sind dabei eine gesteigerte Rückfederung der Dichtung, eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine gute Dimensionsstabilität unter thermischer Belastung. Ein besonders bevorzugter Kunststoff ist Polytetrafluorethylen (PTFE), da es sich bei PTFE um einen chemisch sehr beständigen Kunststoff handelt, der auch gegen aggressive Medien beständig ist. Eine für die Dichtwirkung besonders vorteilhafte Elastizität der Dichtung lässt sich insbesondere mit einem mehrschichtigen PTFE erzielen, bei dem während der Herstellung verschiedene PTFE-Schichten aufeinander gebracht werden, so dass auch durch die unterschiedlichen Ebenen eine vorteilhafte Elastizität und gute Rückfederung erzielt wird.
Die eingangs genannte Aufgabe ist ferner auch durch eine modulare Dichtung für ein Durchflussmessgerät gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Dichtung einen inneren Dichtungskörper und mindestens einen äußeren Dichtungskörper umfasst, wobei der äußere Dichtungskörper auf den Umfang des ersten Dichtungskörpers aufgeschoben ist, so dass der innere Dichtungskörper und der äußere Dichtungskörper bezüglich ihrer radialen Position zueinander fixiert sind, und dass der innere Dichtungskörper und der äußere Dichtungskörper gegeneinander axial verschiebbar sind. Mit einer solchen modularen Dichtung, deren Höhe der Dichtungskörper stets an den jeweiligen Abstand zwischen Dichtkontur und Prozessflansch angepasst ist, lässt sich eine zuverlässige Abdichtung des Übergangs zwischen einem Durchflussmessgerät und einer Rohrleitung realisieren. Bezüglich der weiteren Vorteile einer solchen modularen Dichtung wird auf die vorangehenden Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät verwiesen.
Eine Ausgestaltung einer modularen Dichtung, die sich insbesondere für ein Durchflussmessgerät eignet, bei dem das Messrohr gegenüber dem Anschlussflansch zurückgesetzt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Höhe des inneren Dichtungskörpers größer ist als die Höhe des äußeren Dichtungskörpers. Der innere Dichtungskörper hat folglich einen größeren Abstand zwischen der Stirnfläche des Messrohrs und dem gegenüberliegenden Prozessflansch auszugleichen und weist deshalb eine größere Höhe auf als der äußere Dichtungskörper, der lediglich einen geringeren Abstand zwischen der Dichtkontur, nämlich insbesondere einer Fläche des Anschlussflansches und dem Prozessflansch ausgleichen muss.
Eine optimale Anpassung der modularen Dichtung ist gemäß einer letzten Ausgestaltung dadurch gegeben, dass der innere Dichtkörper und der äußere Dichtkörper in ihrer Höhe und Fläche so bemessen sind, dass im Montagezustand auf der gesamten Dichtung eine gleichmäßige Flächenpressung realisiert ist. Dies bedeutet insbesondere, dass bei gleichgroßen Flächen der Dichtkörper bei gleichmäßiger Kraftaufbringung durch die Flansche auf allen Dichtkörpern eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet ist und eine Beschädigung von Oberflächenbeschichtungen verhindert wird.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät und die erfindungsgemäße modulare Dichtung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Durchflussmessgeräts mit Dichtung und losen Flanschen,
2 das Ausführungsbeispiel eines Durchflussmessgeräts gemäß 1 mit angezogenen Flanschen
3 ein Ausführungsbeispiel eines Durchflussmessgeräts mit einer Dichtung mir einem inneren Dichtungskörper und einem äußeren Dichtungskörper mit losen Flanschen,
4 das Ausführungsbeispiel gemäß 3 mit angezogenen Flanschen und
5 Ausführungsbeispiele von Dichtungen.
1 zeigt ein Durchflussmessgerät 1, bei dem es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät handelt. Das Durchflussmessgerät 1 umfasst ein Messrohr 2 und jeweils einen Anschlussflansch 3 an jeder Anschlussseite 4 des Messrohrs 2, wobei jeder Anschlussflansch 3 zum Anschluss des Durchflussmessgeräts 1 an einen Prozessflansch 5 einer Rohrleitung 6 dient, 1 zeigt den Montagezustand, bei dem das Durchflussmessgerät 1 zwischen den Prozessflanschen 5 der Rohrleitung 6 angeordnet ist, jedoch sind gemäß 1 der Anschlussflansch 3 und der Prozessflansch 5 noch nicht mit einer Kraft beaufschlagt, so dass sich der Anschlussflansch 3 und der Prozessflansch 5 in gelöster Lage befinden und die Dichtung unbelastet ist. Auf jeder Anschlussseite 4 des Durchflussmessgeräts 1 ist zwischen Anschlussflansch 3 und Prozessflansch 5 eine Dichtung 7 angeordnet, die im befestigten Zustand der Flansche die Verbindung zwischen Durchflussmessgerät 1 und Rohrleitung 6 abdichtet.
Am Durchflussmessgerät 1 ist an jeder Anschlussseite 4 eine gestufte, mindestens zwei Ebenen umfassende Dichtkontur ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine erste Ebene der Dichtkontur durch eine Fläche 8 eines Anschlussflansches 3 gebildet und eine zweite Ebene der Dichtkontur durch eine Stirnfläche 9 des Messrohrs 2. Die Rohrleitung 6 und der Prozessflansch 5 weisen auf ihren Innenflächen eine Beschichtung 10 aus einer Keramik auf, die im Montagezustand dem Durchflussmessgerät 1 zugewandt ist. Die Dichtung ist derart zwischen Durchflussmessgerät 1 und Prozessflansch 5 angeordnet, dass die unterschiedlichen Abstände zwischen dem Prozessflansch 5 und insbesondere dessen Beschichtung 10 und der Fläche 8 des Anschlussflansches 3 bzw. der Stirnfläche 9 des Messrohrs 2 durch die Dichtung ausgeglichen werden. Die Dichtung weist dazu im Bereich der Stirnfläche 9 des Messrohrs 2 eine größere Höhe auf als im Bereich der Fläche 8 des Anschlussflansches 3, wodurch die unterschiedlichen Abstände der durch die Fläche 8 gebildeten ersten Ebene und der durch die Stirnfläche 9 gebildeten zweiten Ebene und dem Prozessflansch 5 ausgeglichen werden. Die verschiedenen Höhen der Dichtung 7 sind dabei derart gestuft, dass die Dichtung 7 zumindest teilweise in den Anschlussflansch 3 eingeschoben werden kann.
Das Durchflussmessgerät 1 umfasst zwischen den Anschlussflanschen 3 ein Gehäuse 11, wobei innerhalb des Gehäuses 11 am Messrohr 2 eine Spulenanordnung 12 zur Erzeugung eines Magnetfelds innerhalb des Messrohrs 2 angeordnet ist. Orthogonal zu dem durch die Spulenanordnung 12 erzeugbaren Magnetfeld sind zwei gegenüberliegend angeordnete Elektroden 13 in der Wand des Messrohrs 2 positioniert, mit denen die zur Durchflussgeschwindigkeit proportionale Spannung erfassbar ist.
2 zeigt ein Durchflussmessgerät 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1, wobei gemäß 2 eine Dichtkraft auf die Anschlussflansche 3 bzw. die Prozessflansche 5 aufgebracht ist, so dass die Dichtung 7 einerseits gegen die Fläche 8 des Anschlussflansches 3 und die Stirnfläche 9 des Messrohrs 2 gepresst wird, andererseits gegen die Beschichtung 10 des Prozessflansches 5, wodurch eine zuverlässige Abdichtung zwischen Durchflussmessgerät 1 und Rohrleitung 6 gewährleistet ist. Die Dichtung 7 wird durch die Dichtkraft elastisch verformt und legt sich dadurch optimal dichtend an die Fläche 8 des Anschlussflansches 3, die Stirnfläche 9 des Messrohrs 2 und die Beschichtung 10 des Prozessflansches 5 an. Durch die unterschiedlichen Höhen der Dichtung 7 wird eine Beschädigung der Beschichtung 10 zuverlässig verhindert und eine sichere Abdichtung gewährleistet.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Durchflussmessgeräts 1, wobei das Durchflussmessgerät bezüglich seines Aufbaus identisch zu dem ist, das in 1 und 2 dargestellt ist. Eine vorteilhafte Abdichtung zwischen den Anschlussflanschen 3 des Durchflussmessgeräts 1 und den Prozessflanschen 5 der Rohrleitung 6 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Dichtung 7, die einen inneren Dichtungskörper 14 und einen äußeren Dichtungskörper 15 umfasst. Der äußere Dichtungskörper 15 ist auf den Umfang des inneren Dichtungskörpers 14 aufgeschoben, so dass der innere Dichtungskörper 14 und der äußere Dichtungskörper 15 bezüglich ihrer radialen Position zueinander festgelegt sind, jedoch axial gegeneinander verschiebbar bleiben. Der Außendurchmesser des inneren Dichtungskörpers 14 entspricht dabei dem Innendurchmesser des äußeren Dichtungskörpers 15, so dass die beiden Dichtungskörper 14, 15 exakt aufeinander passen. Der innere Dichtungskörper 14 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Beschichtung 10 des Prozessflansches 5 und der Stirnflache 9 des Messrohrs 2 an. Der äußere Dichtungskörper 15 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Beschichtung 10 des Prozessflansches 5 und der Fläche 8 des Anschlussflansches 3 an. Die Höhe des inneren Dichtungskörpers 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel größer als die Höhe des äußeren Dichtungskörpers 15. Durch das Aufschieben des äußeren Dichtungskörpers 15 auf den inneren Dichtungskörper 14 sind die Dichtungskörper im Bezug auf ihre radiale Dichtposition festgelegt, können jedoch während des Montagevorgangs relativ zueinander axial verschoben werden, so dass sich jeder der beiden Dichtungskörper 14, 15 optimal an die entsprechenden Ebenen der Dichtkontur des Durchflussmessgeräts 1 anlegen kann.
4 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß 3, jedoch mit angezogenen Flanschen, folglich also mit einer Dichtkraft, die auf die Anschlussflansche 3 und die Prozessflansche 5 wirkt. Durch die Dichtkraft wird der innere Dichtungskörper 14 zwischen der Beschichtung 10 des Prozessflansches 5 und der Stirnfläche 9 des Messrohrs 2 axial eingespannt und elastisch verformt. Der äußere Dichtungskörper 15 wird zwischen der Beschichtung 10 des Prozessflansches und der Fläche 8 des Anschlussflansches eingespannt, so dass insgesamt eine zuverlässige Abdichtung zwischen Rohrleitung 6 und Durchflussmessgerät 1 realisiert wird. Im Laufe des Montagevorgangs haben sich der innere Dichtungskörper 14 und der äußere Dichtungskörper 15 axial relativ zueinander verschoben, so dass eine optimale Position und damit optimale Dichtwirkung beider Dichtungskörper 14, 15 im Montagezustand realisiert ist.
5a zeigt eine Dichtung 7 für ein Durchflussmessgerät. Die Dichtung 7 weist über ihre radiale Erstreckung – ausgehend von der Mittellinie – unterschiedliche Höhen auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden drei unterschiedliche Höhen über die radiale Erstreckung der Dichtung 7 realisiert, nämlich ausgehend von der Mittellinie eine erste Höhe der Dichtung bis zu einem in 5a schräg nach rechts verlaufenden Absatz, nach dem die Dichtung ihre größte Höhe aufweist, wobei anschließend wieder ein Rücksprung auf eine flache Grundhöhe im äußeren Bereich der radialen Erstreckung der Dichtung 7 erfolgt.
5b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dichtung 7, wobei dieses Ausführungsbeispiel – ausgehend von der Mittellinie – lediglich zwei unterschiedliche Höhen aufweist, nämlich eine erste Höhe im inneren Bereich der radialen Erstreckung und eine flache Grundhöhe im äußeren Bereich der radialen Erstreckung.
5c zeigt eine modulare Dichtung 7, die einen inneren Dichtungskörper 14 und einen äußeren Dichtungskörper 15 umfasst, wobei der äußere Dichtungskörper 15 auf den Umfang des inneren Dichtungskörper 14 aufgeschoben ist. Der innere Dichtungskörper 14 und der äußere Dichtungskörper 15 sind folglich radial zueinander festgelegt, lassen sich jedoch in axialer Richtung relativ zueinander verschieben, so dass sich die Dichtung 7 stets an die Gegebenheiten zwischen Prozessflansch und Anschlussflansch einfügt.

Claims

Durchflussmessgerät (1), insbesondere ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, mit mindestens einem Messrohr (2) und jeweils einem Anschlussflansch (3) an jeder Anschlussseite (4) des Messrohrs (2), wobei jeder Anschlussflansch (3) zum Anschluss des Durchflussmessgeräts (1) an einen Prozessflansch (5) einer Rohrleitung (6) dient, und im Montagezustand eine Dichtung (7) zwischen Anschlussflansch (3) und korrespondierendem Prozessflansch (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Anschlussseite (4) eine gestufte, mindestens zwei Ebenen umfassende Dichtkontur ausgebildet ist, und die Höhe der Dichtung (7) über ihre radiale Erstreckung variiert, so dass die Höhe der Dichtung (7) stets an die Ebenen der Dichtkontur angepasst ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) im Montagezustand an allen Ebenen der Dichtkontur dichtend anliegt.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Ebene der Dichtkontur durch eine Fläche (8) eines Anschlussflansches (3) und eine zweite Ebene der Dichtkontur durch eine Stirnfläche (9) des Messrohrs (2) gebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessflansch (5) verschiedene Ebenen aufweist, und dass die Dichtung (7) bezüglich ihrer Höhe an die Ebenen des Prozessflansches (5) angepasst ist.
Durchflussmessgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die verschiedenen Höhen der Dichtung (7) oberhalb und unterhalb einer Grundebene der Dichtung (7) ausbilden.
Durchflussmessgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) einen inneren Dichtungskörper (14) und mindestens einen äußeren Dichtungskörper (15) umfasst, und dass der äußere Dichtungskörper (15) auf den Umfang des inneren Dichtungskörpers (14) aufgeschoben ist, so dass der innere Dichtungskörper (14) und der äußere Dichtungskörper (15) bezüglich ihrer radialen Position zueinander festgelegt und axial gegeneinander verschiebbar sind.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede unterschiedliche Höhe der Dichtung (7) durch einen separaten Dichtungskörper (14, 15) realisiert wird, wobei die Dichtungskörper (14, 15) radial zueinander fixiert sind.
Durchflussmessgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) aus einem Kunststoff besteht, bevorzugt aus PTFE, besonders bevorzugt aus einem mehrschichtigen PTFE.
Modulare Dichtung (7) für ein Durchflussmessgerät (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) einen inneren Dichtungskörper (14) und mindestens einen äußeren Dichtungskörper (15) umfasst, wobei der äußere Dichtungskörper (15) auf den Umfang des ersten Dichtungskörpers (14) aufgeschoben ist, so dass der innere Dichtungskörper (14) und der äußere Dichtungskörper (15) bezüglich ihrer radialen Position zueinander fixiert sind, und dass der innere Dichtungskörper (14) und der äußere Dichtungskörper (15) gegeneinander axial verschiebbar sind.
Modulare Dichtung (7) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des inneren Dichtungskörpers (14) größer ist die Höhe des äußeren Dichtungskörpers (15).
Modulare Dichtung (7) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Dichtkörper (14) und der äußere Dichtkörper (15) in ihrer Höhe und Flache so bemessen sind, dass im Montagezustand auf der gesamten Dichtung (7) eine gleichmäßige Flächenpressung realisiert ist.