DE102013106601A1

DE102013106601A1 - Pressure gauge, in particular differential pressure gauge

Info

Publication number: DE102013106601A1
Application number: DE102013106601.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Hügel; Joachim Neuhaus; Thomas Uehlin
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-08

Abstract

Ein Druckmessgerät umfasst ein zylindrisches Gehäuse (20); eine Druckmesszelle und mindestens einen Seitenflansch (40), wobei das Gehäuse eine Messzellenkammer, eine stirnseitige Flanschanschlussfläche (22) aufweist, wobei sich von der Flanschanschlussfläche (522) ein Druckkanal (592) in zur Druckmesszelle in der Messzellenkammer erstreckt, wobei der Seitenflansch (40) eine Prozessanschlussfläche (42) aufweist, welche bezüglich eines an den Seitenflansch (40) angrenzenden Mantelflächenabschnitt des Gehäuses (20) radial hervorsteht, wobei die Prozessanschlussfläche (42) eine Druckeingangsöffnung (44) aufweist, von der ein Flanschdruckkanal durch den Seitenflansch (40) zu einer Druckaustrittsöffnung (46) in einer stirnseitigen Gehäuseanschlussfläche (48) des Seitenflansches (40) erstreckt, wobei die Gehäuseanschlussfläche der ersten Flanschanschlussfläche (22) zugewandt ist, wobei das Gehäuse (20) mit dem Seitenflansch (40) entlang einer ringförmig umlaufenden Schweißnaht (250) unter Bildung einer druckdichten Anschlusskammer (252) zwischen der Gehäuseanschlussfläche (48) und der ersten Flanschanschlussfläche (22) verschweißt ist, so dass ein an der Druckeingangsöffnung (44) anstehender Druck zur Druckmesszelle übertragbar ist.A pressure gauge comprises a cylindrical housing (20); a pressure measuring cell and at least one side flange (40), the housing having a measuring cell chamber, an end flange connection surface (22), wherein from the flange connection surface (522) a pressure channel (592) extends into the pressure measuring cell in the measuring cell chamber, wherein the side flange (40 ) has a process interface (42) radially protruding relative to a lateral surface portion of the housing (20) adjacent to the side flange (40), the process interface (42) having a pressure input port (44) from which a flange pressure passage through the side flange (40). to a pressure outlet opening (46) in a front-side housing connection surface (48) of the side flange (40), wherein the housing connection surface faces the first flange connection surface (22), wherein the housing (20) with the side flange (40) along an annular circumferential weld ( 250) to form a pressure-tight connection chamber ( 252) is welded between the housing connection surface (48) and the first flange connection surface (22), so that a pressure applied to the pressure input opening (44) can be transmitted to the pressure measuring cell.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckmessgerät, insbesondere ein Differenzdruckmessgerät.The present invention relates to a pressure gauge, in particular a differential pressure gauge.

In der Druckmesstechnik werden Absolut-, Relativ- und Differenzdruckmessgeräte verwendet. Bei Absolutdruckmessgeräten wird ein zu messender Mediendruck absolut, d. h. als Druckunterschied gegenüber einem Vakuum erfasst. Mit einem Relativdruckmessgerät wird ein zu messender Mediendruck in Form eines Druckunterschiedes gegenüber einem Referenzdruck, z. B. dem Luftdruck, der dort herrscht, wo sich das Druckmessgerät befindet, aufgenommen. Mit einem Differenzdruckmessgerät wird eine Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck, die an dem Messgerät anliegen erfasst.In pressure measurement, absolute, relative and differential pressure gauges are used. For absolute pressure gauges, a measured media pressure is absolute, i. H. detected as a pressure difference to a vacuum. With a relative pressure gauge, a measured media pressure in the form of a pressure difference with respect to a reference pressure, for. B. the air pressure, which prevails where the pressure gauge is located. With a differential pressure gauge, a difference between a first fluid pressure and a second fluid pressure, which are applied to the meter detected.

Typische Differenzdruckmessgeräte weisen eine von einem zylindrischen Gehäuse umgebene Druckmesszelle auf, wobei das Gehäuse zwischen zwei Seitenflanschen axial eingespannt ist. Die Seitenflansche verschließen die beiden Stirnseiten des Gehäuses druckdicht, wobei zu diesem Zweck zwischen den Stirnseiten und den Seitenflanschen Dichtringe eingespannt sind. Die Flansche sind gegeneinander mit mehreren, insbesondere vier, Bolzen gespannt, die parallel zur Achse des Gehäuses verlaufen. Die Flansche weisen bezogen auf die Längsachse des Gehäuses in radialer Richtung Prozessanschlussflächen auf, wobei die Prozessanschlussflächen jeweils eine Druckeinlassöffnung aufweisen, von wo sich ein Druckkanal durch den Flansch zu einer Druckaustrittsöffnung in einer stirnseitigen Gehäuseanschlussfläche des Flansches erstreckt, wobei die Druckaustrittsöffnung in dem von einem der Dichtringe begrenzten Bereich der Gehäuseanschlussfläche angeordnet ist.Typical differential pressure measuring devices have a pressure measuring cell surrounded by a cylindrical housing, wherein the housing is axially clamped between two side flanges. The side flanges seal the two end faces of the housing pressure-tight, for which purpose sealing rings are clamped between the end faces and the side flanges. The flanges are clamped against each other with several, in particular four, bolts, which run parallel to the axis of the housing. The flanges have process connection surfaces in the radial direction relative to the longitudinal axis of the housing, the process connection surfaces each having a pressure inlet opening, from where a pressure channel extends through the flange to a pressure outlet opening in an end housing connection surface of the flange, wherein the pressure outlet opening in the one of the Sealing rings limited area of the housing connection surface is arranged.

Entsprechende Differenzdruckmessgeräte sind beispielsweise in EP 0 370 013 B1 und DE 10 2008 054 991 A1 offenbart.Corresponding differential pressure gauges are, for example, in EP 0 370 013 B1 and DE 10 2008 054 991 A1 disclosed.

Die genannten Dichtringe sind kritische Bauteile, da Differenzdruckmessgeräte oft großen statischen Drücken von beispielsweise einigen 100 Bar ausgesetzt sind. In vielen Fällen sind Elastomerdichtungen ausreichend, jedoch können diese nicht in allen Medien eingesetzt werden. In solchen Fällen finden thermoplastische Dichtungen Verwendung, die beispielsweise PTFE oder PFA aufweisen. Thermoplastische Dichtungen verfügen jedoch nicht über eine hinreichende Elastizität, um Medien unter hohem Druck, bzw. den für hohe Drücke erforderlichen Einspannkräften, insbesondere unter Temperaturwechseln dauerhaft standzuhalten. Um hier Abhilfe zu schaffen offenbart beispielsweise die noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 102012102834.6 einen Dichtring mit einem elastischen, metallischen Ringkörper, welcher auf seinen Dichtflächen eine thermoplastische Beschichtung aufweist.Said sealing rings are critical components because differential pressure gauges are often exposed to high static pressures of, for example, a few hundred bars. In many cases, elastomer seals are sufficient, but they can not be used in all media. In such cases, use is made of thermoplastic gaskets comprising, for example, PTFE or PFA. However, thermoplastic seals do not have sufficient elasticity to permanently withstand media under high pressure, or the clamping forces required for high pressures, especially with temperature changes. To remedy this situation, for example, discloses the still unpublished German patent application with the file number 102012102834.6 a sealing ring with a resilient, metallic annular body, which has a thermoplastic coating on its sealing surfaces.

Das in dem Patent EP 0 370 013 B1 beschriebene Dichtringkonzept beruht ebenfalls auf Polymerdichtungen die jeweils mit einer metallischen Ringstruktur elastisch unterstützt sind.That in the patent EP 0 370 013 B1 described sealing ring concept is also based on polymer seals which are each supported elastically with a metallic ring structure.

Wenngleich elastisch unterstützte thermoplastische Dichtungen über einen weiten Druckbereich zuverlässig einsetzbar sind, ist ihr Einsatzgebiet nicht unbegrenzt, da beispielsweise Dichtflächen der Seitenflansche oberhalb eines Grenzwerts für den statischen Druck aufgrund einer Durchbiegung der Seitenflansche in einem solchen Maße elastisch verformt sind, dass dies von dem Dichtringen nicht mehr ausgeglichen werden kann.Although elastically assisted thermoplastic gaskets can be reliably used over a wide pressure range, their application is not unlimited because, for example, sealing surfaces of the side flanges are elastically deformed above a static pressure limit due to deflection of the side flanges to such an extent that this is not achieved by the gasket can be compensated more.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und ein Druckmessgerät, insbesondere Differenzdruckmessgerät bereitzustellen, das medienbeständig abgedichtet ist, und unter Temperaturwechseln eingesetzt werden kann.It is therefore an object of the present invention to remedy this situation and to provide a pressure gauge, in particular differential pressure gauge, which is sealed media resistant, and can be used with temperature changes.

Die Aufgabe wir erfindungsgemäß gelöst durch das Druckmessgerät gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.The object we achieved according to the invention by the pressure measuring device according to the independent claim. 1

Das erfindungsgemäße Druckmessgerät umfasst ein zumindest abschnittsweise zylindrisches oder kegelförmiges, metallisches Gehäuse; eine Druckmesszelle und mindestens einen ersten Seitenflansch; wobei das Gehäuse eine Messzellenkammer in seinem Innern, eine erste stirnseitige Flanschanschlussfläche und eine zweite stirnseitige Flanschanschlussfläche aufweist, wobei sich von der ersten Flanschanschlussfläche ein erster Druckkanal in die Messzellenkammer erstreckt, wobei sich von der zweiten Flanschanschlussfläche ein zweiter Druckkanal zur Messzellenkammer erstreckt, wobei die Druckmesszelle in der Messzellenkammer kommunizierend mit mindestens einem der beiden Druckkanäle angeordnet ist, wobei die Druckmesszelle einen Wandler aufweist, um ein Signal bereitzustellen, welches von einer Differenz zwischen Drücken in dem ersten Druckkanal und dem zweiten Druckkanal abhängt, wobei zumindest der erste Seitenflansch bezogen auf die Längsachse des Gehäuses in radialer Richtung zumindest eine erste Prozessanschlussfläche aufweist, welche bezüglich eines an den Seitenflansch angrenzenden Mantelflächenabschnitt des Gehäuses in radialer Richtung hervorsteht, wobei die erste Prozessanschlussflächen eine erste Druckeinlassöffnung aufweist, von der ein erster Flanschdruckkanal durch den ersten Seitenflansch zu einer ersten Druckaustrittsöffnung in einer ersten stirnseitigen Gehäuseanschlussfläche des ersten Seitenflansches erstreckt, wobei die erste Gehäuseanschlussfläche der ersten Flanschanschlussfläche zugewandt ist, wobei erfindungsgemäß das Gehäuse mit dem ersten Seitenflansch entlang einer ringförmig umlaufenden Schweißnaht unter Bildung einer ersten druckdichten Anschlusskammer zwischen der ersten Gehäuseanschlussfläche und der ersten Flanschanschlussfläche verschweißt ist, so dass ein an der ersten Druckeingangsöffnung anstehender Druck durch den ersten Flanschdruckkanal, die erste Anschlusskammer und den ersten Druckkanal zur Druckmesszelle übertragbar ist.The pressure gauge according to the invention comprises an at least partially cylindrical or conical metallic housing; a pressure measuring cell and at least a first side flange; wherein the housing has a measuring cell chamber in its interior, a first end-side flange connection surface and a second end-side flange connection surface, wherein a first pressure channel extends from the first flange connection surface into the measuring cell chamber, wherein a second pressure channel extends from the second flange connection surface to the measuring cell chamber, wherein the pressure measuring cell in the measuring cell chamber is arranged communicating with at least one of the two pressure channels, wherein the pressure measuring cell has a transducer to provide a signal which depends on a difference between pressures in the first pressure channel and the second pressure channel, wherein at least the first side flange with respect to the longitudinal axis the housing in the radial direction has at least a first process connection surface which protrudes in the radial direction with respect to a lateral surface of the housing adjacent to the side flange, wherein the first Process connection surfaces has a first pressure inlet opening from which extends a first flange pressure passage through the first side flange to a first pressure outlet opening in a first end-side housing connection surface of the first side flange, wherein the first Housing connecting surface of the first flange connecting surface faces, according to the invention, the housing with the first side flange along an annular circumferential weld to form a first pressure-tight connection chamber between the first housing connection surface and the first Flanschanschlussfläche is welded, so that a pending at the first pressure input port pressure through the first flange pressure channel , the first connection chamber and the first pressure channel can be transmitted to the pressure measuring cell.

Durch die Verschweißung zwischen Seitenflansch und Gehäuse ist das Druckmessgerät zum Einsatz in Hochdruckanwendungen geeignet, insbesondere bei Drücken oberhalb von 150 bar, bzw. sogar oberhalb von 300 bar bzw. oberhalb von 350 bar.By welding between side flange and housing, the pressure gauge is suitable for use in high-pressure applications, in particular at pressures above 150 bar, or even above 300 bar or above 350 bar.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die erste Gehäuseanschlussfläche des ersten Seitenflansches eine erste ringförmige, Verbindungsfläche mit einer konkaven Grundstruktur auf, wobei die erste Verbindungsfläche die erste Gehäuseanschlussfläche radial begrenzt, und wobei die erste Flanschanschlussfläche des Gehäuses eine zweite ringförmige, Verbindungsfläche mit einer konvexen Grundstruktur aufweist, wobei die zweite Verbindungsfläche die erste Flanschanschlussfläche radial begrenzt, wobei die Schweißnaht zwischen der ersten Verbindungsfläche und der zweiten Verbindungsfläche ausgebildet ist.In one development of the invention, the first housing connection surface of the first side flange has a first annular connection surface with a concave basic structure, wherein the first connection surface radially limits the first housing connection surface, and wherein the first flange connection surface of the housing has a second annular connection surface with a convex basic structure wherein the second connection surface radially borders the first flange connection surface, wherein the weld seam is formed between the first connection surface and the second connection surface.

Die konkave Grundstruktur bedeutet, dass die erste Verbindungsfläche radial einwärts geneigt ist, dass also ein entlang einer radialen Richtung zwischen dem Innerenradius und dem Außenradius der ersten Verbindungsfläche gemittelter Oberflächennormalenvektor der ersten Verbindungsfläche radial einwärts gerichtet ist.The concave basic structure means that the first connection surface is inclined radially inwardly, that is, a surface normal vector of the first connection surface, averaged along a radial direction between the inner radius and the outer radius of the first connection surface, is radially inwardly directed.

Die konvexe Grundstruktur bedeutet, dass die zweite Verbindungsfläche radial auswärts geneigt ist, dass also ein entlang einer radialen Richtung zwischen dem Innerenradius und dem Außenradius der zweiten Verbindungsfläche gemittelter Oberflächennormalenvektor der zweiten Verbindungsfläche radial auswärts gerichtet ist.The convex basic structure means that the second connection surface is inclined radially outward, that is, a surface normal vector of the second connection surface, averaged along a radial direction between the inner radius and the outer radius of the second connection surface, faces radially outward.

In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die konkave Grundstruktur der ersten Verbindungsfläche und die konvexe Grundstruktur der zweiten Verbindungsfläche zueinander komplementäre Kegelmantelflächenabschnitte auf, deren Kegelachse mit der Gehäuseachse fluchtet, wobei insbesondere der Öffnungswinkel der Kegelmantelfläche zur Kegelachse nicht weniger als 45°, vorzugsweise nicht weniger als 55° und besonders bevorzugt nicht weniger als 58° aufweist, und wobei der Öffnungswinkel der Kegelmantelfläche zur Kegelachse nicht mehr als 75° vorzugsweise nicht mehr als 65°, und besonders bevorzugt nicht mehr als 62° aufweist.In a further development of the invention, the concave basic structure of the first connecting surface and the convex basic structure of the second connecting surface have mutually complementary conical surface sections, whose conical axis is aligned with the housing axis, wherein in particular the opening angle of the conical surface to the conical axis not less than 45 °, preferably not less than 55 ° and particularly preferably not less than 58 °, and wherein the opening angle of the conical surface to the cone axis not more than 75 °, preferably not more than 65 °, and more preferably not more than 62 °.

Mit der Definition der Form der Grundstrukturen der Verbindungsflächen ist nicht ausgeschlossen, dass die Verbindungsflächen zusätzliche Strukturelemente aufweisen.The definition of the shape of the basic structures of the bonding surfaces does not rule out that the bonding surfaces have additional structural elements.

So kann beispielsweise in einer Kegelmantelfläche eine Ringnut ausgeprägt sein, wobei deren radiale Erstreckung nicht mehr als 20% vorzugsweise nicht mehr als 15% und besonders bevorzugt nicht mehr als 10% der radialen Erstreckung der Verbindungsfläche aufweist.For example, in an area of a conical surface, an annular groove may be formed, the radial extent of which does not exceed 20%, preferably not more than 15% and particularly preferably not more than 10%, of the radial extent of the connection surface.

Die Gestaltung der zueinander komplementären Verbindungsflächen mit konkaver Grundstruktur am Seitenflansch und konvexer Grundstruktur am Gehäuse, insbesondere als Abschnitte von Kegelmantelflächen, ermöglicht die Präparation einer tiefen Schweißnaht zwischen dem Gehäuse und dem Seitenflansch, auch dann, wenn Teile des Seitenflansches gegenüber dem Gehäuse radial hervorstehen.The design of the mutually complementary connection surfaces with concave basic structure on the side flange and convex basic structure on the housing, in particular as portions of conical surface, allows the preparation of a deep weld between the housing and the side flange, even if parts of the side flange relative to the housing project radially.

Somit gewährleisten die beschriebenen konvexen und konkaven Grundstrukturen, dass Tangenten an die Verbindungsflächen, welche beispielsweise die Einstrahlrichtung eines Elektronstrahls beim Elektronenstrahlschweißen definieren, durch radial vorstehende Teile des Seitenflansches nicht blockiert werden.Thus, the described convex and concave basic structures ensure that tangents to the connecting surfaces, which define, for example, the irradiation direction of an electron beam in electron beam welding, are not blocked by radially projecting parts of the side flange.

Eine hinreichend Tiefe der Schweißnaht ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Druckmessgerät hohen Drücken standhalten soll, denn aufgrund der Tiefe der Schweißnaht, kann diese ein hinreichend große, drucktragende Ringfläche aufweisen.A sufficient depth of the weld is particularly advantageous if the pressure gauge is to withstand high pressures, because due to the depth of the weld, this may have a sufficiently large, pressure-bearing annular surface.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist eine Projektion der Schweißnaht auf eine Ebene senkrecht zur Achse des Gehäuses eine Fläche auf, die nicht weniger als 50%, insbesondere nicht weniger als 60%, und bevorzugt nicht weniger als 70% der von einem Innenradius der Schweißnaht ringförmig umschlossenen Fläche beträgt.In a further development of the invention, a projection of the weld seam on a plane perpendicular to the axis of the housing has an area which is not less than 50%, in particular not less than 60%, and preferably not less than 70% of the annular radius of an inner radius of the weld enclosed area amounts to.

Durch die Fläche der Schweißnaht in dem definierten Größenbereich kann diese Drücken von einigen 100 bar standhaltenDue to the area of the weld in the defined size range, these pressures can withstand a few 100 bar

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Flanschanschlussfläche des Gehäuses in der Anschlusskammer, angrenzend an die Schweißnaht, einen axialen Vorsprung auf, wobei die Gehäuseanschlussfläche des Seitenflansches eine zu dem axialen Vorsprung komplementäre axiale Vertiefung aufweist, in welche der axiale Vorsprung hineinragt, so dass in der Anschlusskammer angrenzend an die Schweißnaht zwischen dem Gehäuse und dem Seitenflansch ein Ringspalt gebildet ist, der insbesondere angrenzend an die Schweißnaht eine Spaltbreite von nicht weniger als 0,3 mm, vorzugsweise nicht weniger als 0,5 mm, und besonders bevorzugt nicht weniger als 0,6 mm aufweist.In a further development of the invention, the flange connection surface of the housing in the connection chamber, adjacent to the weld, an axial projection, wherein the housing connection surface of the side flange has a complementary axial projection to the axial projection into which projects the axial projection, so that in the Terminal chamber adjacent to the weld between the housing and the side flange an annular gap is formed, in particular adjacent to the weld a gap width of not less than 0.3 mm, preferably not less than 0.5 mm, and more preferably not less than 0.6 mm.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der axiale Vorsprung der Flanschanschlussfläche an seiner dem Seitenflansch zugewandten Stirnfläche einen ringförmig umlaufenden radialen Vorsprung auf, so dass im Bereich des radialen Vorsprungs die Spaltbreite des Ringspalts verringert ist, wobei die minimale Spaltbreite im Bereich des radialen Vorsprungs nicht mehr als 50% insbesondere nicht mehr als 25% der maximalen Spaltbreite oder der mittleren Spaltbreite des Ringspalts beträgt.In one development of the invention, the axial projection of the flange connection face has an annular circumferential radial projection on its end face facing the side flange, so that the gap width of the annular gap is reduced in the region of the radial projection, wherein the minimum gap width in the region of the radial projection does not exceed 50%, in particular not more than 25% of the maximum gap width or the average gap width of the annular gap.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der der Ringspalt eine Tiefe auf, die nicht weniger als das Dreifache, insbesondere nicht weniger als das Vierfache und bevorzugt etwa das Viereinhalbfache bis Fünfeinhalbfache der maximalen Spaltbreite beträgt.In a further development of the invention, the annular gap has a depth which is not less than three times, in particular not less than four times, and preferably about four and a half times to five and a half times the maximum gap width.

Durch den axialen Vorsprung wird erreicht, dass ein zentraler Bereich der Stirnfläche, der Flanschanschlussfläche, den die Stirnfläche des axialen Vorsprungs umfasst, von der Schweißnaht abgesetzt und insoweit vor thermischen Effekten des Schweißvorgangs geschützt ist. Dies ist insoweit vorteilhaft, als sich von dem zentralen Bereich der Stirnfläche ein erster Druckkanal zur Messzellenkammer erstreckt, und die Öffnung des Druckkanals gewöhnlich mit einer dünnen, metallischen Trennmembran überdeckt ist. Diese metallische Trennmembran, die eine Prägung aufweist, könnte unter direkter Einwirkung einer Schweißfront zerstört oder zumindest in ihren mechanischen Eigenschaften verändert werden.By the axial projection is achieved that a central region of the end face, the flange connection surface, which comprises the end face of the axial projection, deposited from the weld and so far protected against thermal effects of the welding operation. This is advantageous to the extent that extends from the central region of the end face, a first pressure channel to the measuring cell chamber, and the opening of the pressure channel is usually covered with a thin, metallic separating membrane. This metallic separating membrane, which has an embossing, could be destroyed under direct action of a welding front or at least changed in its mechanical properties.

Der Ringspalt zwischen dem axialen Vorsprung und der dazu komplementären Ausnehmung im Seitenflansch verhindert, dass es zu undefinierten Verbindungen bzw. Verspannungen zwischen dem Gehäuse und dem Seitenflansch kommt. Die Verengung des Ringspalts an seiner der der Schweißnaht abgewandten Öffnung bewirkt zudem einen verbesserten Schutz des zentralen Bereichs der Stirnfläche und einer ggf. darauf angeordneten Trennmembran vor Beeinträchtigungen während des Schweißvorgangs.The annular gap between the axial projection and the complementary recess in the side flange prevents undefined connections or tension between the housing and the side flange. The constriction of the annular gap on its side facing away from the weld opening also provides improved protection of the central region of the end face and a possibly disposed thereon separation membrane from impairments during the welding process.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Gehäuseanschlussfläche des Seitenflansches in der Anschlusskammer eine umlaufende Ringnut auf, wobei insbesondere der Außenradius der Ringnut den Innenradius der Schweißnaht um nicht mehr als 5% des Innenradius der Schweißnaht vorzugsweise um nicht mehr als 2% und besonders bevorzugt gar nicht unterschreitet.In one development of the invention, the housing connection surface of the side flange in the connection chamber has a circumferential annular groove, wherein in particular the outer radius of the annular groove the inner radius of the weld by not more than 5% of the inner radius of the weld preferably not more than 2%, and more preferably not at all below.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Ringnut angrenzend an ihren Außenradius in einem axialen Längsschnitt eine konkave Krümmung mit einem Krümmungsradius auf, der nicht weniger als 5%, vorzugsweise nicht weniger als 10% und besonders bevorzugt nicht weniger als 12,5% des Innenradius der Schweißnaht beträgt, wobei der Krümmungsradius bis zu einem Wendepunkt insbesondere monoton ansteigt, von dem an die Krümmung bis zu einem Innenradius der Ringnut konvex verläuft, und wobei insbesondere an den Innenradius der Ringnut eine im wesentlichen planare Kreisfläche anschließt.In a further development of the invention, the annular groove adjacent to its outer radius in an axial longitudinal section has a concave curvature with a radius of curvature of not less than 5%, preferably not less than 10% and particularly preferably not less than 12.5% of the inner radius Weld seam is, wherein the radius of curvature particularly monotonically increases up to a turning point, from which the curvature to an inner radius of the annular groove is convex, and wherein in particular the inner radius of the annular groove is followed by a substantially planar circular area.

Die Ringnut dient insbesondere dazu, Spannungen abzubauen die aufgrund der Schweißung entstehen. Da diese Spannungen insbesondere auch die Schweißnaht belasten, bewirkt ein Abbau der Spannungen durch die Ringnut, dass die Schweißnaht bei einer angestrebten Druckfestigkeit schwächer ausgelegt werden kann, wodurch wiederum der Schweißvorgang an sich schon zu weniger mechanischen Spannungen in und zwischen Fügepartnern führt. Insofern, als derartige mechanische Verspannungen durch Rückwirkungen bis zur Druckmesszelle auch die Messgenauigkeit beeinträchtigen können, trägt die Ringnut im Ergebnis auch zu einer verbesserten Messgenauigkeit bei.The annular groove is used in particular to reduce stresses that arise due to the weld. Since these stresses also burden the weld in particular, a reduction in the stresses through the annular groove causes the weld seam to be made weaker with a desired compressive strength, which in turn leads to less mechanical stresses in and between joining partners. Insofar, as such mechanical stresses can affect the measurement accuracy due to reactions to the pressure measuring cell, the ring groove also contributes to improved measurement accuracy.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist zumindest die erste Flanschanschlussfläche eine erste Trennmembran auf, welche den ersten Druckkanal überdeckt.In one development of the invention, at least the first flange connection surface has a first separation membrane, which covers the first pressure channel.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse einen Grundkörper und einen Verschlusskörper auf, wobei eine der Flanschanschlussflächen eine dem Grundkörper abgewandte Stirnfläche des Verschlusskörpers umfasst, wobei die Schweißnaht zwischen dem Seitenflansch und dem Gehäuse sowohl zwischen dem Grundkörper und dem Seitenflansch als auch zwischen dem Verschlusskörper und dem Seitenflansch ausgebildet ist. In einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Grundkörper und dem Verschlusskörper eine Überlastmembran angeordnet.In one development of the invention, the housing has a base body and a closure body, wherein one of the flange connection surfaces comprises an end face of the closure body facing away from the base body, wherein the weld seam between the side flange and the housing both between the base body and the side flange and between the closure body and is formed of the side flange. In one embodiment of this development of the invention, an overload membrane is arranged between the base body and the closure body.

Derartige Überlastmembranen dienen dazu, die Druckmesszelle im Falle von einseitigen Überlasten zu schützen. Differenzdruckmessgeräte mit derartigen Überlastmembranen werden beispielsweise von der Anmelderin unter der Bezeichnung Deltabar S PMD 75, FMD 77 und FMD 78 vertrieben, und das Prinzip eines Überlastschutzes durch eine Überlastmembran ist in den Offenlegungsschriften DE 10 2006 057 828 A1 und DE 10 2006 040 325 A1 sowie dem Patent EP 1 299 701 B1 beschrieben.Such overload membranes serve to protect the pressure measuring cell in the case of one-sided overloads. Differential pressure gauges with such overload membranes are sold, for example, by the Applicant under the name Deltabar S PMD 75, FMD 77 and FMD 78, and the principle of overload protection by an overload membrane is in the published patent applications DE 10 2006 057 828 A1 and DE 10 2006 040 325 A1 as well as the patent EP 1 299 701 B1 described.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Schweißnaht mittels Elektronenstrahlschweißen gebildet und weist insbesondere eine Tiefe von nicht weniger als 6 mm vorzugsweise nicht weniger als 8 mm auf.In a further development of the invention, the weld seam is formed by means of electron beam welding and in particular has a depth of not less than 6 mm, preferably not less than 8 mm.

In einer Weiterbildung der Erfindung enthält die Anschlusskammer einen Füllkörper, um das freie Volumen, welches einem Fluid, insbesondere einer Übertragungsflüssigkeit in der Anschlusskammer zur Verfügung steht, zu verringern. In a further development of the invention, the connection chamber contains a filling body in order to reduce the free volume which is available to a fluid, in particular a transfer liquid in the connection chamber.

Diese Weiterbildung der Erfindung betrifft insbesondere Druckmessgeräte welche einen Druckmittler aufweisen, also einen hydraulischen Pfad, der an die Druckeinlassöffnung des Seitenflansches angeschlossen ist um einen zu erfassenden Druck in die Anschlusskammer einzuleiten, wobei der hydraulische Pfad eine mit einer Überragungsflüssigkeit gefüllte Druckleitung und eine Druckmittlermembran aufweist, wobei die Druckmittlermembran eine dem Seitenflansch abgewandte Öffnung der Druckleitung verschließt, wobei die Druckmittlermembran mit einem Medium, dessen Druck zu erfassen ist, beaufschlagbar ist, um den Druck in die Druckleitung zu übertragen. Die Druckleitung umfasst gewöhnlich eine Kapillarleitung oder eine Bohrung, insbesondere eine Kapillarbohrung durch einen Festkörper.This development of the invention particularly relates to pressure gauges which have a pressure transmitter, that is to say a hydraulic path which is connected to the pressure inlet opening of the side flange in order to introduce a pressure to be detected into the connection chamber, the hydraulic path having a pressure line filled with a transfer fluid and a diaphragm seal, wherein the diaphragm seal closes off an opening of the pressure line facing away from the side flange, wherein the diaphragm diaphragm can be acted upon by a medium whose pressure is to be detected, in order to transmit the pressure into the pressure line. The pressure line usually comprises a capillary line or a bore, in particular a capillary bore through a solid.

Der Füllkörper bewirkt, dass das ein Druckmessfehler aufgrund einer temperaturabhängigen Volumenausdehnung der Übertragungsflüssigkeit reduziert wird, da durch den Füllkörper die Gesamtmenge der Übertragungsflüssigkeit, die zwischen der Anschlussammer und der Druckmittlermembran eingeschlossen ist, verringert ist.The packing causes the pressure measurement error due to a temperature-dependent volume expansion of the transfer liquid to be reduced because the filler reduces the total amount of transfer liquid trapped between the port chamber and the diaphragm seal.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Druckmessgerät als Differenzdruckmessgerät ausgebildet, wobei ein zweiter Seitenflansch eine zweite Gehäuseanschlussfläche aufweist, die im wesentlichen wie die erste Gehäuseanschlussfläche des ersten Seitenflansches gestaltet ist, und wobei das Gehäuse eine zweite Flanschanschlussfläche aufweist, wobei das Gehäuse mit dem zweiten Seitenflansch entlang einer zweiten ringförmig umlaufenden Schweißnaht unter Bildung einer zweiten druckdichten Anschlusskammer zwischen der ersten Gehäuseanschlussfläche und der zweiten Flanschanschlussfläche verschweißt ist, so dass ein an einer zweiten Druckeingangsöffnung des zweiten Seitenflansches anstehender Druck durch einen zweiten Flanschdruckkanal, der sich durch den zweiten Seitenflansch erstreckt, die zweite Anschlusskammer und den zweiten Druckkanal zur Druckmesszelle übertragbar ist.In one development of the invention, the pressure measuring device is designed as a differential pressure measuring device, wherein a second side flange has a second housing connecting surface, which is designed substantially like the first housing connecting surface of the first side flange, and wherein the housing has a second flange connection surface, wherein the housing with the second side flange is welded along a second annular weld to form a second pressure-tight connection chamber between the first housing interface and the second flange interface, such that pressure at a second pressure input port of the second side flange is through a second flange pressure passage extending through the second side flange Connection chamber and the second pressure channel to the pressure measuring cell is transferable.

Wie zuvor diskutiert, kann das Gehäuse gemäß einer Weiterbildung der Erfindung einen Grundkörper und einen Verschlusskörper aufweisen, wobei eine der Flanschanschlussflächen eine dem Grundkörper abgewandte Stirnfläche des Verschlusskörpers umfasst, wobei die Schweißnaht zwischen dem Seitenflansch und dem Gehäuse sowohl zwischen dem Grundkörper und dem Seitenflansch als auch zwischen dem Verschlusskörper und dem Seitenflansch ausgebildet ist. Abgesehen von diesem Sachverhalt, der nur eine der Flanschanschlussflächen betrifft, sind die erste Flanschanschlussfläche und die zweite Flanschanschlussfläche im wesentlichen gleich gestaltet.As discussed above, according to a development of the invention, the housing may have a base body and a closure body, wherein one of the flange connection surfaces comprises an end face of the closure body facing away from the base body, wherein the weld seam between the side flange and the housing both between the base body and the side flange and is formed between the closure body and the side flange. Apart from this fact, which relates to only one of the flange connection surfaces, the first flange connection surface and the second flange connection surface are substantially identical.

Das beschriebene Druckmessgerät ist insbesondere zum Einsatz als Differenzdruckmessgerät ausgelegt, es kann aber gleichermaßen als Relativdruckmessgerät oder als Absolutdruckmessgerät betrieben werden, wozu dann einer Seite der Druckmesszelle ein Mediendruck durch einen ersten Seitenflansch zuzuführen ist, und die andere Seite der Druckmesszelle dem Luftdruck in der Umgebung des Druckmessgeräts bzw. einem Vakuum auszusetzen ist. Hierbei kann ggf. auf den zweiten Seitenflansch verzichtet werden.The pressure gauge described is particularly designed for use as a differential pressure gauge, but it can equally be operated as a relative pressure gauge or as absolute pressure gauge, which then one side of the pressure measuring cell is to supply a media pressure through a first side flange, and the other side of the pressure measuring cell the air pressure in the environment Pressure gauge or a vacuum suspend is. This may possibly be dispensed with the second side flange.

Die Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:The invention will now be explained with reference to the embodiments illustrated in the drawings. It shows:

1a einen vereinfachten Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessgerätes; 1a a simplified cross section through a first embodiment of a pressure measuring device according to the invention;

1b einen vereinfachten Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessgerätes aus 1a; 1b a simplified longitudinal section through the first embodiment of a pressure measuring device according to the invention 1a ;

1a ein Detail (A) aus dem vereinfachten Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessgerätes aus 1b; 1a a detail (A) from the simplified longitudinal section through the first embodiment of a pressure measuring device according to the invention 1b ;

2a einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessgerätes; und 2a a longitudinal section through a second embodiment of a pressure measuring device according to the invention; and

2b einen Querschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessgerätes aus 2a. 2 B a cross section through the second embodiment of a pressure measuring device according to the invention 2a ,

Das in 1a, 1b und 1c vereinfacht dargestellte Druckmessgerät ist ein Differenzdruckmessgerät, welches ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 20 mit zwei Stirnseiten aufweist, die jeweils eine Flanschanschlussfläche 22 aufweisen, wobei an den beiden Flanschanschlussflächen 22 jeweils Seitenflansch 40 angeschlossen ist. Hierzu weisen die Seitenflansche 40 jeweils eine dem Gehäuse 20 zugewandte Gehäuseanschlussfläche 48 auf, welche in ihrem Randbereich jeweils entlang einer umlaufenden, drucktragenden Schweißnaht 250 mit einem Randbereich der ihr zugewandten Flanschanschlussfläche 22 verschweißt ist, wodurch zwischen der Flanschanschlussfläche 22 und der Gehäuseanschlussfläche 48 eine Anschlusskammer 252 gebildet. Die Seitenflansche 40 weisen jeweils zumindest eine Prozessanschlussfläche 42 mit einer Druckeinlassöffnung 44 auf, von der sich ein Flanschdruckkanal durch den Seitenflansch 40 zu einer Druckaustrittsöffnung 46 erstreckt, die in die Anschlusskammer 252 mündet.This in 1a . 1b and 1c simplified illustrated pressure gauge is a differential pressure gauge, which is a substantially cylindrical housing 20 having two end faces, each having a Flanschanschlussfläche 22 have, wherein at the two Flanschanschlussflächen 22 each side flange 40 connected. For this purpose, the side flanges 40 one each to the housing 20 facing housing connection surface 48 on, which in their edge region in each case along a peripheral, pressure-bearing weld 250 with an edge region of its facing Flanschanschlussfläche 22 is welded, whereby between the flange connection surface 22 and the housing interface 48 a connection chamber 252 educated. The side flanges 40 each have at least one process interface 42 With a pressure inlet opening 44 on, from which a flange pressure channel through the side flange 40 to a pressure outlet 46 extends into the connection chamber 252 empties.

Der Seitenflansch 40 weist weiterhin Öffnungen 49 auf, die in der Anschlusskammer münden 48, und welche im Betrieb des Sensors durch Blindstopfen, Drainagestopfen oder Entlüftungsstopfen verschlossen sind.The side flange 40 still has openings 49 on, which open in the connection chamber 48 , and which are closed during operation of the sensor by blind plugs, drain plugs or vent plugs.

Das zylindrische Gehäuse umfasst einen Grundkörper 202 und einen Verschlusskörper 204, welcher mit dem Grundkörper druckdicht verbunden ist, insbesondere verschweißt. Der Verschlusskörper 204 verschließt insbesondere eine in dem Grundkörper 202 angeordnete (hier nicht dargestellte) Messzellenkammer, wobei weiterhin zwischen dem Grundkörper 202 und dem Verschlusskörper 204 eine Überlastkammer gebildet sein kann, die von einer Überlastmembran 206 geteilt wird. Insofern als diese Komponenten im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von nachgeordnetem Interesse und einem Fachmann auf dem Gebiet Differenzdruckmesstechnik geläufig sind, kann auf deren Darstellung in den Zeichnungen und eine eingehende Erläuterung dazu verzichtet werden.The cylindrical housing comprises a base body 202 and a closure body 204 which is pressure-tightly connected to the base body, in particular welded. The closure body 204 especially closes one in the body 202 arranged (not shown here) measuring cell chamber, wherein further between the base body 202 and the closure body 204 An overload chamber may be formed by an overload diaphragm 206 is shared. Inasmuch as these components are of common interest in the context of the present invention and a person skilled in the art of differential pressure measurement technology, their illustration in the drawings and a detailed explanation thereof can be dispensed with.

Die Flanschanschlussflächen 22 des Gehäuses 20 und die Gehäuseanschlussflächen 48 der Seitenflansche 40, weisen Konturen auf die nun insbesondere anhand von 1c näher erläutert werden.The flange connection surfaces 22 of the housing 20 and the chassis pads 48 the side flanges 40 , show contours on the now in particular on the basis of 1c be explained in more detail.

Um die Seitenflansche 40 für Hochruckanwendungen bei statischen Drücken von einigen hundert Bar jeweils hinreichend druckfest mit dem Gehäuse 20 durch Schweißen zu verbinden, muss die Schweißnaht 250 eine Tiefe t von beispielsweise 7 mm bis 10 mm aufweisen. Dies lässt sich insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen realisieren, wozu der Elektronenstrahl von der Mantelfläche des Gehäuses 20 aus ungehindert zwischen die zu verschweißenden Verbindungsflächen gelangen können muss. Dies wird dadurch erschwert, dass die Seitenflansche 40 zumindest in Richtung der Prozessanschlussflächen 44 gegenüber dem Gehäuse 20 in radialer Richtung hervorstehen. Um dennoch den Elektronenstrahl zwischen die zu verschweißenden Verbindungsflächen gelangen zu lassen, weist die Flanschanschlussfläche 22 des Gehäuses 20 eine ringförmig umlaufende Verbindungsfläche 222 mit konvexer Grundstruktur auf, die hier als Kegelmantelflächenabschnitt gestaltet ist. Die Verbindungsfläche 222 des Grundkörpers weist drei Teilbereiche auf, nämlich einen äußeren Kegelmantelflächenabschnitt 222a, einen inneren Kegelmantelflächenabschnitt 222c, wobei der innere Kegelmantelflächen 222c ein Abschnitt des gleichen Referenzkegelmantels ist, wie der äußere Kegelmantelflächenabschnitt 222a, und eine ringförmige Entkopplungsnut 222b, welche die beiden Kegelmantelflächenabschnitte voneinander trennt, und welche. zwischen dem inneren und dem äußeren Kegelmantelflächenabschnitten verläuft. Im Bereich dieser Entkopplungsnut 222b verläuft die Grenze zwischen dem Grundkörper 202 und dem Verschlusskörper 204, so dass der innere Kegelmantelflächenabschnitt 222c ausschließlich ein Oberflächenabschnitt des Verschlusskörpers 204 ist, und dass der äußere Kegelmantelflächenabschnitt 222a ausschließlich ein Oberflächenabschnitt des Gehäusekörpers 202 ist.Around the side flanges 40 for high-pressure applications with static pressures of a few hundred bars, each sufficiently adequately pressure-resistant with the housing 20 by welding, the weld must be 250 have a depth t of, for example, 7 mm to 10 mm. This can be realized in particular by electron beam welding, including the electron beam from the lateral surface of the housing 20 from unhindered must be able to get between the bonding surfaces to be welded. This is made more difficult by the fact that the side flanges 40 at least in the direction of the process interfaces 44 opposite the housing 20 protrude in the radial direction. In order nevertheless to allow the electron beam to pass between the connecting surfaces to be welded, the flange connection surface has 22 of the housing 20 an annular peripheral connecting surface 222 with a convex basic structure, which is designed here as a cone surface area section. The interface 222 of the main body has three partial areas, namely an outer conical surface area section 222a an inner cone surface portion 222c , wherein the inner conical surface areas 222c a portion of the same reference cone shell is as the outer cone surface portion 222a , and an annular decoupling groove 222b which separates the two conical surface sections from each other, and which. extending between the inner and outer conical surface portions. In the area of this decoupling groove 222b the boundary between the body runs 202 and the closure body 204 such that the inner conical surface portion 222c excluding a surface portion of the closure body 204 is, and that the outer conical surface portion 222a excluding a surface portion of the housing body 202 is.

Vorliegend hat der Referenzkegelmantel einen Winkel zur Kegelachse von etwa 60°.In the present case, the reference cone jacket has an angle to the cone axis of about 60 °.

Die Entkopplungsnut 222b ist insbesondere dazu vorgesehen, um eine direkte Verbindung von drei oder vier Fügepartnern beim Verbinden des Seitenflansches mit dem Gehäuse zu vermeiden; denn wäre die Entkopplungsnut 222b nicht vorhanden, so würden am Übergang zwischen dem Grundkörper 202 und dem Verschlusskörper 204 diese beiden Körper und ggf. die zwischenliegende Überlastmembran 206 gegen die Verbindungsfläche 482 des Seitenflansches stoßen, und sowohl mit diesem als auch untereinander im Randbereich aufgeschmolzen und neu verschweißt werden. Hierdurch können ggf. undefinierte Spannungszustände entstehen, die durch die Entkopplungsnut 222b vermieden werden.The decoupling groove 222b is particularly intended to avoid a direct connection of three or four joining partners in connecting the side flange to the housing; because that would be the decoupling groove 222b not present, so would be at the transition between the main body 202 and the closure body 204 these two bodies and possibly the intermediate overload membrane 206 against the interface 482 of the side flange, and be melted both with this and with each other in the edge region and rewelded. As a result, undefined voltage states can possibly arise due to the decoupling groove 222b be avoided.

Sofern beim Fügen Seitenflansch und Gehäuse nur zwei im Bereich der Schweißung monolithische Fügepartner zu verbinden sind, beispielsweise beim Verbinden eines zweiten Seitenflansches 40 mit dem Gehäuse 20, so kann auf die Entkopplungsnut 222 verzichtet werden.If, when joining the side flange and housing, only two joining partners are to be connected in the region of the weld, for example when connecting a second side flange 40 with the housing 20 , so can on the decoupling groove 222 be waived.

Die Gehäuseanschlussfläche 48 weist in ihrem Randbereich eine konkave Verbindungsfläche 482 auf, welche als konkaver Kegelmantelflächenabschnitt des Referenzkegelmantels ausgebildet ist. Die konkave Verbindungsfläche 482 des Seitenflansches 40 bedeckt die Verbindungsfläche 222 des Gehäuses 20 im wesentlichen vollständig und ist mit dieser mittels Elektronenstrahlschweißens mit einer Schweißtiefe t von etwa 9 mm verschweißt.The housing interface 48 has a concave connection surface in its edge region 482 on, which is designed as a concave conical surface portion of the reference cone sheath. The concave connection surface 482 of the side flange 40 covers the interface 222 of the housing 20 essentially complete and is welded thereto by means of electron beam welding with a welding depth t of about 9 mm.

Das Gehäuse 20 weist stirnseitig eine Trennmembran 208 mit einer äußeren Oberfläche auf, die der Anschlusskammer 252 zugewandt ist, um einen in der Anschlusskammer herrschenden Druck mittels eines Übertragungsflüssigkeit zur Druckmesszelle zu überfragen. Die Trennmembran ist entlang ihres Randes mit einer umlaufenden Fügestelle insbesondere einer Schweißnaht, druckdicht mit der Stirnfläche 225 eines axialen Vorsprungs der Flanschanschlussfläche 22 verbunden. Die Trennmembran 208 umfasst gewöhnlich eine Metallfolie mit einer Stärke zwischen beispielsweise 30 μm und 300 μm, wobei der Folie ein Ringmuster aufgeprägt ist, um einen hinreichend großen Volumenhub zu ermöglichen.The housing 20 has frontally a separation membrane 208 with an outer surface on which the connection chamber 252 is facing, to transmit a pressure prevailing in the connection chamber pressure by means of a transmission fluid to the pressure measuring cell. The separation membrane is along its edge with a circumferential joint, in particular a weld, pressure-tight with the face 225 an axial projection of the flange connection surface 22 connected. The separation membrane 208 usually comprises a metal foil having a thickness between, for example, 30 microns and 300 microns, wherein the film a ring pattern is impressed to allow a sufficiently large volume stroke.

Verformungen der Stirnfläche 225 eines axialen Vorsprungs der Flanschanschlussfläche 22 im Bereich der Fügestelle der Trennmembran verändern die Steifigkeit oder die Ruhelage der Trennmembran 208 und sind insofern zu vermeiden bzw. zu minimieren. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Trennmembran 208 beim Verschweißen des Seitenflansches 40 mit dem Gehäuse 20 nicht unmittelbar der Hitze oder dem Schweißdampf, die beim Schweißvorgang auftreten, ausgesetzt ist.Deformations of the face 225 an axial projection of the flange connection surface 22 In the region of the joint of the separation membrane, the rigidity or the rest position of the separation membrane change 208 and are therefore to be avoided or minimized. Furthermore, it is advantageous if the separation membrane 208 when welding the side flange 40 with the housing 20 not directly exposed to the heat or welding steam that occurs during the welding process.

Der axiale Vorsprung trägt zum Schutz der Trennmembran 208 bei, denn durch den axialen Vorsprung ist die Trennmembran 208 von dem Innenrand Schweißung 250 zwischen Gehäuse und Seitenflansch axial beabstandet und durch einem Randbereich des axialen Vorsprungs vor direkter thermischer Strahlung und Schweißdampf geschützt.The axial projection contributes to the protection of the separation membrane 208 in, because by the axial projection is the separation membrane 208 from the inner edge weld 250 between housing and side flange axially spaced and protected by an edge region of the axial projection from direct thermal radiation and welding steam.

Zur thermischen und mechanischen Entkopplung des axialen Vorsprungs von dem Seitenflansch weist der axiale Vorsprung anschließend an die Schweißnaht 250 eine im wesentlichen zylindrische Mantelfläche 223 auf, die von einem gegenüberliegenden, konkaven, zylindrischen Mantelflächenabschnitt 484 der Gehäuseanschlussfläche radial beabstandet ist, so dass zwischen dem axialen Vorsprung und dem Seitenflansch ein Ringspalt 254 mit einer Breite b₁ gebildet wird, die etwa 600 μm beträgt, wobei der Ringspalt 254 in axialer Richtung zwischen dem Innenrand der Schweißnaht und der Stirnseite 225 des axialen Vorsprungs eine Höhe h aufweist, die etwa 3 bis 4 mm beträgt. Zudem weist die Stirnseite 225 des axialen Vorsprungs einen radialen Vorsprung von etwa 450 μm auf, so dass sich der Ringspalt 254 in einem oberen Endabschnitt auf eine Spaltbreite b₂ verengt, die etwa 150 μm beträgt. Diese Verengung bewirkt einen weiteren Hitzeschutz für die Trennmembran 208 beim Präparieren der Schweißnaht 250. Im Ergebnis leistet der Ringspalt 254 einen beachtlichen Beitrag zur thermischen und mechanischen Entkopplung der Trennmembran von dem Seitenflansch 40, insbesondere bei dessen Befestigung durch Schweißen.For thermal and mechanical decoupling of the axial projection from the side flange, the axial projection is adjacent to the weld 250 a substantially cylindrical lateral surface 223 on, which from an opposite, concave, cylindrical lateral surface portion 484 the housing connection surface is radially spaced, so that between the axial projection and the side flange an annular gap 254 is formed with a width b ₁ , which is about 600 microns, wherein the annular gap 254 in the axial direction between the inner edge of the weld and the end face 225 of the axial projection has a height h which is about 3 to 4 mm. In addition, the front side 225 of the axial projection on a radial projection of about 450 .mu.m, so that the annular gap 254 narrows in an upper end portion to a gap width b ₂ , which is about 150 microns. This restriction causes a further heat protection for the separation membrane 208 when preparing the weld 250 , The result is an annular gap 254 a considerable contribution to the thermal and mechanical decoupling of the separation membrane from the side flange 40 , in particular in its attachment by welding.

Zur mechanischen Entlastung der Schweißverbindung 250 zwischen dem Seitenflansch 40 und dem Gehäuse 20 weist die Gehäuseanschlussfläche 48 des Seitenflansches 40 innerhalb der Anschlusskammer 252 eine ringförmige Entlastungsnut 486 auf, die an den konkaven zylindrischen Mantelflächenabschnitt 484 der Gehäuseanschlussfläche anschließt, wobei die Entlastungsnut in einer axialen Schnittebene anschließend an den konkaven zylindrischen Mantelflächenabschnitt 484 eine konkave Krümmung 486a mit einem minimalen Krümmungsradius von beispielsweise etwa 3 mm bis 4 mm aufweist, wobei der Krümmungsradius bis zu einem Wendepunkt zunimmt nachdem die Entlastungsnut eine konvexe Krümmung 486b mit einem Krümmungsradius von etwa 7 mm aufweist, wobei sich die konvexe Krümmung bis zu einem Innenradius der Entlastungsnut 486 erstreckt. An die Entlastungsnut 486 schließt radial einwärts eine im wesentlichen planare Fläche an, die einen Abstand von beispielsweise 500 μm zur Trennmembran 208 aufweist, um einer hinreichenden Auslenkung der Trennmembran nicht entgegen zu stehen.For mechanical relief of the welded joint 250 between the side flange 40 and the housing 20 indicates the housing interface 48 of the side flange 40 within the connection chamber 252 an annular relief groove 486 on, which at the concave cylindrical lateral surface portion 484 the housing connecting surface adjoins, wherein the relief groove in an axial sectional plane subsequent to the concave cylindrical lateral surface portion 484 a concave curvature 486a having a minimum radius of curvature of, for example, about 3 mm to 4 mm, the radius of curvature increasing to a point of inflection after the relief groove has a convex curvature 486b having a radius of curvature of about 7 mm, wherein the convex curvature up to an inner radius of the relief groove 486 extends. To the relief groove 486 includes radially inwardly a substantially planar surface, which is a distance of for example 500 microns to the separation membrane 208 has, in order not to stand against a sufficient deflection of the separation membrane.

Die Ausführungen zu der Verbindung zwischen dem ersten Seitenflansch 40 und dem Gehäuse 20 gelten entsprechend auch für die Verbindung zwischen dem zweiten Seitenflansch 40 und dem Gehäuse 20 an dessen anderer Stirnseite.The comments on the connection between the first side flange 40 and the housing 20 apply accordingly also for the connection between the second side flange 40 and the housing 20 at the other end side.

2a und 2b zeigen Schnittansichten eines zweiten Ausführungsbeispiels, was im Prinzip die gleiche Struktur wie das erste Ausführungsbeispiel aufweist. Es ist also ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 520 zwischen zwei Seitenflanschen 540 angeordnet und mit diesen jeweils entlang einer ringförmig umlaufenden drucktragenden Schweißnaht 750 verschweißt. Das Gehäuse 520 weist den Seitenflanschen 540 zugewandte stirnseitige Flanschanschlussflächen 522 auf, welche entsprechend den Flanschanschlussflächen des ersten Ausführungsbeispiels gestaltet sind. Die Seitenflansche 540 weisen zu den Flanschanschlussflächen 522 komplementäre Gehäuseanschlussflächen 548 auf, welche entsprechend den Gehäuseanschlussflächen des ersten Ausführungsbeispiels gestaltet sind. 2a and 2 B show sectional views of a second embodiment, which in principle has the same structure as the first embodiment. It is therefore a substantially cylindrical housing 520 between two side flanges 540 arranged and with these each along an annular peripheral pressure-bearing weld 750 welded. The housing 520 has the side flanges 540 facing end flange connection surfaces 522 on, which are designed according to the Flanschanschlussflächen of the first embodiment. The side flanges 540 point to the flange connection surfaces 522 complementary housing connection surfaces 548 on, which are designed according to the housing pads of the first embodiment.

Die Seitenflansche 540 weisen bezogen auf die Achse des zylindrischen Gehäuses in radialer Richtung zumindest eine Anschlussfläche 542 mit einer Druckeinlassöffnung 544 auf, von der sich jeweils ein Flanschdruckkanal durch den Seitenflansch erstreckt, der in einer Anschlusskammer 752 zwischen dem Seitenflansch 540 und dem Gehäuse 520 mündet, um den Druck durch einen Druckkanal 592, 594 zu einer Druckmesszelle 590 in einer Messzellenkammer im Innern des Gehäuses 520 zu übertragen.The side flanges 540 have at least one connection surface in the radial direction relative to the axis of the cylindrical housing 542 with a pressure inlet opening 544 on, from each of which a flange pressure passage through the side flange extends, in a connection chamber 752 between the side flange 540 and the housing 520 flows to the pressure through a pressure channel 592 . 594 to a pressure measuring cell 590 in a measuring cell chamber inside the housing 520 transferred to.

Die Druckeingangsöffnungen 544 sind hier als Anschlüsse für Kapillarleitungen gestaltet, wie sie bei hydraulischen Druckmittlern Verwendung finden, welche den Druck mit einer Übertragungsflüssigkeit zum Druckmessgerät überfragen. In den beiden Anschlusskammern 752 zwischen den Seitenflanschen 540 und dem Gehäuse 520 sind ringförmige Füllkörper 570 angeordnet, die insbesondere das Volumen von Entlastungsnuten 586 in den Gehäuseanschlussflächen der Seitenflansche ausfüllen, um das Volumen der Übertragungsflüssigkeit zu minimieren. Im Sinne der Übersichtlichkeit wurden die Füllkörper nur in 2a dargestellt, obwohl vorhandene Füllkörper eigentlich auch in der Darstellung von 2b erkennbar sein müssten. In 2a und 2b ist schließlich noch dargestellt, wie die Druckmesszelle 590 über eine Glasdurchführung 596 und Leitungen 598 an eine elektronische Schaltung 600 zum Betreiben eines elektrischen Wandlers der Druckmesszelle 590 angeschlossen ist. Die Druckmesszelle kann insbesondere einen kapazitiven oder (piezo-)resistiven Wandler aufweisen, wie er in der Druckmesstechnik üblich ist.The pressure input openings 544 are designed here as connections for capillary, as they are used in hydraulic diaphragm seals, which transmit the pressure with a transmission fluid to the pressure gauge. In the two connection chambers 752 between the side flanges 540 and the housing 520 are annular packing 570 arranged, in particular, the volume of relief grooves 586 fill in the side flanges of the housing flanges to minimize the volume of transmission fluid. For the sake of clarity, the packing was only in 2a shown, although existing filler actually in the presentation of 2 B should be recognizable. In 2a and 2 B is finally shown as the pressure cell 590 over a glass passage 596 and wires 598 to an electronic circuit 600 for operating an electrical transducer of the pressure measuring cell 590 connected. The pressure measuring cell may in particular have a capacitive or (piezo) resistive converter, as is customary in pressure measurement technology.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0370013 B1 [0004, 0006]
DE 102008054991 A1 [0004]
DE 102012102834 [0005]
DE 102006057828 A1 [0033]
DE 102006040325 A1 [0033]
EP 1299701 B1 [0033]

Claims

Pressure measuring device, comprising: an at least partially cylindrical or conical metallic housing ( 20 ; 520 ); a pressure measuring cell ( 590 ); and at least one first side flange ( 40 ; 540 ); wherein the housing has a measuring cell chamber, a first end flange connection surface ( 22 ; 522 ) and a second end-side flange connection surface, wherein from the first flange connection surface ( 522 ) a first pressure channel ( 592 ) extends into the measuring cell chamber, wherein from the second flange connecting surface a second pressure channel ( 594 ) extends to the measuring cell chamber, wherein the pressure measuring cell ( 590 ) in the measuring cell chamber communicating with at least one of the two pressure channels ( 592 . 594 ), wherein the pressure measuring cell has a transducer to provide a signal which depends on a difference between pressures in the first pressure channel and the second pressure channel, wherein at least the first side flange ( 40 ; 540 ) relative to the longitudinal axis of the housing in the radial direction at least a first process pad ( 42 ; 542 ), which with respect to one of the side flange ( 40 ; 540 ) adjacent lateral surface portion of the housing ( 20 ; 520 ) protrudes in the radial direction, wherein the first process interface ( 42 ; 542 ) a first pressure inlet opening ( 44 ; 544 ), from which a first flange pressure channel through the first side flange ( 40 ; 540 ) to a first pressure outlet ( 46 ; 546 ) in a first end housing connection surface ( 48 ; 548 ) of the first side flange ( 40 ; 540 ), wherein the first housing connection surface of the first flange connection surface ( 22 ; 522 ), characterized in that the housing ( 20 ; 522 ) at least with the first side flange ( 40 ; 540 ) along an annular circumferential weld ( 250 ; 750 ) to form a first pressure-tight connection chamber ( 252 ; 752 ) between the first housing interface ( 48 ; 548 ) and the first flange connection surface ( 22 ; 522 ) is welded, so that a pressure applied to the first pressure input port through the first flange pressure port, the first port chamber ( 252 ; 752 ) and the first pressure channel to the pressure measuring cell ( 590 ) is transferable.

A pressure measuring device according to claim 1, wherein the first housing interface ( 48 ) of the first side flange ( 40 ) a first annular, connecting surface ( 482 ) having a concave basic structure, wherein the first connecting surface ( 482 ) the first housing interface ( 48 ) radially bounded, wherein the first flange ( 22 ) of the housing ( 20 ) a second annular connecting surface ( 222 ) having a convex basic structure, wherein the second connecting surface ( 222 ) the first flange connection surface ( 22 ) radially bounded, wherein the weld ( 250 ) between the first interface ( 482 ) and the second interface ( 222 ) is trained.

Pressure measuring device according to claim 2, wherein the convex basic structure of the first connecting surface ( 482 ) and the concave basic structure of the second connecting surface ( 222 ), the cone axis of which is aligned with the housing axis, wherein in particular the opening angle of the conical surface to the cone axis not less than 45 °, preferably not less than 55 ° and more preferably not less than 58 °, and wherein the opening angle of the conical surface Cone axis not more than 75 °, preferably not more than 65 °, and more preferably not more than 62 °.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein a projection of the weld ( 250 ) on a plane perpendicular to the axis of the housing ( 20 ) has an area not less than 50%, in particular not less than 60 °, and preferably not less than 70% of that of an inner edge of the weld ( 250 ) has annularly enclosed surface.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein the flange connection surface ( 22 ) of the housing ( 20 ) in the connection chamber ( 252 ) adjacent to the weld ( 250 ) has an axial projection, wherein the housing connection surface ( 48 ) of the side flange ( 40 ) has an axial recess complementary to the axial projection into which the axial projection protrudes, so that in the connection chamber ( 252 ) adjacent to the weld ( 250 ) between the housing and the side flange an annular gap ( 254 ) is formed, in particular adjacent to the weld ( 250 ) has a gap width (b1) of not less than 0.3 mm, preferably not less than 0.5 mm, and particularly preferably not less than 0.6 mm.

Pressure measuring device according to claim 5, wherein the axial projection of the flange connection surface ( 22 ) at its side flange ( 40 ) facing end face ( 225 ) has an annular circumferential radial projection, so that in the region of the radial projection, the gap width of the annular gap is reduced, wherein the minimum gap width (b2) in the region of the radial projection not more than 50%, in particular not more than 25% of the maximum gap width or mean gap width (b2) of the annular gap is.

Pressure measuring device according to claim 5 or 6, wherein the axial projection of the annular gap ( 254 ) has a depth (h) which is not less than three times, more preferably not less than four times, and more preferably about four and a half times to five and a half times the maximum gap width (b1).

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein the housing connection surface ( 48 ; 548 ) of the side flange ( 40 . 540 ) in the connection chamber ( 252 ; 752 ) a circumferential annular groove ( 486 ; 586 ), wherein in particular an outer radius of the annular groove ( 486 ; 586 ) the inner radius of the weld by not more than 5% of the inner radius of the weld, preferably by not more than 2%, and more preferably not at all.

Pressure measuring device according to claim 8, wherein the annular groove ( 486 ; 586 ) has, adjacent to its outer radius in an axial longitudinal section, a concave curvature with a radius of curvature which is not less than 5%, preferably not less than 10% and particularly preferably not less than 12.5% of the inner radius of the weld ( 250 ; 750 ), wherein the radius of curvature particularly increases monotonically up to a point of inflection, from which the curvature extends convexly up to the inner radius of the groove, and wherein the inner radius of the annular groove ( 486 ; 586 ) joins a substantially planar circular area.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein at least the first flange connection surface ( 22 ) a first separation membrane ( 208 ), which covers the first pressure channel.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein the housing ( 20 ) a basic body ( 202 ) and a closure body ( 204 ), wherein one of the flange pads ( 22 ) a the basic body ( 202 ) facing away from the end face of the closure body ( 204 ), wherein the weld ( 250 ) between the side flange ( 40 ) and the housing ( 20 ) both between the main body ( 202 ) and the side flange ( 40 ) as well as between the closure body ( 204 ) and the side flange ( 40 ) is trained.

Pressure measuring device according to claim 11, wherein between the main body ( 202 ) and the closure body ( 204 ) an overload membrane ( 206 ) is arranged.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein the weld seam ( 250 ; 750 ) is formed by means of electron beam welding and in particular has a depth of not less than 6 mm, preferably not less than 8 mm.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein the connection chamber ( 752 ) a filling body ( 570 ) contains the free volume which a fluid, in particular a transfer liquid in the connection chamber ( 752 ) is available to reduce.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, wherein the pressure gauge is designed as a differential pressure gauge, wherein a second side flange has a second case mating surface configured like the first case mating surface of the first side flange, and wherein the case has a second flange mating face, wherein the housing is welded to the second side flange along a second annular peripheral weld to form a second pressure sealed connection chamber between the first housing interface and the second flange interface, such that a pressure applied to a second pressure input port of the second side flange is penetrated by a second flange pressure passage extending through extends the second side flange, the second connection chamber and the second pressure channel to the pressure measuring cell is transferable.