DE102016102856A1 - Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines Druckes und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Druckmittlereinrichtung - Google Patents

Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines Druckes und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Druckmittlereinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102016102856A1
DE102016102856A1 DE102016102856.8A DE102016102856A DE102016102856A1 DE 102016102856 A1 DE102016102856 A1 DE 102016102856A1 DE 102016102856 A DE102016102856 A DE 102016102856A DE 102016102856 A1 DE102016102856 A1 DE 102016102856A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diaphragm seal
pressure
membrane
diaphragm
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102016102856.8A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016102856B4 (de
Inventor
Hans-Jürgen Rathkamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Labom Meß- und Regeltechnik GmbH
Original Assignee
Labom Meß- und Regeltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Labom Meß- und Regeltechnik GmbH filed Critical Labom Meß- und Regeltechnik GmbH
Priority to DE102016102856.8A priority Critical patent/DE102016102856B4/de
Publication of DE102016102856A1 publication Critical patent/DE102016102856A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016102856B4 publication Critical patent/DE102016102856B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627Protection against aggressive medium in general

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Druckmittlereinrichtung (2) zur Übertragung eines zu messenden, in einem Prozessmedium vorherrschenden Druckes an ein Druckmessgerät, wobei die Druckmittlereinrichtung (2) ein Druckmittler-Oberteil (4) und ein Druckmittler-Unterteil (6) aufweist. Das Druckmittler-Oberteil (4) ist mit dem Druckmittler-Unterteil (6) druckdicht verbunden oder verbindbar.
Das Druckmittler-Unterteil (6) weist eine Membran (20) auf, wobei die Membran (20) an einem Unterteilkörper (8) des Druckmittler-Unterteils (6) druckdicht befestigt ist. Die Membran (20) bildet mit den Wänden des Unterteilkörpers (8) einen Druckmessraum (18), welcher über einen Kanal (16) dem Prozessmedium zugänglich ist. Ferner bildet die Membran (20) mit den Wänden eines Oberteilkörpers (22) des Druckmittler-Oberteils (4) im druckdicht zusammengesetzten Zustand von Druckmittler-Oberteil (4) und Druckmittler-Unterteil (6) eine Druckkammer (26), welche fluidisch mit dem Druckmessgerät verbindbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines zu messenden, in einem Prozessmedium vorherrschenden Druckes an ein Druckmessgerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Druckmittlereinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
  • Bekannte Druckmittler zur Übertragung eines zu messenden, in einem Prozessmedium vorherrschenden Druckes an ein Druckmessgerät weisen einen Grundkörper mit einem Membranbett und einer vor dem Membranbett angeordneten Membran auf. Zwischen dem Membranbett und der Membran ist eine Druckübertragungsflüssigkeit in den Druckmittler eingebracht, die über einen Kanal den an der Membran anliegenden Druck auf ein Druckmessgerät, welches mit dem Druckmittler verbunden ist, überträgt. Üblicherweise ist die Membran an dem das Membranbett tragenden Körper angeschweißt.
  • DE 101 52 681 A1 zeigt einen derartigen Druckmittler mit einem Grundkörper und einer Membran, die mit ihrem Rand an dem Grundkörper angeschweißt ist, wobei die Oberfläche des Grundkörpers als Membranbett gestaltet ist.
  • Herkömmlicherweise werden in der Messtechnik bei aggressiven oder korrosiven Prozessmedien oder bei hohen Temperaturen des Prozessmediums Druckmittler aus metallischen, korrosionsbeständigen Sonderwerkstoffen eingesetzt, damit das Prozessmedium nicht direkt mit dem Druckmessgerät in Verbindung kommt.
  • Aus Kostengründen ist lediglich eine mit dem Prozessmedium in Kontakt kommende Membran aus diesem Sonderwerkstoff gefertigt und mit einem tragenden Grundkörper verbunden, insbesondere verschweißt, wobei der Grundkörper bevorzugt aus einem im Vergleich zur Membran günstigeren Werkstoff, wie z.B. Edelstahl, gefertigt ist.
  • Während des Anschweißvorgangs der Membran an dem Grundkörper vermischen sich jedoch die aufgeschmolzenen Werkstoffe, so dass die durch den Schweißvorgang gebildete Legierung der Schweißnaht nachteilig einem Mischgefüge aus dem Werkstoff des Grundkörpers und dem Werkstoff der Membran entspricht. Das Mischgefüge der Schweißnaht ist korrosionsanfälliger als der Sonderwerkstoff selbst, wodurch die geforderte Korrosionsbeständigkeit des Druckmittlers nicht mehr erfüllt ist.
  • DE 10 2010 018 377 B4 zeigt einen Druckmittler, bei dem eine Membran aus Sonderwerkstoff an einem Grundkörper angeschweißt ist, wobei der Grundkörper aus einem weniger edlen Metall als der Sonderwerkstoff besteht. Um zu vermeiden, dass beim Schweißen ein Mischgefüge entsteht, das korrosionsanfälliger als der Sonderwerkstoff ist, wird die Membran mittels eines Faserlasers mit einem kontinuierlichen Laserstrahl und bestimmter Einstellung der Anschweißparameter angeschweißt. Auf herkömmliche Schweißverfahren kann daher nicht zurückgegriffen werden.
  • Ferner kann bei einer mehrteilig aufgebauten Druckmittlereinrichtung, wie z.B. Druckmittler mit Prozessadapter, der Grundkörper des Druckmittlers seitlich der Membran mit dem Messmedium in Kontakt geraten. Um die geforderte Korrosionsbeständigkeit einer derartigen Druckmittlereinrichtung zu gewähren, muss neben der Membran auch der Grundkörper aus einem teuren Sonderwerkstoff gefertigt sein. Alternativ ist nachteilig der Einsatz einer Dichtung notwendig, wobei diese Dichtung resistent gegen aggressive Messmedien ausgestaltet sein muss.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine korrosionsbeständige Druckmittlereinrichtung zu schaffen, welche kostengünstig und einfach herstellbar ist.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen einer Druckmittlereinrichtung gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren zum Herstellen einer Druckmittlereinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8.
  • Die erfindungsgemäße Druckmittlereinrichtung ist mehrteilig aufgebaut und weist ein Druckmittler-Oberteil und ein Druckmittler-Unterteil auf und dient zur Übertragung eines zu messenden, in einem Prozessmedium vorherrschenden Druckes an ein Druckmessgerät. Das Druckmittler-Oberteil ist zur Bildung der Druckmittlereinrichtung mit dem Druckmittler-Unterteil druckdicht verbunden oder verbindbar.
  • Zum Bilden der erfindungsgemäßen Druckmittlereinrichtung weist das Druckmittler-Unterteil einen Unterteilkörper und eine Membran auf, wobei die Membran an dem Unterteilkörper druckdicht befestigt ist, insbesondere verschweißt ist. Dabei ist die Membran derart an dem Unterteilkörper befestigt, dass sie zusammen mit den Wänden des Unterteilkörpers einen Druckmessraum bildet, welcher über einen Kanal dem Prozessmedium zugänglich ist. Dadurch stellt sich vorteilhafterweise der in dem Prozessmedium herrschende Druck auch in dem Druckmessraum der an dem Prozess angeschlossenen Druckmittlereinrichtung ein.
  • Ferner bildet die Membran im zusammengesetzten Zustand der Druckmittlereinrichtung, bei der das Druckmittler-Oberteil mit dem Druckmittler-Unterteil druckdicht verbunden ist, mit den Wänden eines Oberteilkörpers des Druckmittler-Oberteils eine Druckkammer, wobei diese Druckkammer fluidisch mit einem an die Druckmittlereinrichtung angeschlossenen Druckmessgerät verbindbar ist.
  • Der mehrteilige Aufbau der Druckmittlereinrichtung hat den Vorteil, dass das Druckmittler-Oberteil und das Druckmittler-Unterteil den jeweiligen Anforderungen an einen Prozessanschluss und/oder einen Messgeräteanschluss individuell anpassbar sind. So braucht vorteilhafterweise lediglich das Druckmittler-Unterteil aus einem kostenintensiven Sonderwerkstoff gefertigt sein, da das Prozessmedium zu keiner Zeit mit dem Druckmittler-Oberteil in Kontakt geraten kann. Das Druckmittler-Oberteil kann aus einem kostengünstigen Material gefertigt sein, insbesondere Edelstahl, und braucht kein extra Materialzeugnis.
  • Ferner lässt sich für Druckmittlereinrichtungen mit baugleichen Prozessanschlüssen und unterschiedlichen Messgeräteanschlüssen das Druckmittler-Unterteil in großen Stückzahlen fertigen. Zur Umsetzung verschiedener Messgeräteanschlüsse werden die Druckmittler-Oberteile mit verschiedenen Anschlüssen für Druckmessgeräte gefertigt. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise Herstellungskosten reduzieren, wobei dieser Vorteil analog auch bei baugleichen Messgeräteanschlüssen und unterschiedlichen Prozessanschlüssen gilt.
  • Aufgrund unterschiedlicher Messbedingungen in der Prozessindustrie ist es notwendig, die Druckmittlereinrichtung optimal für den jeweiligen Anwendungsfall auszulegen. Der modulare Aufbau der Druckmittlereinrichtung erleichtert vorteilhafterweise den Aufbau einer maßgeschneiderten Messanordnung.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind der Unterteilkörper und die Membran aus einem korrosionsbeständigen Sonderwerkstoff ausgebildet. Da das Druckmittler-Unterteil mit dem Prozessmedium in Berührung kommt, ist es vorteilhaft, wenn die Membran und der Unterteilkörper jeweils aus einem Werkstoff bestehen, welcher hinsichtlich Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit entsprechende Anforderungen erfüllt. Insbesondere bei sehr aggressiven Prozessmedien ist der Einsatz eines korrosionsbeständigen Sonderwerkstoffs vorteilhaft.
  • Die Befestigung der Membran an dem Unterteilkörper erfolgt bevorzugt mittels Schweißen. Unter dem Wärmeeintrag beim Schweißen werden die Kontaktflächen des Unterteilkörpers und der Membran aufgeschmolzen, wodurch sich die Werkstoffe zu einer Mischschmelze vermischen.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass beim Anschweißen einer Membran aus Sonderwerkstoff, wie z.B. Hastelloy oder Tantal, an einem Unterteilkörper, z.B. aus Stahl, eine Schweißnaht aus einer Mischschmelze dieser Werkstoffe entsteht. Eine derartige Schweißverbindung ist anfälliger gegen Korrosion als der Sonderwerkstoff selbst.
  • Sind der Unterteilkörper und die Membran aus dem gleichen korrosionsbeständigen Material gefertigt, ist vorteilhafterweise eine reine legierte Verschweißung gewährleistet. Reine legierte Verschweißungen sind korrosionsresistenter als Verschweißungen zwischen verschiedenen Werkstoffen.
  • Da die erfindungsgemäße Druckmittlereinrichtung mehrteilig aufgebaut ist, ist es lediglich notwendig, das Druckmittler-Unterteil und die Membran aus einem Sonderwerkstoff zu fertigen. Das Druckmittler-Oberteil kann vorteilhafterweise aus einem kostengünstigeren Material, wie z.B. Edelstahl, gefertigt sein, da das Druckmittler-Oberteil keinen direkten Kontakt zum Prozessmedium aufweist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung wird als Sonderwerkstoff für das Druckmittler-Unterteil und die Membran ein edleres Material verwendet, welches ein elektrochemisches höheres Potential aufweist als das Material des Druckmittler-Oberteils. Der Sonderwerkstoff kann auch ein passivierendes Metall sein, welches in korrosiver Umgebung nichtmetallische Schutzschichten bildet und sich bei der Korrosion annähernd wie ein Edelmetall verhält. Bevorzugte Sonderwerkstoffe sind Hastelloy, Titan, Monel, Tantal, Nickel oder dergleichen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Druckmittler-Oberteil ein Membranbett aufweist. Anders als bei herkömmlichen Druckmittlereinrichtungen ist die Membran an dem Druckmittler-Unterteil und nicht an dem das Membranbett aufweisenden Druckmittler-Oberteil angeschweißt. Sind das Druckmittler-Oberteil und das Druckmittler-Unterteil miteinander verbunden, stellt sich zwischen der Membran und dem Membranbett ein Arbeitsvolumen ein, wobei das Membranbett und die Membran vorzugsweise in ihrer Oberflächenform aneinander angeglichen sind. Dadurch wird das Arbeitsvolumen vorteilhafterweise gering gehalten und die Membran vor einer Drucküberlastung geschützt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Membranbett in seiner Oberfläche einen Kanal auf, welcher von dem Mittelpunkt des Membranbettes radial nach außen verläuft. Dieser Kanal ist quer zu den in das Membranbett eingebrachten ringförmigen Sicken angeordnet, so dass eine in die Druckmittlereinrichtung eingefüllte Druckübertragungsflüssigkeit sich vorteilhafterweise gleichmäßig zwischen Membran und Membranbett verteilen kann.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung sind das Druckmittler-Oberteil und das Druckmittler-Unterteil miteinander druckdicht verschweißt. Durch das Schweißen sind das Druckmittler-Oberteil und das Druckmittler-Unterteil unlösbar miteinander verbunden und bilden die erfindungsgemäße Druckmittlereinrichtung, wobei sich zwischen der Membran des Druckmittler-Unterteils und dem Membranbett des Druckmittler-Oberteils ein Arbeitsvolumen der Druckmittlereinrichtung einstellt. Dieses Arbeitsvolumen ist bevorzugt mit einer Druckübertragungsflüssigkeit aufgefüllt, die einen auf die Membran wirkenden Prozessdruck an ein am Messgeräteanschluss der Druckmittlereinrichtung angeschlossenes Druckmessgerät überträgt.
  • Durch das Verschweißen von Druckmittler-Oberteil und Druckmittler-Unterteil wird vorteilhafterweise ein Zerlegen bzw. Öffnen der Druckmittlereinrichtung verhindert. Ein versehentliches Öffnen der Druckmittlereinrichtung würde zu einem Defekt des Systems führen.
  • Zudem ist die Membran vorteilhafterweise vor Beschädigungen und Verunreinigungen geschützt. Geringfügige Beulen und/oder Kratzer im Membranwerkstoff können die Messeigenschaften der Druckmittlereinrichtung nachteilig beeinträchtigen.
  • Ferner bleibt das Füllvolumen der Druckübertragungsflüssigkeit vorteilhafterweise erhalten, wenn das Druckmittler-Oberteil und das Druckmittler-Unterteil unlösbar miteinander verbunden sind.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Druckmittler-Oberteil einen Messgeräteanschluss aufweist. Der Messgeräteanschluss ist derart ausgestaltet, um die Druckmittlereinrichtung mit einem Druckmessgerät, insbesondere Druckmessumformer, Druckschalter oder mechanischem Druckmessgerät, zu verbinden. Das Druckmessgerät ist direkt oder über eine Fernleitung mit der Druckmittlereinrichtung verbunden. Beispielsweise weist der Messgeräteanschluss ein innen liegendes Gewinde auf, mit dem die Druckmittlereinrichtung mit dem Druckmessgerät oder der Fernleitung verschraubt werden kann.
  • Bei der erfindungsgemäßen Druckmittlereinrichtung können mindestens zwei, drei oder mehr der vorstehend beschriebenen Weiterbildungen miteinander kombiniert werden, um im Rahmen der Erfindung sinnvolle Merkmalskombinationen zu erhalten.
  • Ferner wird die o.g. Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Herstellen einer Druckmittlereinrichtung gelöst, wobei zunächst zum Herstellen des Druckmittler-Unterteils eine Membran mit einem Unterteilkörper des Druckmittler-Unterteils druckdicht verbunden wird und anschließend das Druckmittler-Unterteil mit dem Druckmittler-Oberteil druckdicht zu der erfindungsgemäßen Druckmittlereinheit verbunden wird.
  • Die separate Herstellung des Druckmittler-Oberteils und des Druckmittler-Unterteils ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders kostengünstige Herstellung, da lediglich das Druckmittler-Unterteil aus einem Sonderwerkstoff gefertigt zu werden braucht und das Druckmittler-Oberteil aus einem kostengünstigeren Werkstoff als das Druckmittler-Unterteil gefertigt werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sorgt ferner vorteilhafterweise dafür, dass das Prozessmedium zu keiner Zeit mit dem Druckmittler-Oberteil in Kontakt geraten kann, da die Membran an dem Druckmittler-Unterteil druckdicht befestigt ist und somit einen Druckmessraum bildet, welcher dem Prozessmedium zugänglich ist und keine Durchlässigkeit zum Druckmittler-Oberteil aufweist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren mehrere Verarbeitungsschritte auf, bei denen zunächst ein Membranbett in einen Oberteilkörper des Druckmittler-Oberteils eingebracht wird. Bevorzugt erfolgt das Einbringen des Membranbettes mittels Drehen oder Senkerodieren. Dabei weist das Membranbett bevorzugt eine Oberfläche mit einer Kontur auf, die geeignet ist, als Prägevorlage für die Membran zu dienen.
  • Um eine homogene Verteilung der Druckübertragungsflüssigkeit zwischen dem Membranbett und der Membran zu ermöglichen, ist es möglich, mindestens einen radial verlaufenden Kanal in das Membranbett einzufräsen. Dies bewirkt vorteilhafterweise eine bessere Verteilung der Druckübertragungsflüssigkeit zwischen dem Membranbett und der Membran.
  • In einem weiteren Verarbeitungsschritt wird eine Membran auf einen Unterteilkörper des Druckmittler-Unterteils derart geschweißt, dass sie mit den Wänden des Unterteilkörpers einen Druckmessraum bildet, welcher über einen Kanal mit dem Prozessmedium in Kontakt gebracht werden kann.
  • Ein anschließender Verarbeitungsschritt sieht das Verschweißen von Druckmittler-Unterteil und Druckmittler-Oberteil vor. Das Druckmittler-Unterteil und das Druckmittler-Oberteil werden mit einer umlaufenden Schweißnaht unlösbar miteinander zu einer Druckmittlereinrichtung verbunden.
  • Gemäß einem weiteren Verarbeitungsschritt wird nach dem Verschweißen von Druckmittler-Unterteil und Druckmittler-Oberteil die Struktur des Membranbettes auf die Membran aufgeprägt. Bevorzugt erfolgt die Aufprägung mittels Druckbeaufschlagung mit einem Fluid, insbesondere mit einer Flüssigkeit.
  • Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus den anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung der Druckmittlereinrichtung,
  • 2 eine schematische Darstellung eines vergrößerten Ausschnittes aus 1 und
  • 3 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Druckmittlereinrichtung 2 mit einem Druckmittler-Oberteil 4 und einem Druckmittler-Unterteil 6, wobei die Druckmittlereinrichtung 2 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist und an der senkrechten Symmetrieachse 7 halbseitig in einer Schnittdarstellung abgebildet ist.
  • Das Druckmittler-Unterteil 6 weist einen metallischen Unterteilkörper 8 auf, welcher bevorzugt aus einem korrosionsbeständigen Sonderwerkstoff, wie z.B. Hastelloy, Titan, Monel, Tantal oder Nickel, gefertigt ist. Dadurch kann die Druckmittlereinrichtung 2 zur Druckmessung bei sehr aggressiven oder korrosiven Prozessmedien eingesetzt werden.
  • Um das Druckmittler-Unterteil 6 in das zu messende System zu integrieren, weist das Druckmittler-Unterteil 6 einen passenden Prozessanschluss 10 auf, mit dem die Druckmittlereinrichtung 2 an eine Rohrleitung oder einen Tank bzw. Behälter angeschlossen werden kann. Der hier dargestellte Prozessanschluss 10 ist mit einem Gewinde 12 versehen, mit dem die Druckmittlereinrichtung 2 beispielsweise in eine Rohrleitung eingeschraubt wird.
  • Das Druckmittler-Unterteil 6 weist einen längs der Achse 7 verlaufenden rohrförmigen Kanal 16 auf, welcher auf der zum Prozessanschluss 10 weisenden Seite geöffnet ist. Auf der anderen Seite mündet dieser Kanal 16 in einen Druckmessraum 18, wodurch der Druckmessraum 18 über den Kanal 16 dem Prozessmedium zugänglich ist.
  • Der Druckmessraum 18 ist begrenzt durch die Wände des Unterteilkörpers 8 und einer den Unterteilkörper 8 abdeckenden Membran 20, welche aus einem metallischen Sonderwerkstoff besteht. Bevorzugt sind die Membran 20 und der Unterteilkörper 8 aus dem gleichen Sonderwerkstoff gefertigt oder zumindest aus Sonderwerkstoffen mit ähnlichen Eigenschaften.
  • Die Membran 20 ist druckdicht an dem Unterteilkörper 8 befestigt, insbesondere verschweißt. Die umlaufende innere Schweißnaht 21 versiegelt somit den Druckmessraum 18, welcher über den Kanal 16 mit dem Prozessmedium in fluidischer Verbindung steht.
  • Durch den Wärmeeintrag beim Schweißen schmelzen der Membranwerkstoff und auch die anliegende Oberfläche des Unterteilkörpers 8, wobei sich die aufgeschmolzenen Werkstoffe miteinander vermischen.
  • Anders als bei herkömmlichen Druckmittlern gemäß dem Stand der Technik, bei denen der Grundkörper und die Membran aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sind, entsteht hier aufgrund des Schweißens kein Mischgefüge sondern eine rein legierte Schweißnaht 21, da die Membran 20 und der Unterteilkörper 8 aus dem gleichen Sonderwerkstoff bestehen oder zumindest aus Sonderwerkstoffen mit ähnlichen Eigenschaften. Dadurch bleibt die Korrosionsbeständigkeit der Druckmittlereinrichtung 2 vorteilhafterweise erhalten.
  • Zum Bilden der erfindungsgemäßen Druckmittlereinrichtung 2 werden ein Oberteilkörper 22 des Druckmittler-Oberteils 4 und der Unterteilkörper 8 des Druckmittler-Unterteils 6 druckdicht miteinander verbunden, insbesondere mit einer umlaufenden äußeren Schweißnaht 23 miteinander verschweißt.
  • Da die Membran 20 an dem Unterteilkörper 8 befestigt ist, kann konstruktionsbedingt das Prozessmedium nicht in Kontakt mit einem Oberteilkörper 22 des Druckmittler-Oberteils 4 gelangen. Dadurch kann bei der Konstruktion der erfindungsgemäßen Druckmittlereinrichtung 2 vorteilhafterweise auf eine zusätzliche Dichtung zwischen Druckmittler-Oberteil 4 und Druckmittler-Unterteil 6 verzichtet werden.
  • Das hat zur Folge, dass vorteilhafterweise Herstellungskosten reduziert werden können, indem das Druckmittler-Oberteil 4 einen Oberteilkörper 22 aufweist, welcher bevorzugt aus einem kostengünstigeren Werkstoff als der Unterteilkörper 8 gefertigt ist, wie beispielsweise aus VA-Stahl, insbesondere V2A- oder V4A-Stahl. Ferner ist ein derartiger Oberteilkörper 22 aus VA-Stahl leichter zu bearbeiten als der Unterteilkörper 8 aus Sonderwerkstoff.
  • In den Oberteilkörper 22 ist ein Membranbett 24 eingebracht, welches beispielsweise ein Relief von konzentrischen Wellenzügen aufweist. Die Gestalt des Membranbettes 24 ist abhängig von den zu erzeugenden Eigenschaften im Messbetrieb, z.B. in Bezug auf temperaturbedingte Druckmessfehler.
  • Im zusammengesetzten Zustand weist die Druckmittlereinrichtung 2 eine Druckkammer 26 auf, welche durch das Membranbett 24 des Druckmittler-Oberteils 4 und der Membran 20 des Druckmittler-Unterteils 6 begrenzt wird. Diese Druckkammer 26 ist über einen Übertragungskanal 28 mit einem Messgeräteanschluss 30 mit einem innen liegenden Gewinde 38 und einer Bohrung 40 mit Zugang zum Übertragungskanal 28 fluidisch verbunden, wobei die Druckkammer 26 und der Übertragungskanal 28 mit einer Druckübertragungsflüssigkeit gefüllt sind. Die Druckübertragungsflüssigkeit ist üblicherweise eine inkompressible Flüssigkeit, insbesondere ein Hydrauliköl. Der zu messende, in dem Prozessmedium vorherrschende Druck wird von der Membran 20 zu einem an dem Messgeräteanschluss 30 angeschlossenen Druckmessgerät durch die Druckübertragungsflüssigkeit übertragen.
  • Die Druckkammer 26 zwischen Membran 20 und Membranbett 24 bildet das Arbeitsvolumen der zusammengesetzten Druckmittlereinrichtung 2. Um das Arbeitsvolumen möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die Membran 20 und das Membranbett 24 aneinander angepasst sind, d.h. eine zueinander komplementäre Wellung aufweisen. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass bei der Herstellung der Druckmittlereinrichtung 2 die Membran 20 durch Druckbeaufschlagung mit einem hohen Druck in das Membranbett 24 derart hineingepresst wird, dass die Oberfläche des Membranbettes 24 in die Membran 20 eingeprägt wird.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen der erfindungsgemäßen Druckmittlereinrichtung 2.
  • Zunächst erfolgt in einem ersten Verarbeitungsschritt 42 ein Einbringen des Membranbettes 24 in den Oberteilkörper 22. Durch Drehen oder Senkerodieren werden konzentrische Wellenformen bzw. Sickenformen in den Oberteilkörper 22 eingebracht. Um eine spätere homogene Verteilung der Druckübertragungsflüssigkeit zu gewährleisten, wird ferner in das Membranbett 24 ein radial verlaufender Kanal eingebracht.
  • Die Membran 20 wird mit einem anschließenden Verarbeitungsschritt 44 mit dem Unterteilkörper 8 unter Bildung einer umlaufenden inneren Schweißnaht 21 druckdicht verschweißt.
  • Ein Verarbeitungsschritt 46 sieht das Verschweißen des Druckmittler-Oberteils 4 mit dem Druckmittler-Unterteil 6 vor. Diese beiden Teile 4, 6 werden mit einer umlaufenden äußeren Schweißnaht 23 unlösbar miteinander zu einer Druckmittlereinrichtung 2 verbunden.
  • In einem optionalen Verarbeitungsschritt 48 wird nach dem Verschweißen des Druckmittler-Oberteils 4 mit dem Druckmittler-Unterteil 6 die Struktur des Membranbettes 24 der Membran 20 aufgeprägt. Dies erfolgt bevorzugt durch einen sehr hohen Innendruck, wodurch die Membran 20 in das Membranbett 24 gedrückt wird. Das garantiert ein genaues Zusammenpassen der Struktur der Membran 20 mit der Struktur des Membranbettes 24. Wird die Struktur vor dem Verbinden des Druckmittler-Oberteils 4 mit dem Druckmittler-Unterteil 6 in die Membran 20 eingebracht, kann ein leichter Versatz beim Zusammenschweißen der Druckmittlereinrichtung 2 dazu führen, dass die Wellung von Membran 20 und Membranbett 24 nicht genau zueinander passen.
  • Sämtliche in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen genannten Merkmale sind sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10152681 A1 [0003]
    • DE 102010018377 B4 [0007]

Claims (9)

  1. Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines zu messenden, in einem Prozessmedium vorherrschenden Druckes an ein Druckmessgerät, wobei die Druckmittlereinrichtung (2) ein Druckmittler-Oberteil (4) und ein Druckmittler-Unterteil (6) aufweist und wobei das Druckmittler-Oberteil (4) mit dem Druckmittler-Unterteil (6) druckdicht verbunden oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittler-Unterteil (6) eine Membran (20) aufweist, wobei die Membran (20) an einem Unterteilkörper (8) des Druckmittler-Unterteils (6) druckdicht befestigt ist, die Membran (20) mit den Wänden des Unterteilkörpers (8) einen Druckmessraum (18) bildet, welcher über einen Kanal (16) dem Prozessmedium zugänglich ist und die Membran (20) mit den Wänden eines Oberteilkörpers (22) des Druckmittler-Oberteils (4) im druckdicht zusammengesetzten Zustand von Druckmittler-Oberteil (4) und Druckmittler-Unterteil (6) eine Druckkammer (26) bildet, welche fluidisch mit dem Druckmessgerät verbindbar ist.
  2. Druckmittlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteilkörper (8) und die Membran (20) aus einem korrosionsbeständigen Sonderwerkstoff ausgebildet sind.
  3. Druckmittlereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonderwerkstoff Hastelloy, Titan, Monel, Tantal oder Nickel ist.
  4. Druckmittlereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittler-Oberteil (4) ein Membranbett (24) aufweist.
  5. Druckmittlereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranbett (24) einen Kanal aufweist, welcher von dem Mittelpunkt des Membranbettes (24) radial nach außen verläuft.
  6. Druckmittlereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittler-Oberteil (4) und das Druckmittler-Unterteil (6) miteinander druckdicht verschweißt sind.
  7. Druckmittlereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittler-Oberteil (4) einen Messgeräteanschluss (30) aufweist.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Druckmittlereinrichtung (2), insbesondere eine Druckmittlereinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen des Druckmittler-Unterteils (6) eine Membran (20) mit einem Unterteilkörper (8) des Druckmittler-Unterteils (6) druckdicht verbunden wird und anschließend das Druckmittler-Unterteil (6) mit dem Druckmittler-Oberteil (4) druckdicht zu der Druckmittlereinheit (2) verbunden wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Einbringen (42) eines Membranbettes (24) in einen Oberteilkörper (22) des Druckmittler-Oberteils (4), – Anschweißen (44) einer Membran (20) an einen Unterteilkörper (8) des Druckmittler-Unterteils (6), – Verschweißen (46) von Druckmittler-Unterteil (6) und Druckmittler-Oberteil (4) und – Aufprägen (48) der Struktur des Membranbettes (24) auf die Membran (20) mittels Druckbeaufschlagung mit einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit.
DE102016102856.8A 2016-02-18 2016-02-18 Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines Druckes und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Druckmittlereinrichtung Active DE102016102856B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016102856.8A DE102016102856B4 (de) 2016-02-18 2016-02-18 Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines Druckes und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Druckmittlereinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016102856.8A DE102016102856B4 (de) 2016-02-18 2016-02-18 Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines Druckes und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Druckmittlereinrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016102856A1 true DE102016102856A1 (de) 2017-08-24
DE102016102856B4 DE102016102856B4 (de) 2023-03-23

Family

ID=59522507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016102856.8A Active DE102016102856B4 (de) 2016-02-18 2016-02-18 Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines Druckes und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Druckmittlereinrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016102856B4 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0655615B1 (de) * 1993-11-25 1997-02-26 WIKA ALEXANDER WIEGAND GmbH & CO. Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit eines Membran-Druckmittlers
DE10152681A1 (de) 2001-10-19 2003-04-30 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Druckmittler mit Trennmembran und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10341659A1 (de) * 2003-09-08 2005-04-07 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmittler
DE102006056592A1 (de) * 2006-11-29 2008-06-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Prägung einer Trennmembran eines Druckmittlers
DE102010018377B4 (de) 2010-04-26 2013-09-12 Labom Meß- und Regeltechnik GmbH Funktionsbauteil wie Druckmittler mit einer Metallfolie aus Sonderwerkstoff, Verfahren zum Anschweißen einer Metallfolie aus Sonderwerkstoff sowie Laserstrahlschweißeinrichtung hierfür

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0655615B1 (de) * 1993-11-25 1997-02-26 WIKA ALEXANDER WIEGAND GmbH & CO. Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit eines Membran-Druckmittlers
DE10152681A1 (de) 2001-10-19 2003-04-30 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Druckmittler mit Trennmembran und Verfahren zu dessen Herstellung
DE10341659A1 (de) * 2003-09-08 2005-04-07 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmittler
DE102006056592A1 (de) * 2006-11-29 2008-06-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Prägung einer Trennmembran eines Druckmittlers
DE102010018377B4 (de) 2010-04-26 2013-09-12 Labom Meß- und Regeltechnik GmbH Funktionsbauteil wie Druckmittler mit einer Metallfolie aus Sonderwerkstoff, Verfahren zum Anschweißen einer Metallfolie aus Sonderwerkstoff sowie Laserstrahlschweißeinrichtung hierfür

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016102856B4 (de) 2023-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19700583C2 (de) Verbindungsanordnung zum Verbinden von Ösenmuffen und dünnen Metallrohren und Verfahren zu deren Herstellung
DE102005051766B4 (de) Rohrbogen und Verfahren zur Herstellung eines Rohrbogens
EP2430318B1 (de) Hydrospeicher
WO2006045771A1 (de) Druckaufnehmer mit hydraulischer druckübertragung
DE102009047920A1 (de) Widerstandsschweißelektrode
EP1459045B1 (de) Druckmittler mit trennmembran und verfahren zu dessen herstellung
DE102011086481A1 (de) Fahrwerksystem für Nutzfahrzeuge
DE3114659C2 (de)
WO2016206923A1 (de) Druckübertragungsmodul und druckmessaufnehmer mit einem druckübertragungsmodul
EP3458821B1 (de) Verfahren zum herstellen eines druckmittlersystems
DE102011088303A1 (de) Tubusflanschdruckmittler, Druckmessanordnung mit einem solchen Tubusflanschdruckmittler und Druckmessstelle mit einer solchen Druckmessanordnung
DE8524633U1 (de) Luftfeder mit pneumatischen Anschluß
DE102011004729A1 (de) Keramische Druckmesszelle und Drucksensor mit keramischer Druckmesszelle
DE102015105901A1 (de) Druckbehälter und Verfahren zum Herstellen
DE102016102856B4 (de) Druckmittlereinrichtung zur Übertragung eines Druckes und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Druckmittlereinrichtung
EP3532817B1 (de) Verfahren zum herstellen eines druckmittlersystems
DE102005002658A1 (de) Hydraulischer Druckmittler und Druckaufnehmer bzw. Differenzdruckaufnehmer mit hydraulischem Druckmittler
DE102014218328B4 (de) Achseinheit
DE3320759C1 (de) Hydraulisch beaufschlagbarer Zylinder,fuer ein Ausbaugestell sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE102012108614A1 (de) Förderrohranordnung mit Verschleißanzeige
EP0824383B1 (de) Presswerkzeug und verfahren zum verbinden von rohrförmigen elementen
EP0849577B1 (de) Membran für einen Druckmittler
EP0629846A1 (de) Rohrdruckmittler und Messanordnung mit einem Rohrdruckmittler
DE2642800C2 (de) Rohrbodenanschluß für Rohrbündel-Reaktoren oder Rohrbündel-Wärmeaustauscher
DE102018115854A1 (de) Metallische Rohrleitungsanordnung mit generativ hergestelltem Anschlussteil

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final