DE4235684A1 - Anordnung zum Anbringen eines Druckmeßgeräts an einen Fluidbehälter oder eine Fluidleitung - Google Patents
Anordnung zum Anbringen eines Druckmeßgeräts an einen Fluidbehälter oder eine FluidleitungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Anbringen eines
Druckmeßgeräts an einen Fluidbehälter oder eine Fluidlei
tung, mit einer Membran, die den Fluiddruck auf ein
Druckübertragungsmittel überträgt.
Bei bekannten Anordnungen dieser Art wird ein Druckmeß
gerät an einer am Behälter oder der Leitung vorgesehenen,
entsprechenden Öffnung angeflanscht. Je nach dem im Be
hälter oder in der Leitung herrschenden Fluiddruck wird
die den Behälter oder die Leitung an dieser Stelle
begrenzende Membran mehr oder weniger ausgebeult oder
eingebuchtet, so daß sich der Druck einer mit der Membran
in Berührung stehenden Druckübermittlungsflüssigkeit in
Abhängigkeit von der Auslenkung der Membran ändert und
dadurch die Anzeigeeinrichtung des Druckmeßgeräts gesteu
ert wird. Durch Druckdiffusion treten häufig Moleküle,
Atome oder Ionen des Fluids, dessen Druck im Behälter
oder in der Leitung gemessen werden soll, durch die Mem
bran hindurch und reichern sich in Druckübertragungsfluid
derart an, daß Teile des Druckmeßgeräts angegriffen, bei
spielsweise angeätzt werden, wenn die Komponenten bzw.
das Fluid, etwa eine Säure, gegenüber dem Material, aus
dem, das Druckmeßgerät besteht, aggressiv sind. Dadurch
kann das Druckmeßgerät frühzeitig zerstört werden. Derar
tige aus dem Behälter oder der Leitung in das Druckmeßge
rät diffundierenden aggressiven Stoffe setzen insbeson
dere auch Metall-Ionen im Druckübertragungsfluid frei,
die durch die Membran zurück in den Behälter oder die
Leitung diffundieren und das Fluid, dessen Druck gemessen
werden soll, verunreinigen und unbrauchbar machen. Dies
ist insbesondere dann nicht tolerabel, wenn derartige
Fluids hochrein sind, und etwa für die Behandlung oder
Herstellung von elektronischen Bauelementen, wie Halblei
terchips, Wafern usw., eingesetzt werden. Auch kleinste
Verunreinigungen können diese Fluids unbrauchbar machen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine An
ordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch
bei aggressiven Fluids, deren Druck gemessen werden soll,
ein frühzeitiges Zerstören des Druckmeßgeräts verhindern,
und ein Eindiffundieren von Fremdstoffen in das Fluid,
dessen Druck gemessen werden soll, unterbinden.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge
löst, daß bei der eingangs genannten Anordnung auf der
dem Fluid abgewandten Seite der Membran eine Spülein
richtung vorgesehen ist.
Mit der Spüleinrichtung werden alle durch die Membran
hindurchdiffundierenden Atome, Ionen und Moleküle im we
sentlichen entfernt, so daß sie nicht in das Druckmeßge
rät selbst gelangen und dort Teile des Geräts angreifen
können. Weiterhin wird durch die Spüleinrichtung auch
ausgeschlossen, daß umgekehrt aus dem Druckmeßgerät bzw.
dem Druckübertragungsfluid des Druckmeßgeräts Atome, Io
nen oder Moleküle in umgekehrter Richtung durch die Mem
bran in das Fluid gelangen können, dessen Druck gemessen
werden soll. Dadurch wird eine Verunreinigung des Fluids
im Behälter oder in der Leitung sicher vermieden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
weist die Spüleinrichtung eine Spülkammer auf, durch die
ein Spülfluid, beispielsweise Wasser, hindurchgeleitet
wird. Dabei ist eine Begrenzungsfläche der Spülkammer
vorzugsweise die Membran.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung kann das
Spülfluid als Dauerspülung, aber auch nur periodenweise
durch die Spülkammer gepumpt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
besteht darin, eine Membranbruch-Überwachungseinrichtung
vorzusehen. Vorzugsweise wird der Membranbruch-Überwa
chungseinrichtung wenigstens ein Teil des Spülfluids nach
Durchgang durch die Spüleinrichtung zugeleitet. Vorzugs
weise wird in ihr dann die Konzentration wenigstens einer
Komponente des Fluids, dessen Druck gemessen werden soll,
im Spülfluid ermittelt. Auf diese Weise kann sofort fest
gestellt werden, wenn die Membran - etwa durch die Ein
wirkung aggressiver Fluids - zerstört oder durchlässig
wird. Dies ist insbesondere dann von großem Vorteil, wenn
hochreine Fluids etwa zur Bearbeitung und Herstellung von
Halbleiterchips und Wafers eingesetzt werden. Der Her
stellungsvorgang und die Produktion kann dann sofort ge
stoppt werden, so daß der Ausschuß gering gehalten werden
kann.
Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung
ist das Druckübertragungsmittel ein mit der Membran ver
bundenes Druckübertragungselement, das die Bewegung der
Membran auf das Druckmeßgerät bzw. dessen Anzeigeeinrich
tung überträgt. Das im Druckmeßgerät enthaltene Fluid,
das auch an die Membran angrenzt, wird dabei durch die
Spüleinrichtung ausgetauscht, die sich vorzugsweise in
der Nähe der Membran befindet, so daß durch die Membran
hindurchdiffundierende Stoffe auf kurzem Wege entfernt
werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung
ist das Druckübertragungsmittel ein Druckübertragungs
fluid, vorzugsweise eine Flüssigkeit, die den Druck auf
das Druckmeßgerät bzw. im Druckmeßgerät auf die Anzeige
einrichtung überträgt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist das Druckübertragungsfluid durch eine wei
tere Membran gegenüber der Spüleinrichtung abgegrenzt.
Das Spülfluid ist in diesem Falle vom Druckübertragungs
fluid getrennt, so daß die Wahrscheinlichkeit noch ge
ringer wird, daß Komponenten des Fluids, dessen Druck ge
messen werden soll, in das Druckmeßgerät gelangen können
und umgekehrt Komponenten im Druckübertragungsfluid in
das Fluid, dessen Druck gemessen werden soll, eindringen
können.
In der Spülkammer ist vorzugsweise ein weiteres Druck
übertragungsmittel zur Druckübertragung zwischen den bei
den Membranen vorgesehen. Das Druckübertragungsmittel ist
vorteilhafterweise ein Granulat, das den Druck von der
einen Membran auf die andere überträgt, jedoch für das
Spülfluid durchlässig ist. Als alternatives Druckübertra
gungsmittel in der Spülkammer kann jedoch auch ein Druck
element, etwa ein Druckmittlerbolzen vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungs
beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anord
nung mit einer Spüleinrichtung und einem darin
befindlichen Granulat als Druckübertragungs
mittel, in schematischer Darstellung;
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung mit einer Spüleinrichtung und einem in
der Spüleinrichtung vorgesehenem Druckmittler
stift; und
Fig. 3 eine herkömmliche Anordnung in schematischer Dar
stellung.
Fig. 3 zeigt eine herkömmliche Anordnung zum Anbringen
eines Druckmeßgeräts 1 an einen Fluidbehälter 2, der im
vorliegenden Falle eine Fluidleitung ist, und durch die
eine flüssige Chemikalie 3 in der durch den Pfeil ange
deuteten Richtung fließt. Am Fluidbehälter 2 ist ein
Flansch 4 vorgesehen, dessen Öffnung durch eine Membran 5
abgedeckt ist, die zwischen dem Flansch 4 und einem
Flansch 6 des Druckmeßgeräts 1 angeordnet und beispiels
weise über Schrauben befestigt ist. Wie durch die Doppel
pfeile 7 angedeutet ist, diffundieren Atome, Ionen oder
Moleküle des im Fluidbehälter 2 befindlichen Fluids durch
die Membran 5 in ein Druckübertragungsmittel 8 des Druck
meßgeräts 1 hinein. Diese Atome, Ionen oder Moleküle ge
langen über das Druckübertragungsmittel 8 in das Druck
meßgerät 1 und greifen es an, so daß das Druckmeßgerät 1
oder Teile hiervon angeätzt und zerfressen werden und da
durch Ionen, Moleküle oder Atome dieses Materials in das
Druckübertragungsmittel 8 gelangen, die über die Membran
5 in den Fluidbehälter 2 rückdiffundieren, was durch ein
fache Pfeile angedeutet ist. Auf diese Weise wird die im
Fluidbehälter 2 befindliche Chemikalie verunreinigt, so
daß sie in vielen Fällen unbrauchbar wird.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung. Teile, Elemente und Mittel in Fig. 1, die de
nen von Fig. 3 entsprechen, sind mit denselben Bezugs
zeichen wie in Fig. 3 versehen und werden nicht nochmals
erläutert.
Zusätzlich zu der in Fig. 3 dargestellten Membran 5 weist
die erfindungsgemäße Anordnung eine weitere Membran 11
auf, die in einem Abstand und parallel zur Membran 5 an
geordnet ist. Der Abstand zwischen den Membranen 5 und 11
ist durch Abstandsstücke 12, 13 festgelegt. Die Membranen
5, 11 und die Abstandsstücke 12, 13 bilden eine Spülkam
mer 14 einer Spüleinrichtung 15, bei der ein Spülfluid
18, beispielsweise Wasser, über ein von einer Steuer
schaltung 16 gesteuertes Ventil 17 in die Spülkammer 14
gelangt, aus der das Spülfluid 18 dann an einer anderen
Stelle 19 austritt.
Um den Druck von der Membran 5 auf die weitere Membran 11
zu übertragen, ist ein Druckmittlergranulat 20 in der
Spülkammer 14 angeordnet, das für das Spülfluid 18 durch
lässig ist, jedoch den Druck von der Membran 5 auf die
weitere Membran 11 überträgt.
Die durch die Membran 5 aus dem Fluid 3, dessen Druck ge
messen werden soll, hindurchdiffundierenden Atome, Ionen
oder Moleküle gelangen in die Spülkammer 14 und werden
mit dem Spülfluid 18, welches durch die Spülkammer 14
hindurchfließt, abtransportiert, so daß die Konzentration
derartiger Atome, Ionen oder Moleküle in der Spülkammer
14 gering ist und nicht ansteigen kann. Daher gelangen
praktisch auch keine Atome, Ionen oder Moleküle der im
Behälter 2 befindlichen Chemikalie in das Druckmeßgerät
1, so daß dieses nicht zerstört werden kann und auch
keine Atome, Moleküle oder Ionen aus dem Material frei
gesetzt werden, aus dem das Druckmeßgerät 1 besteht.
Sollte dies dennoch der Fall sein, wird durch das in der
Spülkammer 14 fließende Spülfluid 18 deren Eindiffun
dieren in den Behälter 2 sicher vermieden.
Anstelle des Druckmittlergranulats 20 kann auch ein me
chanisches Element, beispielsweise ein Druckmittlerbolzen
zwischen der Membran 5 und der weiteren Membran 11 ange
ordnet sein, der die Bewegung der Membran 5 auf die wei
tere Membran 11 und damit auf das Druckübertragungsmittel
ß des Druckmeßgeräts 1 überträgt.
Das aus der Spülkammer 14 an der Stelle 19 austretende
Spülfluid 18 wird einer Membran-Überwachungseinrichtung
21 zugeleitet, in der die Konzentration der durch die
Membran 5 hindurch diffundierten Atome, Ionen oder Mole
küle ermittelt und zur Steuerung der Steuerschaltung 16
oder, wenn ein Membran-Bruch vorliegt, zur Alarmgabe oder
Abschaltung herangezogen wird.
Die in Fig. 2 dargestellte alternative Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich gegenüber der in Fig. 1
dargestellten Ausführungsform dadurch, daß eine weitere
Membran 11 nicht vorgesehen ist. Statt dessen ist ein
Druckelement 22 in Form eines Druckmittlerstiftes zur
Übertragung der Bewegung der Membran 5 auf das Druck
meßgerät 1 bzw. dessen Anzeigeeinrichtung vorgesehen. Die
übrigen Bauelemente, Teile und Mittel entsprechen denen
von Fig. 1 und sind mit denselben Bezugszeichen wie in
Fig. 1 versehen.
Auch hier erfolgt wieder eine Spülung an oder in der Nähe
der Membran 5, so daß durch die Membran 5 aus dem Fluid
behälter 2 hindurchdiffundierenden Atome, Ionen oder Mo
leküle ausgespült werden und das Druckmeßgerät 1 nicht
erreichen. Auch umgekehrt werden Atome, Ionen oder Mole
küle, die in das im Druckmeßgerät enthaltene Fluid ge
langen, durch die Spüleinrichtung von der Membran 5 ent
fernt gehalten, so daß sie die im Fluidbehälter 2 be
findliche Chemikalie nicht verunreinigen können.
Claims (14)
1. Anordnung zum Anbringen eines Druckmeßgeräts an einen
Fluidbehälter oder eine Fluidleitung, mit einer Mem
bran, die den Fluiddruck auf ein Druckübertragungs
mittel überträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Fluid (2)
abgewandten Seite der Membran (5) eine Spüleinrich
tung (15) vorgesehen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spüleinrichtung (15) eine Spülkammer (14)
aufweist, durch die ein Spülfluid (18) hindurch
geleitet wird.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spülfluid Wasser ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) eine Be
grenzungsfläche der Spülkammer (14) ist.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Spülfluid (18) als
Dauerspülung durch die Spüleinrichtung (15) gepumpt
wird.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Spülfluid (18) periodenweise
durch die Spüleinrichtung (15) gepumpt wird.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Membranbruch-Überwachungs
einrichtung.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Membranbruch-Überwachungseinrichtung wenig
stens einen Teil des Spulfluids (18) nach Durchgang
durch die Spüleinrichtung (15) zugeleitet erhält.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Membranbruch-Überwachungseinrich
tung die Konzentration wenigstens einer Komponente
des Fluids, dessen Druck gemessen werden soll, im
Spülfluid (18) ermittelt.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübertragungs
mittel ein mit der Membran (5) verbundenes Druck
übertragungselement (22) ist, das die Bewegung der
Membran (5) auf das Druckmeßgerät (1) überträgt
(Fig. 2).
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das Druckübertragungsmittel ein
Druckübertragungsfluid (8) ist.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Spülkammer (14)
ein Druckübertragungsmittel (20) zur Druckübertra
gung zwischen den beiden Membranen (5, 11) vorgese
hen ist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckübertragungsmittel in der Spülkammer
ein Granulat (20) ist.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckübertragungsmittel in der Spülkammer
(14) wenigstens ein Druckelement ist.
Priority Applications (2)
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DE19924235684 DE4235684A1 (de) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Anordnung zum Anbringen eines Druckmeßgeräts an einen Fluidbehälter oder eine Fluidleitung |
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