WO2010094265A1

WO2010094265A1 - Druckmittler

Info

Publication number: WO2010094265A1
Application number: PCT/DE2010/000156
Authority: WO
Inventors: Bernd Vetter; Thomas Pelzer; Thomas Michelbrink
Original assignee: Armaturenbau Gmbh
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2010-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckmittler (1), insbesondere zum Einsatz bei aggressiven oder hochviskosen Medien, vorzugsweise in Form eines Membran- oder Rohrdruckmittlers, umfassend zumindest ein Druckmittlergehäuse (2) mit einer Membran (3). Um die Druckmittler (1) gegenüber aggressiven Medien unempfindlich zu gestalten und die Einsatzgebiete zu vergrößern wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Druckmittlergehäuse (2) und die Membran (3) aus einem Flurpolymer bestehen.

Description

Druckmittler

Die Erfindung betrifft einen Druckmittler, insbesondere zum Einsatz bei aggressiven oder hochviskosen Medien, vorzugsweise in Form eines Membran- oder Rohrdruckmittlers, umfassend zumindest ein Druckmittlergehäuse mit einer Membran.

Druckmittler werden überall dort eingesetzt, wo eine Druckmessung erfolgen muss und der Messstoff aufgrund hoher Viskosität oder aggressiven Eigenschaften nicht in das Druckmessgerät gelangen darf. Zu diesem Zweck werden Druckmittler eingesetzt, die den zu messenden Druck des Messstoffes auf ein Druckmessgerät übertragen. Druckmittler weisen hierzu eine Membran auf, die den Messstoff von einem Druckraum fernhält, wobei der Druckraum einen Unterdruck oder einen Überdruck aufweist und gegebenenfalls zusätzlich mit einer druckübertragenen Flüssigkeit gefüllt sein kann. Die Flüssigkeit oder ein eingeschlossenes Medium, dient hierbei zur Übertragung des Druckes auf die eigentliche Druckmesseinrichtung. Somit wird ein durch den Messstoff erzeugter Druck zunächst auf die Membran und von dieser auf den Druckraum, insbesondere auf die im Druckraum befindliche Flüssigkeit, übertragen, sodass anschließend eine Druckweiterleitung auf die vorgesehene Druckmesseinrichtung erfolgen kann.

Durch spezielle Einsatzzwecke werden an die Druckmittler unterschiedliche Anforderungen gestellt, wobei üblicherweise Druckmittler mit einem aus Metall bestehenden Druckmittlergehäuse verwendet werden und die verwendeten Metalle beziehungsweise Metalllegierungen entsprechende Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Die elastischen Membranen werden vorzugsweise ebenfalls aus Metall beziehungsweise Metalllegierungen gefertigt und durch geeignete Verfahren mit dem Druckmittlergehäuse verbunden.

In besonders kritischen Fällen, beispielsweise in der Halbleiterindustrie, der Kunststoffherstellung oder ähnlichen Industriezweigen, muss ein Eintrag von Fremdionen, insbesondere Metallionen, in den Messstoff unter allen Umständen vermieden werden, sodass beispielsweise metallische Membranen nicht eingesetzt werden können. Aus diesem Grunde ist man dazu übergegangen, die Membranen aus Kunststoffen herzustellen und im Druckmittlergehäuse, welches vorzugsweise aus Metall besteht, zu befestigen. Zur Abdichtung der Membranen, werden hierzu beispielsweise O-Ringe eingesetzt, um beispielsweise einen Austritt der Messflüssigkeit zu verhindern und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Membran gegenüber dem Messstoff ausreichend abgedichtet ist. Es kann in derartigen Fällen jedoch nicht mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen werden, dass im Laufe der Zeit durch Alterungsprozesse die Dichtigkeit derartiger Druckmittler nachlässt und in regelmäßigen Abständen ein Austausch vorgenommen werden muss.

Aus dem vorgenannten Grunde liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Probleme aus dem Stand der Technik weitestgehend zu reduzieren.

Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass sowohl das Druckmittlergehäuse als auch die Membran aus einem Fluorpolymer gefertigt wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Verwendung eines Kunststoffes, insbesondere eines Fluorpolymers für das Druckmittlergehäuse und die Membran, wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass gleiche Temperaturkoeffizienten zugrunde gelegt und somit temperaturbedingte Undichtigkeiten vermieden werden können. Darüber hinaus ergibt sich der weitere Vorteil, dass sowohl das Druckmittlergehäuse als auch die Membran gegenüber aggressiven beziehungsweise hochviskosen Messstoffen unempfindlich sind und somit eine lange Lebensdauer gewährleisten. Ferner können die verwendeten Kunststoffe, insbesondere Fluorpolymere, durch geeignete Klebemittel oder eine Schweißtechnik miteinander verbunden werden, sodass ein Eintrag von Fremdstoffen, beispielsweise von Fremdionen, in den Druckmittler vermieden wird und darüber hinaus durch eine innige Verbindung zwischen dem Druckmittlergehäuse und der Membran eine hohe Dichtungsfunktion, beispielsweise 10 - 8 bart/ s², erzielt werden kann. Besonders bevorzugt wird für den Kunststoff, sowohl für das Druckmittlergehäuse als auch für die Membran ein Perfluoralkoxy-Copolymer (Perfluoralkoxylalkan (PFA); Polytetrafluorethy- len (PTFE), Tetrafluormethan (TFM)) verwendet.

Derartige Kunststoffe sind beispielsweise als Teflon bekannt und eignen sich hervorragend aufgrund Ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften zur Verwendung bei Druckmittlern. Die Stoffeigenschaften des chemisch neutralen und metallfreien sowie thermisch verformbaren PFA-Materials können somit wirkungsvoll in einer Membran umgesetzt werden, wobei diese als glatte oder gewellte, insbesondere konzentrisch gewellte Membran ausgebildet sein kann. Die verwendete Profilierung, wie Sie bereits von Metallmembranen bekannt ist, erhöht die elastische Verformbarkeit der Membran, um ein größeres Arbeitsvolumen und einen geringen Ansprechdruck zu erreichen. Aufgrund der hohen Elastizität einer Kunststoffmembran, insbesondere aus einem PFA- Ku nststoff tritt darüber hinaus keine Ermüdungserscheinung auf und gewährt eine sehr lange Standzeit des Druckmittlers.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckmittlergehäuse und die Membran bei einem Rohrdruckmittler einstückig ausgebildet aus einem Kunststoffblock gefräst werden. Hierdurch werden in vorteilhafter weise Abdichtungsmaßnahmen vermieden. Rohrdruckmittler zeichnen sich dadurch aus, dass ein großer Öffnungsquerschnitt im Form einer Durchlassbohrung vorhanden ist und eine hierzu senkrecht angeordnete muldenförmige Vertiefung aufweist, in der üblicherweise der Druckraum ausgebildet ist, welcher wiederum durch eine Membran zum Messstoff hin verschlossen wird. In einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung wird eine solcher Rohrdruckmittler aus einem Kunststoffblock gefräst, und zwar in einer einstückigen Version, wobei die zu dem Messstoffkanal vorgesehene senkrechte Bohrung mit einer Membran vollständig aus dem Kunststoffblock herausgefräst wird, sodass eine dünnwandige Membran stehen bleibt, welche unmittelbar aufgrund des verwendeten Kunststoffblocks mit dem Druckmittlergehäuse verbunden ist. Durch diese Arbeitsweise ergibt sich der besondere Vorteil, dass keine besonderen Abdichtungsmaßnahmen zwischen der Membran und dem Druckmittlergehäuse erforderlich sind und darüber hinaus auch keine Fremdmaterialien in den Druckmittler eingebracht werden müssen. Die Membran und das Druckmittlergehäuse bilden somit in vorteilhafter weise eine einstückige Einheit.

In weiterer Ausgestaltung kann die Membran bei einem Rohrdruckmittler an den Radius der Durchlassbohrung des Druckmittlergehäuses angepasst und gewölbt ausgebildet sein. Die Fertigung des Rohrdruckmittlers in einer einstückigen Form erfolgt hierbei durch einen Fräsvorgang, wobei zunächst die Durchlassbohrung vorgesehen wird und sodann ein rechtwinklig hierzu ausgerichtet Bohrung eingefräst wird, bis eine dünne in der entsprechenden Dicke gewählte Membran stehen bleibt. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Membran bei einem Rohrdruckmittler in einem Vorsprung, welcher in die Durchlassbohrung des Druckmittlergehäuses hineinragt, ausgebildet und eben ausgeführt ist. Die quer zur Durchlassbohrung vorgesehene Bohrung kann hierbei stufenförmig ausgebildet sein und dient im Wesentlichen zur Aufnahme eines Druckmessgeräts, beispielsweise eines keramischen Druckmessgeräts, der in die Bohrung eingeschraubt werden kann. Zwischen der eingeschraubten Unterseite des keramischen Druckmessgeräts und der Membran entsteht hierbei ein Druckraum, welcher im trockenen Zustand zur Übertragung des vorhandenen Druckes verwendet werden kann. Ebenso besteht aber die Möglichkeit eine Messflüssigkeit zu verwenden, soweit der keramische Druckmessgerät gegenüber dem Druckmittlergehäuse zusätzlich abgedichtet ist.

Bei einer zweiteiligen Ausführung eines Rohrdruckmittlers besteht des Weiteren die Möglichkeit eine zylindrische Membran vorzusehen, welche in das Druckmittlergehäuse in den vorhandenen Messstoffkanal, beziehungsweise die Durchlassbohrung, eingeschoben wird. Hierzu kann die Membran vorgekühlt werden, während das Druckmittlergehäuse erwärmt wird, sodass die Membran in die Durchlassbohrung eingeschoben werden kann, wobei nach erfolgtem Temperaturausgleich die zuvor eingeführte zylindrische Membran in dem Druckmittlergehäuse eingepresst ist. Ferner besteht die Möglichkeit, die Membran zusätzlich mit dem Druckmittlergehäuse zu verkleben oder zu verschweißen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass die Membran oder das Druckmittlergehäuse über eine Induktionsschweißung miteinander verbunden werden, wobei zwischen dem Kontaktbereich von Membran und Druckmitt- lergehäuse beispielsweise ferromagnetische Nanopartikel angeordnet werden und von einer Induktionsschweißvorrichtung ein erstes Teil unmittelbar in die Durchlassbohrung des Druckmittlergehäuses eingeführt wird, während ein zweites Teil der Induktionsschweißvorrichtung in eine vorhandene Eindrehung eingeschoben wird, sodass die Endseiten der Membran und der nur teilweise ausgebildeten Durchlassbohrung unter gleichzeitiger Aufbringung von Druck und Erwärmung miteinander verschweißt werden.

In einer weiteren alternativen Ausführungsvariante kann die Membran und das Druckmittlergehäuse für eine Verschweißung mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung, zum Beispiel einem Laser oder einer Infrarotquelle, eine elektromagnetische Strahlung absorbierende partielle Beschichtung zwischen Membran und Druckmittlergehäuse aufweisen. Eine derartige partielle Beschichtung befindet sich vorzugsweise an den Enden der Membran oder des Druckmittlergehäuses, und zwar unmittelbar im Kontaktbereich zwischen Membran und Druckmittlergehäuse. Wenn die Membran für elektromagnetische Strahlung beispielsweise durchlässig ausgebildet ist, kann somit eine Verschweißung unmittelbar mit Hilfe elektromagnetischer Strahlung von der Innenseite her erfolgen.

Bei einem Membrandruckmittler wird eine flache Membran verwendet, sodass alternative Fertigungsmethoden erforderlich sind. Beispielsweise kann der Membrandruckmittler, welcher in der Regel aus einem Druckmittlergehäuse und einem Einsatz besteht, derart gefertigt werden, dass das Druckmittlergehäuse einstückig mit dem Membran ausgebildet ist, während der Einsatz ein Membranbett aufweist und nachträglich mit dem Druckmittlergehäuse zusammengeführt wird. Zu diesem Zweck besteht die Möglichkeit, dass Druckmittlergehäuse in Form eines Flanschringes mit einer zentrischen Sacklochbohrung auszustatten, wobei die Sacklochbohrung eine Tiefe aufweist, die annähernd der Dicke des Flanschringes entspricht. Das Material was von dem ursprünglichen Druckmittlergehäuse stehen bleibt, bildet hierbei den Boden der Sacklochbohrung und somit die Membran, wobei in vorteilhafter weise die Möglichkeit besteht, diese in einer gewünschten Dicke herzustellen. Die Herstellung der Membran erfolgt hierbei beispielsweise durch Ausdrehen des Druckmittlergehäuses. In die Sacklochbohrung kann ein Einsatz eingesetzt werden, welcher auf der Stirnseite das Membranbett aufweist, sodass der Einsatz bis unterhalb der Membran in die vorhandene Sacklochbohrung eingeschoben oder eingepresst wird, um anschließend eine Verbindung mit dem Druckmittlergehäuse herzustellen. Hierbei kann es sich um eine Pressverbindung, eine Klebeverbindung oder um eine Schweißverbindung handeln.

Grundsätzlich können hierbei gleiche Verschweißungstechniken wie bei Rohrdruckmittlern verwendet werden, und zwar im äußeren Randbereich in einem Berührungspunkt zwischen Druckmittlergehäuse und Einsatz. Soweit Schweißverfahren bevorzugt werden, kann eines der beiden Bauteile, entweder das Druckmittlergehäuse oder der Einsatz eine elektromagnetische Strahlung absorbierende Beschichtung aufweisen, sodass mit Hilfe eines Lasers oder eine Infrarotlichtquelle elektromagnetische Strahlung in den Schweißbereich eingebracht wird und zu einer Verbindung zwischen dem Druckmittlergehäuse und dem Einsatz führt. Bei dieser Vorgehensweise wird einer der Kunststoffpartner in einer transparenten Ausführung verwendet, während der zweite Kunststoffpartner elektromagnetische Strahlungen absorbieren kann oder zumindest eine Beschichtung aufweist, welche elektromagnetische Strahlung absorbiert.

Eine alternative Möglichkeit besteht das Druckmittlergehäuse in derart herzustellen, dass dieses einstückig mit Membranbett hergestellt wird und in einem folgenden Arbeitsschritt eine aus Kunststoff bestehende Membran auf die Stirnfläche aufgelegt und mit dem Druckmittlergehäuse verbunden wird. Auch bei dieser Verbindungstechnik kann auf ein Klebe- oder Schweißverfahren zurückgegriffen werden.

Soweit Kunststoffmaterialien verwendet werden, deren Diffusionsbeständigkeit nicht den Anforderungen für den vorgesehenen Verwendungszweck entspricht, kann durch eine zusätzliche Maßnahme eine Diffusionssperre eingebracht werden. Diese besteht beispielsweise aus einer Kunststoff- oder Metallscheibe, z. B. Zirkonium, wobei bei einer Kunststoffscheibe ein anderes Material als das des Membrandruckmittler verwendet werden kann, welche als Diffusionssperre über die Membran gelegt wird und durch eine randseitige Klebenaht mit dem Druckmittlergehäuse verbunden wird, sodass zwischen dem Messstoff und dem Druckraum einerseits die Membran und andererseits die Metallscheibe angeordnet ist, welche eine höhere Diffusionssperre gewährleistet.

Je nach verwendetem Druckmittler, kann der ausgebildete Druckraum mit einer Messflüssigkeit gefüllt sein, welche als Übertragungsmedium verwendet wird, soweit ein mit Luft oder einem Gas gefüllter Druckraum nicht ausreichend ist.

Mit der vorliegenden Erfindung werden somit bekannte Abdichtungsprobleme sowohl bei Membrandruckmittler als auch bei Rohrdruckmittler gelöst, wobei vorzugsweise eine einstückige Variante zum Einsatz kommt, bei der die Membran unmittelbar mit dem Druckmittlergehäuse verbunden ist, sodass keine weiteren Verbindungstechniken erforderlich sind. In Einzelfällen kann aufgrund konstruktionsbedingter Ausführungsformen auf diese Einstückigkeit verzichtet und demgegenüber eine zweiteilige Form verwendet werden, wobei die Membran vorzugsweise mit dem Druckmittlergehäuse verschweißt wird, in Einzelfällen jedoch auch mit einem Kleber verbunden wird.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren nochmals erläutert.

Es zeigt

Fig. 1.1 bis 1.3 in einer geschnittenen Seitenansicht, einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht und in einer Draufsicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rohrdruckmittlers,

Fig. 2.1 bis 2.3 in einer geschnittenen Seitenansicht, einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht eine weitere Ausführungsvariante eines Rohrdruckmittlers,

Fig. 3.1 bis 3.3 in einer geschnittenen Seitenansicht, einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht eine weitere Ausführungsform eines Rohrdruckmittlers und Fig. 4.1 bis 4.2 in einer geschnittenen Seitenansicht und einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform für einen Membrandruckmittler.

Figur 1.1 bis 1.3 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht, einer teilweise perspektivischen geschnittenen Ansicht sowie in einer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Rohrdruckmittler 1 , welcher überall dort eingesetzt werden kann, wo eine Druckmessung erfolgen muss und der Messstoff aufgrund hoher Viskosität oder aggressiven Eigenschaften nicht in das Druckmessgerät gelangen darf. Die erste Ausführungsvariante des Rohrdruckmittlers 1 besteht aus einem Druckmittlergehäuse 2 und einer Membran 3, welche im vorliegenden Fall einstückig mit dem Druckmittlergehäuse 2 verbunden ist. Der Rohrdruckmittler 1 wird in dieser Variante aus einem Block eines Polymerkunststoffes gefräst.

Das Druckmittlergehäuse 2 besitzt zwei seitliche Anschlüsse 4, 5, welche mit einem Gewinde 6, 7 versehen sind, um eine Schraubverbindung herzustellen. Alternativ besteht die Möglichkeit einen Flanschanschluss mit Überwurfring oder gegebenenfalls andere Befestigungstechniken zu verwenden. Zur Verbindung des Druckmittlergehäuses 1 mit Rohrleitungen können diese im gezeigten Ausführungsbeispiel in die Anschlüsse 4, 5 eingeschoben und mit Hilfe einer nicht dargestellten Überwurfmutter verpresst werden (Flaretec-Verschraubung). Zum Einschieben der nicht dargestellten Schlauchleitungen besitzen die Anschlüsse 4, 5 jeweils eine Eindrehung 8, 9, sodass die Schlauchenden bis in die Eindrehungen 8, 9 eingeschoben werden können.

Der mittlere Bereich des Druckmittlergehäuses 2 weist gegenüber den Anschlüssen 4, 5 einen größeren Außendurchmesser und einen kleineren Innendurchmesser auf, wobei senkrecht zur Durchlassbohrung 10 des Druckmittlergehäuses 2 eine Bohrung 11 vorhanden ist, die im gezeigten Ausführungsbeispiel stufenförmig ausgebildet ist und ein Gewinde 12 besitzt, sodass ein Druckmessgerät eingeschraubt werden kann. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein keramisches Druckmessgerät handeln. Die Stufenbohrung 11 reicht von der Umfangsfläche des Druckmittlergehäuses 2 bis zu einem Vorsprung 13, der in die Durchlassbohrung 10 hineinragt. Am Ende der Stufenbohrung 11 , und zwar unterhalb der Durchmesserreduzierung liegt die Membran 3, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Druckmittlergehäuse 2, beispielsweise durch einen Fräsvorgang hergestellt wurde. Die Membran 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eben ausgebildet und bildet den Abschluss der Stufenbohrung 11 im Vorsprung 13, welcher besonders deutlich aus der Seitenansicht ersichtlich ist. Dadurch, dass die Membran 3 einstückig mit dem Druckmittlergehäuse 2 ausgebildet ist, besteht die Möglichkeit auf zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen gegenüber dem nicht dargestellten Druckmessgerät zu verzichten, sodass der sich in dem unteren Bereich der Stufenbohrung 11 ergebende Druckraum 14 nicht mit einer Messflüssigkeit befüllt werden muss. Zur Übertragung des vorhandenen Druckes reicht in diesem Fall die Membran 3 mit dem vorhandenen Druckraum 14 aus. Für den Fall, dass im Druckraum 14 eine Messflüssigkeit verwendet wird, kann durch zusätzliche Abdichtungsmaßnahmen zwischen dem nicht dargestellten Druckmessgerät und der Stufenbohrung 11 , beispielsweise durch einen O-Ring oder andere Dichtungsmaßnahmen, eine zuverlässige Abdichtung des Druckraums 14 gewährleistet werden. Die teilweise geschnittene perspektivische Ansicht offenbart nochmals deutlich, wie der Druckraum 14 senkrecht zur Durchlassbohrung 10 angeordnet und durch die Membran 3 zur Durchlassbohrung 10 hin abgedichtet ist. Die Stufenbohrung 11 mit einem Innengewinde dient hierbei zur Einschraubung eines nicht dargestellten Druckmessgeräts. Hierbei ist es denkbar, dass andere Befestigungsarten für den Druckmessgerät gewählt werden können.

Figur 2.1 bis 2.3 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht, einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht und in einer Draufsicht eine weitere Ausführungsvariante eines Rohrdruckmittlers 20, bestehend aus einem Druckmittlergehäuse 21 und einer Membran 22. Ebenso wie im vorherigen Ausführungsbeispiel besitzt das Druckmittlergehäuse 21 zwei seitliche Anschlüsse 23, 24 mit Außengewinde 25, 26. Der mittlere Teil des Druckmittlergehäuses 21 weist wiederum einen größeren Außendurchmesser und einen kleineren Innendurchmesser auf, wobei in diesem Bereich die Membran 22 angeordnet ist. Das Druckmittlergehäuse 21 weist eine rechtwinklig zur Durchlassbohrung 27 angeordnete Bohrung 28 mit Gewinde 29 auf. In die Bohrung 28 kann wiederum ein Druckmessgerät eingeschraubt werden, der je nach Ausbildung des Druckraumes 30 mit oder ohne Messflüssigkeit betrieben wird, sodass gegebenenfalls bei der Verwendung von einem Messstoff eine Abdichtung erforderlich wird.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel weist dieser Rohrdruckmittler 20 eine zylindrische Membran 22 auf, die in die Durchlassbohrung 27 eingeschoben und jeweils endseitig mit dem Rohrdruckmittlergehäuse 21 verklebt oder verschweißt ist. Der Kontaktbereich 31 zwischen Membran 22 und Rohrdruckmittlergehäuse 21 ist jeweils endseitig ausgebildet, wobei entweder der Kontaktbereich 31 mit einem Kleber benetzt wird oder elektromagnetische Strahlung absorbierende Partikel auf beispielsweise dem Rohrdruckmittlergehäuse 21 endseitig in der Durchgangsbohrung 27 aufgetragen werden und die Membran 22 aus einem elektromagnetische Strahlung transparenten Werkstoff gefertigt wird, sodass mit Hilfe eines Lasers oder einer Infrarotlichtquelle eine Verschweißung erfolgen kann. Alternativ besteht die Möglichkeit mit Hilfe eines Induktionsschweißverfahrens die Membran 22 jeweils endseitig mit dem Rohrdruckmittlergehäuse 21 zu verbinden. Die hierzu verwendete Induktionsschweißvorrichtung wird einerseits in die Durchgangsbohrung 27 eingeschoben und andererseits in die vorhandene Eindrehung 32, 33, sodass der Endbereich der Membran von dem Induktionsschweißgerät umschlossen ist und eine optimale Verschweißung zwischen dem Membran 22 und dem Rohrdruckmittlergehäuse 21 durch einen Anpressdruck und Erwärmung im Kontaktbereich 31 ermöglicht. Die Eindrehung 32, 33 dienen danach zur Aufnahme der Anschlussrohrenden, welche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel festlegbar sind. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante des Rohrdruckmittlers 1 ist die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Membran 22 annähernd ringförmig ausgebildet und deckt die Innenfläche des Rohrdruckmittlergehäuses 21 im mittleren Bereich mit einem kleineren Innendurchmesser vollständig ab, sodass sich der Druckraum 30 zwischen der Membran 22 und dem Rohrdruckmittlergehäuse 21 sowie in der Bohrung 34 ausbildet. Oberhalb der Bohrung 34 wird unmittelbar der nicht dargestellte Druckmessgerät eingeschraubt, sodass der vorhandene Druck in der Durchlassbohrung 27 über die Membran 22 unmittelbar auf den Druckmessgerät übertragen wird. Hierbei kann der Druckraum 30 gegebenenfalls mit einer Messflüssigkeit gefüllt werden. In der teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht wird nochmals die Lage der Membran 22 deutlich, welche im Kontaktbereich 31 mit dem Druckmittlergehäuse 23 verbunden ist. Die Bohrung 34 mündet in die Bohrung 28 und ist gegenüber der Durchlassbohrung 27 durch die Membran 52 abgedichtet, wobei zwischen Membran 22 und Druckmittlergehäuse 21 ein Druckraum 30 ausgebildet ist.

Figur 3.1 bis 3.3 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht, einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rohrdruckmittlers 50. Auch bei dieser Ausführungsvariante besteht der Rohrdruckmittler 50 aus einem Rohrdruckmittlergehäuse 51 und einer Membran 52. Die Membran 52 ist wie bei dem zuvor gezeigte Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und jeweils endseitig mit dem Rohrdruckmittlergehäuse 51 verklebt oder verschweißt, sodass sich zwischen der Membran 52 und dem Rohrdruckmittlergehäuse 51 ein Druckraum 53 ausbildet, welcher im Weiteren eine ringförmige Nut 54 und einen Verbindungskanal 55 aufweist. Oberhalb des Verbindungskanals ist eine Einsenkung 56 vorhanden, welche zum Anschluss eines nicht dargestellten Druckmessgerätes vorgesehen ist. Wie auch in den vorhergehenden Beispielen kann dieser Rohrdruckmittler 50 ohne Druckübertragungsmedium als auch mit einem Messmediums betrieben werden, wenn entsprechende Abdichtungsmaßnahmen gegenüber dem Druckraum 53 getroffen werden. Endseitig weist das Rohrdruckmittlergehäuse 51 einen Flanschan- schluss 57, 58 auf, welcher auf der Stirnfläche 59, 60 eine Nut 61 , 62 zur Aufnahme einer Dichtung, beispielsweise eines O-Ringes, aufweist. Die Flanschanschlüsse 57, 58 können mit einem entsprechenden Gegenstück zusammengefügt und mit Hilfe einer Klemmverschraubung verspannt werden, welche nicht gezeigt sind. Grundsätzlich ist jede Art von Flauschanschlüsse einsetzbar, beispielsweise DIN- Nahrungsmittelanschlüsse.

Der besondere Vorteil der aufgezeigten Rohrdruckmittler 1 , 20, 50 besteht darin, dass diese aus einem Kunststoff gefertigt sind, und zwar sowohl die Membran als auch das Druckmittlergehäuse 2, 21 , 51 , sodass insbesondere ein Verwendungszweck dort gegeben ist, wo überwiegend aggressive Medien zum Einsatz kommen. Als besonders vorteilhaft ist zu erwähnen, dass die verwendeten Membranen 3, 22, 52 entweder einstückig mit dem Rohrdruckmittlergehäuse verbunden sind oder zylindrisch ausgebildet mit dem Rohrdruckmittlergehäuse verbunden sind, sodass bei dieser Ausführungsvariante der Messstoff nicht in Kontakt mit dem Druckmittlergehäuse kommt. Für die Auswahl des entsprechend ausgebildeten Rohrdruckmittlers 1 , 20, 50 kommt es hierbei auf den jeweiligen Einsatzzweck an.

Figur 4.1 bis 4.2 zeigt in einer geschnittenen Seitenansicht und einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Membrandruckmittler 70, welcher ebenfalls aus einem Membranmittlergehäuse 71 sowie einer Membran 72 besteht. Das Membrandruckmittlergehäuse 71 ist einstückig ausgebildet und besteht aus einem Flanschring 73 mit einem Flanschkragen 74. Eine Membran 72 ist einstückig mit dem Flanschring 73 verbunden, wobei die Herstellung in der Form erfolgt, dass der Flanschring 73 eine Sacklochbohrung 75 erhält, welche zur Aufnahme eines Einsatzes 76 vorgesehen ist. Die Sacklochbohrung 75 ist hierbei in der Form ausgebildet, dass diese zentrisch im Flanschring 73 angeordnet ist und eine Tiefe aufweist, die annähernd der Materialstärke des Flanschringes 73 entspricht. Es bleibt lediglich von dem vorhandenen Material eine dünne Membran 72 stehen, welche im Folgenden in einstückiger Ausführung als Kontaktmembran zum Einsatz kommt. Ein zylindrischer Einsatz 76 wird hierbei von der Öffnungsseite her in die Sacklochbohrung 75 eingeschoben und kann mit dem Flanschring 73 anschließend verbunden werden. Auf einer Stirnfläche 77 weist der Einsatz 76 ein Membranbett 78 auf, an welches die Membran 72 gegebenenfalls zur Anlage gelangt. Zwischen dem Membranbett 78 und der Membran 72 ist ein Druckraum 79 ausgebildet, welcher entweder als Trockendruckraum verwendet werden kann oder mit einem Druckmedium befüllbar ist. Der Druckraum 79 ist über einen Stickkanal 80 mit einer Bohrung 81 verbunden, welche beispielsweise ein Innengewinde aufweisen kann, um eine Anschlussmöglichkeit eines Messwerkes zu ermöglichen. Die Verbindung zwischen Flanschring 73 und Einsatz 76 kann hierbei durch Verpressen, Verkleben oder einer Verschweißung erfolgen. Beispielsweise können zum Teil lichtdurchlässige Kunststoffkomponenten verwendet werden, um mit Hilfe eines Lasers von außen eine Verschweißung durchzuführen. Zu diesem Zweck kann die Innenseite der Sacklochbohrung 75 oder gegebenenfalls die äußere Fläche des Einsatzes 76 eine elektromagnetische Strahlung absorbierende Beschichtung aufweisen, welche durch die Lasereinwirkung erwärmt wird und zu einer Verschweißung der beiden Kunststoffkörper und zwar des Flanschringes 73 und des Einsatzes 76 führt. Alternativ besteht die Möglichkeit den Flanschring 73 mit dem Einsatz 76 zu verkleben, sodass insgesamt eine kompakte Baueinheit des Membrandruckmittlers 70 entsteht.

Der besondere Vorteil dieses Membrandruckmittlers 70 ist daran zu sehen, dass die Membran 72 einstückig mit dem Flanschring 73 ausgebildet ist und durch die vorgegebene Bauart ohne großen Aufwand aus einem Stück hergestellt werden kann. Nach Einschieben des Einsatzes 76 in die vorhandene Sacklochbohrung 75 wird die Membran 72 im hinteren Bereich abgedeckt und bildet somit zwischen der Membran 72 und dem Membranbett 78 einen Druckraum 79, welcher für die Verwendung des Membrandruckmittlers 70 entweder mit einem gasförmigen Gemisch oder einer Flüssigkeit gefüllt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Rohrdruckmittler

2 Druckmittlergehäuse

3 Membran

4 Anschluss

5 Anschluss

6 Gewinde

7 Gewinde

8 Eindrehung

9 Eindrehung

10 Durchlasskanal

11 Stufenbohrung

12 Gewinde

13 Vorsprung

14 Druckraum

20 Rohrdruckmittler

21 Druckmittlergehäuse

22 Membran

23 Anschluss

24 Anschluss

25 Außengewinde

26 Außengewinde

27 Durchlassbohrung

28 Bohrung

29 Gewinde

30 Druckraum

31 Kontaktbereich

32 Eindrehung

33 Eindrehung

34 Bohrung

50 Rohrdruckmittler Rohrdruckmittlergehäuse

Membran

Druckraum

Nut

Verbindungskanal

Einsenkung

Flanschanschluss

Stirnfläche

Nut

Membrandruckmittler

Membranmittlergehäuse

Membran

Flanschring

Flanschkragen

Sacklochbohrung

Einsatz

Stirnfläche

Membranbett

Druckraum

Stichkanal

Bohrung

Kontaktbereich

Claims

Patentansprüche

1. Druckmittler, insbesondere zum Einsatz bei aggressiven oder hochviskosen

Medien, vorzugsweise in Form eines Membran- oder Rohrdruckmittlers (1 , 20, 50, 70), umfassend zumindest ein Druckmittlergehäuse (2, 21 , 51 , 71) mit einer Membran (3, 22, 52, 72),

dadurch gekennzeichnet,

dass das Druckmittlergehäuse (2, 21 , 51 , 71) und die Membran (3, 22, 52, 72) aus einem Fluorpolymer bestehen.

2. Druckmittler nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Druckmittlergehäuse (2, 21 , 51 , 71) und die Membran (3, 22, 52, 72) aus einem Perfluoralkoxy-Copolmer (PFA, PTFE, TFM) bestehen.

3. Druckmittler nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Druckmittlergehäuse (2, 21 , 51 , 71) und die Membran (3, 22, 52, 72) bei einem Rohrdruckmittler (1 , 20, 50) oder Membrandruckmittler (70) einstückig ausgebildet aus einem Kunststoffblock gefräst sind und/oder dass das Druckmittlergehäuse (2, 21 , 51) rohrförmig ausgebildet ist und eine hierzu annähernd rechtwinklig angeordnete Bohrung (11) aufweist, welche in derart gefräst wird, das eine Membran (3) stehen bleibt, welche einstückig mit dem Druckmittlergehäuse (2) ausgebildet ist.

4. Druckmittler nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Membran (3) bei einem Rohrdruckmittler (1) an den Radius der Durchlassbohrung (10) des Druckmittlergehäuses (2) angepasst und gewölbt ausgebildet ist und/oder dass die Membran (3) bei einem Rohrdruckmittler (1) in einem Vorsprung (13), welcher in die Durchlassbohrung (10) des Druckmittlergehäuses (2) hineinragt, eben ausgebildet ist.

5. Druckmittler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Druckmittlergehäuse (21 , 51) rohrförmig ausgebildet ist und eine eingeschobene, zylindrische Membran (22, 52) aufweist.

6. Druckmittler nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die zylindrische Membran (22,52) eingepresst ist und/oder mit dem Druckmittlergehäuse (21 , 51) zusätzlich verklebt oder verschweißt ist.

7. Druckmittler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verschweißung von Membran (22, 52) und Druckmittlergehäuse (21 , 51) unter Fügedruck und Temperaturerhöhung im Kontaktbereich erfolgt.

8. Druckmittler nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Membran (22, 52) und das Druckmittlergehäuse (21 , 51) über eine Induk- tionsschweißung miteinander verbunden sind, wobei zwischen dem Kontaktbereich von Membran (22, 52) und Druckmittlergehäuse (21 , 51) ferromagnetische Nanopartikel angeordnet sind und/oder dass die Membran (22, 52) oder das Druckmittlergehäuse (21 , 51) für eine Verschweißung mit elektromagnetischer Strahlung, zum Beispiel einem Laser oder einer Infrarotquelle, eine elektromagnetische Strahlung absorbierende partielle Beschichtung zwischen Membran (22, 52) und Druckmittlergehäuse (21 , 51) aufweist.

9. Druckmittler nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Druckmittlergehäuse (2, 21, 51) eines Rohrdruckmittlers (1 , 20, 50) zumindest einenends einen Flanschanschluss (57, 58) einen Gewindeanschluss (25, 26) oder einen Klemm/Schraubanschluss aufweist und/oder dass das Druckmittlergehäuse (2, 21 , 51) eines Rohrdruckmittlers (1 , 20, 50) zumindest einenends eine Eindrehung (8, 9, 32, 33) zur Aufnahme eines Rohrendes aufweist.

10. Druckmittler nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei einem Membrandruckmittler (70) das Membranmittlergehäuse (71) mit Membran (72) einstückig gefertigt ist.

11. Druckmittler nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Membranmittlergehäuse (71) aus einem Flanschring (73) besteht, in welchem eine zentrische Sacklochbohrung (75) eingearbeitet ist, sodass eine dünne Membran (72) stehen bleibt, die einstückig mit dem Flanschring (73) verbunden ist.

12. Druckmittler nach Anspruch 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein zylindrischer Einsatz (76) mit einem auf der Stirnfläche ausgebildeten Membranbett (78) in die Sacklochbohrung (75) einschiebbar ausgebildet ist.

13. Druckmittler nach Anspruch 10, 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmittlergehäuse (71) mit Membran (72) bei einem Membrandruckmittler (70) mit dem Einsatz verklebt, verschweißt, verpresst oder verspannt ausgeführt ist.

14. Druckmittler nach Anspruch 1 bis 4 oder 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Membran (3, 22, 52, 72) durch eine Kunststoff- oder Metallscheibe als Diffusionssperre abgedeckt ist, wobei die Kunststoff- oder Metallscheibe mit dem Druckmittlergehäuse (2, 21 , 51 , 71) durch eine randseitige Klebenaht verbunden ist.

15. Druckmittler nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Klebenaht aus einem diffusionshemmenden Klebstoff besteht und/oder dass der Druckmittler zwischen Membran (3, 22, 52, 72) und Membranbett einen Druckraum (14, 30, 53, 79) aufweist, welcher mit einer Messflüssigkeit füllbar ist.