DE4437374C2 - Durchflußmesser mit einem keramischen Meßrohr - Google Patents

Durchflußmesser mit einem keramischen Meßrohr

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchflußmesser mit einem keramischen Meßrohr mit wenigstens einer Elektrode aus Metall, die durch die Rohrwand hindurch­ geführt ist, und mit einer zwischen einem ins Innere des Rohre s ragenden Meßteil der Elektrode und der Rohr­ wand angeschmolzenen Dichtung aus fluorthermoplasti­ schem Material, in dem der Meßteil der Elektrode teil­ weise eingeschmolzen ist.
Bei einem bekannten Durchflußmesser dieser Art (US-PS 4 773 275) ist der ins Innere des Meßrohres ragende Meß­ teil der Elektrode der Kopf einer Schraube. Der Kopf ist in einer Vertiefung auf der Innenseite des Meßroh­ res teilweise versenkt. Zwischen dem Kopf und dem Boden der Vertiefung ist eine Dichtung aus einer Schicht aus Polytetrafluorethylen (PTFE) und zwei weiteren Schich­ ten aus PFA (Perfluoralkoxyethylen) angeordnet. Diese Dichtung ist in Rillen des Kopfes und am Boden der Ver­ tiefung angeschmolzen. Der Kopf ragt teilweise aus der Vertiefung heraus und hat einen seitlichen Abstand von der Seitenwand der Vertiefung. Durch diesen Abstand ergibt sich eine den Kopf umgebende Nut, die nicht von der Dichtung ausgefüllt ist. Die Elektrode wird auf der Außenseite des Meßrohres durch eine Mutter, Tellerfe­ dern und Unterlegscheiben axial gesichert.
In der um den Elektrodenkopf herumlaufenden Nut können sich Verunreinigungen ansammeln, was insbesondere bei durch das Meßrohr hindurchfließenden Getränken, wie Milch, aus hygienischen Gründen unzulässig ist. Da die Nut nicht oder nur schwer zugänglich ist, muß die Elek­ trode in regelmäßigen Abständen ausgebaut werden, um die Vertiefung und die Elektrode zu reinigen. Darüber hinaus neigen PTA und PTFE zum Kaltfließen, wenn sie unter Druck stehen. Die Folge kann eine so starke Ver­ formung der Dichtung sein, daß die Elektrode trotz der Druckfedern regelmäßig überprüft und nachgespannt wer­ den muß. Hierbei kann schließlich das Dichtungsmaterial zwischen dem Elektrodenkopf und dem Boden der Vertie­ fung soweit verdrängt werden, daß der Dichtungskopf unmittelbar am Boden der Vertiefung anliegt und in ei­ ner Rille des Dichtungskopfes auf seiten der Bodenver­ tiefung verbleibendes Dichtungsmaterial nicht mehr un­ ter Spannung steht und infolgedessen die Abdichtung undicht wird.
Aus der JP-A-56-79910 ist ein Durchflußmesser mit einem Meßrohr aus Metall bekannt, dessen Innenseite eine Aus­ kleidung aus einem Fluorthermoplast aufweist. Durch die Rohrwand und die Auskleidung ist eine Elektrode hin­ durchgeführt, deren innenliegender Meßteil als etwa scheibenförmiger Kopf ausgebildet ist. Zwischen dem Kopf und der Auskleidung ist eine weitere Schicht aus einem Fluorthermoplast angeordnet, die mit der Ausklei­ dung und dem Kopf verschmolzen ist. Diese Ausbildung ist wegen der fluorthermoplastischen Auskleidung auf­ wendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durch­ flußmesser der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Gefahr einer Verschmutzung im Bereich des inne­ ren Meßteils weitgehend vermieden und dessen Herstel­ lung und Wartung einfacher ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtung aus FEP, der Meßteil der Elektrode schei­ benförmig flach ist und mit einer der Innenseite der Rohrwand zugekehrten Kante im Thermoplasten im Vakuum so eingeschmolzen ist, daß die Dichtung einen glatten konkaven Übergang zwischen dem Umfang des Meßteils der Elektrode und der Innenseite der Rohrwand bildet.
Bei dieser Ausbildung kommt man mit nur einem Dich­ tungsmaterial zwischen der Rohrwand und dem Meßteil aus. Das Dichtungsmaterial füllt eventuell vorher vor­ handene Zwischenräume, wie die im bekannten Fall vor­ handene Nut, vollständig aus und bewirkt den glatten Übergang, so daß keine einer Verschmutzung unterliegen­ den Hohlräume verbleiben und der Meßteil nur einen mi­ nimalen Strömungswiderstand bietet, so weit er ins In­ nere des Meßrohrs ragt. Das Dichtungsmaterial FEP hat nicht nur eine geringe Kriechneigung unter Druck, son­ dern ist auch besonders widerstandsfähig gegen Bakte­ rien und dergleichen, so daß es den meisten hygieni­ schen Anforderungen genügt. Das Einschmelzen des Meß­ teils, einschließlich seiner Umfangswand, in dem Dich­ tungsmaterial erhöht die Haftung zwischen der Dichtung und dem Meßteil und verringert folglich die Gefahr, daß sich die Elektrode von der Dichtung löst und Leckage entstehen. Das Anschmelzen im Vakuum trägt ebenfalls dazu bei, daß die Dichtung großflächig sehr fest haf­ tet, da eventuelle Hohlräume im Bereich der Haftflächen und damit auch Leckagen vermieden werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrie­ ben.
In der Zeichnung ist ein Ausschnitt aus der keramischen Rohrwand 1 eines Meßrohres dargestellt, durch die eine Elektrode 2 hindurchgeführt ist. Die Elektrode hat ei­ nen innerhalb des Meßrohres liegenden plattenförmigen Meßteil 3, dessen Durchmesser um ein Vielfaches größer als der Durchmesser eines durch die Rohrwand 1 hin­ durchgeführten Schaftes 4 der Elektrode 2 ist. Der Schaft 4 hat ein Außengewinde, auf dem eine Mutter 5 aufgeschraubt ist, die über eine Ringscheibe 6 und eine Druckfeder 7 in Form zweier Tellerfedern auf die Außen­ seite der Rohrwand 1 drückt. Zwischen der Mutter 5 und der Ringscheibe 6 kann eine (nicht dargestellte) An­ schlußfahne, ein Kabelschuh oder dergleichen für den Anschluß einer elektrischen Stromzuleitung eingeklemmt sein. Zwischen der Innenseite der Rohrwand 1 und dem Meßteil 3 ist ein thermoplastisches Material 8 angeord­ net, das einerseits mit der Innenseite der Rohrwand 1 und andererseits mit der der Innenseite der Rohrwand 1 zugekehrten Seite des Meßteils 3 stoffschlüssig durch Anschmelzen verbunden ist. Bei dem thermoplastischen Material handelt es sich um FEP (Perfluorethylenpropylen, einem Copolymer aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen), das besonders widerstandsfähig gegen Bakterien oder dergleichen ist und nach dem Aushärten bei allen Gebrauchstemperaturen hart bleibt. Die Verbindung zwischen der Rohrwand 1 und dem Meßteil 3 durch das thermoplastische Material 8 ist so fest, daß die Elektrode 2 nicht not­ wendigerweise mittels der Mutter 5 gespannt werden muß, so daß die Ringscheibe 6 und die Druckfeder 7 auch ent­ fallen können. Lediglich um die Stromleitung anzu­ schließen, müßte die Mutter 5 noch vorhanden sein.
Um eine besonders feste Verbindung zwischen der kerami­ schen Rohrwand 1 und dem Meßteil 3 zu erzielen, wird das Meßrohr nach dem Zusammenbau in einem Vakuum ange­ ordnet, so daß im thermoplastischen Material vorhandene Luftblasen sich erheblich vergrößern und nach außen entweichen. Nach dieser Vakuumbehandlung ist keine Luft mehr zwischen dem Meßteil 3 und der Rohrwand 1 in dem thermoplastischen Material 8 vorhanden. Dadurch ist sichergestellt, daß zum einen keine Leckagen vorliegen und zum anderen Löcher oder Vertiefungen vermieden sind, die zu Verunreinigungen führen können. Die Evaku­ ierung stellt ferner sicher, daß das thermoplastische Material auch in die Oberfläche des Meßrohrs eindringt und dadurch eine erheblich höhere Haftkraft entsteht. Gleichzeitig wölbt sich die Umfangsfläche des thermo­ plastischen Materials, in das der Meßteil 3 teilweise eingebettet ist, konkav radial nach innen, so daß sich ein nach innen gewölbter Übergang zwischen der Umfangs­ fläche des Meßteils 3 und der Innenseite der Rohrwand 1 ergibt. Diese nach innen gewölbte Umfangsfläche und die Einbettung des Meßteils 3 in dem thermoplastischen Ma­ terial 8 vermeidet weitgehend scharfe Kanten, an denen Verunreinigungen hängen bleiben könnten. Der Meßteil 3 hat einen so großen Durchmesser, daß er auch noch in einem nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Meßrohr mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, wobei die Elek­ trode etwa horizontal in der Mitte des Meßrohres durch die Rohrwand 1 hindurchgeführt ist.
Prinzipiell könnte der Meßteil 3 auch teilweise in ei­ ner auf der Innenseite der Rohrwand 1 ausgebildeten Vertiefung versenkt sein, wobei jedoch ein Ringspalt zwischen dem Umfang des Meßteils und der Umfangswand der Vertiefung völlig mit thermoplastischem Material ausgefüllt wäre.

Claims (1)

  1. Durchflußmesser mit einem keramischen Meßrohr mit wenigstens einer Elektrode (2) aus Metall, die durch die Rohrwand (1) hindurchgeführt ist, und mit einer zwischen einem ins Innere des Rohres ragenden Meßteil (3) der Elektrode (2) und der Rohrwand (1) angeschmolzenen Dichtung (8) aus fluorthermoplasti­ schem Material, in dem der Meßteil (3) der Elektro­ de teilweise eingeschmolzen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtung (8) aus FEP, der Meßteil (3) der Elektrode (2) scheibenförmig flach ist und mit einer der Innenseite der Rohrwand zugekehrten Kante im Thermoplasten (8) im Vakuum so einge­ schmolzen ist, daß die Dichtung (8) einen glatten konkaven Übergang zwischen dem Umfang des Meßteils (3) der Elektrode (2) und der Innenseite der Rohr­ wand (1) bildet.
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