混合式法兰制造技术

本发明专利技术涉及一种用于确定和/或监视容纳物(2，10)中介质的至少一个物理或化学过程变量的装置，包括至少一个传感器元件(7)、至少一个壳体模块(4)和至少一个法兰(6)，其中，所述传感器元件(7)和所述法兰(6)与所述壳体模块(4)连接，位于至少部分地接触介质的所述第一部分(12)内的所述法兰(6)至少部分地由第一材料制造，所述第一材料是应用特定和/或顾客特定而选择的，并且其中，位于至少部分地接触环境的第二部分(13)内的所述法兰(6)至少部分地由合成材料制造。

Hybrid flange

The invention relates to a method for determining and / or monitoring contents (2, 10) for at least one of the physical or chemical process variables in the medium, including at least one sensor element (7) and at least one housing module (4) and at least one flange (6), among them, the the sensor element (7) and the flange (6) and the housing module (4) connected to the at least part of the contact part of the first medium (12) of the flange (6) at least partially made of a first material, the first material is application specific and / or customer the specific choice, and in which, at least in part contact environment second part (13) of the flange (6) at least in part by synthetic materials manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合式法兰本专利技术涉及一种用于确定和/或监视容纳物中介质的至少一种物理或化学过程变量的设备，并且包括一个传感器元件，至少一个壳体模块和至少一个法兰。许多这样的现场设备由申请人制造和售卖。要确定和/或监视的过程变量例如是通过测量管的流体的流量或容器中的介质的料位。然而其还也可以是压力、密度、粘度、导电性、温度或pH值。光学传感器(例如浊度传感器或吸收传感器)也是公知的。建立现场设备和容纳物之间的法兰连接是一种工业中用于密封和可释放连接的常用措施。相应地，通常的容纳物都具有带有对接法兰的标准化开口，其通常直接被焊接在容纳物上。类似地，法兰通常被直接焊接在现场设备上。术语容纳物指的是包括管线以及容器(例如，罐)两者。用于测量流量的现场设备通常采用两个法兰连接的方式被插入现有的管线中。如果要确定和/或监控容纳物内的料位，那么，通常仅要求一个法兰，采用这个法兰将测量设备安装到具有相应对接法兰的容器上。例如，对接法兰可以在容纳物的管嘴内部或者管嘴上。传感器单元和法兰通常与至少一个壳体模块相连接，采用这种方式，使得在现场设备的操作期间，传感器单元可以确定和/或监控至少一个过程变量。在壳体模块和法兰之间布置用于温度隔离的颈管。通常，当由于所应用的测量原理，传感器单元必须至少部分并且至少有时地接触介质的时候，通过法兰连接的方式安装现场设备是有意义的。相应地，至少一个法兰和传感器单元与壳体模块的布置应当保证这一点。在料位测量设备的情况下，例如，在区域中使法兰围绕传感器单元是有利的，在该区域中，传感器单元与壳体模块相连接，并且在给定的情形下，部分向内突起到壳体内。另外，与装置相关联的可以是电子单元，其可以与传感器元件紧邻或者与其空间上分离。因此，电子单元或者被容纳在与传感器元件相同的壳体模块中，或者被容纳在另一个分离的第二壳体模块内。在螺栓连接两个法兰的情况下，在两个法兰之间设置密封件，法兰连接的密封状态与其间布置的密封件上的两个法兰密封表面的压缩压力有关。压缩压力通常来自于螺栓，其延伸通过法兰盘的钻孔。除了螺栓连接，还有很多其它连接两个法兰的方法。例如，两个法兰还可以被直接焊接在一起。针对容纳物和法兰两者的特别经常应用的材料是不锈钢。然而针对特定应用还使用其它金属，例如钽、哈斯特洛合金(Hastelloy)或者复合材料(例如碳钢)。在实践中，可能发生金属法兰会贡献现场设备的高达50％的总重量，以及高达30％的总成本。在稀有和/或更昂贵材料(例如钽)的情况下，这个成本会更高。除了金属，工业中应用的除了别的之外还有陶瓷和合成材料，例如塑料。合成材料尤其通过它们更轻的重量、它们的化学耐久性、和许多应用中它们足够的耐热性，使自身表现突出。另外，塑料部件通常比起金属会更成本有效。一段时间以来，还有纤维增强塑料法兰较为公知。除了它们提供的重量和成本的节省之外，还可以导致增加的强度和硬度。另外，从柔性过程技术获得了通过它们各向异性属性的定向应用配置这些部件适于加载的的机会。对于法兰连接最重要的要求包括：确保密封的和稳定的连接。另外，法兰在其面向介质的区域内不应影响过程和/或介质。例如，当法兰和容纳物采用不同材料制造的时候会发生密封问题。由于不同的热膨胀系数，大的温度变化会导致法兰连接的结构性一体化的损坏。类似地，介质接触区域内的容纳物和法兰的不同的材料会对相同的介质示出不同的反应。例如，由于两种材料不同的氧化还原电势，会发生电化学反应。出于这些原因，通常为法兰选定与容纳物相同的材料。因为容纳物主要是金属，因此法兰主要由沉重并且部分更昂贵的金属制造，尽管考虑到重量和成本，塑料、纤维增强塑料或者类似的材料更有利。本专利技术的目标在于提供一种成本有效的轻量法兰，其可以在任意容纳物的情况下使用。由用于确定和/或监视容纳物中介质的至少一个物理或化学过程变量的装置获得实现该目的，包括至少一个传感器元件、至少一个壳体模块和至少一个法兰，其中传感器元件和法兰与壳体模块连接，其中处于至少部分接触介质的第一部分内的法兰至少部分由第一材料(其是应用特定和/或顾客特定选择的)制造，并且其中处于至少部分接触环境的第二部分内的法兰至少部分由合成材料制造。由此，关心的是一种混合式法兰。在至少部分接触介质的区域内，法兰由制造容纳物的材料构成。因此，既不会发生由于法兰的至少一个边界表面与介质接触带来的不利效果，也不会发生由于法兰连接区域的不同的热膨胀系数带来的密封问题。在背向介质的区域内，反过来，可以用塑料或合成材料或者类似物。当然，第一和第二部分的热膨胀系数可以相互匹配。根据环境的特性，也可以特别为此选择合成材料。可以例如由例如化学和/或热耐久性的特征给出选择准则。如果不需要满足该准则，可以使用特别优选的聚合体，从而进一步降低价格。本专利技术的法兰结构节省成本和重量两者。尽管如此，法兰可以被适配为使得其在面向介质的区域中总是由与容纳物相同的材料构成。第一实施例中，第一部分为涂层或者镀层，其被布置在第二部分上或第二部分处。因此第一部分的材料可以自由选择，并且能够根据容纳物在第二部分上或第二部分处选择，其中装置固定在该容纳物上。该实施例的优点在于所谓的模块化设计原理，这种情况下可以根据用户要求，提供不同尺寸的法兰核心部件，可以放置其它镀层或者涂层。在这种情况下镀层或涂层的厚度应当例如至少为1毫米。当第一部分由金属(特别是不锈钢、钽或者哈斯特洛合金)、陶瓷或耐化学腐蚀的合成材料(特别是PTFE或PFA)制造的时候特别有利。为第一部分选择的通常为制造容纳物的材料。然而在需要的情况下，还可以选择其它材料。同样有利的是当第二部分由纤维复合材料制造，尤其是具有聚合物基体或者包含聚合物的纤维复合材料。与纯合成材料相比，纤维增强复合材料提供高得多的硬度或强度，以及给定情况下各向异性属性的定向开发。类似地，聚合物基体、合成材料可以与环境条件相匹配，并且给定情况下，可以根据例如化学和/或热耐久性的准则选定。替选地，第二部分由金属泡沫(特别是至少部分由聚合物基体环绕的泡沫)构成。金属泡沫除了展示出相应部分增强的强度外，还可以展示出振动阻尼，这对于某些应用是有利的。然而，还可以使用其它复合材料，在这种情况下，至少一个成分是合成材料或聚合物基体。有利的是，当至少第二部分如此实现使得其具有非均质结构，以这种方式使得法兰的暴露在增加的外部压力或增加的负载的区域存在增强。在纤维增强合成材料的情况下，这个可以例如一方面由纤维的定向定位完成，然而还可以由该部分内的纤维、泡沫或者其它材料的密度变化来完成。在附加实施例中，第二部分的合成材料由作为良好热绝缘体的材料制造。这用于电子器件对逐渐增加的过程温度的热绝缘。法兰区域内的热绝缘越好，通常用于热绝缘的颈管或类似物更短就成为可能。在特别优选的实施例中，法兰由非均质复合材料制造，采用这种方式使得在至少在接触介质的区域内布置第一材料，其中，在至少一个接触环境的区域内布置第二材料，并且其中，这两个区域之间布置具有一定梯度的第一和第二材料的非均匀混合物。这种生产方法实现了在第一和第二部分之间的连续过渡，并且尤其关于在第一和第二部分之间的连结技术提供了优点。有利的是，当至少一个法兰被焊接或者粘合在至少一个壳体模块，其中，在壳体模块内布置电子单元的至少一个组件。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由用于确定和/或监视容纳物(2，10)中介质的至少一个物理或化学过程变量的装置，包括至少一个传感器元件(7)、至少一个壳体模块(4)和至少一个法兰(6)，其中，所述传感器元件(7)和所述法兰(6)与所述壳体模块(4)连接，其中，位于至少部分地接触介质的第一部分(12)内的所述法兰(6)至少部分由第一材料制造，所述第一材料是应用特定和/或顾客特定而选择的，并且其中，位于至少部分地接触环境的第二部分(13)内的所述法兰(6)至少部分由合成材料制造。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.15 DE 102014114941.61.一种由用于确定和/或监视容纳物(2，10)中介质的至少一个物理或化学过程变量的装置，包括至少一个传感器元件(7)、至少一个壳体模块(4)和至少一个法兰(6)，其中，所述传感器元件(7)和所述法兰(6)与所述壳体模块(4)连接，其中，位于至少部分地接触介质的第一部分(12)内的所述法兰(6)至少部分由第一材料制造，所述第一材料是应用特定和/或顾客特定而选择的，并且其中，位于至少部分地接触环境的第二部分(13)内的所述法兰(6)至少部分由合成材料制造。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一部分(12)为涂层或者镀层，所述第一部分(12)布置在所述第二部分(13)上或所述第二部分(13)处。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述第一部分(12)由金属，特别是不锈钢、钽或者哈斯特洛合金，或耐化学腐蚀的合成材料，特别是PTFE或PFA，制造。4.根据权利要求1至3中的至少一项所述的装置，其中，所述第二部分(13)由纤维复合材料制造，尤其是由具有聚合物基体或者包含聚合物的纤维复合材料制造。5.根据权利要求1至3中的至少一项所述的装置，其中，所述第二部分(13)由金属泡沫制造，特别是由至少部分由聚合物基体环绕的泡沫制造。6.根据权利要求4或5所述的装置，其中，至少所述第二部分(13)如此实现使得其具有非均质结构，以这种方式使得在所述法兰(...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·祖尔策，彼得·希菲尔德，乌尔里希·凯泽，谢尔盖·洛帕京，克里斯托夫·胡伯，彼得·克勒费尔，米可·图津，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE