DE102015121629A1

DE102015121629A1 - Pressure transducer with flame arrester

Info

Publication number: DE102015121629A1
Application number: DE102015121629.9A
Authority: DE
Inventors: Raimund Becher; Tina Zimmermann
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Ein Druckmessaufnehmer (1) zum Erfassen eines Prozeßdrucks umfasst: eine Druckmesszelle (15) und einen Grundkörper (10) welcher in seinem Inneren eine Messzellenkammer (14) aufweist, in welcher die Druckmesszelle (15) angeordnet ist, wobei der Grundkörper (10) mindestens einen Druckkanal (13) aufweist, der sich von einer äußeren Oberfläche des Grundkörpers (10) in die Messzellenkammer (14) erstreckt, wobei die Messzellenkammer (14) durch den Druckkanal (13) mittels einer Übertragungsflüssigkeit mit einem Prozessdruck beaufschlagbar ist, durch welchen die Druckmesszelle (15) mittels eines Übertragungsmediums mit dem Prozessdruck beaufschlagbar ist, wobei der Druckkanal eine Flammendurchschlagsperre aufweist, wobei der Druckkanal (13) eine Bohrung durch den Grundkörper (10) aufweist, in welcher ein Füllstift (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstift (20) mindestens eine Füllstiftbohrung (21) aufweist durch welche die Druckübertragung mittels des Druckübertragungsmediums erfolgt, wobei insbesondere die Füllstiftbohrung (21) den Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre genügt.A pressure measuring transducer (1) for detecting a process pressure comprises: a pressure measuring cell (15) and a base body (10) having in its interior a measuring cell chamber (14) in which the pressure measuring cell (15) is arranged, wherein the base body (10) at least a pressure channel (13) which extends from an outer surface of the base body (10) into the measuring cell chamber (14), wherein the measuring cell chamber (14) can be acted upon by the pressure channel (13) by means of a transfer liquid with a process pressure through which the The pressure channel (13) has a bore through the base body (10), in which a filling pin (20) is arranged, characterized in that the filling pin (20) has at least one filling pin bore (21) through which the pressure transmission by means of the pressure transfer medium takes place, wherein in particular the filling pin bore (21) meets the requirements of a flame arrester.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Druck- und Differenzdruckmessgeräte mit einem hydraulischen Messwerk, bzw. einem hydraulischen Trennkörper. Bei diesen Messgeräten wird eine Trennmembran mit dem zu messenden Druck beaufschlagt, wobei die Trennmembran den Druck an ein hydraulisches Medium überträgt, welches den Druck über einen geeigneten Druckkanal einer Druckmesszelle zuleitet, welche ein druckempfindliches Element, insbesondere eine Messmembran aufweist, die mit dem Druck beaufschlagt wird. Der Druckkanal erstreckt sich häufig als Bohrung durch einen so genannten Prozeßanschlußzapfen, mit dem der Druckmessaufnehmer an eine druckführende Leitung angeschlossen wird, wobei der Druckkanal als Flammendurchschlagsperre ausgebildet ist. Für Geräte in explosionsgeschützten Anwendungen ist es erforderlich, daß der Druckkanal in Abhängigkeit von seiner Länge einen hinreichend kleinen Durchmesser bzw. eine hinreichend kleine Spaltbreite aufweist, um als Flammendurchschlagsperre zu dienen. Da es sehr schwierig ist, hinreichend lange Kanäle mit einem Durchmesser von weniger als beispielsweise 0,1 mm zu Bohren, hat sich die Lösung durchgesetzt, Bohrungen mit einem größeren Durchmesser auszuführen und anschließend einen Füllstift in die Bohrung einzusetzen, so daß sich zwischen dem Füllstift und der Bohrungswand ein hinreichend schmaler Spalt verbleibt. Diese Lösung ist jedoch insofern teuer als auch die Bohrung mit dem größeren Durchmesser mit der erforderlichen Präzision ausgeführt werden muß, damit nach dem Einsetzen des Füllstiftes die zulässige maximale Spaltbreite nicht überschritten wird. Je länger der Prozeßanschlußzapfen ist, so größer ist folglich der Aufwand, die Bohrung für den Druckkanal auszuführen. Das Europäische Patent EP 1 608 941 B1 offenbart als Alternative dazu einen Druckmessaufnehmer dessen Druckkanal einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt umfaßt, wobei die Flammendurchschlagsperre vollständig in dem ersten Abschnitt realisiert, und der zweite Abschnitt eine Bohrung aufweist, in der ein Füllkörper angeordnet ist. Der Spalt zwischen der Bohrung und dem Füllkörper im zweiten Abschnitt kann mit größeren Toleranzen gefertigt sein, da er nicht die Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre erfüllen muß. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass das Ölvolumen in dem Ringspalt um den Füllkörper in Umfang der Toleranzen variiert und das gleichermaßen das zeitliche Verhalten der Druckübertragung durch den Druckkanal von diesen Toleranzen beeinflusst ist.The present invention relates to pressure and differential pressure measuring devices with a hydraulic measuring mechanism, or a hydraulic separating body. In these measuring devices, a separating membrane is subjected to the pressure to be measured, wherein the separating membrane transmits the pressure to a hydraulic medium, which supplies the pressure via a suitable pressure channel of a pressure measuring cell, which has a pressure-sensitive element, in particular a measuring diaphragm, which acts with the pressure becomes. The pressure channel often extends as a bore through a so-called process connection pin, with which the pressure transducer is connected to a pressure-carrying line, wherein the pressure channel is formed as a flame arrester. For devices in explosion-proof applications, it is necessary that the pressure channel depending on its length has a sufficiently small diameter or a sufficiently small gap width to serve as a flame arrester. Since it is very difficult to drill sufficiently long channels with a diameter of less than, for example, 0.1 mm, the solution has been established to make holes with a larger diameter and then insert a filler pin into the hole, so that between the filler pin and the bore wall remains a sufficiently narrow gap. However, this solution is so far expensive and the bore with the larger diameter must be performed with the required precision so that after insertion of the filler pin, the maximum allowable gap width is not exceeded. The longer the process connection pin is, the greater is the effort to carry out the bore for the pressure channel. The European patent EP 1 608 941 B1 discloses, as an alternative, a pressure transducer whose pressure channel comprises a first portion and a second portion, wherein the flame arrester completely realized in the first portion, and the second portion has a bore in which a packing is arranged. The gap between the bore and the filler in the second section can be made with greater tolerances, since it does not meet the requirements of a flame arrester. A disadvantage of this solution, however, is that the volume of oil in the annular gap around the filler varies in the extent of the tolerances and that equally the temporal behavior of the pressure transmission through the pressure channel is influenced by these tolerances.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckmessaufnehmer bereitzustellen, welcher die beschriebenen Probleme überwindet. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Druckmessaufnehmer gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.The present invention is therefore based on the object to provide a pressure transducer, which overcomes the problems described. The object is achieved by the pressure transducer according to the independent claim. 1

Der erfindungsgemäße Druckmessaufnehmer umfasst eine Druckmesszelle und einen Grundkörper welcher in seinem Inneren eine Messzellenkammer aufweist, in welcher die Druckmesszelle angeordnet ist, wobei der Grundkörper mindestens einen Druckkanal aufweist, der sich von einer äußeren Oberfläche des Grundkörpers in die Messzellenkammer erstreckt, wobei die Messzellenkammer durch den Druckkanal mittels einer Übertragungsflüssigkeit mit einem Prozessdruck beaufschlagbar ist, durch welchen die Druckmesszelle mittels eines Übertragungsmediums mit dem Prozessdruck beaufschlagbar ist, wobei der Druckkanal eine Flammendurchschlagsperre aufweist, wobei der Druckkanal eine Bohrung durch den Grundkörper aufweist, in welcher ein Füllstift angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstift mindestens eine Füllstiftbohrung aufweist durch welche die Druckübertragung mittels des Druckübertragungsmediums erfolgt, wobei insbesondere die Füllstiftbohrung den Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre genügt.The pressure measuring transducer according to the invention comprises a pressure measuring cell and a base body having in its interior a measuring cell chamber in which the pressure measuring cell is arranged, wherein the base body has at least one pressure channel extending from an outer surface of the base body in the measuring cell chamber, wherein the measuring cell chamber through the Pressure channel is acted upon by a transmission fluid with a process pressure through which the pressure measuring cell is acted upon by a transmission medium with the process pressure, wherein the pressure channel has a flame arrester, wherein the pressure channel has a bore through the base body, in which a filler pin is arranged, characterized in that the filling pin has at least one filling pin bore through which the pressure is transmitted by means of the pressure-transmitting medium, wherein in particular the filling pin bore meets the requirements for a flange ammendurchschlagsperre is sufficient.

Hierbei sind insbesondere die Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre gemäß IEC 60079-1:2014 zu nennen.In particular, the requirements for a flame arrester according to IEC 60079-1: 2014 to call.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Füllstift mehrere Füllstiftbohrungen zur Übertragung des Prozessdrucks auf, welche insbesondere jeweils den Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre genügen.In one embodiment of the invention, the filler pin on several Füllstiftbohrungen for transmitting the process pressure, which in particular meet the requirements of a flame arrester in particular.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist bzw. weisen die Füllstiftbohrung bzw. die Füllstiftbohrungen eine größere Länge auf als der Füllstift.In one development of the invention, the filler pin bore or the filler pin holes has or have a greater length than the filler pin.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist bzw. weisen die Füllstiftbohrung bzw. die Füllstiftbohrungen einen helikalen Verlauf auf.In one development of the invention, the filling pin bore or the filling pin bores has or have a helical course.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist bzw. sind die Füllstiftbohrung bzw. die Füllstiftbohrungen gegenüber einer Längsachse des Füllstifts um nicht weniger als 20° insbesondere nicht weniger als 30°, bevorzugt nicht weniger als 40° geneigt.In one development of the invention, the filling pin bore or the filling pin bores are inclined with respect to a longitudinal axis of the filling pin by not less than 20 °, in particular not less than 30 °, preferably not less than 40 °.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Füllstift eine im wesentlichen kreiszylinderförmige Gestalt auf, wobei mehrere Füllstiftbohrungen parallel zur Längsachse des Füllstifts geführt sind. In one embodiment of the invention, the filler pin has a substantially circular cylindrical shape, wherein a plurality of Füllstiftbohrungen are guided parallel to the longitudinal axis of the Füllstifts.

In einer Weiterbildung der Erfindung beträgt die Summe der Querschnittsflächen der Füllstiftbohrungen nicht weniger als 2%, insbesondere nicht weniger als 4% und bevorzugt nicht weniger als 8% der Querschnittsfläche des Füllstifts.In one development of the invention, the sum of the cross-sectional areas of the filling pin bores is not less than 2%, in particular not less than 4% and preferably not less than 8% of the cross-sectional area of the filling pin.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Mittelpunkte mehrerer Füllstiftbohrungen in einer konzentrisch zur Zylinderachse verlaufenden Ringzone angeordnet. Deren radiale Erstreckung r_a–r_i ist in einer Weiterbildung der Erfindung beschränkt auf nicht mehr als 8 Durchmesser, insbesondere nicht mehr als 4 Durchmesser der Füllstiftbohrungen.In one embodiment of the invention, the centers of several Füllstiftbohrungen are arranged in a concentric with the cylinder axis ring zone. Their radial extent r _a -r _i is limited in a development of the invention to not more than 8 diameters, in particular not more than 4 diameters of Füllstiftbohrungen.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Füllstift eine im wesentlichen kreiszylinderförmige Gestalt auf, wobei der Durchmesser der jeweiligen Füllstiftbohrung bzw. Füllstiftbohrungen nicht mehr als ein Zehntel, insbesondere nicht mehr als ein Zwanzigstel des Durchmessers ist des Füllstifts, beträgt.In one development of the invention, the filler pin has a substantially circular cylindrical shape, wherein the diameter of the respective Füllstiftbohrung or Füllstiftbohrungen is not more than a tenth, in particular not more than one twentieth of the diameter of the Füllstifts is.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Füllstift ein Hartmetall auf.In one embodiment of the invention, the filler pin on a hard metal.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Füllstift in Presspassung in der Bohrung angeordnet.In one embodiment of the invention, the filler pin is arranged in a press fit in the bore.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Grundkörper mehrere parallele Druckkanäle auf, in die jeweils ein Füllstift eingesetzt ist, wobei jeder der Füllstifte mindestens eine Füllstiftbohrung aufweist durch welche die Druckübertragung mittels des Druckübertragungsmediums erfolgt, wobei die Füllstiftbohrung den Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre genügt.In one embodiment of the invention, the main body has a plurality of parallel pressure channels, in each of which a filler pin is used, each of the filler pins has at least one Füllstiftbohrung through which the pressure transmission takes place by means of the pressure transmission medium, wherein the Füllstiftbohrung meets the requirements of a flame arrester.

Füllstifte zur Realisierung der Erfindung sind beispielsweise von der Hartmetall-Gesellschaft oder der Firma Ceratizit erhältlich. Ihre Herstellung ist in dem Europäischen Patent EP 0 465 946 B1 offenbart.Filler pens for realizing the invention are available, for example, from Hartmetall-Gesellschaft or Ceratizit. Their preparation is in the European patent EP 0 465 946 B1 disclosed.

Der erfindungsgemäße Druckmessaufnehmer weist gegenüber herkömmlichen Druckmessaufnehmern ein erheblich reduziertes Volumen der Übertragungsflüssigkeit auf, wodurch ein Druckmessfehler aufgrund der thermischen Volumenausdehnung der Übertragungsflüssigkeit reduziert wird.The pressure measuring transducer according to the invention has a considerably reduced volume of the transfer fluid compared with conventional pressure measuring transducers, as a result of which a pressure measuring error due to the thermal volume expansion of the transfer fluid is reduced.

Weitere Vorteile und Gesichtspunkte der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Zeichnungen. Es zeigt:Further advantages and aspects of the invention will become apparent from the dependent claims, the description of the embodiments and the drawings. It shows:

1: Einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessaufnehmers; 1 : A section through a first embodiment of a pressure measuring transducer according to the invention;

2a: Eine Darstellung des maximal zulässigen Durchmessers einer Füllstiftbohrung als Funktion der wirksamen Länge, wenn die Füllstiftbohrung als Flammendurchschlagsperre dienen soll; 2a : A representation of the maximum allowable diameter of a filler hole as a function of effective length, if the filler hole is to serve as a flame arrestor;

2b: Eine Darstellung des Strömungswiderstands von Füllstiftbohrungen als Funktion des Neigungswinkels für Füllstifte verschiedener Längen; 2 B : A representation of the flow resistance of filler pin holes as a function of the angle of inclination for Füllstifte different lengths;

3a: Einen schematischen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Füllstifts eines erfindungsgemäßen Druckmessaufnehmers; 3a : A schematic longitudinal section of a first embodiment of a filling pin of a pressure measuring transducer according to the invention;

3b: Ein Detail des Längsschnitts des ersten Ausführungsbeispiels eines Füllstifts aus 3a an der in 3a mit B gekennzeichneten Position; 3b : A detail of the longitudinal section of the first embodiment of a filling pin 3a at the in 3a position marked B;

3c: Eine Stirnfläche des ersten Ausführungsbeispiels eines Füllstifts aus 3a; und 3c : An end face of the first embodiment of a filling pin 3a ; and

4: Eine Stirnfläche eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Füllstifts eines erfindungsgemäßen Druckmessaufnehmers. 4 : An end face of a second embodiment of a filling pin of a pressure measuring transducer according to the invention.

Der in 1 gezeigte Druckmessaufnehmer 1 umfasst einen Grundkörper 10 mit vorzugsweise abschnittsweise zylindrischer oder kegelstumpfförmiger Geometrie. An der prozeßseitigen Stirnfläche des Grundkörpers 10 ist eine Trennmembran 11 mit ihrem Randbereich unter Einschluß einer Druckkammer 12 druckdicht befestigt. Die Druckkammer umfaßt vorzugsweise eine Vertiefung in der Stirnfläche, wobei die Basisfläche der Vertiefung ein konturiertes Membranbett aufweisen kann, welches zu einer Kontur der Trennmembran 11 komplementär ist. Einzelheiten zur Gestaltung des Membranbetts und der Trennmembran sind dem Fachmann geläufig und beispielsweise in dem US Patent 5,495,768 offenbart. Von der Druckkammer 12 erstreckt sich ein Druckkanal 13 zu einem einer Messzellenkammer 14, die durch eine Aussparung in der dem Prozeß abgewandten zweiten Stirnfläche des Grundkörpers 10 ausgebildet ist. In der Messzellenkammer ist eine Druckmesszelle 15 angeordnet, wobei der Druckkanal 13 in einem von der Druckmesszelle 15 abgeschlossenen Bereich der Messzellenkammer 14 mündet. Derzeit werden piezoresistive Si-Druckmesszellen bevorzugt, wobei gleichermaßen beliebige andere, insbesondere kapazitive Druckmesszellen oder solche mit einem mechanischen Resonator geeignet sind. Der Druckmessaufnehmer 1 weist in der Sensorkammer weiterhin eine Betriebsschaltung 16 auf, welche die Druckmesszelle 15 treibt, ihre Signale auswertet und zur Übertragung an eine übergeordnete Einheit aufbereitet. Die elektrischen Anschlüsse der Betriebsschaltung 16 sind durch eine Glasdurchführung 17 aus der Messzellenkammer 14 geführt, wobei die Glasdurchführung die Anforderungen der Zündschlussklasse „druckfeste Kapselung“ (Ex-d) erfüllt.The in 1 shown pressure transducers 1 includes a main body 10 preferably with sections of cylindrical or frusto-conical geometry. On the process-side end face of the body 10 is a separation membrane 11 with its edge region including a pressure chamber 12 attached pressure-tight. The pressure chamber preferably comprises a depression in the end face, wherein the base surface of the depression may have a contoured membrane bed which leads to a contour of the separation membrane 11 is complementary. Details of the design of the membrane bed and the separation membrane are familiar to the expert and for example in the U.S. Patent 5,495,768 disclosed. From the pressure chamber 12 extends a pressure channel 13 to one of a measuring cell chamber 14 , which pass through a recess in the second end face of the main body facing away from the process 10 is trained. In the measuring cell chamber is a pressure measuring cell 15 arranged, the pressure channel 13 in one of the pressure measuring cell 15 closed area of the measuring cell chamber 14 empties. Currently piezoresistive Si pressure cells are preferred, with any other, in particular capacitive pressure measuring cells or those with a mechanical resonator are equally suitable. The pressure transducer 1 also has an operating circuit in the sensor chamber 16 on which the pressure measuring cell 15 drives, evaluates their signals and prepares them for transmission to a higher-level unit. The electrical connections of the operating circuit 16 are through a glass passage 17 from the measuring cell chamber 14 The glass leadthrough complies with the requirements of the ignition limit class "flameproof enclosure" (Ex-d).

Das zwischen der Druckmesszelle 15 und der Trennmembran 11 eingeschlossene freie Volumen ist mit einer hydraulischen Übertragungsflüssigkeit gefüllt, wobei derzeit Silikonöle als Übertragungsflüssigkeit bevorzugt sind. Wenn im Messbetrieb ein Mediendruck auf die äußere Oberfläche der Trennmembran 11 wirkt, wird dieser aufgrund der Flexibilität der Trennmembran 11 in die Druckkammer 12 und von dort über die Übertragungsflüssigkeit auf die Messzelle übertragen.That between the pressure measuring cell 15 and the separation membrane 11 enclosed free volume is filled with a hydraulic transfer fluid, silicone oils are currently preferred as a transfer fluid. When in measurement mode, a media pressure on the outer surface of the separation membrane 11 This is due to the flexibility of the separation membrane 11 in the pressure chamber 12 and transferred from there via the transmission fluid to the measuring cell.

Der Druckkanal 13 weist einen Füllstift 20 in einem ersten Abschnitt 13, der in Presspassung in eine Bohrung des Druckkanals 13 eingepresst ist. Durch den Füllstift 20 erstrecken sich mehrere helikal bzw. gedrallt verlaufende Füllstiftbohrungen 21, durch welche die Druckübertragung erfolgt, wobei jede der Füllstiftbohrungen die Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre im Sinne der Zündschutzart Ex-d erfüllt. Zur Kontrolle der axialen Position des Füllstifts 20 kann in dem Druckkanal 13 eine Verengung vorgesehen sein, welche eine axiale Anschlagfläche für den Füllstift 20 bildet.The pressure channel 13 has a filler pen 20 in a first section 13 in press fit into a bore of the pressure channel 13 is pressed. Through the filler pen 20 extend several helical or twisted Füllstiftbohrungen 21 , through which the pressure transmission takes place, whereby each of the filler pin bores fulfills the requirements for a flame arrestor in the sense of the type of protection Ex-d. To control the axial position of the filler pin 20 can in the pressure channel 13 a constriction may be provided which has an axial stop surface for the filler pin 20 forms.

Die genauen Abmessungen für die Füllstiftbohrungen 21 ergeben sich aus den Anforderungen an eine Flammendurchschlagsperre und sind im einzelnen der jeweiligen Konstruktion anzupassen. Exemplarische zulässige Abmessungen nach den derzeit gültigen Vorschriften für Flammendurchschlagsperren der Zündschutzklasse Ex-d Abmessungen sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben: Wirksame Länge [mm] Erlaubter Durchmesser der Füllstiftbohrungen [mm] ≥ 6 0,05 ≥ 12,5 0,08 ≥ 40 0,10 The exact dimensions for the filler pin holes 21 arise from the requirements of a flame arrester and are to be adapted individually to the respective construction. Exemplary permissible dimensions according to the currently valid regulations for flame arresters of ignition protection class Ex-d dimensions are given in the following table: Effective length [mm] Permitted diameter of filling pin holes [mm] ≥ 6 0.05 ≥ 12.5 0.08 ≥ 40 0.10

Die entsprechenden Werte sind ebenfalls als Rauten in dem Diagramm in 2a dargestellt, welches den Zusammenhang zwischen dem maximal zulässigen Durchmesser und wirksamer Länge von Kapillaren darstellt. Wenngleich der aktuelle Normungszustand auf diese Punkte als Mindestanforderungen beschränkt ist, muss davon ausgegangen werden, dass zwischen den Wertekombinationen normgemäßen Wertepaaren entlang einer monotonen Funktion weitere Wertepaare von wirksamer Länge und Durchmesser liegen, die den Normzweck erfüllen, wenngleich sie dem aktuellen Stand der Normung nicht genügen. Solche Wertepaare können beispielsweise entlang der durchgezogenen Linie in 2a liegen, welche einen logarithmische Funktion auf Basis eines Fits an die normgerechten Wertepaare zeigt.The corresponding values are also shown as diamonds in the diagram in 2a representing the relationship between the maximum permissible diameter and effective length of capillaries. Although the current standardization state is limited to these points as minimum requirements, it must be assumed that between the value combinations of standard pairs of values along a monotonous function there are further value pairs of effective length and diameter that fulfill the standard purpose, even if they do not meet the current state of standardization , Such pairs of values can, for example, along the solid line in 2a which shows a logarithmic function based on a fit to the standard value pairs.

Durch Neigung der Füllstiftbohrungen kann bei gegebener Füllstiftlänge die wirksame Länge vergrößert werden, was größere Durchmesser ermöglicht. In 2b ist zur Modellierung dieses Zusammenhangs die obige logarithmische Funktion zugrunde gelegt, und man erkennt, dass über eine Neigung der Füllstiftbohrungen deren Strömungswiderstand reduziert werden kann, wobei zur Modellierung eine laminare Strömung angenommen wurde. Der reduzierte Strömungswiderstand ermöglicht im Ergebnis eine schnellere Druckübertragung. Die Kurven in 2b beschreiben von oben nach unten Füllstiiftbohrungen in Füllstiften mit Längen von 6 mm, 12 mm und 24 mm.By inclining the Füllstiftbohrungen the effective length can be increased for a given Füllstiftlänge, which allows larger diameter. In 2 B For modeling this relationship, the above logarithmic function is used as the basis, and it can be seen that through an inclination of the Füllstiftbohrungen their flow resistance can be reduced, wherein for modeling a laminar flow was adopted. The reduced flow resistance allows a faster pressure transmission as a result. The curves in 2 B describe from top to bottom filler holes in billets with lengths of 6mm, 12mm and 24mm.

Insbesondere bei kurzen Füllstiften wirkt sich die Neigung der Füllstiftachse positiv aus, während sie bei einer Füllstiftlänge von 24 mm praktisch keine Vorteile mehr bringt.Especially with short Füllstiften the inclination of the Füllstiftachse affects positively, while at a Füllstiftlänge of 24 mm practically brings no benefits.

3a, 3b und 3c zeigen verschiedene Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines Füllstifts 20, welcher beispielsweise eine Länge von 77 mm aufweist. Durch Führen der Füllstiftbohrungen 21 mit einem helikalen Verlauf, erreichen sie eine wirksame Länge von mehr als 12,5 mm so dass ein Durchmesser von 0,08 mm zulässig ist. Hierdurch wird der Strömungswiderstand gegenüber gerade velaufenden Füllstiftbohrungen reduziert. 3a . 3b and 3c show various views of an embodiment of a filling pen 20 , which for example has a length of 77 mm. By guiding the filler pin holes 21 with a helical course, they reach an effective length of more than 12.5 mm so that a diameter of 0.08 mm is allowed. As a result, the flow resistance is reduced compared to straight velaufenden Füllstiftbohrungen.

Weiterhin können mehr als zwei Füllstiftbohrungen parallel geführt werden, insbesondere 3, 4, 5, ..., 14, 15, 16 Füllstiftbohrungen, wodurch der Strömungswiderstand des Füllstifts erheblich reduziert werden kann. Wenngleich helikal geführte Füllstiftbohrungen die oben erläuterten Vorteile bieten, können die Füllstiftbohrungen auch gerade durch den Füllstift verlaufen, wobei dann der Strömungswiderstand nur über die Zahl der parallel verlaufenden Füllstiftbohrungen zu beeinflussen ist.Furthermore, more than two Füllstiftbohrungen can be performed in parallel, in particular 3, 4, 5, ..., 14, 15, 16 Füllstiftbohrungen, whereby the flow resistance of the Fülldifts can be significantly reduced. While helically guided filler pin holes provide the benefits discussed above, the filler pin holes may also pass straight through the filler pin, and then the flow resistance may be affected only by the number of parallel filler pin holes.

Die in 4 dargestellte Stirnfläche eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Füllstifts 120 zeigt stirnseitige Öffnungen von insgesamt sechzehn Füllstiftbohrungen 124, die ringförmig um die Längsachse des Füllstift angeordnet sind. Hier liegt eine erste Hälfte der Füllstiftbohrungen auf einem Kreis mit einem inneren Radius r_i und eine zweite Hälfte der Füllstiftbohrungen 124 auf einem Kreis mit einem äußeren Radius r_a. Der Abstand zwischen dem äußeren Radius und dem inneren Radius beträgt nicht mehr als vier Durchmesser der Füllstiftbohrungen 124. Die Füllstiftbohrungen 124 sind parallel zur Füllstiftachse durch den Füllstift 120 geführt.In the 4 illustrated end face of a second embodiment of a filling pin 120 shows frontal openings of a total of sixteen Füllstiftbohrungen 124 , which are arranged annularly around the longitudinal axis of the filler pin. Here, a first half of the filler pin holes lie on a circle with an inner radius r _i and a second half of the filler pin holes 124 on a circle with an outer radius r _a. The distance between the outer radius and the inner radius is not more than four diameter of the Füllstiftbohrungen 124 , The filler pin holes 124 are parallel to the filler pin axis through the filler pen 120 guided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1608941 B1 [0001]
EP 0465946 B1 [0016]
US 5495768 [0026]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

IEC 60079-1: 2014 [0004]

Claims

Pressure transducer ( 1 ) for detecting a process pressure, comprising: a pressure measuring cell ( 15 ) and a basic body ( 10 ) which in its interior a measuring cell chamber ( 14 ), in which the pressure measuring cell ( 15 ), wherein the base body ( 10 ) at least one pressure channel ( 13 ) extending from an outer surface of the body ( 10 ) into the measuring cell chamber ( 14 ), wherein the measuring cell chamber ( 14 ) through the pressure channel ( 13 ) can be acted upon by means of a transfer fluid with a process pressure through which the pressure measuring cell ( 15 ) is acted upon by a transmission medium with the process pressure, wherein the pressure channel has a flame arrester, wherein the pressure channel ( 13 ) a bore through the body ( 10 ), in which a filler pin ( 20 ), characterized in that the filler pin ( 20 ) at least one filling hole ( 21 ) through which the pressure transmission takes place by means of the pressure-transmitting medium, wherein in particular the filling pin bore ( 21 ) meets the requirements for a flame arrester.

Pressure transducer ( 1 ) according to claim 1, wherein each filler pin ( 20 ) several filler pin holes ( 21 ) for transmitting the process pressure, which in particular in each case meet the requirements of a flame arrester.

Pressure transducer ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the filling pin bore ( 21 ) or the Füllstiftbohrungen ( 21 ) has a greater length than the filler pin ( 20 ).

Pressure transducer ( 1 ) according to claim 1, wherein the filling pin bore ( 21 ) or the Füllstiftbohrungen ( 21 ) has or have a helical course.

Pressure transducer ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the filling pin bore ( 21 ) or the Füllstiftbohrungen ( 21 ) with respect to a longitudinal axis of the filling pin ( 20 ) is inclined by not less than 20 °, in particular not less than 30 °, preferably not less than 40 °.

Pressure transducer claim 2, wherein the filler pin ( 120 ) has a substantially circular cylindrical shape, wherein a plurality of Füllstiftbohrungen ( 124 ) parallel to the longitudinal axis of the filling pin ( 120 ) are guided.

Pressure measuring transducer according to one of claims 2 to 6, wherein the sum of the cross-sectional areas of the Füllstiftbohrungen is not less than 2%, in particular not less than 4% and preferably not less than 8% of the cross-sectional area of the Füllstifts.

Pressure measuring transducer according to one of claims 2 to 7 wherein the center points of several Füllstiftbohrungen are arranged in a concentric with the cylinder axis ring zone whose radial extent r _a -r _i, for example, not more than 8 diameter, in particular not more than 4 diameters of the Füllstiftbohrungen is.

Pressure measuring transducer according to one of the preceding claims, wherein the filler pin has a substantially circular cylindrical shape, wherein the diameter of the respective Fülllstiftbohrung or Füllstiftbohrungen is not more than a tenth, in particular not more than one twentieth of the diameter of the Füllstifts.

Pressure measuring transducer according to one of the preceding claims, wherein the filler pin comprises a hard metal.

Pressure measuring transducer according to one of the preceding claims, wherein the filling pin is arranged in an interference fit in the bore.

Pressure measuring transducer according to one of the preceding claims, wherein the base body has a plurality of parallel pressure channels, in each of which a filler pin is inserted, wherein the filler pin has at least one Füllstiftbohrung through which the pressure transmission takes place by means of the pressure transmission medium, wherein the Füllstiftbohrung meets the requirements of a flame arrester.