Trennmembrane

Trennmembrane dienen der Trennung von Druckmessgeräten wie Manometern, Drucksensoren und Druckschaltern in anspruchsvollen Prozessen und dem Schutz vor schwierigen Medien, beispielsweise:

  • Aggressive Medien, die nicht mit dem Messgerät in Berührung kommen dürfen
  • Hochviskose Medien, die nicht durch den Geräteanschluss fliessen können
  • Toxische Medien, die eine Gefahr für die Umwelt darstellen können
  • Kristallisierende und polymerisierende Medien
  • Medientemperaturen, die die Temperaturbeständigkeit des Messgerätes überschreiten
  • Hygienische Anwendungen, bei denen Medien nicht in Hohl- und/oder Toträume gelangen dürfen
  • Situationen, in denen die Ablesung nicht am Druckpunkt (Kapillarleitung) erfolgt

 

Funktion und Aufbau

Der auf die Trennmembran ausgeübte Prozessdruck wird über ein hydraulisches System präzise auf das Messgerät übertragen. Das Messgerät wird entweder direkt oder über ein Kühlelement oder ein Distanzrohr – auch Kapillarleitung genannt – mit der Trennmembran verbunden. Die am häufigsten verwendete Ausführung ist die Trennmembran mit einer verschweissten Membran. Sie besteht aus den folgenden Komponenten:

Die am häufigsten verwendete Ausführung ist die Trennmembran mit einer verschweissten Membran. Sie besteht aus den folgenden Komponenten:

  • Oberteil mit sinusförmiger, flexibler Membran und einem Anschluss für das Messgerät
  • Unterteil mit einem Anschluss für die Prozessseite

 

Ober- und Unterteil werden durch einen Ring mit Schrauben und Muttern zusammengeklemmt. Die Metallmembran, die in verschiedenen korrosionsbeständigen Materialien erhältlich ist, wird mit dem Oberteil verschweisst und bildet so eine dichte Einheit. Der Raum des Oberteils und des Messgerätes wird mittels einer Vakuum-/Füllanlage vollständig mit einer prozessfähigen Flüssigkeit gefüllt. Dies geschieht unter Hochvakuum, um zu verhindern, dass die Füllflüssigkeit Lufteinschlüsse enthält, die die Messung aufgrund der Kompressibilität der Luft beeinträchtigen würden. Nachdem der gefüllte Teil hermetisch verschlossen wurde, darf er nicht mehr geöffnet werden. Die Membran reagiert auf den Druck des zu messenden Mediums und überträgt diesen Druck über die Füllflüssigkeit auf das Messgerät, woraufhin – z. B. bei einem Rohrfedermanometer – der gemessene Druck auf einer Anzeigeskala angezeigt wird.

Auskleidung für eine längere Lebensdauer

Für den Einsatz unter anspruchsvollsten Prozessbedingungen kann die Trennmembran wahlweise ausgekleidet oder aus einem hochwertigen Material wie PTFE, Hastelloy, Monel, Tantal, Titan, Silber oder Gold gefertigt werden. Die richtige Wahl des Materials ist von entscheidender Bedeutung für die Lebensdauer der Trennmembran und des Messgeräts.

Für hochaggressive Medien wie Salze und Säuren wird vorzugsweise eine Flanschverbindung mit einer Tantalmembran verwendet. In diesen Fällen wird der Anschlussflansch mit PTFE ausgekleidet. Der Flansch ist notwendig, um eine gute Abdichtung zu erreichen.

 

Sicherheit und Schutz

Neben dem praktischen Grund für den Einsatz einer Trennmembran – Schutz des Messgerätes vor dem Medium – bietet eine Trennmembran ein hohes Mass an Sicherheit:

  • Ist das Messsystem oder das Distanzrohr beschädigt, darf an der Bruchstelle kein Medium austreten.
  • Die Trennmembran selbst ist gegen Überlastung geschützt.

 

Dennoch kann ein Riss in der Trennmembran nicht zu 100 % ausgeschlossen werden. Im Falle eines Risses oder Bruchs können einige Milliliter Füllflüssigkeit in den Prozess gelangen. Deshalb wird z. B. in der Lebensmittelindustrie eine spezielle, gesundheitlich unbedenkliche Füllflüssigkeit verwendet.