專(zhuān)利名稱(chēng)：具有至少一個(gè)至少在某些區(qū)域的絕緣層的管道或測(cè)量管以及用于制造它的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)至少在某些區(qū)域的絕緣層的管道或測(cè)量管以及用 于制造這種管道或測(cè)量管的方法。
背景技術(shù)：
利用絕緣層，在其余區(qū)域?qū)щ姷闹黧w可以相對(duì)于一部分其外部環(huán)境絕緣。最主要 的是，從磁感應(yīng)流量計(jì)或泵的制造領(lǐng)域出發(fā)，這種管迄今為止對(duì)于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員是 已知的。通常，這種管道或測(cè)量管包括支持管，其往往是金屬的；絕緣層；和在絕緣層中提 供的加強(qiáng)件。這里，加強(qiáng)件可以由開(kāi)孔蜂窩材料構(gòu)成。通常，加強(qiáng)件被引入支持管中并且與 其接觸。為此，通常在支持管中燒結(jié)青銅球。一個(gè)例子是Endress+Hauser的Promag H系列,其直徑小于25mm。特別是對(duì)于磁感應(yīng)流量測(cè)量所已知的測(cè)量管，它們?cè)趦?nèi)側(cè)具有內(nèi)襯，以將電極相 對(duì)于支持管電絕緣。這個(gè)內(nèi)襯通常被稱(chēng)為“襯里”。粘附的或者真空的或者壓入的襯里的缺 點(diǎn)是，在溫度或壓力波動(dòng)的情況下不足夠保證在支持管和襯里之間的粘合。這會(huì)導(dǎo)致例如 由于支持管和襯里之間的不同熱膨脹系數(shù)或者發(fā)生的負(fù)壓而產(chǎn)生的脫落，這意味著測(cè)量精 度顯著降低。通常，噴涂或熱熔化的襯里具有較低的絕緣性能，從而測(cè)量精度和測(cè)量管的使 用壽命下降。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的緊固結(jié)構(gòu)，襯里是利用燕尾或橋式結(jié)構(gòu)固定在支持管的內(nèi)側(cè) 上。這種逐點(diǎn)固定不能持久地防止襯里脫落。另外，已知被引入支持管以加強(qiáng)襯里的支撐 體。在這種支撐體中，管的直徑略小于支持管和一定數(shù)量的孔的內(nèi)徑。這種管被引入支持 管并且完全被絕緣材料包圍。要仔細(xì)選擇孔的數(shù)目，因?yàn)槿绻椎拈g隔太大，那么存在絕緣 層從用作加強(qiáng)件的管脫落的危險(xiǎn)。完全涂敷用作加強(qiáng)件的管所需的絕緣材料的量相當(dāng)大。另一種支撐體由格狀或網(wǎng)狀或三維的織物構(gòu)成，其可以由多種材料(例如，金屬) 制成，該織物被引入支持管中并且與支持管逐點(diǎn)地材料接合地連接并且被絕緣層的材料包 圍。為了保證襯里足夠穩(wěn)定，必須有許多固定點(diǎn)。在測(cè)量管的內(nèi)徑錐形分布的情況中，實(shí)現(xiàn) 具有這種支撐體的加強(qiáng)件非常復(fù)雜。另一種支撐體由多孔材料制成，絕緣層的材料部分滲入該多孔材料的孔中并且因 而粘附于支撐體。例如在EP1039269A1中描述了這種支撐體。支撐體由抗彎曲材料制成， 其應(yīng)當(dāng)保證這種加強(qiáng)襯里足夠穩(wěn)定，不易于從支持管脫落或者襯里不易折疊或者襯里保護(hù) 層不易破碎。為此，多孔支撐體必須不接觸支持管或者不與支持管牢固連接。EP0581017B1描述了一種具有多孔支撐體的測(cè)量管，其接觸支持管并且直到支持 管的內(nèi)側(cè)才達(dá)到絕緣層的材料。于是，在支撐體朝向支持管的一側(cè)上的孔未被充填。所有這些結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是，它們的制造比較復(fù)雜并且因而較貴。沒(méi)有提供支撐體和 支持管之間的無(wú)縫連接，特別是能夠吸收軸向及徑向力的材料結(jié)合的連接。為了制造具有絕緣層的管道或測(cè)量管，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知一種簡(jiǎn)單的方法，其 中將支撐體固定在預(yù)制的支持管中，或者在支持管中制造這個(gè)支撐體，并且隨后將絕緣層引入帶有安裝好的支撐體的支持管中。EP1039269A1描述了一種方法，其中，在預(yù)制的支持 管的內(nèi)腔中形成合適形狀的多孔支撐體，具體的方式是將燒結(jié)芯棒引入支持管的內(nèi)腔，燒 結(jié)芯棒與支持管形成了燒結(jié)空間，支撐體的燒結(jié)起始材料被引入該燒結(jié)空間中并被燒結(jié)， 然后除去燒結(jié)芯棒，之后將澆鑄芯棒引入具有支撐體的支持管的內(nèi)腔，該澆鑄芯棒與支持 管形成澆鑄空間，絕緣層的液化的起始材料被充入該澆鑄空間，在除去澆鑄芯棒之前，該起 始材料滲入支撐體并固化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特別是當(dāng)支撐體要與支持管精確匹配和/或固定相連時(shí)以及/或者當(dāng)必須考慮與裝置相關(guān)的特征(例如，在磁感應(yīng)流量計(jì)的情況中，用于之后引入電極或線(xiàn)圈 鐵心的開(kāi)口)時(shí)，分離地引入支撐體意味著提高的制造開(kāi)銷(xiāo)。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的是對(duì)于工業(yè)應(yīng)用，特別是對(duì)于磁感應(yīng)流量計(jì)，提供一種可低成本制造的具有絕緣層的管道或測(cè)量管，以及一種用于制造該管道或測(cè)量管的方法，該方法 包括很少的方法步驟并且需要較小的制造努力。在裝置方面通過(guò)以下特征實(shí)現(xiàn)該目的管狀元件，其具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域，并且在其余區(qū)域具有封閉的結(jié)構(gòu)，其中在施加絕緣層時(shí)，絕緣層的材料可以滲 入管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔中，并且絕緣層在要被絕緣的一側(cè)上具有封閉的均勻結(jié) 構(gòu)。管狀元件具有一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域并且在其它區(qū)域具有封閉的結(jié)構(gòu)，該 管狀元件由一個(gè)坯件構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)一件式的管狀元件是利用一次成形方法制造 的。以這種方式，在設(shè)計(jì)的實(shí)施方面提供了很大的自由度。于是，支撐體和支持管不是彼此 分離和/或不同地制造并且材料結(jié)合地連接和/或由相同材料構(gòu)成的兩個(gè)工件，而是管狀 元件通過(guò)其所述的結(jié)構(gòu)而聯(lián)合或替換支持管和支撐體。例如對(duì)于磁感應(yīng)流量計(jì)的電極，在 一次成形處理中可能已經(jīng)提供了用于要引入的機(jī)體(例如用于磁感應(yīng)流量計(jì)的電極)的中 空部。而且，之后產(chǎn)生的孔具有較高強(qiáng)度，并且因而具有較高的形狀穩(wěn)定性。與具有引入的 燒結(jié)體作為支撐體的類(lèi)似管道或測(cè)量管相比，本發(fā)明的管道或者本發(fā)明的測(cè)量管具有更大 的強(qiáng)度。在絕緣層的整個(gè)長(zhǎng)度上，管狀元件和絕緣層之間的連接近似恒定。因此管道或測(cè) 量管對(duì)于由負(fù)壓、正壓和溫度引起的震動(dòng)的抵抗性很強(qiáng)，并且依賴(lài)于絕緣層材料而適用于 衛(wèi)生應(yīng)用。下面，通過(guò)例子說(shuō)明本發(fā)明在磁感應(yīng)流量計(jì)中的應(yīng)用。除了在磁感應(yīng)流量計(jì)以及 基于超聲的流量計(jì)和在泵中的應(yīng)用之外，還可以想象其他應(yīng)用，其中絕緣材料必須位于例 如金屬的管之內(nèi)和/或之上。在本發(fā)明的裝置的具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步發(fā)展中，管狀元件具有擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的 區(qū)域并且在其余區(qū)域具有封閉的結(jié)構(gòu)，這樣的管狀元件由相同材料制成。對(duì)于標(biāo)稱(chēng)直徑 ^ 25mm的管以及對(duì)于直徑大小和/或形狀沿管的長(zhǎng)度變化的管，本發(fā)明的裝置特別具有優(yōu)
點(diǎn)ο在本發(fā)明的裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，管狀元件由金屬材料，特別是非鐵磁性金 屬或非鐵磁性金屬合金制成。特別優(yōu)選的是鎳合金用作非鐵磁性材料。特別是對(duì)于磁感應(yīng) 流量計(jì)，這些合金具有非常好的特性。也可以使用其他適合工業(yè)應(yīng)用且可被制造為擁用開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的材料，諸如鋁合金、鋅合金、鈷-鉻-鎢合金、以及某些金屬基質(zhì)復(fù)合材料。本發(fā)明的裝置的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施例中，一件式的管狀元件具有一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域并且在其余區(qū)域具有封閉結(jié)構(gòu)，該管狀元件是利用熔模鑄造方法而作為鑄件 生產(chǎn)的。本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣層的金屬是不導(dǎo)電且無(wú)磁性的。這例如 可以是有機(jī)塑料或者天然聚合物。絕緣層特別優(yōu)選地由不導(dǎo)電且無(wú)磁性的熱硬化性的或彈 性的或特別是熱塑性的材料制成。特別地，除了硬橡膠和含氟塑料(諸如，PTFE、PFA)之外， 聚氨酯具有良好的化學(xué)及機(jī)械特性以及良好的可使用性。絕緣層特別優(yōu)選地利用壓力鑄造 或噴射模塑方法制造，特別是利用傳遞模塑法制造。然而，其他方法也可用于制造絕緣層及 其與管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的牢固連接。在本發(fā)明的裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，管狀元件在封閉均勻結(jié)構(gòu)之外的開(kāi)孔蜂窩 結(jié)構(gòu)的孔密度在1 50孔每英寸(PPi)的范圍。特別優(yōu)選地是10 30ppi的孔密度。在 本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選實(shí)施例中，管狀元件在封閉均勻結(jié)構(gòu)之外的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔隙 度在80 99%的范圍。特別優(yōu)選的是92 98%的孔隙度。以這種方式，結(jié)合優(yōu)選的孔密 度，利用絕緣層的材料以及絕緣層的良好穩(wěn)定性，提供了開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的足夠強(qiáng)度及穩(wěn)定 性以及同時(shí)足夠的孔滲透度。在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的裝置實(shí)施例中，管道或測(cè)量管是流量測(cè)量系統(tǒng)特別是 磁感應(yīng)流量測(cè)量系統(tǒng)的一部分，或者管道或測(cè)量管是泵的一部分。在本發(fā)明的裝置的一個(gè)非常優(yōu)選的實(shí)施例中，管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)位于管狀 元件的朝向管道或測(cè)量管中流動(dòng)的介質(zhì)且具有均勻封閉結(jié)構(gòu)的一側(cè)上。絕緣層的具有封閉均勻結(jié)構(gòu)的一側(cè)相應(yīng)地朝向管道或測(cè)量管中流動(dòng)的介質(zhì)。特別 是，這個(gè)實(shí)施例對(duì)于管道或測(cè)量管中流動(dòng)的介質(zhì)的流量測(cè)量是具有優(yōu)點(diǎn)的。在本發(fā)明的裝置的另一個(gè)非常優(yōu)選的實(shí)施例中，在管狀元件的具有封閉均勻結(jié)構(gòu) 的區(qū)域之外的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)朝向在管狀元件中提供的開(kāi)口的區(qū)域。例如在磁感應(yīng)流量計(jì)中 提供這種開(kāi)口，其中例如電極被放置于這些開(kāi)口中。通常，在管狀元件中可以提供大量開(kāi)在本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選實(shí)施例中，管狀元件具有凸肩，其在管狀元件的封閉 結(jié)構(gòu)中并且指向管狀元件的端側(cè)。在本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選實(shí)施例中，在凸肩的區(qū)域中，管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié) 構(gòu)的區(qū)域向著管狀元件端側(cè)的方向超出具有封閉均勻結(jié)構(gòu)的區(qū)域。在引入絕緣層的情況 中，這在處理技術(shù)上是具有優(yōu)點(diǎn)的。于是，例如在裝模中獲得了更小的流動(dòng)阻力，這意味著 更高的材料貫穿。鑄模被迅速填充，其中鑄模材料(PFA)的粘度近似相同。根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)選實(shí)施例，絕緣層的壁厚近似恒定。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，管道或測(cè)量管的凈寬可以在管道或測(cè)量管的長(zhǎng)度上在大小 及形狀方面變化。特別地在磁感應(yīng)流量測(cè)量中，具有優(yōu)點(diǎn)的是在一半的管長(zhǎng)上凈寬錐形分 布的管。在本發(fā)明的裝置的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，管狀元件和絕緣層具有牢固的形狀 互鎖的連接。這里，絕緣層的材料無(wú)需達(dá)到管狀元件的封閉均勻結(jié)構(gòu)的一側(cè)。在本發(fā)明的裝置的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，絕緣層的材料達(dá)到管狀元件的封閉均勻結(jié)構(gòu)的一側(cè)。管狀元件的在封閉均勻結(jié)構(gòu)之外的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔特別優(yōu)選地被完全 填充。在本發(fā)明的裝置的另一實(shí)施例中，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域以及相應(yīng)的絕緣層位于管狀元件的外側(cè)面上。在本發(fā)明的裝置的一種變型中，管狀元件的內(nèi)側(cè)面和外側(cè)面具有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域以及絕緣層。為了實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明還在于一種用于制造具有至少一個(gè)至少在某些區(qū)域的絕緣層的管道或測(cè)量管的方法，其中管狀元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域并且在該 區(qū)域之外具有封閉結(jié)構(gòu)，該管狀元件是利用一次成形方法形成的，并且在隨后的一次成形 方法中形成絕緣層，其中絕緣層的材料滲入管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔中，并且絕緣層 在要被絕緣的一側(cè)上具有封閉的均勻結(jié)構(gòu)。以這種方式，在管道或測(cè)量管的設(shè)計(jì)實(shí)施方面 提供了較大的自由度。在本發(fā)明的方法的另一特別優(yōu)選的實(shí)施例中，管道或測(cè)量管的制造方法應(yīng)用于以下情況，其中管道或測(cè)量管是用于流量測(cè)量的系統(tǒng)的一部分，特別是用于磁感應(yīng)流量測(cè)量 或者用于基于超聲進(jìn)行流量測(cè)量的系統(tǒng)的一部分，或者管道或測(cè)量管是泵的一部分。在本發(fā)明的方法的優(yōu)選的進(jìn)一步發(fā)展中，具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域且在其余區(qū)域具有封閉結(jié)構(gòu)的管狀元件是利用一次成形方法，利用鑄模而由基本金屬的材 料制成的。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)非常優(yōu)選的實(shí)施例，具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的 區(qū)域且在其余區(qū)域具有封閉結(jié)構(gòu)的管狀元件是利用鑄造方法，特別是利用熔模鑄造方法制 成的。這些方法通?；旧习ㄒ韵陆忉尩姆椒ú襟E。開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的基本或原始模型 (特別是為管狀元件的形狀)是由可熔融的、可蒸發(fā)的或可溶于水的材料制成的，特別是由 蠟或塑料制成的，特別是由熱塑性材料制成的，例如利用快速原型設(shè)計(jì)方法或者通過(guò)共聚 物(例如，聚氨酯)起泡而制成?；灸Ｐ拖噙B，形成所謂的模型群。具有封閉結(jié)構(gòu)的管狀 元件的基本模型也屬于這個(gè)模型群。鑄模材料施加于模型群上，鑄模材料例如利用相同或 不同鑄模材料以及粘合劑(例如，硅酸乙酯)的粘合劑懸濁液粘附于模型群。粘合劑懸濁 液例如通過(guò)模型群滲入粘合劑懸濁液而得到涂敷。其他鑄模材料(例如，難溶的石英砂) 例如是通過(guò)噴灑而涂敷的。然后，執(zhí)行基本模型的熔融或燃燒。這里，不允許基本模型的材 料體積顯著增大，以不會(huì)危害鑄模材料的集中性。這種方法作為復(fù)制方法而已知。通過(guò)有 策略地選擇粘合劑懸濁液與合金的組合，可以避免附加的前端層例如通過(guò)重新浸入消失模 而施加于消失模之中和/或之上，這個(gè)前端層與構(gòu)成本發(fā)明的管狀元件的熔融物(即，液化 的材料)和/或回填材料接觸并且具有特殊的積極特性。然后，燒制鑄模材料并因而形成 對(duì)于實(shí)際鑄造步驟的消失模?？梢岳盟缮⒌蔫T模材料回填消失模，然而這并不是絕對(duì)需 要的。之后，利用液化的可熔模鑄造的材料，特別是金屬材料，將管狀元件澆鑄在消失模中， 該管狀元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域并且在其余區(qū)域具有封閉結(jié)構(gòu)。鑄造步 驟通常在通過(guò)燒制步驟加熱的消失模中進(jìn)行，或者消失模被利用相應(yīng)的工具而達(dá)到一定溫 度。通常，通過(guò)敲擊材料、振動(dòng)、使用壓縮空氣、水吹或砂吹、超聲、或者通過(guò)利用酸性或堿性 溶液沖洗，而除去消失模的鑄模材料。
精確的過(guò)程參數(shù)(例如，鑄模溫度、鑄造溫度、或冷卻條件)依賴(lài)于用于要制造的 本發(fā)明管狀元件所使用的材料，或者依賴(lài)于要制造的本發(fā)明管狀元件的鑄模材料和/或形 狀，特別是依賴(lài)于開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的大小。對(duì)于鑄模材料需要有較高的耐熱性、較高的復(fù)制精 度、對(duì)于鑄造的較高機(jī)械強(qiáng)度、良好的脫型特性以及相對(duì)于熔融物(也就是相對(duì)于對(duì)于本 發(fā)明的管狀元件所選擇的材料)較高的流動(dòng)性和反應(yīng)活性。為此，通常使用石膏、磷酸鹽 或硫酸鹽接合的鑄模材料。作為前端層，通常使用所謂的泥漿浸液。除了對(duì)于鑄模材料的 需求之外，對(duì)于前端層還要求在干燥時(shí)具有與鑄模材料的良好兼容性以及不明顯的收縮。 在對(duì)于本發(fā)明的管狀元件優(yōu)選的材料中，除了鎳合金和銅合金之外，還有鋁合金、鋅合金、 鈷-鉻_鎢合金以及某些金屬基質(zhì)復(fù)合材料。
鑄造過(guò)程能夠在一個(gè)加工步驟中制造復(fù)合部件，例如海綿和實(shí)心部件。以這種方 式，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)(也稱(chēng)為海綿材料)與封閉結(jié)構(gòu)或?qū)嵭牟考g的連接非常好。通過(guò)開(kāi) 孔特性，其他合金可以滲透海綿。這種滲透例如是以壓鑄法、加壓鑄塑法或者壓差法(也稱(chēng) 為熔模鑄造法)實(shí)現(xiàn)的。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的基本模型在聯(lián)接在一起成 為模型群之前受到加熱時(shí)，保持機(jī)械變形。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例，鑄模材料的粉末部件的顆粒比本發(fā)明的管 狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔要小。在本發(fā)明的方法的另一特別優(yōu)選實(shí)施例中，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的基本模型匹配封閉的 管狀元件的基本模型。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，例如在封閉的管狀元件的基本模型的內(nèi)徑 錐形分布時(shí)，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的大量基本模型聯(lián)合。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，大量具有封閉結(jié)構(gòu)的基本模型聯(lián)合，以形 成封閉的管狀元件的基本模型。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，封閉的管狀結(jié)構(gòu)的基本模型和/或開(kāi)孔蜂 窩結(jié)構(gòu)的基本模型包含中空部或者孔和/或上升部或芯棒，并且/或者附加的基本模型和/ 或芯棒聯(lián)合，其中芯棒之后形成中空部或孔和/或凸肩或者其他功能形狀。一次成形方法 的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以在本發(fā)明的裝置的鑄模中制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)并且無(wú)需利用機(jī)加工處理。在本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，管狀元件在封閉的均勻結(jié)構(gòu)之外的開(kāi)孔蜂 窩結(jié)構(gòu)的孔密度在1 50孔每英寸(ppi)的范圍。特別優(yōu)選地是10 30ppi的孔密度。 在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，管狀元件在具有封閉均勻結(jié)構(gòu)之外的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu) 的孔隙度在80 99%的范圍。特別優(yōu)選的是92 98%的孔隙度。以這種方式，結(jié)合優(yōu)選 的孔密度，利用絕緣層的材料以及絕緣層的良好穩(wěn)定性，提供了同時(shí)具有足夠強(qiáng)度及穩(wěn)定 性以及足夠的孔滲透度的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例中，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的基本模型聯(lián)合的區(qū)域位于封閉 的管狀元件的基本模型的外側(cè)面上。在本發(fā)明的方法的一個(gè)變型中，封閉的管狀元件的基本模型的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面具 有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的基本模型聯(lián)合的區(qū)域。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選發(fā)展中，本發(fā)明的管狀元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂 窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域并且在其余區(qū)域具有封閉結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的管狀元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔 蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域并且在其余區(qū)域具有封閉結(jié)構(gòu)，該管狀元件在制造絕緣層之前被進(jìn)行機(jī)械處理。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一特別優(yōu)選的進(jìn)一步發(fā)展，管道或測(cè)量管的絕緣層是利用 鑄模方法制造的，特別是利用噴射鑄造法或傳遞鑄造法制造。通常，這些方法主要包括以下方法步驟-利用預(yù)制的管狀元件以及利用暫時(shí)保持的鑄模形成鑄造空間，該管狀元件具有 至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域且在其余區(qū)域具有封閉的結(jié)構(gòu)，所述鑄模確定對(duì)于絕緣 層的材料的鑄造空間以及絕緣層之后的形狀并且除了至少一個(gè)用于液化的絕緣層材料的 澆口之外密閉地包圍該鑄造空間；-將液化的絕緣層材料澆鑄到澆鑄空間中；和-除去暫時(shí)保持的鑄模。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知例如利用傳遞鑄模方法形成絕緣層(例如，根據(jù) EP1039269A1)，因而這里不作進(jìn)一步解釋。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例，使用大量暫時(shí)保持的鑄模。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一特別優(yōu)選實(shí)施例，暫時(shí)保持的鑄模與管狀元件的封閉結(jié) 構(gòu)之間的鑄造空間至少部分包括管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的方法的優(yōu)選的進(jìn)一步發(fā)展中，液化的絕緣層材料滲入管狀元件的開(kāi)孔 蜂窩結(jié)構(gòu)中并且在暫時(shí)保持的鑄模被除去之前凝固。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，特別是當(dāng)開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的基本模型位于管 狀基本模型之間時(shí)，在某些區(qū)域不提供暫時(shí)保持的鑄模。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，暫時(shí)保持的鑄模包含中空部或孔和/或上 升部或芯棒，并且/或者附加的鑄模和/或芯棒聯(lián)合，這在之后形成了中空部或孔和/或凸 肩或者其他功能形狀。一次成形方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以制造復(fù)雜的部件結(jié)構(gòu)并且無(wú)需機(jī) 加工步驟。在本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣層的材料是不導(dǎo)電的。這可以例如是 有機(jī)塑料或者天然聚合物。絕緣層特別優(yōu)選地由不導(dǎo)電且非磁性的熱硬化性或彈性或特別 是熱塑性材料制成。特別地，除了硬橡膠和含氟塑料(例如，PTFE、PFA)之外，聚氨酯具有 良好的化學(xué)和機(jī)械性能以及良好的可使用性。在本發(fā)明的方法的另一特別優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣層的材料不達(dá)到管狀元件的封閉 均勻結(jié)構(gòu)的一側(cè)，或者絕緣層的材料達(dá)到管狀元件的封閉均勻結(jié)構(gòu)的一側(cè)并且管狀元件的 在封閉均勻結(jié)構(gòu)之外的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔被完全填充。在本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，絕緣層被機(jī)械處理。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，附圖中圖1以部分截面示出本發(fā)明的用于磁感應(yīng)流量計(jì)的測(cè)量管，其不具有絕緣層；和圖2以部分截面示出本發(fā)明的用于磁感應(yīng)流量計(jì)的測(cè)量管，其具有絕緣層。
具體實(shí)施例方式圖1以部分視圖顯示了本發(fā)明的用于磁感應(yīng)流量計(jì)的測(cè)量管。為清楚起見(jiàn)，在圖 1中省略了絕緣層。測(cè)量管1朝向測(cè)量介質(zhì)3的一側(cè)在這里是要被絕緣的一側(cè)。用于測(cè)量測(cè)量介質(zhì)3在管內(nèi)部的流量的管狀元件6擁有封閉的均勻結(jié)構(gòu)2，并且在 封閉結(jié)構(gòu)2朝向測(cè)量介質(zhì)3的一側(cè)上具有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4。均勻的封閉結(jié)構(gòu)2同軸地圍繞 開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4，并且用作測(cè)量管1的外部的形狀彎曲且形狀穩(wěn)定的護(hù)套。從均勻的封閉結(jié) 構(gòu)2到開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4的過(guò)渡是無(wú)縫的。這個(gè)管狀元件6優(yōu)選由非磁性金屬(例如，鎳基合金)制成并且以熔模鑄造方法 制造。開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4具有近似恒定的厚度。為了壓密地插入可由測(cè)量介質(zhì)3流經(jīng)的管道 中，測(cè)量管1具有入口側(cè)的第一末端和出口側(cè)的第二末端。這些末端是管狀元件6的端面 7。這里，管狀元件6的內(nèi)徑在端面7比在中間要大。以這種方式，管狀元件6在其一半長(zhǎng) 度上具有內(nèi)徑的圓錐狀分布。管狀元件6在其封閉的均勻結(jié)構(gòu)2中具有凸肩9，其指向端面7。這些凸肩密封用 于引入絕緣層5的工具。開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4在這些凸肩9上朝向端面的方向突出。在這個(gè)區(qū) 域中，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4并不與同軸圍繞開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4的均勻封閉結(jié)構(gòu)2直接同軸接觸。以這種方式，均勻封閉的絕緣層5可以在端側(cè)完全封閉開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4，從而在測(cè)量管1中，開(kāi) 孔蜂窩結(jié)構(gòu)不再是可見(jiàn)的，并且開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)與凸肩9相結(jié)合而表現(xiàn)出可容易制造的近似 恒定的預(yù)定層厚。進(jìn)一步，提供開(kāi)口 8，其容納用于測(cè)量在測(cè)量介質(zhì)3中感生的電壓的電極。在這些 開(kāi)口 8的區(qū)域中，均勻封閉結(jié)構(gòu)2在管狀元件6朝向測(cè)量介質(zhì)的一側(cè)上被沉孔。在這個(gè)第 一沉孔10的區(qū)域中具有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)，其除了軸向平行之外還沿著開(kāi)口 8的方向。以這種 方式，這里未顯示的絕緣層5也沿著共軸方向由開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)支持在開(kāi)口 8的區(qū)域中。均 勻封閉結(jié)構(gòu)2在其相對(duì)側(cè)上也被沉孔。然而，這里的第二沉孔11不深，從而開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu) 4指向管狀元件6背離測(cè)量介質(zhì)3的一側(cè)。在其他實(shí)施例中，橫貫的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4可以在開(kāi)口 8的區(qū)域中延伸至管狀元件 6背離測(cè)量介質(zhì)3的一側(cè)。在均勻封閉結(jié)構(gòu)2的兩個(gè)側(cè)面上延伸的和/或連續(xù)的特別是具 有近似同樣厚度的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4不能僅僅在開(kāi)口 8上，而是還要在測(cè)量管的端面7上或 者在管狀元件6的封閉結(jié)構(gòu)2的兩個(gè)層之間，例如在管狀元件6的封閉結(jié)構(gòu)2中的槽內(nèi)。作為圖1的補(bǔ)充，圖2顯示了測(cè)量管1的絕緣層5。相應(yīng)地，除了已知的特征之外，測(cè)量管1還包括同軸環(huán)繞的封閉均勻結(jié)構(gòu)2、在封 閉結(jié)構(gòu)2的內(nèi)側(cè)面上的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4、以及絕緣層5，該絕緣層將測(cè)量管1相對(duì)于測(cè)量介 質(zhì)3絕緣。絕緣層5在測(cè)量介質(zhì)3的一側(cè)上具有均勻封閉結(jié)構(gòu)。在制造測(cè)量管1期間，絕 緣層5的材料滲入管狀元件6的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4的孔中并且因而形成與其的牢固連接。絕緣層5的封閉均勻區(qū)域，包括在端面7上或者開(kāi)口 8的區(qū)域中，具有近似恒定的 壁厚。正如在具有較小標(biāo)稱(chēng)直徑的磁感應(yīng)流量計(jì)中常見(jiàn)的，測(cè)量管1在其一半長(zhǎng)度上具有 內(nèi)徑的圓錐狀分布，這是因?yàn)樵诔驕y(cè)量介質(zhì)3的均勻封閉絕緣層5與管狀元件6的封閉 結(jié)構(gòu)2之間的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4的厚度在測(cè)量管1的長(zhǎng)度上近似恒定。用于測(cè)量在測(cè)量介質(zhì)3中感生的電壓的電極12壓密地插入開(kāi)口 8中。絕緣層5 被電極12在開(kāi)口 8的方向上支持，從而所示出的漏斗狀開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4的實(shí)施例足以保護(hù)絕緣層5不會(huì)從管狀元件6脫落。于是，沉孔10、11被這樣成型，使得在管狀元件6封閉結(jié)構(gòu)2的背離測(cè)量介質(zhì)3的一側(cè)上不存在管狀元件6的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4。在凸肩9上，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)4在凸肩9上突出超過(guò)管狀元件的封閉結(jié)構(gòu)2。于是， 均勻封閉的絕緣層5在朝向測(cè)量管1端面7的方向上具有同軸面14，其具有直至邊緣的光 滑且平坦的表面。如果沒(méi)有這個(gè)凸起13，則絕緣層5在沒(méi)有其他處理的情況下將不會(huì)有在 朝向端面7的方向上直至邊緣的平坦光滑表面，并且用于引入絕緣層5的工具會(huì)由于制造 原因而不被封閉。附圖標(biāo)記1測(cè)量管2管狀元件的封閉均勻結(jié)構(gòu)3測(cè)量介質(zhì)4管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)5絕緣層的封閉均勻結(jié)構(gòu)6管狀元件7 端面8 開(kāi)口9 凸肩10 沉孔11 沉孔12 電極13管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的凸起14絕緣層的端面
權(quán)利要求
管道或測(cè)量管(1)，其具有至少一個(gè)至少在某些區(qū)域的絕緣層(5)，其特征在于，該管道或測(cè)量管具有以一次成形方法制造的管狀元件(6)，該元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)(4)的區(qū)域并且在其余區(qū)域具有封閉的結(jié)構(gòu)(2)，其中在施加所述絕緣層(5)時(shí)，所述絕緣層(5)的材料能夠滲入所述管狀元件(6)的所述開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)(4)的孔中，并且所述絕緣層(5)在要被絕緣的一側(cè)具有封閉均勻結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu) (4)的區(qū)域的管狀元件(6)是利用熔模鑄造方法制造的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，絕緣層(5)是利用鑄造方法制 造的，特別是利用壓力鑄造或噴射模塑方法制造的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔大小為 1 50ppio
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔隙度為 80 99%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，管道或測(cè)量管(1)是流量 測(cè)量系統(tǒng)特別是磁感應(yīng)流量測(cè)量系統(tǒng)的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，管狀元件(6)的擁有開(kāi)孔 蜂窩結(jié)構(gòu)(4)的區(qū)域在朝向管狀元件(6)中流動(dòng)的介質(zhì)(3)的一側(cè)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，管狀元件(6)的擁有開(kāi)孔 蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域在管狀元件(6)中的開(kāi)口(8)的一側(cè)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，管狀元件(6)在一個(gè)端面 (7)上具有在封閉結(jié)構(gòu)(2)中的凸肩(9)，其中該凸肩(9)指向所述端面(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，在管狀元件(6)的端面(7)上，管 狀元件(6)的擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)(4)的區(qū)域沿向著端面(7)的方向超出封閉結(jié)構(gòu)(2)的凸 肩(9)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 10之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，絕緣層(5)的封閉均勻 結(jié)構(gòu)的壁厚近似恒定。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11之一所述的管道或測(cè)量管(1)，其中，管道或測(cè)量管(1)的凈 寬能夠在管道或測(cè)量管(1)的長(zhǎng)度上變化。
13.用于制造管道或測(cè)量管(1)特別是根據(jù)權(quán)利要求1 12之一所述的管道或測(cè)量 管(1)的方法，該管道或測(cè)量管具有至少一個(gè)至少在某些區(qū)域的絕緣層(5)，其特征在于， 利用一次成形方法形成管狀元件，該管狀元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域并且 在該區(qū)域之外具有封閉結(jié)構(gòu)；以及在隨后的一次成形方法中形成絕緣層，其中所述絕緣層 的材料滲入所述管狀元件的所述開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔中，并且所述絕緣層在要被絕緣的一側(cè) 上具有封閉均勻結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于制造管道或測(cè)量管的方法，其中，用于形成管道或測(cè) 量管的管狀元件的一次成形方法是熔模鑄造方法，其包括以下方法步驟制造開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的基本模型，特別是石蠟?zāi)Ｐ?，其特別是為管狀元件的形狀；制造具有封閉結(jié)構(gòu)的管狀元件的基本模型；將所述基本模型連接在一起；通過(guò)施加鑄模材料而將連接的基本模型內(nèi)嵌于消失模中； 熔化基本模型并將消失模燒制為澆鑄模型；將管狀元件的材料澆鑄到消失模中，該管狀元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū) 域并且在其余區(qū)域具有封閉結(jié)構(gòu)；以及 除去消失模的鑄模材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于制造管道或測(cè)量管的方法，其中，用于形成管道或測(cè) 量管的絕緣層的一次成形方法是鑄模方法，其包括以下方法步驟利用預(yù)制的管狀元件以及利用暫時(shí)保持的鑄模形成鑄造空間，該管狀元件具有至少一 個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的區(qū)域且在其余區(qū)域具有封閉的結(jié)構(gòu)，所述鑄模限定了對(duì)于絕緣層的 材料的鑄造空間并由此限定了絕緣層之后的形狀，并且所述鑄模除了至少一個(gè)用于液化的 絕緣層材料的澆口之外對(duì)于鑄造密封地關(guān)閉該鑄造空間； 將液化的絕緣層材料澆注入澆鑄空間中；以及 除去暫時(shí)保持的鑄模。
全文摘要
管道或測(cè)量管(1)，其具有至少一個(gè)至少在某些區(qū)域的絕緣層(5)，該管道或測(cè)量管包含以一次成形方法制造的管狀元件(6)，該元件具有至少一個(gè)擁有開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)(4)的區(qū)域并且在其余區(qū)域具有封閉的結(jié)構(gòu)(2)，其中在施加絕緣層時(shí)，絕緣層的材料可以滲入管狀元件的開(kāi)孔蜂窩結(jié)構(gòu)的孔中，并且絕緣層在要被絕緣的一側(cè)具有封閉的均勻結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G01F1/58GK101802566SQ200880103540
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者弗蘭克·沃伊特, 維爾納·沃爾格穆特 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司