DE102012103688B4

DE102012103688B4 - Differenzdruckmessaufnehmer

Info

Publication number: DE102012103688B4
Application number: DE102012103688.8A
Authority: DE
Inventors: Olaf Textor
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2032-04-27
Also published as: DE102012103688A1; WO2013160077A1

Abstract

Differenzdruckmessaufnehmer, zum Erfassen der Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck, umfassend:ein hydraulisches Messwerk, welches einen Messwerkkörper und mindestens eine erste Trennmembran aufweist, die entlang einer umlaufenden Fügestelle mit dem Messwerkkörper verbunden und mit einem Medium, beaufschlagbar ist, wobei die Trennmembran in ihrem Randbereich eine ringförmige Trennmembrandichtfläche aufweist;wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin mindestens einen ersten Prozessanschlusskörper aufweist, wobei der erste Prozessanschlusskörper eine erste Druckausgangsöffnung aufweist, durch welche die Trennmembran mit dem Medium beaufschlagbar ist, wobei die erste Druckausgangsöffnung von einer ersten Prozessanschlusskörperdichtfläche ringförmig umgeben ist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin mindestens einen ersten Dichtring aufweist, wobei der erste Dichtring zwischen der ersten Trennmembrandichtfläche und der ersten Prozessanschlusskörperdichtfläche axial eingespannt ist,wobei der Differenzdruckmessaufnehmer außer der ersten Trennmembran eine zweite Trennmembran aufweist, die mit einem Medium, beaufschlagbar ist und eine zweite ringförmige Trennmembrandichtfläche aufweist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin einen zweiten Prozessanschlusskörper mit einer zweiten Druckausgangsöffnung aufweist, durch welche die zweite Trennmembran mit einem Medium beaufschlagbar ist, wobei die zweite Druckausgangsfläche von einer zweiten Prozessanschlusskörperdichtfläche ringförmig umgeben ist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin einen zweiten Dichtring aufweist, wobei der zweite Dichtring zwischen der zweiten Trennmembrandichtfläche und der zweiten Prozessanschlusskörperdichtfläche axial eingespannt ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer einen Differenzdruckmesswandler aufweist, der weiterhin mit den an den beiden Trennmembranen anstehenden Mediendrücken beaufschlagbar ist, um deren Differenz zu ermitteln,wobei der erste Dichtring und der zweite Dichtring jeweils als ein Dichtring ausgebildet sind, für den gilt:der Dichtring umfasst einen metallischen Ringkörper (10), der eine erste Dichtfläche (11) auf einer ersten Stirnseite des Ringkörpers (10) und eine zweite Dichtfläche (12) auf einer zweiten Stirnseite des Ringkörpers (10) aufweist, die der ersten Stirnseite abgewandt ist;wobei die erste Dichtfläche (11) im entspannten Zustand des Dichtrings in einem Innenrandbereich (13) des Ringkörpers in einer ersten axialen Richtung am weitesten hervorsteht;wobei die zweite Dichtfläche (12) im entspannten Zustand des Dichtrings in einem Außenrandbereich (14) des Ringkörpers in einer der ersten axialen Richtung entgegengesetzten, zweiten axialen Richtung am weitesten hervorsteht;wobei die erste Dichtfläche ein nicht-metallisches Dichtmaterial aufweist,wobei die zweite Dichtfläche ein nicht-metallisches Dichtmaterial aufweist,wobei der Dichtring (1) nach einer axialen Kompression dz aufgrund einer axialen Einspannung, wobei dz nicht weniger als 2 % der radialen Stärke des Ringkörpers (10) beträgt, nach Wegfall der axialen Einspannung eine Relaxation um mindestens 0,3 dz aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Differenzdruckmessaufnehmer.
In der Prozessindustrie werden u. a. Medien verarbeitet, denen gängige Elastomere nur bedingt standhalten. Es ist daher üblich, bei medienberührenden Dichtungen auf die ansonsten üblichen Elastomere zu verzichten. Stattdessen werden durch metallische Dichtungen oder inerte Kunststoffe, insbesondere Fluorpolymere, wie beispielsweise PTFE oder PFA eingesetzt. Konstruktionen der gegeneinander zu dichtenden Bauteile sind dann den besonderen Eigenschaften der Dichtmaterialien anzupassen. So erfordern beispielsweise metallische Dichtungen in aller Regel große Einspannkräfte um die erforderlichen Flächenpressungen aufzubringen und Fluorpolymerdichtungen müssen konstruktiv elastisch vorgespannt sein, um Wärmeausdehnungsunterschiede zwischen den gewöhnlich metallischen Dichtungspartnern und der Dichtung, thermische Verspannungen in der Konstruktion, sich lockernde Schrauben und ggf. mit den vorgenannten Effekten einhergehende Hystereseerscheinungen ausgleichen zu können. ausgleichen zu können.
Daraus ergibt sich ein Problem für die industrielle Prozessmesstechnik, denn die Messgeräte sollen mit einer möglichst kleinen Variantenzahl hinsichtlich der Konstruktion für die unterschiedlichsten Prozessmedien geeignet sein. Da meistens Elastomerdichtungen ausreichen, ist es nicht gerechtfertigt, alle Geräte so aufwändig zu konstruieren, dass sie thermoplastische Dichtungen ausreichend elastisch vorspannen können.
Die Offenlegungsschriften DE 102 56 489 A1 und US 2011 / 0 057 394 A1 offenbaren jeweils einen elastischen metallischen Dichtring mit S-förmigen Querschnitt.
Das Gebrauchsmuster DE 20 2006 016 225 U1 offenbart einen Druckmessaufnehmer mit einem Dichtring, der ein Elastomer aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Differenzdruckmessaufnehmer mit einem Dichtring bereitzustellen, der anstelle einer Elastomerdichtung einsetzbar ist, und chemisch beständige Werkstoffe aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Differenzdruckmessaufnehmer gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
Der erfindungsgemäße Differenzdruckmessaufnehmer zum Erfassen der Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck umfasst: ein hydraulisches Messwerk, welches einen Messwerkkörper und mindestens eine erste Trennmembran aufweist, die entlang einer umlaufenden Fügestelle mit dem Messwerkkörper verbunden und mit einem Medium, beaufschlagbar ist, wobei die Trennmembran in ihrem Randbereich eine ringförmige Trennmembrandichtfläche aufweist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin mindestens einen ersten Prozessanschlusskörper aufweist, wobei der erste Prozessanschlusskörper eine erste Druckausgangsöffnung aufweist, durch welche die Trennmembran mit dem Medium beaufschlagbar ist, wobei die erste Druckausgangsöffnung von einer ersten Prozessanschlusskörperdichtfläche ringförmig umgeben ist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin mindestens einen ersten Dichtring aufweist, wobei der erste Dichtring zwischen der ersten Trennmembrandichtfläche und der ersten Prozessanschlusskörperdichtfläche axial eingespannt ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer außer der ersten Trennmembran eine zweite Trennmembran aufweist, die mit einem Medium, beaufschlagbar ist und eine zweite ringförmige Trennmembrandichtfläche aufweist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin einen zweiten Prozessanschlusskörper mit einer zweiten Druckausgangsöffnung aufweist, durch welche die zweite Trennmembran mit einem Medium beaufschlagbar ist, wobei die zweite Druckausgangsfläche von einer zweiten Prozessanschlusskörperdichtfläche ringförmig umgeben ist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin einen zweiten Dichtring aufweist, wobei der zweite Dichtring zwischen der zweiten Trennmembrandichtfläche und der zweiten Prozessanschlusskörperdichtfläche axial eingespannt ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer einen Differenzdruckmesswandler aufweist, der weiterhin mit den an den beiden Trennmembranen anstehenden Mediendrücken beaufschlagbar ist, um deren Differenz zu ermitteln, wobei der erste Dichtring und der zweite Dichtring jeweils als ein Dichtring ausgebildet sind, für den gilt: der Dichtring umfasst einen metallischen Ringkörper, der eine erste Dichtfläche auf einer ersten Stirnseite des Ringkörpers und eine zweite Dichtfläche auf einer zweiten Stirnseite des Ringkörpers aufweist, die der ersten Stirnseite abgewandt ist; wobei die erste Dichtfläche im entspannten Zustand des Dichtrings in einem Innenrandbereich des Ringkörpers in einer ersten axialen Richtung am weitesten hervorsteht; wobei die zweite Dichtfläche im entspannten Zustand des Dichtrings in einem Außenrandbereich des Ringkörpers in einer der ersten axialen Richtung entgegengesetzten, zweiten axialen Richtung am weitesten hervorsteht; wobei die erste Dichtfläche ein nicht-metallisches Dichtmaterial aufweist, wobei die zweite Dichtfläche ein nicht-metallisches Dichtmaterial aufweist, wobei der Dichtring (1) nach einer axialen Kompression dz aufgrund einer axialen Einspannung, wobei dz nicht weniger als 2 % der radialen Stärke des Ringkörpers (10) beträgt, nach Wegfall der axialen Einspannung eine Relaxation um mindestens 0,3 dz aufweist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Dichtring nach einer axialen Kompression dz aufgrund einer axialen Einspannung, wobei dz nicht weniger als 3 % der radialen Stärke des Ringkörpers, und bevorzugt nicht weniger als 4 % der radialen Stärke des Ringkörpers beträgt, nach Wegfall der axialen Einspannung eine Relaxation um mindestens 0,3 dz auf.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beträgt die radiale Stärke des Dichtrings nicht weniger als 2%, insbesondere nicht weniger als 3% und bevorzugt nicht weniger als 3,5% des mittleren Durchmessers des Dichtrings.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beträgt die radiale Stärke des Dichtrings nicht mehr als 10%, insbesondere nicht mehr als 8% und bevorzugt nicht mehr als 7% des mittleren Durchmessers des Dichtrings. Der mittlere Durchmesser ist definiert als (d_a + d_i)/2, wobei d_a und d_i den Außendurchmesser und den Innendurchmesser bezeichnen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beträgt die mittlere axiale Stärke des Dichtrings nicht mehr als das Dreifache, insbesondere nicht mehr als das Doppelte, bevorzugt nicht mehr als fünf Drittel und weiter bevorzugt nicht mehr als das drei Halbe der radialen Stärke des Dichtrings. Die radiale Stärke des Dichtrings ist definiert als (d_a - d_i)/2,
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beträgt die mittlere axiale Stärke des Dichtrings nicht weniger als die Hälfte, insbesondere nicht weniger als als zwei Drittel, bevorzugt nicht weniger als das Einfache und besonders bevorzugt nicht weniger als vier Drittel radialen Stärke des Dichtrings.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die erste Dichtfläche eine erste makroskopische Kontur auf, die von dem Außenrandbereich der ersten Dichtfläche bis zu dem am weitesten axial vorstehenden Abschnitt im Innenrandbereich der ersten Dichtfläche monoton ansteigt, wobei die zweite Dichtfläche eine zweite makroskopische Kontur aufweist, die von dem Innenrandbereich der zweiten Dichtfläche bis zu dem am weitesten axial vorstehenden Abschnitt im Außenrandbereich der zweiten Dichtfläche monoton ansteigt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die erste Dichtfläche eine erste makroskopische Kontur auf, die im wesentlichen einem ringförmigen Abschnitt einer Kegelmantelfläche entspricht, wobei die zweite Dichtfläche eine zweite makroskopische Kontur aufweist, die im wesentlichen einem ringförmigen Abschnitt einer Kegelmantelfläche entspricht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist der Ringkörper einen im wesentlichen parallelogrammförmigen Querschnitt auf.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Seiten des Parallelogramms, die durch die Dichtflächen definiert sind, eine Neigung von nicht weniger als 0,5°, insbesondere nicht weniger als 1°, und bevorzugt nicht weniger als 1,3° gegenüber einer Ebene auf, die senkrecht zur maximalen Hauptträgheitsachse des Dichtrings verläuft.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Seiten des Parallelogramms, die durch die Dichtflächen definiert sind eine Neigung von nicht mehr als 4°, insbesondere nicht mehr als 3°, und bevorzugt nicht mehr als 2° gegenüber einer Ebene auf, die senkrecht zur maximalen Hauptträgheitsachse des Dichtrings verläuft.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist mindestens eine der Dichtflächen, vorzugsweise jede der Dichtflächen im Querschnitt des Ringkörpers eine mikroskopische Kammstruktur auf, wobei die Rauhigkeit der Kammstruktur Spitze-Spitze-Abstände von nicht weniger als 5 µm, insbesondere nicht weniger als 8 µm aufweist, und/oder
wobei die Rauhigkeit der Kammstruktur Spitze-Spitze-Abstände von nicht mehr als 20 µm, insbesondere nicht weniger als 14 µm und bevorzugt nicht weniger als 12 µm aufweist.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Stirnseiten des Ringkörpers im Querschnitt abgerundete Randbereiche auf, deren Krümmungsradius nicht weniger als 0,1 mm, vorzugsweise nicht weniger als 0,2mm beträgt.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Stirnseiten des Ringkörpers im Querschnitt abgerundete Randbereiche auf, deren Krümmungsradius nicht mehr als 0,5 mm, vorzugsweise nicht weniger als 0,3mm beträgt.
In einer Weiterbildung umfasst das nicht metallische Dichtmaterial ein Fluor-Polymer, insbesondere PTFE oder PFA, vorzugsweise in einer mittleren Stärke von nicht weniger als 20 µm und nicht mehr als 100 µm. In einer derzeit bevorzugten Ausgestaltung beträgt die mittlere Stärke nicht weniger als etwa 30 µm nicht mehr als etwa 50 µm, insbesondere etwa 35 µm bis 45 µm.
Das PTFE kann insbesondere - nach entsprechender Reinigung und ggf. Plasmabehandlung der Oberflächen des Ringkörpers als Suspension aufgetragen und mittels Sintern verfestigt werden. Derartige Beschichtungen werden beispielsweise von der Firma Rhenotherm in Kempen angeboten.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Dichtring im Hauptschluss axial eingespannt.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Dichtring aufgrund der axialen Einspannung eine axiale Kompression dz auf, die nicht weniger als 2 %, insbesondere nicht weniger als 3 % und vorzugsweise nicht weniger als 4 % der axialen Stärke des metallischen Ringkörpers beträgt, wobei die axiale Kompression dz nicht mehr als 10 %, insbesondere nicht mehr als 8 % und vorzugsweise nicht weniger als 7 % der axialen Stärke des metallischen Ringkörpers beträgt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Dichtring in der Weise axial eingespannt, dass das nicht metallische Dichtmaterial über einen Temperaturbereich von -20°C bis 70 °C, insbesondere von -40 °C bis 80 °C einer mit dem Radius variierenden Flächenpressung unterliegt, die mindestens den Bereich von 0,4 MPa bis 40 MPa überdeckt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Dichtring mit einer solchen Flächenpressung axial eingespannt, dass das nicht metallische Dichtmaterial von dem Metallischen Ringkörper in mindestens einem radialen Bereich durchstoßen ist, so dass der metallische Ringkörper in diesem radialen Bereich direkt auf der Trennmembrandichtfläche aufliegt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Messwerkkörper zwischen dem ersten Prozessanschlusskörper und dem zweiten Prozessanschlusskörper axial eingespannt.
Die Erfindung wird nun anhand des in den Zeichnungen Dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:

1: einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Dichtrings eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers;
2: einen Detaillängsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Druckmessaufnehmers; und
3: einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Dichtrings 1 eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers weist einen metallischen Ringkörper 10 aus korrosionsbeständigem Edelstahl auf. Der Dichtring hat einen Außendurchmesser von etwa knapp 5 cm. Der Innendurchmesser ist etwa 6 mm kleiner. Die axiale Stärke des Ringkörpers 10 in axialer Richtung, also der maximale Abstand in axialer Richtung zwischen der Oberseite und der Unterseite des Dichtrings beträgt etwa 3 mm.
Der Ringkörper 10 weist einen parallelogrammförmigen Querschnitt auf wobei zwei Seiten des Parallelogramms beim Außendurchmesser d_a und beim Innendurchmesser d_i im wesentlichen in axialer Richtung des Ringkörpers verlaufen und wobei die zwei anderen Seiten des Parallelogramms, welche eine erste Dichtfläche 11 bzw. eine zweite Dichtfläche 12 definieren, jeweils um etwa 1,5° gegenüber einer senkecht zur Rotationsachse des Ringkörpers 10 verlaufenden Ebene geneigt sind.
Die erste Dichtfläche 11 steht in einem inneren Randbereich 13 in axialer Richtung am weitesten hervor, während die zweite Dichtfläche 12 steht in einem äußeren Randbereich 14 in entgegengesetzter axialer Richtung am weitesten hervorvorsteht. Die Randbereiche der ersten und der zweiten Dichtfläche 11,12 sind abgerundet mit Krümmungsradien k_1i, k_1a, k_2i, k_2a von beispielsweise etwa 0,2 mm. Die abgerundeten Randbereiche sollen beispielsweise empfindliche Gegenflächen wie eine Trennmembrandichtfläche vor Beschädigungen schützen.
Die Dichtflächen weisen zumindest abschnittsweise eine ringförmig umlaufende Kammstruktur auf mit einer Rauhigkeit die Spitze-Spitze-Werte von etwa 10 µm aufweist.
Zumindest die Dichtflächen sind weiterhin mit einem nicht-metallischen Dichtmaterial, inbesondere PTFE oder PTFA beschichtet, insbesondere mit einer PTFE-Schicht in einer Stärke von etwa 40 µm. Die Beschichtung mit PTFE kann beispielsweise durch Aufbringen einer Suspension mit anschließendem Sintern bei Temperaturen bis zu 300°C erfolgen. Ein kommerzieller Anbieter für derartige Beschichtungen ist beispielsweise die Firma Rhenotherm aus Kempen die eine solche Beschichtung unter der Bezeichnung MK X i anbietet, wobei i = 7 oder 9.
Die Kammstruktur dient insbesondere der besseren Fixierung der Beschichtung. Aufgrund der geringen Ausdehnung sind die Kammstruktur und die Beschichtung in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Der Dichtring dient bestimmungsgemäß dazu, zwischen einem Messwerkkörper 21 eines hydraulischen Messwerks 20 und einem Prozessanschlusskörper 30 axial eingespannt zu werden, wie in 2 dargestellt ist. Im Extremfall kann der Dichtring 10 so stark eingespannt sein, dass die Dichtflächen 11, 12 - anders als in 2 gezeigt - im wesentlichen vollflächig und insbesondere in planparallelen Ebenen liegen, die beispielsweise durch eine messwerkseitige, ringförmige Trennmembrandichtfläche 24 einer metallischen Trennmembran 22 oder eine prozessanschlusskörperseitige, ringförmige Prozessanschlusskörperdichtfläche 32 eines Prozessanschlusskörpers 30 definiert werden.
Die Trennmembran 22 überdeckt eine Duckkammer eines hydraulischen Pfads 25, über den der auf die Trennmembran einwirkende Druck zu einem (hier nicht gezeigten) Druckmesswandler zu übertragen ist.
Auf diese Weise wird ein Flächenpressungsgradient entlang des Radius für das nicht metallisches Dichtmaterial erzeugt. Bei entsprechend gewählter axialer Einspannung fällt die Flächenpressung aufgrund der zumindest anteilig verbleibenden Elastizität des Ringkörpers von den Flächenpressungsmaxima über die Dichtfläche im wesentlichen makroskopisch monoton ab, so dass immer ein Flächenpressungsbereich zwischen 40 MPa und 0,4 MPa zuverlässig abgedeckt wird. Der Begriff „makroskopisch monoton“ bedeutet, dass mikroskopische Schwankungen der Flächenpressung, beispielsweise aufgrund der Kammstruktur der Dichtflächen hierbei unbeachtlich sind.
Bei ausreichender axialer Einspannung des Ringkörpers 10 treten an dem inneren Randbereich 13 der ersten Dichtfläche 11 und an dem äußeren Randbereich 14 der zweiten Dichtfläche 12 Flächenpressungsmaxima auf, die zum Durchstoßen des nicht-metallischen Dichtmaterials, hier der PTFE-Schicht führen können. Dies steht der Wirkungsweise des Dichtrings nicht entgegen, sondert bewirkt stattdessen vielmehr einen wünschenswerten, definierten Startpunkt maximaler Flächenpressung.
Die verbleibende Elastizität im Ringkörper reicht aus, eine nachlassende axiale Einspannung zwischen dem Prozessanschlusskörper 30 und dem Messwerkkörper 21 bis zu einem wert von 0,3 dz auszugleichen wobei dz das Maß der axialen Einspannung ist.
Es ist derzeit bevorzugt, dass der Dichtring 1 mit seiner zweiten Dichtfläche 13 der Trennmembrandichtfläche 24 zugewandt ist. In diesem Fall tritt das Flächenpressungsmaximum auf der Trennmembranseite im äußeren Randbereich des Dichtrings 1 auf, wodurch Rückwirkungen auf den auslenkbaren Bereich der Trennmembran 22 minimiert sind.
Der in 3 dargestellte Differenzdruckmessaufnehmer umfasst ein hydraulisches Messwerk 20 welches zwischen zwei als Prozessflansche ausgebildeten Prozessanschlusskörpern 30 axial eingespannt ist, wobei jeweils zwischen einem Prozessanschlusskörper 30 und einer Stirnseite des hydraulischen Messwerks 20 ein Dichtring 10 axial eingespannt ist. Einzelheiten der Einspannung sind im Zusammenhang mit 2 erläutert. An den beiden Stirnseiten des hydraulischen Messwerks 20 ist jeweils eine Trennmembran 22 angeordnet die jeweils einen hydraulischen Pfad 25 abschließt, der dazu vorgesehen ist, den auf die jeweilige Trennmembran 25 einwirkenden Druck zu einer Differenzdruckmesszelle 40 im Innern des hydraulischen Messwerks 20 zu übertragen.

Claims

Differenzdruckmessaufnehmer, zum Erfassen der Differenz zwischen einem ersten Mediendruck und einem zweiten Mediendruck, umfassend: ein hydraulisches Messwerk, welches einen Messwerkkörper und mindestens eine erste Trennmembran aufweist, die entlang einer umlaufenden Fügestelle mit dem Messwerkkörper verbunden und mit einem Medium, beaufschlagbar ist, wobei die Trennmembran in ihrem Randbereich eine ringförmige Trennmembrandichtfläche aufweist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin mindestens einen ersten Prozessanschlusskörper aufweist, wobei der erste Prozessanschlusskörper eine erste Druckausgangsöffnung aufweist, durch welche die Trennmembran mit dem Medium beaufschlagbar ist, wobei die erste Druckausgangsöffnung von einer ersten Prozessanschlusskörperdichtfläche ringförmig umgeben ist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin mindestens einen ersten Dichtring aufweist, wobei der erste Dichtring zwischen der ersten Trennmembrandichtfläche und der ersten Prozessanschlusskörperdichtfläche axial eingespannt ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer außer der ersten Trennmembran eine zweite Trennmembran aufweist, die mit einem Medium, beaufschlagbar ist und eine zweite ringförmige Trennmembrandichtfläche aufweist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin einen zweiten Prozessanschlusskörper mit einer zweiten Druckausgangsöffnung aufweist, durch welche die zweite Trennmembran mit einem Medium beaufschlagbar ist, wobei die zweite Druckausgangsfläche von einer zweiten Prozessanschlusskörperdichtfläche ringförmig umgeben ist; wobei der Differenzdruckmessaufnehmer weiterhin einen zweiten Dichtring aufweist, wobei der zweite Dichtring zwischen der zweiten Trennmembrandichtfläche und der zweiten Prozessanschlusskörperdichtfläche axial eingespannt ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer einen Differenzdruckmesswandler aufweist, der weiterhin mit den an den beiden Trennmembranen anstehenden Mediendrücken beaufschlagbar ist, um deren Differenz zu ermitteln, wobei der erste Dichtring und der zweite Dichtring jeweils als ein Dichtring ausgebildet sind, für den gilt: der Dichtring umfasst einen metallischen Ringkörper (10), der eine erste Dichtfläche (11) auf einer ersten Stirnseite des Ringkörpers (10) und eine zweite Dichtfläche (12) auf einer zweiten Stirnseite des Ringkörpers (10) aufweist, die der ersten Stirnseite abgewandt ist; wobei die erste Dichtfläche (11) im entspannten Zustand des Dichtrings in einem Innenrandbereich (13) des Ringkörpers in einer ersten axialen Richtung am weitesten hervorsteht; wobei die zweite Dichtfläche (12) im entspannten Zustand des Dichtrings in einem Außenrandbereich (14) des Ringkörpers in einer der ersten axialen Richtung entgegengesetzten, zweiten axialen Richtung am weitesten hervorsteht; wobei die erste Dichtfläche ein nicht-metallisches Dichtmaterial aufweist, wobei die zweite Dichtfläche ein nicht-metallisches Dichtmaterial aufweist, wobei der Dichtring (1) nach einer axialen Kompression dz aufgrund einer axialen Einspannung, wobei dz nicht weniger als 2 % der radialen Stärke des Ringkörpers (10) beträgt, nach Wegfall der axialen Einspannung eine Relaxation um mindestens 0,3 dz aufweist.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 1, wobei der Dichtring (1) nach einer axialen Kompression dz aufgrund einer axialen Einspannung, wobei dz nicht weniger als 3 % der radialen Stärke des Ringkörpers (10) beträgt, nach Wegfall der axialen Einspannung eine Relaxation um mindestens 0,3 dz aufweist.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die radiale Stärke des Dichtrings nicht weniger als 2% und nicht mehr als 10% des mittleren Durchmessers des Dichtrings beträgt, und wobei die mittlere axiale Stärke des Dichtrings nicht mehr als das Dreifache und nicht weniger als die Hälfte der radialen Stärke des Dichtrings beträgt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 3, wobei die radiale Stärke des Dichtrings nicht weniger als 3% und nicht mehr als 8% des mittleren Durchmessers des Dichtrings beträgt, und wobei die mittlere axiale Stärke des Dichtrings nicht mehr als das Doppelte, und nicht weniger als zwei Drittel der radialen Stärke des Dichtrings beträgt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Dichtfläche eine erste makroskopische Kontur aufweist, die von dem Außenrandbereich der ersten Dichtfläche bis zu dem am weitesten axial vorstehenden Abschnitt im Innenrandbereich der ersten Dichtfläche monoton ansteigt, wobei die zweite Dichtfläche eine zweite makroskopische Kontur aufweist, die von dem Innenrandbereich der zweiten Dichtfläche bis zu dem am weitesten axial vorstehenden Abschnitt im Außenrandbereich der zweiten Dichtfläche monoton ansteigt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 5, wobei die erste Dichtfläche eine erste makroskopische Kontur aufweist, die im Wesentlichen einem ringförmigen Abschnitt einer Kegelmantelfläche entspricht, wobei die zweite Dichtfläche eine zweite makroskopische Kontur aufweist, die im wesentlichen einem ringförmigen Abschnitt einer Kegelmantelfläche entspricht.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Ringkörper einen im wesentlichen parallelogrammförmigen Querschnitt aufweist, wobei die Seiten des Parallelogramms, die durch die Dichtflächen definiert sind, eine Neigung von nicht weniger als 0,5° und nicht mehr als 4° gegenüber einer Ebene aufweisen, die senkrecht zur maximalen Hauptträgheitsachse des Dichtrings verläuft.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 7, wobei die Seiten des Parallelogramms, die durch die Dichtflächen definiert sind, eine Neigung von nicht weniger als 1 ° und nicht mehr als 3° gegenüber der Ebene aufweisen, die senkrecht zur maximalen Hauptträgheitsachse des Dichtrings verläuft.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens eine der Dichtflächen, im Querschnitt des Ringkörpers eine mikroskopische Kammstruktur aufweist, wobei die Rauhigkeit der Kammstruktur Spitze-Spitze-Abstände von nicht weniger als 5 µm und von nicht mehr als 20 µm aufweist.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Stirnseiten des Ringkörpers im Querschnitt abgerundete Randbereiche aufweisen, deren Krümmungsradius (k_a1, k_a2, ki_i1, k_i2) nicht weniger als 0,1 mm und nicht mehr als 0,5 mm beträgt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das nicht metallische Dichtmaterial ein Fluor-Polymer, insbesondere PTFE oder PFA, vorzugsweise in einer mittleren Stärke von nicht weniger als 20 µm und nicht mehr als 100 µm umfasst.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring aufgrund der axialen Einspannung eine axiale Kompression dz aufweist, die nicht weniger als 3 % und nicht mehr als 10 % der axialen Stärke des metallischen Ringkörpers beträgt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring aufgrund der axialen Einspannung eine axiale Kompression dz aufweist, die nicht weniger als 4 %, und nicht mehr als 8 % der axialen Stärke des metallischen Ringkörpers beträgt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring in der Weise axial eingespannt ist, dass das nicht metallische Dichtmaterial über einen Temperaturbereich von -20°C bis 70 °C einer mit dem Radius variierenden Flächenpressung unterliegt, die mindestens den Bereich von 0,4 MPa bis 40 MPa überdeckt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dichtring mit einer solchen Flächenpressung axial eingespannt ist, dass das nicht metallische Dichtmaterial von dem metallischen Ringkörper in mindestens einem radialen Bereich durchstoßen ist, so dass der metallische Ringkörper in diesem radialen Bereich direkt auf der Trennmembrandichtfläche und/oder der Prozessanschlusskörperdichtfläche aufliegt.