双向密封开关装置及燃气过滤器的制作方法

本实用新型涉及压力容器结构技术领域，特别是涉及一种双向密封开关装置及燃气过滤器。

背景技术：

压力容器在工业生产过程中得到了广泛的应用。以燃气过滤器为例，其属于压力容器中的一种，在燃气高压(0.4Mpa＜P＜4.0Mpa)、中压(0.01Mpa≤P≤ 0.4Mpa)、低压(P＜0.01Mpa)供气系统中广泛使用，起到净化燃气、保护管道及设备、提升燃烧质量、提高能源利用效率的作用。是燃气输配生产中不可或缺的过滤设备。

目前，传统压力容器密封形式多采用螺栓紧固方式与筒本体连接，存在拆装困难、维护保养操作时间长、设备笨重等缺陷，给生产维护带来诸多不便。同时，需在密封法兰片上加工水纹线，导致加工工艺复杂，加工精度控制困难，且在生产运行过程中容易出现磨损消耗，存在一定的泄漏隐患。

在密封原理上，传统法兰片螺栓紧固式压力容器依靠螺栓连接压紧唇形密封垫圈进行密封，但当生产运行出现带压开启误操作时，容易发生安全事故，造成人、财损失。

技术实现要素：

基于此，本实用新型在于克服现有技术的不足，提供一种防泄漏、防误操作的双向密封开关装置及燃气过滤器。

其技术方案如下：

一种双向密封开关装置，包括筒体、盖体及密封圈，所述盖体包括固定盖及设于所述固定盖一侧的凸起部，所述密封圈套设于所述凸起部外，所述筒体的内孔包括依次设置的第一孔段、第二孔段及第三孔段，所述第一孔段与所述固定盖匹配，所述第二孔段与所述密封圈匹配，所述第三孔段与所述凸起部匹配，所述第一孔段与所述第二孔段之间的过渡连接面为第一端面，所述第一孔段的内壁沿周向间隔设有至少两个第一卡齿，所述固定盖的外边缘具有与所述第一卡齿对应设置的第二卡齿，相邻的两个所述第一卡齿之间形成用于通过所述第二卡齿的卡口，所述第一卡齿与所述第一端面之间形成与所述第二卡齿匹配的卡接空间，当所述第二卡齿位于所述卡接空间内时，所述密封圈的上下两侧面分别抵设所述固定盖及所述筒体的内壁，所述密封圈的外侧面抵设所述第二孔段的内壁。

上述双向密封开关装置，可将盖体装入筒体，其中固定盖上的第二卡齿通过由相邻的两个第一卡齿之间形成的卡口，再通过旋转固定盖，使第二卡齿转动至第一卡齿与第一端面之间的卡接空间，由于盖体装入筒体后，密封圈与第二孔段匹配，则密封圈受到盖体与筒体的轴向挤压，密封圈可对盖体与筒体之间的配合进行密封，此时若筒体内受压时，盖体会受到远离筒体方向的压力，但由于在远离筒体的方向上，第二卡齿会抵住第一卡齿，保证对密封圈的持续挤压，可防止上述双向密封开关装置发生泄漏，且筒体内压力越大，第二卡齿与第一卡齿之间的相互作用力越大，导致盖体与筒体之间的摩擦力越大，起到自紧固的作用，可防止在筒体受压时打开盖体的误操作，同时，密封圈受到轴向挤压时会产生径向的形变，此时密封圈的外壁抵设于第二孔段的内壁上，则此时密封圈在轴向、径向上均受到挤压，筒体内压力越大时，密封圈受到的压力也不断增加，此时密封圈进一步发生形变，使密封圈在轴向上更加抵紧固定盖及筒体，在径向上更加抵紧第二孔段的内壁，则密封圈的密封效果更好，可实现自增强密封的效果。

进一步地，所述第二卡齿远离所述凸起部的侧面为配合面，在所述固定盖的旋转方向上，所述配合面的前端为楔形面，所述配合面的后端为抵接面，所述楔形面与水平面的夹角范围为0°～60°，所述抵接面为水平面。

进一步地，所述楔形面与水平面的夹角为15°。

进一步地，所述第二孔段与所述第三孔段之间的过渡连接面为第二端面，所述第一卡齿靠近所述第一端面的侧面与所述第二端面之间的距离为L1，所述第二卡齿的最大厚度为L2，所述密封圈的轴向厚度为L3，其中，L1<L2+L3。

进一步地，所述第一端面与所述第二端面之间的距离为L4，其中，L4≧L3。

进一步地，所述第二孔段的孔径减去所述密封圈的外径的差值不大于 0.6mm。

进一步地，所述固定盖远离所述凸起部的一侧还设有握把。

进一步地，所述第一卡齿为均匀间隔设置，所述第二卡齿为均匀间隔设置。

进一步地，所述密封圈为O型垫圈。

一种燃气过滤器，包括进气管、出气管及如上述任意一项所述的双向密封开关装置，所述进气管、所述出气管均与所述筒体连通，所述第三孔段上设有与所述进气管连通的进气口，所述第三孔段上设有与所述出气管连通的出气口。

上述燃气过滤器，筒体与盖体之间的配合可对密封圈进行轴向挤压，保证密封圈的密封效果，当气体由进气管进入筒体内并由排出管排出时，筒体内受压，此时第二卡齿可抵住第一卡齿，防止盖体脱离筒体，保证对密封圈的持续挤压，可防止上述燃气过滤器发生泄漏，同时随着筒体内的压力增大，第二卡齿与第一卡齿之间的相互作用力也随之增大，则筒体与盖体之间的摩擦力也不断增大，可防止在筒体内带压时打开盖体的误操作。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的双向密封开关装置的俯视图一；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为本实用新型实施例所述的双向密封开关装置的俯视图二；

图4为本实用新型实施例所述的筒体的剖视图；

图5为本实用新型实施例所述的盖体的俯视图；

图6为图4中B处的局部放大图；

图7为本实用新型实施例所述的盖体的剖视图；

图8为本实用新型实施例所述的密封圈的剖视图。

附图标记说明：

100、筒体，110、第一孔段，111、第一卡齿，112、第一端面，113、卡口，114、卡接空间，120、第二孔段，121、第二端面，130、第三孔段，200、盖体，210、固定盖，211、第二卡齿，211a、楔形面，211b、抵接面，220、凸起部，300、密封圈，400、握把。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1至图4所示，双向密封开关装置包括筒体100、盖体200及密封圈 300，盖体200包括固定盖210及设于固定盖210一侧的凸起部220，密封圈300 套设于凸起部220外，筒体100的内孔包括依次设置的第一孔段110、第二孔段 120及第三孔段130，第一孔段110与固定盖210匹配，第二孔段120与密封圈 300匹配，第三孔段130与凸起部220匹配，第一孔段110与第二孔段120之间的过渡连接面为第一端面112，第一孔段110的内壁沿周向间隔设有至少两个第一卡齿111，固定盖210的外边缘具有与第一卡齿111对应设置的第二卡齿211，相邻的两个第一卡齿111之间形成用于通过第二卡齿211的卡口113，第一卡齿 111与第一端面112之间形成与第二卡齿211匹配的卡接空间114，当第二卡齿 211位于卡接空间114内时，密封圈300的上下两侧面分别抵设固定盖210及筒体100的内壁，密封圈300的外侧面抵设第二孔段120的孔壁。

上述双向密封开关装置，可将盖体200装入筒体100，其中固定盖210上的第二卡齿211通过由相邻的两个第一卡齿111之间形成的卡口113，再通过旋转固定盖210，使第二卡齿211转动至第一卡齿111与第一端面112之间的卡接空间114，由于盖体200装入筒体100后，密封圈300与第二孔段120匹配，则密封圈300受到盖体200与筒体100的轴向挤压，密封圈300可对盖体200与筒体100之间的配合进行密封，此时若筒体100内受压时，盖体200会受到远离筒体100方向的压力，但由于在远离筒体100的方向上，第二卡齿211会抵住第一卡齿111，保证对密封圈300的持续挤压，可防止上述双向密封开关装置发生泄漏，且筒体100内压力越大，第二卡齿211与第一卡齿111之间的相互作用力越大，导致盖体200与筒体100之间的摩擦力越大，起到自紧固的作用，可防止在筒体100受压时打开盖体200的误操作，同时，密封圈300受到轴向挤压时会产生径向的形变，此时密封圈300的外壁抵设于第二孔段120的内壁上，则此时密封圈300在轴向、径向上均受到挤压，且筒体100内的压力越大时，密封圈300受到的压力也在不断增加，此时密封圈进一步发生形变，使密封圈 300在轴向上更加抵紧固定盖210及筒体100、在径向上更加抵紧第二孔段120 的内壁，则密封圈300的密封效果更好，可实现自增强密封效果。

可选地，密封圈300的材质为橡胶或金属等。

具体地，第一孔段110设于筒体100的一端，筒体100的另一端为密封结构，在筒体100、盖体200及密封圈300装配后，可在盖体200与密封结构之间形成密闭的腔体。当有介质进入腔体内，会使腔体的内壁受压。

可选地，第一孔段110、第二孔段120及第三孔段130的内径依次减小。

可选地，第一卡齿111的数量与第二卡齿211的数量相等。

具体地，第一卡齿111的数量为三个，此时盖体200与筒体100配合安装后，通过第一卡齿111与第二卡齿211的抵接，实现对盖体200的周向固定，可防止盖体200由于振动等原因发生转动，导致盖体200脱离筒体100，可保证上述双向密封开关装置的密封效果。

可选地，筒体100与盖体200可为不锈钢、铸铁、铸钢或锻钢等材质。

具体地，筒体100为圆形筒状结构，固定盖210为圆形板件，凸起部220 为圆柱状结构，同时筒体100的内孔为圆形孔。此时可对筒体100与盖体200 进行周向密封。

具体地，当第二卡齿211位于卡接空间114内时，密封圈300的内侧壁抵设于凸起部220的外壁上。此时可进一步提升防泄漏，自增强密封效果更好。

进一步地，如图5所示，第二卡齿211远离凸起部220的侧面为配合面，在所述固定盖210的旋转方向上，上述配合面的前端为楔形面211a，上述配合面的后端为抵接面211b，楔形面211a与水平面的夹角范围为0°～60°，抵接面 211b为水平面。此时当盖体200与筒体100配合安装时，楔形面211a可方便旋转盖体200使第二卡齿211旋入卡接空间114内，实现第一卡齿111与第二卡齿 211的卡接，随着第二卡齿211旋入卡接空间114的过程，密封圈300也逐渐受压，同时抵接面211b可保证在筒体100内受压时，第二卡齿211可稳定的抵在第一卡齿111上，保证密封圈300各处均受压，提高密封效果，当楔形面211a 与水平面之间的夹角过大时，会导致第一卡齿111与第二卡齿211的摩擦力较小，因此将楔形面211a与水平面之间的夹角范围限定为0°～60°，保证当筒体100 内受压时，第一卡齿111与第二卡齿211之间的摩擦力较大，实现上述双向密封开关装置的自紧固效果。

可选地，第一卡齿111靠近第一端面112的侧面包括配合楔形面及配合抵接面，其中，配合楔形面与楔形面211a平行设置，配合抵接面与抵接面211b平行设置。可进一步方便第一卡齿111与第二卡齿211之间通过螺旋转动的方式进行卡接。

进一步地，楔形面211a与水平面的夹角为15°。此时既可方便盖体200与筒体100的配合安装，同时上述双向密封开关装置的自紧固效果较好。

进一步地，如图6至图8所示，第二孔段120与第三孔段130之间的过渡连接面为第二端面121，第一卡齿111靠近第一端面112的侧面与第二端面121 之间的距离为L1，第二卡齿211的最大厚度为L2，密封圈300的轴向厚度为 L3，其中，L1<L2+L3。此时无论筒体100内是否受压，密封圈300均可受到第二端面121与盖体200的持续挤压，可进一步防止上述双向密封开关装置泄漏。

本实施例中，密封圈300的轴向厚度中的“轴向”为密封圈300中心轴的长度方向。

可选地，密封圈300的内径小于第三孔段130的孔径。由于密封圈300的内径小于第三孔段130的孔径，可保证在筒体100与盖体200对密封圈300造成挤压时，密封圈300的一部分超出第二端面121，当筒体100内受压时，压力会迫使密封圈300超出第二端面121的部分同时贴设第三孔段130的内壁及固定盖210靠近凸起部220的侧面，起到更好的密封效果。

进一步地，如图6及图8所示，第一端面112与第二端面121之间的距离为L4，其中，L4≧L3。此时第二孔段120的长度小于密封圈300的轴向厚度，当盖体200与筒体100配合时，密封圈300伸出第二孔段120，此时盖体200的固定盖210可挤压密封圈300，保证密封效果。

可选地，0.45mm≧L1-L2-L3≧0.33mm。由于在配合时，需要确保密封圈300 处于被挤压状态，但同时密封圈300不能由于形变过大造成失效等情况，且密封圈300形变较大时，会导致第一卡齿111与第二卡齿211的抵设过紧，导致盖体200不易脱离筒体100，因此将L1-L2-L3的数值设定于上述范围，既可保证密封圈300的密封效果，同时可防止盖体200与筒体100之间的拆装。

具体地，L1-L2-L3＝0.39mm。此时密封圈300可实现的效果更好。

进一步地，第二孔段120的孔径减去密封圈300的外径的差值不大于 0.6mm。试验人员在对筒体100、盖体200及密封圈300的装配结构进行密封测试时，发现当筒体100内的压力上升至一定数值时，上述装配结构会存在漏气的情况，由于在上述装配结构中，主要靠密封圈300起到密封防泄漏的作用，因此试验人员着重对密封圈300的参数及状态进行了探究，由此发现当筒体100 内的压力达到一定数值时，密封圈300与第一端面112之间会产生一定的间隙，使第二孔段120的内壁及第一端面112与密封圈300之间形成间隙通道，导致泄漏的发生，为此，试验人员提出使密封圈300的外壁与第二孔段120的内壁抵接，以进一步防止泄漏发生，同时由于在上述装配结构完成后，密封圈300 会受到挤压发生变形，因此第二孔段120与密封圈300之间可为过盈配合、过渡配合或间隙配合，但若第二孔段120与密封圈300之间的间隙不能过大；或密封圈300的尺寸不能比第二孔段120的孔径大太多，会影响装配，同时需要保证上述装配结构完成后，密封圈300的外壁会抵设于第二孔段120的内壁，经过试验人员的研究，得到当第二孔段120的内壁与密封圈300的外壁之间的间隙不大于0.6mm时，上述装配结构中的密封圈300通过挤压变形，密封圈300 的外壁会抵设于第二孔段120的内壁上，此时可实现进一步地密封。

本实施例中，密封圈300的外径为密封圈300未装配之间的外径。

进一步地，如图1及图3所示，固定盖210远离凸起部220的一侧还设有握把400。可方便盖体200与筒体100之间的配合安装。

可选地，握把400与固定盖210铰接。

进一步地，第一卡齿111为均匀间隔设置，第二卡齿211为均匀间隔设置。此时可方便筒体100与盖体200之间的转动配合。

可选地，密封圈300的横截面可为矩形、圆形或其他形状。

进一步地，如图8所示，密封圈300为O型垫圈。O型垫圈的密封效果较好，同时为标准件，成本较低，且密封圈300在受到轴向挤压时，密封圈300 在径向上的形变较大，可更好的抵在第二孔段120的内壁上，

具体地，上述密封圈300的横截面直径为3.5mm。

在一个具体实施例中，第一卡齿111靠近第一端面112的侧面与第二端面 121之间的距离L1为11.9mm，固定盖210的厚度L2为8.79mm，密封圈300 的横截面直径L3为3.5mm，第一端面112与第二端面121之间的距离L4为3mm，密封圈300的外径为129.41mm，凸起部220的外径为122.81mm，第二孔段120 的孔径为130.1mm，第三孔段130的孔径为123mm。

因为密封圈300的外径129.41mm小于第二孔段120的孔径130.1mm，所以当密封圈300与第二孔段120匹配时，密封圈300的其径向上并未受到压缩。而密封圈300的轴向上，密封圈300的变形量为L1-L2-L3＝0.39mm，因此密封圈300在其轴向上的变形量为0.39mm。由于密封圈300在其轴向上受到挤压变形，必然会导致密封圈300的横截面由圆形变形成为椭圆，根据圆形周长与椭圆形周长相等，我们可以计算得出左右方向的变形量。计算过程如下：

椭圆周长公式：L＝2πb+4(a-b)，其中a为椭圆长半轴，b为短半轴。

圆周长计算公式：L＝πd，其中d为圆直径。

根据上述数据，可以得知：d＝3.5mm，b＝(3.5-0.39)/2＝1.55mm；

代入上述公式：πd＝2πb+4(a-b)；

3.5π＝2.8π+4a-6.22；

a＝2.1mm。

则此时密封圈300的外壁与第二孔段120的内壁之间的间隙为 a-d/2＝0.4mm。

由于当密封圈300未受到挤压产生形变时，密封圈300的外壁与第二孔段 120的内壁之间的间隙为(130.1-129.41)/2mm＝0.345mm，则在密封圈300发生形变后，密封圈300的外侧壁会抵在第二孔段120的内壁上，并发生二次形变，可进一步提高密封效果。

上述双向密封开关装置可应用于燃气过滤器中，燃气过滤器包括进气管、出气管及如上述的双向密封开关装置，进气管、出气管均与筒体100连通，第三孔段130上设有与进气管连通的进气口，第三孔段130上设有与出气管连通的出气口。

上述燃气过滤器，筒体100与盖体200之间的配合可对密封圈300进行轴向挤压，保证密封圈300的密封效果，当气体由进气管进入筒体100内并由排出管排出时，筒体100内受压，此时第二卡齿211可抵住第一卡齿111，防止盖体200脱离筒体100，保证对密封圈300的持续挤压，可防止上述燃气过滤器发生泄漏，同时随着筒体100内的压力增大，第二卡齿211与第一卡齿111之间的相互作用力也随之增大，则筒体100与盖体200之间的摩擦力也不断增大，可防止在筒体100内带压时打开盖体200的误操作。

可选地，燃气过滤器还包括用于过滤燃气的滤芯，滤芯设于第三孔段130 内，且滤芯与进气管连通。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。