一种快门阀.pdf

一种快门阀(3)，包括：摆动构件(8)，摆动构件(8)可旋转地固定在阀体(7)上，阀体(7)具有阀口(10)，摆动构件(8)能够沿着贴近或远离阀口(10)的方向旋转；角度调节构件(9)，角度调节构件(9)能够覆盖阀口(10)，角度调节构件(9)结合到摆动构件(8)上，角度调节构件(9)能够调节自身相对于阀口(10)的角度。本发明的快门阀的优点有：结构简单、加工容易，密封可靠性高、切换迅速、运转无磨损，零压力损失。

权利要求书
1.  一种快门阀(3)，其特征在于，包括：
摆动构件(8)，摆动构件(8)可旋转地固定在阀体(7)上，阀体(7)具有阀口(10)，摆动构件(8)能够沿着贴近或远离阀口(10)的方向旋转；
角度调节构件(9)，角度调节构件(9)能够覆盖阀口(10)，角度调节构件(9)结合到摆动构件(8)上，角度调节构件(9)能够调节自身相对于阀口(10)的角度。

2.  根据权利要求1所述的快门阀，其特征在于，包括：所述角度调节构件(9)和摆动构件(8)形成球面旋转副。

3.  根据权利要求2所述的快门阀，其特征在于，所述摆动构件(8)与阀体(7)形成圆柱旋转副，所述角度调节构件(9)和阀口(10)形成平面滑动副。

4.  根据权利要求1所述的快门阀，其特征在于，所述摆动构件(8)与阀体(7)形成圆柱旋转副，所述角度调节构件(9)和阀口(10)形成平面滑动副。

5.  根据权利要求1所述的快门阀，其特征在于，
所述摆动构件(8)包括：门板(12)和门板轴(20)，门板轴(20)能够被施加外部旋转扭矩以带动门板(12)一起旋转；
所述角度调节构件(9)包括：关节轴承(13)和调节板(14)，关节轴承(13)的外圆周面嵌入到门板(12)中，调节板(14)具有过渡板(15)和设置在过渡板(15)的插件(17)，插件(17)能够插入关节轴承(13)中，将调节板(14)和关节轴承(13)紧固在一起。

6.  根据权利要求5所述的快门阀，其特征在于，门板(12)与关节轴承(13)一体成形。

7.  根据权利要求5所述的快门阀，其特征在于，门板(12)为圆形，具有环状孔，关节轴承(13)通过外圆柱面贴合到所述环状孔的内面的方式嵌入到所述门板(12)中。

8.  根据权利要求5所述的快门阀，其特征在于，所述角度调节构件(9) 还包括挡圈(19)，沉头螺钉(18)穿过挡圈(19)与插件(17)上的螺纹孔连接以防止插件(17)从关节轴承(13)脱出。

9.  根据权利要求8所述的快门阀，其特征在于，
所述角度调节构件(9)还包括密封垫(16)，
所述调节板(14)还具凸缘(23)，凸缘(23)与插件(17)设在过渡板(15)的两侧，凸缘(23)具有凹槽(22)，通过凹槽(22)以及过渡板(15)的限位，密封垫(16)能够固定在调节板(14)上。

10.  根据权利要求5所述的快门阀，其特征在于，所述快门阀(3)还包括旋转驱动构件(24)，旋转驱动构件(24)包括用于产生旋转力的动力元件(28)和输出轴(26)，输出轴(26)插入门板轴(20)并紧固其上以驱动门板轴(20)旋转。

11.  根据权利要求5所述的快门阀，其特征在于，所述快门阀(3)还包括旋转驱动构件(24)，旋转驱动构件(24)包括用于产生旋转力的动力元件(28)、输出轴(26)和连轴杆(25)，连轴杆(25)与输出轴(26)相结合以传递扭矩，连轴杆(25)插入门板轴(20)并紧固其上以驱动门板轴(50)旋转。

12.  根据权利要求11所述的快门阀，其特征在于，连轴杆(25)与输出轴(26)的结合方式包括：凸起和凹槽相配合连接，螺钉紧固连接，花键套连接，使用联轴器连接，或者一体连接。

13.  根据权利要求11所述的快门阀，其特征在于，所述阀体(7)还包括外壳组件(35)和出口端盖(32)，两者结合形成一封闭空腔(44)，门板组件11安装在该空腔(44)内。

14.  根据权利要求13所述的快门阀，其特征在于，外壳组件(35)内侧具有凹槽(41)，凹槽(41)内设有O型圈(33)，以在外壳组件(35)与出口端盖(32)压紧密封时，防止密闭空腔(44)与外部环境之间相互泄露。

15.  根据权利要求13所述的快门阀，其特征在于，外壳组件(35)还包括第一和第二滑动轴承(37、38)，连轴杆(25)依次插入第一滑动轴承(37)、门板轴(20)和第二滑动轴承(38)。

16.  根据权利要求15所述的快门阀，其特征在于，外壳组件(35)还包 括密封圈(36)，密封圈(36)套在连轴杆(25)或输出轴26上以防止空腔(44)沿着连轴杆(25)、滑动轴套(37)、输出轴26和动力元件(28)之间所形成的缝隙与外部环境之间相互泄露。

17.  根据权利要求15所述的快门阀，其特征在于，连轴杆(25)、滑动轴套(37)输出轴26和动力元件(28)之间所形成的缝隙采用机械密封、填料密封、磁流体密封的旋转动密封，以防止空腔(44)与外部环境之间相互泄露。

18.  根据权利要求16所述的快门阀，其特征在于，外壳组件(35)还包括用于减缓门板(12)开启时对阀体(7)的冲击的缓冲块(45)，缓冲块设置在空腔(44)内。

19.  根据权利要求1所述的快门阀，其特征在于，阀口(10)所在平面与水平面成的夹角α在0-90°之间。

20.  根据权利要求1所述的快门阀，其特征在于，阀口(10)所在平面与水平面成的夹角α在40-80°之间。

21.  根据权利要求11所述的快门阀，连杆轴(25)与门板轴(20)的紧固连接采用螺钉、销轴、键、卡箍、联轴器连接。

说明书一种快门阀
技术领域
本发明涉及一种阀门，更具体地涉及一种能够快速开关的低压力损失阀门。
背景技术
在医疗器械中，例如全自动咳痰机，需要能够快速开启和关闭的、压力损失小、且密封性好的阀门。
专利WO2012042255A1描述了一个可以快速换向的阀门，包括一个扇形的转子和一个与其同心的作为阀体的定子。转子上有一个中心进气孔，转子的中心孔与病人的呼吸管路相通。同时，转子沿径向开有一个孔，与中心进气孔相通。定子的内圆柱面沿圆周方向分布有两个成一定夹角的孔，定子上的这两个孔分别和风机的进气口和出气口相通。转子的径向上的孔可以与定子上的两个孔中的一个对齐，通过一个旋转电磁铁对转子施加顺时针或逆时针扭矩，让转子旋转一个固定角度，转子的径向上的孔可以与定子的两个孔中的其中一个对齐。通过转子分别摆动旋转到两个不同的位置，风机的正压口和负压口可以分别与病人的呼吸管路相通，从而实现给病人正压通气和咳痰负压通气之间的切换。
专利WO2012042255A1阀门的缺点是非常明显的：1、转子与定子的接触面是圆柱面，密封性差，如果要求不泄露，对转子外圆柱面和定子内圆柱面的加工精度要求极高，加工难度很大。2、径向方向无法施加预紧力，密封可靠性难以保证。3、要保证可靠的密封，转子外圆柱面和定子内圆柱面必须间隙很小，这将导致转子和定子相互旋转时摩擦力很大，一方面旋转阻力会很大，需要更大的扭矩，影响了切换速度。同时，相互之间磨损剧烈，随着使用时间的加长，间隙会越来越大，从而直接影响到密封。4、为了实现转子的中心孔与定子的中心孔之间无泄漏，转子的端面也必须与定子的端面之间进行平面密封，紧密贴合，并且能相互滑动，这进一步增大了驱动转子的扭矩，同时，导 致更大的磨损。5、阀门切换速度不高，阀口位置从部分对齐到全部对齐，需要时间长，气流的突然性不够，同时增大了压力损失。
专利US2012/0285460A1同样描述了与专利WO2012042255A1相似的结构，但是该专利采用了两个阀门，第一个阀门实现方向切换，第二个阀门实现气流扰动功能。第一个阀门和专利WO2012042255A1基本相同，也是一个圆柱形的转子和一个圆柱形的定子配合。转子的外圆柱面和定子的内圆柱面相互配合，旋转，实现气流切换。第二个阀门包括一个类似蝶阀的阀板，通过阀板的旋转实现气流的扰动。
专利US2012/0285460A1由两个阀门组成，其中第一个阀门和专利WO2012042255A1的阀门有相同的缺点。第二个阀门由于阀板和阀体之间有间隙，容易泄露，所以扰动的深度有限，如果减小阀板和阀体之间的间隙，由于阀体和阀板是圆柱面，加工难度大，同时，扰动时摩擦阻力大。另外，专利US2012/0285460A1采用两个旋转驱动部件增加了设备的复杂性和成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种开启迅速、压力损失小、阀门内部管路无弯曲、泄露量小的阀门。其可应用于全自动咳痰机，满足全自动咳痰机咳痰过程中对咳痰气流进行控制和增加气流突然性。其中，全自动咳痰机是一种可以对机械通气病人实施有效咳痰的医疗设备。
本发明创新性地设计了阀门平面密封自调节结构，不仅能够保证阀门开启的高频率，管道无弯曲、节流及压力损失，同时，对接触平面施加重力、弹簧力、流体压力三重预紧力，使密封效果更好。
具体而言，本发明的快门阀包括：摆动构件，摆动构件可旋转地固定在阀体上，阀体具有阀口，摆动构件能够朝着或远离阀口的方向旋转；以及角度调节构件，角度调节构件能够覆盖阀口，角度调节构件结合到摆动构件上，角度调节构件能够调节摆动构件相对于阀口的角度。
简要而言，该快门阀包括可以绕一个固定的旋转中心旋转的门板组件；与门板组件可以相互贴合，并与水平面成一定角度的阀口；门板组件可以通过其角度调节部件自动调节与阀口贴合精度，提高密封性。对门板组件施加外部旋 转扭矩，可以使门板组件绕固定旋转中心摆动一定角度，完成与阀口贴合或者脱开，从而实现快门阀的快速启闭及气流扰动。
本发明的快门阀的优点有：结构简单、加工容易，密封可靠性高、切换迅速、运转无磨损，零压力损失。
附图说明
图1为本发明的快门阀的应用示意图。
图2为本发明的快门阀的机械结构简化示意图。
图3为本发明的快门阀核心部件门板组件11的一个优选实施方式的爆炸视图。
图4为本发明的快门阀的调节板的立体图。
图5为本发明的快门阀的旋转驱动部件的立体图。
图6为本发明的快门阀的一个优选实施方式的立体图。
图7显示了图6中的外壳组件的立体图。
图8显示了装配完毕的快门阀的沿连轴杆中线的截面图。
图9显示了装配完毕的快门阀的沿管路中心线的截面图。
图10显示了装配完毕的快门阀开启状态的沿管路中心线的截面图。
图11显示了装配完毕的快门阀关闭过程中沿管路中心线的截面图。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
本发明的创新动机来源于全自动同步咳痰机的需要。全自动同步咳痰机用在ICU病房或呼吸科，与呼吸机联合使用，通过模拟人的咳嗽，对机械通气的病人呼吸道痰液进行自动即时清除的设备。所谓模拟病人咳嗽，就是当呼吸机给病人一个潮气量足够大的正压通气后，咳痰机给病人一个快速、突然的反向呼气气流。下面结合图1简要介绍本发明的创新动机。
咳痰机1、呼吸机5和病人6通过球囊阀4以及相关管路进行通气连接。具体地，咳痰机1通过咳痰机管路、病人通过病人管路分别与球囊阀4连接。咳痰机与病人分别通过各自的管路互通。呼吸机5通过呼吸机呼气管路和吸气 管路与球囊阀4连接。未咳痰时，快门阀3是关闭的，球囊阀4是开启的，呼吸机将按照医生设定的模式给病人实施机械通气。呼吸机产生的正压气体通过吸气回路、球囊阀4、病人管路进入病人6体内，使病人完成一个吸气。吸气完成后，呼吸机5将进入呼气状态，此时，病人6肺内的气体将经过病人管路、球囊阀4、呼气回路，经呼吸机排到大气中。完成整个呼吸循环。
咳痰机1工作时，在呼气相，咳痰机1关闭球囊阀4，快门阀3，咳痰机内的风机2通过咳痰机管路与病人管路联通，，气体在病人肺内正压和咳痰机内风机负压累加作用下，急泻而出，从而形成一个快速突然的气流，相关研究证明，当呼气气流峰值流量大于170L/min时，将能对病人实施有效咳痰。
咳痰效果的好坏与呼气气流的快速、突然性密切相关，同时，在咳痰过程中，为了增加咳痰效果，要求快门阀3在咳痰时高频率开启和关闭，以形成扰动气流，启闭的频率通常在3Hz以上。还有，快门阀3直接和呼吸机管道连通，如果快门阀3稍有泄露，将造成呼吸机5和咳痰机1误报警，或者呼吸机5和咳痰机1不能正常运行。咳痰机的这些使用要求和特点，对快门阀3提出了很高要求：
1、开启迅速 
要求完全开启和完全关闭的速度在150毫秒以内，而且是越快越好，以满足气流的突然性和咳痰气流扰动的需求。
2、压力损失小 
峰值流量越大咳痰效果越好，但是峰值流量越大，对于常规阀门，压力损失越大，因此，如何保证在高峰值流量下，压力损失做到最小是一个挑战。
3、阀门内部管路无弯曲
常规的阀门设计为了保证控制可靠性、结构紧凑等需要，通常阀门内部的流体管道是异型和曲折的，同时管道流通口径变化剧烈，实际上对气流造成了缓冲，减小了气流的突然性，增大了压力损失。
4、泄露量小 
普通大口径阀门通常都是有轻微泄露的，这种轻微泄露对于常规的使用，并无实质性影响。但是对于在呼吸机和咳痰机联合使用的管路中，轻微的泄露造成的后果可能很严重，例如，呼吸曲线凌乱，不能实施咳痰，或者造成呼吸 机、咳痰机误报警，病人吸入气体和呼出气体潮气量不一致等等。根据实际使用情况，此阀门的泄漏量应控制在0.2L/min以下。
常规的膜片阀、活塞阀从结构上来看，开启后气流的流通路径都是具有曲折和阀门内部管道突然变细的缺点，这直接导致阀门开启后，气流的突然性不够，压力损失很大，同时，橡胶膜片经过长期高频次启闭，很容易损坏。而采用常规电动、磁动或气动蝶阀虽然可以明显改善气流的快速、突然性，但是蝶阀和侧壁是采用橡胶弹性变形密封或通过提高加工精度实现金属密封，这种方式在加工、装配上始终是个难题，在使用过程中容易发生泄漏，同时由于阀门切换频率要求很快，橡胶和金属、金属和金属之间的频繁接触、挤压，很快发生磨损，从而使泄露更严重。
图2显示了本发明的快门阀的机械结构简化示意图。
本发明的快门阀3包括摆动构件8，摆动构件8可旋转地固定在阀体7上，阀体7具有阀口10。摆动构件8能够沿着贴近或远离阀口10的方向旋转。具体地，如图2所示，摆动构件8绕阀体7旋转，并与旋转中心构成一个圆柱旋转副A。
快门阀3还包括角度调节构件9；角度调节构件9，能够覆盖阀口10；角度调节构件9结合到摆动构件8上，角度调节构件9可以通过自身的摆动调节相对于阀口10的角度。如图2所示，角度调节构件9与摆动构件8之间通过旋转副B实现连接，例如可以通过类似一个万向节的球面旋转副B实现连接。通过摆动构件8的旋转，角度调节构件9的平面与阀口10所在的平面可以相互贴合，也可以分离。角度调节构件9的平面与阀口10的平面构成平面滑动副C。
如图2所示，当沿圆柱旋转副A在逆时针方向对对摆动构件8施加一个逆时针方向的扭矩M1时，摆动构件8将带动角度调节构件9与阀口10平面贴合，实现阀口10左右两侧通道的隔断。当沿圆柱旋转副A在顺时针方向对摆动构件8施加一个顺时针方向的扭矩M2，摆动构件8将带动角度调节构件9与阀口10脱离，从而阀口10左右两侧的通道打开。
再进一步，为了增加贴合效果，角度调节构件9可以通过转动副B旋转调节其与摆动构件8之间的角度，实现对阀口10的紧密贴合。
本发明的快门阀3具有两个构件：摆动构件8与角度调节构件9。一共有三个低副，没有高副：摆动构件8与阀体7形成的圆柱旋转副A、摆动构件8与角度调节构件9形成的球面旋转副B、角度调节机构9与阀口10(或阀体7)形成的平面滑动副C。每个构件有3个自由度，每个低副限制两个自由度。因此，当阀门实现隔断功能时(即关闭)，整个快门阀的自由度为：2×3-3×2＝0。系统自由度为零，说明不会因为某一个构件的安装或加工误差而影响系统可靠性，可以完成对空间有效的隔断。
优选地，阀口10可以是圆形(如应用于咳痰机管路)且与水平面成的夹角α在0-90°之间，最理想的是在40-80°之间，目的是利用摆动构件8和角度调节构件9的自重，对角度调节构件9与阀口10贴合平面之间施加一预紧力，进一步保证更好的贴合。对阀口10贴合平面施加的分力大小计算可参考图2中的受力分析图，可以根据公式(1)计算阀口10的受力N1：
N1＝G×cosα  (1)
施加预紧力也可以不利用重力或不唯一利用重力，如对摆动机构8施加以一固定的逆时针方向的扭矩M1(例如增加扭转弹簧或者旋转驱动部件可以直接输出一逆时针扭矩，此时其他角度0-40°，80-90°同样有好的效果)。此时由公式(2)可以计算阀口10接触面所受的压力N2，该压力是压力合成后作用于门板中心的压力，下述公式(2)中L表示门板轴到门板中心的距离：
N2＝M1/L  (2)
需要指出的是，在角度调节构件9与阀口10贴合的状态下，如果阀口10右侧的管道内的压力小于摆动构件8左侧的空间的压力，由于左右两侧的压力差，在角度调节构件9与阀口10的贴合会更紧密，使用效果更好。从而满足与呼吸机配合的全自动咳痰机泄漏量低的需求。
图3显示了摆动构件8与角度调节构件9组成的门板组件11的一个优选实施方式的爆炸视图。
摆动构件8包括门板12和门板轴20，门板轴20能够被施加外部旋转扭矩以带动门板12一起旋转。门板轴20设在门板12顶部，门板轴20为筒状，供旋转驱动构件24(参见图5，在下面详述)的连轴杆25插入。门板轴20上具有螺钉安装孔21，供连轴杆25紧固在门板轴20上。
角度调节构件9包括关节轴承13和调节板14。关节轴承13的材质可以是碳钢、不锈钢、有色金属、塑料或其他耐腐蚀材料。关节轴承13的外圆周面通过胶黏、螺钉、过盈配合等方式紧固在门板12中。例如，门板12可以具有环状孔，关节轴承13的外圆柱面贴合到所述环状孔的内面，以此方式嵌入到所述门板12中。可选地，为了简化结构，不用胶黏剂，关节轴承13的外圆柱面也能够与门板12的内圆柱面制造成一体件，即最终的结构是一个球面部件在门板12内部转动。但这种改进并不会超出本发明描述范畴。
调节板14具有过渡板15和设置在过渡板15上的插件17，插件17可以插入关节轴承13中，并通过沉头螺钉18将调节板14和关节轴承13紧固。优选地，过渡板15为圆盘状，插件17为圆柱形，且位于过渡板15中间。
图4进一步显示了调节板14的立体图。过渡板15的另一侧(与插件17相对的另一侧)设有凸缘23，凸缘23具有凹槽22，凹槽22用于放置密封垫16。通过凹槽22以及过渡板15的限位，密封垫16可以固定在调节板14上。密封垫16的厚度为，其卡入凹槽52后，密封垫16的表面与凸缘23的表面平齐。密封垫16的材质可以是软硬合适的橡胶或硅橡胶或其他高分子弹性体，以期能实现对阀口10更好的密封。
门板12的内圆柱表面与关节轴承13外圆柱面，关节轴承13的内圆柱表面与插件17的外圆柱表面均为轴孔配合，两种公差配合均可以选择间隙配合、过渡配合、过盈配合的一种。为了防止松动，可以在配合面之间涂厌氧类型轴承固持胶或密封胶，如乐泰648、680，也可以用机械的方式防止松动，例如紧定螺钉、锁紧螺母或轴孔用弹性挡圈等。例如本例中为了防止插件17从关节轴承13的内表面脱出，沉头螺钉18穿过挡圈19，与插件17上的螺纹孔连接，对关节轴承13的进行紧固。
在工作时，关节轴承13进行微量角度调节，保证密封垫16与阀口10能紧密贴合，提高密封效果。在本实施例中，采用关节轴承13调节角度，当然，亦不限于关节轴承，如采用内外圈有微小旋转角度的调心球轴承、圆柱或圆锥滚子轴承。本发明的核心在于，摆动构件8与角度调节构件9之间为可旋转的。
本发明的快门阀需要驱动部件进行旋转。本发明的快门阀3还包括旋转驱动构件24。图5显示了旋转驱动构件24的一个实施方式的立体图。
旋转驱动构件24包括用于产生旋转力的动力件28和输出轴26，旋转力通过输出轴26输出，输出轴26末端具有凹槽27。动力件28可以是单、双向旋转电磁铁，旋转气缸、电机等能够输出旋转运动的元件。在本实施例中，是一双向电磁铁。
旋转驱动构件24还包括连轴杆25，连轴杆25一端具有扁平状凸起30，凸起30与输出轴26的凹槽27配合，以传递扭矩。连轴杆25与输出轴26传递扭矩的结构不限于上述连接方式，例如输出轴26一端为扁状突起，连轴杆25一端为凹槽，再比如两者用螺钉紧固连接、花键套连接、或使用成品联轴器，或者为了简化结构，连轴杆25与动力元件输出轴26加工成一体件。
连轴杆25插入到摆动构件8的门板轴20(见图3)中，并通过螺钉孔21经由螺钉紧固。具体的安装方式下面参照图6来描述。
图6显示了本发明的快门阀的一个优选实施方式的爆炸图。图7显示了图6中的外壳组件的立体图。图8显示了图6所示的快门阀装配完毕后，沿进、出气口中心线的垂直剖面图。图9是本发明所述快门阀实施例沿连轴杆中心线的垂直剖面图，这两幅图用二维形式描述了该快门阀的内部结构，对于读者理解前面三维爆炸图结合语言描述各部件之间的装配关系很重要。下面结合图6至图9进一步阐述本发明所述的快门阀的设计原理、结构特点、工作过程。
在该实施方式中，所述阀体7包括外壳组件35和出口端盖32，两者结合可形成一封闭空腔44(见图9)，门板组件11安装在该空腔44内。具体结合方式可以为：出口端盖32上具有三组紧固件，即三组螺钉42和垫圈，外壳组件35上具有三个螺纹孔39，螺钉42旋入螺纹孔39中进行紧固。 
外壳组件35内侧具有凹槽41，凹槽41内有O型圈33。当外壳组件35与出口端盖32压紧密封时，O型圈33可以防止密闭空腔44与外部环境之间相互泄露。
外壳组件35还包括第一滑动轴承37和第二滑动轴承38，连轴杆25依次插入第一滑动轴承37、摆动构件8的门板轴20、第二滑动轴承38。门板组件组件11的螺钉孔21和连轴杆25的螺孔31对齐，用沉头螺钉40穿过这两个螺孔紧固。实施中不限于螺钉，还可以是销轴、键、卡箍、联轴器等其他传递扭矩的零件。第一和第二滑动轴承37、38的内圆柱面与连轴杆25的外圆柱面 为间隙配合，以保证连轴杆25可以沿第一和第二37、38内圆柱面转动。第一和第二滑动轴承37、38可以由有自润滑作用的材料加工而成，例如青铜、石墨、聚四氟乙烯塑料或其他工程塑料，也可以采用成品，例如选用德国IGUS公司的产品。更优选地，
外壳组件35还包括唇形密封圈36，唇形密封圈36的作用是防止空腔44沿着连轴杆25、滑动轴套37、输出轴26、动力件28所形成的缝隙空间泄露。实施中不限于唇形密封圈，还可以是机械密封、填料密封、磁流体密封等其他形式的旋转动密封。
外壳组件35还包括缓冲块45，缓冲块45设置在出口端盖32上，在空腔44内，缓冲块45的作用是减缓门板12开启时对阀体7的冲击，降低噪声。通常用采具有吸能作用的橡胶、硅橡胶、高分子弹性体、具有缓冲作用的金属弹簧、或者弹簧与高分子弹性体联合使用。
外壳组件35还包括两组螺钉垫圈34，它们与旋转驱动部件24上的螺纹孔29(见图5)连接，使旋转驱动部件24固定在外壳组件35上。当然不限于该连接方式，尤其是旋转部件的不同，可能导致连接方式的不同。
如图9所示，外壳组件35上的阀口10优选地采用与水平面成角度α的设计，0<α<90°，以便于门板12、沉头螺钉40、连轴杆25、关节轴承13、调节板14、密封垫16、沉头螺钉18、挡圈19的联合重力能够施加到密封垫16与阀口10的接触面上，以增强贴合或密封效果。最理想的角度范围在40<α<80°，就本实施例而言，阀口10与水平面的夹角α设计成74°。
参见图9，本发明快门阀实施例的工作过程如下：当快门阀3关闭时，负压风机2(见图1)未启动时，密封垫16被施加了两重预紧力：
1、前述的门板12、沉头螺钉40、连轴杆25、关节轴承13、调节板14、密封垫16、沉头螺钉18、挡圈19的联合重力G在倾斜的阀口10的接触面上的分压力N1，其值根据公式(1)为：N1＝G×cosα＝G×cos74°＝0.276G，其中G为上述部件的总重。
2、旋转驱动部件24施加逆时针方向扭矩M1于阀口10的接触面上，阀口10接触面受压力N2亦可以根据公式(2)计算出：N2＝M1/L。同前所述，逆时针方向扭力在实施中未必一定来源于旋转驱动部件，如增加扭转弹簧的设 计等。
当快门阀3仍然关闭，负压风机2启动后，密封垫16将被施加三重外力，除了前述两种外力外，由于快门阀3左侧空间是呼吸管路正压力P1，而快门阀3右侧是风机2抽吸产生的负压力P2，设定阀口10的等效直径为D，则因为压力差而对密封垫16施加的正压力N3可由如下公式(3)计算：
N3＝π(D/sinα)2(P1+P2)/4  (3)
通过采用上面描述的设计，快门阀3在关闭状态下，通过三重外力的联合预紧，可以确保快门阀3的可靠密封。
参见图10，当需要快门阀3打开时，旋转驱动部件24将会给连轴杆25施加一个与扭矩M1相反方向的顺时针扭矩M2，M2扭矩值至少应该大于快门阀各部件重力、管路压力P1和P2的压力差形成的反向扭矩和为保证密封外部施加的扭矩M1三者之和，快门阀3才能打开。为了增加快门阀3的开启速度及可靠性，通常旋转驱动构件24给连轴杆25施加的扭矩M2要远远大于这个数值。在旋转驱动构件24输出的扭矩M2作用下，连轴杆25将扭矩通过两个螺钉40传给门板组件11，门板组件11包含门板12、关节轴承13、调节板14、密封垫16、螺钉18、挡圈19。门板12绕着滑动轴承37、38的内孔，沿顺时针方向旋转，当旋转到β角度时，门板组件11旋转到位，阀门完全开启。全自动咳痰机的快门阀的开启速度要求不大于150ms，此时需适度增大扭矩M2以满足使用要求。
β角度通常由旋转驱动构件24决定。如可以选用旋转45°-70°的单向电磁铁，旋转90-180°的双向电磁铁、可以通过脉冲数调节步进角度的电机或者类似的旋转气缸等，这样的通用产品通常可以在市场上购得。
当需要快门阀3关闭时，参见图11，旋转驱动构件24将会给连轴杆25施加一个与M2相反的逆时针扭矩M3，此时连轴杆25将受到四重力的联合作用：扭矩M1、扭矩M3、门板12两侧的压力差、门板各组件的重力G，因此，门板顺时针旋转的速度通常将大于门板逆时针旋转的速度，密封垫16将迅速与阀口密封面10贴合，完成快门阀的关闭。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护 范围内。