一种空气切断阀门的制作方法

本实用新型涉及内燃发动机超速保护装置领域，尤其涉及一种用于切断内燃机进气的空气切断阀门。

背景技术：

内燃发动机超速是不可避免的，除了内燃发动机本身的供油系统可能发生的意外的故障，还存在外部的因素。特别是设备在石油与化工行业的应用。内燃发动机设备安装使用的现场可能存在可燃气体。当设备运行过程中，可燃气体进入内燃发动机，则内燃发动机的转速将失控而导致超速，内燃发动机超速不但会使发动机损坏，还会导致被驱动的系统设备破损。当超速事故发生，唯一有效的保护措施是切断进入内燃发动机的空气。所以，多个行业规范均要求内燃发动机配置超速保护装置。超速保护装置由两个部件“空气切断阀门”与“超速保护控制器”组成。空气切断阀门须安装在发动机的进气管道上，当内燃发动机超速时，迅速关闭空气切断阀，发动机的进气回路被切断，发动机断气后其转速会马上下降并停机。这就对空气切断阀关闭状态的密封性提出了更高的要求，阀门必须能够完全阻止任何气体继续进入内燃发动机。

目前市场上销售的蝶阀类的阀门产品，其设计无一例外均采用圆形的阀瓣主体，在圆柱体的阀腔内，原则上圆形的旋转阀瓣主体只有一个刃面能与阀体内腔的某点构成密封面即阀瓣主体对阀腔的密封为线密封。为了实现更好的密封效果，就要求阀瓣主体加工与定位的精度非常高，而且阀瓣的旋转角度还必须要精确定位在0°。但由于材料、加工成本以及加工工艺的影响，线密封刃面极易损坏，要使阀腔与阀瓣主体的配合达到可靠、精确定位、耐用是非常困难的，因此要实现高强度的密封就要付出高昂的代价。所以传统的产品多采用过盈配合的橡胶圈实施密封(不可避免发生橡胶圈老化后掉进发动机的问题会给设备带来极大的安全隐患)。或直接采用直径稍小的金属片做阀瓣主体，结果是降低了阀门的密封性与可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于：提供一种空气切断阀门，既保证阀门的密封性能又能节省材料，还有效的降低制造成本。

本实用新型的另一个目的在于：提供一种空气切断阀门，可保证空气切断阀门在关闭时阀瓣主体不会旋转过度而无需增加限位装置(旋到底而不需定位)。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种空气切断阀门，包括呈圆筒状的阀体以及于内部对所述阀体进行密封的阀瓣主体，所述阀瓣主体具有相互平行且错位设置的第一端面以及第二端面，所述第一端面与所述第二端面均呈椭圆形，两个面之间的距离就是阀瓣主体的厚度，其厚度方向的周部形成的椭圆周面就是阀瓣主体与阀体的椭圆密封面；在采用所述阀瓣主体对所述阀体进行密封的情况下，所述椭圆密封面与所述阀体内壁通过硬面接触实现密封，所述第一端面以及所述第二端面与垂直于所述阀体轴线的截面之间的夹角在0°到90°之间。

作为所述的空气切断阀门的一种优选技术方案，所述第一端面以及所述第二端面与垂直于所述阀体轴线的截面之间的夹角在5°到10°之间。

第一端面以及第二端面与垂直于所述阀体轴线的截面之间的夹角决定了密封面的宽度，由实际加工检测得知，当夹角在5°到10°的范围内时阀瓣主体最为节省材料，并且能够保证具有足够宽度的密封面用于密封。

作为所述的空气切断阀门的一种优选技术方案，所述阀瓣主体采用板状结构的材料基于斜面工装夹具下，通过垂直圆形切割加工而成，经切割后形成所述椭圆密封面。

作为所述的空气切断阀门的一种优选技术方案，所述阀瓣主体采用圆柱状结构材料通过斜切割为一定厚度的片状；斜切割面形成的所述第一端面以及所述第二端面均为椭圆形，其相互平行但不重叠。

作为所述的空气切断阀门的一种优选技术方案，所述阀瓣主体上设置有阀轴，所述阀体上与所述阀轴对应的设置有轴承，所述阀瓣主体通过所述阀轴与所述轴承密封工艺装配可转动的安装在所述阀体中。

作为所述的空气切断阀门的一种优选技术方案，所述的阀轴承为一对，在所述阀瓣主轴与阀体上对称设置，所述阀轴与所述阀瓣主体可拆卸连接。

作为所述的空气切断阀门的一种优选技术方案，所述阀轴连接外部驱动装置，通过所述外部驱动装置带动所述阀瓣主体转动，实现所述空气切断阀门的开启与闭合。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的空气切断阀门中采用的阀瓣主体整体呈椭圆形状，其短轴与所述阀体的内径相配合，其长轴大于所述阀体的内径，使用该阀瓣主体对所述阀体进行密封时，阀瓣主体在阀体内部转动，当转动至位于长轴方向两端部的顶点与阀体内壁贴合时即可实现阀瓣主体与阀体吻合而密封，而此时所述阀体端面相对于所述阀瓣主体的轴线为倾斜设置。设计既解决了空气切断阀门采用刚性硬密封而导致气密性不足问题，也保证了阀门关闭时不需要定位而阀瓣主体不会卡死，也不会偏转超过关闭位置。另外，由于工艺简单可靠，可大大的降低产品的制造成本。对阀瓣主体与阀体的配合精度没有传统产品要求那么高，使得产品加工合格率显著增加、废品率降低、易于实现大批量生产、提高经济效益。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为实施例所述空气切断阀门闭合状态正视剖面图。

图2为实施例所述空气切断阀门闭合状态俯视示意图。

图3为实施例所述6°夹角时所述空气切断阀门开启(图中虚线)与闭合状态(图中实线)俯视剖面图。

图4为实施例所述空气切断阀门开启状态正视剖面图。

图5为实施例所述空气切断阀门开启状态俯视示意图。

图6为实施例所述空气切断阀门开启状态俯视剖面图。

图7为实施例一所述阀瓣主体切割加工前放置状态示意图。

图8为实施例一所述阀瓣主体切割加工后状态示意图。

图9为实施例二所述阀瓣主体切割加工状态示意图。

图10为实施例二所述45°夹角时所述空气切断阀门开启(图中虚线)与闭合状态(图中实线)俯视剖面图。

图中：

1、阀体；2、阀瓣主体；3、上轴承；4、下轴承；5、上阀轴；6、下阀轴；7、阀孔；8、螺钉。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一：

如图1～8所示，于本实施例中，本实用新型所述的一种空气切断阀门，包括呈圆筒状的阀体1以及于内部对所述阀体1进行密封的阀瓣主体2，所述阀瓣主体2具有相互平行且错位设置的第一端面以及第二端面，所述第一端面与所述第二端面均呈椭圆形，两个面之间的距离就是阀瓣主体2的厚度，其厚度方向的周部形成的椭圆周面就是阀瓣主体2与阀体1的椭圆密封面；在采用所述阀瓣主体2对所述阀体1进行密封的情况下，所述椭圆密封面与所述阀体内壁通过硬面接触实现密封，所述第一端面以及所述第二端面与垂直于所述阀体轴线的截面之间的夹角在0°到90°之间。

本方案可以实现刚性阀体1与刚性阀瓣主体2之间的直接硬密封，无需再在两者之间设置密封圈即可达到预期的密封效果，从而可以避免使用密封圈进行密封，密封圈易老化损坏的问题。

优选的，所述第一端面以及所述第二端面与垂直于所述阀体1的轴线的截面之间的夹角在5°到10°之间。第一端面以及第二端面与垂直于所述阀体1的轴线的截面之间的夹角决定了密封面的宽度，由实际加工检测得知，当夹角在5°到10°的范围内时阀瓣主体2最为节省材料，并且能够保证具有足够宽度的密封面用于密封。

本实施例中，所述阀瓣主体2采用板状结构的材料基于斜面工装夹具下，通过垂直圆形切割加工而成，经切割后形成所述椭圆密封面。本实施例所示的阀瓣主体2切割加工的具体过程如下：首先提供加工平台以及厚度适当的板状结构阀瓣材料，加工平台水平设置，将所述板状结构的阀瓣材料置于倾斜的工装夹具上，倾斜角度可根据空气切断阀门的设计要求进行调整，本实施例中采用的倾斜角度同样为α且同样为6°，之后采用垂直于所述加工平台的激光或线切割工具对板状结构的阀瓣材料进行圆周切割，切割的轨迹直径与所述阀体1内径相同的圆形。

本方案中所述阀瓣主体2可转动的设置在所述阀体1内部，在所述空气切断阀门开启的状态下，所述阀瓣主体2的所述第一端面以及所述第二端面与垂直于所述阀体轴线的截面的夹角大于6°，使得所述椭圆密封面与所述阀体1内壁之间形成一定的缝隙。在所述阀瓣主体2进行旋转对空气切断阀门进行关闭密封的过程中，所述阀瓣主体2的所述第一端面以及所述第二端面与垂直于所述阀体1的轴线的截面的夹角由大于6°逐渐变为6°使得椭圆密封面与阀体内壁贴合实现密封。

本方案中所述的斜面工装夹具为能够将板状结构的材料倾斜的装夹在其上的工装夹具，而所述垂直圆形切割加工是指切割工具垂直于工装夹具的安装面，即切割工具与板状结构的材料表面呈一定的夹角。

具体的，本实施例中所述斜面工装夹具具有一水平工作台，所述板状结构材料在安装在所述水平工作台上时与所述水平工作台呈一定的夹角，垂直圆形切割是指切割工具垂直于所述水平工作台进行切割，由此加工而成的阀瓣主体2可以形成椭圆形的第一端面以及第二端面，并且被切割的位置形成椭圆密封面。

作为一种优选的技术方案，在切割加工过程中还可以采用多块板状结构阀瓣材料叠合后进行切割加工，采用该方式可以一次对多块阀瓣主体2进行加工，从而提高加工效率。

当然，本方案所述的阀瓣主体2的加工形式并不局限于上述情况，在本实用新型的其他实施例中，还可以通过一体冲压或其他方式加工。

本实施例所述的所述阀瓣主体2上设置有阀轴，所述阀体1上与所述阀轴对应的设置有轴承，所述阀瓣主体2通过所述阀轴与所述轴承密封配合可转动的设置在所述阀体1内部。所述阀轴承为一对，在所述阀瓣主体2与所述阀体1上对称安装。所述阀轴与所述阀瓣主体2可拆卸连接。

具体的，本实施例中所述的阀轴承为一对，包括上轴承3以及下轴承4，所述上轴承3与所述下轴承4在所述阀瓣主体2与阀体1上对称设置。所述阀轴连接外部驱动装置，通过所述外部驱动装置带动所述阀瓣主体转动，实现所述空气切断阀门的开启与闭合。所述阀轴分别为上阀轴5与下阀轴6。所述阀轴与所述阀瓣主体2可拆卸连接。所述连接方式可以为采用铆钉或螺钉8把所述阀瓣主体2连接在所述阀轴上。所述阀体1上设置有阀孔7，所述轴承安装在所述阀孔7中。

具体的，所述阀轴连接外部驱动装置，通过所述外部驱动装置带动所述阀瓣主体2转动，实现所述空气切断阀门的开启与闭合。

所述外部驱动装置可以是一个简单的手柄，也可以是电机或者可以带动所述阀轴一起运动的其他物件，在此不做限定。

实施例二：

如图9、10所示，本实施例与实施例一中所述的方案基本相同，其主要区别在于阀瓣主体2的加工方式，本实施例所述阀瓣主体2采用圆柱状结构材料通过切割加工而成，切割面形成所述第一端面以及所述第二端面。该加工方式中所述的圆柱状结构材料的直径与所述阀体1的内径相对应，加工过程中沿与其轴线呈45°夹角的平面进行切割即可得到本方案所述的阀瓣主体2。同时，本实施例中所述第一端面以及所述第二端面与垂直于所述阀体1的轴线的截面之间的夹角α₁为45°。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于在描述上加以区分，不具有特殊含义。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

以上通过具体的实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。此外，以上多处所述的“一个实施例”、“另一个实施例”等表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。