一種低速高載荷頂壓機構及形成的強制密封球閥制造技術

一種低速高載荷頂壓機構及形成的強制密封球閥，屬于強制密封閥領域。包括螺紋嚙合的主動轉輪和平移部件，在主動轉輪和平移部件之間設有滾柱機構，其特征在于：所述的滾柱機構包括多個帶有多條平行環槽的滾柱（16），多個滾柱（16）相互之間緊密排布，且多個滾柱（16）同時與主動轉輪和平移部件嚙合。本發明專利技術采用滿布滾柱的結構，螺柱齒輪的螺柱和平移部件采用有相同螺旋升角的螺紋，而滾柱采用無螺旋升角的環槽結構，相鄰滾柱在軸向上沿螺旋線排布產生高度差，不會因為尖角的存在而導致相鄰滾柱間環槽牙的相互侵入和運動干涉，從而使使閥門體積得以減小，完全滿足低速、高載荷的使用需求結構緊湊。

【技術實現步驟摘要】
一種低速高載荷頂壓機構及形成的強制密封球閥
一種低速高載荷頂壓機構及形成的強制密封球閥，屬于強制密封閥領域。
技術介紹
在流體控制領域，特別是對流體開關控制和關閉嚴密性要求苛刻的領域，要求閥門能夠在直通的狀態下盡可能小的產生壓降，并且能夠提供不受管線介質壓力影響的強制扭矩密封，現有技術中，強制密封閥門最為代表的傳統提升桿式強制密封球閥，該結構雖然可以實現閥門在開關全程大部分過程中與閥座無接觸、無摩擦，但是沒有真正做到無摩擦。另外，本申請的申請人在2016年提出了一種全新的強制密封球閥結構，專利號為201610355492.5，該結構實現了真正無摩擦的技術目的。在上述專利技術的強制密封球閥CN105921150A的基礎上，提出了一種循環滾柱頂壓機構，由于滾柱在閥瓣頂壓時頂起的距離僅為閥球的轉動間隙，起強制密封作用的螺旋頂壓機構由螺柱齒輪與閥瓣間的螺紋配合實現，兩個螺紋間轉動時產生的滑動摩擦力消耗了絕大部分閥門操作扭矩，機械傳動效率較低，閥門操作扭矩較大。而且，上述結構中的滾柱在自轉及公轉的過程中，滾柱需要跳轉實現循環，所以，在主動轉輪或平移部件的嚙合螺紋上需要設置將滾柱撥回轉動軌道的切平口及同步限位頂凸，在一定程度上降低了嚙合精度，對頂壓機構的傳動效率產生了一定的影響。另外，為了能夠在有限的閥球體積下實現更大的載荷，就需要增加滾柱的數量，即增加滾柱的嚙合面積，但現有的結構給出的解決方案并不完美。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種能夠實現低轉速、高載荷的一種低速高載荷頂壓機構及形成的強制密封球閥。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種低速高載荷頂壓機構，包括螺紋嚙合的主動轉輪和平移部件，在主動轉輪和平移部件之間設有滾柱機構，其特征在于：所述的滾柱機構包括多個帶有多條平行環槽的滾柱，多個滾柱相互之間緊密排布，且多個滾柱同時與主動轉輪和平移部件嚙合。本專利技術采用去掉保持架而滿布滾柱的結構，在重載荷工況下，為了能夠更多地布置滾柱，提高承載能力，與此同時，螺柱齒輪的螺柱和平移部件采用有相同螺旋升角的螺紋，而滾柱采用無螺旋升角的環槽結構，不同之處在于，螺紋和環槽牙形均不包含尖角。環槽牙形的牙頂部無尖角，取而代之的是有一定寬度的柱面。同樣地，螺柱齒輪的螺柱和平移部件的螺紋牙形的牙頂也無尖角，取而代之的是有一定寬度的柱面。在滾柱滿布的情況下，滾柱與螺柱齒輪和平移部件的螺紋嚙合，因此相鄰滾柱在軸向上沿螺旋線排布勢必產生高度差，當環槽牙頂柱面寬度大于上述高度差時，相鄰滾柱間的接觸面將仍然是牙頂的柱面，類似于滿布滾柱軸承相接觸的柱面，而不會因為尖角的存在而導致相鄰滾柱間環槽牙的相互侵入和運動干涉。從而使帶有環槽的滾柱仍然可以采用滿布的方式提供承載。這樣的結構，使得平移部件的平移動作相對為慢速，而載荷為重載的工況下，可以達到非常良好的效果，而使閥門體積得以減小，完全滿足低速、高載荷的使用需求，而且不對設備的本身體積造成影響，結構緊湊，效率更高。所述的多個滾柱的環槽的牙頂為圓柱面，所述主動轉輪為端面帶有螺柱的螺柱齒輪，螺柱齒輪的螺柱上設有帶螺旋升角的螺紋，所述滾柱的環槽牙頂圓柱面的寬度數值大于所述螺紋螺距除以滾柱的個數的數值。滾柱的環槽牙頂圓柱面的寬度數值大于所述螺紋螺距除以滾柱的個數的數值從而保證相鄰滾柱間接觸的部位為牙頂圓柱面。所述的多個滾柱的平行環槽等間距設置，多個滾柱繞主動轉輪的螺柱圓周呈螺旋式排列，首尾兩個滾柱之間的軸向高度差為一倍螺距。受與之嚙合的螺紋約束滾柱繞主動轉輪轉軸呈螺旋式排列，因此，相鄰兩滾柱存在軸向高度差，首尾兩個滾柱之間的軸向高度差約為一倍螺距。相鄰滾柱間，以及沿一倍螺距布置的首尾兩個滾柱在滿布情況下接觸面均為柱面，這樣的結構，在閥瓣頂起動作相對為慢速，而載荷為重載的工況下，可以達到非常良好的效果，而使閥門體積得以減小。所述的螺柱齒輪的螺柱為外螺紋螺柱，平移部件設有對應的內螺紋凸臺，外螺紋螺柱通過滾柱機構環槽嚙合平移部件的內螺紋凸臺。所述的螺柱齒輪的螺柱為內螺紋螺柱，平移部件上對應設有外螺紋凸臺，外螺紋凸臺通過滾柱機構環槽嚙合螺柱內螺紋。所述的滾柱機構設有內外套裝的多組，所述的主動轉輪上同軸設置內外多層環形螺柱，多組滾柱機構分別安裝在相鄰的兩層環形螺柱之間。所述的平移部件上對應設有多層帶有螺紋的嚙合凸臺，環形螺柱與嚙合凸臺之間安裝滾柱機構。一種低速高載荷頂壓機構形成的強制密封球閥，其特征在于：還包括閥體、閥座、閥桿及閥球基體，閥桿與閥球基體之間設有齒輪組傳動機構，齒輪組傳動機構的閥桿齒輪安裝在閥球基體的上部并連接閥桿下部，所述的低速高載荷頂壓機構安裝在螺柱齒輪與閥瓣之間；閥桿齒輪通過小齒輪連接螺柱齒輪，螺柱齒輪為主動轉輪；螺柱齒輪通過滾柱機構連接閥瓣，閥瓣為平移部件，閥瓣與閥球基體之間設有限制閥瓣隨螺柱齒輪一起轉動的限旋機構。所述的螺柱齒輪與閥球基體之間設有滑動機構，滑動機構包括滾珠和滾珠滑道，滾珠滑道設置在閥球基體靠近閥瓣一側，滾珠滑道內滿布滾珠，滾珠一側滾動接觸所述的螺柱齒輪內端面。在螺柱齒輪和閥球基體之間，通常需要采用推力軸承的方式降低摩擦，提升傳動效率。在重載荷低摩擦均需要兼顧的情況下，本專利技術采用了環形滿布滾珠的，類似于滾珠絲杠的結構形式，滾珠在同軸設置的環槽內隨螺柱齒輪旋轉而同時發生公轉和自轉，環槽自成體系形成自循環，在慢速重載荷的強制密封球閥應用中減摩和承載效果更好。所述的螺柱齒輪內端面上設有與滾珠嚙合的環形凹槽，環形凹槽與滾柱的接觸面為弧形設置。滾珠與相鄰的兩個面均為弧形線接觸，大大提高了接觸的面積，同樣在慢速重載荷的強制密封球閥應用中減摩和承載效果更好。與現有技術相比，本專利技術所具有的有益效果是：本專利技術采用去掉保持架而滿布滾柱的結構，在重載荷工況下，為了能夠更多地布置滾柱，提高承載能力，與此同時，螺柱齒輪的螺柱和平移部件采用有相同螺旋升角的螺紋，而滾柱采用無螺旋升角的環槽結構，不同之處在于，螺紋和環槽牙形均不包含尖角。環槽牙形的牙頂部無尖角，取而代之的是有一定寬度的柱面。同樣地，螺柱齒輪的螺柱和平移部件的螺紋牙形的牙頂也無尖角，取而代之的是有一定寬度的柱面。在滾柱滿布的情況下，滾柱與螺柱齒輪和平移部件的螺紋嚙合，因此相鄰滾柱在軸向上沿螺旋線排布勢必產生高度差，當環槽牙頂柱面寬度大于上述高度差時，相鄰滾柱間的接觸面將仍然是牙頂的柱面，類似于滿布滾柱軸承相接觸的柱面，而不會因為尖角的存在而導致相鄰滾柱間環槽牙的相互侵入和運動干涉。從而使帶有環槽的滾柱仍然可以采用滿布的方式提供承載。這樣的結構，使得平移部件的平移動作相對為慢速，而載荷為重載的工況下，可以達到非常良好的效果，而使閥門體積得以減小，完全滿足低速、高載荷的使用需求，而且不對設備的本身體積造成影響，結構緊湊，效率更高。附圖說明圖1為一種低速高載荷頂壓機構與閥體的安裝關系示意圖。圖2為滾珠安裝位置示意圖。圖3為螺柱齒輪結構示意圖。圖4為圖3的A部分局部放大圖。圖5為相鄰滾柱之間安裝關系示意圖。圖6為圖5的B部分局部放大圖。圖7為螺柱齒輪與滾柱的連接關系示意圖。圖8為強制密封球閥結構爆炸圖示意圖。其中，1、閥體2、閥蓋墊片3、閥座4、閥體螺栓5、閥球基體501、滾珠滑道6、螺柱齒輪壓環7、螺柱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低速高載荷頂壓機構，包括螺紋嚙合的主動轉輪和平移部件，在主動轉輪和平移部件之間設有滾柱機構，其特征在于：所述的滾柱機構包括多個帶有多條平行環槽的滾柱（16），多個滾柱（16）相互之間緊密排布，且多個滾柱（16）同時與主動轉輪和平移部件嚙合。

【技術特征摘要】
1.一種低速高載荷頂壓機構，包括螺紋嚙合的主動轉輪和平移部件，在主動轉輪和平移部件之間設有滾柱機構，其特征在于：所述的滾柱機構包括多個帶有多條平行環槽的滾柱（16），多個滾柱（16）相互之間緊密排布，且多個滾柱（16）同時與主動轉輪和平移部件嚙合。2.根據權利要求1所述的一種低速高載荷頂壓機構，其特征在于：所述的多個滾柱（16）的環槽的牙頂為圓柱面，所述主動轉輪為端面帶有螺柱的螺柱齒輪（7），螺柱齒輪（7）的螺柱上設有帶螺旋升角的螺柱螺紋（701），所述滾柱（16）的環槽牙頂圓柱面的寬度數值大于所述螺柱螺紋（701）螺距除以滾柱（16）的個數的數值。3.根據權利要求1或2任一所述的一種低速高載荷頂壓機構，其特征在于：所述的多個滾柱（16）的平行環槽等間距設置，多個滾柱（16）繞主動轉輪的螺柱圓周呈螺旋式排列，首尾兩個滾柱（16）之間的軸向高度差為一倍螺距。4.根據權利要求2所述的一種低速高載荷頂壓機構，其特征在于：所述的螺柱齒輪（7）的螺柱為外螺紋螺柱，平移部件設有對應的內螺紋凸臺，外螺紋螺柱通過滾柱機構環槽嚙合平移部件的內螺紋凸臺。5.根據權利要求2所述的一種低速高載荷頂壓機構，其特征在于：所述的螺柱齒輪（7）的螺柱為內螺紋螺柱，平移部件上對應設有外螺紋凸臺，外螺紋凸臺通過滾柱機構環槽嚙合螺柱內螺紋。6.根據權利要求1所述的一種低速高載荷頂壓機構，其特征在于：所述的滾柱機構設有內外套裝的多組，所述的主動轉輪上同軸設置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳繼檬，寧方泉，
申請(專利權)人：淄博沃泰斯石化設備有限公司，
類型：發明
國別省市：山東,37