CN107606224A - 一种行星滚柱螺旋装置和制作方法及强制密封球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行星滚柱螺旋装置和制作方法及强制密封球阀，包括设有螺柱的螺柱部件和设有螺孔的螺孔部件，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱，所述行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间，所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸；组装方法包括：用紧固螺钉通过热熔垫片将补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；当螺孔部件旋入到位后，对螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热，所述补平块在所述弹簧片的作用下升起。本发明的有益效果是：可显著降低螺纹驱动过程中的摩擦力，降低阀门启闭时的操作扭矩，提高强制密封球阀的工作寿命。

Description

一种行星滚柱螺旋装置和制作方法及强制密封球阀

技术领域

本发明属于球阀技术领域，尤其涉及一种行星滚柱螺旋装置和制作方法及强制密封球阀。

背景技术

在流体控制领域，如油气生产流程切换、管道关断、计量、调压、分子筛切换、压缩机进出口、炼油工艺中的氢气工况，合成氨装置的空分等操作频繁并对流体开关控制和关闭严密性要求苛刻的领域，要求阀门能够在直通的状态下尽可能小的产生压降，并且能够提供不受管线介质压力影响的强制扭矩密封。强制密封球阀被公认为理想的解决方案。中国发明专利（公布号CN105927750A）公开了一种采用螺旋驱动的强制密封球阀，采用螺旋顶压方式实现阀球与阀体之间的强制密封。但应用在大口径高压管道时，阀球需承受很高的压力，在螺纹的接触面会产生巨大的摩擦力，导致阀门启闭操作扭矩增大，造成操作困难，并会严重降低螺纹工作寿命。采用行星滚柱螺旋装置是解决这一技术问题的途径，但由于结构空间所限，螺旋驱动的强制密封球阀的驱动螺纹的长度和行星滚柱的长度受到制约，会影响到其承载能力和工作稳定性。另外，由于行星滚柱螺旋装置中行星滚柱需要在换轨槽中与顶凸接触实现换轨，行星滚柱需与顶凸频繁地摩擦会产生潜在的故障风险。而对于强制密封球阀而言，其驱动螺纹工作时的旋转角度很小，通常不大于180°，因而在结构组装完成后，换轨槽已不再是必要的结构。

发明内容

本发明的目的是提出一种行星滚柱螺旋装置和制作方法及强制密封球阀的技术方案，方便行星滚柱螺旋装置的组装，提高可靠性；并降低强制密封球阀的螺纹摩擦力，提高阀门操作性能和工作寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种行星滚柱螺旋装置，包括设有螺柱的螺柱部件和设有螺孔的螺孔部件，所述螺柱和螺孔的螺距相同，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱，所述行星滚柱设有间距与所述螺距相同的环槽，所述行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中，所述滚柱保持孔与所述行星滚柱轴向的间隙为一个所述螺距；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面。

更进一步，所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片，在所述弹簧片上设有补平块，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有热熔垫片和紧固螺钉，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；所述顶凸是受热熔化的顶凸。

更进一步，所述热熔垫片是工业石蜡制成的热熔垫片，所述顶凸是工业石蜡制成的顶凸。

更进一步，所述弹簧片的弹性变形量大于所述行星滚柱的环槽的齿高，所述热熔垫片的厚度大于所述行星滚柱的环槽的齿高,所述补平块的表面深入所述螺纹换轨槽的深度大于所述行星滚柱的环槽的齿高。

一种行星滚柱螺旋装置制作方法，所述行星滚柱螺旋装置包括设有螺柱的螺柱部件和设有螺孔的螺孔部件，有多个行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片，在所述弹簧片上设有补平块，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有热熔垫片和紧固螺钉；在所述螺纹换轨槽的端头设有受热熔化的顶凸，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面；其特征在于，所述方法包括：

步骤a，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；

步骤b，将所述行星滚柱放置在所述保持架中，并按顺序旋入所述螺柱上；

步骤c，旋转所述螺柱部件或螺孔部件，使所述螺孔部件旋入到螺柱部件上；

步骤d，当所述螺孔部件旋入到位后，对所述螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热，使所述热容垫片和顶凸熔化，所述补平块在所述弹簧片的作用下升起，使螺纹换轨槽补平。

上述方法的更进一步，所述热容垫片是工业石蜡制成的热熔垫片，所述顶凸是工业石蜡制成的顶凸，进行步骤a、步骤b和步骤c时的环境温度为室温；步骤d中，对所述螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热到高于110℃。

一种行星滚柱螺旋强制密封球阀，包括阀座、阀球和阀杆，所述阀球包括阀球本体和阀瓣，所述阀球本体上设有驱动所述阀瓣顶起和收回的螺旋驱动轮，所述螺旋驱动轮通过行星滚柱螺旋装置驱动所述阀瓣；所述行星滚柱螺旋装置包括分别设置在所述螺旋驱动轮和所述阀瓣上的螺柱和螺孔，所述螺柱和螺孔的螺距相同，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱，所述行星滚柱设有间距与所述螺距相同的环槽，所述行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中，所述滚柱保持孔与所述行星滚柱轴向的间隙为一个所述螺距；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面。

上述强制密封球阀的更进一步，所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片，在所述弹簧片上设有补平块，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有紧固螺钉和热熔垫片，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；所述顶凸是受热熔化的顶凸。

上述强制密封球阀的更进一步，所述螺旋驱动轮设有所述螺柱，所述阀瓣设有所述螺孔。

上述强制密封球阀的更进一步，所述螺旋驱动轮设有所述螺孔，所述阀瓣设有所述螺柱。

本发明的有益效果是：采用行星滚柱螺旋装置实现强制密封球阀的螺旋驱动，可显著降低螺纹驱动过程中的摩擦力，降低阀门启闭时的操作扭矩，提高强制密封球阀的工作寿命；针对强制密封球阀小角度旋转驱动的特点，采用具有热熔特性的热熔垫片和顶凸，在组装完成后去除了行星滚柱螺旋装置的换轨结构，可显著提高行星滚柱螺旋装置操作可靠性和工作寿命。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1是本发明行星滚柱螺旋装置结构分解图；

图2是本发明行星滚柱结构图，是图1的A-A剖面图；

图3是本发明行星滚柱螺旋装置结构图，补平块在被压下的状态；

图4是本发明行星滚柱螺旋装置图，行星滚柱旋入螺柱状态；

图5是本发明行星滚柱螺旋装置图，螺孔部件被旋入；

图6是本发明热熔垫片和顶凸被熔化的示意图；

图7是本发明强制密封球阀结构分解图；

图8是本发明强制密封球阀的阀球结构图；

图9是本发明强制密封球阀的阀球结构图，螺旋驱动轮为螺柱部件，阀瓣为螺孔部件。

具体实施方式

如图1、图2、图3，一种行星滚柱螺旋装置，包括设有螺柱11的螺柱部件10和设有螺孔21的螺孔部件20，所述螺柱和螺孔的螺距相同，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱30，所述行星滚柱设有间距T与所述螺距相同的环槽31，所述行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架32设置在所述螺柱和螺孔之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔33中，所述滚柱保持孔与所述行星滚柱轴向的间隙S为一个所述螺距；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽12，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸13，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面14。

所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片15，在所述弹簧片上设有补平块16，所述补平块设有沉孔16a，在所述沉孔内设有热熔垫片17和紧固螺钉18，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩，如图3所示；所述顶凸是受热熔化的顶凸。

所述热熔垫片是工业石蜡制成的热熔垫片，所述顶凸是工业石蜡制成的顶凸。

所述弹簧片的弹性变形量大于所述行星滚柱的环槽的齿高H，所述热熔垫片的厚度B大于所述行星滚柱的环槽的齿高,所述补平块的表面深入所述螺纹换轨槽的深度C大于所述行星滚柱的环槽的齿高。

一种行星滚柱螺旋装置制作方法，如上所述，行星滚柱螺旋装置包括设有螺柱的螺柱部件和设有螺孔的螺孔部件，有多个行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片，在所述弹簧片上设有补平块，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有热熔垫片和紧固螺钉；在所述螺纹换轨槽的端头设有受热熔化的顶凸，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面；所述方法包括：

步骤a，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩，如图3所示；

步骤b，将所述行星滚柱放置在所述保持架中，并按顺序旋入所述螺柱上，如图4所示；

步骤c，旋转所述螺柱部件或螺孔部件，使所述螺孔部件旋入到螺柱部件上，如图5所示；

步骤d，当所述螺孔部件旋入到位后，对所述螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热，使所述热容垫片和顶凸熔化，所述补平块在所述弹簧片的作用下升起，使螺纹换轨槽补平，如图6所示（为了清楚表述补平块的状态，图6隐去了行星滚柱、保持架和螺孔部件）。

所述热容垫片是工业石蜡制成的热熔垫片，所述顶凸是工业石蜡制成的顶凸，进行步骤a、步骤b和步骤c时的环境温度为室温；步骤d中，对所述螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热到高于110℃。

如图7、图8，一种行星滚柱螺旋顶压强制密封球阀，包括阀座41、阀球和阀杆42，所述阀球包括阀球本体43和阀瓣20，所述阀球本体上设有驱动所述阀瓣顶起和收回的螺旋驱动轮10，所述螺旋驱动轮通过上述的行星滚柱螺旋装置驱动所述阀瓣。

所述螺旋驱动轮设有螺柱11，所述阀瓣设有螺孔21，所述螺柱和螺孔的螺距相同，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱30，所述行星滚柱设有间距与所述螺距相同的环槽，所述行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架32设置在所述螺柱和螺孔之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中，所述滚柱保持孔与所述行星滚柱轴向的间隙为一个所述螺距；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽12，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸13，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面。

所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片15，在所述弹簧片上设有补平块16，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有热熔垫片17和紧固螺钉18，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；所述顶凸是受热熔化的顶凸。

如图9，所述行星滚柱螺旋强制密封球阀的另一种方案是，所述螺旋驱动轮10a设有螺孔，所述阀瓣20a设有螺柱；所述螺柱和螺孔的螺距相同，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱30，所述行星滚柱设有间距与所述螺距相同的环槽，所述行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架32设置在所述螺柱和螺孔之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中，所述滚柱保持孔与所述行星滚柱轴向的间隙为一个所述螺距；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸13，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面。

实施例一：

如图7、图8，一种行星滚柱螺旋顶压强制密封球阀。包括阀座41、阀球和阀杆42，阀球包括阀球本体43和阀瓣20，阀球本体上设有驱动所述阀瓣顶起和收回的螺旋驱动轮10，螺旋驱动轮通过行星滚柱螺旋装置驱动阀瓣。本实施例中，在球阀的进口端和出口端均设有阀瓣。阀杆带动一只密封驱动齿轮转动，同时通过扭转弹簧拨动阀球本体转动，当阀球本体转动到关闭位置时，阀杆带动阀杆齿轮44继续转动，阀杆齿轮带动螺旋驱动轮转动，阀瓣被顶出并顶压在阀座上实现强制密封球阀的密封关闭。

由于阀瓣只是在较小的行程区间移动，螺旋驱动轮驱动阀瓣的转动角度不大于180°。

如图1、图2、图3，行星滚柱螺旋装置包括设有螺柱的螺柱部件10和设有螺孔21的螺孔部件20。本实施例中，螺柱部件是设有螺柱11的螺旋驱动轮10，螺孔部件是设有螺孔21的阀瓣20。螺柱和螺孔的螺距相同。在螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱30，行星滚柱设有间距T与螺距相同的环槽31，行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，行星滚柱通过保持架32设置在螺柱和螺孔之间，保持架设有滚柱保持孔33，行星滚柱设置在保持架的滚柱保持孔中，滚柱保持孔与行星滚柱轴向的间隙S为一个螺距，用于实现行星滚柱的轴向换轨。螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽12，螺纹换轨槽的底面设有螺孔，在螺纹换轨槽的端头（即螺旋驱动轮的端面）设有顶凸13，顶凸设有顶压行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面14。顶凸是工业石蜡制成的顶凸，粘接在螺旋驱动轮的端面上。

螺纹换轨槽的底面设有弹簧片15，在弹簧片上设有补平块16，补平块设有沉孔16a，在沉孔内设有热熔垫片17和紧固螺钉18，热熔垫片是制成的热熔垫片。紧固螺钉通过热熔垫片将补平块压紧在弹簧片上、并使弹簧片向螺纹换轨槽的底面压缩，紧固螺钉的顶面沉入沉孔内，如图3所示。

本实施例的热熔垫片和顶凸是工业石蜡制品，更进一步是一种改性石蜡制品，是具有高硬度和可机加工的石蜡制品，硬度为邵氏硬度为50-53，熔化温度为110℃。

弹簧片的弹性变形量大于行星滚柱的环槽的齿高H。热熔垫片的厚度B大于行星滚柱的环槽的齿高。

补平块的表面深入螺纹换轨槽的深度C大于行星滚柱的环槽的齿高，使行星滚柱能够在螺纹换轨槽内沿轴向移动实现换轨，所述换轨是指行星滚柱在螺纹换轨槽内轴向移动一个螺距的位置，进入相邻的螺纹槽内。

行星滚柱螺旋装置的组装方法是：

步骤a，将补平块16和弹簧片15安装在螺柱部件（即螺旋驱动轮）上，采用紧固螺钉18拧入螺纹换轨槽底面的螺孔，紧固螺钉通过热熔垫片将补平块压紧在弹簧片上、并使所述弹簧片向螺纹换轨槽的底面压缩，其压缩距离不小于行星滚柱的环槽的齿高，此时补平块的表面深入螺纹换轨槽的深度不小于行星滚柱的环槽的齿高，如图3所示。

步骤b，将行星滚柱放置在所述保持架中，并按顺序旋入螺柱上，如图4所示；

步骤c，旋转所述螺柱部件或螺孔部件，使所述螺孔部件（即阀瓣）旋入到螺柱部件上，在旋入过程中，行星滚柱随螺柱或螺孔滚动，当一个行星滚柱滚动到接近螺旋驱动轮端面时，顶凸的滚柱导面14推动行星滚柱在螺纹换轨槽内实现换轨，使阀瓣能够顺利旋入到位。如图5所示；

步骤d，当螺孔部件（阀瓣）旋入到位后。对螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热，使热容垫片和顶凸熔化，补平块在弹簧片的作用下升起，此时补平块的表面接近螺柱的齿根，使行星滚柱不能在螺纹换轨槽处换轨。熔化的热熔垫片和顶凸会向下流入螺纹换轨槽的底部。如图6所示（为了清除表述补平块的状态，图6隐去了行星滚柱、保持架和螺孔部件）。

热容垫片和顶凸需要采用受热熔化的材料，同时在常温（或工作温度）中保持固态，以防止在工作中任意流动，本实施例的热容垫片和顶凸是工业石蜡制品，其熔化温度为110℃，为了保证热容垫片和顶凸具有足够的强度，进行步骤a、步骤b和步骤c时的环境温度为室温；步骤d中，为了保护其他部件和润滑油等材料的性能不受影响，对螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热到略高于110℃。本实施例中，将螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热到115℃～120℃。

为了降低强制密封球阀操作时的阻力，阀球本体与螺旋驱动轮的端面之间设有推力轴承50。

强制密封球阀将普通球阀的阀球进行改进，构成具有阀杆齿轮、螺旋驱动轮以及阀瓣的结构。通过旋转阀杆带动与之相连的阀杆齿轮和螺旋驱动轮，进而通过螺纹配合将阀瓣顶起。并于2016年获得专利（CN105927750A）。为了提升整个传动系的效率，在阀瓣螺纹和螺旋驱动轮螺纹间设置行星滚柱机构，其中滚柱为无升角的环槽圆柱体，环槽间距与阀瓣螺纹及螺旋驱动轮螺柱螺纹螺距相等，采用这样的结构，可以在环向上尽可能多地布置滚柱，从而使其承载能力满足高压力下的需求。但是，要将滚柱安装在阀瓣和螺旋驱动轮之间却并不容易。普通的做法是：将阀瓣侧或螺旋驱动轮侧的一部分螺纹削平设置螺纹换轨槽，并在上述换轨槽处设置顶凸。这里以螺旋驱动轮侧的螺纹设置螺纹换轨槽和顶凸为例，滚柱先在保持架的约束下旋入螺旋驱动轮上的螺纹。旋转到底时，滚柱将受顶凸的约束向回跳动一倍的螺距，因此滚柱可以一直循环地滚动。在滚柱完全旋入螺柱后，将阀瓣旋入，阀瓣旋入的过程中，滚柱不断地循环跳动，阀瓣的位置逐渐下降，直至阀瓣完全旋入。反向旋转时，在换轨槽处也需要设置对侧的顶凸。这样可以保持滚柱不会旋出螺旋驱动轮，并且在螺旋驱动轮螺纹换轨槽位置处均受到顶凸的约束而不发生运动干涉。但这样的结构，使滚柱及顶凸的接触和摩擦变得非常多，而产生潜在的故障风险。本发明采用一次性顶凸和临时性螺纹换轨槽，使行星滚柱的安装可以顺利完成，在安装完成之后，去除临时性顶凸并补平螺纹换轨槽。使阀瓣与螺旋驱动轮在投入正常使用后，不再出现滚柱跳转的现象，大大提高了阀门的使用可靠性。

循环式行星滚柱丝杠技术是本发明最接近的技术方案，这项诞生于1940年代的技术，设有螺纹换轨槽和顶凸，在顶凸的约束下，这种方案无论在整个机构装配时还是运行时，滚柱每次运行到换轨槽均会做一次换轨跳动。但是每次滚柱的换轨跳动都是一次异常动作，在实践中滚柱的换轨跳转出现故障的情形时有发生。将这一技术嫁接到强制密封球阀上，滚柱换轨跳动只增加故障率，对于阀瓣仅在很小的转动间隙范围的往复顶起与收回而言，滚柱的轴向运行距离很小，完全没有跳转轨道的必要。但如果不采用循环滚柱的换轨跳转结构，在阀瓣和螺旋驱动轮间安装滚柱就成了问题。

针对上述缺点，本发明采用了临时性顶凸的突破性设计，也就是把传统循环式行星滚柱丝杠技术中的循环核心部件——顶凸，设计成仅在装配时起作用的一次性部件。由于阀瓣阀球基体间必须设计成防颗粒进入的封闭结构，一旦阀瓣安装到位，外部无法拆除内部设置的顶凸。另外换轨跳转的实现必须通过削平一段螺纹设置换轨槽，才能允许滚柱换轨跳转。这段螺纹换轨槽必须补起，才可消除滚柱再次滚动到这里时发生异常运动的可能。同样，一旦阀瓣安装到位，外部无法进入这个地方。常用的机械手段根本无法实现。

本发明采用工业石蜡为材料制作“顶凸”，通过胶粘的方式，将顶凸固定。由于滚柱每次运行到螺纹换轨槽时，换轨槽提供了滚柱脱离原有螺纹轨道的空间，因此，顶凸对滚柱的约束力载荷不大。工业石蜡（尤其是高硬度机加工石蜡）制成的顶凸完全可以满足约束滚柱换轨的力学性能。

在螺旋驱动轮螺纹换轨槽里，设有换轨槽补平块。换轨槽补平块与螺柱基体之间设有弹簧片。换轨槽补平块、弹簧片通过固定螺钉安装在螺柱基体上。安装时，弹簧片处于被压缩的状态。在固定螺钉上设有工业石蜡材料制成的垫片，垫片的厚度等于螺纹换轨槽的深度。垫片设置在螺钉和换轨槽补平块之间。换轨槽补平块上设有螺钉槽，螺钉槽的深度满足：当垫片放置后，螺钉的帽不突出换轨槽补平块表面。当垫片存在的情况下，换轨槽补平块的位置，使换轨槽的空间充足，在顶凸存在的情况下，受顶凸约束，滚柱运行到换轨槽时，将能够实现换轨跳转。但当垫片消失后，弹簧片将顶压换轨槽补平块，使换轨槽变浅直至失去深度。这时，如果顶凸也同时消失，滚柱运行到换轨槽处时，将不具有换轨空间，因此将不再改变运行的螺纹轨道。

实际生产实践中，采用工业石蜡为原料，制作“顶凸”和“垫片”，将可以实现阀瓣、滚柱和螺旋驱动轮的正常装配。装配完成后，通过加热的方式，则可以将不需要的“顶凸”和“垫片”移除，石蜡的残余物质不会影响装配体的任何性能。这样强制密封球阀在正常使用过程中，就不会因滚柱换轨跳转出现故障了。

采用循环式行星滚柱丝杠原理降低强制密封球阀的扭矩效果非常显著。但是，为了能够将滚柱、阀瓣和螺旋驱动轮装配起来，起滚柱循环作用的螺纹换轨槽和顶凸不得不使用。这些部件对于仅在很小的转动间隙间往复顶起和收回阀瓣来说，没有实用价值，且在使用中还会增加故障几率。本发明，突破了常规机械设计的思路，采用了可移除的顶凸和可补平的换轨槽结构，大大提高了产品的可靠性，并可降低生产成本。

本实施例的行星滚柱螺旋顶压强制密封球阀，可以多次重复进行行星滚柱螺旋装置的拆卸和组装，只需采用新的热熔垫片和顶凸。

实施例二：

如图9，一种行星滚柱螺旋顶压强制密封球阀。本实施例是实施例一的一种结构替换。

本实施例中，螺旋驱动轮10a设有螺孔，阀瓣20a设有螺柱；螺柱和螺孔的螺距相同，在螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱30，行星滚柱通过保持架32设置在螺柱和螺孔之间，在阀瓣的螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽22，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸。

螺纹换轨槽的底面设有弹簧片15，在所述弹簧片上设有补平块16，补平块设有沉孔，在沉孔内设有热熔垫片和紧固螺钉18，紧固螺钉通过所述热熔垫片将补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩。

实施例三：

一种行星滚柱螺旋顶压强制密封球阀。本实施例是实施例一或实施例二的一种结构扩展。

本实施例中，螺柱部件设有多圈同心的螺柱，螺孔部件设有多圈同心的且与螺柱对应的螺孔。采用本实施例的结构，可使大口径强制密封球阀更好地适应高压管道的应用。

Claims (10)

1.一种行星滚柱螺旋装置，包括设有螺柱的螺柱部件和设有螺孔的螺孔部件，所述螺柱和螺孔的螺距相同，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱，所述行星滚柱设有间距与所述螺距相同的环槽，所述行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中，所述滚柱保持孔与所述行星滚柱轴向的间隙为一个所述螺距；其特征在于，所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面。

2.根据权利要求1所述的一种行星滚柱螺旋装置，其特征在于，所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片，在所述弹簧片上设有补平块，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有热熔垫片和紧固螺钉，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；所述顶凸是受热熔化的顶凸。

3.根据权利要求2所述的一种行星滚柱螺旋装置，其特征在于，所述热熔垫片是工业石蜡制成的热熔垫片，所述顶凸是工业石蜡制成的顶凸。

4.根据权利要求2所述的一种行星滚柱螺旋装置，其特征在于，所述弹簧片的弹性变形量大于所述行星滚柱的环槽的齿高，所述热熔垫片的厚度大于所述行星滚柱的环槽的齿高,所述补平块的表面深入所述螺纹换轨槽的深度大于所述行星滚柱的环槽的齿高。

5.一种行星滚柱螺旋装置制作方法，所述行星滚柱螺旋装置包括设有螺柱的螺柱部件和设有螺孔的螺孔部件，有多个行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片，在所述弹簧片上设有补平块，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有热熔垫片和紧固螺钉；在所述螺纹换轨槽的端头设有受热熔化的顶凸，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面；其特征在于，所述方法包括：

步骤a，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；

步骤b，将所述行星滚柱放置在所述保持架中，并按顺序旋入所述螺柱上；

步骤c，旋转所述螺柱部件或螺孔部件，使所述螺孔部件旋入到螺柱部件上；

步骤d，当所述螺孔部件旋入到位后，对所述螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热，使所述热容垫片和顶凸熔化，所述补平块在所述弹簧片的作用下升起，使螺纹换轨槽补平。

6.根据权利要求5所述的一种行星滚柱螺旋装置制作方法，其特征在于，所述热容垫片是工业石蜡制成的热熔垫片，所述顶凸是工业石蜡制成的顶凸，进行步骤a、步骤b和步骤c时的环境温度为室温；步骤d中，对所述螺柱部件的螺纹换轨槽和顶凸部位加热到高于110℃。

7.一种行星滚柱螺旋强制密封球阀，包括阀座、阀球和阀杆，所述阀球包括阀球本体和阀瓣，所述阀球本体上设有驱动所述阀瓣顶起和收回的螺旋驱动轮，其特征在于，所述螺旋驱动轮通过行星滚柱螺旋装置驱动所述阀瓣；所述行星滚柱螺旋装置包括分别设置在所述螺旋驱动轮和所述阀瓣上的螺柱和螺孔，所述螺柱和螺孔的螺距相同，在所述螺柱和螺孔之间设有多个行星滚柱，所述行星滚柱设有间距与所述螺距相同的环槽，所述行星滚柱的环槽分别与螺柱和螺孔的螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架设置在所述螺柱和螺孔之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中，所述滚柱保持孔与所述行星滚柱轴向的间隙为一个所述螺距；所述螺柱上沿轴向设有螺纹换轨槽，在所述螺纹换轨槽的端头设有顶凸，所述顶凸设有顶压所述行星滚柱沿轴向移动的滚柱导面。

8.根据权利要求7所述的一种行星滚柱螺旋强制密封球阀，其特征在于，所述螺纹换轨槽的底面设有弹簧片，在所述弹簧片上设有补平块，所述补平块设有沉孔，在所述沉孔内设有紧固螺钉和热熔垫片，所述紧固螺钉通过所述热熔垫片将所述补平块压紧在所述弹簧片上、并使所述弹簧片向所述螺纹换轨槽的底面压缩；所述顶凸是受热熔化的顶凸。

9.根据权利要求7所述的一种行星滚柱螺旋强制密封球阀，其特征在于，所述螺旋驱动轮设有所述螺柱，所述阀瓣设有所述螺孔。

10.根据权利要求7所述的一种行星滚柱螺旋强制密封球阀，其特征在于，所述螺旋驱动轮设有所述螺孔，所述阀瓣设有所述螺柱。