CN108278378B - 一种阀座驱动强制密封球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阀座驱动强制密封球阀，包括阀体、第一阀座、阀球和阀杆，所述阀杆驱动所述阀球在开关位置之间往复转动，所述阀杆还驱动所述第一阀座向所述阀球方向往复移动，在所述阀球关闭时与所述阀球抱合实现强制密封。所述第一阀座由第一阀座驱动环驱动向阀球方向往复移动，所述第一阀座驱动环设有内螺纹，所述第一阀座设有外螺纹，所述第一阀座驱动环通过螺纹连接驱动所述第一阀座向阀球方向往复移动。本发明的有益效果是：采用阀座移动方式实现球阀的强制密封，降低了结构复杂性；采用锁定体控制阀杆与阀球和第一阀座之间的连接关系，实现了一只阀杆操作球阀的开启、关闭和强制密封，操作方便，操作稳定性和可靠性好。

Description

一种阀座驱动强制密封球阀

技术领域

本发明属于球阀，尤其涉及一种阀座驱动强制密封球阀。

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。

然而传统提升杆式强制密封球阀，采用提升阀杆轨道引导设计，尽管可以实现阀门在开关全程大部分时间与阀座无接触，无摩擦，但在阀球与阀座密封面最后抱合阶段仍存在相对滑动摩擦，没有真正做到无摩擦旋转；其阀球和阀座间的强制抱合通过阀杆的楔式面下压并配合阀球下转轴的共同作用才能完成。其动作过程不够平稳，容易受到阀座与转轴相对位置精度的影响；阀杆部分及其总成结构复杂，开关过程中需要叠加直行程和角行程运动；加工精度要求高；容易发生阀杆泄露；同时开关操作时间过长。

发明内容

本发明的目的是提出一种阀座驱动强制密封球阀的技术方案。提高结构的稳定性和可靠性，改进强制密封球阀的操作性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种阀座驱动强制密封球阀,包括阀体、第一阀座、阀球和阀杆，所述阀杆驱动所述阀球在开关位置之间往复转动，所述阀杆还驱动所述第一阀座向所述阀球方向往复移动，在所述阀球关闭时与所述阀球抱合实现强制密封。

更进一步，所述第一阀座由第一阀座驱动环驱动向阀球方向往复移动，所述阀杆驱动所述第一阀座驱动环转动，所述第一阀座驱动环设有内螺纹，所述第一阀座设有外螺纹，所述第一阀座驱动环通过螺纹连接驱动所述第一阀座向阀球方向往复移动。

更进一步，为了降低第一阀座驱动环与第一阀座之间螺纹传动的摩擦力，所述第一阀座驱动环的内螺纹与所述第一阀座的外螺纹之间设有滚柱和保持架，所述滚柱设置在所述保持架中，所述滚柱同时与所述第一阀座驱动环的内螺纹和所述第一阀座的外螺纹啮合。

更进一步，所述阀杆与阀球和第一阀座之间的驱动方式为，所述阀杆通过锁定体驱动所述阀球转向关闭；所述阀球从开启位置向关闭位置转动时，所述锁定体锁定所述阀杆和阀球的连接关系，使所述阀杆驱动阀球转动，当阀球转动到关闭位置后，所述锁定体解除所述阀杆和阀球的连接关系，并将所述阀球锁定在关闭位置，所述阀杆继续驱动所述第一阀座移动，使所述第一阀座与阀球抱合；在所述阀座驱动强制密封球阀开启过程中，所述阀杆驱动所述第一阀座向脱离所述阀球抱合方向移动，所述第一阀座脱离与阀球的抱合后，所述锁定体解除阀球在所述关闭位置关位的锁定、并锁定所述阀杆和阀球的连接关系，所述阀杆驱动所述阀球转动到开启位置。

更进一步，一种阀杆与阀球和第一阀座之间的驱动结构为，所述阀杆设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一阀座驱动环设有第一齿盘，所述第一齿轮与所述第一齿盘啮合；所述阀球设有阀球上轴套，所述阀球上轴套的内孔与一个上支承轴转动配合，所述阀球上轴套的外柱面以转动配合安装有第三齿轮，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合；所述阀球上轴套的轴套壁设有一个贯通的第一通孔，所述第三齿轮的轴孔内侧设有位置对应于所述第一通孔的第一凹孔，所述上支承轴的外柱面设有位置对应于所述第一通孔的第二凹孔；所述锁定体以间隙配合安装在所述第一通孔中，所述锁定体的长度大于所述阀球上轴套的壁厚；所述第三齿轮设有拨动所述阀球向所述开启方向转动的拨块。

更进一步，所述锁定体是两端为球头的圆柱销或球形销，所述阀球上轴套的轴套壁的第一通孔是与所述锁定体的柱形外径对应的通孔，所述第三齿轮的第一凹孔是与所述锁定体的球头对应的球形凹孔，所述上支承轴的第二凹孔是与所述锁定体的球头对应的球形凹孔。

更进一步，所述锁定体是两端为球头的圆柱销，所述锁定体的轴线平行于阀杆的转动轴线，所述阀球上轴套的轴套壁的第一通孔是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长孔，所述第三齿轮的第一凹孔是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长凹孔，所述上支承轴的第二凹孔是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长凹孔，所述锁定体的圆柱直径大于所述阀球上轴套的壁厚。

更进一步，所述锁定体是两端为锥形头的圆柱销，所述第三齿轮的第一凹孔是与所述锁定体的锥形头对应的锥形凹孔，所述上支承轴的第二凹孔是与所述锁定体的锥形头对应的锥形凹孔。

更进一步，为了使介质进口和介质出口的阀座同时与阀球强制密封，所述阀座驱动强制密封球阀设有第二阀座和第二阀座驱动环，所述第二阀座驱动环设有第二齿盘，所述第二齿盘与一只第四齿轮啮合，所述第四齿轮与一只第五齿轮同轴同步转动，所述第五齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第一阀座和第二阀座在所述阀座驱动强制密封球阀关闭时均与所述阀球抱合。

更进一步，另一种阀杆与阀球和第一阀座之间的驱动结构为，所述阀杆与所述阀球转轴同轴，所述阀杆设有第六齿轮，所述第六齿轮与一只轴承座转动配合，所述第六齿轮与一只第七齿轮啮合，所述第一阀座驱动环设有第一齿盘，所述第一齿盘与一只第八齿轮啮合，所述第七齿轮和第八齿轮同轴同步转动；所述阀球设有阀球上转轴，所述阀球上转轴与第六齿轮转动配合，所述阀球上转轴的端面设有凸块，所述第六齿轮的内孔设有拨动所述凸块、使所述球阀向所述开启方向转动的拨块，所述阀球设有一块阀球传动板，所述阀球传动板设有一个贯通的第二通孔，所述第六齿轮的上端面设有位置对应于所述第二通孔的第三凹孔，所述轴承座的下端面设有位置对应于所述第二通孔的第四凹孔；所述锁定体以间隙配合安装在所述第二通孔中，所述锁定体大于所述阀球传动板的厚度。

本发明的有益效果是：采用阀座移动方式实现球阀的强制密封，降低了结构复杂性；采用锁定体控制阀杆与阀球和第一阀座之间的连接关系，实现了一只阀杆操作球阀的开启、关闭和强制密封，操作方便，操作稳定性和可靠性好。

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是本发明整体结构图，锁定体是两端为球头的圆柱销；

图2是本发明结构分解图；

图3是本发明阀球转动部分结构图；

图4是本发明阀球开启状态示意图；

图5是本发明阀球从开启位置向关闭位置转动示意图；

图6是本发明阀球转动到关闭位置，阀杆继续驱动阀座移动的示意图；

图7是本发明阀座与阀球抱合状态示意图；

图8是本发明阀座脱离抱合，阀杆开始通过拨块驱动阀球开始向开启方向转动的示意图；

图9是本发明阀杆驱动阀球开始向开启方向转动过程的示意图；

图10是本发明阀座与阀座驱动环之间设有齿形滚柱的结构图；

图11是本发明阀球转动部分结构图，锁定体是两端为球头的圆柱销，锁定体的轴线平行于阀杆的转动轴线；

图12是图11的结构分解图；

图13是本发明阀球转动部分结构图，锁定体是两端为锥形的圆柱销；

图14是图13的结构分解图；

图15是本发明阀球转动部分结构图，锁定体是圆球形锁定体；

图16是图15的结构分解图；

图17是本发明球阀介质进口侧和介质出口侧均设有强制密封的阀座的结构图；

图18是本发明阀杆轴线与阀球转动轴线同轴的结构图；

图19是图18的传动部分分解图。

具体实施方式

如图1至图10，一种阀座驱动强制密封球阀,包括阀体10、第一阀座20、阀球30和阀杆40，所述阀杆驱动所述阀球在开关位置之间往复转动，同时所述阀杆驱动所述第一阀座向所述阀球方向往复移动，在所述阀球关闭时与所述阀球抱合实现强制密封。

所述第一阀座由第一阀座驱动环50驱动向阀球方向往复移动，所述阀杆驱动所述第一阀座驱动环转动，所述第一阀座驱动环设有内螺纹51，所述第一阀座设有外螺纹21，所述第一阀座驱动环通过螺纹连接驱动所述第一阀座向阀球方向往复移动。

如图10所示，所述第一阀座驱动环的内螺纹与所述第一阀座的外螺纹之间设有滚柱53和保持架54，所述滚柱设置在所述保持架中，所述滚柱同时与所述第一阀座驱动环的内螺纹和所述第一阀座的外螺纹啮合。

所述阀杆通过锁定体60驱动所述阀球转向关闭；所述阀球从开启位置向关闭位置转动时（如图4、图5所示），所述锁定体锁定所述阀杆和阀球的连接关系，使所述阀杆驱动阀球转动，当阀球转动到关闭位置后（如图6所示），所述锁定体解除所述阀杆和阀球的连接关系，并将所述阀球锁定在关闭位置，所述阀杆继续驱动所述第一阀座移动，使所述第一阀座与阀球抱合；在所述阀座驱动强制密封球阀开启过程中，所述阀杆驱动所述第一阀座向脱离所述阀球抱合方向移动（如图7、图8所示），所述第一阀座脱离与阀球的抱合后，所述锁定体解除阀球在所述关闭位置的锁定、并锁定所述阀杆和阀球的连接关系（如图9所示），所述阀杆驱动所述阀球转动到开启位置。

所述阀杆设有第一齿轮41和第二齿轮42，所述第一阀座驱动环设有第一齿盘52，所述第一齿轮与所述第一齿盘啮合；所述阀球设有阀球上轴套31，所述阀球上轴套的内孔与一个上支承轴11转动配合，所述阀球上轴套的外柱面以转动配合安装有第三齿轮32，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合；所述阀球上轴套的轴套壁设有一个贯通的第一通孔33，所述第三齿轮的轴孔内侧设有位置对应于所述第一通孔的第一凹孔34，所述上支承轴的外柱面设有位置对应于所述第一通孔的第二凹孔12；所述锁定体以间隙配合安装在所述第一通孔中，所述锁定体的长度L大于所述阀球上轴套的壁厚K；所述第三齿轮设有拨动所述球阀向所述开启方向转动的拨块35。

所述锁定体60是两端为球头的圆柱销（如图1至图10所示），所述阀球上轴套的轴套壁的第一通孔33是与所述锁定体的柱形外径对应的通孔，所述第三齿轮的第一凹孔34是与所述锁定体的球头对应的球形凹孔，所述上支承轴的第二凹孔12是与所述锁定体的球头对应的球形凹孔。

如图11、图12，所述锁定体60是两端为球头的圆柱销，所述锁定体的轴线平行于阀杆的转动轴线，所述阀球上轴套的轴套壁的第一通孔33a是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长孔，所述第三齿轮的第一凹孔34a是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长凹孔，所述上支承轴的第二凹孔12a是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长凹孔，所述锁定体的圆柱直径d1大于所述阀球上轴套的壁厚。

如图13，图14，所述锁定体是两端为锥形头的圆柱销6b，所述第三齿轮的第一凹孔34b是与所述锁定体的锥形头对应的锥形凹孔，所述上支承轴的第二凹孔12b是与所述锁定体的锥形头对应的锥形凹孔。

如图17，所述阀座驱动强制密封球阀设有第二阀座2b和第二阀座驱动环5b，所述第二阀座驱动环设有第二齿盘55，所述第二齿盘与一只第四齿轮56啮合，所述第四齿轮与一只第五齿轮57同轴同步转动，所述第五齿轮与所述第三齿轮32啮合，所述第一阀座和第二阀座在所述阀座驱动强制密封球阀关闭时均与所述阀球抱合。

如图18，图19，所述阀杆40与所述阀球30转轴同轴，所述阀杆设有第六齿轮70，所述第六齿轮与一只轴承座16转动配合，所述第六齿轮与一只第七齿轮71啮合，所述第一阀座驱动环50设有第一齿盘52，所述第一齿盘与一只第八齿轮72啮合，所述第七齿轮和第八齿轮同轴同步转动；所述阀球设有阀球上转轴38，所述阀球上转轴与第六齿轮转动配合，所述阀球上转轴的端面设有凸块39，所述第六齿轮的内孔设有拨动所述凸块、使所述球阀向所述开启方向转动的拨块73，所述阀球设有一块阀球传动板3a，所述阀球传动板设有一个贯通的第二通孔3b，所述第六齿轮的上端面设有位置对应于所述第二通孔的第三凹孔74，所述轴承座的下端面设有位置对应于所述第二通孔的第四凹孔18；所述锁定体60以间隙配合安装在所述第二通孔中。

所述锁定体的长度约等于第三凹孔的深度加第二通孔的深度；所述圆球形锁定体的直径约等于第四凹孔的深度加第二通孔的深度。

当阀球处于全关位时，第二通孔与第四凹孔对齐。当阀球处于其他位置时，第二通孔与第三凹孔对齐。只有当锁定体切换位置时，第二通孔同时与第三凹孔和第四凹孔对齐。

实施例一：

如图1至图9，一种阀座驱动强制密封球阀,包括阀体10、第一阀座20、阀球30和阀杆40，第一阀座由第一阀座驱动环50驱动向阀球方向往复移动。

第一阀座20是位于阀座驱动强制密封球阀的介质流入端的阀座，优选的，第一阀座设有四只限旋柱23，与阀体连接，第一阀座设有外螺纹21，第一阀座与阀体之间设有密封圈22。

第一阀座驱动环设有内螺纹51，第一阀座驱动环通过螺纹连接驱动所述第一阀座向阀球方向往复移动，第一阀座驱动环设有第一齿盘52，第一齿盘是锥齿。有一个第一驱动环盖58安装在第一阀座驱动环的第一齿盘一端。

阀杆垂直于第一阀座的轴线，阀杆从阀体上盖13伸入阀体，阀杆设有第一齿轮41和第二齿轮42，第一齿轮和第二齿轮与阀杆同步转动。第一齿轮是锥齿，第一齿轮与第一齿盘啮合。

阀球安装在阀体内，阀球的下端设有扇形凸起36。阀体设有与阀球的下转轴对应的下转轴腔14，下转轴腔设有与阀球下转轴的端头的扇形凸起对应的限位凹槽15。使阀球的转动行程限制在90°。

阀球设有阀球上轴套31，阀体上盖设有一个上支承轴11，阀球上轴套的内孔与上支承轴转动配合。阀球上轴套的外柱面以转动配合安装有第三齿轮32，第二齿轮与所述第三齿轮啮合；阀球上轴套的轴套壁设有一个贯通的第一通孔33，第三齿轮的内孔设有位置对应于第一通孔的第一凹孔34，上支承轴的外柱面设有位置对应于第一通孔的第二凹孔12；第一通孔中设有一只间隙配合的锁定体60，锁定体沿第一通孔的轴线往复移动。锁定体是两端为球头的圆柱销，第三齿轮的第一凹孔34是球形凹孔，球形凹孔的深度等于锁定体球形的半径。上支承轴的第二凹孔12是球形凹孔，球形凹孔的深度也等于锁定体球形的半径。阀球上轴套的壁厚K略大于锁定体的圆柱段长度与一个球头半径之和L1（如图3所示）。锁定体能够位于第一通孔33和第一凹孔34构成的空间中，此时，阀球上轴套与第三齿轮同步转动得以锁定（即阀球与第三齿轮同步转动）。球形的锁定体也能够位于第一通孔33和第二凹孔12构成的空间中，此时，阀球上轴套与上支承轴相对位置锁定，第三齿轮可以相对阀球及上轴套转动。阀球上轴套的上端面设有凸块37，第三齿轮设有拨块35，第三齿轮的拨块35拨动凸块37使球阀向开启方向转动。

阀杆通过锁定体60驱动阀球从开向关转动；当阀球处于开启位置时，如图4所示，锁定体被约束在第一通孔33和第一凹孔34构成的空间中，第一凹孔对锁定体的作用力有两个分力，分力一带动锁定体随着转动，分力二将锁定体向远离第一凹孔方向推。在被约束在第一通孔33和第一凹孔34构成的空间时，分力二被上支承轴11的柱面平衡，因此锁定体锁定了阀球上轴套与第三齿轮之间的连接关系，在阀座驱动强制密封球阀关闭过程中，阀球从开启位置向关闭位置转动时（如图4、图5所示），阀杆带动阀球同步转动。当阀球转动到关闭位置（如图6所示）后，阀体的限位凹槽15限制了阀球继续转动，此时阀球上轴套的第一凹孔34和第一通孔33同步转动到与上支承轴的第二凹孔12对齐的位置，继续转动阀杆，此时所述分力一受阀体限位15的限制得以平衡，所述分力二将会推动锁定体离开第一凹孔在第一通孔内移动并进入第一通孔33和第二凹孔12构成的空间中，锁定体解除阀杆和阀球的连接关系，并将阀球与上支撑轴11锁定，使阀球保持在关闭位置。阀杆继续转动时，第三齿轮在阀球上轴套上转动，阀杆通过第一齿轮驱动第一阀座驱动环50转动，第一阀座驱动环通过螺纹驱动第一阀座向阀球方向移动，使第一阀座与阀球抱合，如图7所示。

在阀座驱动强制密封球阀开启过程中，阀杆首先通过第一阀座驱动环驱动第一阀座向脱离所述抱合方向移动（如图7、图8所示），此时，第三齿轮在阀球上轴套上转动，由于锁定体被约束在第一通孔33和第二凹孔12构成的空间中，不会驱动阀球转动。第一阀座脱离与阀球的抱合达到预先设定的间隙后，第三齿轮的第一凹孔34转动到与阀球上轴套的第一通孔33对齐的位置，如图8所示，同时，第三齿轮的拨块35开始拨动凸块37使阀球上轴套向开启方向转动，阀球上轴套转动时第二凹孔对锁定体的作用力使锁定体脱出上支承轴的第二凹孔12，锁定体进入第一通孔33和第一凹孔34构成的空间中，锁定体重新锁定了第三齿轮和阀球上轴套的连接关系，如图9所示，阀杆继续转动，直至将阀球驱动到开启位置。

本实施例中，阀杆的驱动行程大于阀球的转动行程，阀杆在阀球的开启和关闭行程区间同时驱动阀球和第一阀座，此时阀球和第一阀座留有间隙，阀球可以轻松转动。在阀球到达关闭位置后，第一阀座与阀球间仍然留有间隙，阀杆继续转动将只驱动第一阀座的往复移动，从而实现了球阀的强制密封，以及阀球旋转时与阀座脱开而无摩擦的旋转。

实施例二：

一种阀座驱动强制密封球阀，本实施例是实施例一所述的一种阀座驱动阀座驱动强制密封球阀的改进。

如图10所示，本实施例中，第一阀座驱动环的内螺纹与第一阀座的外螺纹之间设有齿形滚柱53和保持架54，齿形滚柱设置在保持架中，齿形滚柱同时与第一阀座驱动环的内螺纹和第一阀座的外螺纹啮合。

本实施例采用了滚柱实现第一阀座驱动环与第一阀座螺纹之间的传动，将螺纹之间的滑动摩擦改善为滚柱的滚动摩擦，可显著降低球阀的操作力矩，在大口径、高压力的管道中具有显著的优势。

实施例三：

一种阀座驱动强制密封球阀，本实施例是实施例一所述的一种阀座驱动阀座驱动强制密封球阀的结构替代。

如图11、图12，锁定体60是两端为球头的圆柱销，锁定体的轴线平行于阀杆的转动轴线，阀球上轴套的轴套壁的第一通孔33a是两端为半圆弧的长孔，第一通孔与锁定体的柱形外径和两端球头相对应。第三齿轮的第一凹孔34a是长凹孔，更进一步是两端为球面的半圆槽，第一凹孔与锁定体的柱形外径和两端球头相对应。类似于第一凹孔，上支承轴的第二凹孔12a是长凹孔，与锁定体的柱形外径和两端球头相对应。为了使锁定体能够分别锁定阀球与第三齿轮和阀球与上支承轴，锁定体的圆柱直径d1大于阀球上轴套的壁厚，本实施例中，阀球上轴套的壁厚K略大于锁定体的圆柱半径。

实施例四：

如图13、图14，一种阀座驱动强制密封球阀，本实施例是实施例一所述的一种阀座驱动阀座驱动强制密封球阀的结构替代。

本实施例中，锁定体是两端为锥形头的圆柱销6b，所述第三齿轮的第一凹孔是与锁定体的锥形头对应的锥形凹孔34b，上支承轴的第二凹孔12b是与锁定体的锥形头对应的锥形凹孔。

锁定体的长度大于阀球上轴套的壁厚K，锁定体的长度约等于阀球上轴套的壁厚与第一凹孔的深度之和，锁定体的长度也约等于阀球上轴套的壁厚与第二凹孔的深度之和；使锁定体能够进入第一通孔33和第一凹孔34b构成的空间中，也能够进入第一通孔33和第二凹孔12b构成的空间中。

实施例五：

如图15、图16，本实施例中，锁定体6c是一个圆球，第三齿轮的第一凹孔34c是与锁定体的圆球形对应的半球形凹孔，上支承轴的第二凹孔12c是与锁定体的圆球形对应的半球形凹孔。

为了使锁定体能够分别锁定阀球与第三齿轮和阀球与上支承轴，球形锁定体的半径大于阀球上轴套的壁厚，本实施例中，阀球上轴套的壁厚K略大于锁定体的球形半径，锁定体能够进入第一通孔33和第一凹孔34c构成的空间中，也能够进入第一通孔33和第二凹孔12c构成的空间中。

实施例六：

一种阀座驱动强制密封球阀，本实施例是实施例一所述的一种阀座驱动阀座驱动强制密封球阀的结构扩展。

如图17，本实施例中，阀座包括第一阀座20和第二阀座2b，第一阀座和第二阀座分别设置在球阀的介质进口侧和介质出口侧。阀座驱动环包括驱动第一阀座的第一阀座驱动环50和驱动第二阀座的第二阀座驱动环5b，第一阀座驱动环设有第一齿盘52，第二阀座驱动环设有第二齿盘55，第二齿盘与一只第四齿轮56啮合，第四齿轮与一只第五齿轮57同轴同步转动，第五齿轮与所述第三齿轮32啮合，第一阀座和第二阀座在阀座驱动强制密封球阀关闭时同时与阀球抱合。

本实施例中，阀杆通过第二齿轮42、第三齿轮32，第五齿轮57和第四齿轮56驱动第二阀座，使球阀的介质进口和介质出口的阀座同时与阀球强制密封，增强了球阀的关闭效果。还可以使两阀座之间的阀腔部分在关闭之后处于与介质隔离的状态，可对其进行清洗等维护工作。

实施例七：

一种阀座驱动强制密封球阀，本实施例是实施例一所述的一种阀座驱动强制密封球阀的结构变形。

如图18、图19，阀座驱动强制密封球阀包括阀体10、第一阀座20、阀球30和阀杆40，第一阀座由第一阀座驱动环50驱动向阀球方向往复移动。第一阀座20和第一阀座驱动环50与实施例一相同。本实施例中，阀杆40与阀球30的转动轴线同轴，阀杆的端头设有第六齿轮70，阀杆的端头穿过一只轴承座16通过方轴带动第六齿轮转动，第六齿轮与轴承座16的内孔转动配合。第六齿轮与一只第七齿轮71啮合，第一阀座驱动环50设有第一齿盘52，第一齿盘52与一只第八齿轮72啮合，第七齿轮和第八齿轮安装在一支中间传动轴17上、作为中间传动齿轮同轴同步转动。

阀球设有阀球上转轴38，阀球上转轴与第六齿轮转动配合，阀球上转轴的端面设有凸块39，第六齿轮的内孔设有拨动凸块39、使球阀向所述开启方向转动的拨块73。阀球设有一块阀球传动板3a，阀球传动板深入轴承座16与第六齿轮70之间，阀球传动板设有一个贯通的第二通孔3b，第二通孔的轴线平行于所述阀球的转动轴线。第二通孔中设有锁定体，本实施例的锁定体采用实施例三所述的两端为球头的圆柱销6a。第六齿轮的上端面设有位置对应于所述第二通孔的第三凹孔74，所述轴承座的下端面设有位置对应于所述第二通孔的第四凹孔18。锁定体60以间隙配合安装在所述第二通孔中，锁定体的长度大于所述阀球传动板的厚度，锁定体的长度约等于阀球传动板的厚度与第三凹孔的深度之和，锁定体的长度也约等于阀球传动板的厚度与第四凹孔的深度之和。

与实施例一的阀座驱动强制密封球阀向类似，阀杆通过锁定体6a驱动阀球转动。当阀球处于开启位置时，锁定体通过第二通孔和第三凹孔锁定阀球传动板与第六齿轮的连接关系，在阀座驱动强制密封球阀关闭过程中，阀球从开启位置向关闭位置转动时，阀杆带动阀球同步转动。当阀球转动到关闭位置后，阀体的限位凹槽15（参考图2）限制了阀球继续转动，此时第三凹孔74和第二通孔3b同步转动到与轴承座的第四凹孔18对应的位置，当阀杆带动第六齿轮继续转动时，第六齿轮的第三凹孔74推动锁定体6a，使锁定体进入第二通孔3b和第四凹孔18构成的空间中，锁定体解除阀杆和阀球的连接关系，同时锁定阀球传动板3a与轴承座16的连接关系，阀杆继续转动时，第六齿轮在阀球上转轴38上转动，阀杆通过第六齿轮驱动第七齿轮转动，与第七齿轮同步转动的第八齿轮驱动第一阀座驱动环50转动，第一阀座驱动环通过螺纹驱动第一阀座向阀球方向移动，使第一阀座与阀球抱合。

在阀座驱动强制密封球阀开启过程中，阀杆首先通过第一阀座驱动环驱动第一阀座向脱离所述抱合方向移动，此时，第六齿轮在阀球上转轴38上转动，不会驱动阀球转动。第一阀座脱离与阀球的抱合并达到预设的转动间隙后，第六齿轮在阀球上转轴上转动到第六齿轮的第三凹孔74与第二通孔3b和第四凹孔18对齐的位置，同时，第六齿轮的拨块73开始拨动阀球上转轴的端面的凸块39、使阀球向开启方向转动，阀球转动时使锁定体脱出轴承座16的第四凹孔18，锁定体进入第二通孔3b和第三凹孔74构成的空间中，锁定体重新锁定第六齿轮和阀球上转轴的连接关系，此时，轴承座16下端面约束锁定体使之保持在第二通孔3b和第三凹孔74构成的空间中。阀杆继续带动阀球转动，直至将阀球驱动到开启位置。

需要说明的是，本实施例中第六齿轮也可以直接啮合第一齿盘，第七齿轮和第八齿轮以及中间传动轴17并不是必须的结构，可以去掉从而使整个机构更为简洁。

另外，本发明列举的实施例均以顶装式阀体为例。事实上，实现本发明的技术方案并不受阀体形式的限制，阀体可以是侧装式或全焊接式。

Claims (9)

1.一种阀座驱动强制密封球阀，包括阀体、第一阀座、阀球和阀杆，其特征在于，所述阀杆驱动所述阀球在开关位置之间往复转动，所述阀杆还驱动第一阀座驱动环转动，所述第一阀座驱动环设有内螺纹，所述第一阀座设有外螺纹，所述第一阀座驱动环通过螺纹连接驱动所述第一阀座向阀球方向往复移动，在所述阀球关闭时与所述阀球抱合实现强制密封。

2.根据权利要求1所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述第一阀座驱动环的内螺纹与所述第一阀座的外螺纹之间设有滚柱和保持架，所述滚柱设置在所述保持架中，所述滚柱同时与所述第一阀座驱动环的内螺纹和所述第一阀座的外螺纹啮合。

3.根据权利要求1所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述阀杆通过锁定体驱动所述阀球转向关闭；所述阀球从开启位置向关闭位置转动时，所述锁定体锁定所述阀杆和阀球的连接关系，使所述阀杆驱动阀球转动，当阀球转动到关闭位置后，所述锁定体解除所述阀杆和阀球的连接关系，并将所述阀球锁定在关闭位置，所述阀杆继续驱动所述第一阀座移动，使所述第一阀座与阀球抱合；在所述阀座驱动强制密封球阀开启过程中，所述阀杆驱动所述第一阀座向脱离所述阀球抱合方向移动，所述第一阀座脱离与阀球的抱合后，所述锁定体解除阀球在所述关闭位置的锁定、并锁定所述阀杆和阀球的连接关系，所述阀杆驱动所述阀球转动到开启位置。

4.根据权利要求3所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述阀杆设有第一齿轮和第二齿轮，所述第一阀座驱动环设有第一齿盘，所述第一齿轮与所述第一齿盘啮合；所述阀球设有阀球上轴套，所述阀球上轴套的内孔与一个上支承轴转动配合，所述阀球上轴套的外柱面以转动配合安装有第三齿轮，所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合；所述阀球上轴套的轴套壁设有一个贯通的第一通孔，所述第三齿轮的轴孔内侧设有位置对应于所述第一通孔的第一凹孔，所述上支承轴的外柱面设有位置对应于所述第一通孔的第二凹孔；所述锁定体以间隙配合安装在所述第一通孔中，所述锁定体的长度大于所述阀球上轴套的壁厚；所述第三齿轮设有拨动所述阀球向所述开启方向转动的拨块。

5.根据权利要求4所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述锁定体是两端为球头的圆柱销或球形销，所述阀球上轴套的轴套壁的第一通孔是与所述锁定体的柱形外径对应的通孔，所述第三齿轮的第一凹孔是与所述锁定体的球头对应的球形凹孔，所述上支承轴的第二凹孔是与所述锁定体的球头对应的球形凹孔。

6.根据权利要求4所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述锁定体是两端为球头的圆柱销，所述锁定体的轴线平行于阀杆的转动轴线，所述阀球上轴套的轴套壁的第一通孔是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长孔，所述第三齿轮的第一凹孔是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长凹孔，所述上支承轴的第二凹孔是与所述锁定体的柱形外径和两端球头对应的长凹孔，所述锁定体的圆柱直径大于所述阀球上轴套的壁厚。

7.根据权利要求4所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述锁定体是两端为锥形头的圆柱销，所述第三齿轮的第一凹孔是与所述锁定体的锥形头对应的锥形凹孔，所述上支承轴的第二凹孔是与所述锁定体的锥形头对应的锥形凹孔。

8.根据权利要求7所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述阀座驱动强制密封球阀设有第二阀座和第二阀座驱动环，所述第二阀座驱动环设有第二齿盘，所述第二齿盘与一只第四齿轮啮合，所述第四齿轮与一只第五齿轮同轴同步转动，所述第五齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第一阀座和第二阀座在所述阀座驱动强制密封球阀关闭时均与所述阀球抱合。

9.根据权利要求3所述的一种阀座驱动强制密封球阀，其特征在于，所述阀杆与所述阀球转轴同轴，所述阀杆设有第六齿轮，所述第六齿轮与一只轴承座转动配合，所述第六齿轮与一只第七齿轮啮合，所述第一阀座驱动环设有第一齿盘，所述第一齿盘与一只第八齿轮啮合，所述第七齿轮和第八齿轮同轴同步转动；所述阀球设有阀球上转轴，所述阀球上转轴与第六齿轮转动配合，所述阀球上转轴的端面设有凸块，所述第六齿轮的内孔设有拨动所述凸块、使所述球阀向所述开启方向转动的拨块，所述阀球设有一块阀球传动板，所述阀球传动板设有一个贯通的第二通孔，所述第六齿轮的上端面设有位置对应于所述第二通孔的第三凹孔，所述轴承座的下端面设有位置对应于所述第二通孔的第四凹孔；所述锁定体以间隙配合安装在所述第二通孔中，所述锁定体大于所述阀球传动板的厚度。