CN108518500A - 一种保持架复位行星滚柱螺纹装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，包括设有外螺纹的外螺纹部件和设有内螺纹的内螺纹部件，在所述外螺纹和内螺纹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外螺纹和内螺纹之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中；所述保持架的端面设有凸沿，所述外螺纹部件和/或所述内螺纹部件设有螺纹碰块，所述螺纹碰块在所述保持架的圆周方向与保持架的所述凸沿触碰。本发明的有益效果是：利用外螺纹和内螺纹承载单向转动载荷的特性，在非载荷转动行程时推动保持架将行星滚柱准确复位，使行星滚柱在外螺纹和内螺纹之间保持正确的工作起始位置，保证行星滚柱螺旋装置的良好工作状态。结构简单、实用效果良好。

Description

一种保持架复位行星滚柱螺纹装置

技术领域

本发明属于螺旋驱动装置，尤其涉及一种保持架复位行星滚柱螺纹装置。

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，通常的行星滚柱螺旋装置需要换轨槽，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360°，换轨槽已不再是必要的结构。但行星滚柱螺旋装置在往复旋转的过程中，由于制造精度和工作环境等因素，行星滚柱运动过程中不能保证与外螺纹和内螺纹之间精确的位置关系，在多次的往复转动后产生的积累误差使行星滚柱和保持架产生轴向偏移，这种轴向偏移积累到一定程度时，会使保持架顶压外螺纹部件和内螺纹部件，阻碍外螺纹部件或内螺纹部件的正常转动，使操作失效。

另一种阀座移动式强制密封球阀，阀座的移动由带有内螺纹的阀座驱动轮通过行星滚柱驱动带有外螺纹的阀座往复移动实现与固定阀球的强制密封。其行星滚柱传动的原理与上一种阀瓣移动与阀座抱合的结构基本相同，也存在行星滚柱螺旋装置在往复旋转的过程中，由于制造精度和工作环境等因素，行星滚柱运动过程中不能保证与外螺纹和内螺纹之间精确的位置关系，在多次的往复转动后产生的积累误差使行星滚柱和保持架产生轴向偏移，这种轴向偏移积累到一定程度时，会使保持架顶压外螺纹部件或内螺纹部件，阻碍外螺纹部件或内螺纹部件的正常转动，使操作失效。

发明内容

本发明的目的是提出一种保持架复位行星滚柱螺纹装置的技术方案，使行星滚柱在外螺纹和内螺纹之间保持正确的工作位置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，包括设有外螺纹的外螺纹部件和设有内螺纹的内螺纹部件，所述外螺纹和内螺纹的螺距相同，在所述外螺纹和内螺纹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所述外螺纹和内螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架设置在所述外螺纹和内螺纹之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中；所述保持架的端面设有凸沿，所述外螺纹部件和/或所述内螺纹部件设有螺纹碰块，所述螺纹碰块在所述保持架的圆周方向与保持架的所述凸沿触碰。

更进一步，保持架可以是单面设有凸沿的保持架，所述保持架的一个端面为第一端面，所述第一端面设有第一凸沿，所述螺纹碰块是设置在所述外螺纹部件或所述内螺纹部件的第一碰块，所述第一碰块在所述保持架的圆周方向与保持架的所述第一凸沿触碰。

更进一步，保持架可以是双面面设有凸沿的保持架，所述保持架的两端面分别为第一端面和第二端面，所述第一端面设有第一凸沿，所述第二端面设有第二凸沿，所述第一凸沿和第二凸沿在所述保持架的圆周方向朝向相反，所述外螺纹部件设有第一碰块，所述内螺纹部件设有第二碰块，所述外螺纹部件的第一碰块在所述保持架的圆周方向与所述第一凸沿触碰，所述内螺纹部件的第二碰块在所述保持架的圆周方向与所述第二凸沿触碰。

更进一步，所述滚柱保持孔的长度对应于所述行星滚柱的长度。

更进一步，所述保持架的端面是螺旋端面。

更进一步，所述保持架的端面是与所述外螺纹或内螺纹的螺旋线对应的螺旋面。

更进一步，所述保持架复位行星滚柱螺纹装置设置在强制密封球阀中，所述强制密封球阀包括阀座和阀球，阀球包括阀球本体和阀瓣，阀球本体上设有螺旋驱动轮，所述螺旋驱动轮通过所述保持架复位行星滚柱螺纹装置驱动阀瓣与阀座抱合。

更进一步，所述保持架复位行星滚柱螺纹装置设置在强制密封球阀中，所述强制密封球阀包括阀球、第一阀座和第一驱动轮，所述第一驱动轮通过所述保持架复位行星滚柱螺纹装置驱动所述第一阀座与阀球抱合。

本发明的有益效果是：利用外螺纹和内螺纹承载单向转动载荷的特性，在非载荷转动行程时推动保持架将行星滚柱准确复位，使行星滚柱在外螺纹和内螺纹之间保持正确的工作起始位置，保证行星滚柱螺旋装置的良好工作状态。结构简单、实用效果良好。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明在强制密封球阀中

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的结构分解图；

图3是本发保持架和行星滚柱的结构图；

图4是本发明保持架单面设有凸沿的结构分解图，内螺纹部件设有第一碰块；

图5是本发明保持架单面设有凸沿的结构分解图，外螺纹部件设有第一碰块；

图6是本发明操作示意图，外螺纹部件转动、推动内螺纹部件进行承载行程；

图7是本发明操作示意图，外螺纹部件的第一碰块推动保持架向工作起始位置转动；

图8是本发明操作示意图，内螺纹部件的第二碰块将保持架阻挡在工作起始位置；

图9是本发明在一种强制密封球阀中的结构图；

图10是图9所示的强制密封球阀中的阀球驱动机构的结构图；

图11是本发明在一种侧阀杆强制密封球阀中的结构图；

图12是图11所示的侧阀杆强制密封球阀中阀球和阀座机构的结构图；

图13是图11所示的侧阀杆强制密封球阀中的行星滚柱螺纹装置结构分解图；

图14是图11所示的侧阀杆强制密封球阀的操作示意图，第一驱动轮和保持架转动到关闭位置；

图15是本发明在一种侧阀杆强制密封球阀中的操作示意图，第一驱动轮的第二碰块推动保持架回到工作起始位置；

图16是本发明在一种侧阀杆强制密封球阀中的操作示意图，阀座的第一碰块将保持架阻止在工作起始位置。

具体实施方式

如图1至图3，一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，包括设有外螺纹11的外螺纹部件10和设有内螺纹21的内螺纹部件20，所述外螺纹和内螺纹的螺距相同，在所述外螺纹和内螺纹之间设有多个行星滚柱31，所述行星滚柱设有间距t与所述螺距相同的环槽32，所述行星滚柱的环槽分别与所述外螺纹和内螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架设置在所述外螺纹和内螺纹之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔33中。所述保持架的端面设有凸沿（图中36或37），所述外螺纹部件和/或所述内螺纹部件设有螺纹碰块（图中12或22），所述螺纹碰块在所述保持架的圆周方向与保持架的所述凸沿触碰。

保持架可以是单面设有凸沿的保持架，如图4、图5，所述保持架的一个端面为第一端面34，所述第一端面设有第一凸沿36，所述螺纹碰块是设置在所述外螺纹部件或所述内螺纹部件的第一碰块（图4中的12或图5中的22），所述第一碰块在所述保持架的圆周方向与保持架的所述第一凸沿触碰。

保持架也可以是双面设有凸沿的保持架，如图1至图3，所述保持架的两端面分别为第一端面34和第二端面35，所述第一端面设有第一凸沿36，所述第二端面设有第二凸沿37，所述第一凸沿和第二凸沿在所述保持架的圆周方向朝向相反，所述外螺纹部件设有第一碰块12，所述内螺纹部件设有第二碰块22，所述外螺纹部件的第一碰块在所述保持架的圆周方向与所述第一凸沿触碰，所述内螺纹部件的第二碰块在所述保持架的圆周方向与所述第二凸沿触碰。实际上，保持架的第一端面和第一凸沿与第二端面和第二凸沿是相对的结构，可互换定义或安装使用，即第一凸沿可以对应于第二碰块并与第二碰块触碰，第二凸沿可以对应于第一碰块并与第一碰块触碰。

所述滚柱保持孔的长度对应于所述行星滚柱的长度。所述的对应于的含义是，所述滚柱保持孔的长度K略大于所述行星滚柱的长度K1，使滚柱保持孔与行星滚柱的两端留有一定的间隙，使行星滚柱能够在滚柱保持孔内自由转动、且不会沿轴向窜动。根据经验，所述滚柱保持孔的长度可设置为行星滚柱的长度1.1倍、或所述滚柱保持孔的长度大于行星滚柱的长度0.2mm～1.0mm。

所述保持架的端面是螺旋端面。

更具体的方案是，所述保持架的端面是与所述外螺纹或内螺纹的螺旋线对应的螺旋面。

如图9，作为一种应用方式，所述保持架复位行星滚柱螺纹装置设置在强制密封球阀中，所述强制密封球阀包括阀座41和阀球，阀球包括阀球本体43和阀瓣，阀球本体上设有螺旋驱动轮，所述螺旋驱动轮通过所述保持架复位行星滚柱螺纹装置驱动阀瓣与阀座抱合。

如图11，作为又一种应用方式，所述保持架复位行星滚柱螺纹装置设置在强制密封球阀中，所述强制密封球阀包括阀球、第一阀座和第一驱动轮，所述第一驱动轮通过所述保持架复位行星滚柱螺纹装置驱动所述第一阀座与阀球抱合。

实施例一：

如图1至图3，一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，包括设有外螺纹11的外螺纹部件10和设有内螺纹21的内螺纹部件20，外螺纹和内螺纹的螺距相同。本实施例中，外螺纹部件相对于内螺纹部件往复旋转，内螺纹部件沿轴向往复移动。内螺纹部件向离开外螺纹部件的方向的运动行程是承载行程（参考图6），即外螺纹部件旋转时对内螺纹施加推力，使内螺纹部件克服外部阻力移动。内螺纹部件向接近外螺纹部件的方向的运动行程是非承载行程（参考图7），即外螺纹部件旋转时仅需带动内螺纹部件自身移动，甚至还存在推动内螺纹部件向接近外螺纹部件的方向运动的外部力。内螺纹部件沿轴向移动的行程是有限的距离，不大于所述外螺纹或内螺纹的螺距，通常仅为所述螺距的二分之一左右。

在外螺纹和内螺纹之间设有多个行星滚柱31，行星滚柱设有间距t与螺距相同的环槽32，行星滚柱的环槽分别与外螺纹和内螺纹啮合，行星滚柱通过保持架设置在外螺纹和内螺纹之间，行星滚柱设置在保持架的滚柱保持孔33中。滚柱保持孔的长度K略大于所述行星滚柱的长度K1，使滚柱保持孔与行星滚柱的两端留有0.2mm的间隙，使行星滚柱能够在滚柱保持孔内自由转动、且不会沿轴向窜动。实验证明，控制滚柱保持孔与行星滚柱两端的间隙可以使保持架的运动更为平稳。

保持架的两端分别为第一端面34和第二端面35，保持架的第一端面和第二端面是螺旋端面。第一端面和第二端面的螺旋端面是与外螺纹或内螺纹的螺旋线对应的螺旋面。第一端面的螺旋面在旋转一周的位置形成第一凸沿36，第二端面的螺旋面在旋转一周的位置形成第二凸沿37，第一凸沿和第二凸沿的宽度等于外螺纹或内螺纹的螺距。第一凸沿和第二凸沿在保持架的圆周方向朝向相反。

外螺纹部件设有第一碰块12，第一碰块是从外螺纹部件端面凸出的一个销轴。所述内螺纹部件设有第二碰块22，第二碰块也是从内螺纹部件端面凸出的一个销轴。外螺纹部件的第一碰块在保持架的圆周方向与所述第一凸沿触碰，内螺纹部件的第二碰块在所述保持架的圆周方向与所述第二凸沿触碰。实际上，保持架的第一端面和第一凸沿与第二端面和第二凸沿是相对的结构，将保持架的两端面调换，也具有完全相同的结构和使用效果。

本实施例中，可以将内螺纹部件沿轴向移动到距外螺纹部件的最近端视为工作起始位置（如图1所示的位置），外螺纹部件的第一碰块12与保持架的第一凸沿36接触（或接近接触），同时，内螺纹部件的第二碰块22与保持架的第二凸沿37接触（或接近接触）。

当外螺纹部件转动、推动内螺纹部件进行所述承载行程时，如图6所示，外螺纹和内螺纹通过行星滚柱传动，减少了螺纹传动的摩擦阻力，可使外螺纹部件驱动内螺纹部件克服外部阻力而顺畅移动。在此过程中，由于行星滚柱在外螺纹和内螺纹间滚动，保持架的转动相对于外螺纹部件的转动滞后，第一碰块与保持架的第一凸沿逐渐分离。由于制造精度和工作环境等因素，行星滚柱在运动过程中不能保证完全精确地与外螺纹和内螺纹保持理论上的纯滚动运动，可能与理论的运动关系超前，也可能与理论的运动关系滞后。

当外螺纹部件转动、带动内螺纹部件进行所述非承载行程时，如图7所示，同样，外螺纹部件在转动过程中，行星滚柱也可能出现运动超前或滞后。若行星滚柱相对外螺纹部件运动滞后，如图7，外螺纹部件的第一碰块12会推动保持架转动，由于此过程对行星滚柱螺旋装置是非承载转动，行星滚柱在滚动的同时会利用与外螺纹和内螺纹之间的间隙产生滑动，保持架和行星滚柱会回到工作起始位置（如图1所示的位置）。如图8所述，若行星滚柱相对外螺纹部件运动超前，当保持架先于外螺纹部件在圆周方向回到工作起始位置，内螺纹部件的第二触碰块会阻挡保持架转动，外螺纹部件通过滑动配合带动保持架和行星滚柱回到工作起始位置。由此，当完成一个工作循环后，保持架总能回归到工作起始位置。由于保持架限定了行星滚柱的圆柱位置，与内螺纹和外螺纹啮合的行星滚柱也能准确的回归到工作起始位置。

本实施例的技术方案利用外螺纹和内螺纹承载单向转动载荷的特性，在非载荷转动行程时推动保持架将行星滚柱准确复位，使行星滚柱在外螺纹和内螺纹之间保持正确的工作位置，保证行星滚柱螺旋装置的良好工作状态。结构简单、实用效果良好。

实施例二：

一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，本实施例是实施例一的一种结构简化。保持架可以是单面设有凸沿的保持架。

如图4，保持架的两端分别为第一端面34和第二端面35，保持架的第一端面是螺旋端面。第一端面的螺旋端面是与外螺纹或内螺纹的螺旋线对应的螺旋面。第一端面的螺旋面在旋转一周的位置形成第一凸沿36，第一凸沿的宽度等于外螺纹或内螺纹的螺距。第二端面35是不具有凸沿的平面。

外螺纹部件设有第一碰块12，第一碰块是从外螺纹部件端面凸出的一个销轴。外螺纹部件的第一碰块在保持架的圆周方向与所述第一凸沿触碰。

根据实际工程经验，在外螺纹部件通过行星滚柱驱动内螺纹部件运动的过程中，对于某一具体的装置和应用环境而言，行星滚柱在向工作起始位置运动过程中（即非承载行程）总是习惯性地超前、或总是习惯性地滞后。若行星滚柱在向工作起始位置运动过程中总是滞后于外螺纹部件，则可采用本实施例的简化结构，降低结构复杂性，节省制造成本和维护成本。

实施例三：

一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，本实施例是实施例一的一种结构简化。保持架可以是单面设有凸沿的保持架。

如图5，保持架的两端分别为第一端面34和第二端面35，保持架的第一端面是螺旋端面。第一端面的螺旋端面是与外螺纹或内螺纹的螺旋线对应的螺旋面。第一端面的螺旋面在旋转一周的位置形成第一凸沿36，第一凸沿的宽度等于外螺纹或内螺纹的螺距。第二端面35是不具有凸沿的平面。

内螺纹部件设有第一碰块22，第一碰块是从内螺纹部件端面凸出的一个销轴。内螺纹部件的第一碰块在保持架的圆周方向与所述第一凸沿触碰。

根据实际工程经验，在外螺纹部件通过行星滚柱驱动内螺纹部件运动的过程中，对于某一具体的装置和应用环境而言，行星滚柱在向工作起始位置运动过程中（即非承载行程）总是习惯性地超前、或总是习惯性地滞后。若行星滚柱在向工作起始位置运动过程中总是超前于外螺纹部件，则可采用本实施例的简化结构，降低结构复杂性，节省制造成本和维护成本。

实施例四：

如图9、图10，一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，设置在强制密封球阀中。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，阀球本体上设有螺旋驱动轮10，螺旋驱动轮通过螺旋约束驱动阀瓣顶起和收回。阀杆带动一只阀杆齿轮44转动，阀杆齿轮通过中间齿轮45带动螺旋驱动轮转动，阀球上部设有与阀球固定连接的阀杆齿轮保护盖46，阀杆齿轮保护盖设有阀球转轴47，阀球绕该转轴转动，阀杆齿轮的转轴与阀球转轴同轴，保护盖上还设有通孔，通孔内设有锁定体48，锁定体是两个球体，在阀杆齿轮上表面对应位置设有第一凹孔49，在阀体上盖4c对应位置设有第二凹孔4a；锁定体可以充盈在上述通孔和第一凹孔间所组成的空间或充盈在上述通孔和第二凹孔所组成的空间。当锁定体充盈在上述通孔和第一凹孔组成的空间时（如图10所示位置），阀杆齿轮可以通过锁定体带动阀球本体在开启和关闭位置之间转动。当阀球本体旋转到关闭位置时，（如图9所示），上述通孔、第一凹孔和第二凹孔对齐，阀球受下枢轴限位4b约束停止转动，因此锁定体移动位置充盈于上述通孔和第二凹孔组成的空间，从而将阀球本体锁定在关闭位置。阀瓣的中心设有一个六棱轴23，阀球本体设有与阀瓣的六棱轴对应的六棱孔，阀瓣的六棱轴与阀球本体的六棱孔滑动配合，使阀瓣在相对于阀球本体做直线往复移动。球阀在开启状态时，阀瓣与阀球本体接触，阀瓣与阀球本体形成一个共同的球面。

在球阀的关闭过程中，锁定体锁定阀杆齿轮与阀球本体的锁定关系，阀杆开始带动阀球本体和阀瓣同时转动，当阀球本体转动到关闭位置时，阀球本体停止转动，锁定体解除阀杆齿轮与阀球本体的锁定关系，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。在球阀的开启过程中，阀杆齿轮首先带动阀瓣脱离阀座，当阀瓣回收到与阀球本体接触的位置时，阀杆齿轮通过螺旋驱动轮和阀瓣带动阀球本体向开启方向转动，此时锁定体也重新锁定阀杆齿轮与阀球本体的锁定关系，直至阀球本体转动到开启位置。

在关闭操作过程中，阀瓣需要承受管道介质的压力和顶压阀座的压力，螺旋驱动轮和阀瓣需要承载螺旋的顶压载荷。而在开启操作过程中，螺旋驱动轮和阀瓣仅需要承载自身转动的微小载荷。

为了降低阀门操作时阀杆的操作扭矩，螺旋驱动轮通过行星滚柱螺旋装置驱动阀瓣。通常的行星滚柱螺旋装置需要换轨槽，对于强制密封球阀而言，阀瓣只是在较小的行程区间移动，其驱动螺纹工作时的旋转角度很小，本实施例中螺旋驱动轮驱动阀瓣的转动角度不大于180°，换轨槽已不再是必要的结构。

根据应用和实验发现，这样的强制密封球阀的行星滚柱螺旋装置存在的缺陷是，行星滚柱螺旋装置在往复旋转的过程中，由于制造精度和工作环境等因素，行星滚柱运动过程中不能保证与外螺纹和内螺纹之间精确的位置关系，即每次在阀球本体转动到开启位置时，行星滚柱不能保证复位到相同的位置，在多次的往复转动后产生的积累误差使行星滚柱和保持架产生轴向偏移，这种轴向偏移积累到一定程度时，会使保持架顶压外螺纹部件或内螺纹部件，阻碍外螺纹部件或内螺纹部件的正常转动，甚至使球阀操作失效。

为了解决这一技术问题，本实施例的强制密封球阀采用了实施例一所述的保持架复位行星滚柱螺纹装置。

如图1至图3，本实施例中，螺旋驱动轮10是实施例一所述的设有外螺纹11的外螺纹部件，阀瓣20是实施例一所述的设有内螺纹21的内螺纹部件。如实施例一所述，在外螺纹和内螺纹之间设有多个行星滚柱31，行星滚柱通过保持架30设置在所述外螺纹和内螺纹之间，行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔33中。

行星滚柱31与外螺纹11和内螺纹21之间为间隙配合，即当行星滚柱螺旋装置不承受载荷时，行星滚柱可在外螺纹与内螺纹之间产生转动或滑动。

本实施例中，球阀在开启状态时，行星滚柱螺纹装置处于所述工作起始位置，阀瓣20（内螺纹部件）与阀球本体接触，螺旋驱动轮10（外螺纹部件）不能继续驱动阀瓣向阀球本体方向移动。此时，行星滚柱及保持架在轴向处于内螺纹和外螺纹的居中位置。

螺旋驱动轮10（外螺纹部件）驱动阀瓣顶压阀座的行程中，阀瓣（内螺纹部件）向离开螺旋驱动轮（外螺纹部件）的方向的运动，是是承载行程。

螺旋驱动轮带动阀瓣向阀球本体收缩的行程中，阀瓣（内螺纹部件）向接近螺旋驱动轮（外螺纹部件）的方向的运动，是非承载行程。螺旋驱动轮旋转时仅需带动阀瓣自身移动。

本实施例的技术方案利用外螺纹和内螺纹承载单向转动载荷的特性，在非载荷转动行程时推动保持架将行星滚柱准确回复到工作起始位置，使行星滚柱在外螺纹和内螺纹之间保持正确的工作位置，保证行星滚柱螺旋装置的良好工作状态。其结构简单、实用效果良好。

同样，根据本实施例的结构原理，也可将螺旋驱动轮设计为设有内螺纹的内螺纹部件，将阀瓣设计为设有外螺纹的外螺纹部件。

实施例五：

如图11至图16，一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，设置在强制密封球阀中。强制密封球阀是一种侧阀杆强制密封球阀，包括阀体50、第一阀座10和阀球51，第一阀座向阀球方向往复移动、并与阀球抱合实现强制密封；侧阀杆强制密封球阀设有驱动第一阀座移动的第一驱动轮20和驱动阀球转动的第二驱动轮52，第一驱动轮与阀座同轴，第一驱动轮驱动第二驱动轮转动，第一驱动轮由一只侧阀杆53驱动旋转。

侧阀杆设有阀杆齿轮54，第一驱动轮和第二驱动轮啮合，阀杆齿轮通过齿轮啮合驱动第一驱动轮。

阀球设有第一转轴55，阀球通过第一轴承座56安装在阀体内；第一转轴上设有阀球拨环57，阀球拨环设置在所述第一轴承座和阀球之间，阀球拨环与阀球固定连接；阀球拨环外径设有一个凸出的阀球拨块58，阀球拨块上设有一个拨环通孔59，所述拨环通孔中设有一个锁定球5a，阀球拨块的厚度小于锁定球的直径；第二驱动轮安装在阀球拨环上，第二驱动轮与阀球拨环的外径转动配合，第二驱动轮位于阀球拨块和阀球之间；第一轴承座设有一个圆周位置对应于拨环通孔的第一凹孔5b，第二驱动轮设有一个圆周位置对应于拨环通孔的第二凹孔5c；当阀球位于关闭位置时，锁定球位于拨环通孔和第一凹孔中，将阀球锁定在关闭位置；阀球脱离关闭位置时，锁定球位于拨环通孔和第二凹孔中，锁定第二驱动轮和阀球拨环的连接关系，使第二驱动轮带动阀球拨环转动。

本实施例中，第一旋驱动轮在强制密封球阀的开启或关闭操作中的转动行程不大于180°。

第二驱动轮设有拨销5d，阀球设有阀球环槽5e，第二驱动轮的拨销嵌入所述阀球环槽、并拨动所述阀球向开启方向转动。

第一阀座的尾部设有销轴5f，使第一阀座沿阀座轴向在阀体内移动，避免产生转动。

当侧阀杆强制密封球阀在开启状态时，阀球处在开启位置，锁定球位于拨环通孔和第二凹孔中，从而锁定了第二驱动轮和阀球拨环的连接关系。在进行关闭操作过程中，阀杆带动第一驱动轮转动，第一驱动轮驱动阀座向阀球方向移动，同时第一驱动轮还带动第二驱动轮转动。当阀球转动到关闭位置时停止转动，阀杆继续向关闭方向转动，第二驱动轮推动锁定球从第二凹孔中脱出，锁定球进入拨环通孔和第一凹孔构成的空间中，解除第二驱动轮和阀球拨环的锁定关系，并将阀球锁定在关闭位置。此时阀球与阀座对齐并仍留有间隙。第二驱动轮可以在阀球拨环上空转，第一驱动轮继续驱动第一阀座移动，使第一阀座与阀球抱合，实现强制密封。在进行开启操作过程中，阀杆带动第一驱动轮向开启方向转动，第一驱动轮驱动阀座脱离阀球，同时第一驱动轮还带动第二驱动轮向开启方向转动，此时由于第二驱动轮可以在阀球拨环上空转，阀球仍锁定在关闭位置。第一阀座脱离与阀球的抱合后，当第二凹孔旋转到与拨环通孔及第一凹孔对齐时，拨销同时推动阀球向开启方向转动，锁定球从第一凹孔中脱出。锁定球进入拨环通孔和第二凹孔中，随阀球拨环和第二驱动轮向开启方向转动。直至阀球转动到开启位置。

本实施例的强制密封球阀采用了保持架复位行星滚柱螺纹装置。

第一驱动轮通过保持架复位行星滚柱螺纹装置驱动阀座。行星滚柱螺旋装置包括设有外螺纹11的外螺纹部件10和设有内螺纹21的内螺纹部件20。本实施例中的外螺纹部件是阀座10，内螺纹部件是第一驱动轮20。本实施例采用了与实施例一相同的行星滚柱及保持架结构。

在阀座10（外螺纹部件）设有第一碰块13，第一碰块是从阀座外径凸出的一个销轴。在第一驱动轮20（内螺纹部件）设有第二碰块24，第二碰块是从第一驱动轮端部的内螺纹凸出的一个拨块。

球阀在开启状态时，行星滚柱螺纹装置处于所述工作起始位置，阀座10与阀球脱离。此时，行星滚柱及保持架在轴向处于内螺纹和外螺纹的居中位置，如图12。阀座的第一碰块13与保持架的第一凸沿36接触（或接近接触），同时，第一驱动轮的第二碰块24与保持架的第二凸沿37接触（或接近接触）。强制密封球阀的关闭过程中，阀球从开启位置转动，阀球转动到关闭位置后停止转动，第一驱动轮继续转动，第一驱动轮的内螺纹通过行星滚柱31和阀座的外螺纹推动阀座向阀球方向移动，直至移动到阀座与阀球抱合，如图14所示。由于行星滚柱在外螺纹和内螺纹间滚动，保持架的转动相对于第一驱动轮的转动滞后，第二碰块与保持架的第二凸沿逐渐分离。在此过程中，由于制造精度和工作环境等因素，行星滚柱运动过程中不能保证完全精确地与外螺纹和内螺纹保持理论上的纯滚动运动，可能与理论的运动关系超前，也可能与理论的运动关系滞后。

强制密封球阀在开启过程中，此过程第一驱动轮转动时驱动阀座脱离阀球，是非承载的转动。同样，第一驱动轮在转动过程中，行星滚柱也可能出现运动超前或滞后。若行星滚柱相对第一驱动轮运动滞后，如图15，第一驱动轮的内螺纹触碰块会推动保持架回到工作起始位置，由于开启过程对行星滚柱螺旋装置是非承载转动，行星滚柱在滚动的同时会利用与外螺纹和内螺纹之间的间隙产生滑动，保持架会带动行星滚柱会回到工作起始位置。若行星滚柱相对第一驱动轮运动超前，阀座的第一碰块会将保持架阻挡在工作起始位置如图16所示。第一驱动轮继续转动，第一驱动轮的内螺纹推动行星滚柱回到工作起始位置。

Claims (8)

1.一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，包括设有外螺纹的外螺纹部件和设有内螺纹的内螺纹部件，所述外螺纹和内螺纹的螺距相同，在所述外螺纹和内螺纹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所述外螺纹和内螺纹啮合，所述行星滚柱通过保持架设置在所述外螺纹和内螺纹之间，所述行星滚柱设置在所述保持架的滚柱保持孔中；其特征在于，所述保持架的端面设有凸沿，所述外螺纹部件和/或所述内螺纹部件设有螺纹碰块，所述螺纹碰块在所述保持架的圆周方向与保持架的所述凸沿触碰。

2.根据权利要求1所述的一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，其特征在于，所述保持架的一个端面为第一端面，所述第一端面设有第一凸沿，所述螺纹碰块是设置在所述外螺纹部件或所述内螺纹部件的第一碰块，所述第一碰块在所述保持架的圆周方向与保持架的所述第一凸沿触碰。

3.根据权利要求1所述的一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，其特征在于，所述保持架的两端面分别为第一端面和第二端面，所述第一端面设有第一凸沿，所述第二端面设有第二凸沿，所述第一凸沿和第二凸沿在所述保持架的圆周方向朝向相反，所述外螺纹部件设有第一碰块，所述内螺纹部件设有第二碰块，所述外螺纹部件的第一碰块在所述保持架的圆周方向与所述第一凸沿触碰，所述内螺纹部件的第二碰块在所述保持架的圆周方向与所述第二凸沿触碰。

4.根据权利要求1所述的一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，其特征在于，所述滚柱保持孔的长度对应于所述行星滚柱的长度。

5.根据权利要求1所述的一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，其特征在于，所述保持架的端面是螺旋端面。

6.根据权利要求5所述的一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，其特征在于，所述保持架的端面是与所述外螺纹或内螺纹的螺旋线对应的螺旋面。

7.根据权利要求1所述的一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，其特征在于，所述保持架复位行星滚柱螺纹装置设置在强制密封球阀中，所述强制密封球阀包括阀座和阀球，阀球包括阀球本体和阀瓣，阀球本体上设有螺旋驱动轮，所述螺旋驱动轮通过所述保持架复位行星滚柱螺纹装置驱动阀瓣与阀座抱合。

8.根据权利要求1所述的一种保持架复位行星滚柱螺纹装置，其特征在于，所述保持架复位行星滚柱螺纹装置设置在强制密封球阀中，所述强制密封球阀包括阀球、第一阀座和第一驱动轮，所述第一驱动轮通过所述保持架复位行星滚柱螺纹装置驱动所述第一阀座与阀球抱合。