[实用新型]一种螺旋开合装置及其强制密封球阀

说明书

技术领域

一种螺旋开合装置及其强制密封球阀，属于密封球阀技术领域。

背景技术

在流体控制领域，特别是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，现有技术中，强制密封阀门最为代表的传统提升杆式强制密封球阀，该结构虽然可以实现阀门在开关全程大部分过程中与阀座无接触、无摩擦，但是没有真正做到无摩擦。另外，本申请的申请人在2016年提出了一种全新的强制密封球阀结构，专利号为201610355492.5，该结构实现了真正无摩擦的技术目的。

在上述发明中，采用螺旋顶起的原理，利用安装在阀瓣与阀座之间的顶压机构实现阀瓣与阀座之间的开合与关闭，起强制密封作用的顶压机构由螺柱齿轮与阀瓣间的螺纹配合实现。申请人在实验中发现，两个螺纹间转动时产生的滑动摩擦力消耗了绝大部分阀门操作扭矩，阀门操作扭矩较大，机械传动效率较低，针对直接顶起阀瓣的螺旋顶压机构的效率问题进行了改进。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种阀门操作扭矩较小、降低螺纹间的旋转摩擦、延长了螺纹的寿命，提升传动效率的螺旋开合装置及其强制密封球阀。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：该螺旋开合装置，其特征在于：包括带有连接凸台的主动转轮和带有内螺纹的平移部件，在所述的主动转轮和平移部件之间设有滚动机构，滚动机构可转动的安装在主动转轮的连接凸台上，滚动机构跟随主动转轮一起转动的同时可发生自转，滚动机构与平移部件内侧的内螺纹相啮合，主动转轮通过滚动机构带动平移部件在其连接凸台外圈发生轴向移动。

本实用新型的螺旋开合装置针对现有技术中的强制密封球阀中的螺旋顶压部分进行了优化改进，在主动转轮和平移部件之间增设滚动机构，滚动机构可转动的安装在主动转轮的连接凸台上，且同时与平移部件内侧的内螺纹相啮合，由此，形成了一种全新的传动方式。即在滚动机构跟随绕主动转轮转动的同时，滚动机构自身同时也发生自转，由此，将现有技术中的滑动摩擦改为滚动摩擦，使螺纹间的摩擦大大降低，提高了传动效率，从而最大程度地延长了螺纹的寿命，提升了传动效率，降低了操作扭矩。

所述的滚动机构为螺旋柱传动机构，螺旋柱传动机构包括多组环形均布在所述的连接凸台上的螺旋柱，连接凸台上设有安装螺旋柱的定位孔，螺旋柱两端分别设有螺旋柱上转轴和螺旋柱下转轴，通过螺旋柱上转轴和螺旋柱下转轴可转动的安装在定位孔内；螺旋柱的中部设有与所述平移部件内侧的内螺纹相啮合的螺旋柱外螺纹。

所述的多组螺旋柱外圈设有强制多组螺旋柱同步转动的同步环，同步环内侧分成上下部分，一部分为光滑的环形内壁，另一部分为带有内啮合齿的环形齿面，所述的螺旋柱上设有与环形齿面相啮合的螺旋柱花键。

通过设置同步环可保证多个滚柱始终处于环形均布的位置，保持每个螺旋柱的转动相位间隔正好与阀瓣内螺纹的升角匹配，保持滚柱轴线与螺旋柱齿轮轴线平行，同时又能多个滚柱同步转动，从而保证滚柱与内外螺纹之间的啮合精度。

优选的，螺旋柱的螺旋起始点按排列顺序每相邻位置相差固定的角度（本实例中这个角度是30度），这样在阀瓣内螺纹旋入时，将依次与所有螺旋柱依次啮合，阀瓣在旋入后不与螺旋柱齿轮环形连接凸台接触。

所述的滚动机构为滚柱机构，滚柱机构包括多组环形均布在所述的连接凸台上的滚柱，滚柱为带有多条等间距环形槽的圆柱体，圆柱体的两端部分别设有短轴，连接凸台上设有安装滚柱的定位孔，滚柱两端分别通过短轴可转动的安装在定位孔内，滚柱通过环形槽与所述平移部件内侧的内螺纹相啮合。

滚柱机构采用等间距的环形槽，使得滚柱与主动转轮及平移部件之间的螺纹啮合处从原来的相互滑动顶压改为滚动顶压，顶压时，由多个滚柱同时、同步相对平移部件的内螺纹和主动转轮的外螺纹滚动，进而实现平移部件在主动转轮上的轴向平移。

优选的，相邻的两组所述滚柱在轴向安装位置上具有位置差L，L的数值为一条环形槽的间距值除以滚柱的总个数，环形槽的间距与平移部件内侧的内螺纹的螺距相同。

多组滚柱的高度排列沿螺旋线的上升轨迹排列，这样阀瓣内侧螺纹可正常与环形设置的多组滚柱依次啮合，阀瓣在旋入后不与螺旋柱齿轮环形连接凸台接触。

所述的定位孔包括环形均布在主动转轮端面上的一组通孔和环形均布在连接凸台上的通孔，设置在主动转轮端面上的通孔为圆形通孔，设置在连接凸台上的通孔为横截面呈半圆形设置、纵截面呈凸字形设置的阶梯通孔，阶梯通孔内设有阻挡螺旋柱或滚柱轴向移动的限位挡台。