[發(fā)明專利]一種低速高載荷頂壓機構及形成的強制密封球閥

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711184225.7
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107725819A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 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
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/20
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所37223
• 代理人: 張瑞林

技術領域

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。

背景技術

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(tài)下盡可能小的產(chǎn)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(xiàn)有技術中，強制密封閥門最為代表的傳統(tǒng)提升桿式強制密封球閥，該結構雖然可以實現(xiàn)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(xiàn)了真正無摩擦的技術目的。

在上述發(fā)明的強制密封球閥CN105921150A的基礎上，提出了一種循環(huán)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(xiàn)，兩個螺紋間轉動時產(chǎn)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(xiàn)循環(huán)，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(chǎn)生了一定的影響。另外，為了能夠在有限的閥球體積下實現(xiàn)更大的載荷，就需要增加滾柱的數(shù)量，即增加滾柱的嚙合面積，但現(xiàn)有的結構給出的解決方案并不完美。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠實現(xiàn)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。

本發(fā)明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(huán)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。

本發(fā)明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(huán)槽結構，不同之處在于，螺紋和環(huán)槽牙形均不包含尖角。環(huán)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(chǎn)生高度差，當環(huán)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?shù)闹妫愃朴跐M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(huán)槽牙的相互侵入和運動干涉。從而使帶有環(huán)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(huán)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(huán)槽牙頂圓柱面的寬度數(shù)值大于所述螺紋螺距除以滾柱的個數(shù)的數(shù)值。

滾柱的環(huán)槽牙頂圓柱面的寬度數(shù)值大于所述螺紋螺距除以滾柱的個數(shù)的數(shù)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(huán)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(huán)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(huán)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(huán)形螺柱，多組滾柱機構分別安裝在相鄰的兩層環(huán)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(huán)形螺柱與嚙合凸臺之間安裝滾柱機構。