一种强制密封球阀的制作方法

本发明涉及一种强制密封球阀。

背景技术：

以美国orbit阀门为代表的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枢轴的共同作用才能完成。其动作过程不够平稳，容易受到阀座与枢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。

通过中国国家知识产权局专利查询共找到如下6种强制密封球阀阀型：

1、申请公布号：cn104295764a，申请号：2014105008955：该设计采用偏心设置同步转动的阀杆和球体来启闭阀门。该设计本质上是偏心蝶阀的一种变形设计，在阀球与阀座密封面最后抱合阶段存在很大的角行程运动矢量从而产生相对滑动摩擦，没有真正做到无摩擦旋转；并且由于关闭的动作为角行程，阀球与阀座间的抱合法向分力不高，密封可靠性和实际使用寿命会受到影响。

2、申请公布号：cn103727260a，申请号：2014100163761：该设计公开了一种球阀，尤其涉及一种强制密封球阀，它包括阀体、副阀体、球体、阀座、副阀体流体管道，所述副阀体流体管道外圆上具有螺柱螺母驱动式强制密封装置，其中蜗轮和主动螺柱之间具有平键相联，主动螺柱旋转运动时，可使与其相旋合的从动螺母的轴向滑动键槽沿副阀体流体管道上的导向键作轴向直线运动，可把体外所产生的压力通过压力传递系统使阀腔内的阀座和球体之间产生所需的密封比压，实现低扭矩开、关和强制密封，通过自动化控制系统来完成螺柱螺母驱动式强制密封装置和电动执行器在开、关和密封过程中相关联的动作程序。该设计采用了两套操作机构，一套操作阀球90度旋转，另一套操作机构操作被称之为付阀体的部分，驱动阀座配合阀球完成抱合。这种设计阀门潜在漏点多，结构复杂，阀门体积臃肿，不一定能够满足标准的阀门面对面尺寸。

3、申请公布号：cn103527809a，申请号：2013105342621：该设计包括阀体、阀盖、阀杆、楔式椎体及阀瓣，其特征在于所述阀体顶部与阀盖相连，所述阀盖顶部中央通过支架竖直固定阀杆，所述阀杆底部通过阀盖中央的通孔销接固定阀体内腔中的楔式椎体，与楔式椎体实现联动，即沿固定轴轴向做提升旋转运动；所述阀体内腔底部中央竖直设有固定轴，所述固定轴与楔式锥体底部中央的凹槽相适配，所述阀体内腔底部两端通过t型槽固定阀瓣，所述阀瓣的顶部、阀体内腔两侧的内壁上分别设有阀瓣限位装置，所述两侧的阀瓣限位装置与楔式锥体的两侧壁密合连接。该设计与美国阀瓣限位装置，所述两侧的阀瓣限位装置与楔式锥体的两侧壁密合连接。该设计与美国够实现强制密封，但由于采用滑动式阀瓣组件，阀门在开位时阀瓣将会受到紊流的影响。目前，这种设计仅适用于低压力液体工况的应用。

4、申请公布号：cn102979929a，申请号：2012105315085：该设计包括球体、阀座和活动的安装在球体与阀座之间起密封作用的密封环座，还包括可以沿密封环座轴向强制推动密封环座的液压装置，所述液压装置安装在阀座与密还包括可以沿密封环座轴向强制推动密封环座的液压装置，所述液压装置安装在阀座与密封环座之间。该设计采用一套液压系统向阀座和阀球间的密封环施压来实现强制密封，阀门的液压泄露和复杂的机构会影响阀门的密封可靠性和寿命。

5、申请公布号：cn105370909a申请号：2014104406033：该设计的启闭件具有两个偏心的球面结构，这种偏心结构使得当阀杆带动启闭件作旋转运动时，两个偏心的球面均会产生沿着下游阀座和上游阀座轴线方向的运动，从而产生压紧或放松阀座的效果，进而实现特定阀位下启闭件和下游阀座和上游阀座的强制密封。该设计阀门在开位时将会受到紊流的影响，两个偏心的球面结构可能因紊流震动受损而影响阀门可靠性和寿命。

6、申请公布号：cn104132157a、申请号：2013101575904：该设计涉及一种模块化设计角行程操作的强制密封阀，其主要部件包括阀体、启闭件、阀盖、阀杆、阀座、导流筒、阀座支撑板、导流筒支撑板、操作机构和排污阀等。启闭件布置在阀座和导流筒之间，其凸面和凹面为相互偏心球面结构，通过调节凸球面与凹球面球心的相对位置以及它们的半径，可以调节启闭件各处的厚度以调节阀门处于不同阀位时启闭件与阀座之间的密封比压，这使得阀门在某些阀位时可以实现强制密封。因此，该设计并不是完整意义上的强制密封球阀。

针对上述问题，申请人刘晓琦于2016年05月26日于中国国家知识产权局提交了申请公布号：cn105927750a、申请号：2016103554925且专利名称为一种强制密封球阀的专利，其采用枢轴式阀球和固定式阀座设计，是一种通过螺旋顶压机构将阀球总成的一部分，也就是阀球密封面向阀座方向顶起并压紧来实现强制密封的技术。阀门的阀球基体的运动范围受阀体下枢轴处精限位的限制，准确地停止于90度的开关位置；通过扭力弹簧的作用，阀球密封面在阀门除关位外的其他位置均与阀球基体收缩并锁紧在一起；从而实现球阀90度开关与阀座密封面无摩擦旋转，同时解决了一些当前设计存在的阀体组件受管道紊流损坏的弊端。阀球基体在对准关闭位后，将受阀体下枢轴精限位约束而停止转动，此时阀门操作的转动将通过集成在阀球基体上的一组齿轮机构传动来旋转螺柱齿轮，从而平稳地顶压阀球密封面，使其与阀座密封面同时抱合并压紧，实现强制的扭矩关阀。

然而，上述申请公布号：cn105927750a、申请号：2016103554925且专利名称为一种强制密封球阀的专利中：采用设置在阀杆与阀球之间的扭力弹簧实现阀杆扭矩部分地传递到阀球，从而使阀球在90度关闭旋转时，与阀杆旋转同步。阀杆同时也与阀杆齿轮形成驱动配合，因此，阀球和阀杆齿轮在90度关闭旋转时可以同步。当阀球关闭到位时，阀球下枢轴的限位将限制阀球进一步旋转，而阀杆持续地关阀方向旋转将驱动阀杆齿轮相对于阀球旋转，(此时扭力弹簧会被压缩，而阀球不再随阀杆一起旋转)，阀杆齿轮将带动小齿轮进而带动螺柱齿轮旋转，通过螺柱齿轮与阀瓣间的螺纹配合约束，阀瓣将被顶起与阀座抱合，实现强制密封。在理想情况下，上述动作并没有瑕疵。但是，当阀门操作速度加快，通过阀门流道的介质流速较快时，扭力弹簧对阀球相对阀杆的随动转动驱动力就不是太可靠了。另外，当阀球转至关位，阀球受限位约束停止转动后，阀杆进一步压缩扭力弹簧将消耗更多扭矩。

另一个方面，上述申请公布号：cn105927750a、申请号：2016103554925且专利名称为一种强制密封球阀的专利中，阀瓣与螺柱齿轮间采用螺旋配合，螺柱齿轮旋转时，可以将旋转运动通过螺旋配合转换成直线运动，从而实现强制密封。但是，螺旋配合中螺纹间相互的滑动摩擦力很大。通过采用必要的减摩材料虽然可以降低一些摩擦，但效果不尽如人意。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种操作简单、安全可靠且摩擦力小的强制密封球阀。

本发明的技术方案是这样的：

一种强制密封球阀，包括阀体、阀座、阀球、阀杆以及阀杆驱动装置，所述阀球设置在所述阀体中，所述阀杆设置在所述阀球上，所述阀杆驱动装置设置在所述阀杆上端，所述阀杆包括内阀杆以及外阀杆，所述阀球包括阀球基体、阀瓣以及齿轮传动总成，所述阀杆在阀杆驱动装置的驱动下带动阀球在开启位置和关闭位置之间往复转动，所述阀瓣在所述阀球基体转动到关闭位置时从阀体基体上顶起与所述阀座抱合。

所述阀杆驱动装置包括涡轮箱体、涡轮、蜗杆以及涡轮箱盖，所述涡轮与所述蜗杆相啮合且均设置在所述涡轮箱体内，所述涡轮箱盖设置在所述涡轮箱体上端，所述外阀杆的上端与所述涡轮形成驱动配合。

所述涡轮上方设置有内阀杆驱动块以及限位块，其中：

所述内阀杆驱动块位于所述涡轮上表面与所述限位块下表面之间，所述涡轮箱盖上设置有环形的第一定位孔，所述限位块通过第一定位孔与所述涡轮箱盖固定连接，且所述限位块与所述内阀杆驱动块的位置关系通过所述第一定位孔进行调节；

所述限位块上分别设置有第一限位挡块和第二限位挡块,用于限制内阀杆驱动块的旋转角度范围为90°，所述内阀杆的上端与所述内阀杆驱动块形成驱动配合，所述内阀杆驱动块上设置有与所述第一限位挡块或第二限位挡块相对应的限位凸部，所述内阀杆驱动块上设置有销钉通孔，所述销钉通孔中设置有销钉；

所述限位块的下表面设置有第一定位凹槽，所述销钉的上端与所述第一定位凹槽相配合，所述涡轮上表面设置有第二定位凹槽，且所述第二定位凹槽与所述销钉下端的销钉端部相配合。

所述阀球基体的转动行程为90°，所述齿轮传动总成包括阀杆齿轮、中间传动齿轮以及螺柱齿轮，所述螺柱齿轮与所述阀瓣形成螺旋配合；所述螺柱齿轮旋转带动阀瓣顶出和收回，所述螺柱齿轮、中间传动齿轮以及阀杆齿轮啮合构成传动副；所述外阀杆下端与所述阀杆齿轮形成驱动配合，所述外阀杆转动时带动阀杆齿轮转动。

所述内阀杆下端与所述阀球基体顶部形成驱动配合，所述外阀杆套设在所述内阀杆外部。

所述阀瓣与所述阀体内设置的阀座相配合实现强制密封，所述螺柱齿轮通过滚柱装置与所述阀瓣旋转配合，所述滚柱装置包括滚柱保持架以及沿滚柱保持架周向分布的滚柱，所述滚柱同时与所述螺柱齿轮螺纹和所述阀瓣螺纹相啮合。

所述外阀杆与所述内阀杆同轴设置。

所述销钉为梭式销钉，所述梭式销钉包括销钉本体以及设置在所述销钉本体两端的销钉端部，所述销钉本体的形状为圆柱形，所述销钉本体两端的销钉端部的形状均为圆台形。

所述销钉为梭式销钉，所述梭式销钉包括销钉本体以及设置在所述销钉本体两端的销钉端部，所述销钉本体的形状为棱柱形，所述销钉本体两端的销钉端部的形状均为棱台形。

本发明具有以下优点和有益效果：本发明的强制密封球阀，在操作球阀时仅需要旋转蜗杆就可以实现阀球旋转90度的开关和阀球在关位将阀瓣顶起和收紧的功能。另外，对于阀瓣螺旋顶压部分，在阀瓣螺纹和螺柱齿轮的螺柱螺纹之间布置了滚柱，将原先的滑动摩擦改为滚动摩擦，降低了阀门操作扭矩。同时，在螺柱齿轮和阀球基体之间布置了滚珠，降低了螺柱齿轮与阀球基体之间的摩擦。

附图说明

图1为本发明实施例提供的强制密封球阀的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例提供的强制密封球阀的剖切结构示意图；

图3为本发明实施例提供的强制密封球阀的局部剖切结构示意图；

图4为本发明实施例提供的强制密封球阀中涡轮、内阀杆驱动块、销钉以及限位块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的强制密封球阀中内阀杆驱动块以及限位块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的强制密封球阀中涡轮和内阀杆驱动块的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的强制密封球阀中螺柱齿轮和阀瓣相配合的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的强制密封球阀中滚柱装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的强制密封球阀中阀球基体、螺柱齿轮以及阀瓣的装配结构示意图；

图10为本发明实施例提供的强制密封球阀中涡轮箱盖的放大结构示意图。

图中的附图标记如下：

1、阀体；2、第一定位孔；3、阀座；

4、阀体螺栓；5、阀球基体；6、螺柱齿轮压环；

7、螺柱齿轮；8、阀瓣；9、阀杆齿轮；

10、中间传动齿轮；11、阀体上盖；12、阀杆上盖；

14、中间传动齿轮阀盖；15、外阀杆；16、内阀杆；

17、滚柱；18、滚柱保持架；19、涡轮箱体；

20、涡轮；201、第二定位凹槽；21、蜗杆；

23、内阀杆驱动块；231、销钉通孔；232、限位凸部；

24、销钉本体；241、销钉端部；25、限位块；

251、第一定位凹槽；252、第一限位挡块；253、第二限位挡块；

27、涡轮箱盖；28、手轮；30、锁紧螺钉。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

相关术语解释

阀杆：阀门顶部操作阀门的传递扭矩的轴；本发明设有内外两层阀杆，分别与阀球和阀杆齿轮连接；

阀座：阀门上主要的密封部件，跟阀球抱合后实现密封；本发明采用固定阀座；

阀球基体：本发明中承载齿轮传动组和阀瓣的部分；

阀瓣：阀球上实现与阀座密封的部件；

阀杆齿轮：与阀杆连接形成传动的齿轮；

螺柱齿轮：与阀瓣连接形成螺旋配合的齿轮；

中间传动齿轮：与阀杆齿轮及螺柱齿轮啮合形成传动系统的齿轮；

阀体：阀门的外壳部分；

侧装式球阀：阀芯部件从侧面安装到阀体内的球阀形式；

顶装式球阀：阀芯部件从顶部安装到阀体内的球阀形式；

全焊接式球阀：阀体接缝采用完全焊接的球阀形式；

涡轮箱：阀门顶部与阀杆连接实现扭矩传递的机构。主要由箱体、涡轮、蜗杆、限位块、内阀杆驱动块、梭式销钉构成。

涡轮：与外阀杆连接，并于蜗杆啮合，通过外阀杆驱动阀杆齿轮驱动的部件；涡轮的上表面设有槽口，与梭式销钉底端配合，可以锁定内阀杆驱动块和涡轮的同步运动。

内阀杆驱动块：与内阀杆顶端形成驱动配合，可通过内阀杆传递扭矩驱动阀球旋转的部件；该部件设有梭式销钉的通孔。

限位块：与涡轮箱顶盖连接，通过分布在90度角两端的凸起限制内阀杆驱动块运动的部件；该部件下表面设有圆台状凹槽，与梭式销钉顶端配合，可实现对内阀杆驱动块的运动锁止；

梭式销钉：两端呈圆锥状，中间为圆柱状的销钉，安装在内阀杆驱动块的销钉通孔内，在不同的操作过程中，像梭子一样上下移动。向上移动时，可与上部限位块下表面的圆台状凹槽配合，实现对内阀杆驱动块和限位块的锁止；向下移动时，可与涡轮上表面的槽口配合，实现内阀杆驱动块与涡轮的同步运动锁定

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图10所示：本发明实施例的强制密封球阀，包括阀体1、阀座3、阀球、阀杆以及阀杆驱动装置，所述阀球设置在所述阀体中且所述阀体1上端通过阀体上盖11进行密封，阀体上盖11通过阀体螺栓4与阀体紧固连接，所述阀杆设置在所述阀球上，所述阀杆驱动装置设置在所述阀杆上端，所述阀杆包括内阀杆16以及外阀杆15，所述阀球包括阀球基体5、阀瓣8以及齿轮传动总成，所述阀杆在阀杆驱动装置的驱动下带动阀球在开启位置和关闭位置之间往复转动，所述阀瓣8在所述阀球基体转动到关闭位置时从阀体基体上顶起与所述阀座3抱合。

所述阀杆驱动装置包括涡轮箱体19、涡轮20、蜗杆21以及涡轮箱盖27，所述涡轮20与所述蜗杆21相啮合且均设置在所述涡轮箱体19内，且所述蜗杆21远离所述涡轮20的一端贯穿所述涡轮箱体19与手轮28固定连接，所述涡轮箱盖27设置在所述涡轮箱体19上端，所述外阀杆15的上端与所述涡轮20形成驱动配合。

所述涡轮20上方设置有内阀杆驱动块23以及限位块25，其中：所述内阀杆驱动块23位于所述涡轮20上表面与所述限位块25下表面之间，所述涡轮箱盖27上设置有环形的第一定位孔2，所述限位块25通过锁定螺钉30和第一定位孔2与所述涡轮箱盖27固定连接，且所述限位块25与所述内阀杆驱动块23的位置关系通过所述第一定位孔2进行调节；所述限位块25在外边缘上分别设置有第一限位挡块252和第二限位挡块253,用于限制内阀杆驱动块23的旋转角度范围为90°，所述内阀杆16的上端与所述内阀杆驱动块23形成驱动配合；所述内阀杆驱动块23外边缘上设置有与所述第一限位挡块252或所述第二限位挡块253相对应的限位凸部232，所述内阀杆驱动块23上设置有销钉通孔231，所述销钉通孔231中设置有销钉；所述限位块25的下表面设置有圆台形的第一定位凹槽251，所述销钉的上端与所述第一定位凹槽251相配合，所述涡轮20上表面设置有环形的第二定位凹槽201，且所述第二定位凹槽201的内侧壁与所述销钉下端的销钉端部241相配合。

所述阀球基体5的转动行程为90°，所述齿轮传动总成包括阀杆齿轮9、中间传动齿轮10以及螺柱齿轮7，所述中间传动齿轮10上设置中间传动齿轮阀盖14，所述螺柱齿轮7与所述阀瓣8形成螺旋配合；所述螺柱齿轮7旋转带动所述阀瓣8顶出和收回，所述螺柱齿轮7、中间传动齿轮10以及阀杆齿轮9啮合构成传动副；所述外阀杆15下端与所述阀杆齿轮9形成驱动配合，所述外阀杆15转动时带动阀杆齿轮9转动。

所述内阀杆16下端与所述阀球基体5顶部形成驱动配合，所述外阀杆15套设在所述内阀杆16外部。

所述阀瓣8与所述阀体1内设置的阀座3相配合实现强制密封，所述螺柱齿轮7通过滚柱装置与所述阀瓣8旋转配合，所述滚柱装置包括滚柱保持架18以及沿滚柱保持架18周向分布的滚柱17，所述滚柱17分别与所述螺柱齿轮7的外螺纹和所述阀瓣8的内螺纹相啮合；所述滚柱17的牙形与所述螺柱齿轮的外螺纹以及所述阀瓣8的内螺纹的牙形相同，所述滚柱17的牙形为不带螺旋升角的环槽，且所述滚柱17的环槽间距与所述螺柱齿轮7的外螺纹和所述阀瓣8的内螺纹的螺距相同。

所述外阀杆15与所述内阀杆16同轴设置。

所述销钉为梭式销钉，所述梭式销钉包括销钉本体24以及设置在所述销钉本体24两端的销钉端部241，所述销钉本体24的形状为圆柱形，所述销钉本体24两端的销钉端部241的形状均为圆台形；另外，所述销钉本体24的形状也可为棱柱形，只要其两端可以分别与第一定位凹槽251和第二定位凹槽201相配合即可。

根据以上所述，我们将详细描述阀球从全开位置到全关位置，再从全关位置到全开位置过程的实现和在此过程中各零件的状态和位置关系。

当阀球处于全开位置时，涡轮上表面的第二定位凹槽与内阀杆驱动块的梭式销钉通孔对齐。梭式销钉下端插入第二定位凹槽，上端与销钉通孔上沿齐平，且与限位块下表面接触。此时限位块下表面为平面，受其约束，销钉无法上移而被保持在插入第二定位凹槽状态。此时操作蜗杆带动蜗杆向关闭方向转动阀球时，第二定位凹槽面向销钉下端的圆台面传递的力矩可以简单地分解成两部分分力矩，一部分沿转动方向，一部分沿销钉轴向向上。沿销钉轴向向上的力将被限位块下表面挡住，因此，销钉无法向上移动。而沿转动方向的力将带动内阀杆驱动块随涡轮一起转动，这样整个阀球在收紧状态下将共同向关闭位转动。由于这样的转动是密封面无接触的无摩擦旋转，因此所需扭矩并不大。当阀球转动90度到达关位时，限位块下表面圆锥形凹槽正好与内阀杆驱动块上的销钉通孔对齐，同时限位块的阻挡也正好挡住内阀杆驱动块使其无法继续转动。此时沿销钉轴方向的分力将推动梭式销钉上移使其顶部圆锥形部分插入限位块下表面圆锥形凹槽内。这样，梭式销钉的下端将与涡轮上表面接触，受其约束，梭式销钉将被保持在插入限位块下表面凹槽的状态。从而将内阀杆驱动块(也就是阀球基体)限制在关位，继续旋转涡轮，外阀杆将相对内阀杆转动，也就带动阀杆齿轮和小齿轮以及螺柱齿轮转动，螺柱齿轮上的螺旋通过滚柱传递运动约束到阀瓣内螺纹上，从而使阀瓣在正对关位(也就是阀座的)的情况下被顶起。最终实现强制密封抱合。

反向旋转蜗杆并带动涡轮将进入开阀过程。此时，销钉仍然插入在限位块下表面的第一定位凹槽内，其下端受涡轮平面约束不能下移。因此，内阀杆(也就是阀球)位置仍然被约束在全关位置。而涡轮的旋转将只带动外阀杆旋转，并通过中间传动齿轮和螺柱齿轮，将旋转运动传递到阀瓣内螺纹上，阀瓣将被收回直至完全收紧在阀球基体上。此时，阀瓣将停止运动，螺纹旋转运动因此也停止，与之形成传动链的螺柱齿轮、中间传动齿轮、阀杆齿轮及外阀杆相对阀球的旋转运动停止，继续旋转涡轮，阀球将被带着一起随动向开阀方向转动，从而带动内阀杆，进而带动内阀杆驱动块一起随动向开阀方向转动。此时，涡轮上表面的第二定位凹槽与内阀杆驱动块的销钉通孔对齐。受限位块下表面的第一定位凹槽与销钉上端的端部接触面的约束，销钉将向下移动，使内阀杆驱动块与限位块解锁。这样，阀球在阀瓣收紧的情况下将无摩擦地向全开位置旋转，直至内阀杆驱动块被限位块在开位阻挡，此时阀球全开。

在阀瓣被顶起和收回的过程中，原先通过螺柱齿轮上的螺柱与阀瓣内螺孔之间的螺纹配合来实现螺柱的旋转运动到阀瓣的直线运动转换的。由于螺纹之间的滑动摩擦太大，本发明在螺柱和阀瓣内螺孔之间设置了滚柱。具体如下：滚柱为圆柱形，上面设有环槽。环槽间距与螺柱和螺孔的螺距相同。牙形也相同。滚柱环形分布在螺柱螺纹和螺孔螺纹之间，并同时与两侧螺纹啮合。因此，滚柱在轴向上的高度呈阶梯上升式分布。滚柱受保持架约束保持轴向与螺柱和螺孔轴向平行，构成行星滚柱布局。因此，可以将原先螺纹间的滑动摩擦变换成滚柱与螺柱和阀瓣内螺孔间的滚动摩擦。

图9所示，螺柱齿轮和阀球基体间设有类似于滚珠丝杠式的满布的滚珠。滚珠位于滚珠槽内，随螺柱齿轮旋转而自转和公转，并形成自循环。从而将螺柱齿轮与阀球基体间的摩擦改为滚动摩擦。

本发明实施例的强制密封球阀，将原先的扭力弹簧结构用刚性地涡轮蜗杆箱加梭式销钉结构代替，使球阀在开关过程中扭矩的传动更为直接和可靠。另外，当球阀到达关位后，阀瓣的顶起部分，不再需要进一步压缩扭力弹簧，从而提升了传动效率。另外，行星滚柱结构替代原先直接的螺纹配合，使阀瓣在被顶起和收回时的机械效率也大大提高。综合起来，球阀的开关所需扭矩有超过50％的提升，效果明显。

本发明实施例的阀体可以为侧装式，或全焊接等形式；可以对称地设置阀座，阀瓣，螺柱齿轮、行星滚柱和小齿轮，使阀门为双向密封结构。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。