一种滚柱顶压机构的制作方法

一种滚柱顶压机构，属于阀门技术领域。

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。

在上述实用新型的强制密封球阀CN105921150A的基础上，提出了一种循环滚柱顶压机构，由于滚柱在阀瓣顶压时顶起的距离仅为阀球的转动间隙，上述结构中的滚柱在自转及公转的过程中，滚柱需要跳转实现循环，所以，在主动转轮或平移部件的啮合螺纹上需要设置将滚柱拨回转动轨道的切平口及同步限位顶凸，在一定程度上降低了啮合精度，对顶压机构的传动效率产生了一定的影响。因此，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。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种避免滚柱跳转、提高啮合精度及传动效率的滚柱顶压机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种滚柱顶压机构，包括相互套装的主动转轮和平移部件，在主动转轮和平移部件之间设有滚柱机构，其特征在于：所述的滚柱机构包括滚柱保持架和安装在滚柱保持架上的多个滚柱，所述滚柱滚柱保持架上设有多个滚柱保持孔，多个滚柱保持孔呈螺旋状环形设置在滚柱保持架上，滚柱保持孔内安装滚柱，滚柱分别与主动转轮和平移部件螺纹啮合。

本实用新型改变了滚柱的连接方式，采用滚柱由滚柱保持架保持定位的方式，但使多个滚柱等间距环形布置在主动转轮和平移部件之间，并同时与两者之间螺纹啮合，通过滚柱保持架来保持滚柱轴线与主动转轮的轴线平行。特别的，本实用新型中的滚柱保持架上开有与滚柱等高的滚柱保持孔，即滚柱保持孔，滚柱保持孔在高度方向上依次渐高呈螺旋形式排列，排列的螺旋轨迹优选为螺柱齿轮和阀瓣螺纹的轨迹，即在一倍螺距的螺纹线轨迹上等距布置滚柱保持孔。此种结构设置省去了原设计在主动转轮或平移部件的螺纹面上的切平设置，保证了多个滚柱始终在固定的轨迹上发生自转及公转，避免滚柱在自转过程中发生位置偏移的问题，提高了啮合精度，从而提高了传动效率。

所述的主动转轮为端面带有螺柱的螺柱齿轮。

所述的螺柱齿轮的螺柱为外螺纹螺柱，平移部件上对应设有内螺纹凸台，外螺纹螺柱通过滚柱机构螺纹连接平移部件的内螺纹凸台。

所述的螺柱齿轮的螺柱为内螺纹螺柱，平移部件上对应设有外螺纹凸台，外螺纹凸台通过滚柱机构螺纹连接内螺纹螺柱。

所述的滚柱机构设有内外套装的多组，所述的螺柱齿轮的端面上设有多层同轴设置的环形螺柱，平移部件上对应设有多层同轴设置的带有螺纹的啮合凸台，多组滚柱机构分别安装在环形螺柱之间，并同时与环形螺柱和啮合凸台的螺纹相啮合。

所述的滚柱保持孔的轴向长度与滚柱的轴向长度相同。

也可以采用另一种方式的滚柱保持架，所述的滚柱保持架上设有多个滚轴，多个滚轴呈螺旋状环形设置在滚柱保持架上，滚柱通过滚轴安装在滚柱保持架上。

所述的滚柱保持孔的内壁上设有与滚柱相配合的牙槽。滚柱保持孔的两侧面可以加工与环形啮合槽相配合的牙槽，也可以简单地加工成平面。滚柱保持孔的上下端面与滚柱上下端面配合为平面，与滚柱轴向或主动转轮旋转轴向垂直，滚柱保持孔的两侧面约束滚柱的环形啮合槽凸起部分，使滚柱等距分布。

所述的滚柱保持孔的径向截面为一侧开口大于或等于滚柱外径，另一侧开口小于滚柱外径的设置。以保证滚柱旋入螺柱齿轮螺纹或平移部件凸台螺纹后，滚柱保持架可以将滚柱保持住。

为了方便安装，可以将其加工成沿滚柱保持架径向呈八字形布置的两个平面或弧面，这样根据八字形开口的朝向，滚柱保持架可以先旋入平移部件的螺纹中或主动转轮的螺纹中，并将滚柱先箍在平移部件或主动转轮的螺纹上，以方便另一侧螺纹随后旋入时不会脱落。

所述的滚柱的外圆柱面上设有等间距的环形啮合槽，环形啮合槽的间距与主动转轮及平移部件上螺纹的螺距相等，且环形啮合槽的截面牙形与主动转轮及平移部件上的螺纹牙形相同。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型改变了滚柱的连接方式，采用滚柱由滚柱保持架保持定位的方式，但使多个滚柱等间距环形布置在主动转轮和平移部件之间，并同时与两者之间螺纹啮合，通过滚柱保持架来保持滚柱轴线与主动转轮的轴线平行。特别的，本实用新型中的滚柱保持架上开有与滚柱等高的滚柱保持孔，即滚柱保持孔，滚柱保持孔在高度方向上依次渐高呈螺旋形式排列，排列的螺旋轨迹优选为螺柱齿轮和阀瓣螺纹的轨迹，即在一倍螺距的螺纹线轨迹上等距布置滚柱保持孔。此种结构设置省去了原设计在主动转轮或平移部件的螺纹面上的切平设置，保证了多个滚柱始终在固定的轨迹上发生自转及公转，避免滚柱在自转过程中发生位置偏移的问题，提高了啮合精度，从而提高了传动效率。

附图说明

图1为实施例1的滚柱顶压机构结构示意图。

图2为图1的部件分解示意图。

图3为滚柱保持架结构示意图。

图4为图3的A-A剖视示意图。

图5为实施例3的滚柱顶压机构结构示意图。

图6为图5的部件分解示意图。

其中，1、螺柱齿轮 101、外螺纹螺柱 102、外层啮合螺柱 2、平移部件 201、内层啮合凸台 202、内螺纹凸台 3、滚柱 4、内层滚柱保持架 401、滚柱保持孔 5、外层滚柱保持架。

具体实施方式

图1~4是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~6对本实用新型做进一步说明。

实施例1

参照附图1~4：一种滚柱顶压机构，包括相互套装的主动转轮和平移部件，在主动转轮和平移部件之间设有滚柱机构，滚柱机构包括滚柱保持架和安装在滚柱保持架上的多个滚柱3，滚柱保持架上设有多个滚柱保持孔401，多个滚柱保持孔401呈螺旋状环形设置在滚柱保持架上，滚柱保持孔401内安装滚柱3，滚柱3分别与主动转轮和平移部件螺纹啮合。滚柱3的外圆柱面上设有等间距的环形啮合槽，滚柱保持孔401的轴向长度与滚柱3的轴向长度相同。环形啮合槽的间距与主动转轮及平移部件2上的啮合螺纹的螺距相等，且环形啮合槽的截面牙形与主动转轮及平移部件上的螺纹牙形相同。

滚柱3由滚柱保持架保持，使之等间距环形布置在主动转轮和平移部件2之间，并同时与两者螺纹啮合。滚柱保持架的另一个功能是保持滚柱3的轴线与主动转轮的轴线平行。本实用新型中的滚柱保持架开有与滚柱3等高的滚柱保持孔401，滚柱保持孔401在高度方向上依次渐高呈螺旋形式排列，排列的螺旋轨迹为螺柱齿轮和阀瓣螺纹的轨迹，也就是说：在一倍螺距的螺纹线轨迹上等距布置滚柱保持孔401。滚柱保持孔401上下面与滚柱3的上下端面配合为平面，与滚柱3轴向或主动转轮轴向垂直。滚柱保持孔401的两侧面约束滚柱3的环形啮合槽凸起部分，使滚柱3等距分布。

如图1所示，主动转轮为端面带有螺柱的螺柱齿轮1。螺柱齿轮1的螺柱为外螺纹螺柱101，平移部件上对应设有内螺纹凸台202，外螺纹螺柱101通过滚柱机构螺纹连接平移部件的内螺纹凸台202。该实施例中的滚柱机构设有一组。

另一种实施方案可以采用在滚柱保持架内设有滚轴，通过滚轴安装滚柱3。即滚柱保持架上设有多个滚轴，多个滚轴呈螺旋状环形设置在滚柱保持架上，滚柱3通过滚轴安装在滚柱保持架上。

为了进一步的提高滚柱3的结合精度，可在滚柱保持孔401的内壁上设有与滚柱3相配合的牙槽。滚柱保持孔401的两侧面可以加工与滚柱3环形啮合槽相配合的牙槽，也可以简单地加工成平面。

为了方便安装，滚柱保持孔401的径向截面为倒置的梯形设置，滚柱保持孔401靠近滚柱保持架中心处的一侧的开口小于滚柱3的截面积。即可以将其加工成沿滚柱保持架径向呈八字形布置的两个平面或弧面，这样根据八字形开口的朝向，滚柱保持架可以先旋入平移部件2（在具体实施例中，平移部件为阀瓣）或螺柱齿轮1的螺纹并将滚柱3先箍在平移部件2或螺柱齿轮1的螺纹上，以方便另一侧螺纹随后旋入时不会脱落。

本实用新型应用于强制球阀当中，强制球阀包括，阀体、阀球基体和阀杆，阀杆与阀球基体之间设有齿轮组传动机构，齿轮组传动机构的阀杆齿轮安装在阀球基体的上部并连接阀杆下部，阀杆齿轮通过小齿轮连接螺柱齿轮，螺柱齿轮为主动转轮；螺柱齿轮通过滚柱机构连接阀瓣，阀瓣为平移部件，阀瓣与阀球基体间设有限制阀瓣随螺柱齿轮一起旋转的机构（简称限旋机构）。

安装时，在平移部件2（阀瓣）和螺柱齿轮1的螺纹完全旋入后，当阀杆驱动阀杆齿轮并通过中间小齿轮驱动螺柱齿轮1旋转时，滚柱3将围绕螺柱齿轮1轴线公转，同时又被阀瓣螺纹和螺柱齿轮1啮合着自转。由于阀瓣齿轮和螺柱齿轮1螺纹有升角，阀瓣受其与阀球基体之间的限旋机构限制不能随着转动，因此将被顶起直至与阀座抱合形成强制密封。由于滚柱3的自转是同时相对于阀瓣和螺柱齿轮1的，因此滚柱3相对阀瓣也会发生轴向位移。但由于阀瓣顶起和收回的运动距离仅为阀球的转动间隙，因此，只需要适当加长阀瓣和螺柱齿轮螺纹宽度则滚柱3就会始终保持在阀瓣螺纹和螺柱齿轮1螺纹之间并保持啮合。

实施例2

螺柱齿轮1的螺柱为内螺纹螺柱，平移部件上对应设有外螺纹凸台，外螺纹凸台通过滚柱机构螺纹连接螺柱齿轮1的内螺纹螺柱。其他设置和工作原理与实施例1相同。

实施例3

参照附图5~6：滚柱机构设有内外套装的多组，螺柱齿轮1的端面上同时设置内外多层环形螺柱，平移部件2上对应设有多层带有螺纹的啮合凸台，多组滚柱机构分别安装在环形螺柱之间，并同时与环形螺柱和啮合凸台的螺纹啮合。具体的，螺柱齿轮1的端面上环形螺柱为外层啮合螺柱102和外螺纹螺柱101，平移部件2上的内层啮合凸台201上设有与外层啮合螺柱102和外螺纹螺柱101对应的内圈和外圈螺纹。如图5所示，内层啮合凸台201为设置在平移部件2内部一体的环形凸起，且环形凸起内外两侧壁上均设有螺纹啮合面，可分别与内外两组滚柱机构发生啮合。

在平移部件2和螺柱齿轮1之间设计多道平行的螺纹滚柱机构，可以进一步提升整个装置的承载。在工作时，多组内外套装的滚柱机构同时工作，同步转动，增加了滚柱3与主动转轮及平移部件2的螺纹接触面积，增大了本实用新型的承载能力。其他设置和工作原理与实施例1相同。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。