一种外开式加压舱气密门的制作方法

本发明涉及高气压设备结构技术领域，具体是一种外开式加压舱气密门。

背景技术：

加压舱是高气压医学和航天、航空医学学科教学、科研和实践中的核心装备，广泛应用于潜水减压、航空和潜水减压疾病的加压治疗、潜水员加压锻炼、航天员水槽训练水面减压以及各类高气压医学实验研究；在高压氧治疗的临床应用方面，加压舱则更是有广泛的应用，仅我国就拥有超过5000台医用加压舱，而且数量还在持续增加、技术也在不断革新中。此外，在机械工程领域，载物压力容器也有非常多的应用。

舱门的气密性控制是加压舱设计建造的一项关键技术。加压舱舱门包括内开式和外开式两类。不论是内开式还是外开式，通常均需在舱门与舱体门框之间设置密封圈，用以维持舱门的气密性，密封圈以固定的方式安装于舱门或者门框四周。内开式舱门在加压时，舱内增高的压力会将门紧贴在门框上(两者之间有固定的密封圈)，所以在提升安全性的同时也实现了气密性，实施简单，在实践中被广泛应用于各类加压舱中；在工作压力较高的潜水加压舱中，几乎都采用这种内开门方式。然而，这种设计，舱门本体以及在启闭时会占用很多宝贵的舱内空间，特别是应用于小型舱(如各类中、小动物加压舱)时，不仅影响舱容，还严重影响物品及动物的进出。并且，由于舱门与舱体间限于工艺常难以完全贴合，在加压之初需要施加外力或者采用快速加压方式才能避免漏气；然而，当舱内有人员或动物时，初期加压需要缓慢进行，否则易导致中耳气压伤。所以内开舱门在加压初期极易出现漏气现象。

为避免舱门占用有限的舱内空间，一些小型加压舱采用了外开式门。为了实现气密性，必须通过采用多个螺栓加压固定的方式，利用外力将舱门通过固定的密封圈贴合于舱体门框上。这种外开式舱门存在很多缺点。首先，操作繁琐，关闭和开启舱门均需花费较多时间逐个拧紧或拧松螺栓，不能满足一些需要舱内人员、动物或物品快速进舱、特别是快速出舱的情况；其次，气密性维持困难，因为舱门四周的多个螺栓作用于舱门的力较难均衡，容易在舱内压力增高到一定程度时出现漏气，而一旦漏气，为了保证安全又必须将舱内压力释放后才能重新紧固螺栓后再加压，给潜水作业、临床实践或研究工作带来了更多干扰因素；最后，由于上述需要螺栓施加较大外力、而螺栓间的施力又较难均衡的情况，容易导致舱门、密封圈和螺栓等结构损坏，进一步影响安全性。

鉴于现有加压舱门的上述缺点，亟需设计一种操作简便、容易实现气密性的舱门。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决外开式加压仓气密门操作繁琐，气密性维持困难的问题。

为达到上述发明目的，提供一种外开式加压舱气密门，包括高压气源、加压舱、舱门板和舱门开合件，所述高压气源通过高压供气管I将高压气通入加压舱内；所述舱门开合件通过分别连接舱门板和加压舱以控制舱门板在加压舱上开合；所述舱门板通过覆盖住加压舱的开口封闭加压舱，所述加压舱的开口一面上开设环形凹槽，所述凹槽围绕加压舱的开口布置，凹槽的底部开设连通至高压气源的供排气孔；所述凹槽内还卡设密封圈。

密封圈连续无断开，且密封圈稍大于凹槽宽，正好能纳入凹槽，以维持凹槽底部一定的气密性。在舱门板关闭升压时，凹槽底部气压升高，能够将密封圈整体向外平移推出，且因舱门板的限制不会完全脱离凹槽。

所述加压舱并不是特指加压舱整体，也可仅是单独加压舱的舱门框构件之类广义概念。

优选的，所述高压供气管I与高压气源之间还串联有一个用于控制气体流向的的三通阀，所述三通阀通过延伸出高压供气管II联通至供排气孔以将供排气孔联通至高压气源。

三通阀提供两种状态模式，在开启状态接通高压气源、舱内环境和供排气孔，在关闭状态仅接通供排气孔和舱内环境，需要排气时通过加压舱上另设的排气孔泄压。虽然也可以在关闭状态直接通过三通阀泄压，但若在该种情况的加压过程中意外关闭三通阀，三通阀将与外界常压环境相通，可能导致密封圈复位而引起快速失压。

当供排气孔为多个时，高压供气管II的一端分叉并与供排气孔适配，从而使得三通阀能够发挥汇集并分配气流的作用。

优选的，所述供排气孔数量为两个或以上。

优选的，所述供排气孔均匀分布于环形凹槽的底部。

优选的，所述密封圈为耐压橡胶或者硅胶制成的实心体。

优选的，所述舱门板的边缘向外突出设置限位挡板；所述加压舱在围绕开口位置布置有垂直于开口面的环状凸起，所述环状凸起顶端向环内方向翻折形成环状的翻折段；所述翻折段上开设用于卡入舱门板限位挡板的缺口。

舱门板限位挡板与翻折段配合卡入后，旋转舱门板，以使限位挡板卡入翻折段与加压舱开口面之间的间隙，卡入后的舱门板给加压后推出的密封圈以支撑点，避免密封圈脱出。

优选的，所述限位挡板在舱门板的边缘均匀对称分布。

优选的，所述翻折段与加压舱开口面之间的间隙的距离大于所述限位挡板的厚度。

优选的，所述舱门开合件包括活动支撑臂，所述活动支撑臂的一端通过铰链安装于加压舱的一侧，所述活动支撑臂另一端开设通孔；所述通孔内穿设圆柱体连接块；所述圆柱体连接块的一端垂直固定于所述舱门板向外的一面上，另一端固定把手。

优选的，所述通孔内套设轴承。

采用的密封条稍大于凹槽宽，正好能纳入凹槽、能维持凹槽底部一定的气密性。凹槽底部气压升高时密封条能够整体平移向外，抵靠住舱门板向内的一面上，防止槽内气体和舱内气体外泄，从而为整个装置提供气密性的保证。

三通阀的设计让供排气孔与加压舱共用同一高压气源。由于加压舱内目标压力始终低于高压气源减压阀出口压力，而凹槽内密封圈底部的气压在加压开始前即和高压气源减压阀出口压力相同，所以在整个加压、稳压和减压过程中，密封圈底部的气压始终高于舱内压，密封圈始终被压贴在舱门上，高气压暴露的全程均能保持极佳的气密性。

供排气孔数量为两个或以上能分流高压气体，并让高压气体快速进入凹槽底部，使得密封条在系统加压时，能快速进入与舱门板贴合的状态。

供排气孔均匀分布于环形凹槽的底部，使得系统加压时，密封条能整体向外平移，防止密封条各部分压力不同而导致的与舱门板贴合不均匀的情况发生，从而减少由贴合不均匀造成的漏气现象。

密封圈为耐压橡胶或者硅胶制成的实心体时，密封圈的弹性较强，提高其承压时与舱门板、凹槽壁之间的接触面积，以增强气密性。

限位挡板与环状凸起翻折段的配合，仅需要将限位挡板卡入缺口后旋转到位即可将舱门板固定于加压舱的开口面上，降低了现有技术中采用螺栓连接的工作强度。

限位挡板在舱门板的边缘均匀对称分布，为舱门板在加压后抵靠于环状凸起翻折段时，能够受力均匀，防止舱门板相对开口面翘起，从而降低由此产生的密封圈与舱门板密封不严的现象发生。

翻折段与加压舱开口面之间的间隙的距离大于所述限位挡板的厚度，给限位挡板和舱门板以前后活动的空间，方便限位挡板卡入缺口后旋转，避免因空间过小而密封圈过于突出导致的卡入困难、磨损密封圈的现象发生。

活动支撑臂及其上的圆柱体连接块，为舱门板的旋转和固定提供支点。同时，活动支撑臂旋转到位后，由于圆柱体连接块在通孔内能前后相对滑动，给舱门板及其限位挡板卡入缺口的安装提供了一定的自由度，也给加压时密封圈外推提供了一定的缓冲空间。把手的设置也能方便地对舱门板进行旋转。

轴承为圆柱体连接块提供滑动摩擦，减少舱门板旋转及安装时的卡顿。同时确保了圆柱体连接块只能进行通孔内的前后微调，防止舱门板相对开口面翘起，从而降低由此产生的密封圈与舱门板密封不严的现象发生。

当舱门关闭限制外开后，向供排气孔供气，高压气将密封圈整体外推压迫舱门，封闭舱门和舱体之间的缝隙，加压舱完全气密；在高气压暴露减压结束后，将供排气孔通过三通阀接通舱内空间，凹槽内密封圈后气压释放，密闭圈对舱门的压迫解除，舱门可容易地被打开。

本发明的有益效果是能在保证操作简单的情况下，确保加压舱的气密性。

附图说明

图1为本发明的气密舱门开启时的正面示意图；

图2为本发明的气密舱门关闭时的侧面剖面示意图；

图3为本发明的气密舱门关闭时A处的局部放大示意图；

图4为本发明的气密舱门关闭且未旋转固定时的正面示意图

其中：

1-加压舱 11-环状凸起 111-翻折段

2-舱门板 21-限位挡板 3-高压气源

41-高压供气管I 42-高压供气管II 5-三通阀

6-供排气孔 7-凹槽 8-密封圈

9-活动支撑臂 91-铰链 92-圆柱体连接块

921-把手

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。

根据图1至图4所示的一种外开式加压舱气密门，包括高压气源3、加压舱1、舱门板2和舱门开合件，所述高压气源3通过高压供气管I41将高压气通入加压舱1内；所述舱门开合件通过分别连接舱门板2和加压舱1以控制舱门板2在加压舱1上开合；所述舱门板2通过覆盖住加压舱1的开口封闭加压舱1，所述加压舱1的开口一面上开设环形凹槽7，所述凹槽7围绕加压舱1的开口布置，凹槽7的底部开设连通至高压气源3的供排气孔6；所述凹槽7内还卡设密封圈8。

密封圈8连续无断开，且密封圈8稍大于凹槽7宽，正好能纳入凹槽7，以维持凹槽7底部一定的气密性。在舱门板2关闭升压时，凹槽7底部气压升高，能够将密封圈8整体向外平移推出，且因舱门板2的限制不会完全脱离凹槽7。舱门板2的大小完全覆盖凹槽7。凹槽7截面为正方型，其边长(宽或深)由所采用的密封圈柱体直径决定，其宽度均匀、两侧壁光滑。

所述加压舱1并不是特指加压舱整体，也可仅是单独加压舱的舱门框构件之类的广义概念。

所述高压供气管I41与高压气源3之间还串联有一个用于控制气体流向的的三通阀5，所述三通阀5通过延伸出高压供气管II42联通至供排气孔6，以将供排气孔6联通至高压气源3。所述三通阀5上的三个通口分别为高压气入口、高压供气管I41出口和高压供气管II42出口。

三通阀5提供两种状态模式，在开启状态接通高压气源3、舱内环境和供排气孔6，在关闭状态仅接通供排气孔6和舱内环境，需要排气时通过加压舱1上另设的排气孔(图中未示出，但根据描述本领域技术人员可以理解)泄压。

当供排气孔6为多个时，高压供气管II42的一端分叉并与供排气孔6适配，从而使得三通阀5能够发挥汇集并分配气流的作用。

当使用的密封圈8较大时，所述供排气孔6数量为两个或以上。

所述供排气孔6均匀分布于环形凹槽7的底部。供排气孔位6于凹槽7底部正中。

所述密封圈8为耐压橡胶或者硅胶制成的实心体，其截面直径根据所在加压舱1工作压以及舱门板2和加压舱1开口面之间的缝隙大小而定。

所述舱门板2的边缘向外突出设置限位挡板21；所述加压舱1在围绕开口位置布置有垂直于开口面的环状凸起11，所述环状凸起11顶端向环内方向翻折形成环状的翻折段111；所述翻折段111上开设用于卡入舱门板限位挡板21的缺口。

舱门板限位挡板21与翻折段111配合卡入后，旋转舱门板2，以使限位挡板21卡入翻折段111与加压舱1开口面之间的间隙，卡入后的舱门板2给加压后推出的密封圈8以支撑点，避免密封圈8脱出。

所述限位挡板21在舱门板2的边缘均匀对称分布。

所述翻折段111与加压舱1开口面之间的间隙的距离大于所述限位挡板21的厚度。

所述舱门开合件包括活动支撑臂9，所述活动支撑臂9的一端通过铰链91安装于加压舱1的一侧，所述活动支撑臂9另一端开设通孔；所述通孔内穿设圆柱体连接块92；所述圆柱体连接块92的一端垂直固定于所述舱门板2向外的一面上，另一端固定把手921。

所述通孔内套设轴承(图中未示出，但根据描述本领域技术人员可以理解)。

当所述加压舱1仅是一种舱门框时，还可以描述为凹槽7设置在舱门框门洞周围。

加压舱1开口形状，可以是圆形的，也可以是方形的。如果是方形的，四角应设置为圆弧形，以保证密封圈8在底部气压作用下能够顺畅外移。

具体实施例中的具体尺寸和材质可以描述为，其中除密封圈8为橡胶材质外其他所有部件均由不锈钢制作。加压舱1为舱门框构件时，舱门框内径300mm、外径460mm，凹槽7宽9mm、深9mm；供排气孔6直径4mm、设置在凹槽7底面，密封圈8截面直径9.5mm；加压舱1舱门框边缘对称分布6个挡板(翻折段111)式舱门固定装置，挡板(翻折段111)与加压舱1舱门框之间的缝隙距离为13.5mm；舱门板2直径400mm、厚度13mm，四周为6个错齿结构(即限位挡板21)，与加压舱1舱门框的6个挡板(翻折段111)相匹配，舱门板2通过活动支撑臂9固定在舱体一侧；供排气孔6通过高压供气管II42连接设置在舱外的三通阀5，从而连接高压气源3和/或舱内环境。

使用时首先接通高压气源3，关闭并旋转舱门板2由限位挡板21和翻折段111配合限制开启。开启三通阀5，使得加压舱装置与高压气源3接通，高压气体通过供排气孔6注入凹槽7底部与密封圈8之间的空隙并将密封圈8整体均衡推向舱门板2并维持一定压力。此时舱门板2、密封圈8和加压舱1即形成一整体，完全气密。高气压暴露减压结束后，关闭三通阀5阀门，加压舱装置与高压气源3断开，供排气孔6与舱内常压环境连通，凹槽7内密封圈8后的气体排出，密封圈8对舱门板2压力解除，舱门板2可被轻易旋转打开。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。