分离式潜水器耐压壳卡箍自动锁紧装置及采用该锁紧装置的潜水器耐压壳的制作方法

本发明涉及一种分离式潜水器耐压壳卡箍自动锁紧装置及采用该锁紧装置的分离式潜水器耐压壳。

背景技术：

作为潜水器的重要组成部分，耐压壳起着保障下潜过程中内部设备正常工作、以及载人时人员健康安全的作用，其重量占潜水器总重的1/4-1/2。耐压壳的设计对潜水器安全性、机动性、空间利用率和人机环等性能具有重要影响。

现役潜水器耐压壳结构主要有两种：

(1)一种是焊接而成的耐压壳。各国在钛合金球壳的制造工艺方面的差别，主要是在半球成型和焊接工艺上。一种是以alvin号为代表的美、日等国制造的钛合金球壳，其半球成型是采用大规格厚板直接冲压成型，再采用电子束焊接两个半球赤道环缝；另一种是以蛟龙号载人舱球壳为代表，其半球成型是将多个分瓣组焊成半球，再焊接两个半球的赤道环缝，焊接采用手工窄间隙氩弧焊。此外，俄罗斯的和平号载人潜水器采用的是无焊接工艺：将铸造的两个半球通过机加工成型，然后采用螺栓连接。采用焊接成型的耐压壳在密封性能上具有优势，但是耐压壳一旦发生损坏，整个耐压壳都要进行更换，这样大大增加了成本。

(2)一种是上下半球分离式的耐压壳。上半球和下半球间有一层密封，两半球间靠卡箍进行固定，卡箍两端主要用螺钉进行连接锁紧。对于潜水器耐压壳，一层密封略显单薄，一旦发生密封失效，对于深海人身安全有很大威胁；同时，由于采用卡箍和螺钉进行紧固，当耐压壳在深海受到较大压力时，会发生一定量的变形，而卡箍由于内外部都受到海水压力保持原有形状，螺钉锁紧装置不能对卡箍进行再次锁紧，使得卡箍与耐压壳之间不能紧紧接触，增加了上下半球耐压壳分离进水的可能性，对其中设备带来损害，尤其载人时会对深海作业人员而言十分危险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种锁紧效果好、增强耐压壳安全性的分离式潜水器耐压壳卡箍自动锁紧装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种分离式潜水器耐压壳卡箍自动锁紧装置，包括设置在卡箍一端的安装块，安装块中沿卡箍长度方向设有至少一个安装通孔；卡箍的另一端处设有一端密闭一端开口的活塞缸，且活塞缸开口侧朝向卡箍缺口处，活塞缸中设有活塞，活塞外周与活塞缸内壁间设有至少一个密封圈，活塞缸中靠近开口端的一侧设有限制活塞位置的限位块，活塞上在靠近活塞缸开口的一侧设有定位销座，定位销座中设有定位销，定位销上转动套设有至少一个与安装通孔相配合的锁紧杆，锁紧杆端部穿过安装块且其上通过螺纹设有锁紧螺母；活塞一端紧靠限位块时其另一端与活塞缸密闭端内壁的距离大于壳体变形后卡箍继续锁紧壳体所需的收缩距离。

作为一种优选的方案，所述活塞与活塞缸的密闭端间设有复位弹簧，活塞一端紧靠限位块时其另一端与活塞缸密闭端内壁的距离大于壳体变形后卡箍继续锁紧壳体所需的收缩距离与复位弹簧完全压缩后的长度值之和。

作为一种优选的方案，所述活塞缸中靠近开口端的一侧内壁上均布有三个扇形限位块。

作为一种优选的方案，所述活塞缸上靠近开口端的一侧侧壁上均布有三个进水通孔。

作为一种优选的方案，所述活塞缸开口端内壁上设有连接螺纹，卡箍相应端上设有螺纹凸台，活塞缸通过螺纹与卡箍上的螺纹凸台相连接，螺纹凸台中心沿卡箍长度方向设有贯通孔，所述锁紧杆从贯通孔中穿过。

作为一种优选的方案，所述活塞上在靠近活塞缸开口的一侧设有上下两个定位销座。

作为一种优选的方案，活塞靠近活塞缸密闭端一侧表面和活塞缸密闭端内表面均有设有一凸台，所述复位弹簧两端分别套设在两凸台上。

本自动锁紧装置的有益效果是：本自动收紧装置使得活塞在深海受水压向活塞缸密闭端滑动时，通过锁紧杆、锁紧螺母、安装块带动另一端卡箍收紧，保证耐压壳和卡箍在不同水深都能保持紧密接触，锁紧效果好，增加耐压壳的安全性；且该装置结构简单、安装与拆卸方便。

由于锁紧杆与活塞通过定位销连接，从而保证锁紧杆与活塞间可相对转动，降低加工与安装精度要求，也避免使用中，锁紧杆偏移使得活塞运动不畅。

由于活塞与活塞缸的密闭端间设有复位弹簧，使得耐压壳从深水处上升时，卡箍可以快速做出反应，减小卡紧程度，防止卡箍过紧被耐压壳撑坏。

由于活塞缸中靠近开口端的一侧内壁上均布有三个扇形限位块，使得锁紧时活塞受力均匀。

由于所述活塞缸上靠近开口端的一侧侧壁上均布有三个进水通孔，使得活塞对水压的变化反应更为灵敏。

由于活塞上在靠近活塞缸开口的一侧设有上下两个定位销座，使得定位销的安装更为稳固。

活塞靠近活塞缸密闭端一侧表面和活塞缸密闭端内表面均有设有一凸台，所述复位弹簧两端分别套设在两凸台上，使得复位弹簧的安装更为方便。

本发明另一个所要解决的技术问题是：提供一种密封效果好、使用安全的分离式潜水器耐压壳。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种分离式潜水器耐压壳，包括上半球、下半球、卡箍及锁定卡箍的锁紧装置，上半球顶部设有顶部通孔，上半球上在顶部通孔处设有可开启的平封盖，平封盖与上半球之间设有密封圈，上半球与下半球之间设有密封圈，所述锁紧装置为上述任一种分离式潜水器耐压壳卡箍自动锁紧装置。

作为一种优选的方案，所述上半球与下半球的贴合面之间设有内外两道密封圈，其中一道设置在上半球上另一道设置下半球上。

本耐压壳的有益效果是：由于采用上下半球分离连接方式，使得耐压壳的安装、拆卸、替换更为方便，同时有利于模块化制造。

由于采用了上述自动锁紧装置，保证耐压壳和卡箍在不同水深都能保持紧密接触，锁紧效果好，增加耐压壳的安全性。

由于上半球与下半球的贴合面之间设有内外两道密封圈，其中一道设置在上半球上另一道设置下半球上，增强了上半球与下半球的密封效果。

附图说明

图1为耐压壳的总装图；

图2为图1的ⅰ部放大图；

图3为图1的ⅱ部放大图；

图4为自动锁紧装置中部分结构的三维图；

图5为本发明的活塞三维图；

图6为本发明的活塞缸三维图；

图1至图6中：1-平封盖，2-螺钉，3-垫圈，4-密封圈，5-上半球，6-下半球，7-锁紧杆，8-螺钉，9-螺纹凸台，10-限位块，11-活塞，12-活塞缸，13-复位弹簧，14-密封圈，15-定位销，16-安装块，17-锁紧螺母，18-卡箍，19-密封圈，20-进水通孔。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

如图1-6所示，一种分离式潜水器耐压壳卡箍18自动锁紧装置，包括设置在卡箍18一端的安装块16，安装块16中沿卡箍18长度方向设有一个安装通孔；卡箍18另一端上设有螺纹凸台9，螺纹凸台9中心沿卡箍18长度方向设有贯通孔，一端密闭一端开口的活塞缸12在开口端内壁上设有连接螺纹，活塞缸12通过螺纹与卡箍18上的螺纹凸台9相连接。活塞缸12中设有活塞11，活塞11外周与活塞缸12内壁间设有三个密封圈14，活塞缸12中靠近开口端的一侧内壁上通过螺钉8均布有三个限制活塞11位置的扇形限位块10，活塞缸12上靠近开口端的一侧侧壁上均布有三个进水通孔20，活塞11上在靠近活塞缸12开口的一侧设有上下两个定位销15座，定位销15座中设有定位销15，定位销15中部转动套设有锁紧杆，锁紧杆端部穿过安装块16且其上通过螺纹设有锁紧螺母17；

所述活塞11与活塞缸12的密闭端间设有复位弹簧13，活塞11靠近活塞缸12密闭端一侧表面和活塞缸12密闭端内表面均有设有一凸台，所述复位弹簧13两端分别套设在两凸台上。活塞11一端紧靠限位块10时其另一端与活塞缸12密闭端内壁的距离大于壳体变形后卡箍18继续锁紧壳体所需的收缩距离与复位弹簧13完全压缩后的长度值之和。

如图1-6所示，一种分离式潜水器耐压壳，包括上半球5、下半球6、卡箍18及锁定卡箍18的锁紧装置。所述锁紧装置为上述分离式潜水器耐压壳卡箍18自动锁紧装置。

上半球5顶部设有顶部通孔，上半球5上在顶部通孔处设有可开启的平封盖1，平封盖1与上半球5之间设有密封圈4。平封盖1通过螺钉2与上半球5连接。上半球5与下半球6的贴合面之间设有内外两道密封圈19，其中一道设置在上半球5上另一道设置下半球6上。

下水前，合上平封盖1，拧紧螺钉2。上半球5和下半球6通过卡箍18合并，活塞缸12通过螺纹与卡箍18一端上的螺纹凸台9固定，锁紧杆7一端穿过安装块16并在端部拧动锁紧螺母17；此时，由于锁紧杆另一端连接活塞11，而活塞11又通过顶紧限位块10推动活塞缸12及螺纹凸台9，从而使卡箍18将上半球5和下半球6卡紧。

下水后，由于耐压壳整体受压，会产生一定量的形变，而卡箍18因内外部均受到水压作用，不会像耐压壳一样产生形变，此时海水通过螺纹凸台9上的贯通孔及活塞缸12上的3个进水通孔20进入活塞缸12开口端，推动活塞11向密闭端移动，带动锁紧杆7以及与卡箍18上安装块16固定的一端同步收紧。而耐压壳整体耐压度较高，受水压产生的变形量小于水压对卡箍18产生的再次卡紧变形量，从而实现在不同水深再次卡紧卡箍18，防止因卡箍18与上半球5与下半球6产生间隙，使得耐压壳进水。

上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。