本发明涉潜水装备领域，具体为一种载人潜水器耐压装置。
背景技术：
柱形耐压壳是大空间深海潜水器重要装置和浮力单元，起着保障下潜过程中内部非耐压设备正常工作和人员安全的作用。现有柱形耐压壳主要为无肋柱形壳和环肋柱形壳。其中，无肋柱形壳的纬向半径无穷大，致使其在水下高压条件下屈曲载荷较低，抗压能力较差，且存在多个同根模态，对初始几何缺陷敏感，制造安装精度要求高。环肋柱形壳通过若干离散圆环形肋骨加强，在一定程度上提高了抗压能力、降低了缺陷敏感性，但其纬向半径仍为无穷大，致使容易发生肋间失稳。技术实现要素：发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种低耐压壳的缺陷敏感性、避免肋间失稳、提高抗压能力的载人潜水器耐压装置。技术方案：本发明所述的一种载人潜水器耐压装置，包括耐压壳，耐压壳的两端分别为观察窗封头和舱门封头，观察窗封头与耐压壳通过螺钉连接，舱门封头与耐压壳通过螺钉连接，耐压壳为仿生螺旋柱形耐压壳，有利于降低耐压壳的缺陷敏感性，避免肋间失稳，提高轴向和径向抗压能力。仿生螺旋柱壳的肋间母线满足：其中，b为母线高度，l为母线跨距，n为母线形状系数，蛹螺的螺层母线形状系数取0.06-0.16，确定母线跨距l后，即可得出肋间母线轮廓。母线跨距l为400-600mm。观察窗封头上开有玻璃窗，玻璃窗外侧设置压板，玻璃窗为圆锥台形，玻璃窗和观察窗封头的连接处设有密封圈，起密封防水效果，压板和观察窗封头间设有密封垫片，加强密封防水效果。舱门封头包括舱门、锁紧销、挡圈、销轴、连杆、旋转轴、旋转把手和锁紧螺母，旋转轴穿过舱门上的中心孔，旋转轴的两端装有旋转把手，锁紧销通过连杆与旋转轴相连，旋转把手能带动旋转轴转动及锁紧销伸缩，舱门封头端口处均布压力传感器，可以检测舱门压紧力，可根据舱门压紧力判断舱门锁紧状态，旋转把手与旋转轴通过键连接，并通过锁紧螺母固定。舱门的内侧开有斜面环槽和防松装置，外端为斜面，当锁紧销伸出时，锁紧销的斜面与环槽斜面贴合，随着转动把手的转动，贴合越紧，舱门的压紧力越大，防松装置包括固定座、夹紧块、橡胶垫、锁紧把手和锁紧轴，固定座固定在舱门上，夹紧块一端与固定座铰接，另一端设有通孔，锁紧轴穿过通孔，锁紧轴端部装有锁紧把手，夹紧块上设置橡胶垫。有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：本发明采用仿生螺旋柱壳作为耐压装置主体，有利于降低耐压壳的缺陷敏感性，有利于避免肋间失稳，有利于提高轴向和径向抗压能力；本发明的舱口设有压力传感器，可以检测舱门压紧力，有利于根据舱门压紧力判断舱门锁紧状态；本发明的锁紧装置的锁紧销和环槽接触面为斜面，旋转把手会使舱门压紧力逐渐增大，有利于提升密封效果。附图说明图1为本发明的结构示意图。图2为本发明的耐压壳设计参数示意图。图3为本发明的ⅰ处的局部放大图。图4为本发明的ⅱ处的局部放大图。图5为本发明的ⅲ处的局部放大图。图6为本发明的ⅳ处的局部放大图。图7为本发明的ⅲ处的轴测图。图8为本发明的防松装置的结构示意图。具体实施方式如图1，载人潜水器耐压装置由观察窗封头2、耐压壳1和舱门封头3三部分组成，耐压壳1两端分别安装观察窗封头2和舱门封头3。如图2，耐压壳1为仿生螺旋柱形耐压壳1，扫描蛹螺的螺层得到螺层曲线，利用软件拟合曲线得到其肋间母线方程为：其中，b为母线高度，l为母线跨距，n为母线形状系数，蛹螺的螺层母线形状系数取0.06-0.16，优选为0.114。确定母线跨距l后，即可得出肋间母线轮廓；螺旋肋为t型肋，增强轴向和径向抗压能力。母线跨距l为400-600mm。t为耐压壳壁厚，a为肋板厚度，b为肋板高度，a和t的取值根据中国船级社《潜水系统与潜水器建造与入级规范》设计计算，这里b和c取2a。本实施例的数值模型内径d＝2000mm，壁厚t＝20mm，肋板厚度a＝30mm，b＝57mm，l＝500mm。按照等壁厚、等容积原则，设计对比模型，对比模型有螺旋肋柱壳、环肋柱壳和无肋柱壳，计算模型的极限承载能力，材料选用高合金高强度钢0cr17ni4cu4nb，其弹性模量为213gpa，泊松比为0.270，密度为7.780g/cm3，屈服强度865mpa。计算结果为：本专利数值模型的极限载荷为58.017mpa，螺旋肋柱壳极限载荷为52.692mpa，环肋柱壳极限载荷为52.46mpa，无肋柱壳极限载荷为26.532mpa。本专利仿生壳体极限承载能力相比于普通带肋柱壳提升10.6％。如图3，耐压壳1一端装有观察窗封头2，封头上开有观察窗孔，且孔周围局部加强，玻璃窗4为圆锥台形，玻璃窗4和封头安装面之间设有密封圈6，起密封防水效果，玻璃窗4外侧有压板5，压板5和观察窗封头2之间通过螺钉连接，起到压紧玻璃窗4的作用，压板5和观察窗封头2的连接处设有密封垫片7，加强密封防水效果。如图4，观察窗封头2与耐压壳1通过螺钉连接，封头与耐压壳1间设有两圈密封圈6，加强密封防水效果，舱门封头3与耐压壳1也通过螺钉连接。如图5，舱门封头3包括舱门8、锁紧销9、挡圈10、销轴11、连杆12、旋转轴13、旋转把手14和锁紧螺母15，舱门8与舱门封头3铰接，舱门8可绕铰接处转动，舱门8开有中心孔，旋转轴13穿过中心孔，并设有两个密封圈6，起密封防水作用，旋转轴13两端装有旋转把手14，旋转把手14与旋转轴13通过键连接，并通过锁紧螺母15固定，旋转轴13和锁紧销9之间通过连杆12连接，连接方式均为铰接，锁紧销9穿过舱门8上的导向孔，转动旋转把手14可带动旋转轴13转动，进而带动锁紧销9伸缩，舱门8内侧开有斜面环槽，锁紧销9外端为斜面，当锁紧销9伸出时，锁紧销9的斜面与环槽斜面贴合，随着旋转把手14的转动，贴合越紧，舱门8的压紧力越大。如图6，舱门8和舱门封头3贴合处有密封圈6，起密封作用，舱门封头3端口处均布8～10个压力传感器16，压力传感器16置于舱门封头3端部的沉孔内，压力传感器16的接线通过孔连接到舱体内，与数据分析处理装置相连，压力传感器16的外部有橡胶垫20，起密封保护作用，橡胶垫20的高度须超出舱门封头3端面，便于舱门8的压力传递到压力传感器16。转动旋转把手14锁紧舱门8，当压力传感器16的压力值均超过一定值(压力大小应使密封圈6压缩量为20％)时，表明舱门8锁紧状态合格，此时可停止转动旋转把手14。此外，根据各个膜压力传感器16的压力值判断舱门8与舱门封头3的贴合状态，若某个膜压力传感器8的压力值小于其它传感器的值，表明该膜压力传感器8所处的位置未紧密贴合，须调整或更换密封圈6。本实施例中的压力传感器16为膜压力传感器，其具体参数详见表1：表1膜压力传感器的产品参数感应区域直径3～40mm最大测量感应区域7～1256mm2可测量压力范围1～100kg工作电源5v，5ma工作温度范围-40～60℃如图7-8，为了防止旋转把手14在非工作状态下的松动，在舱门8内侧装有防松装置，包括固定座17、夹紧块18、橡胶垫20、锁紧把手21和锁紧轴19，固定座17通过螺钉固连在舱门8上，夹紧块18一端与固定块铰接，另一端设有通孔，锁紧轴19穿过通孔，锁紧轴19端部装有锁紧把手21，转动锁紧把手21使夹紧块18抱紧锁紧轴19，夹紧块18上装有橡胶垫20，有利于增强抱紧力，能够有效防止锁紧轴19松动。当前第1页12