一种深海水密耐压舱的制作方法

1.本发明属于深海装备技术领域，具体涉及一种深海水密耐压舱。


背景技术：

2.水密耐压舱是海洋工程中诸如水下航行器等装备上常见的一种装置。耐压舱能在高压环境下正常工作，主要考虑的问题包括高压环境下的舱体结构强度、结构稳定性、疲劳强度、舱体水密、耐腐蚀能力。常见的耐压舱有两种，一种是由柱状筒体和两端的封头组成，另一种是由带焊接封头的柱状筒体和一个封头组成。封头的一端有开口用于电器接插件的连接。罐体和封头常见的密封方式采用端面密封、径向密封、锥面、组合密封。两封头密封方式封头零件由于端面受力，深海条件下一般设计的厚度大，结构重量明显偏大。单封头焊接结构，焊接后会造成结构变形及局部应力集中。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种深海水密耐压舱，目的在于提供一种非焊接的具有高定位精度的水密耐压舱上的密封结构，且使其重量大大降低，且保证产品的整体安装精度。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种深海水密耐压舱，包括把手、耐压舱体、连接螺杆、连接法兰、密封接插件和密封堵头；所述的把手至少设置两个且分别通过连接螺杆对称的固定连接在耐压舱体上表面；所述密封接插件至少设置两组且均匀的固定连接在耐压舱体的上表面；所述密封堵头密封连接在耐压舱体的下端面上；所述连接法兰套接在密封堵头外侧壁上。
6.所述的耐压舱体为杯状一体结构且其轴截面为倒“u”形。
7.所述的耐压舱体的顶面厚度为12mm，壁厚为7mm且外径为φ173.2；顶面与侧壁过度区域采用先圆弧后倾角再圆弧的过渡方式；下端面上设置有与密封堵头连接的第一螺钉盲孔，耐压舱体的下端侧壁上开有用于与密封堵头连接定位用的第一销孔；耐压舱体的顶面上均匀布设有四个用于连接连接螺杆的第一螺纹盲孔，并设置有用于连接密封接插件的沉台螺纹通孔。
8.所述的密封堵头是由一个圆形板及圆形板板面上的环状凸起构成的一体机构，圆形板外径大于环状凸起外径，且圆形板与环状凸起圆心共线；环状凸起的外侧壁沿周向设置环形凹槽，凹槽内设置有密封圈和挡圈；圆形板底面对称设置有两个用于连接法兰定位安装的第二销孔和呈圆形阵列设置有用于与连接法兰连接的六个第二螺钉盲孔，环状凸起的端面上垂直与端面开有用于安装产品定位用的方形凹槽基准面，方形凹槽的四个角设置有四个第二螺纹盲孔；圆形板板面外沿设置有六个与耐压舱体连接的第一螺钉通孔。
9.所述的挡圈采用的是stu挡圈；所述的密封圈采用的是o型密封圈。
10.所述的密封堵头的总厚度为30mm，且其圆形板的外径为φ173mm。
11.所述的连接法兰是由两个外径相同、内径不同的圆环上下设置构成的一体结构；内径大的圆环的外沿对称的设置有四个第二螺钉通孔且其内侧壁均匀的设置有六个用于
让位的半圆形槽；内径小的圆环的内沿对称的设置有六个用于连接密封堵头的沉头通孔及与密封堵头定位安装的第三销孔；连接法兰的侧壁设置有一个用于定位的竖直基准靠面。
12.所述的连接螺杆为柱状体，连接螺杆的上端面设置有与把手连接的螺纹孔，连接螺杆的下端侧壁上设置有与耐压舱连接的螺纹。
13.所述的耐压舱体、密封堵头、连接法兰和连接螺杆均采用钛合金加工一体成型而成。
14.所述的把手为弧形，把手两端设置有用于与连接螺杆连接的沉头孔。
15.有益效果：
16.(1)本发明采用分体式结构，并采用钛合金机械加工成型，大大减轻了自身重量，比现有技术减重约1/3。
17.(2)本发明结构件之间都设计有定位结构，保证了产品的整体安装精度。
18.(3)本发明结构轻巧、操作方便。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例，详细说明如后。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明结构示意图；
22.图2是本发明耐压舱体结构示意图；
23.图3是本发明密封堵头结构示意图；
24.图4是本发明连接法兰结构示意图；
25.图5是本发明连接螺杆结构示意图；
26.图6是本发明把手结构示意图。
27.图中：
[0028]1‑
把手；2
‑
连接螺杆；3
‑
耐压舱体；4
‑
连接法兰；5
‑
接插件mcil16m；6
‑
接插件mcbh16f；7
‑
接插件mcbh8f；8
‑
接插件mcil8m；9
‑
密封堵头；10
‑
沉台螺纹通孔；11
‑
密封圈；12
‑
挡圈；13
‑
第一螺纹盲孔；14
‑
第一销孔；15
‑
第一螺钉盲孔；16
‑
第二螺钉盲孔；17
‑
第二销孔；18
‑
凹槽基准面；19
‑
第二螺纹盲孔；20
‑
第一螺钉通孔；21
‑
第二螺钉通孔；22
‑
沉头通孔；23
‑
第三销孔；24
‑
竖直基准靠面；25
‑
螺钉；26
‑
弹垫；27
‑
销钉；28
‑
半圆形槽。
[0029]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例，详细说明如后。
具体实施方式
[0030]
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0031]
实施例一：
[0032]
参照图1
‑
图6所示的一种深海水密耐压舱，包括把手1、耐压舱体3、连接螺杆2、连接法兰4、密封接插件和密封堵头9；所述的把手1至少设置两个且分别通过连接螺杆2对称的固定连接在耐压舱体3上表面；所述密封接插件至少设置两组且均匀的固定连接在耐压舱体3的上表面；所述密封堵头9密封连接在耐压舱体3的下端面上；所述连接法兰4套接在密封堵头9外侧壁上。
[0033]
在下水试验前，首先将连接螺杆2连接到耐压舱体3上表面，将把手1通过螺钉25和弹垫26固定到连接螺杆2上，将密封接插件进行插接，然后将销钉27压接至密封堵头9上对应位置，将测试用的产品惯导通过四个螺钉连接至密封堵头9上，将装配完惯导的密封堵头9通过螺钉25与弹垫26连接至耐压舱体3上，随后将连接法兰4通过四个螺钉25连接在装配完密封堵头9的耐压舱体3上。最后将装配完成的深海小型水密耐压舱通过连接法兰4连接至开放式水下航行器上进行水下试验。
[0034]
本发明设计压力为30mpa，舱体内径φ155,内部有效长度190mm，寿命≥2年，装配精度≥0.1mm，一次下水工作时间≥8h。
[0035]
本实施例中的密封接插件采用的是接插件mcil16m5、接插件mcbh16f6、mcbh8f7和接插件mcil8m8。接插件mcil16m5和接插件mcbh16f6通过螺母固连在耐压舱体3上，然后将接插件mcbh8f7和接插件mcil8m8与接插件mcil16m5和接插件mcbh16f6对插。
[0036]
本发明采用分体式结构，结构轻巧、操作方便。
[0037]
实施例二：
[0038]
参照图1和图2所示的一种深海水密耐压舱，在实施例一的基础上，所述的耐压舱体3为杯状一体结构且其轴截面为倒“u”形。
[0039]
进一步的，所述的耐压舱体3的顶面厚度为12mm，壁厚为7mm且外径为φ173.2；顶面与侧壁过度区域采用先圆弧后倾角再圆弧的过渡方式；下端面上设置有与密封堵头9连接的第一螺钉盲孔15，耐压舱体3的下端侧壁上开有用于与密封堵头9连接定位用的第一销孔14；耐压舱体3的顶面上均匀布设有四个用于连接连接螺杆2的第一螺纹盲孔13，并设置有用于连接密封接插件的沉台螺纹通孔10。
[0040]
在实际使用时，耐压舱体3壁厚为7mm，端面厚度为12mm，相比与带密封结构的单封头30mm，厚度方向上减少60％。耐压舱体3在侧壁和端面过度区域，常用的过渡方式为圆弧过渡，采用圆弧过渡结构需要较大的圆弧直径，较大的过渡倒角会导致耐压舱体3内顶端处大量的空间被占用，结构重量明显增大。本发明的耐压舱体3在侧壁和端面过度区域采用先圆弧后斜角再圆弧的过度方，通过调整角度保证在强度满足设计要求的同时结构的重量最轻。
[0041]
在具体应用时，还可在倒“u”字型正面设置用于标示艏首的标识，这样使用更加方便。
[0042]
实施例三：
[0043]
参照图1和图3所示的一种深海水密耐压舱，在实施例一的基础上，所述的密封堵头9是由一个圆形板及圆形板板面上的环状凸起构成的一体机构，圆形板外径大于环状凸起外径，且圆形板与环状凸起圆心共线；环状凸起的外侧壁沿周向设置环形凹槽，凹槽内设
置有密封圈11和挡圈12；圆形板底面对称设置有两个用于连接法兰4定位安装的第二销孔17和呈圆形阵列设置有用于与连接法兰4连接的六个第二螺钉盲孔16，环状凸起的端面上垂直与端面开有用于安装产品定位用的方形凹槽基准面18，方形凹槽的四个角设置有四个第二螺纹盲孔19；圆形板板面外沿设置有六个与耐压舱体3连接的第一螺钉通孔20。更进一步的，所述的挡圈12采用的是stu挡圈；所述的密封圈11采用的是o型密封圈。
[0044]
更进一步的，所述的密封堵头9的总厚度为30mm，且其圆形板的外径为φ173mm。
[0045]
在实际使用时，将销钉27压接至密封堵头9上对应位置后，将stu挡圈12装配至密封堵头9的凹槽内，将o型密封圈11涂抹适量的润滑脂安装到密封堵头9的凹槽内。在将产品惯导通过螺钉连接至密封堵头9上，将装配完销钉27、o型密封圈11、stu挡圈12和惯导(产品)的密封堵头9通过螺钉25、弹垫26连接至耐压舱体3上。随后将连接法兰4通过沉头螺钉连接在装配完密封堵头9的耐压舱体3上。最后将装配完成的深海小型水密耐压舱通过连接法兰4连接至开放式水下航行器上进行水下试验。
[0046]
耐压舱体3的顶面与侧壁过度区域采用先圆弧后倾角再圆弧的过渡方式，通过调整合适的角度保证在强度满足设计要求的同时结构最轻。
[0047]
本发明的技术方案，通过定位结构保证了产品的整体安装精度。o型密封圈11和stu挡圈12的设置，使得密封效果更好。
[0048]
实施例四：
[0049]
参照图1和图4所示的一种深海水密耐压舱，在实施例一的基础上，所述的连接法兰4是由两个外径相同、内径不同的圆环上下设置构成的一体结构；内径大的圆环的外沿对称的设置有四个第二螺钉通孔21且其内侧壁均匀的设置有六个用于让位的半圆形槽28；内径小的圆环的内沿对称的设置有六个用于连接密封堵头9的沉头通孔22及与密封堵头9定位安装的第三销孔23；连接法兰4的侧壁设置有一个用于定位的竖直基准靠面24。
[0050]
在实际使用时，连接法兰4的设置，方便的将深海小型水密耐压舱与开放式水下航行器连接进行水下试验。
[0051]
竖直基准靠面24的设置，有效提高了整体安装精度。
[0052]
实施例五：
[0053]
参照图1和图5所示的一种深海水密耐压舱，在实施例一的基础上，所述的连接螺杆2为柱状体，连接螺杆2的上端面设置有与把手1连接的螺纹孔，连接螺杆2的下端侧壁上设置有与耐压舱3连接的螺纹。
[0054]
在实际使用时，连接螺杆2采用本技术方案，能方便的将把手1连接在耐压舱体3上。
[0055]
实施例六：
[0056]
参照图1
‑
图6所示的一种深海水密耐压舱，在施例一的基础上：所述的耐压舱体3、密封堵头9、连接法兰4和连接螺杆2均采用钛合金加工一体成型成。
[0057]
在实际使用时，耐压舱体3、密封堵头9、连接法兰4和连接螺杆2采用本技术方案，大大减轻了自身重量，比现有技术减重约1/3。
[0058]
实施例七：
[0059]
参照图1和图6所示的一种深海水密耐压舱，在施例一的基础上：所述的把手1为弧形，把手1两端设置有用于与连接螺杆2连接的沉头孔。
[0060]
在实际使用时，把手1在把手1的沉头孔内放入弹垫26，通过螺钉25和弹垫26固定到连接螺杆2上，最终固定在耐压舱体3上表面。
[0061]
把手1起到两方面的作用，一是便于拖移深海小型水密耐压舱，二是在一定程度上起到保护密封接插件的作用。
[0062]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0063]
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
[0064]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0065]
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。