CN101148193A - 水下对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种水下对接装置。它包括固定裙、方向裙、角度裙，固定裙、方向裙和角度裙的两端带有连接法兰，固定裙与方向裙之间和方向裙与角度裙之间设置有驱动密封机构，所述的驱动密封机构的组成包括液压马达、锁紧油缸、传动齿轮、复合轴承坐、O形密封圈，在方向裙和角度裙的上连接法兰上安装有上盖，上盖与方向裙、角度裙的上连接法兰之间设置有复合轴承，锁紧油缸安装在上盖上，液压马达固定在固定裙和方向裙上，上盖外固定有外齿圈，液压马达的输出轴上带有与外齿圈相啮合的传动齿轮。本发明可以增大救援角度，实现救生艇以最佳的角度抵御海流，保证在恶劣的海况下，快速、准确实施对接救援作业，实现大深度作业时的可靠密封。

Description

水下对接装置

(一)技术领域

本发明涉及的是一种水下潜艇的人员救援装置，具体地说是一种用于援潜救生及海洋开发作业时的水下对接装置。

(二)背景技术

目前，水下对接技术主要应用于援潜救生及海洋开发作业时，海底工作人员及物资的转移。早期的深潜救生艇均采用固定式对接裙，该装置虽然结构简单，但实施救援作业时对艇自身的操纵性能要求很高，当失事艇的横、纵倾角较大时，进行水下对接是相当困难的。近年来，国外出现了转动式对接裙，利用该装置可以保证失事艇有较大倾角时，救生艇进行对接时依然保持水平，实现救生艇对接作业时能够以最佳的角度抵御海流，保证了大海流、能见度差、失事艇大倾角等情况下安全、方便、快速、准确对接。这方面加拿大的Ocean Works InternationalCorporation已经研制了新一代的活动转裙，并申请了美国专利“Articulatingpressure conduit”(1998.05.26)，专利号：US5,755,532。另外还有一项美国专利“Swivel air lock for airtight connection between submergibles”(1976.10.26)，专利号：US3,987,742。专利申请号为200610151167.3，名称为“浮动式球形对接裙”；专利申请号为200610151168.8，名称为“单球壳对接裙”；专利申请号为200610151169.2，名称为“双球壳对接裙”的发明专利申请文件中也公开了于本发明申请相关的技术方案。这些专利文件中的对接裙都可实现裙壳的转动，只是结构形式有所不同。但上述专利文件中公开的技术方案的转裙密封都是采用了动密封结构，如专利US5,755,532采用了潜水服的动密封结构，专利US3,987,742设计了压力平衡装置。动密封在大深度时的可靠性远不如静密封，另外动密封的关节结构复杂，当关节直径较大时，加工工艺差，有时甚至无法实现。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种可以增大救援角度，实现救生艇以最佳的角度抵御海流，保证在恶劣的海况下，快速、准确实施对接救援作业，实现大深度作业时的可靠密封的水下对接装置。

本发明的目的是这样实现的：

它包括固定裙、与固定裙连接的方向裙、与方向裙连接的角度裙，固定裙、方向裙和角度裙的两端带有连接法兰，固定裙与方向裙之间和方向裙与角度裙之间设置有驱动密封机构，所述的驱动密封机构的组成包括液压马达、锁紧油缸、传动齿轮、复合轴承坐、O形密封圈，O形密封圈设置于两个对接的连接法兰之间，在方向裙和角度裙的上连接法兰上分别安装有上盖，上盖与方向裙、角度裙的上连接法兰之间分别设置有复合轴承，锁紧油缸安装在上盖上，液压马达分别固定在固定裙和方向裙上，方向裙和角度裙的上盖外分别固定有外齿圈，液压马达的输出轴上带有与外齿圈相啮合的传动齿轮。

本发明还可以包括这样一些结构特征：

1、所述的锁紧油缸有4个，圆周方向均匀布置于上盖上。

2、两个对接的连接法兰的端面之间预留有间隙。

3、所述的两个对接的连接法兰的端面之间的预留间隙略大于O型密封圈的压缩量。

由于对接裙在两个潜艇没有对接成功前，裙内是可以有水的，只有对接成功后实现密封即可，本发明根据对接裙的具体工作情况，提出了一种密封结构，即转裙两个转动关节的密封是通过关节旋转时不密封，密封时不旋转实现的。这样就把通常水下旋转关节的动密封问题转换为静密封，简化了密封结构，保证对接裙转动灵活，密封可靠。

液压马达输出轴带动传动齿轮旋转，传动齿轮与外齿圈啮合，实现运动传递及降速增扭的功能，外齿圈又与方向裙或角度裙通过螺栓固接，在外齿圈的带动下方向裙、方向裙实现转动。一个略大于O型密封圈压缩量的预留间隙Δ的存在，可以实现方向裙或角度裙转动时连接法兰端面不会刮伤O形密封圈，在对接成功后，上下连接法兰在上盖固定的锁紧油缸的作用下间隙Δ变小，压紧O型密封圈形成密封腔，实现转裙的初始密封，随着对接裙内海水逐渐被抽干，固定裙与方向裙、方向裙与角度裙连接法兰结合面在海水的强大压力下完全压紧，完成救援通道的完全密封。本发明为两关节，三段式结构，固定裙与救生艇固接，方向裙和角度裙可以围绕各自的轴线转动，两个轴线的夹角为15度，角度裙转动时可以实现裙口对接平面与水平面最大成30度夹角，方向裙转动时可以改变转裙对接平面的对接方向，实现对接平面360度的调整，从而可使最大救援角度达到60度，其裙口对接平面的调整如附图2和图3所示。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、本发明的转裙机械结构可以保证转裙在水下对接作业时运转灵活，摩擦阻力小，实现转裙接口平面的方向及角度的自由调整。

2、方向裙、角度裙等活动转裙的静密封结构，可以实现对接成功后的可靠密封。

3、在完成对接任务时，采用该装置可降低对救生艇姿态控制的难度，当失事艇有较大倾角时，救生艇可以最佳角度抵御较大的海流，提高对接准确率，减少对接时间，增大救援角度。

(四)附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2和图3是裙口对接平面调整示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，水下对接装置的主要组成包括角度裙1、方向裙2、O形密封圈3、推力轴承4、滚针轴承5、外齿圈6、传动齿轮7、液压马达8、固定裙9、锁紧油缸10、方向裙上盖11、方向裙复合轴承坐(固定裙下发兰盘)12、方向裙上法兰盘13、角度裙上盖14、角度裙复合轴承坐(方向裙下发兰盘)15、角度裙上法兰盘16和角度裙下法兰盘17。

本发明的转裙为两关节，三段式结构，固定裙与救生艇固接，方向裙和角度裙可以围绕各自的轴线转动，采用了液压伺服驱动系统。下面结合图1通过方向裙进行详细说明，该关节主要由固定裙9、方向裙2、液压马达8、圆周方向均匀布置的4个锁紧油缸10、传动齿轮7、方向裙复合轴承坐(固定裙下发兰盘)12、O形密封圈3组成。液压马达8的基座与固定裙9固接，液压马达输出轴带动传动齿轮7旋转，传动齿轮7与外齿圈6啮合，实现运动传递及降速增扭的功能，外齿圈6又与方向裙2通过螺栓固接，在外齿圈的带动下，方向裙2在推力轴承4的支撑下实现转动。方向裙的密封采用O型密封圈法兰端面密封形式，在方向裙上端面法兰与固定裙下端面法兰(复合轴承坐)之间，设计了一个略大于O型密封圈压缩量的预留间隙Δ，实现方向裙转动时固定裙下端面法兰(复合轴承坐)不会刮伤密封圈，在对接成功后，上下连接法兰在方向裙上盖固定的锁紧油缸的作用下间隙Δ变小，压紧O型密封圈形成密封腔，实现转裙的初始密封，随着对接裙内海水逐渐被抽干，固定裙与方向裙连接法兰结合面在海水的强大压力下完全压紧，完成救援通道的完全密封。角度裙的转动与密封原理与方向裙相同。

Claims (4)

1.一种水下对接装置，它包括固定裙、与固定裙连接的方向裙、与方向裙连接的角度裙，其特征是：固定裙、方向裙和角度裙的两端带有连接法兰，固定裙与方向裙之间和方向裙与角度裙之间设置有驱动密封机构，所述的驱动密封机构的组成包括液压马达、锁紧油缸、传动齿轮、复合轴承坐、O形密封圈，O形密封圈设置于两个对接的连接法兰之间，在方向裙和角度裙的上连接法兰上分别安装有上盖，上盖与方向裙、角度裙的上连接法兰之间分别设置有复合轴承，锁紧油缸安装在上盖上，液压马达分别固定在固定裙和方向裙上，方向裙和角度裙的上盖外分别固定有外齿圈，液压马达的输出轴上带有与外齿圈相啮合的传动齿轮。

2.根据权利要求1所述的水下对接装置，其特征是：所述的锁紧油缸有4个，圆周方向均匀布置于上盖上。

3.根据权利要求1或2所述的水下对接装置，其特征是：两个对接的连接法兰的端面之间预留有间隙。

4.根据权利要求3所述的水下对接装置，其特征是：所述的两个对接的连接法兰的端面之间的预留间隙略大于O型密封圈的压缩量。

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