CN103926099A - 深海超高压环境模拟与检测装置 - Google Patents

Abstract

一种深海超高压环境模拟与检测装置，包括圆柱筒节，圆柱筒节的底部安装有球形封头，圆柱筒节上端外圆周上套有套合环；圆柱筒节上部的内环面上开有剪切槽，圆柱筒节上端开口处通过密封托架安装平盖，平盖上安装有自动装拆装置和抗剪块，抗剪块卡接于圆柱筒节的剪切槽内，平盖的外圆周面通过多个第一密封圈与圆柱筒节的内环面密封；密封托架成圆环形结构，密封托架上设置有台阶，其第一台阶面和第二台阶面分别通过第二密封圈与圆柱筒节内环面和平盖底面密封。利用本发明，为深海潜水器与装备研制提供超高压环境模拟试验平台和可靠的技术支撑，提高了设备研制和应用的成功率，促进了深海潜水器技术与深海装备研制的发展。

Description

深海超高压环境模拟与检测装置

技术领域

本发明涉及深海压力设备技术领域，尤其是一种深海超高压环境模拟与检测装置，可用于模拟深海压力环境，为深海潜水器和深海装备研发提供检测平台与技术支撑。

背景技术

深海潜水器与装备是人类进行深海环境和深海资源勘察研究、开发利用及保护的主要工具。世界海洋强国在进行深海潜水器和深海装备研制的同时，均十分注重深海装备试验检测装置的研发，先后建成了系列深海环境模拟试验检测装置，为深海潜水器与装备研制提供超高压环境模拟试验平台和可靠的技术支撑，降低了海上试验失败的风险，提高了设备研制和应用的成功率，促进了深海潜水器技术与深海装备研制的发展。

美国、日本、法国、俄罗斯等国家已经拥有了适应深海潜水器与装备的深海模拟试验检测装置。有关资料表明，目前俄罗斯和美国已经分别拥有直径在3m左右，压力在90MPa左右的深海超高压环境模拟与检测装置，其他国家现有的试验装置直径在1.5m左右、压力在90MPa以下的试验装置，现有技术中采用卡箍式，其无法满足大尺度的潜水器或深海装置的在超高压深海环境下的试验检测。

我国目前所拥有的深海模拟试验装置，最大工作压力大于90MPa的压力筒，试验段内径小于1.5m，而试验段内径大于3m的压力筒，最高工作压力都小于30MPa，不能满足我国深海潜水器与深海装备研制的耐压试验需求。为保证7000米载人潜水器钛合金载人球壳的结构安全性，我国自主研制的7000米载人潜水器上的钛合金载人球壳的耐压试验是在俄罗斯的深海模拟试验装置中进行的。该项验收试验迄今为止已过七年，根据载人潜水器的使用操作规程，载人球壳每隔十年左右需要打压检查一次，如果再送到俄罗斯去做试验，则代价很大。另外，根据我国深海装备的应用需求，科技部在“十一五”后期已经启动了4500米载人潜水器的研制工作，载人球的国产化制造是一个重点，制造以后的验收装置不可缺少。因此，为确保我国深海潜水器和深海装备技术的顺利发展，特别是为4500米载人潜水器的研制和7000米的“蛟龙号”载人潜水器的耐压试验检测，深海超高压环境模拟与检测装置提供了试验平台和可靠的技术支撑。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的深海超高压环境模拟与检测装置，从而满足较大工作压力的要求，满足大尺度的潜水器或深海装置的在超高压深海环境下的试验检测，提高了工作可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海超高压环境模拟与检测装置，包括圆柱筒节，所述圆柱筒节的底部安装有球形封头，所述圆柱筒节上端外圆周上套有套合环；所述圆柱筒节上部的内环面上开有剪切槽，所述圆柱筒节上端开口处通过密封托架安装平盖，所述平盖上安装有自动装拆装置和抗剪块，所述抗剪块卡接于圆柱筒节的剪切槽内，所述平盖的外圆周面通过多个第一密封圈与圆柱筒节的内环面密封；所述密封托架成圆环形结构，所述密封托架上设置有台阶，其第一台阶面和第二台阶面分别通过第二密封圈与圆柱筒节内环面和平盖底面密封。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述圆柱筒节的内径为500mm-4000mm；

所述圆柱筒节的高度为1000mm-12000mm；

套合环的高度为800mm-2500mm；

所述平盖上开有多个水密接口。

本发明的有益效果如下：

本发明紧凑、合理，制作与安装方便，通过采用平盖密封与抗剪块结合的结构形式，可以较好解决了传统的卡箍式结构形式无法适用大开口、超高压力的问题。并具有如下特点：

（1）、本发明适用于工作压力50 MPa -140MPa，试验段内径0.5m-4m；  

（2）、采用抗剪块与平盖结合的结构方案，有效解决了在超高压、大开口环境下的密封难题；

（3）、在筒体端部设计了套合环，有效解决了单件锻件无法满足密封端面的刚度要求；

（4）、采用抗剪块自动装拆装置，通过液压机构，实现了抗剪块的自动装拆及锁紧，有效提高了工作效率和使用维护成本；

（5）、平盖上预置多个水密接口，可供水声通讯、供电以及应变测量等检测试验使用。

利用本发明，为深海潜水器与装备研制提供超高压环境模拟试验平台和可靠的技术支撑，提高了设备研制和应用的成功率，促进了深海潜水器技术与深海装备研制的发展。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的立体剖视图。

图3为本发明的全剖视图。

图4为图3中A部的局部放大图。

其中：1、自动装拆装置；2、套合环；3、圆柱筒节；4、球形封头；5、平盖；6、密封托架；7、抗剪块；8、剪切槽；9、第一密封圈；10、第二密封圈；11、水密接口。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的深海超高压环境模拟与检测装置，包括圆柱筒节3，圆柱筒节3的底部安装有球形封头4，圆柱筒节3上端外圆周上套有套合环2；圆柱筒节3上部的内环面上开有剪切槽8，圆柱筒节3上端开口处通过密封托架6安装平盖5，平盖5上安装有自动装拆装置1和抗剪块7，抗剪块7卡接于圆柱筒节3的剪切槽8内，平盖5的外圆周面通过多个第一密封圈9与圆柱筒节3的内环面密封；密封托架6成圆环形结构，密封托架6上设置有台阶，其第一台阶面和第二台阶面分别通过第二密封圈10与圆柱筒节3内环面和平盖5底面密封。

圆柱筒节3的内径为3000mm。圆柱筒节3的高度为9000mm。

套合环2的高度为2350mm。

平盖5上开有多个水密接口11。

本装置最大工作压力为90MPa，试验段内径3000mm，试验段长度5000mm。

本发明的具体工作过程如下： 

第一步：安装密封托架6及密封圈，要求密封托架6布放在正确位置上，平整无倾斜，密封圈规格合适、外观完好。

第二步：将待试设备吊放至装置内，根据需要进行配重并系固。

第三步：将水声通讯、电力及应变测量等动力、信号线路从平盖5上的接口引出并密封完好。

第四步：平盖5及抗剪块7的装配。平盖5及抗剪块7装拆的具体步骤如下：

a）将四块斜块抗剪块一个隔一个地放置在平盖5上，斜块抗剪块下面的定位槽对准平盖5上的定位凸缘；吊环螺栓旋入平盖5中心处的螺纹孔。

b）通过起重设备，将平盖5、斜块抗剪块7一起吊入压力筒内，到位后，安装斜块抗剪块到位。

c）通过起重设备，将四块直块抗剪块一个隔一个地吊放在平盖5上，直块抗剪块下面的定位槽对准平盖5上的定位凸缘，并将直块抗剪块安装到位。

第五步：加卸载系统、各检测系统的连接，并注水打压进行试验。加卸压管路同样与平盖5上的水密接口11进行连接。

第六步：试验结束后，和安装相反的过程进行操作。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。 

Claims (5)

1.一种深海超高压环境模拟与检测装置，其特征在于：包括圆柱筒节（3），所述圆柱筒节（3）的底部安装有球形封头（4），所述圆柱筒节（3）上端外圆周上套有套合环（2）；所述圆柱筒节（3）上部的内环面上开有剪切槽（8），所述圆柱筒节（3）上端开口处通过密封托架（6）安装平盖（5），所述平盖（5）上安装有自动装拆装置（1）和抗剪块（7），所述抗剪块（7）卡接于圆柱筒节（3）的剪切槽（8）内，所述平盖（5）的外圆周面通过多个第一密封圈（9）与圆柱筒节（3）的内环面密封；所述密封托架（6）成圆环形结构，所述密封托架（6）上设置有台阶，其第一台阶面和第二台阶面分别通过第二密封圈（10）与圆柱筒节（3）内环面和平盖（5）底面密封。

2.如权利要求1所述的深海超高压环境模拟与检测装置，其特征在于：所述圆柱筒节（3）的内径为500mm-4000mm。

3.如权利要求1所述的深海超高压环境模拟与检测装置，其特征在于：所述圆柱筒节（3）的高度为1000mm-12000mm。

4.如权利要求1所述的深海超高压环境模拟与检测装置，其特征在于：套合环（2）的高度为800mm-2500mm。

5.如权利要求1所述的深海超高压环境模拟与检测装置，其特征在于：所述平盖（5）上开有多个水密接口（11）。