CN105173039A - 一种深海承压舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深海电磁勘探技术领域，尤其涉及一种深海承压舱，包括前端盖、承压舱本体和后端盖，所述前端盖和后端盖分别可拆卸地连接于承压舱本体，所述承压舱本体呈筒状，所述承压舱本体的内壁设有与待安装的发热部件表面相匹配的安装平面，所述承压舱本体的外壁与所述安装平面对应的位置处设有辅助散热器，用于大功率发热部件的散热。本发明提供的深海承压舱在保证承压性能的同时显著提高了散热性能，并且结构紧凑、易装配、舱内空间大、密封性好，适用于大功率设备的安装，尤其适用于大功率发射机系统的安装。

Description

一种深海承压舱

技术领域

本发明涉及深海电磁勘探技术领域，尤其涉及一种深海承压舱。

背景技术

承压舱是海洋电磁勘探系统的重要组成部分，特别是深海大功率设备通常需要密封在承压舱内。海洋电磁探测起步于90年代，目前尚属于前沿学科，可得知的现有技术中对于承压舱的研究还很少。由于在深海条件下对于承压舱的体积和重量以及承压舱的承压、密封、防腐和散热等性能均要求较高，现有的承压舱大多包括一体式筒体和端盖，散热能力不足，特别是承压舱内安装有大功率发热部件时，现有的深海承压舱不能满足承压舱内发热部件对于承压舱散热性能的要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何解决现有技术中深海承压舱不能满足承压舱内发热部件对于承压舱散热性能的要求的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种深海承压舱，包括前端盖、承压舱本体和后端盖，所述前端盖和后端盖分别可拆卸地连接于所述承压舱本体的两端，所述承压舱本体呈筒状，所述承压舱本体的内壁设有与待安装的发热部件表面相匹配的安装平面，所述承压舱本体的外壁与所述安装平面对应的位置处设有辅助散热器，用于大功率发热部件的散热。

其中，所述安装平面为多个，多个所述安装平面沿所述承压舱本体的内壁周向分布。

其中，所述辅助散热器为多根铝棒，所述多根铝棒采用扦插后焊接的方式固定于所述承压舱本体的外壁周向。

其中，所述承压舱本体包括可拆卸连接的第一舱体和第二舱体，所述第二舱体的厚度大于第一舱体的厚度。

其中，所述第二舱体的内壁整体设有所述安装平面形成正六面体结构的空腔，所述第一舱体与第二舱体相连接的一端的内壁设有所述安装平面形成正六面体结构的空腔，所述第一舱体的另一端的内部为筒状空腔；所述辅助散热器设于第一舱体的外壁上与其内壁的所述安装平面对应的位置处。

其中，所述前端盖、第一舱体、第二舱体和后端盖依次连接，且所述前端盖、第一舱体、第二舱体和后端盖的两两连接处均设有相嵌合的承压凸台和承压凹槽。

其中，所述第一舱体的两端均设为所述承压凹槽；所述第二舱体与所述第一舱体相连的一端设为所述承压凸台，其另一端设为承压凹槽；所述前端盖和后端盖均设有承压凸台。

其中，所述承压凸台和承压凹槽之间设有周向沟槽，所述周向沟槽内设有O型密封圈。

其中，所述前端盖和后端盖的内部均设为中空结构，所述前端盖和后端盖上均设有电力线孔。

其中，所述深海承压舱的内外表面均为光滑表面，且均设有防腐涂层。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明提供的深海承压舱的内壁设有安装平面且外壁设有与安装平面相对应的辅助散热器，在保证深海承压舱承压性能的情况下，显著地提高了深海承压舱的散热性能，适用于大功率设备的安装，尤其适用于大功率发射机系统的安装。

附图说明

图1是本发明实施例提供的深海承压舱的三维结构示意图；

图2是本发明实施例提供的深海承压舱的主视图；

图3是图2的A-A向视图；

图4是本发明实施例提供的深海承压舱的左侧视图；

图5是本发明实施例提供的深海承压舱的第一舱体的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的深海承压舱的第二舱体的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的深海承压舱的前端盖的结构示意图。

图中：1：前端盖；2：第一舱体；3：第二舱体；4：后端盖；5：辅助散热器；6：法兰；7：电力线孔；8：O型密封圈；9：承压凸台；10：承压凹槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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的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。

如图1至图6所示，本发明实施例提供的一种深海承压舱，包括前端盖1、承压舱本体和后端盖4，前端盖1和后端盖4分别可拆卸地连接于承压舱本体的两端，具体地，前端盖1和后端盖4与承压舱本体可通过法兰6连接，法兰6的外缘周向均匀设有缺口，将螺钉安装于缺口内进行固定，可防止螺钉在工作过程中脱落，保证深海承压舱的密封性能。承压舱本体呈筒状，承压舱本体的内壁设有与待安装的发热部件表面相匹配的安装平面，用于固定发热部件，承压舱本体的外壁上与安装平面对应的位置处设有辅助散热器5，用于大功率发热部件的散热。本发明实施例提供的承压舱在使用时将发热部件均固定于承压舱本体的内壁上设有安装平面，安装平面的设置可依据深海承压舱安装发热部件的位置和数量来决定，承压舱本体的内壁上设有的安装平面在保证承压舱的承压性能的条件下增大发热部件与承压舱本体的接触面积，也即增大了散热面积，提高了散热性能，另外，在承压舱本体的外壁上与内壁上安装平面对应的位置处设有辅助散热器5，辅助散热器5可以采用多根铝棒或其他热导率较高的材料制成，同时可以采用扦插于承压舱本体外壁，然后利用钎焊等焊接方式将辅助散热器5焊接于承压舱本体的外壁周向，辅助散热器5的设置解决了大功率发热部件局部散热量大的问题，提升了深海承压舱的整体散热性能。承压舱本体设为筒状相较于采用其他形状具有更好的承压性能。

优选地，安装平面为多个，多个安装平面沿承压舱本体的内壁周向分布。周向设置的多个安装平面可以使承压舱本体内有较多的发热部件安装位置，合理利用空间。

优选地，承压舱本体包括可拆卸连接的第一舱体2和第二舱体3，第二舱体3的厚度大于第一舱体2的厚度。第一舱体2和第二舱体3的厚度均是指其壁厚最大值。具体地，第一舱体2和第二舱体3可通过法兰6连接，法兰6的外缘周向均匀设有缺口，将螺钉安装于缺口内进行固定，可防止螺钉在工作过程中脱落，保证深海承压舱的密封性能。舱体的厚度越大则承压能力越强，同时舱体的厚度越大散热能力越差，本发明实施例将承压舱本体设为两段式结构，且第二舱体3大于第一舱体2的厚度，在使用时，可将大功率发热部件设于第一舱体2的安装平面处，以保证大功率发热部件的散热，较厚的第二舱体3作为深海承压舱的主要的承压部分，可用于安装大部分的零部件。将承压舱本体设为两段式结构便于第一舱体2和第二舱体3的加工，同时也便于机械臂固定内部零件。本发明实施例提供的深海承压舱可应用于海下5000m的海洋环境中，即保证深海承压舱的承压性能，也保证了其散热性能，并且具有体积小，内部空间大，结构紧凑以及重量轻的优点。

进一步地，第二舱体3的内壁整体设有安装平面形成正六面体结构的空腔，第一舱体2与第二舱体3相连接的一端的内壁设有安装平面形成正六面体结构的空腔，第一舱体2的另一端内部为筒状空腔；辅助散热器5设于第一舱体2的外壁上与其内壁的安装平面对应的位置处。将第二舱体3的内部设为正六面体结构的空腔可以在第二舱体3的内壁上全部贴装发热部件，结构比较紧凑，节约空间，同时也满足了发热部件对散热性能的需求。第一舱体2内部设有的正六面体结构的空腔的各个平面结合第一舱体2外壁上与各个平面对应设置的辅助散热器5可用于安装大功率发热部件。第一舱体2的内部为筒状空腔部分的内壁也可以根据待安装发热部件的需要设置安装平面。基于加工工艺以及第一舱体2承压性能的考虑，优选为第一舱体2内部为正六面体结构空腔的一端厚度大于较筒状空腔一端的厚度。另外辅助散热器5设于第一舱体2的外壁上与安装平面对应的位置处，也即辅助散热器5设于第一舱体2上壁厚最大的地方，辅助散热器5扦插于第一舱体2最厚的地方既不会影响第一舱体2的承压性能，又可以提高散热性能。第二舱体3的外壁上与安装平面对应的位置处也可设置辅助散热器5，以提高散热性能。第一舱体2内部的筒状空腔空间充足，可以用于安装发热量小的零部件。本发明实施例的深海承压舱可用于安装大功率发射机系统，此时可将高频变压器、滤波元件和二级模块安装于第二舱体3，将一级全桥逆变模块安装于第一舱体2的正六面体结构的空腔处，将控制电路安装于第一舱体2的筒状空腔处。如此设计，可以充分利用深海承压舱的内部空间，达到承压和散热效果均较好的整体性能。

优选地，前端盖1、第一舱体2、第二舱体3和后端盖4依次连接，且前端盖1、第一舱体2、第二舱体3和后端盖4的两两连接处均设有相嵌合的承压凸台9和承压凹槽10。即前端盖1与第一舱体2、第一舱体2与第二舱体3以及第二舱体3与后端盖4之间的连接处均设有相互嵌合的承压凸台9和承压凹槽10。具体地，第一舱体2的两端均设为承压凹槽10；第二舱体3与第一舱体2相连的一端设为承压凸台9，第二舱体3的另一端设为承压凹槽10；前端盖1和后端盖4均设有承压凸台9。由于第一舱体2较薄，因此前端盖1与第一舱体2、第一舱体2与第二舱体3以及第二舱体3与后端盖4之间的连接处分别设为第一舱体2一端的承压凹槽10与前端盖1的承压凸台9连接，第一舱体2另一端的承压凹槽10与第二舱体3连接，第二舱体3的连接凹槽与后端盖4的承压凸台9连接可以在保证深海承压舱的承压条件下提升深海承压舱的密封效果。优选地，承压凸台9和承压凹槽10之间设有周向沟槽，周向沟槽内设有O型密封圈8。承压凸台9和承压凹槽10之间设有密封圈8能够进一步提高深海承压舱的密封效果。

优选地，如图7所示，前端盖1和后端盖4的内部均设为中空结构，前端盖1和后端盖4均设有电力线孔7。在保证前端盖1与后端盖4的承压所需厚度的情况下，内部设为中空结构，可以减轻深海承压舱的重量同时增大深海承压舱的空间。电力线孔7用于穿入电力输入线和电力输出线，使用时电力输入线和电力输出线均可以通过水密插件与电力线孔7连接，水密插件起到密封电力线孔7的作用。

优选地，深海承压舱的内外表面均为光滑表面，且均设有防腐涂层。承压舱本体的内表面为光滑表面，有利于内部零件的贴装以及内部发热部件散热时热量的传导，内部发热部件与承压舱本体之间存在空隙会影响散热。承压舱外表面为光滑表面有利于后续防腐处理的操作，粗糙表面会影响承压舱本体防腐处理的效果。深海承压舱表面设有防腐涂层可以有效地防止承压舱被海水腐蚀，锈化损坏。具体地，深海承压舱表面的防腐涂层设置可以采用内表面喷涂阳极氧化膜，外表面喷涂抗氧化漆。需要说明的是，深海承压舱表面的防腐涂层设置并不限于此，也可以是其他可以起到防止深海承压舱被海水腐蚀的处理方法。

优选地，前端盖1、承压舱本体及后端盖4均采用7050铝合金制成。7050合金是铝-锌-镁-铜系可热处理强化的高强度变形铝合金，可生产厚板、型材、锻件等多种制品，该合金采用锆取代铬作晶粒细化剂，采用过时效处理，使其在保持较高强度水平下，具有韧性好、疲劳轻度高和抗腐蚀性能好等优良综合性能。并且7050合金的淬透性好，特别适用于深海承压舱这种厚大截面零件的制造。

综上所述，本发明实施例提供的深海承压舱的内壁设有安装平面且外壁设有与安装平面相对应的辅助散热器5，在保证深海承压舱承压性能的情况下，显著地提高了深海承压舱的散热性能，适用于大功率设备的安装，尤其适用于大功率发射机系统的安装。本发明实施例提供的深海承压舱可应用于海下5000m的海洋环境中，不同厚度的两段式结构，即保证深海承压舱的承压性能，也保证了其散热性能，并且具有易加工、体积小、内部空间大以及重量轻的优点。采用法兰6连接、承压凸台9与承压凹槽10相嵌合以及设置O型密封圈8等实现多重密封，具有良好的密封效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种深海承压舱，其特征在于：包括前端盖(1)、承压舱本体和后端盖(4)，所述前端盖(1)和后端盖(4)分别可拆卸地连接于所述承压舱本体的两端，所述承压舱本体呈筒状，所述承压舱本体的内壁设有与待安装的发热部件表面相匹配的安装平面，所述承压舱本体的外壁与所述安装平面对应的位置处设有辅助散热器(5)，用于大功率发热部件的散热。

2.根据权利要求1所述的深海承压舱，其特征在于：所述安装平面为多个，多个所述安装平面沿所述承压舱本体的内壁周向分布。

3.根据权利要求1所述的深海承压舱，其特征在于：所述辅助散热器(5)为多根铝棒，所述多根铝棒采用扦插后焊接的方式固定于所述承压舱本体的外壁周向。

4.根据权利要求1所述的深海承压舱，其特征在于：所述承压舱本体包括可拆卸连接的第一舱体(2)和第二舱体(3)，所述第二舱体(3)的厚度大于第一舱体(2)的厚度。

5.根据权利要求4所述的深海承压舱，其特征在于：所述第二舱体(3)的内壁整体设有所述安装平面形成正六面体结构的空腔，所述第一舱体(2)与第二舱体(3)相连接的一端的内壁设有所述安装平面形成正六面体结构的空腔，所述第一舱体(2)的另一端的内部为筒状空腔；所述辅助散热器(5)设于第一舱体(2)的外壁上与其内壁的所述安装平面对应的位置处。

6.根据权利要求4所述的深海承压舱，其特征在于：所述前端盖(1)、第一舱体(2)、第二舱体(3)和后端盖(4)依次连接，且所述前端盖(1)、第一舱体(2)、第二舱体(3)和后端盖(4)的两两连接处均设有相嵌合的承压凸台(9)和承压凹槽(10)。

7.根据权利要求6所述的深海承压舱，其特征在于：所述第一舱体(2)的两端均设为所述承压凹槽(10)；所述第二舱体(3)与所述第一舱体(2)相连的一端设为所述承压凸台(9)，其另一端设为承压凹槽(10)；所述前端盖(1)和后端盖(4)均设有承压凸台(9)。

8.根据权利要求7所述的深海承压舱，其特征在于：所述承压凸台(9)和承压凹槽(10)之间设有周向沟槽，所述周向沟槽内设有O型密封圈(8)。

9.根据权利要求1所述的深海承压舱，其特征在于：所述前端盖(1)和后端盖(4)的内部均设为中空结构，所述前端盖(1)和后端盖(4)均设有电力线孔(7)。

10.根据权利要求1所述的深海承压舱，其特征在于：所述深海承压舱的内外表面均为光滑表面，且均设有防腐涂层。