CN107143653B - 双半球合拢式耐压舱的密封结构及基于其的双半球合拢式耐压舱 - Google Patents

双半球合拢式耐压舱的密封结构及基于其的双半球合拢式耐压舱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可以实现在不同水深对耐压舱上舱体和下舱体进行同步锁紧、防止耐压舱密封失效的双半球合拢式耐压舱的密封结构，包括设置在耐压舱上舱体与下舱体贴合面处外沿上的上密封凸台，耐压舱下舱体与上舱体贴合面处外沿上设有下密封凸台，上舱体和下舱体外周上在两个半球的贴合面处设有至少三个周向均布的密封压紧装置；密封压紧装置包括旋转卡爪，旋转卡爪另一端通过连接件可拆卸地连接在耐压舱另一半球的密封凸台上，旋转卡爪上设有与贴合在一起的上密封凸台及下密封凸台的外形相配合的压紧槽，旋转卡爪上下表面分别向中心倾斜；密封压紧装置还包括卡设在与连接件连接后的旋转卡爪上的压紧机构。

Description

双半球合拢式耐压舱的密封结构及基于其的双半球合拢式耐 压舱
技术领域
本发明涉及一种双半球合拢式耐压舱的密封结构。
背景技术
现役深海载人器耐压舱结构主要有两种：
(1)一种是焊接式耐压舱。各国在钛合金球壳的制造工艺方面的差别，主要是在半球成型和焊接工艺上。一种是以Alvin号为代表的美、日等国制造的钛合金球壳，其半球成型是采用大规格厚板直接冲压成型，再采用电子束焊接两个半球赤道环缝；另一种是以蛟龙号载人舱球壳为代表，其半球成型是将多个分瓣组焊成半球，再焊接两个半球的赤道环缝，焊接采用手工窄间隙氩弧焊。此外，俄罗斯的和平号载人潜水器采用的是无焊接工艺：将铸造的两个半球通过机加工成型，然后采用螺栓连接。采用焊接成型的耐压舱在密封性能上具有优势，但是耐压舱一旦发生损坏，整个耐压舱都要进行更换，这样大大增加了成本。
(2)一种是双半球合拢式耐压舱。合拢式耐压舱的上舱体和下舱体间有一道橡胶密封圈，两半球间尤两个半圆卡箍进行锁定，再依靠螺栓进行连接锁紧。对于深海耐压舱，一层橡胶密封略显单薄，橡胶密封圈受水下环境影响大，一旦发生密封失效，对于深海人身安全有很大威胁；同时，由于采用卡箍和螺钉进行紧固，当耐压舱在深海受到较大压力时，会发生一定量的变形，而卡箍由于内外部都受到海水压力保持原有形状，螺钉锁紧装置不能对卡箍进行再次锁紧，使得卡箍与耐压舱之间不能紧紧接触，增加了上下舱体耐压舱分离进水的可能性，对深海作业人员的生命产生了更大的危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以实现在不同水深对耐压舱上舱体和下舱体进行同步锁紧、防止耐压舱密封失效的双半球合拢式耐压舱的密封结构。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种双半球合拢式耐压舱的密封结构，包括设置在耐压舱上舱体与下舱体贴合面处外沿上的上密封凸台，上密封凸台上表面沿远离上舱体中心方向向下倾斜，耐压舱下舱体与上舱体贴合面处外沿上设有下密封凸台，下密封凸台上表面沿远离下舱体中心方向向上倾斜，上舱体和下舱体外周上在两个半球的贴合面处设有至少三个周向均布的密封压紧装置；
密封压紧装置包括通过连接机构铰接在耐压舱上舱体上密封凸台上或下舱体下密封凸台上的旋转卡爪，旋转卡爪另一端通过连接件可拆卸地连接在耐压舱另一半球的密封凸台上，旋转卡爪上设有与贴合在一起的上密封凸台及下密封凸台的外形相配合的压紧槽，旋转卡爪上下表面分别向中心倾斜；
密封压紧装置还包括卡设在与连接件连接后的旋转卡爪上的压紧机构，压紧机构包括活动套设在螺杆上的上锥台和下锥台，上锥台和下锥台对称设置且分别用于压紧旋转卡爪的上表面和下表面以使上舱体与下舱体保持密封，螺杆上下部螺纹旋向相反，螺杆上在上锥台上部设有上锁紧螺母，螺杆上在下锥台下部设有定位下锥台的下锁紧螺母，螺杆中部固定套设有连接环，连接环上上下表面及外周都设有力传感器，螺杆上在上锥台和连接环之间设有上弹簧，螺杆上在下锥台和连接环之间设有下弹簧，上锥台上表面上设有两个对称设置的定位件，中空的安装座活动卡设在定位件上，安装座与定位件之间沿螺杆长度方向的相对运动距离大于耐压舱入水后上锥台与下锥台压紧旋转卡爪需要靠近的距离，电机设置在安装座上，电机的出力轴与螺杆穿出上锥台一端相连接。
作为一种优选的方案，所述连接件为两端带扣的弹簧。
作为一种优选的方案，所述连接机构为连杆铰接机构。
作为一种优选的方案，所述连接机构设置在下舱体上，所述下舱体的外周上与旋转卡爪之间在连接机构处设有预紧弹簧。
作为一种优选的方案，上舱体和下舱体的贴合面上都设有金属密封面。
本密封结构的有益效果是：本密封结构采用旋转卡爪压紧上舱体和下舱体，通过上弹簧和下弹簧提供耐压舱初始预紧力，可实现快速安装；且通过力传感器检测螺杆上所受力的大小并控制电机作相应转动，从而实时提供有效的压紧力，使耐压舱和旋转卡爪在不同水深都能保持紧密接触从而保证耐压舱的密封性，具有结构简单、安全可靠、安装与拆卸方便等优点。
由于上舱体和下舱体的贴合面上都设有金属密封面，该金属密封在深海里受水下环境影响小，适用范围广、密封性能好，提高了耐压舱的安全性。
所述连接机构设置在下舱体上，所述下舱体的外周上与旋转卡爪之间在连接机构处设有预紧弹簧，方便旋转卡爪与上凸台及下凸台的扣接。
本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种密封性好的双半球合拢式耐压舱。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种双半球合拢式耐压舱，包括上舱体、下舱体、及密封上舱体和下舱体的密封结构，上舱体顶部设有顶部通孔，上舱体上在顶部通孔处设有可开启的舱盖，舱盖与上舱体之间设有密封圈，所述密封结构为上述任一种双半球合拢式耐压舱的密封结构。
作为一种优选的方案，所述上舱体与舱盖的贴合面之间设有内外两道Y形密封圈。
本耐压舱的有益效果是：由于采用了上述密封结构，保证耐压舱的上舱体和下舱体在不同水深都能保持紧密接触，锁紧效果好，增加耐压舱的安全性。
由于上舱体与舱盖的贴合面之间设有内外两道Y形密封圈，增强了上舱体与舱盖的密封效果。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2是图1中B部放大示意图。
图3是图1中A部放大示意图。
图1至图3中：1-下舱体、2-上舱体、3-电机、4-舱盖、5-Y型密封圈、6-下弹簧、7-连杆铰接机构、8-预紧弹簧、9-金属密封面、10-弹簧、11-旋转卡爪、12-安装座、13-定位件、14-上锁紧螺母、15-锥形台、16-螺杆、17-上弹簧、18-连接环、19-力传感器、20-下锁紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。
如图1-2所示，一种双半球合拢式耐压舱的密封结构，包括设置在耐压舱上舱体2与下舱体1贴合面处外沿上的上密封凸台，上密封凸台上表面沿远离上舱体2中心方向向下倾斜；耐压舱下舱体1与上舱体2贴合面处外沿上设有下密封凸台，下密封凸台上表面沿远离下舱体1中心方向向上倾斜；上舱体2和下舱体1的贴合面上都设有金属密封面9。半球和下舱体1外周上在两个半球的贴合面处设有四个周向均布的密封压紧装置；
密封压紧装置包括通过连杆铰接机构7铰接在耐压舱下舱体1上密封凸台上的旋转卡爪11，下舱体1的外周上与旋转卡爪11之间在连接机构处设有预紧弹簧8。旋转卡爪11另一端通过两端带扣的弹簧10可拆卸地连接在耐压舱另一半球的密封凸台上，旋转卡爪11上设有与贴合在一起的上密封凸台及下密封凸台的外形相配合的压紧槽，旋转卡爪11上下表面分别向中心倾斜。
密封压紧装置还包括卡设在与连接件连接后的旋转卡爪11上的压紧机构，压紧机构包括活动套设在螺杆16上的上锥台和下锥台，螺杆16上下部螺纹旋向相反，上锥台和下锥台对称设置且分别用于压紧旋转卡爪11的上表面和下表面以使上舱体2与下舱体1保持密封。螺杆16上在上锥台上部设有上锁紧螺母14。螺杆16上在下锥台下部设有定位下锥台的下锁紧螺母20。螺杆16中部固定套设有连接环18，连接环18上上下表面及外周都设有力传感器19，螺杆16上在上锥台和连接环18之间设有上弹簧17，螺杆16上在下锥台和连接环18之间设有下弹簧6。上锥台上表面上设有两个对称设置的定位件13，中空的安装座12活动卡设在定位件13上，安装座12与定位件13之间沿螺杆16长度方向的相对运动距离大于耐压舱入水后上锥台与下锥台压紧旋转卡爪11需要靠近的距离，电机3设置在安装座12上，电机3的出力轴与螺杆16穿出上锥台一端相连接。
如图1-3所示，一种双半球合拢式耐压舱，包括上舱体2、下舱体1、及密封上舱体2和下舱体1的密封结构，上舱体2顶部设有顶部通孔，上舱体2上在顶部通孔处设有可开启的舱盖4，舱盖4与上舱体2之间设有内外两道Y形密封圈，所述密封结构为上述双半球合拢式耐压舱的密封结构。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种双半球合拢式耐压舱的密封结构，包括设置在耐压舱上舱体与下舱体贴合面处外沿上的上密封凸台，上密封凸台上表面沿远离上舱体中心方向向下倾斜，耐压舱下舱体与上舱体贴合面处外沿上设有下密封凸台，下密封凸台上表面沿远离下舱体中心方向向上倾斜，其特征在于：所述上舱体和下舱体外周上在两个半球的贴合面处设有至少三个周向均布的密封压紧装置；
密封压紧装置包括通过连接机构铰接在耐压舱上舱体上密封凸台上或下舱体下密封凸台上的旋转卡爪，旋转卡爪另一端通过连接件可拆卸地连接在耐压舱另一半球的密封凸台上，旋转卡爪上设有与贴合在一起的上密封凸台及下密封凸台的外形相配合的压紧槽，旋转卡爪上下表面分别向中心倾斜；
密封压紧装置还包括卡设在与连接件连接后的旋转卡爪上的压紧机构，压紧机构包括活动套设在螺杆上的上锥台和下锥台，上锥台和下锥台对称设置且分别用于压紧旋转卡爪的上表面和下表面以使上舱体与下舱体保持密封，螺杆上下部螺纹旋向相反，螺杆上在上锥台上部设有上锁紧螺母，螺杆上在下锥台下部设有定位下锥台的下锁紧螺母，螺杆中部固定套设有连接环，连接环上下表面及外周都设有力传感器，螺杆上在上锥台和连接环之间设有上弹簧，螺杆上在下锥台和连接环之间设有下弹簧，上锥台上表面上设有两个对称设置的定位件，中空的安装座活动卡设在定位件上，安装座与定位件之间沿螺杆长度方向的相对运动距离大于耐压舱入水后上锥台与下锥台压紧旋转卡爪需要靠近的距离，电机设置在安装座上，电机的出力轴与螺杆穿出上锥台一端相连接。
2.如权利要求1所述的一种双半球合拢式耐压舱的密封结构，其特征在于：所述连接件为两端带扣的弹簧。
3.如权利要求2所述的一种双半球合拢式耐压舱的密封结构，其特征在于：所述连接机构为连杆铰接机构。
4.如权利要求3所述的一种双半球合拢式耐压舱的密封结构，其特征在于：所述连接机构设置在下舱体上，所述下舱体的外周上与旋转卡爪之间在连接机构处设有预紧弹簧。
5.如权利要求4所述的一种双半球合拢式耐压舱的密封结构，其特征在于：上舱体和下舱体的贴合面上都设有金属密封面。
6.一种双半球合拢式耐压舱，包括上舱体、下舱体、及密封上舱体和下舱体的密封结构，上舱体顶部设有顶部通孔，上舱体上在顶部通孔处设有可开启的舱盖，舱盖与上舱体之间设有密封圈，其特征在于：所述密封结构为权利要求1-5中任一种双半球合拢式耐压舱的密封结构。
7.如权利要求6所述的一种双半球合拢式耐压舱，其特征在于：所述上舱体与舱盖的贴合面之间设有内外两道Y形密封圈。
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