CN108674576A - 一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，包括耐压舱体，所述耐压舱体由多段耐压壳组成，耐压舱体外套装有由多层构成的外壳，两端固定连接有连接环，从而构成一个密封耐压舱体；其中所述耐压舱体为耐压舱的承压部件，用于保护耐压舱内部设备；所述轻外壳安装在耐压舱体外部，用于提供光滑流体表面，减小航行器运动阻力，外壳与耐压舱体之间设有可流入海水的空隙；所述连接环安装在外壳两端，用于与航行器其他舱室的连接。本发明的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱采用分段式结构，结构巧妙，具有良好的装配性能，方便内部设备安装拆卸，适用于各种深水无人航行器的研制。

Description

一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱及装配方法

技术领域

本发明属于深水无人航行器设计生产制造技术领域。涉及一种耐压舱，更具体地说，是涉及一种用于深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱。

背景技术

随着陆地资源的匮乏和技术的不断进步，各国纷纷把深海探索作为重要的研究方向。在对深海的探索中，深水无人航行器担当着不可或缺的重要角色。对于深水无人航行器的研制，一个重要的问题就是如何解决由水深造成的高压恶劣工作环境。应对此问题，目前普遍采用耐压舱来保护深水航行器内部设备免受海水的压力和腐蚀。

现代耐压舱的结构形式主要包括球形、圆柱形、椭球形等，与其他形式的耐压舱相比，圆柱形耐压舱贴近航行器外形，流体运动阻力小，易加工制造，更主要的是方便进行内部舱室布置，内部空间利用率高，因此广泛应用于各种航行器的研制。

目前存在的圆柱形耐压舱均为一体式耐压舱，在航行器上的应用仍存在一些问题，主要体现在内部设备的安装维护不太方便，当耐压舱内部某个设备需要拆卸时，往往需要先将其外端的设备拆卸。而且在安装体积较大的设备后，会将耐压舱的一端堵住，只能从一端单独操作，从而对设备的固定带来不便。以此，需要一种分段的圆柱形耐压舱结构形式来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术存在的问题和不足，设计一种用于深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱。本发明结构巧妙，方便内部设备安装，具有良好的装配性能。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，包括耐压舱体，所述耐压舱体由多段耐压壳组成，耐压舱体外套装有由多层构成的外壳，两端固定连接有连接环，从而构成一个密封耐压舱体；其中所述耐压舱体为耐压舱的承压部件，用于保护耐压舱内部设备；所述轻外壳安装在耐压舱体外部，用于提供光滑流体表面，减小航行器运动阻力，外壳与耐压舱体之间设有可流入海水的空隙；所述连接环安装在外壳两端，用于与航行器其他舱室的连接。

进一步，作为优选，所述耐压舱体由公耐压壳和母耐压壳两段耐压壳组成，其中所述公耐压壳的一段焊接有公法兰盘，另一端焊接有母法兰盘；所述母耐压壳的两端均分别焊接有母法兰盘，所述公耐压壳的公法兰盘一端与所述母耐压壳的母法兰盘一端相固定连接，所述母法兰盘与公法兰盘之间设置有垫片，所述母法兰盘与公耐压壳相结合的壁上和所述公法兰盘与公耐压壳相结合的壁上均分别设置有凹槽，凹槽中安置有密封圈；所述公耐压壳和母耐压壳另一端均分别固定连接有封堵盖，两端所述封堵盖与所述母法兰盘之间设置有垫片，所述母法兰盘与公耐压壳或母耐压壳相结合的壁上设置有凹槽，凹槽中安置有密封圈。

进一步，作为优选，所述耐压壳的圆柱面上沿轴向设置有若干断截面为矩形的环形肋骨，所述耐压壳径向过中心圆柱面上沿轴向焊接有若干用于与外壳相连接的连接凸台。

进一步，作为优选，所述封堵盖为阶梯圆盘状结构，内侧沿圆周均等设置有若干径向加强筋，所述封堵盖端面上设置有与所述母法兰盘凹槽相配合密封的圆凸台。

进一步，作为优选，所述外壳由轻质壳体层和浮力材料层构成，其中所述轻质壳体层为两个半圆筒，通过紧固件套装在所述耐压舱体上，并与所述耐压壳上设有的连接凸台固定连接；所述浮力材料层铺设在所述外壳和所述耐压壳之间，用于增强耐压舱浮力。

进一步，作为优选，所述固定连接均为双头螺柱连接。

进一步，作为优选，所述垫片为石墨复合增强垫片；所述密封圈为星形密封圈。

进一步，作为优选，所述耐压舱体和所述连接环的制作材料均为轻质高强度材料。

进一步，作为优选，所述的轻质壳体层的制作材料选用轻质高强度材料；所述的浮力材料层选用密度小于海水的浮力材料。

为了达到上述目的，本发明采用的另一技术方案是：

一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱的装配方法，具体步骤如下：

步骤1、将各设备固定到分段耐压壳内部，可根据设备大小及尺寸在耐压壳内部焊接固定用的凸台；

步骤2、将密封圈放入母法兰盘凹槽内，将垫片套到公法兰盘和封堵板上；

步骤3、通过法兰盘将分段耐压壳连接为一体的耐压舱体，在耐压舱体两端安装封堵盖，使用双头螺柱固定；

步骤4、组装两个半圆筒外壳，通过紧固件将浮力材料层固定在轻质外壳层上；

步骤5、将两个半圆筒外壳套装到耐压舱体上，组合成筒体，通过螺栓固定在耐压舱体外侧的连接凸台上；

步骤6、通过螺栓将两个连接环连接在耐压舱外壳上，准备与其他舱室连接。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果：

本发明的一种用于深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱采用分段式结构，结构巧妙，具有良好的装配性能，方便内部设备安装拆卸，适用于各种深水无人航行器的研制。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，

图2是本发明的整体结构爆炸图，

图3是本发明的耐压舱体结构示意图，

图4是本发明的公法兰盘和母法兰盘连接图，

图5是本发明的封堵盖正视图，

图6是本发明的封堵盖剖视图，

图7是本发明的轻外壳结构示意图，

图中附图标记说明：

1—耐压舱体，2—外壳，3—连接环，101—公耐压壳，102—母耐压壳，103—第二耐压壳，104—第一耐压壳，105—第一封堵盖，106—第一垫片，107—第一密封圈，108—第一母法兰盘，109—第二母法兰盘，110—公法兰盘，111—第二密封圈，112—第二垫片，113第三母法兰盘，114—第二封堵盖，115—第三垫片，116—第三密封圈，117—连接凸台，21—轻质壳体层，22—浮力材料层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，为本发明的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，包括耐压舱体1、外壳2、连接环3，耐压舱体1由多段耐压壳101、102组成，外壳2由多层构成，套装在耐压舱体1外，在外壳2两端固定连接有连接环3，从而构成完整的耐压舱。其中耐压舱体1为承压部件，用于保护耐压舱内部设备；外壳2用于提供光滑流体表面，减小航行阻力，外壳2与耐压舱体1之间设有可流入海水的空隙；连接环3用于与航行器其他舱室的连接。

如图3-6所示，所述耐压舱体1由公耐压壳101、母耐压壳102、第一封堵盖105和第二封堵盖114组装而成，其中公耐压壳101由第一耐压壳104两端分别焊接公法兰盘110和第三母法兰盘113构成，母耐压壳102由第二耐压壳103两端焊接第一母法兰盘108和第二母法兰盘109构成。连接时由第一封堵盖105和第一母法兰盘108相连接，公法兰盘110和第二母法兰盘109相连接，第二封堵盖114和第三母法兰盘113相连接，并使用双头螺柱固定，在连接端面上分别设置有第一垫片106、第二垫片111和第三垫片115。在第一母法兰盘108、第二母法兰盘109和第三母法兰盘113的内壁上均设置有凹槽，凹槽中分别安置有第一密封圈107、第二密封圈111和第三密封圈116。第一耐压壳104和第二耐压壳103的圆柱面上沿轴向设置有若干断截面为矩形的环形肋骨，肋骨的设置密度需根据强度条件确定，径向过中心圆柱面上沿轴向焊接有若干用于与外壳2相连接的连接凸台117。第一封堵盖105和第二封堵盖114为阶梯圆盘状结构，内侧沿圆周均等设置有若干径向加强筋，端面上设置有与第一母法兰盘108和第三母法兰盘113凹槽相配合密封的圆凸台。

如图7所示，所述外壳2由轻质壳体层21和浮力材料层22构成，其中轻质壳体层21为两个半圆筒，通过紧固件套装在耐压舱体1上，并与连接凸台117固定连接，浮力材料层22铺设在轻质壳体层21和所述耐压舱体1之间，用于增强耐压舱浮力。

本发明的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱的装配方法，具体步骤是：

步骤1、将各设备分别固定到公耐压壳101和母耐压壳102内部，可根据设备大小及尺寸在第一耐压壳104和第二耐压壳103内部焊接固定用的凸台。

步骤2、将第一密封圈107、第二密封圈111和第三密封圈116分别放入第一母法兰盘108、第二母法兰盘109和第三母法兰盘113内壁上的凹槽内，将第一垫片106、第二垫片111和第三垫片115分别套到第一封堵盖105、公法兰盘110和第二封堵盖114上。

步骤3、将第一封堵盖105和第一母法兰盘108相连接，公法兰盘110和第二母法兰盘109相连接，第二封堵盖114和第三母法兰盘113相连接，并使用双头螺柱固定。

步骤4、组装两个半圆筒外壳2，通过紧固件将浮力材料层22固定在轻质壳体层21上。

步骤5、将两个半圆筒外壳2套装到耐压舱体1上，组合成筒体，通过螺栓固定在耐压舱体1外侧的连接凸台117上。

步骤6、通过螺栓将两个连接环3连接在耐压舱外壳2上，准备与其他舱室连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，任何熟悉本技术领域的技术人员，当可根据本发明作出各种相应的等效改变和变形，都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，包括耐压舱体，其特征在于：所述耐压舱体由多段耐压壳组成，耐压舱体外套装有由多层构成的外壳，两端固定连接有连接环，从而构成一个密封耐压舱体；其中所述耐压舱体为耐压舱的承压部件，用于保护耐压舱内部设备；所述轻外壳安装在耐压舱体外部，用于提供光滑流体表面，减小航行器运动阻力，外壳与耐压舱体之间设有可流入海水的空隙；所述连接环安装在外壳两端，用于与航行器其他舱室的连接。

2.根据权利要求1所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述耐压舱体由公耐压壳和母耐压壳两段耐压壳组成，其中所述公耐压壳的一段焊接有公法兰盘，另一端焊接有母法兰盘；所述母耐压壳的两端均分别焊接有母法兰盘，所述公耐压壳的公法兰盘一端与所述母耐压壳的母法兰盘一端相固定连接，所述母法兰盘与公法兰盘之间设置有垫片，所述母法兰盘与公耐压壳相结合的壁上和所述公法兰盘与公耐压壳相结合的壁上均分别设置有凹槽，凹槽中安置有密封圈；所述公耐压壳和母耐压壳另一端均分别固定连接有封堵盖，两端所述封堵盖与所述母法兰盘之间设置有垫片，所述母法兰盘与公耐压壳或母耐压壳相结合的壁上设置有凹槽，凹槽中安置有密封圈。

3.根据权利要求1或2所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述耐压壳的圆柱面上沿轴向设置有若干断截面为矩形的环形肋骨，所述耐压壳径向过中心圆柱面上沿轴向焊接有若干用于与外壳相连接的连接凸台。

4.根据权利要求2所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述封堵盖为阶梯圆盘状结构，内侧沿圆周均等设置有若干径向加强筋，所述封堵盖端面上设置有与所述母法兰盘凹槽相配合密封的圆凸台。

5.根据权利要求1所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述外壳由轻质壳体层和浮力材料层构成，其中所述轻质壳体层为两个半圆筒，通过紧固件套装在所述耐压舱体上，并与所述耐压壳上设有的连接凸台固定连接；所述浮力材料层铺设在所述外壳和所述耐压壳之间，用于增强耐压舱浮力。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述固定连接均为双头螺栓连接。

7.根据权利要求2所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述垫片为石墨复合增强垫片；所述密封圈为星形密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述耐压舱体和所述连接环的制作材料均为轻质高强度材料。

9.根据权利要求书5所述的一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱，其特征在于：所述的轻质壳体层的制作材料选用轻质高强度材料；所述的浮力材料层选用密度小于海水的浮力材料。

10.一种深水无人航行器的分段式圆柱形耐压舱的装配方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤1、将各设备固定到分段耐压壳内部，可根据设备大小及尺寸在耐压壳内部焊接固定用的凸台；

步骤2、将密封圈放入母法兰盘凹槽内，将垫片套到公法兰盘和封堵板上；

步骤3、通过法兰盘将分段耐压壳连接为一体的耐压舱体，在耐压舱体两端安装封堵盖，使用双头螺柱固定；

步骤4、组装两个半圆筒外壳，通过紧固件将浮力材料层固定在轻质外壳层上；

步骤5、将两个半圆筒外壳套装到耐压舱体上，组合成筒体，通过螺栓固定在耐压舱体外侧的连接凸台上；

步骤6、通过螺栓将两个连接环连接在耐压舱外壳上，准备与其他舱室连接。