CN108679222A - 一种模拟深海环境的耐压罐 - Google Patents

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张振华
吴向阳
李春萍
王飞
陈亮
吕国国
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    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J12/00—Pressure vessels in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J13/00—Covers or similar closure members for pressure vessels in general
    • F16J13/02—Detachable closure members; Means for tightening closures
    • F16J13/12—Detachable closure members; Means for tightening closures attached by wedging action by means of screw-thread, interrupted screw-thread, bayonet closure, or the like

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Abstract

本发明涉及一种模拟深海环境的耐压罐，涉及海洋装备(尤其是深海装备)试验技术领域。本发明针对深海环境进行设计，其中，筒体与端盖通过密封圈实现径向密封，而筒体内部的高压海水对端盖的作用力为轴向方向，且与螺纹压环对端盖实现轴向限位的作用方向相反，这样，在受到高压海水压力作用时，筒体与端盖反而会靠得更紧，从而提高筒体与端盖二者之间的密封性，能够避免传统端面密封耐压罐所存在的密封可靠性差的问题。另外，本发明中的由螺纹压环、端盖、密封圈组成的密封结构为下沉结构，不占用筒体上方的空间，能够克服传统轴向密封耐压罐所存在的螺栓连接处结构笨重的问题。因此，整个耐压罐的结构紧凑，且密封可靠性高。

Description

一种模拟深海环境的耐压罐
技术领域
本发明涉及海洋装备(尤其是深海装备)技术领域，具体涉及一种模拟深海环境的耐压罐。
背景技术
用于海洋深潜、勘探和水下作业的机电设备和仪器都需要承受海水的背压，随着海洋深度的增加，所要承受的海水背压也越来越高。为了验证该类设备和仪器能否在深海环境中可靠的工作，在服役前都需在模拟深海环境(即耐压罐)中进行大量的承压性、密封性以及功能性试验。现有的耐压罐基本上都是采用法兰连接的端面密封结构或轴向密封结构，通过几组高强度螺栓实现耐压罐端盖与本体的锁紧。对于法兰连接的端面密封的耐压罐来说，在多组螺栓拧紧的过程中，不同螺栓的拧紧程度很难相同，这就造成不同螺栓所承受的拉力大小不同，容易导致承受拉力较大的螺栓会提早失效，当耐压罐内部的水压越大时，受较大拉力的螺栓更容易早期失效，严重影响耐压罐的密封可靠性。
对于法兰连接的轴向密封的耐压罐来说，由于密封主要是依靠筒体与端面在径向对密封件的挤压，而非依靠螺栓对筒体端面与端盖端面之间的拉紧，因此可以避免螺栓拧紧程度对密封性能的影响。然而，法兰连接结构因为需要开设螺纹孔，仍会影响到端盖与筒体连接处的强度和刚度，必须在刚度和强度薄弱处采取补强措施，这就加大了端盖和筒体端面的厚度，使耐压罐的体积、重量显著增大，结构变得笨重。因此，需要开发新型结构的耐压罐，以此避免传统耐压罐存在的上述密封可靠性差、结构笨重等问题。
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：如何提供一种模拟深海环境的耐压罐，以避免传统端面密封耐压罐所存在的密封可靠性差，以及传统轴向密封耐压罐所存在的螺栓连接处结构笨重等问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种模拟深海环境的耐压罐，包括筒体1、筒底封头2、螺纹压环3、端盖4和密封圈5；
其中，所述筒体1分为上、中、下三个部分，其中筒体1下部与筒底封头2通过焊接连接为一体，筒体1上部、中部的内壁对应成上大下小的阶梯孔结构，其中筒体1上部的内壁攻有螺纹；圆柱形的端盖4分为上、中、下三个部分并呈阶梯轴状，其中上部和下部均比中部细，端盖4下部的外围沿圆周开有矩形凹槽，凹槽内部安装有所述密封圈5，端盖4从筒体1上部伸入筒体1内，端盖4下部与筒体1中部间隙配合并通过所述密封圈5密封，端盖4中部与筒体1上部间隙配合，并通过筒体1上部、中部过渡处所形成的台阶限位；螺纹压环3为圆筒状，螺纹压环3的上部沿径向开有通孔便于拆装螺纹压环3，螺纹压环3套在端盖4上部外壁并压在端盖4上部、中部连接处的端面上，螺纹压环3的外围攻有螺纹，螺纹压环3外围与筒体1的上部通过螺纹连接紧固。
优选地，所述端盖4下部所开矩形凹槽的数量为1-3个。
优选地，所述螺纹压环3的上部沿径向所开通孔的数量为1-2个。
优选地，所述端盖4沿轴向开有一个注水加压通孔A。
优选地，所述端盖4沿轴向开有一个排气卸压通孔B。
优选地，所述端盖4沿轴向开有多个穿仓电缆通孔C。
优选地，所述端盖4沿轴向开有多个管路连接通孔D。
优选地，所述注水加压通孔A的两端攻有便于安装吊具、管接头和水密接插件的螺纹。
优选地，所述排气卸压通孔B的两端攻有便于安装吊具、管接头和水密接插件的螺纹。
优选地，所述穿仓电缆通孔C和管路连接通孔D的两端均攻有便于安装吊具、管接头和水密接插件的螺纹。
(三)有益效果
本发明针对深海环境进行设计，其中，筒体与端盖通过密封圈实现径向密封，而筒体内部的高压海水对端盖的作用力为轴向方向，且与螺纹压环对端盖实现轴向限位的作用方向相反，这样，在受到高压海水压力作用时，筒体与端盖反而会靠得更紧，从而提高筒体与端盖二者之间的密封性，能够避免传统端面密封耐压罐所存在的密封可靠性差的问题。另外，本发明中的由螺纹压环、端盖、密封圈组成的密封结构为下沉结构，不占用筒体上方的空间，能够克服传统轴向密封耐压罐所存在的螺栓连接处结构笨重的问题。因此，整个耐压罐的结构紧凑，且密封可靠性高。
附图说明
图1是本发明的剖面示意图；
图2是本发明的俯视图。
其中，1-筒体，2-筒底封头，3-螺纹压环，4-端盖，5-密封圈，A-注水加压通孔，B-排气卸压通孔，C-穿舱电缆通孔，D-管路连接通孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的模拟深海环境的耐压罐包括筒体1、筒底封头2、螺纹压环3、端盖4、密封圈5，筒体1分为上、中、下三个部分，其中筒体1下部与筒底封头2通过焊接连接为一体，筒体1上部、中部的内壁对应成上大下小的阶梯孔结构，其中筒体1上部的内壁攻有螺纹；圆柱形的端盖4分为上、中、下三个部分并呈阶梯轴状，其中上部和下部均比中部细，端盖4下部的外围沿圆周开有矩形凹槽，凹槽内部安装有所述密封圈5，端盖4从筒体1上部伸入筒体1内，端盖4下部与筒体1中部间隙配合并通过所述密封圈5密封，端盖4中部与筒体1上部间隙配合，并通过筒体1上部、中部过渡处所形成的台阶限位；螺纹压环3为圆筒状，螺纹压环3的上部沿径向开有通孔便于拆装螺纹压环3，螺纹压环3套在端盖4上部外壁并压在端盖4上部、中部连接处的端面上，螺纹压环3的外围攻有螺纹，螺纹压环3外围与筒体1的上部通过螺纹连接紧固。
所述端盖4下部所开矩形凹槽的数量为1-3个。
所述螺纹压环3的上部沿径向所开通孔的数量为1-2个。
如图2所示，所述端盖4沿轴向开有一个注水加压通孔A、一个排气卸压通孔B、多个穿仓电缆通孔C和多个管路连接通孔D。
所述注水加压通孔A、排气卸压通孔B、穿仓电缆通孔C和管路连接通孔D的两端均攻有便于安装吊具、管接头和水密接插件的螺纹。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，包括筒体(1)、筒底封头(2)、螺纹压环(3)、端盖(4)和密封圈(5)；
其中，所述筒体(1)分为上、中、下三个部分，其中筒体(1)下部与筒底封头(2)通过焊接连接为一体，筒体(1)上部、中部的内壁对应成上大下小的阶梯孔结构，其中筒体(1)上部的内壁攻有螺纹；圆柱形的端盖(4)分为上、中、下三个部分并呈阶梯轴状，其中上部和下部均比中部细，端盖(4)下部的外围沿圆周开有矩形凹槽，凹槽内部安装有所述密封圈(5)，端盖(4)从筒体(1)上部伸入筒体(1)内，端盖(4)下部与筒体(1)中部间隙配合并通过所述密封圈(5)密封，端盖(4)中部与筒体(1)上部间隙配合，并通过筒体(1)上部、中部过渡处所形成的台阶限位；螺纹压环(3)为圆筒状，螺纹压环(3)的上部沿径向开有通孔便于拆装螺纹压环(3)，螺纹压环(3)套在端盖(4)上部外壁并压在端盖(4)上部、中部连接处的端面上，螺纹压环(3)的外围攻有螺纹，螺纹压环(3)外围与筒体(1)的上部通过螺纹连接紧固。
2.如权利要求1所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述端盖(4)下部所开矩形凹槽的数量为1-3个。
3.如权利要求1所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述螺纹压环(3)的上部沿径向所开通孔的数量为1-2个。
4.如权利要求1所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述端盖(4)沿轴向开有一个注水加压通孔。
5.如权利要求1所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述端盖(4)沿轴向开有一个排气卸压通孔。
6.如权利要求1所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述端盖(4)沿轴向开有多个穿仓电缆通孔。
7.如权利要求6所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述端盖(4)沿轴向开有多个管路连接通孔。
8.如权利要求4所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述注水加压通孔的两端攻有便于安装吊具、管接头和水密接插件的螺纹。
9.如权利要求5所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述排气卸压通孔的两端攻有便于安装吊具、管接头和水密接插件的螺纹。
10.如权利要求7所述的模拟深海环境的耐压罐，其特征在于，所述穿仓电缆通孔和管路连接通孔的两端均攻有便于安装吊具、管接头和水密接插件的螺纹。
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