CN111546044B - 一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半球形封头拆装技术领域，尤其是一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置。其包括安装底板，所述安装底板上设有带法兰边半球形封头，带法兰边半球形封头的法兰端面一侧设有铰接组件，铰接组件通过连接件可拆卸的连接在安装底板上；所述铰接组件上设有支撑定位带法兰边半球形封头的法兰边的支撑槽口，带法兰边半球形封头的法兰边能够卡装在支撑槽口中；所述带法兰边半球形封头的半球形端面一侧设有可调支撑架。本发明在外场环境下能够实现带法兰边半球封头的快速拆装，无需额外提供起吊机构或焊接吊耳，大大降低了带法兰边半球形封头在装配及拆卸过程中的操作门槛和复杂程度，节省操作所需时间和人力成本。

Description

一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置

技术领域

本发明涉及半球形封头拆装技术领域，尤其是一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置。

背景技术

深海载人潜水器作为进入深海、认识深海的重要技术设备，需要在高压外部海水环境下长周期运行。为减小水下航行阻力、提高能效比，深海载人潜水器通常采用半球式封头作为耐压体艏、艉端结构，舯部采用平行中体结构形式，确保整个耐压体具有优良水动力性能。半球形结构在相同湿表面积同时具有最大可用容积，另外还具有优良耐压性能，球面整体为完整曲面无曲率突变点在受海水外压条件下无局部应力产生，应力分布特性好，结构安全性高。

深海载人潜水器的半球封头上一般具有法兰边，法兰边周向开设有等角度螺栓孔，法兰边通过螺栓与平行中体连接，螺栓拧紧时压缩橡胶圈实现密封。上述半球封头和平行中体的连接方式可便于后期半球封头的重复拆卸。

现有技术中，深海载人潜水器的半球封头的拆装工作需在吊机的协助下完成，吊装原理如图1所示，由于带法兰边半球形封头1的球面光滑无受力点，通常需在带法兰边半球形封头1的球面上焊接数个吊耳2作为支点，然后用吊机的吊绳4连接在吊耳2上吊装半球封头。焊接的吊耳2会破坏整体水动力外形，因此需在带法兰边半球形封头1和平行中体3装配完成后将吊耳2切除。深海载人潜水器的带法兰边半球形封头的拆装工作也可以选择特殊形式的钢板夹钳进行起吊，但现有的夹钳结构不适用于带法兰边半球形封头。

目前，深海载人潜水器运送至外场进行试验时，由于外场试验条件较为简陋，多数场合不配备吊机等设备，无法顺利完成深海载人潜水器的半球封头的安装工作。即使在保障母船上设有吊机，由于半球封头的球面上未焊接吊耳也无法顺利起吊。因此，如何在外场试验环境下实现深海载人潜水器的半球封头的快速拆装是个突出问题。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于带法兰边半球形封头快速拆装装置，能够在不设置吊机和吊耳的环境下快速拆装深海载人潜水器的带法兰边半球形封头，提高了带法兰边半球形封头拆装工作的效率和便捷性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，包括安装底板，所述安装底板上设有带法兰边半球形封头，带法兰边半球形封头的法兰端面一侧设有铰接组件，铰接组件通过连接件可拆卸的连接在安装底板上；所述铰接组件上设有支撑定位带法兰边半球形封头的法兰边的支撑槽口，带法兰边半球形封头的法兰边能够卡装在支撑槽口中，实现带法兰边半球形封头的法兰端面一侧的支撑定位；所述带法兰边半球形封头的半球形端面一侧设有可调支撑架，可调支撑架能够支撑带法兰边半球形封头的半球形端面；所述可调支撑架包括两个左右对称设置的可调底座，两个可调底座上通过连接件共同可拆卸的连接垂直设置的支撑立架；所述可调支撑架下端连接位置调节机构，位置调节机构能够带动可调支撑架沿着底板前后方向运动调节位置。

进一步的，铰接组件包括铰接座，铰接座通过连接件可拆卸的连接在安装底板上，铰接座上通过铰接轴转动连接转动体，转动体背向铰接座一端设有用于支撑带法兰边半球形封头的的法兰边的支撑槽口，所述转动体上设有前后贯通的锁舌安装腔，锁舌安装腔位于支撑槽口一侧，锁舌安装腔内设有导向杆，所述导向杆一端向下伸出锁舌安装腔，另一端固定连接锁舌，导向杆上套装复位弹簧，复位弹簧上下端分别接触锁舌下端面和锁舌安装腔底端面。

进一步的，锁舌面向支撑槽口一侧端面为平直端面，锁舌背向支撑槽口一侧端面为圆弧形端面。

进一步的，转动体外表面设有定位块，铰接座上固设有限位块，限位块位于定位块的转动路径上。

进一步的，支撑立架一端支撑带法兰边半球形封头的半球形端面，另一端连接支撑斜杆上部，支撑斜杆下部可拆卸的连接在可调底座上，支撑斜杆倾斜设置，支撑斜杆、可调底座和支撑立架连接构成三角形支撑结构。

进一步的，支撑立架上从上到下设有多个相互平行的滚动支撑杆，滚动支撑杆两端通过轴承转动连接在支撑立架上。

进一步的，滚动支撑杆外表面套装橡胶套。

进一步的，位置调节机构包括两个左右对称设置的传动丝杆，两个传动丝杆分别对应设置在可调支撑架的两个可调底座下方，传动丝杆通过螺纹连接可调底座前后端设置的丝杆螺母，传动丝杆两端分别通过轴承转动连接丝杆安装座，丝杆安装座通过连接件可拆卸的连接在底板上，传动丝杆一端伸出丝杆安装座并连接从动锥齿轮，底板上设有传动轴，传动轴两端和中部通过轴承转动连接轴承座，轴承座固定在底板上，传动轴两端分别设有主动锥齿轮，传动轴两端的主动锥齿轮分别和两个传动丝杆的从动锥齿轮啮合连接，所述传动轴中部设有蜗轮，蜗轮上方设有与蜗轮啮合连接的蜗杆，蜗杆一端与驱动电机输出轴连接。

进一步的，每个所述传动丝杆一侧设有至少两个与传动丝杆平行的支撑导向杆，支撑导向杆两端固定连接在丝杆安装座上，丝杆螺母滑动连接在支撑导向杆上。

进一步的，传动丝杆为梯形丝杠。

本发明的有益效果如下：

本发明在外场环境下能够实现带法兰边半球封头的快速拆装，无需额外提供起吊机构或焊接吊耳，大大降低了半球封头在装配及拆卸过程中的操作门槛和复杂程度，节省操作所需时间和人力成本；本发明运行可靠，操作便捷，且安装过程不会破坏带法兰边半球封头本身的结构，能适用于一定尺寸范围内所有的带法兰边半球封头的拆装工作；本发明不仅仅针对水下平台，一般类的大型容器的半球封头安装也能够适用，使用范围广泛。

附图说明

图1为现有技术中深海载人潜水器的半球封头的拆装工作示意图。

图2为本发明立体结构图。

图3为本发明铰接组件半剖图。

图4为本发明位置调节机构立体图。

图5为本发明带法兰边半球形封头和平行中体装配示意图。

图6为本发明带法兰边半球形的法兰边在铰接组件中实现锁止的示意图。

其中：1、带法兰边半球形封头；2、吊耳；3、平行中体；4、吊绳；5、铰接组件；6、安装底板；7、支撑槽口；8、转动体；9、铰接轴；10、铰接座；11、限位块；12、锁舌；13、导向杆；14、复位弹簧；15、定位块；16、可调支撑架；17、支撑立架；18、可调底座；19、支撑斜杆；20、橡胶套；21、滚动支撑杆；22、传动丝杆；23、支撑导向杆；24、丝杆螺母；25、丝杆安装座；26、从动锥齿轮；27、主动锥齿轮；28、传动轴；29、蜗轮；30、蜗杆。

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2所示，本发明主要包括安装底板6，安装底板6上设有带法兰边半球形封头1，带法兰边半球形封头1的法兰端面一侧设有铰接组件5，铰接组件5通过连接件可拆卸的连接在安装底板6上。铰接组件5上设有支撑定位带法兰边半球形封头1的法兰边的支撑槽口7，带法兰边半球形封头1的法兰边能够卡装在支撑槽口7中，实现带法兰边半球形封头1的法兰端面一侧的支撑定位。

如图3所示，铰接组件5包括铰接座10，铰接座10通过连接件可拆卸的连接在安装底板6上，铰接座10上通过铰接轴9转动连接转动体8。转动体8背向铰接座10一端设有用于支撑带法兰边半球形封头1的的法兰边的支撑槽口7。转动体8上设有前后贯通的锁舌安装腔，锁舌安装腔位于支撑槽口7一侧。锁舌安装腔内设有导向杆13，导向杆13一端向下伸出锁舌安装腔，另一端固定连接锁舌12，锁舌12向上伸出锁舌安装腔并将带法兰边半球形封头1的法兰边压紧在支撑槽口7中。导向杆13上套装复位弹簧14，复位弹簧14上下端分别接触锁舌12下端面和锁舌安装腔底端面。在使用时，如图6所示，先克服复位弹簧14的弹簧力下压锁舌12，使得带法兰边半球形封头1的法兰边进入支撑槽口7中，然后放开锁舌12，复位弹簧14带动锁舌12进入带法兰边半球形封头1的法兰边锁止槽中，实现带法兰边半球形封头1的法兰边在铰接组件5上的锁止。

如图3所示，锁舌12面向支撑槽口7一侧端面为平直端面，锁舌12背向支撑槽口7一侧端面为圆弧形端面，带法兰边半球形封头1的法兰边进入支撑槽口7时，带法兰边半球形封头1的法兰边在圆弧形端面上向内侧滑动的过程中下压锁舌12，当带法兰边半球形封头1的法兰边进入支撑槽口7后，锁舌12的平直端面将带法兰边半球形封头1的法兰边压紧在支撑槽口7中。

如图3所示，转动体8外表面设有定位块15，铰接座10上固设有限位块11，限位块11位于定位块15的转动路径上，限位块11和定位块15的配合能够对转动体8的转动角度形成限位。

如图2所示，带法兰边半球形封头1的半球形端面一侧设有可调支撑架16，可调支撑架16能够支撑带法兰边半球形封头1的半球形端面。

如图2所示，可调支撑架16包括两个左右对称设置的可调底座18，两个可调底座18上通过连接件共同可拆卸的连接垂直设置的支撑立架17。支撑立架17一端支撑带法兰边半球形封头1的半球形端面，另一端连接支撑斜杆19上部，支撑斜杆19下部可拆卸的连接在可调底座18上，支撑斜杆19倾斜设置，支撑斜杆19、可调底座18和支撑立架17连接构成稳固的三角形支撑结构。

如图2所示，为了保证带法兰边半球形封头1在安装过程中的自由转动，支撑立架17上从上到下设有多个相互平行的滚动支撑杆21.滚动支撑杆21两端通过轴承转动连接在支撑立架17上。在带法兰边半球形封头1的安装过程中，法兰边半球形封头1的半球形端面与滚动支撑杆21发生滚动接触，带法兰边半球形封头1能够自由转动。

如图2所示，为了保护带法兰边半球形封头1的半球形端面在转动过程中不发生磨损和变形，滚动支撑杆21外表面套装橡胶套20。

可调支撑架16下端连接位置调节机构，位置调节机构能够带动可调支撑架16沿着底板6前后方向运动调节位置，最终实现对带法兰边半球形封头1安装姿态的调整。位置调节机构能够采用各种直线驱动部件，比如直线电机、油缸、气缸等。

如图2所示的实施例中，位置调节机构采用丝杆机构进行直线位置调节。位置调节机构包括两个左右对称设置的传动丝杆22，两个传动丝杆22分别对应设置在可调支撑架16的两个可调底座18下方，传动丝杆22通过螺纹连接可调底座18前后端设置的丝杆螺母24。传动丝杆22两端分别通过轴承转动连接丝杆安装座25，丝杆安装座25通过连接件可拆卸的连接在底板6上。

为保证在使用过程中丝杆螺母24不会在带法兰边半球形封头1自重下轴向移动，传动丝杆22采用带自锁功能的梯形丝杠，确保静止状态下带法兰边半球形封头1的稳定不动。

如图2所示，为了保证可调支撑架16在传动丝杆22上移动时的平稳性，每个传动丝杆22一侧设有至少两个与传动丝杆22平行的支撑导向杆23，支撑导向杆23两端固定连接在丝杆安装座25上，丝杆螺母24滑动连接在支撑导向杆23上。

如图4所示，传动丝杆22一端伸出丝杆安装座25并连接从动锥齿轮26。底板6上设有传动轴28，传动轴28两端和中部通过轴承转动连接轴承座，轴承座固定在底板6上。传动轴28两端分别设有主动锥齿轮27，传动轴28两端的主动锥齿轮27分别和两个传动丝杆22的从动锥齿轮26啮合连接。

如图4所示，传动轴28中部设有蜗轮29，蜗轮29上方设有与蜗轮29啮合连接的蜗杆30，蜗杆30一端与驱动电机输出轴连接。在工作时，驱动电机带动蜗杆30转动，蜗杆30通过蜗轮29带动传动轴28转动，传动轴28通过两侧啮合的锥齿轮组带动传动丝杆22转动。传动丝杆22的转动随之带动可调支撑架16沿着传动丝杆22前后移动，最终实现带法兰边半球形封头1安装姿态的调整。

本发明的工作原理是：如图5所示，在装配带法兰边半球形封头1和平行中体4时，先克服复位弹簧14的弹簧力下压锁舌12，使得带法兰边半球形封头1的法兰边进入支撑槽口7中，然后放开锁舌12，复位弹簧14带动锁舌12进入带法兰边半球形封头1的法兰边锁止槽中，实现带法兰边半球形封头1的法兰边在铰接组件5上的锁止。此时带法兰边半球形封头1的半球形端面靠在可调支撑架16上，可调支撑架16在位置调节机构带动下转动，从而带动带法兰边半球形封头1实现与平行中体的对接装配。

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 (9)

1.一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，包括安装底板(6)，其特征在于：所述安装底板(6)上设有带法兰边半球形封头(1)，带法兰边半球形封头(1)的法兰端面一侧设有铰接组件(5)，铰接组件(5)通过连接件可拆卸的连接在安装底板(6)上；所述铰接组件(5)包括铰接座(10)，铰接座(10)通过连接件可拆卸的连接在安装底板(6)上，铰接座(10)上通过铰接轴(9)转动连接转动体(8)，转动体(8)背向铰接座(10)一端设有用于支撑带法兰边半球形封头(1)的法兰边的支撑槽口(7)，所述转动体(8)上设有前后贯通的锁舌安装腔，锁舌安装腔位于支撑槽口(7)一侧，锁舌安装腔内设有导向杆(13)，所述导向杆(13)一端向下伸出锁舌安装腔，另一端固定连接锁舌(12)，导向杆(13)上套装复位弹簧(14)，复位弹簧(14)上下端分别接触锁舌(12)下端面和锁舌安装腔底端面；所述铰接组件(5)上设有支撑定位带法兰边半球形封头(1)的法兰边的支撑槽口(7)，带法兰边半球形封头(1)的法兰边能够卡装在支撑槽口(7)中，实现带法兰边半球形封头(1)的法兰端面一侧的支撑定位；所述带法兰边半球形封头(1)的半球形端面一侧设有可调支撑架(16)，可调支撑架(16)能够支撑带法兰边半球形封头(1)的半球形端面；所述可调支撑架(16)包括两个左右对称设置的可调底座(18)，两个可调底座(18)上通过连接件共同可拆卸的连接垂直设置的支撑立架(17)；所述可调支撑架(16)下端连接位置调节机构，位置调节机构能够带动可调支撑架(16)沿着安装底板(6)前后方向运动调节位置。

2.如权利要求1所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：所述锁舌(12)面向支撑槽口(7)一侧端面为平直端面，锁舌(12)背向支撑槽口(7)一侧端面为圆弧形端面。

3.如权利要求1所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：所述转动体(8)外表面设有定位块(15)，铰接座(10)上固设有限位块(11)，限位块(11)位于定位块(15)的转动路径上。

4.如权利要求1所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：所述支撑立架(17)一端支撑带法兰边半球形封头(1)的半球形端面，另一端连接支撑斜杆(19)上部，支撑斜杆(19)下部可拆卸的连接在可调底座(18)上，支撑斜杆(19)倾斜设置，支撑斜杆(19)、可调底座(18)和支撑立架(17)连接构成三角形支撑结构。

5.如权利要求1或4所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：所述支撑立架(17)上从上到下设有多个相互平行的滚动支撑杆(21)，滚动支撑杆(21)两端通过轴承转动连接在支撑立架(17)上。

6.如权利要求5所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：所述滚动支撑杆(21)外表面套装橡胶套(20)。

7.如权利要求1所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：所述位置调节机构包括两个左右对称设置的传动丝杆(22)，两个传动丝杆(22)分别对应设置在可调支撑架(16)的两个可调底座(18)下方，传动丝杆(22)通过螺纹连接可调底座(18)前后端设置的丝杆螺母(24)，传动丝杆(22)两端分别通过轴承转动连接丝杆安装座(25)，丝杆安装座(25)通过连接件可拆卸的连接在安装底板(6)上，传动丝杆(22)一端伸出丝杆安装座(25)并连接从动锥齿轮(26)，安装底板(6)上设有传动轴(28)，传动轴(28)两端和中部通过轴承转动连接轴承座，轴承座固定在安装底板(6)上，传动轴(28)两端分别设有主动锥齿轮(27)，传动轴(28)两端的主动锥齿轮(27)分别和两个传动丝杆(22)的从动锥齿轮(26)啮合连接，所述传动轴(28)中部设有蜗轮(29)，蜗轮(29)上方设有与蜗轮(29)啮合连接的蜗杆(30)，蜗杆(30)一端与驱动电机输出轴连接。

8.如权利要求7所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：每个所述传动丝杆(22)一侧设有至少两个与传动丝杆(22)平行的支撑导向杆(23)，支撑导向杆(23)两端固定连接在丝杆安装座(25)上，丝杆螺母(24)滑动连接在支撑导向杆(23)上。

9.如权利要求8所述的一种用于带法兰边半球形封头的快速拆装装置，其特征在于：所述传动丝杆(22)为梯形丝杠。

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