CN111572706A - 一种用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖 - Google Patents

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    • E05F15/53—Power-operated mechanisms for wings using fluid-pressure actuators for swinging wings

Abstract

本发明涉及一种用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，所述自动启闭舱口盖的结构包括盖板、设于盖板的外侧的启闭机构、以及设于盖板内侧的锁紧机构；其中启闭机构设置成导杆机构，锁紧机构采用曲柄滑块机构和正切机构，以油缸为驱动元件实现舱口盖的启闭与开启、锁紧与解锁，并利用锁紧销楔形面的摩擦角自锁特性和曲柄滑块机构的死点特性，保证了舱口盖锁紧状态的可靠性；本发明以盖板的锥形面作为高压海水的支撑面，结构受力状态更加均匀合理，盖板锥形面上安装的O形密封圈仅有密封作用，避免了O形圈因过大的水压产生过度变形进而丧失材料性能的可能性；自动启闭舱口盖的盖体、启闭机构和锁紧机构集成为一个模块化结构，便于安装与拆卸。

Description

一种用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖
技术领域
本发明涉及深海干湿转换舱装置技术领域，尤其是一种用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖。
背景技术
深海干湿转换舱，一般布置于载人潜水器上，通常由耐压舱体、自动启闭舱口盖和通海阀等组成，在通海阀开启后，自动启闭舱口盖解锁并开启，完成样品转移并关闭通海阀后，自动启闭舱口盖关闭并锁紧。由于干湿转换舱工作在海水环境中，在该条件下人员无法直接操作舱口盖，所以舱口盖需要具备自动开启与关闭、锁紧与解锁的能力；为了保证干湿转换舱在深海环境中工作的可靠性，自动启闭舱口盖需要具有良好的承压性能和水密性能。
现有的自动启闭舱口盖，如鱼雷发射管前盖，其启闭是通过液压缸及驱动机构经多级运动和力的转换，成为前盖的旋转运动和启闭动力，系统较为复杂并不适用于干湿转化舱；且鱼雷发射管前盖外侧的海水压力完全由密封圈支撑，在大潜深海水环境中，高压海水的作用会导致密封圈严重变形并丧失原有材料性能，因此这种结构不适用于深海环境。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，充分利用舱口盖的有限空间，布置启闭机构和锁紧机构，以油缸为驱动元件实现舱口盖的启闭与开启、锁紧与解锁，并利用锁紧销楔形面的摩擦角自锁特性和曲柄滑块机构的死点特性，从而提高舱口盖锁紧状态的可靠性；此外，以盖板的锥形面作为高压海水的支撑面，结构受力状态更加均匀合理，从而解决因过大水压O形圈产生过度变形进而丧失材料性能的技术问题。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，所述自动启闭舱口盖的结构包括盖板、设于盖板的外侧的启闭机构、以及设于盖板内侧的锁紧机构；所述盖板外侧面呈球冠形，圆周侧面呈锥形；
所述启闭机构的结构包括支撑板，其固定安装于舱口周围的围壁上；
支撑板通过其上设置的启闭油缸、位于启闭油缸两端的铰链板，与盖板的外侧面转动连接，驱动盖板将舱口开启或闭合；所述锁紧机构的结构为：包括设于盖板内部中心位置处的锁紧支撑轴，其上设有绕其转动的锁紧轴套，盖板内侧面上，以锁紧支撑轴为中心，沿周向均匀设至少三个锁紧销支座，每个锁紧销支座内开有导向孔，导向孔内设有沿其轴向运动的锁紧销，锁紧销一端通过转动连接件与锁紧轴套转动连接，构成曲柄滑块机构，另一端与围壁配合将自动启闭舱口盖与围壁锁紧或解锁；盖板内侧面上还安装有锁紧油缸，其活塞杆与锁紧轴套转动连接，构成正切机构。
其进一步技术方案在于：
锁紧支撑轴沿盖板的中心回转轴线，焊接于盖板内侧，所述锁紧轴套的结构包括与锁紧支撑轴配合的轴段、以及轴段下端径向延伸的圆盘段，所述轴段上设有一铰孔件一，其上开有腰型孔，圆盘段圆周边缘均匀设有多个铰孔件二，其上开有圆孔；每个锁紧销端部的转动连接件为连杆，其两端分别通过连杆销轴铰接于锁紧轴套边缘的铰孔件二及锁紧销的尾部，每个锁紧销的头部伸出锁紧销支座后与围壁上的凹槽配合；锁紧油缸的缸体通过端部法兰连接在第一油缸支座中，所述第一油缸支座焊接盖板内侧，锁紧油缸的活塞杆端部通过锁紧油缸销轴与锁紧轴套的铰孔件一铰接。
锁紧销支座通过螺钉连接于盖板的内侧；锁紧轴套安装在锁紧支撑轴上，并用轴套挡板对锁紧轴套进行轴向固定。
每个锁紧销的头部设有楔形面，锁紧轴套由锁紧油缸驱动，带动所述连杆驱动锁紧销轴向运动，使锁紧销头部的楔形面与所述凹槽内壁配合，所述楔形面的倾斜角小于锁紧销和围壁材料之间的摩擦角。
所述启闭机构的具体结构为：包括两个间隔设置在支撑板上的铰链板支座、两块间隔设置在盖板外侧面上的耳板，两个所述铰链板尾部分别通过一铰链板销轴铰接于两个所述铰链板支座中，中部分别通过一耳板销轴与两个所述耳板铰接，活塞杆头部分别铰接于同一连接轴的两端；位于两个铰链板支座之间的支撑板上，还设有第二油缸支座，所述启闭油缸的缸体尾部通过启闭油缸销轴铰接于所述第二油缸支座，启闭油缸的活塞杆顶部铰接于所述连接轴的中部。
围壁上的舱口内壁与盖板的圆周侧面相互匹配卡合。
位于盖板圆周侧面上沿周向开有安装槽，其内安装有O形密封圈。
本发明的有益效果如下：
本发明结合舱口盖自身的结构特点，充分利用舱口盖的有限空间，布置启闭机构和锁紧机构，其中启闭机构设置成导杆机构，锁紧机构采用正切机构和曲柄滑块机构，以油缸为驱动元件实现舱口盖的启闭与开启、锁紧与解锁，并利用锁紧销楔形面的摩擦角自锁特性和曲柄滑块机构的死点特性，保证了舱口盖锁紧状态的可靠性；以盖板的锥形面作为高压海水的支撑面，结构受力状态更加均匀合理，O形密封圈仅有密封作用，避免了O形圈因过大的水压产生过度变形进而丧失材料性能的可能性；自动启闭舱口盖的盖体、启闭机构和锁紧机构集成为一个模块化结构，便于安装与拆卸。
附图说明
图1为本发明的舱口盖关闭状态的结构示意图。
图2为本发明的舱口盖开启状态的结构示意图。
图3为本发明的舱口盖解锁状态的结构示意图。
图4为本发明的舱口盖锁紧状态的结构剖视图。
图5为图4中A部放大图。
其中：101、盖板；102、耳板；103、锁紧支撑轴；104、O形密封圈；201、铰链板；202、支撑板；203、铰链板支座；204、第二油缸支座；205、启闭油缸销轴；206、铰链板销轴；207、启闭油缸；208、耳板销轴；209、连接轴；301、第一油缸支座；302、锁紧油缸；303、锁紧油缸销轴；304、轴套挡板；305、锁紧轴套；306、连杆；307、连杆销轴；308、锁紧销；309、锁紧销支座；401、围壁；402、凹槽；3051、轴段；3052、圆盘段；3053、铰孔件二；3054、铰孔件一；3091、楔形面。
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1-图4所示，本实施例的用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，自动启闭舱口盖的结构包括盖板101、设于盖板101的外侧的启闭机构、以及设于盖板101内侧的锁紧机构；盖板101外侧面呈球冠形，圆周侧面呈锥形；启闭机构的结构包括支撑板202，其固定安装于舱口周围的围壁401上；支撑板202上通过启闭油缸207、位于启闭油缸207两端的铰链板201，与盖板101的外侧面转动连接，驱动盖板101将舱口开启或闭合；锁紧机构的结构为：包括设于盖板101内部中心位置处的锁紧支撑轴103，其上设有绕其转动的锁紧轴套305，盖板101内侧面上，以锁紧支撑轴103为中心，沿周向均匀设至少三个锁紧销支座309，每个锁紧销支座309内开有导向孔，导向孔内设有沿其轴向运动的锁紧销308，锁紧销308一端通过转动连接件，与锁紧轴套305转动连接，构成曲柄滑块机构，另一端与围壁401配合将自动启闭舱口盖与围壁401锁紧或解锁；盖板101内侧面上还安装有锁紧油缸302，其活塞杆与锁紧轴套305转动连接，构成正切机构。
如图3、图4所示，锁紧支撑轴103沿盖板101的中心回转轴线，焊接于盖板101内侧，锁紧轴套305的结构包括与锁紧支撑轴103配合的轴段3051、以及轴段3051下端径向延伸的圆盘段3052，轴段3051上设有一铰孔件一3054，其上开有腰型孔，圆盘段3052圆周边缘均匀设有多个铰孔件二3053，其上开有圆孔；每个锁紧销308端部的转动连接件为连杆306，其两端分别通过连杆销轴307铰接于锁紧轴套305边缘的铰孔件二3053及锁紧销308的尾部，每个锁紧销308的头部伸出锁紧销支座309后与围壁401上的凹槽402配合；锁紧油缸302的缸体通过端部法兰连接在第一油缸支座301中，第一油缸支座301焊接盖板101内侧，锁紧油缸302的活塞杆端部通过锁紧油缸销轴303与锁紧轴套305的铰孔件一3054铰接。
围壁401上的舱口内壁与盖板101的圆周侧面相互匹配卡合。
位于盖板101圆周侧面上沿周向开有安装槽，其内安装有O形密封圈104。
锁紧销支座309通过螺钉连接于盖板101的内侧；锁紧轴套305安装在锁紧支撑轴103上，并用轴套挡板304对锁紧轴套305进行轴向固定。
如图4和图5所示，每个锁紧销308的头部设有楔形面3091，锁紧轴套305由锁紧油缸302驱动，带动连杆306驱动锁紧销308轴向运动，使锁紧销308头部的楔形面3091与凹槽402内壁配合，楔形面3091的倾斜角小于锁紧销308和围壁401材料之间的摩擦角。
如图1-图2所示，启闭机构的具体结构为：包括两个间隔设置在支撑板202上的铰链板支座203、两块间隔设置在盖板101外侧面上的耳板102，两个铰链板201尾部分别通过一铰链板销轴206铰接于两个铰链板支座203中，中部分别通过一耳板销轴208与两个耳板102铰接，活塞杆头部分别铰接于同一连接轴209的两端；位于两个铰链板支座203之间的支撑板202上，还设有第二油缸支座204，启闭油缸207的缸体尾部通过启闭油缸销轴205铰接于第二油缸支座204，启闭油缸207的活塞杆顶部铰接于连接轴209的中部。
本发明的设计特点及原理：
自动启闭舱口盖的开启与关闭是通过启闭油缸207的伸缩实现的，启闭油缸207、铰链板201、铰链板销轴206、连接轴209和铰链板支座203构成转动导杆机构，如图1所示，启闭油缸207伸长后铰链板201转动带动球冠形盖板101关闭，如图2所示，启闭油缸207缩短后铰链板201转动带动球冠形盖板101开启。
自动启闭舱口盖的锁紧与解锁是通过锁紧油缸302的伸缩实现的，锁紧油缸302、油缸支座301、锁紧油缸销轴303和锁紧轴套305构成正切机构，锁紧轴套305、连杆306、连杆销轴307和锁紧销308构成曲柄滑块机构。
如图3所示，锁紧油缸302收缩后通过正切机构的传递，使锁紧轴套305转动，并通过曲柄滑块机构使锁紧销308回缩，进而实现解锁动作；
如图4所示，锁紧油缸302伸长后通过正切机构的传递使锁紧轴套305反向转动，经过曲柄滑块机构使锁紧销308伸长，使锁紧销308端部的楔形面与围壁401的凹槽内向应的楔形面配合，楔形面的倾斜角小于锁紧销308和围壁401材料之间的摩擦角，达到自锁的目的，且此时曲柄滑块机构处死点位置，保证了锁紧状态的可靠性。
如图4所示，自动启闭舱口盖关闭并锁紧后，球冠形盖板101外侧水压由围壁401支撑，O形密封圈104仅有密封作用，避免了O形密封圈104因过大的水压产生过度变形进而丧失材料性能的可能性。
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 (7)

1.一种用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，其特征在于：所述自动启闭舱口盖的结构包括盖板(101)、设于盖板(101)的外侧的启闭机构、以及设于盖板(101)内侧的锁紧机构；
所述盖板(101)外侧面呈球冠形，圆周侧面呈锥形；
所述启闭机构的结构包括支撑板(202)，其固定安装于舱口周围的围壁(401)上；支撑板(202)通过其上设置的启闭油缸(207)、位于启闭油缸(207)两端的铰链板(201)，与盖板(101)的外侧面转动连接，驱动盖板(101)将舱口开启或闭合；
所述锁紧机构的结构为：包括设于盖板(101)内部中心位置处的锁紧支撑轴(103)，其上设有绕其转动的锁紧轴套(305)，盖板(101)内侧面上，以锁紧支撑轴(103)为中心，沿周向均匀设置至少三个锁紧销支座(309)，每个锁紧销支座(309)内开有导向孔，导向孔内设有沿其轴向运动的锁紧销(308)，锁紧销(308)一端通过转动连接件与锁紧轴套(305)转动连接，构成曲柄滑块机构，另一端与围壁(401)配合将自动启闭舱口盖与围壁(401)锁紧或解锁；盖板(101)内侧面上还安装有锁紧油缸(302)，其活塞杆与锁紧轴套(305)转动连接，构成正切机构。
2.如权利要求1所述的用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，其特征在于：锁紧支撑轴(103)沿盖板(101)的中心回转轴线，焊接于盖板(101)内侧，所述锁紧轴套(305)的结构包括与锁紧支撑轴(103)配合的轴段(3051)、以及轴段(3051)下端径向延伸的圆盘段(3052)，所述轴段(3051)上设有一铰孔件一(3054)，其上开有腰型孔，圆盘段(3052)圆周边缘均匀设有多个铰孔件二(3053)，其上开有圆孔；
每个锁紧销(308)端部的转动连接件为连杆(306)，其两端分别通过连杆销轴(307)铰接于锁紧轴套(305)边缘的铰孔件二(3053)及锁紧销(308)的尾部，每个锁紧销(308)的头部伸出锁紧销支座(309)后与围壁(401)上的凹槽(402)配合；
锁紧油缸(302)的缸体通过端部法兰连接在第一油缸支座(301)中，所述第一油缸支座(301)焊接盖板(101)内侧，锁紧油缸(302)的活塞杆端部通过锁紧油缸销轴(303)与锁紧轴套(305)的铰孔件一(3054)铰接。
3.如权利要求2所述的用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，其特征在于：锁紧销支座(309)通过螺钉连接于盖板(101)的内侧；
锁紧轴套(305)安装在锁紧支撑轴(103)上，并用轴套挡板(304)对锁紧轴套(305)进行轴向固定。
4.如权利要求2所述的用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，其特征在于：每个锁紧销(308)的头部设有楔形面(3091)，锁紧轴套(305)由锁紧油缸(302)驱动，带动所述连杆(306)驱动锁紧销(308)轴向运动，使锁紧销(308)头部的楔形面(3091)与所述凹槽(402)内壁配合，所述楔形面(3091)的倾斜角小于锁紧销(308)和围壁(401)材料之间的摩擦角。
5.如权利要求1所述的用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，其特征在于：所述启闭机构的具体结构为：包括两个间隔设置在支撑板(202)上的铰链板支座(203)、两块间隔设置在盖板(101)外侧面上的耳板(102)，两个所述铰链板(201)尾部分别通过一铰链板销轴(206)铰接于两个所述铰链板支座(203)中，中部分别通过一耳板销轴(208)与两个所述耳板(102)铰接，活塞杆头部分别铰接于同一连接轴(209)的两端；
位于两个铰链板支座(203)之间的支撑板(202)上，还设有第二油缸支座(204)，所述启闭油缸(207)的缸体尾部通过启闭油缸销轴(205)铰接于所述第二油缸支座(204)，启闭油缸(207)的活塞杆顶部铰接于所述连接轴(209)的中部。
6.如权利要求1所述的用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，其特征在于：围壁(401)上的舱口内壁与盖板(101)的圆周侧面相互匹配卡合。
7.如权利要求6所述的用于深海干湿转换舱的自动启闭舱口盖，其特征在于：位于盖板(101)圆周侧面上沿周向开有安装槽，其内安装有O形密封圈(104)。
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