CN114132463A - 一种深水密封舱及水声通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水下通信设备的技术领域，具体涉及一种深水密封舱及水声通信设备，该深水密封舱包括：舱体，内部形成安装空间；端盖，装配于所述舱体的开放端口处，所述端盖与所述舱体的接触面上设置有第一轴向密封圈，所述端盖的一侧设置有凸台，所述凸台与所述舱体的内壁贴合适配，且所述凸台与所述舱体之间的配合面上设置有第一径向密封圈；泄压堵头，设置于所述端盖的泄压通孔中，所述泄压通孔连通所述安装空间内外，所述泄压堵头受控释放所述安装空间内外压力差。本发明结构简单，密封性好，可靠性高。

Description

一种深水密封舱及水声通信设备

技术领域

本发明涉及水下通信设备的技术领域，具体涉及一种深水密封舱及水声通信设备。

背景技术

水声通信是一项在水下通过声波作为载体的信息传输技术，是当前海洋军事中最重要和关键的技术。其工作原理是：水声通信设备首先将文字、语音、图像等信息，通过电发送机转换为电信号，并由编码器将信息数字化处理后，换能器又将电信号转化为声信号，声信号通过水这一介质，将信息传递到接收换能器，这时声信号又转换为电信号，解码器将数字信息破译后，电接收机才将信息变成声音、文字及图片。

因为水声通信设备工作在深海几百米到几千米的深水中，所以水声通信设备的使用离不开水下密封舱体。因此需要设计一款结构简单，密封性好，可靠性高的水下密封舱。

发明内容

本发明的主要目的是解决现有技术中的水下密封舱密封不良的问题。

为了实现上述技术问题，本发明提供了一种结构简单，密封性好，可靠性高的深水密封舱及水声通信设备。

本发明所采用的技术方案是，包括：

舱体，内部形成安装空间；

端盖，装配于所述舱体的开放端口处，所述端盖与所述舱体的接触面上设置有第一轴向密封圈，所述端盖的一侧设置有凸台，所述凸台与所述舱体的内壁贴合适配，且所述凸台与所述舱体之间的配合面上设置有第一径向密封圈，所述舱体及端盖的材质包括钛合金；

泄压堵头，设置于所述端盖的泄压通孔中，所述泄压通孔连通所述安装空间内外，所述泄压堵头受控释放所述安装空间内外压力差。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做出如下改进：

可选地，所述端盖包括第一端盖及第二端盖，所述第一端盖及所述第二端盖分别安装于所述舱体两端的开放端口处。

可选地，所述第二端盖的外端面用于安装浸水器件，所述第二端盖与所述浸水器件之间通过密封螺钉连接，且其接触面上由内向外依次设置有第二轴向密封圈和第三轴向密封圈，所述密封螺钉与所述第二端盖之间的配合面上设置有第二径向密封圈和第三径向密封圈，所述密封螺钉上设置有第二径向密封槽及第三径向密封槽。

可选地，所述泄压通孔为台阶孔，设置在所述第一端盖上，所述泄压堵头与所述台阶孔之间的配合面上依次设置有第四径向密封圈、第四轴向密封圈及第五径向密封圈。

可选地，所述泄压堵头包括旋紧部、密封部及连接部，所述旋紧部的侧面上设置有第四径向密封槽，所述旋紧部底面上设置有第四轴向密封槽，所述密封部上设置有第五径向密封槽，所述连接部上设置外螺纹。

可选地，所述深水密封舱还包括保护环，所述保护环通过多个保护杆与所述端盖相连接，所述保护环与所述保护杆用于承受外部施加的作用力。

可选地，所述保护杆的一端为外螺纹杆，并通过所述外螺纹杆与所述端盖进行连接，另一端上设置有内螺纹孔，所述保护环通过螺栓固定在所述内螺纹孔上，所述保护杆上设置有六角固定柱。

可选地，所述端盖上均匀阵列设置有多个螺纹孔，所述螺纹孔与所述保护杆上的外螺纹杆相配合连接，多个所述螺纹孔中至少有两个为螺纹通孔，且均匀设置。

可选地，所述端盖的外径与所述舱体的外径相等，所述保护环的外径与所述舱体的外径相等。

本发明还提供了一种水声通信设备，其包括了上述的深水密封舱；设置于安装空间的水声通信电路模组、供电模块；安装于不同端盖的浸水器件，所述浸水器件包括水密连接器和深海换能器。

由上述技术方案可知，本申请的一种深水密封舱的优点和积极效果在于：本发明结构简单，在所述端盖与所述舱体之间设置有第一径向密封圈及所述第二轴向密封圈，双重密封，提高了密封舱的密封性；为了保证密封舱内与舱外的压力一致，在所述端盖上设置所述泄压堵头，便于拆装过程中释放舱内压力，从而方便拆装。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1示意性地给出了本发明的水声通信设备立体图；

图2示意性地给出了本发明的水声通信设备主视图；

图3示意性地给出了本发明的水声通信设备俯视图；

图4是图3中A-A方向上的水声通信设备剖视图；

图5是图3中B-B方向上的水声通信设备剖视图；

图6是图5中C处的局部放大图；

图7是图5中D处的局部放大图；

图8是本发明中第一端盖的结构示意图；

图9是第一端盖的主视图；

图10是图9中E-E方向上的剖视图；

图11是本发明中泄压堵头的结构示意图；

图12是本发明中密封螺钉的结构示意图；

图13是本发明中保护杆的结构示意图；

其中图1至图13中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、舱体，2、第一端盖，3、第二端盖，4、保护环，5、保护杆，6、水密连接器，7、深海换能器，8、第一轴向密封圈，9、第一径向密封圈，10、泄压堵头，11、密封螺钉，12、第二轴向密封圈，13、第三轴向密封圈，14、第四径向密封圈，15、第四轴向密封圈，16、第五径向密封圈，17、第二径向密封圈，18、第三径向密封圈，21、泄压通孔，22、螺纹孔，23、凸台，24、第一轴向密封槽，25、第一径向密封槽，51、外螺纹杆，52、内螺纹孔，53、六角固定柱，101、旋紧部，102、密封部，103、连接部，104、第四径向密封槽，105、第四轴向密封槽，106、第五径向密封槽，111、第二径向密封槽，112、第三径向密封槽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-13并结合实施例来详细说明本申请。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一：

如图1-4所示，在本实施例中，本发明的深水密封舱，其适用于万米级深水水声通信设备，为了方便说明深水密封舱，下文实施例均以水声通信设备为基础来描述所述深水密封舱，所述深水密封舱包括：

舱体1，内部形成安装空间，用于承受外部水体压力，所述舱体1采用钛合金制成，防腐性强、可靠性及耐压强度高,为通信电路模组、供电模块提供一个可靠的安装空间；

端盖，包括第一端盖2及第二端盖3,所述第一端盖2装配在所述舱体1的第一固定端，所述第二端盖3装配在所述舱体1的第二固定端，与所述舱体1共同形成一个整体的密封空间，对安装于所述舱体1内的所述通信电路模组、供电模块进行密封保护；

具体地，所述端盖与所述舱体1之间通过内六角圆柱头螺钉进行连接。

为了保证所述舱体1内部的密封性，防止密封舱内渗水，在所述端盖与所述舱体1的接触面上设置有第一轴向密封圈8，对所述端盖与所述舱体1之间进行轴向密封，并在所述端盖的一侧设置一体成型的凸台23，所述凸台23与所述舱体1的内壁紧密配合，且所述凸台23与所述舱体1之间的配合面上设置有第一径向密封圈9，对所述端盖与所述舱体1之间进行径向密封。

如图5-7所示，在本实施例中，所述泄压通孔21为台阶孔，设置在所述第一端盖上，所述泄压堵头10与所述台阶孔之间的配合面上依次设置有第四径向密封圈14、第四轴向密封圈15及第五径向密封圈16。

所述第二端盖3与所述深海换能器7的接触面上由内向外依次设置有第二轴向密封圈12和第三轴向密封圈13，防止所述深海换能器7与所述第二端盖3之间的装配间隙渗水。

所述密封螺钉11与所述第二端盖3之间的配合面上设置有第二径向密封圈17和第三径向密封圈18，防止所述密封螺钉11与所述第二端盖3之间的配合间隙发生渗水。

具体地，如图8-10所示，为了方便所述第一轴向密封圈8及所述第一径向密封圈9的安装，在所述端盖的下端面上开设有第一轴向密封槽24，所述第一轴向密封槽24内套设所述第一轴向密封圈8，在所述凸台23的侧面开设有第一径向密封槽25，所述第一径向密封槽25内套设所述第一径向密封圈9。

泄压堵头10，设置于所述端盖的泄压通孔21中，所述泄压通孔21连通所述安装空间内外，所述泄压堵头10受控释放所述安装空间内外压力差，从而方便拆装。

如图11所示，在本实施例中，所述泄压堵头10包括旋紧部101、密封部102及连接部103，所述第一端盖2上开设有用于安装所述泄压堵头10的泄压通孔21，所述泄压堵头10适配安装在所述泄压通孔21内。

所述旋紧部101的侧面上设置有第四径向密封槽104，所述第四径向密封槽104内套设有所述第四径向密封圈14，防止密封舱内渗水。

所述旋紧部101底面上设置有第四轴向密封槽105，所述第四轴向密封槽105内套设有所述第四轴向密封圈15，防止密封舱内渗水。

所述密封部102的侧面上设置有第五径向密封槽106，所述第五径向密封槽106内套设有所述第五径向密封圈16，防止密封舱内渗水。

所述连接部103上设置外螺纹，所述台阶孔的最小孔径段上设置有内螺纹，从而使所述连接部103与所述台阶孔通过螺纹进行固定连接，防止所述泄压堵头10从所述台阶孔中脱落。

所述旋紧部101的上端面开设有与标准内六角螺柱相同的孔，以便于使用工具施加扭力将所述泄压堵头10连接固定在所述泄压通孔21内。

在本实施例中，所述第一端盖2的外端面上可设置有多个水密连接器6，所述水密连接器6与所述第一端盖2之间通过螺纹进行连接，且所述水密连接器6穿过所述第一端盖2与设置在所述舱体1内的通信电路模组、供电模块电连接。

所述水密连接器6的数量为3个，分别为数据接口、电源接口及调试接口，所述数据接口用于数据的传输，所述电源接口用于提供电源，所述调试接口用于设备的调试。

在本实施例中，所述第二端盖3的外端面上可设置有深海换能器7，所述深海换能器7与所述第二端盖3之间通过密封螺钉11进行连接，且所述深海换能器7穿过所述第二端盖3与所述通信电路模组电连接，用于信号的转换。

如图12所示，为了方便安装所述第二径向密封圈17与所述第三径向密封圈18，在所述密封螺钉11上设置有第二径向密封槽111及第三径向密封槽112，所述第二径向密封槽111上套设所述第二径向密封圈17，所述第三径向密封槽112上套设所述第三径向密封圈18。

在本实施例中，所述舱体1、所述端盖的材质包括钛合金，耐腐蚀性强，可靠性及耐压强度高。

实施例二：

现有水声通信设备的密封舱外部设置有水密连接器和换能器，在深海环境中，水密连接器和换能器容易在外力的作用下出现损坏，从而导致设备故障。

如图1-4所示，在本实施例中，本发明的深水密封舱，其适用于万米级深水水声通信设备，所述深水密封舱包括：

舱体1，用于承受外部水体压力，所述舱体1采用钛合金制成，防腐性强、可靠性及耐压强度高,为通信电路模组提供、供电模块一个可靠的安装空间；

端盖，包括第一端盖2及第二端盖3,所述第一端盖2装配在所述舱体1的第一固定端，所述第二端盖3装配在所述舱体1的第二固定端，与所述舱体1共同形成一个整体的密封空间，对安装于所述舱体1内的所述通信电路模组、供电模块进行密封保护；

所述第一端盖2上设置有多个水密连接器6，所述水密连接器6与所述第一端盖2之间通过螺纹进行连接，且所述水密连接器6穿过所述第一端盖2与设置在所述舱体1内的通信电路模组电连接。

在本实施例中，所述第二端盖3上设置有深海换能器7，所述深海换能器7与所述第二端盖3之间通过密封螺钉11进行连接，且所述深海换能器7穿过所述第二端盖3与所述通信电路模组电连接，用于信号的转换。

保护环4，所述保护环4通过6个保护杆5与所述端盖相连接，所述保护环4、所述保护杆5与所述端盖共同形成一个保护框架，用于承受外部施加的作用力，以保护安装于所述端盖上的水密连接器6及换能器。

为了保证所述舱体1内部的密封性，防止密封舱内渗水，在所述端盖与所述舱体1的接触面上设置有第一轴向密封圈8，对所述端盖与所述舱体1之间进行轴向密封，并在所述端盖的一侧设置一体成型的凸台23，所述凸台23与所述舱体1的内壁紧密配合，且所述凸台23与所述舱体1之间的配合面上设置有第一径向密封圈9，对所述端盖与所述舱体1之间进行径向密封。

泄压堵头10，安装在所述端盖上，便于拆装过程中释放舱内压力，从而方便拆装。

如图13所示，在本实施例中，所述保护杆5的一端为外螺纹杆51，并通过所述外螺纹杆51与所述端盖进行连接，另一端上设置有内螺纹孔52，所述保护环4通过螺栓固定在所述内螺纹孔52上，所述保护杆5上设置有六角固定柱53，以便于使用工具施加扭力将所述保护杆5连接固定在所述第一端盖2和所述第二端盖3上，所述六角固定柱53与标准六角螺母尺寸相同，提高了适用性。

在本实施例中，所述保护环4上设置有多个定位凹槽，用于对所述保护杆5进行定位。

在本实施例中，所述端盖上均匀阵列设置有6个螺纹孔22，所述螺纹孔22与所述保护杆5上的外螺纹杆51相配合连接。

考虑到安装过程中，所述舱体1内部会留有一定的内压，所述舱体1于海水中承受外压，而且第一径向密封圈9与所述舱体1内壁间有很大的摩擦力，因此导致所述端盖的拆卸和装配都比较困难。为了方便所述端盖的拆卸和装配，将6个所述螺纹孔22中的3个设置为螺纹通孔，3个所述螺纹通孔均匀设置，在拆卸的时候，将所述保护杆5拆卸之后，可以通过在3个所述螺纹通孔处旋转拧入长螺钉，在长螺钉竖直方向的作用力下，将所述第一端盖2和所述第二端盖3从所述舱体1的两端顶出，便于拆卸和装配。

在本实施例中，所述端盖的外径与所述舱体1的外径相等，所述保护环4的外径与所述舱体1的外径相等，使密封舱的上下直径统一，外形状光滑无凸起部分，利于零件的保存和维护。

在本实施例中，所述舱体1、所述端盖、所述保护环4及所述保护杆5的材质包括钛合金，耐腐蚀性强，可靠性及耐压强度高。

如图1-5所示，在本发明实施例还提供了一种水声通信设备，其包括了上述的深水密封舱；设置于安装空间的水声通信电路模组、供电模块；安装于不同端盖的浸水器件，所述浸水器件包括水密连接器和深海换能器，所述浸水器件一端露于密封舱外部并浸水。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深水密封舱，其特征在于，所述深水密封舱包括：

舱体，内部形成安装空间；

端盖，装配于所述舱体的开放端口处，所述端盖与所述舱体的接触面上设置有第一轴向密封圈，所述端盖的一侧设置有凸台，所述凸台与所述舱体的内壁贴合适配，且所述凸台与所述舱体之间的配合面上设置有第一径向密封圈，所述舱体及端盖的材质包括钛合金；

泄压堵头，设置于所述端盖的泄压通孔中，所述泄压通孔连通所述安装空间内外，所述泄压堵头受控释放所述安装空间内外压力差。

2.根据权利要求1所述的深水密封舱，其特征在于，所述端盖包括第一端盖及第二端盖，所述第一端盖及所述第二端盖分别安装于所述舱体两端的开放端口处。

3.根据权利要求2所述的深水密封舱，其特征在于，所述第二端盖的外端面用于安装浸水器件，所述第二端盖与所述浸水器件之间通过密封螺钉连接，且其接触面上由内向外依次设置有第二轴向密封圈和第三轴向密封圈，所述密封螺钉与所述第二端盖之间的配合面上设置有第二径向密封圈和第三径向密封圈，所述密封螺钉上设置有第二径向密封槽及第三径向密封槽。

4.根据权利要求2所述的深水密封舱，其特征在于，所述泄压通孔为台阶孔，设置在所述第一端盖上，所述泄压堵头与所述台阶孔之间的配合面上依次设置有第四径向密封圈、第四轴向密封圈及第五径向密封圈。

5.根据权利要求1所述的深水密封舱，其特征在于，所述泄压堵头包括旋紧部、密封部及连接部，所述旋紧部的侧面上设置有第四径向密封槽，所述旋紧部底面上设置有第四轴向密封槽，所述密封部上设置有第五径向密封槽，所述连接部上设置外螺纹。

6.根据权利要求1所述的深水密封舱，其特征在于，所述深水密封舱还包括保护环，所述保护环通过多个保护杆与所述端盖相连接，所述保护环与所述保护杆用于承受外部施加的作用力。

7.根据权利要求6所述的深水密封舱，其特征在于，所述保护杆的一端为外螺纹杆，并通过所述外螺纹杆与所述端盖进行连接，另一端上设置有内螺纹孔，所述保护环通过螺栓固定在所述内螺纹孔上，所述保护杆上设置有六角固定柱。

8.根据权利要求6所述的深水密封舱，其特征在于，所述端盖上均匀阵列设置有多个螺纹孔，所述螺纹孔与所述保护杆上的外螺纹杆相配合连接，多个所述螺纹孔中至少有两个为螺纹通孔，且均匀设置。

9.根据权利要求6所述的深水密封舱，其特征在于，所述端盖的外径与所述舱体的外径相等，所述保护环的外径与所述舱体的外径相等。

10.一种水声通信设备，其特征在于，所述水声通信设备包括：如权利要求1至9任一项所述的深水密封舱；设置于安装空间的水声通信电路模组、供电模块；安装于不同端盖的浸水器件，所述浸水器件包括水密连接器和深海换能器。

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