CN201205973Y - 一种密封耐压窗口 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于水下、特别是深海环境下潜水器上的密封耐压窗口。包括有窗框和安设在窗框中的玻璃窗口，在窗框中玻璃窗口的外面配置有预紧法兰，其特征在于所述的窗框开设内外呈锥孔状的窗孔，窗孔的外侧周向配置孔肩，玻璃窗口外周为锥台形与锥孔状的窗孔相配置，锥台形外周的外侧延伸有一段直柱面，该直柱面与窗孔外侧的孔肩相配置形成密封槽，密封槽中安设密封圈，在预紧法兰内端面与玻璃窗口外面之间安设有平面垫圈。本实用新型采用锥孔面支撑，有效地减薄窗框在支撑窗口位置的壁厚，不仅密封可靠、耐压性能优良，而且结构简单，易于安装。窗口耐压可达6MPa～10MPa甚至更高。

Description

一种密封耐压窗口

技术领域

本实用新型涉及一种用于水下、特别是深海环境下潜水器上的密封耐压窗口。

背景技术

在现有技术中，用于水下压力环境下潜水器或潜艇潜望镜等光学仪器的窗口密封结构大都是将窗口的密封周边设计为平面环状，其密封周边的上、下表面均布置由橡胶板制成的密封垫圈，通过压紧窗口的上法兰给这些橡胶垫圈施加一定的预压紧力，使得窗框、玻璃窗口和两者之间填充的橡胶垫圈紧密贴合，随着外界压力的增大，用于密封的橡胶垫圈的压缩量也就越大，使得这种贴合愈加紧密，从而防止深海压力环境下海水的渗入，起到了密封的作用。上述这种结构的缺点是：(1)窗框与玻璃窗口之间的橡胶垫圈既需起到支撑窗口、提供平衡深水压力的支反力的作用，又要保持一定压缩量，起密封的作用。当水深发生变化时，密封垫圈的压缩量随着发生变化，这种反复的交变载荷易将密封垫圈挤走，导致密封失效；(2)由于深水环境对窗口施加的压力很大，窗框的密封支撑面必须有足够的刚度，以免支撑面变形较大而造成窗口破裂，因而使得窗框设计时局部壳体的壁厚需增加很多；(3)为了保证密封，在窗口外面的法兰必须给橡胶垫圈施加足够大的预压紧力，这就要求上法兰的压紧螺钉密布，橡胶垫圈压缩量均匀一致，这样将造成窗口安装过程的随机因素增多，安装窗口时往往带来额外应力。因此，该类型的窗口密封结构一般适用于4Mpa压力以内的海水深度环境，更大的深水压力(如6Mpa～10Mpa)，即便是增加耐压窗口的厚度，由于安装结构的因素，窗口密封的可靠性也会明显降低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种可有更高耐压的密封耐压窗口，它不仅密封可靠、耐压性能优良，而且结构简单，易于安装。

本实用新型为解决上述提出的技术问题所采取的技术方案为：包括有窗框和安设在窗框中的玻璃窗口，在窗框中玻璃窗口的外面配置有预紧法兰，其不同之处在于所述的窗框开设内外呈锥孔状的窗孔，窗孔的外侧周向配置孔肩，所述的玻璃窗口外周为锥台形与锥孔状的窗孔相配置，锥台形外周的外侧延伸有一段直柱面，该直柱面与窗孔外侧的孔肩相配置形成密封槽，密封槽中安设密封圈，在预紧法兰内端面与玻璃窗口外面之间安设有平面垫圈。

按上述方案，在所述预紧法兰的内端面设置有与密封槽相配置的预紧凸缘。

按上述方案，在所述玻璃窗口锥台形外周与窗框锥孔状窗孔之间安设有锥形面垫圈。

按上述方案，所述的窗框和玻璃窗口为圆形或腰圆形。

按上述方案，所述的密封圈为O形密封圈。

本实用新型的有益效果在于：(1)由于耐压窗口窗框采用锥孔面支撑，改变了支反力的方向，可增大耐压窗口的支撑面积，有效地减薄窗框在支撑窗口位置的壁厚，并为耐压窗口提供足够的支撑刚度；(2)通过在窗框和玻璃窗口之间周向设置密封槽和密封圈，使得密封圈的位置固定，避免了因交变的深水压力的作用将密封圈挤出而导致密封失效的问题，提高了密封耐压性能和耐压窗口密封地可靠性，使得耐压窗口的耐压值可提高至6Mpa～10Mpa甚至更高；(3)用于预紧法兰的螺钉数量和压紧力可大大减小，有效地减小耐压窗口安装过程带来的应力不均匀性，有利于提高耐压窗口的承压能力；(4)结构简单，易于安装。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的正剖视结构图。

图2为本实用新型一个实施例中腰圆形玻璃窗口的后视图。

图3为图2的左剖视图。

图4为本实用新型一个实施例中腰圆形窗口用锥形面垫圈展开时的正视图。

图5为本实用新型一个实施例中腰圆形窗口用锥形面垫圈的立体图。

图6为本实用新型另一个实施例中圆形玻璃窗口的后视图。

图7为图6的左剖视图。

图8为本实用新型另一个实施例中圆形窗口用锥形面垫圈展开时的正视图。

图9为本实用新型另一个实施例中圆形窗口用锥形面垫圈的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的说明。

第一个实施例如图1～5所示，包括有与潜水器壳体相联的窗框1，所述的窗框及窗孔为腰圆形，且窗框中开设的窗孔内小外大呈锥孔状，锥孔的单边倾角θ＝25～45°，θ与窗口的有效通光口径a和窗框内径r所围成的腔体内部空间遵循三角关系，即 $\mathrm{\θ}={\sin }^{-1}\frac{a}{2r}.$ 这样设计可以让壳体支反力的方向，即支撑锥形面的法线方向与窗框壁厚围成的方向重合，使得窗框的支撑锥形面在承受深水压力时变形最小；窗孔的外侧周向配置腰圆形的孔肩，在孔肩的外侧开设腰圆形的平面凹腔，对应于上述窗框结构，窗框的窗孔中安设玻璃窗口2，所述的玻璃窗口为腰圆形，内外端面为平行平面，侧向外周为锥台形与窗框的锥孔状的窗孔相配置，玻璃窗口锥台形外周与窗框锥孔状窗孔之间安设有锥形面垫圈4，锥形面垫圈由展开时呈C形带状的垫片构成，可选用0.5～0.8mm厚的聚四氟乙烯板制成，起缓冲和补偿接触面间隙的作用；玻璃窗口锥台形外周的大端延伸有一段扁平的直柱面，该直柱面与窗孔外侧的孔肩相配置形成截面呈矩形的密封槽，密封槽中安设密封圈3，所述的密封圈可为O形密封圈。在窗框中玻璃窗口的外面配置有预紧法兰6，预紧法兰也为腰圆形，安设在窗框外侧开设的腰圆形平面凹腔中，用螺钉7紧固，在预紧法兰的内端面设置有与密封槽相配置的预紧凸缘，起预压O形密封圈的作用，在预紧法兰内端面与玻璃窗口外端面之间还安设有平面垫圈5，起压紧方向尺寸链的调整作用。

第二个实施例如图1、图6～9所示，它与上一个实施例的主要不同之处在于所述的窗框、玻璃窗口和预紧法兰均为圆形，且窗框中开设的窗孔为内小外大的圆锥孔，圆锥孔的单边倾角θ也在25～45°之间。

Claims (6)

1、一种密封耐压窗口，包括有窗框和安设在窗框中的玻璃窗口，在窗框中玻璃窗口的外面配置有预紧法兰，其特征在于所述的窗框开设内外呈锥孔状的窗孔，窗孔的外侧周向配置孔肩，所述的玻璃窗口外周为锥台形与锥孔状的窗孔相配置，锥台形外周的外侧延伸有一段直柱面，该直柱面与窗孔外侧的孔肩相配置形成密封槽，密封槽中安设密封圈，并且在预紧法兰的内端面设置有与密封槽相配置的预紧凸缘，在预紧法兰内端面与玻璃窗口外面之间还安设有平面垫圈。

2、按权利要求1所述的密封耐压窗口，其特征在于在所述预紧法兰的内端面设置有与密封槽相配置的预紧凸缘。

3、按权利要求1或2所述的密封耐压窗口，其特征在于在所述玻璃窗口锥台形外周与窗框锥孔状窗孔之间安设有锥形面垫圈。

4、按权利要求1或2所述的密封耐压窗口，其特征在于所述的窗框和玻璃窗口为圆形或腰圆形。

5、按权利要求1或2所述的密封耐压窗口，其特征在于所述的密封圈为O形密封圈。

6、按权利要求1或2所述的密封耐压窗口，其特征在于窗框中开设的窗孔内小外大呈锥孔状，锥孔的单边倾角θ＝25～45°。

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