CN216424689U - 一种耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，包括上端盖法兰、连接筒体、下端盖法兰和聚氨酯防渗层，所述上端盖法兰和下端盖法兰分别套接在连接筒体相对的两端开口处，所述聚氨酯防渗层覆盖在连接筒体的外表面，所述聚氨酯防渗层的两端分别覆盖在上端盖法兰和下端盖法兰的外侧周向表面，所述聚氨酯防渗层的表面平滑连续。本实用新型的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构具有良好的机械强度和使用寿命，同时外表连续，相比现有技术，在复杂环境下工作具有更高的使用寿命和安全性。

Description

一种耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构

技术领域

本实用新型设计监测设备技术领域，尤其涉及一种耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构。

背景技术

浮筒被广泛应用于海洋调查、环境监控和定位通信技术领域中，由于浮筒的工作环境相对恶劣，需要长期浸泡于具有高腐蚀性的海水中，同时也因为海洋气候复杂多变以及海洋地形无法预测的风险，现有技术中的浮筒一般难以实现长期有效的运行，其主要损坏原因在于：1、海水的冲刷以及电化学腐蚀，使壳体出现漏洞，海水进入浮筒壳体内部对内部仪器设备造成损坏；2、长期复杂多变的海洋环境使浮筒容易处在恶劣多变的外部条件下，如礁石冲击、在海面不同深度浮沉出现快速多变的压差，最终使浮筒壳体出现渗漏或变形。

现有技术中，常规的浮筒壳体一般采用多个部件拼接组成，因此其表面存在较多缝隙，长期工作的过程中，连接缝隙容易带来损坏风险，如碰撞过程中缝隙扩大、长期的污染物聚集导致电化学腐蚀或者老化加剧等。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种表面缝隙更好更加平滑，同时具有良好机械性能和抗电化学腐蚀的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，包括上端盖法兰、连接筒体、下端盖法兰和聚氨酯防渗层，所述上端盖法兰和下端盖法兰分别套接在连接筒体相对的两端开口处，所述聚氨酯防渗层覆盖在连接筒体的外侧外表面，所述聚氨酯防渗层的两端分别覆盖在上端盖法兰和下端盖法兰的周向表面，所述聚氨酯防渗层的表面平滑连续。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述上端盖法兰和下端盖法兰靠近连接筒体的一端外侧沿周向经过倒角处理，倒角的角度为10-15°。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述上端盖法兰和下端盖法兰靠近连接筒体的一端边缘经过圆角处理。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述上端盖法兰、连接筒体和下端盖法兰的内腔直径相同且内壁均相互连续。

更进一步优选的，所述上端盖法兰的外侧沿周向开设有若干第一环形槽，所述下端盖法兰的外侧周向开设有若干第二环形槽，所述第一环形槽沿上端盖法兰的长度方向阵列设置有多个，所述第二环形槽沿下端盖法兰的长度方向阵列设置有多个，所述聚氨酯防渗层均覆盖在第一环形槽和第二环形槽的表面。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述上端盖法兰靠近连接筒体的一端内侧沿轴箱均设有第一环形卡接槽，所述下端盖法兰靠近连接筒体的一端内侧沿轴箱均设有第二环形卡接槽，第一环形卡接槽和第二环形卡接槽的形状分别与连接筒体两端部的形状相吻合。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述上端盖法兰和下端盖法兰的表面经过阳极氧化处理。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述连接筒体为碳纤维复合材料材质。

本实用新型的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供了一种新的可行的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构结构，先比现有技术采用的多片段固定连接形成的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构而言，表面一体化程度更高，采用三段嵌套结构形成中空筒体结构，再利用高分子聚酯材料浇筑在该中空筒体结构的表面，形成一层聚氨酯防渗层层，浇筑形成的壳体一方面具有良好的表面连续一致性，同时由于浇筑壳体为聚酯材料，因此能够抵抗海水的盐碱电化学腐蚀；

(2)其次，相比现有技术中的固定连接方式，本申请的壳体结构直接套接形成，并通过聚氨酯防渗层，可以对三段结构进行加强连接，具体的，本申请在端盖法兰结构的表面加工形成有环形槽，环形槽可以增大聚氨酯防渗层与端盖法兰之间的接触面积，同时还可以提供一个沿连接筒体轴向方向的作用力，将两端的端盖法兰结构紧紧拉在一起，起到加强连接作用；

(3)本实用新型的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构结构整体性高，同时还采用了特定工艺处理以及对应的材料，从而有效提高了耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构的电阻性能，有效防止电化学腐蚀，复合层状结构也提高了耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构的机械强度，具有良好的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构中的上端盖法兰侧剖图；

图2为本实用新型耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构中的下端盖法兰侧剖图；

图3为本实用新型耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构中的连接筒体侧剖图；

图4为本实用新型耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构的侧剖图。

图中：1-上端盖法兰、2-连接筒体、3-下端盖法兰、4-聚氨酯防渗层、11-第一环形槽、12-第一环形卡接槽、31-第二环形槽、32-第二环形卡接槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，结合图2-4，本实用新型的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其包括一连接筒体2，连接筒体2为内部具有通道的筒体结构，以及套接安装在连接筒体2两端开口处的上端盖法兰1和下端盖法兰3，具体的还包括聚氨酯防渗层4，所述连接筒体2以及上端盖法兰1和下端盖法兰3连接后形成一通道结构，聚氨酯防渗层4浇筑在该通道结构的外侧表面，并覆盖在上端盖法兰1、连接筒体2以及下端盖法兰3的外侧表面。

以上实施方式中，上端盖法兰1、连接筒体2和下端盖法兰3通过嵌套的方式相互连接并形成一通道结构，通道结构内部用于安装浮筒所需的仪器设备，两端的法兰上可以安装法兰端盖从而将本申请的壳体进行密封形成一密闭空腔结构，由于套接连接会导致上端盖法兰1、连接筒体2和下端盖法兰3相互连接的位置具有缝隙，且表面不平整，因此本申请采用聚氨酯防渗层4对该通道结构的表面进行覆盖，以确保表面平整顺滑，防止海水通过缝隙侵入，或者造成腐蚀。

在具体实施方式中，上端盖法兰1和下端盖法兰3靠近连接筒体2的一端外侧沿周向经过倒角处理，倒角的角度为10-15°。

以上实施方式中，两端的法兰均采用套接的方式与连接筒体2进行连接，因此套接的部分，法兰直径会大于筒体直径，这就会引起外部结构的不平整，进一步地，通过浇筑形成在该通道结构表面的聚氨酯防渗层4也会因为表面形状而发生变化，表面不易平整，即使平整，其连接位置处的壳体厚度发生断崖式变化，也容易导致应力集中，最终影响使用寿命和机械结构稳定性，因此本申请采用倒角处理，从而使法兰与筒体之间连接处更加平滑，过度均匀，这样有利于聚氨酯防渗层4的厚度均匀。

在具体实施方式中，上端盖法兰1和下端盖法兰3靠近连接筒体2的一端边缘经过圆角处理。

以上实施方式是为了进一步改进连接不平滑的问题，因此还对倒角位置的边缘处在进行圆角处理。

在具体实施方式中，所述上端盖法兰1、连接筒体2和下端盖法兰3的内腔直径相同且内壁均相互连续。

在具体实施方式中，所述上端盖法兰1的外侧沿周向开设有若干第一环形槽11，所述下端盖法兰3的外侧周向开设有若干第二环形槽31，所述第一环形槽11沿上端盖法兰1的长度方向阵列设置有多个，所述第二环形槽31沿下端盖法兰3的长度方向阵列设置有多个，所述聚氨酯防渗层4均覆盖在第一环形槽11和第二环形槽31的表面。

以上实施方式中，由于上端盖法兰1、连接筒体2和下端盖法兰3之间直接套接连接，因此存在连接强度不高的问题，即使表现浇筑设置有聚氨酯防渗层4，三者之间依然有较大的分离风险，为了避免该问题，同时降低三者之间的连接难度，本申请采用在法兰表面加工环形凹槽的形式，这样由于聚氨酯防渗层4覆盖在该环形凹槽表面且贴紧，因此相互之间形成类似螺纹连接的结构，从而提供连接筒体2轴线方向的抵持作用力，加强上端盖法兰1、连接筒体2和下端盖法兰3之间的连接。

在具体实施方式中，所述上端盖法兰1靠近连接筒体2的一端内侧沿轴箱均设有第一环形卡接槽12，所述下端盖法兰3靠近连接筒体2的一端内侧沿轴箱均设有第二环形卡接槽32，第一环形卡接槽12和第二环形卡接槽32的形状分别与连接筒体两端部的形状相吻合。

以上实施方式中，由于上端盖法兰1、连接筒体2和下端盖法兰3之间直接套接连接，三者之间相互连接的位置若接触不均匀则会导致局部应力集中，甚至会容易导致渗水的问题，为了尽可能避免这种情况，采取的解决办法是，增大相互之间连接位置的接触面积，且保持接触面积的均匀，因此本申请中对连接位置的形状进行相互匹配，从而使三者在两两套接时，接触位置相互密合，从而有效提高连接位置的稳定性和均一性。

为了进一步提高本申请耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构在恶劣环境下的使用寿命和对应的结构强度。

在具体实施方式中，所述上端盖法兰1和下端盖法兰3的表面经过阳极氧化处理。

在具体实施方式中，所述连接筒体2为碳纤维复合材料材质。

本实用新型所得到的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构整体重量轻，在一具体实施例中，所得耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构与金属结构结合形成的浮筒壳体总重为13.6kg。在外水压为22MPa条件下，试验前后水中重量差不超过4kg，体积恢复率符合要求，体积损失也符合要求。

在最大静载荷满足25MPa，保压不少于2h的情况下，连续循环20次后，在空气中的重量差不大于20g。

在最大静载荷为30MPa下，耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构仍然正常工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，包括上端盖法兰(1)、连接筒体(2)、下端盖法兰(3)和聚氨酯防渗层(4)，所述上端盖法兰(1)和下端盖法兰(3)分别套接在连接筒体(2)相对的两端开口处，所述聚氨酯防渗层(4)覆盖在连接筒体(2)的外表面，所述聚氨酯防渗层(4)的两端分别覆盖在上端盖法兰(1)和下端盖法兰(3)的外侧周向表面，所述聚氨酯防渗层(4)的表面平滑连续。

2.如权利要求1所述的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，所述上端盖法兰(1)和下端盖法兰(3)靠近连接筒体(2)的一端外侧沿周向经过倒角处理，倒角的角度为10-15°。

3.如权利要求2所述的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，所述上端盖法兰(1)和下端盖法兰(3)靠近连接筒体(2)的一端边缘经过圆角处理。

4.如权利要求1所述的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，所述上端盖法兰(1)、连接筒体(2)和下端盖法兰(3)的内腔直径相同且内壁均相互连续。

5.如权利要求1所述的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，所述上端盖法兰(1)的外侧沿周向开设有若干第一环形槽(11)，所述下端盖法兰(3)的外侧周向开设有若干第二环形槽(31)，所述第一环形槽(11)沿上端盖法兰(1)的长度方向阵列设置有多个，所述第二环形槽(31)沿下端盖法兰(3)的长度方向阵列设置有多个，所述聚氨酯防渗层均覆盖在第一环形槽(11)和第二环形槽(31)的表面。

6.如权利要求1所述的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，所述上端盖法兰(1)靠近连接筒体(2)的一端内侧沿轴箱均设有第一环形卡接槽(12)，所述下端盖法兰(3)靠近连接筒体(2)的一端内侧沿轴箱均设有第二环形卡接槽(32)，第一环形卡接槽(12)和第二环形卡接槽(32)的形状分别与连接筒体两端部的形状相吻合。

7.如权利要求1所述的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，所述上端盖法兰(1)和下端盖法兰(3)的表面经过阳极氧化处理。

8.如权利要求1所述的耐压浮筒复合材料筒身与金属接头的连接结构，其特征在于，所述连接筒体(2)为碳纤维复合材料材质。

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