CN217463185U - 基于凸台凹槽的双密封开窗圆筒形耐压容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于凸台凹槽的双密封开窗圆筒形耐压容器，主要解决现有技术开窗破坏整体外形、开窗小不便维修及开窗密封易失效的问题。其包括圆筒形壳体(1)、窗口(5)、窗盖(2)，该窗口为矩形，开设在壳体侧面，其中心与壳体的中心在与窗口平行且过圆筒形壳体中心轴的平面上的投影重合，且上、下沿端面均设有窗口凹槽组(11)；该窗盖形状为近似瓦形，两端有底且与窗口的对应位置设有窗盖凸台组(21)，其覆盖在窗口上，形成壳体与窗盖合拢后的孔轴配合，并通过密封圈密封。具有在外压力下密封性能稳定、能保持圆筒形整体外形、方便对容器内设备维修、且承压力学性能良好的优点，可用于深海较大压力环境下对电子设备的保护。

Description

基于凸台凹槽的双密封开窗圆筒形耐压容器

技术领域

本实用新型属于机械结构技术领域，具体涉及一种耐压容器，可在较大压力环境下对电子设备进行保护。

背景技术

在潜水作业中，尤其是深海作业中，设备需要承受较大的海水压力，并保持良好的密封性能。对于潜水电子设备，电气模块通常不能直接暴露在水中，而需要将电气模块置于耐压密封容器内，以保证电气模块不与水接触而损坏。

然而，电气模块通常需要经常维修或更换，这就需要保护它的压力容器有足够大的可开闭窗口，且窗盖易于拆装，以方便容器内的电气模块的装入和取出。

复杂电子设备多由多个功能单元组成。为便于安装和维修，潜水电子设备的每个功能单元都需要一个独立的耐压容器分别对其提供保护。因为每个电气单元需要通过电气连接组成一个整体，所以为每电气单元提供保护的耐压容器也需要连接成为一个大耐压容器。因此，保护每个电器单元的耐压容器须有连接结构接口，此类连接结构接口多设置在每个圆筒耐压容器的上下端面。而在对潜水设备维修时，尤其对于潜水电子设备，为避免产生不必要的维修工作量和维修密封故障，对一个单元的内部故障要尽可能不跨单元进行拆解维修，即单元间之间的结构连接在单元维修时不被拆卸，这就需要在每个单元的耐压容器的侧面开维修窗口，而且维修窗口的大小决定容器内电器模块的安装和维修的方便与否。

现有圆筒形耐压容器在侧面开维修窗口的方式有两种：一种是在圆筒侧面先设置一个向外凸出的围框法兰，再在法兰上开窗；另一种是在圆筒壁上直接开通孔，再加窗盖对孔进行密封。这两种开窗方式存在以下不足：

一是在圆筒壳体与窗盖安装合拢后，会使圆筒外形凸出来一部分，造成圆筒径向空间的增大，破坏圆形整体外形，不利于安装于桅杆；

二是不易确定开窗的大小，开窗尺寸小，不便于容器内空间的有效利用和电气模块的维修更换；开窗越大，圆筒壳体的耐压力学性能就越差，即在大压力下易产生变形，变形后又会使得密封面之间的缝隙变大，导致密封失效从而泄漏，不仅会使置于耐压密封容器内的电气模块与水接触发生故障损坏，而且也会影响到连接的相邻单元，造成整个设备无法正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于凸台凹槽的双密封开窗圆筒形耐压容器，以在侧壁大开口下维持圆筒壳体与窗盖安装合拢后圆筒外形的不变，避免窗盖在外压力作用下与壳体窗口的分离，提高密封可靠性，保证电子设备的安全性。

为实现上述目的，本实用新型的基于凸台凹槽的双密封开窗圆筒形耐压容器，包括圆筒形壳体1、壳体侧面开有窗口5，壳体与窗盖2之间通过密封圈密封，其特征在于：

所述窗口5形状为矩形，其中心与壳体1的中心在与窗口平行且过圆筒形壳体中心轴的平面上的投影重合，其上、下沿端面均设有窗口凹槽组11或窗口凸台组14，

所述窗盖2覆盖在窗口5上，其形状为两端有底的近似瓦形，上下两端面为平面，内、外侧圆弧面与所述圆筒形壳体1的内、外侧面的半径相等，其与窗口的对应位置设有窗盖凸台组21或窗盖凹槽组24，形成壳体与窗盖合拢后的孔轴配合，用于防止在大压力下，径向密封面分离；

所述密封圈，包括第一密封圈3和第二密封圈4，该第一密封圈3设置在窗口5内侧面上的封闭密封圈沟槽12或窗盖2侧面上的封闭密封圈沟槽23内，该第二密封圈4设置在窗盖2端面上封闭的密封圈沟槽22或窗口5端面上封闭的密封圈沟槽13内，使得壳体与窗盖安装合拢后,第一密封圈3被窗盖或窗口侧面挤压形成径向密封，第二密封圈4被窗口或窗盖端面挤压形成端面密封。

进一步，所述壳体1与窗盖2之间采用松不脱螺钉6连接紧固，以便于拆卸。

进一步，所述窗口5的宽度略小于壳体1内腔直径，上、下侧面分别与壳体1的上、下端距离相等且略大于壳体1筒壁厚度，该窗口5与窗盖2的四个角均采用圆弧面相切过渡，用于加工径向密封沟槽,形成径向密封。

进一步，所述壳体1内的圆柱面与底面连接处设置圆角15，用于防止在承受外部压力时产生过度应力集中。

进一步，所述壳体1、所述窗盖2及松不脱螺钉6均为钛合金材料，以增加整体容器的强度，增强容器耐海水等液体腐蚀性。

进一步，所述第一密封圈3和第二密封圈4均为O形截面橡胶圈，以便于拆卸维护。

进一步，所述窗盖2上有顶丝螺纹孔25，用于拆卸窗盖。

进一步，所述壳体1的上下表面均设置有连接法兰16，该连接法兰16上设有连接孔17、螺纹孔18及密封沟槽19，分别用于与其他单元的电气连接和密封连接。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型由于在圆筒形壳体侧面开较大宽度的矩形窗口，方便了容器内模块的装拆和维修，有效利用容器内部空间；同时由于在壳体和窗盖上增加形成孔轴配合的凸台组和凹槽组，可使壳体与窗盖安装合拢后，能保持圆筒形整体外形，并拥有良好的承压力学性能，且更加有利安装于桅杆；此外由于壳体与窗盖之间采用径向及端面双密封方式，能保证容器的密封性能，提高容器在外压力下的稳定性，有效防止在大压力下因密封失效而泄露。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构的爆炸图；

图2是本实用新型的整体结构上视剖切图；

图3是本实用新型中圆筒形壳体的结构图；

图4是图3的侧视剖切图；

图5是本实用新型中窗盖的结构图；

图6是图5的侧视剖切图；

图7是本实用新型的壳体和窗盖装配后的正视图。

具体实施方式

本实用新型针对现有侧面开窗耐压容器发生失效的两个主要原因：一是开窗结构欠佳，破坏了圆筒的整体性承压结构；二是未对密封面进行约束，在大压力下，容器窗口密封面变形不一致，密封面之间的缝隙变大，导致密封失效从而泄漏。提出解决此问题的关键，一是尽可能减小开窗对圆筒整体性结构的破坏，二是限制密封面分离，即根据轴孔配合的径向密封和端面密封原理，对容器窗口同时采用类径向密封和端面密封，并采用凸台和凹槽配合结构来防止密封面分离，从而保持密封性能。

实施例1

参照图1和图2，本实例的耐压容器主要由壳体1、窗盖2、第一密封圈3、第二密封圈4、窗口5组成。窗口5开设在壳体1的侧壁，两个密封圈3和4分别安装在窗口5的内侧面和窗盖2的端面，窗盖2扣盖在窗口5上，通过螺钉6固定，如图7所示。

参照图3和图4，所述壳体1为圆筒形，壳体1的上下表面均设置有连接法兰16，该连接法兰16上设有连接孔17、螺纹孔18及密封沟槽19。该连接孔17用于与其他单元的电气连接，该螺纹孔18及密封沟槽19用于与其他单元的密封连接；在壳体内圆柱面与底面连接处设置有过渡圆角15，用于防止耐压容器在承受外部压力时产生过度应力集中。

所述窗口5形状为矩形，其中心与壳体1的中心在与窗口平行且过圆筒形壳体中心轴平面上的投影重合，窗口的宽度略小于壳体1内腔直径，其上、下侧面分别与壳体1的上、下端距离相等且略大于壳体1的筒壁厚度；其上、下沿端面均设有窗口凹槽组11，如图3(A)、图4(A)所示，且在其内侧面加工一个封闭的密封沟槽12。

参照图5和图6，所述窗盖2形状为两端有底的近似瓦形，上下两端面为平面，其内、外侧圆弧面与壳体1的内、外侧面的半径相等；并在窗盖的四角设置四个顶丝螺纹孔25，用于拆卸窗盖，顶丝螺纹孔25的公称直径与松不脱螺钉6相等，以便于利用松不脱螺钉6拆卸窗盖2。窗盖的端面设置有与窗口配合的窗盖凸台组21，形成壳体与窗盖合拢后的孔轴配合，用于防止在大压力下，径向密封面分离，如图5(A)、图6(A)所示，且在其端面上加工一个封闭的密封沟槽22。

所述第一密封圈3和第二密封圈4采用O形截面橡胶圈，其中第一密封圈3安装在密封沟槽12内，第二密封圈4安装在密封沟槽22内。密封圈尺寸参照GB/T 3452.1《液压气动用O形橡胶密封圈第1部分:尺寸系列及公差》；密封沟槽尺寸参照GB/T 3452.3《液压气动用O形橡胶密封圈沟槽尺寸》。因第一密封圈3和第二密圈4为近似矩形，需按小径尺寸进行等效折算，本实例取但不限于5.3mm。

参照图3和图5，窗口5与窗盖2的四个角均采用圆弧面相切过渡，便于加工径向密封沟槽,形成径向密封；且窗盖2的外侧面与窗口5的侧面形成间隙配合，其精度为H7/f6，以保证壳体与窗盖安装合拢后,第一密封圈3被窗盖侧面挤压形成径向密封，第二密封圈4被窗口端面挤压形成端面密封。

所述壳体1与窗盖2安装合拢时，窗盖凸台组21分别插入窗口凹槽组11，形成孔轴配合，合拢后将壳体1与窗盖2采用松不脱螺钉6连接紧固，方便本容器窗盖的安装和拆卸，容器整体仍保持圆筒结构，具有良好的耐外压结构力学性能；该耐压容器的壳体1、窗盖2和螺钉6均采用钛合金材料，以增加整体容器的强度，增强容器耐海水等液体腐蚀性。

实施例2

本实施例的基本结构与实施例1的基本结构相同，区别是凸台组、凹槽组、端面密封沟槽及径向密封沟槽的位置与实施例的位置相反。

所述窗口5，其上、下沿端面均设有窗口凸台组14，如图3(B)、图4(B)所示，其端面加工有一个封闭的密封沟槽13。

所述窗盖，其端面设置有与窗口配合的窗盖凹槽组24，形成壳体与窗盖合拢后的孔轴配合，用于防止在大压力下，径向密封面分离，如图5(B)、图6(B)所示，且在其侧面上加工一个封闭的密封沟槽23。

所述第一密封圈3和第二密封圈4采用O形截面橡胶圈，其中第一密封圈3安装在密封沟槽23内，第二密封圈4安装在密封沟槽13内。

所述壳体1与窗盖2安装合拢时，窗口凸台组14分别插入窗盖凹槽组24，形成孔轴配合。

以上描述仅是本实用新型的两个具体实例，并未构成对本实用新型的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本实用新型内容和原理后，都可能在不违背本实用新型原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本实用新型思想的修正和改变仍在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于凸台凹槽的双密封开窗圆筒形耐压容器，包括圆筒形壳体(1)、壳体侧面开有窗口(5)，壳体与窗盖(2)之间通过密封圈密封，其特征在于：

所述窗口(5)形状为矩形，其中心与壳体(1)的中心在与窗口平行且过圆筒形壳体中心轴的平面上的投影重合，其上、下沿端面均设有窗口凹槽组(11)或窗口凸台组(14)；

所述窗盖(2)覆盖在窗口(5)上，其形状为两端有底的近似瓦形，上下两端面为平面，内、外侧圆弧面与所述圆筒形壳体(1)的内、外侧面的半径相等，其与窗口的对应位置设有窗盖凸台组(21)或窗盖凹槽组(24)，形成壳体与窗盖合拢后的孔轴配合，用于防止在大压力下，径向密封面分离；

所述密封圈，包括第一密封圈(3)和第二密封圈(4)，该第一密封圈(3)设置在窗口(5)内侧面上的封闭密封圈沟槽(12)或窗盖(2)侧面上的封闭密封圈沟槽(23)内，该第二密封圈(4)设置在窗盖(2)端面上封闭的密封圈沟槽(22)或窗口(5)端面上封闭的密封圈沟槽(13)内，使得壳体与窗盖安装合拢后,第一密封圈(3)被窗盖或窗口侧面挤压形成径向密封，第二密封圈(4)被窗口或窗盖端面挤压形成端面密封。

2.根据权利要求1所述耐压容器，其特征在于，所述壳体(1)与窗盖(2)之间采用松不脱螺钉(6)连接紧固，以便于拆卸。

3.根据权利要求1所述耐压容器，其特征在于，所述窗口(5)的宽度略小于壳体(1)内腔直径，上、下侧面分别与壳体(1)的上、下端距离相等且略大于壳体(1)筒壁厚度，该窗口(5)与窗盖(2)的四个角均采用圆弧面相切过渡，用于加工径向密封沟槽,形成径向密封。

4.根据权利要求1所述耐压容器，其特征在于，所述壳体(1)内的圆柱面与底面连接处设置圆角(15)，用于防止在承受外部压力时产生过度应力集中。

5.根据权利要求2所述耐压容器，其特征在于，所述壳体(1)、所述窗盖(2)及松不脱螺钉(6)均为钛合金材料，以增加整体容器的强度，增强容器耐海水腐蚀性。

6.根据权利要求1所述耐压容器，其特征在于，所述第一密封圈(3)和第二密封圈(4)均为O形截面橡胶圈，以便于拆卸维护。

7.根据权利要求1所述耐压容器，其特征在于，所述窗盖(2)上有顶丝螺纹孔(25)，用于拆卸窗盖。

8.根据权利要求1所述耐压容器，其特征在于，所述壳体(1)的上下表面均设置有连接法兰(16)，该连接法兰(16)上设有连接孔(17)、螺纹孔(18)及密封沟槽(19)，分别用于与其他单元的电气连接和密封连接。

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