CN220114764U - 一种深海用探测设备复合材料球面罩 - Google Patents

Abstract

一种深海用探测设备复合材料球面罩，属于水下探测器技术领域。本实用新型解决了现有的水下探测设备重量大、在水中稳定性差以及透声性差的问题。罩本体包括直筒段及一体扣设在直筒段一端的弧面段，弧面段为半球形或椭球流线型结构，若干背鳍沿周向均布在罩本体的上部外表面，平衡环与罩本体同轴布置且与若干背鳍固接，罩本体、平衡环及若干背鳍的材质均为复合材料。同等尺寸条件下，复合材料的球面罩整体的重量为金属材质球面罩的1/4，有效减轻了球面罩的重量，通过采用复合材料结合半球形或椭球流线型结构设计，保证其承外压功能，且有效提升其透声性能。背鳍和平衡环在水中起到平衡海流的作用，使整个探测器在水中保持稳定。

Description

一种深海用探测设备复合材料球面罩

技术领域

本实用新型涉及一种深海用探测设备复合材料球面罩，属于水下探测器技术领域。

背景技术

水下探测设备主要是对水下目标进行探测、定位和跟踪，进行水下通信和导航，用于海洋的测绘、海流流速测量、渔业探测等。

近年随着科技的进步，海洋装备的快速发展，对深海探测设备的性能要求越来越高，要求轻量化、耐深水压力、长期耐海水腐蚀和透声性能等特点。水下探测设备分为载人水下探测器、无人水下探测器。无人水下探测器又分为自主水下航行探测器、有缆定点探测器和无人深潜器等。对于深海探测设备，能保证承受外压的同时，外部耐压壳体越轻，探测器越能携带更多有效载荷。以往的圆柱形水下探测设备(如图6所示，图中：100、圆筒形壳体；101、仪器设备；102、上盖；103、下盖；104、线缆)两端的可拆缷密封罩(即上盖102及下盖103)采用金属材料制造，使得探测器的重量大幅增加，且金属材料在长期耐腐性能方面令人担忧，另外，整个探测器在水中的稳定性较差，因此，亟需一种能够保持探测器在水中的稳定性以及具有更高透声性能且耐腐蚀的探测器端盖。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述技术问题，进而提供了一种深海用探测设备复合材料球面罩。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种深海用探测设备复合材料球面罩，包括罩本体、平衡环及若干背鳍，其中所述罩本体包括直筒段及一体扣设在直筒段一端的弧面段，所述弧面段为半球形或椭球流线型结构，若干所述背鳍沿周向均布在罩本体的上部外表面，所述平衡环与罩本体同轴布置且与若干背鳍固接，所述罩本体、平衡环及若干背鳍的材质均为复合材料。

进一步地，所述平衡环与每个背鳍之间均通过连接夹固接。

进一步地，所述连接夹为U形槽体结构，其夹设在平衡环与背鳍之间，且平衡环与连接夹之间以及背鳍与连接夹之间均为胶接。

进一步地，所述弧面段的顶部设置有电缆引出口。

进一步地，弧面段的顶部嵌装有钛合金材质的环片，所述电缆引出口开设在所述环片上。

进一步地，所述平衡环的断面结构为矩形或劣弧形。

进一步地，所述罩本体、平衡环及若干背鳍的材质均为玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料。

进一步地，球面罩外表面喷涂有聚脲防水漆层。

进一步地，所述弧面段的内径为300mm～800mm，壁厚为5mm～15mm，所述平衡环的内径为300mm～800mm，厚度为2mm～5mm。

进一步地，所述背鳍的厚度为2mm～5mm，所述连接夹的壁厚为3mm～5mm。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

同等尺寸条件下，复合材料的球面罩整体的重量为金属材质球面罩的1/4，有效减轻了球面罩的重量，通过采用复合材料结合半球形或椭球流线型结构设计，保证其承外压功能，且有效提升其透声性能。

背鳍和平衡环在水中起到平衡海流的作用，使整个探测器在水中保持稳定。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主剖视示意图；

图3为固设有背鳍的罩本体的立体结构示意图；

图4为连接夹的立体结构示意图；

图5为平衡环的立体结构示意图；

图6为现有技术中的圆柱形水下探测器的剖视示意图。

图中：1、罩本体；1-1、直筒段；1-2、弧面段；2、平衡环；3、背鳍；4、连接夹；5、连接件；6、电缆引出口；7、环片。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图6说明本实施方式，一种深海用探测设备复合材料球面罩，包括罩本体1、平衡环2及若干背鳍3，其中所述罩本体1包括直筒段1-1及一体扣设在直筒段1-1一端的弧面段1-2，所述弧面段1-2为半球形或椭球流线型结构，若干所述背鳍3沿周向均布在罩本体1的上部外表面，所述平衡环2与罩本体1同轴布置且与若干背鳍3固接，所述罩本体1、平衡环2及若干背鳍3的材质均为复合材料。

通过半球形或椭球流线型结构设置，有效减少水流阻力。

直筒段1-1下部还可设计连接螺孔，使其可与探测设备筒段相联。

背鳍3和平衡环2在水中起到平衡海流的作用，使整个探测器在水中保持稳定。

所述背鳍3的数是至少为三个。

金属和碳纤维复合材料的声阻抗相差一个数量级，碳纤维复合材料更适合对于两端有透声性能要求的探测器；

同等尺寸条件下，复合材料的球面罩整体的重量为金属材质球面罩的1/4，有效减轻了球面罩的重量，通过采用复合材料结合半球形或椭球流线型结构设计，保证其承外压功能，且有效提升其透声性能。

所述背鳍3为带有连接翼的三维结构。背鳍3的数量优选为四个。

本实用新型的球面罩耐海洋Ⅱ级环境，颜色可以为具有海上警示作用的橘红色或橙黄色。

罩本体1的顶端可根据有缆需要开孔，以实现线缆引出功能。

罩本体1与探测器筒身段之间采用径向和平面密封两种方式。

所述平衡环2与每个背鳍3之间均通过连接夹4固接。如此设计，平衡环2的下端一体固设有若干连接件5，每个连接件5上均竖向开设有U形通槽，所述连接夹4的背部插装在所述U形通槽内。连接件5的高度优选小于连接夹4的高度。

所述连接夹4为U形槽体结构，其夹设在平衡环2与背鳍3之间，且平衡环2与连接夹4之间以及背鳍3与连接夹4之间均为胶接。如此设计，避免使用螺栓连接，减少背鳍3、连接夹4和平衡环2的机加工纤维损伤，同时有效减小了重量。

所述弧面段1-2的顶部设置有电缆引出口6。如此设计，电缆引出口6开设在弧面段1-2的中心位置。所述电缆引出口6为电缆线出口，为钛合金材质，预埋在复合材料之间。

弧面段1-2的顶部嵌装有钛合金材质的环片7，所述电缆引出口6开设在所述环片7上。如此设计，环片7预埋在罩本体1的复合材料之间。

所述平衡环2的断面结构为矩形或劣弧形。如此设计，平衡环的截面设计为矩形或劣弧，与整体质量匹配，起到稳定作用。

所述罩本体1、平衡环2及若干背鳍3的材质均为玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料。

球面罩外表面喷涂有聚脲防水漆层。如此设计，聚脲防水漆层的厚度为0.3mm～2mm，具有防腐和密封的作用。

所述弧面段1-2的内径为300mm～800mm，壁厚为5mm～15mm，所述平衡环2的内径为300mm～800mm，厚度为2mm～5mm。如此设计，使其能够承受10Mpa以内的外压。

所述背鳍3的厚度为2mm～5mm，所述连接夹4的壁厚为3mm～5mm。

Claims (10)

1.一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：包括罩本体(1)、平衡环(2)及若干背鳍(3)，其中所述罩本体(1)包括直筒段(1-1)及一体扣设在直筒段(1-1)一端的弧面段(1-2)，所述弧面段(1-2)为半球形或椭球流线型结构，若干所述背鳍(3)沿周向均布在罩本体(1)的上部外表面，所述平衡环(2)与罩本体(1)同轴布置且与若干背鳍(3)固接，所述罩本体(1)、平衡环(2)及若干背鳍(3)的材质均为复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：所述平衡环(2)与每个背鳍(3)之间均通过连接夹(4)固接。

3.根据权利要求2所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：所述连接夹(4)为U形槽体结构，其夹设在平衡环(2)与背鳍(3)之间，且平衡环(2)与连接夹(4)之间以及背鳍(3)与连接夹(4)之间均为胶接。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：所述弧面段(1-2)的顶部设置有电缆引出口(6)。

5.根据权利要求4所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：弧面段(1-2)的顶部嵌装有钛合金材质的环片(7)，所述电缆引出口(6)开设在所述环片(7)上。

6.根据权利要求1所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：所述平衡环(2)的断面结构为矩形或劣弧形。

7.根据权利要求1所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：所述罩本体(1)、平衡环(2)及若干背鳍(3)的材质均为玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料。

8.根据权利要求1所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：球面罩外表面喷涂有聚脲防水漆层。

9.根据权利要求1所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：所述弧面段(1-2)的内径为300mm～800mm，壁厚为5mm～15mm，所述平衡环(2)的内径为300mm～800mm，厚度为2mm～5mm。

10.根据权利要求2或3所述的一种深海用探测设备复合材料球面罩，其特征在于：所述背鳍(3)的厚度为2mm～5mm，所述连接夹(4)的壁厚为3mm～5mm。