分離式潛水器耐壓殼卡箍自動鎖緊裝置及採用該鎖緊裝置的潛水器耐壓殼的製作方法

2023-10-26 10:32:08

本發明涉及一種分離式潛水器耐壓殼卡箍自動鎖緊裝置及採用該鎖緊裝置的分離式潛水器耐壓殼。

背景技術：

作為潛水器的重要組成部分，耐壓殼起著保障下潛過程中內部設備正常工作、以及載人時人員健康安全的作用，其重量佔潛水器總重的1/4-1/2。耐壓殼的設計對潛水器安全性、機動性、空間利用率和人機環等性能具有重要影響。

現役潛水器耐壓殼結構主要有兩種：

(1)一種是焊接而成的耐壓殼。各國在鈦合金球殼的製造工藝方面的差別，主要是在半球成型和焊接工藝上。一種是以alvin號為代表的美、日等國製造的鈦合金球殼，其半球成型是採用大規格厚板直接衝壓成型，再採用電子束焊接兩個半球赤道環縫；另一種是以蛟龍號載人艙球殼為代表，其半球成型是將多個分瓣組焊成半球，再焊接兩個半球的赤道環縫，焊接採用手工窄間隙氬弧焊。此外，俄羅斯的和平號載人潛水器採用的是無焊接工藝：將鑄造的兩個半球通過機加工成型，然後採用螺栓連接。採用焊接成型的耐壓殼在密封性能上具有優勢，但是耐壓殼一旦發生損壞，整個耐壓殼都要進行更換，這樣大大增加了成本。

(2)一種是上下半球分離式的耐壓殼。上半球和下半球間有一層密封，兩半球間靠卡箍進行固定，卡箍兩端主要用螺釘進行連接鎖緊。對於潛水器耐壓殼，一層密封略顯單薄，一旦發生密封失效，對於深海人身安全有很大威脅；同時，由於採用卡箍和螺釘進行緊固，當耐壓殼在深海受到較大壓力時，會發生一定量的變形，而卡箍由於內外部都受到海水壓力保持原有形狀，螺釘鎖緊裝置不能對卡箍進行再次鎖緊，使得卡箍與耐壓殼之間不能緊緊接觸，增加了上下半球耐壓殼分離進水的可能性，對其中設備帶來損害，尤其載人時會對深海作業人員而言十分危險。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種鎖緊效果好、增強耐壓殼安全性的分離式潛水器耐壓殼卡箍自動鎖緊裝置。

為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案為：一種分離式潛水器耐壓殼卡箍自動鎖緊裝置，包括設置在卡箍一端的安裝塊，安裝塊中沿卡箍長度方向設有至少一個安裝通孔；卡箍的另一端處設有一端密閉一端開口的活塞缸，且活塞缸開口側朝向卡箍缺口處，活塞缸中設有活塞，活塞外周與活塞缸內壁間設有至少一個密封圈，活塞缸中靠近開口端的一側設有限制活塞位置的限位塊，活塞上在靠近活塞缸開口的一側設有定位銷座，定位銷座中設有定位銷，定位銷上轉動套設有至少一個與安裝通孔相配合的鎖緊杆，鎖緊杆端部穿過安裝塊且其上通過螺紋設有鎖緊螺母；活塞一端緊靠限位塊時其另一端與活塞缸密閉端內壁的距離大於殼體變形後卡箍繼續鎖緊殼體所需的收縮距離。

作為一種優選的方案，所述活塞與活塞缸的密閉端間設有復位彈簧，活塞一端緊靠限位塊時其另一端與活塞缸密閉端內壁的距離大於殼體變形後卡箍繼續鎖緊殼體所需的收縮距離與復位彈簧完全壓縮後的長度值之和。

作為一種優選的方案，所述活塞缸中靠近開口端的一側內壁上均布有三個扇形限位塊。

作為一種優選的方案，所述活塞缸上靠近開口端的一側側壁上均布有三個進水通孔。

作為一種優選的方案，所述活塞缸開口端內壁上設有連接螺紋，卡箍相應端上設有螺紋凸臺，活塞缸通過螺紋與卡箍上的螺紋凸臺相連接，螺紋凸臺中心沿卡箍長度方向設有貫通孔，所述鎖緊杆從貫通孔中穿過。

作為一種優選的方案，所述活塞上在靠近活塞缸開口的一側設有上下兩個定位銷座。

作為一種優選的方案，活塞靠近活塞缸密閉端一側表面和活塞缸密閉端內表面均有設有一凸臺，所述復位彈簧兩端分別套設在兩凸臺上。

本自動鎖緊裝置的有益效果是：本自動收緊裝置使得活塞在深海受水壓向活塞缸密閉端滑動時，通過鎖緊杆、鎖緊螺母、安裝塊帶動另一端卡箍收緊，保證耐壓殼和卡箍在不同水深都能保持緊密接觸，鎖緊效果好，增加耐壓殼的安全性；且該裝置結構簡單、安裝與拆卸方便。

由於鎖緊杆與活塞通過定位銷連接，從而保證鎖緊杆與活塞間可相對轉動，降低加工與安裝精度要求，也避免使用中，鎖緊杆偏移使得活塞運動不暢。

由於活塞與活塞缸的密閉端間設有復位彈簧，使得耐壓殼從深水處上升時，卡箍可以快速做出反應，減小卡緊程度，防止卡箍過緊被耐壓殼撐壞。

由於活塞缸中靠近開口端的一側內壁上均布有三個扇形限位塊，使得鎖緊時活塞受力均勻。

由於所述活塞缸上靠近開口端的一側側壁上均布有三個進水通孔，使得活塞對水壓的變化反應更為靈敏。

由於活塞上在靠近活塞缸開口的一側設有上下兩個定位銷座，使得定位銷的安裝更為穩固。

活塞靠近活塞缸密閉端一側表面和活塞缸密閉端內表面均有設有一凸臺，所述復位彈簧兩端分別套設在兩凸臺上，使得復位彈簧的安裝更為方便。

本發明另一個所要解決的技術問題是：提供一種密封效果好、使用安全的分離式潛水器耐壓殼。

為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案為：一種分離式潛水器耐壓殼，包括上半球、下半球、卡箍及鎖定卡箍的鎖緊裝置，上半球頂部設有頂部通孔，上半球上在頂部通孔處設有可開啟的平封蓋，平封蓋與上半球之間設有密封圈，上半球與下半球之間設有密封圈，所述鎖緊裝置為上述任一種分離式潛水器耐壓殼卡箍自動鎖緊裝置。

作為一種優選的方案，所述上半球與下半球的貼合面之間設有內外兩道密封圈，其中一道設置在上半球上另一道設置下半球上。

本耐壓殼的有益效果是：由於採用上下半球分離連接方式，使得耐壓殼的安裝、拆卸、替換更為方便，同時有利於模塊化製造。

由於採用了上述自動鎖緊裝置，保證耐壓殼和卡箍在不同水深都能保持緊密接觸，鎖緊效果好，增加耐壓殼的安全性。

由於上半球與下半球的貼合面之間設有內外兩道密封圈，其中一道設置在上半球上另一道設置下半球上，增強了上半球與下半球的密封效果。

附圖說明

圖1為耐壓殼的總裝圖；

圖2為圖1的ⅰ部放大圖；

圖3為圖1的ⅱ部放大圖；

圖4為自動鎖緊裝置中部分結構的三維圖；

圖5為本發明的活塞三維圖；

圖6為本發明的活塞缸三維圖；

圖1至圖6中：1-平封蓋，2-螺釘，3-墊圈，4-密封圈，5-上半球，6-下半球，7-鎖緊杆，8-螺釘，9-螺紋凸臺，10-限位塊，11-活塞，12-活塞缸，13-復位彈簧，14-密封圈，15-定位銷，16-安裝塊，17-鎖緊螺母，18-卡箍，19-密封圈，20-進水通孔。

具體實施方式

下面結合附圖，詳細描述本發明的具體實施方案。

如圖1-6所示，一種分離式潛水器耐壓殼卡箍18自動鎖緊裝置，包括設置在卡箍18一端的安裝塊16，安裝塊16中沿卡箍18長度方向設有一個安裝通孔；卡箍18另一端上設有螺紋凸臺9，螺紋凸臺9中心沿卡箍18長度方向設有貫通孔，一端密閉一端開口的活塞缸12在開口端內壁上設有連接螺紋，活塞缸12通過螺紋與卡箍18上的螺紋凸臺9相連接。活塞缸12中設有活塞11，活塞11外周與活塞缸12內壁間設有三個密封圈14，活塞缸12中靠近開口端的一側內壁上通過螺釘8均布有三個限制活塞11位置的扇形限位塊10，活塞缸12上靠近開口端的一側側壁上均布有三個進水通孔20，活塞11上在靠近活塞缸12開口的一側設有上下兩個定位銷15座，定位銷15座中設有定位銷15，定位銷15中部轉動套設有鎖緊杆，鎖緊杆端部穿過安裝塊16且其上通過螺紋設有鎖緊螺母17；

所述活塞11與活塞缸12的密閉端間設有復位彈簧13，活塞11靠近活塞缸12密閉端一側表面和活塞缸12密閉端內表面均有設有一凸臺，所述復位彈簧13兩端分別套設在兩凸臺上。活塞11一端緊靠限位塊10時其另一端與活塞缸12密閉端內壁的距離大於殼體變形後卡箍18繼續鎖緊殼體所需的收縮距離與復位彈簧13完全壓縮後的長度值之和。

如圖1-6所示，一種分離式潛水器耐壓殼，包括上半球5、下半球6、卡箍18及鎖定卡箍18的鎖緊裝置。所述鎖緊裝置為上述分離式潛水器耐壓殼卡箍18自動鎖緊裝置。

上半球5頂部設有頂部通孔，上半球5上在頂部通孔處設有可開啟的平封蓋1，平封蓋1與上半球5之間設有密封圈4。平封蓋1通過螺釘2與上半球5連接。上半球5與下半球6的貼合面之間設有內外兩道密封圈19，其中一道設置在上半球5上另一道設置下半球6上。

下水前，合上平封蓋1，擰緊螺釘2。上半球5和下半球6通過卡箍18合併，活塞缸12通過螺紋與卡箍18一端上的螺紋凸臺9固定，鎖緊杆7一端穿過安裝塊16並在端部擰動鎖緊螺母17；此時，由於鎖緊杆另一端連接活塞11，而活塞11又通過頂緊限位塊10推動活塞缸12及螺紋凸臺9，從而使卡箍18將上半球5和下半球6卡緊。

下水後，由於耐壓殼整體受壓，會產生一定量的形變，而卡箍18因內外部均受到水壓作用，不會像耐壓殼一樣產生形變，此時海水通過螺紋凸臺9上的貫通孔及活塞缸12上的3個進水通孔20進入活塞缸12開口端，推動活塞11向密閉端移動，帶動鎖緊杆7以及與卡箍18上安裝塊16固定的一端同步收緊。而耐壓殼整體耐壓度較高，受水壓產生的變形量小於水壓對卡箍18產生的再次卡緊變形量，從而實現在不同水深再次卡緊卡箍18，防止因卡箍18與上半球5與下半球6產生間隙，使得耐壓殼進水。

上述的實施例僅例示性說明本發明創造的原理及其功效，以及部分運用的實施例，而非用於限制本發明；應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。