[實用新型]一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420174073.8
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN203812423U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶松林;張振華;廖伍舉;尹方龍;袁劭華;李雷
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G01M99/00;G01M3/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于海洋工程（尤其是深海）試驗技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能模擬深海4500m高壓環(huán)境的試驗容器，尤其涉及一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙。

背景技術(shù)

用于海洋工程中深潛、資源勘探、水下作業(yè)類設(shè)備和儀器往往在海下幾百米甚至數(shù)千米的環(huán)境中工作，隨著海洋深度的增加，該類設(shè)備和儀器需要承受的海水背壓也越來越高，一旦發(fā)生故障將會帶來高昂的施工和維修費用。為了驗證該類設(shè)備和儀器在深海高壓力環(huán)境下能否夠正常可靠的工作，在投入使用前都要在模擬的海水深度環(huán)境中進(jìn)行大量的承壓、密封可靠性等試驗驗證。

深海模擬艙是用于檢驗此類設(shè)備和儀器耐壓性能及密封性能中必不可少的試驗設(shè)備，可根據(jù)需要模擬出不同水深環(huán)境，并配套與之對應(yīng)的管路和電控系統(tǒng)。國內(nèi)外相關(guān)單位研制的深海模擬艙主要采用臥式或立式安裝的圓柱式艙體，為方便試驗設(shè)備和儀器的裝入和取出，節(jié)省人力和裝拆時間，深海模擬艙的進(jìn)出口多采用快開蓋結(jié)構(gòu)，其中卡箍快開蓋結(jié)構(gòu)是一種最為廣泛的端蓋與筒體之間的連接形式。深海模擬艙自身的密封問題是設(shè)計和研制模擬艙過程中最為關(guān)鍵的技術(shù)，目前卡箍快開蓋結(jié)構(gòu)的臥式深海模擬艙大多采用端面密封的形式，即在端蓋法蘭端面與筒體法蘭端面之間設(shè)置O型橡膠圈，完全通過高強(qiáng)度卡箍來鎖緊兩個端面。當(dāng)應(yīng)用于水深超過4000m（也就是內(nèi)部必須要承受超過40MPa壓力）的深海模擬艙時，這種端面密封的卡箍快開蓋結(jié)構(gòu)的弊端主要表現(xiàn)在：由于卡箍承受頂蓋傳遞的介質(zhì)壓力和密封比壓引起的軸向力過大而導(dǎo)致卡箍彎曲變形，上下法蘭會在接觸面上張開產(chǎn)生一個外大內(nèi)小的擴(kuò)口，艙內(nèi)壓力越大卡箍彎曲變形越嚴(yán)重，上下法蘭接觸面上的擴(kuò)口也會越大，這會顯著降低兩個法蘭端面之間的O型橡膠圈的密封能力，甚至導(dǎo)致密封失效，即使增加卡箍的剛度和強(qiáng)度也很難滿足要求，因此將卡箍快開蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)用于臥式的模擬水深超過4000m高壓艙的專利或文獻(xiàn)在國內(nèi)外都十分少見。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙，在充分發(fā)揮卡箍快開蓋結(jié)構(gòu)能快速方便地開啟和關(guān)閉端蓋的同時，又能保證深海模擬艙具有很高的密封可靠性。

為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案包括：一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙，主要由前端蓋、筒體、后端蓋、鞍座、圓形卡箍、卡箍鎖緊機(jī)構(gòu)組成，筒體臥式安放在鞍座上，前端蓋和后端蓋分別連接在筒體的頭尾兩端。圓筒狀的前端蓋由移動架支撐，前端蓋的一端由球形封頭焊接而成，中間外壁上有環(huán)形凸起，另一端沿軸向伸出有環(huán)形臺階，環(huán)形臺階伸入筒體的頭端，在環(huán)形臺階的周向開有至少兩條矩形溝槽，每條矩形溝槽內(nèi)分別設(shè)有與筒體內(nèi)壁形成軸向密封的O型橡膠圈Ⅰ；在筒體頭端的外壁上有環(huán)形凸起并與前端蓋上的環(huán)形凸起位置對應(yīng)，在筒體的環(huán)形凸起與前端蓋的環(huán)形凸起上安裝圓形卡箍，圓形卡箍的頂端安裝有卡箍鎖緊機(jī)構(gòu)，筒體的尾端設(shè)有端部法蘭；后端蓋為一端設(shè)有圓柱形凸臺的盲板蓋，圓形柱凸臺的周向開有矩形溝槽，圓形凸臺伸入筒體的尾端，并與筒體的內(nèi)壁通過矩形溝槽內(nèi)的O型橡膠圈Ⅱ形成軸向密封，后端蓋與筒體的端部法蘭通過圓周均勻分布的8～20套由雙頭螺柱Ⅰ、墊圈Ⅰ和螺母Ⅰ構(gòu)成的組件連接緊固。

所述的一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙中，移動架的高度可以通過調(diào)高螺桿進(jìn)行調(diào)節(jié)，移動架軸向移動由導(dǎo)軌導(dǎo)向，前端蓋的中心線與筒體的中心線重合。

所述的一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙中，在前端蓋環(huán)形凸起與筒體環(huán)形凸起的對應(yīng)位置沿圓周均勻安裝2～4套由雙頭螺柱Ⅱ、墊片Ⅱ和螺母Ⅱ組成的預(yù)緊組件，預(yù)緊組件克服O型橡膠圈Ⅰ的預(yù)緊力，便于前端蓋與筒體的頭端貼合。

所述的一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙中，在前端蓋環(huán)形凸起位置沿圓周均勻分布2～4個起蓋螺孔，起蓋螺孔內(nèi)安裝起蓋螺釘，通過擰緊起蓋螺釘克服O型橡膠圈Ⅰ的預(yù)緊力，便于前端蓋與筒體的頭端分離。

所述的一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙中，圓形卡箍由三瓣弧形卡塊組成，上面兩瓣卡塊與下面一瓣卡塊分別通過銷軸鉸接，圓形卡箍的內(nèi)壁上有凹槽，凹槽的橫截面為梯形，筒體的環(huán)形凸起與前端蓋的環(huán)形凸起位于圓形卡箍內(nèi)壁的凹槽內(nèi)。

所述的一種軸向密封的卡箍快開臥式深海模擬艙中，卡箍鎖緊機(jī)構(gòu)控制圓形卡箍張開時，圓形卡箍由固定在鞍座上的支撐板限位和支撐。