[發明專利]一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構及方法

在審

• 申請號: 201811004805.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109211340A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 蘇妍;謝民;姚成章;張峰海
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F15/14
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構，其特征在于：主要包括公共蓋板(6)、輻射面硫化橡膠層(7)、外殼(8)、支撐柱(11)、穿線板(12)、注油孔(13)、插塞(14)、固定板(15)、安裝法蘭(16)、水密接插件(17)、水密電子倉(18)、絕緣油(19)、橡皮壓力補償器(20)、橡膠減震器(21)、后端蓋(22)、換能器振子(23)，公共蓋板(6)和外殼(8)采用一體化橡膠熱硫化密封的硫化工藝，外殼(8)上設計注油孔(13)，公共蓋板(6)表面硫化一層輻射面硫化橡膠層(7)作為相控陣的輻射面，公共蓋板(6)一側表面連接若干換能器振子(23)，公共蓋板(6)通過支撐柱(11)連接穿線板(12)，穿線板(12)上安裝插塞(14)，插塞(14)固定在固定板(15)上，后端蓋(22)安裝水密電子倉(18)和橡皮壓力補償器(20)，水密電子倉(18)內部設計有水密接插件(17)用于安裝驅動換能器工作的電子設備，后端蓋(22)通過橡膠減震器(21)連接安裝法蘭(16)，基陣腔體內充滿絕緣油(19)。

2.根據權利要求1所述的一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構，其特征在于：所述公共蓋板(6)和外殼(8)的硫化工藝采用大尺寸的橡膠硫化模具和大尺寸的平板硫化機，橡膠硫化模具包括底模(3)、模體(2)、上模(1)組成，底模(3)安裝固定在平板硫化機的底板上，上模(1)安裝固定在平板硫化機的頂板上，模體(2)固定在上模(1)上，公共蓋板(6)和外殼(8)安裝固定在底模(3)上，上模(1)和模體(2)通過螺釘(5)連接固定鉤(4)。

3.根據權利要求1所述的一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構，其特征在于：所述換能器振子(23)的金屬前輻射面分割為兩部分結構，一部分與有源元件和后蓋板裝配在一起成為一個換能器振子(23)，所有換能器振子(23)前蓋板另一部分合成為一塊公共蓋板(6)，公共蓋板(6)通過高精度數控設備加工數百個高精度定位結構來安裝定位換能器振子(23)。

4.根據權利要求1或3所述的一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構，其特征在于：所述換能器振子(23)前蓋板與換能器的負極電路聯通，換能器振子(23)的前蓋板安裝固定在公共蓋板(6)上，所有換能器振子(23)的負極與公共蓋板(6)是電路聯通的。

5.根據權利要求1所述的一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構，其特征在于：所述外殼(8)與后端蓋(22)采用機械密封方式進行密封，保證基陣在深水條件下水密性能。

6.根據權利要求1所述的一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構，其特征在于：所述換能器基陣腔體內充滿絕緣油(19)實現腔體內外壓力平衡。

7.根據權利要求1所述的一種大尺寸深水換能器基陣設計制造結構，其特征在于：所述公共蓋板(6)的另一面按照布陣設計要求加工去耦隔離槽，精確定位出每個換能器振子(23)的安裝位置。

8.一種大尺寸深水換能器基陣設計制造方法，其特征在于：主要包括以下步驟：

第一：根據換能器基陣的布陣設計要求，進行公共蓋板(6)設計加工，公共蓋板(6)是一面是平板，另一面通過高精度機床加工切割出的去耦槽，加工換能器振子(23)的安裝定位孔，公共蓋板(6)與外殼(8)整體一體化硫化，公共蓋板(6)平板面硫化透聲橡膠，作為相控陣的輻射面，在換能器基陣的外殼(8)上加工標識明顯的直角坐標標志線，通過定位結構保證標志線與公共蓋板(6)的相控陣的直角坐標重合，將橡膠硫化模具各部分結構安裝完成后，公共蓋板(6)與外殼(8)直接的結合面填剪裁好的膠料，膠料預先剪裁成圓片，平鋪在公共蓋板(6)上，上模(1)點動加壓、排氣數次、合模，硫化完成后，點動升起上模(1)，如有缺陷進行修補，再取出模體(2)，通過專用工裝取出底模(3)，橡膠硫化模具在硫化過程需要預先加熱，而基陣硫化結構件在室溫狀態下噴砂涂膠，兩者的配合要求必須恰到好處；

第二：換能器振子(23)制作完成后，安裝定位公共蓋板(6)上，焊接數百個換能器振子(23)的正負極引線，每個換能器振子(23)正極引線焊線完成后，必須及時檢查換能器的通斷和絕緣電阻；

第三：換能器振子(23)引出線焊接完成后，安裝環氧墊板、安裝后端蓋(22)，在后端蓋(22)上安裝橡皮壓力補償器(20)和水密連接器(17)，基陣內腔充絕緣油(19)，基陣內腔充絕緣油(19)首先將絕緣油(19)抽真空，灌注在基陣內腔內，將基陣放入真空箱內，再抽真空，確保基陣內部沒有空氣，再注油再抽真空，反復多次直到基陣內部全部充滿油為止，將注油孔(13)用密封塞密封，基陣的后端蓋(22)安裝水密電子倉(18)、橡膠減震器(21)和安裝法蘭(16)，通過安裝法蘭(16)將基陣安裝固定在船體上。