[发明专利]一种水下承压密封筒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水下探测航行体领域，更具体地，涉及一种用于水下航行体的水下承压密封筒及其制备方法。

背景技术

在水下环境工作的承压密封筒，作为水下航行体的外壳，其壳体结构和连接必须满足耐压性与长期水密性两项基本要求，同时尽量追求最小的结构重量(薄而轻和强度高)。

水深静压力是密封筒壳体所受的最基本和最重要的外部载荷，同时密封筒结构特性(包括选材、构型、强度和稳定性、模态及连接密封方式)还应满足运输、吊装和行进过程中的动载荷、冲击载荷和惯性载荷以及水面波浪载荷的影响。

现有水下承压密封筒在外形上前后部均为半球形结构，中部为筒形结构，前后部与中部通过法兰连接，采用密封圈端面密封方式；在成型方式上采用高强度铝合金，主要有板料卷焊与锻件机械加工。

然而，进一步的研究表明，上述水下承压密封筒仍然存在以下的缺陷，主要体现在：半球形外形结构在水下航行阻力较大，姿态稳定性较差；法兰连接结构各部连接定位精度不高，传力小，扩展性较差，当长径比超过8时，连接部位稳定性差，不能承受较大外力载荷作用，且密封圈端面密封方式因变形易出现渗漏；在成型方式上采用板料卷焊时，内腔加强筋和安装凸台需在卷焊后再逐个焊接到筒壁上，焊缝较多，变形不容易控制，稳定性和抗震性较差；由于内部空间较小，操作不方便，存在一定的安全隐患；内腔加强筋、安装凸台与筒壁存在一定的尺寸误差，不能完全贴合，影响了中部强度和稳定性；焊缝位置的耐腐蚀性能较差。采用锻件机械加工时，内腔加强筋和安装凸台只能通过加工成型，材料利用率低，加工成本高；锻造模具成本高，加工周期长；一次锻造长度有限，一般都需要分段锻造后通过对焊或螺接等方式对接成需要长度的中部，工序较多且较复杂，变形较难控制，联接部位强度和稳定性较差，焊缝位置耐腐蚀性能较差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种水下承压密封筒及其制备方法，其中通过对其关键组件的结构及其连接方式、制备工艺的关键步骤等进行改进，与现有技术相比能够有效解决水下承压密封筒在水下航行阻力较大、姿态稳定性较差的问题，并且该水下承压密封筒各部连接定位精度高、传力效果好，扩展性强，能满足水下较大下沉深度和航行机动性好等要求，能承受下沉和航行过程最大的流体静载荷与动载荷。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种水下承压密封筒，其特征在于，该水下承压密封筒从前到后依次包括前部、中部和后部，其中：

所述前部呈中心对称的球冠体形，并且在所述球冠体形的内壁上具有整体成型的内环形加强筋；

所述中部呈圆筒形，并且在所述圆筒形的内壁上设置有均匀分布的整体成型的内环形加强筋；

所述后部为收敛形，所述收敛形关于对称轴中心对称，沿所述对称轴的轴向方向，所述收敛形的截面为半径不断缩小的圆形形状；并且，在所述收敛形的内壁上具有整体成型的内环形加强筋；此外，所述后部还设置有沿所述收敛形圆周方向均匀分布的多个尾翼，各个尾翼均具有流线型的扁平平面，所述各个尾翼扁平平面的延伸面相交于所述对称轴；

所述前部与中部、中部与后部均通过形状相互配合的凸台与凹台连接；在所述凸台与凹台接触平面上，设置有用于放置密封圈的凹槽，所述凹槽的高度小于所述密封圈的高度；在所述凸台与凹台接触棱线处，还设置有用于角密封的密封圈。

作为本发明的进一步优选，所述后部上还设置有检修口以及与所述检修口匹配使用的检修口盖，所述后部与检修口盖之间通过形状相互配合的凸台与凹台连接，所述凸台与凹台通过螺栓或者螺钉连接；在所述凸台与凹台接触平面上，设置有用于放置密封圈的凹槽，所述凹槽的高度小于所述密封圈的高度；在所述凸台与凹台接触棱线处，还设置有用于角密封的密封圈。

作为本发明的进一步优选，所述中部由多个圆筒形组合而成，各个圆筒形之间通过形状相互配合的凸台与凹台连接；在所述凸台与凹台接触平面上，设置有用于放置密封圈的凹槽，所述凹槽的高度小于所述密封圈的高度；在所述凸台与凹台接触棱线处，还设置有用于角密封的密封圈。

作为本发明的进一步优选，所述凸台与凹台通过连接螺栓相连。

作为本发明的进一步优选，所述前部、中部和后部均采用铝合金整体铸造成型。

按照本发明的另一方面，提供了一种水下承压密封筒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：