深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置及其安装方法

摘要

一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置及其安装方法，包括耐压体，所述耐压体的外圆周面上间隔平行排列有外肋骨面板，与其中一外肋骨面板间隔套置有非耐压结构，所述非耐压结构的底部延伸有与其垂直的内面板，所述内面板与外肋骨面板平行间隔设置，在内面板与外肋骨面板之间焊接有多个补偿装置，多个补偿装置均匀间隔分布在内面板与外肋骨面板之间环向空间内。补偿装置在耐压体和非耐压结构之间，可替代潜水器非耐压结构与耐压体间传统的直接焊接连接方法，可使非耐压结构与耐压体在连接边界上解耦，从而使非耐压结构免于受耐压体牵连变形而产生强度和稳定性问题，还可避免耐压体受非耐压结构的拘束作用不能均匀变形所导致的强度问题。

说明书

技术领域

本发明涉及补偿装置技术领域，尤其是一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置及其安装方法。

背景技术

潜水器的耐压壳体结构要求质量轻、经济性好、结构效益高、可靠性好。使用时，通常需要将其与非耐压壳体配合，现有技术中的潜水器的非耐压结构直接与耐压体焊接成一体，为舷外设备提供安装基础。随着潜器工作潜深的增加，耐压体在深海压力下存在较大的径向和纵向收缩变形，这将使焊接在耐压体上的纵向、横向非耐压结构受到牵连作用从而产生强度及稳定性问题，对耐压体的极限承载能力不利。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置及其安装方法，从而可以有效的对耐压体的收缩变形进行补偿，工作可靠性好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置，包括耐压体，所述耐压体的外圆周面上间隔平行排列有外肋骨面板，与其中一外肋骨面板间隔套置有非耐压结构，所述非耐压结构的底部延伸有与其垂直的内面板，所述内面板与外肋骨面板平行间隔设置，在内面板与外肋骨面板之间焊接有多个补偿装置，多个补偿装置均匀间隔分布在内面板与外肋骨面板之间环向空间内。

作为上述技术方案的进一步改进：

单个补偿装置的结构为：包括一体式的固定部件和一体式的滑动部件，

所述固定部件的结构为：包括平行间隔布置的梯形板，两个梯形板之间横向安装有一块楔块，使得整个固定部件的截面成“H”形，在楔块的内侧形成斜面，斜面与其两端的梯形板构成一“┏┓”楔形槽；

所述滑动部件的结构为：包括底板，所述底板的两端分别向下延伸有挡块，所述底板与两挡块构成“┏┓”结构，与固定部件的楔形槽匹配；

滑动部件整体装入固定部件的楔形槽中，滑动部件的底板沿着斜面来回滑动。

所述固定部件的楔形槽内涂覆有改性聚四氟乙烯润滑层。

所述滑动部件的两个挡块的底部与外肋骨面板焊接。

所述固定部件的两个梯形板的顶面与内面板焊接。

所述挡块的形状为梯形。

斜面和底板的倾斜方向与安装位置耐压体在下潜过程中的收缩变形方向一致。

一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置的其安装方法，包括如下步骤：

第一步：耐压体的外肋骨面板上沿环向等间距焊接多个滑动部件；

第二步：利用定位装置对耐压体和非耐压结构进行装配定位，确保定位精度；

第三步：在固定部件的楔形槽内涂覆改性聚四氟乙烯润滑层；

第四步：将固定部件安装至滑动部件上，两者配合连接并使其斜面和底板贴合；

第五步：固定部件与内面板之间留有焊接间隙；

第六步：采用工装对滑动部件和固定部件进行固定；

第七步：完成固定部件与内面板之间的焊接工作；

第八步：拆除第六步中的工装；

第九步：拆除第二步中的定位装置。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过巧妙的设计补偿装置在耐压体和非耐压结构之间，可替代潜水器非耐压结构与耐压体间传统的直接焊接连接方法，可使非耐压结构与耐压体在连接边界上解耦，从而使非耐压结构免于受耐压体牵连变形而产生强度和稳定性问题，还可避免耐压体受非耐压结构的拘束作用不能均匀变形所导致的强度问题。

同时，本发明还具备如下优点：

(1)通过滑动部件和固定部件的相对滑动补偿耐压体在下潜过程中的径向和纵向收缩变形；

(2)滑动部件和固定部件的滑动面平行于该位置耐压体壳板在下潜过程中的收缩变形方向，从而确保滑动过程中二者始终保持契合；

(3)固定部件的楔形槽内涂覆改性聚四氟乙烯润滑层，减小滑动部件相对于固定部件滑动的摩擦力；

(4)固定部件对滑动部件沿耐压体环向的运动进行限制，环向布置的多个补偿装置整体对耐压体相对于非耐压结构的纵向、径向、环向运动进行限制，保留了耐压体与非耐压结构间的三向传力通道，确保潜器服役过程中整体结构的强度和刚度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明另一视角的结构示意图。

图3为本发明补偿装置的结构示意图。

图4为本发明补偿装置发生滑动时的结构示意图。

图5为本发明固定部件的结构示意图。

图6为本发明滑动部件的结构示意图。

图7为本发明耐压体收缩变形的结构示意图。

其中：1、耐压体；2、外肋骨面板；3、非耐压结构；4、补偿装置；5、内面板；6、固定部件；7、改性聚四氟乙烯润滑层；8、滑动部件；

601、梯形板；602、楔块；603、斜面；

801、底板；802、挡块。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图6所示，本实施例的深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置，包括耐压体1，耐压体1的外圆周面上间隔平行排列有外肋骨面板2，与其中一外肋骨面板2间隔套置有非耐压结构3，非耐压结构3的底部延伸有与其垂直的内面板5，内面板5与外肋骨面板2平行间隔设置，在内面板5与外肋骨面板2之间焊接有多个补偿装置4，多个补偿装置4均匀间隔分布在内面板5与外肋骨面板2之间环向空间内。

单个补偿装置4的结构为：包括一体式的固定部件6和一体式的滑动部件8，

固定部件6的结构为：包括平行间隔布置的梯形板601，两个梯形板601之间横向安装有一块楔块602，使得整个固定部件6的截面成“H”形，在楔块602的内侧形成斜面603，斜面603与其两端的梯形板601构成一“┏┓”楔形槽；

滑动部件8的结构为：包括底板801，底板801的两端分别向下延伸有挡块802，底板801与两挡块802构成“┏┓”结构，与固定部件6的楔形槽匹配；

滑动部件8整体装入固定部件6的楔形槽中，滑动部件8的底板801沿着斜面603来回滑动。

固定部件6的楔形槽内涂覆有改性聚四氟乙烯润滑层7。

滑动部件8的两个挡块802的底部与外肋骨面板2焊接。

固定部件6的两个梯形板601的顶面与内面板5焊接。

挡块802的形状为梯形。

斜面603和底板801的倾斜方向与安装位置耐压体1在下潜过程中的收缩变形方向一致。

本实施例的深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿装置的其安装方法，包括如下步骤：

第一步：耐压体1的外肋骨面板2上沿环向等间距焊接多个滑动部件8；

第二步：利用定位装置对耐压体1和非耐压结构3进行装配定位，确保定位精度；

第三步：在固定部件6的楔形槽内涂覆改性聚四氟乙烯润滑层7；

第四步：将固定部件6安装至滑动部件8上，两者配合连接并使其斜面603和底板801贴合；

第五步：固定部件6与内面板5之间留有焊接间隙；

第六步：采用工装对滑动部件8和固定部件6进行固定；

第七步：完成固定部件6与内面板5之间的焊接工作；

第八步：拆除第六步中的工装；

第九步：拆除第二步中的定位装置。

如图7所示，在弹性范围内，耐压体1的径向和纵向收缩变形是随潜深的增加线性增加的，因此耐压体1壳板上某一点在耐压体1收缩变形过程中的位移路径是与柱壳轴线成一定角度的直线。

潜水器在实际建造过程中，首先在耐压体1的外肋骨面板2上沿环向等间距焊接一系列滑动部件8；接着对耐压体1和非耐压结构3进行装配定位；确保定位精度后，在固定部件6的楔形槽内涂覆改性聚四氟乙烯润滑层7，并使楔形槽与滑动部件8配合连接，使二者贴合，在固定部件6与内面板5之间保留一定的焊接间隙；采用工装对滑动部件8和固定部件6进行固定，防止焊接收缩变形导致二者存在间隙；最后完成固定部件6与内面板5之间的焊接工作。

在耐压体1产生径向和纵向收缩变形时，滑动部件8相对于固定部件6上的改性聚四氟乙烯润滑层7产生相对滑动，滑动距离沿径向和纵向的分量与耐压体1在该处的径向和纵向收缩变形相同，从而避免了耐压体1变形对非耐压结构3的牵连影响，且始终保持滑动部件8和固定部件6的紧密契合，耐压体1与非耐压结构3所受纵向力、径向力、环向力仍能通过补偿装置4进行传递，确保整体结构的强度和刚度。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。