一种深海耐压装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深海耐压装置，包括钢筋骨架，所述钢筋骨架为蛋壳状，钢筋骨架关于耐压装置的轴线对称，在钢筋骨架的内层和外层均填充有混凝土，钢筋骨架的两端为大端和小端，在大端和小端上均设有人孔，人孔一端通过密封垫与人孔盖连接，人孔另一端与视镜法兰连接，视镜法兰通过密封垫与视镜底座连接，视镜底座上安装有视镜玻璃，视镜玻璃通过压紧环固定在视镜底座上。本发明专利技术的一种蛋形混凝土耐压装置，充分利用了蛋壳能够很好地抵抗均布载荷以及混凝土耐压特性，使用钢筋搭建蛋形耐压壳骨架结构。以钢筋层为中面，内外以混凝土填充，形成耐压壳壁厚，使钢筋骨架结构更接近于鹅蛋外形，从而更好地发挥其耐压特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蛋形混凝土耐压装置，属于深潜装备。
技术介绍
潜水器是大洋勘查与深海科研的重要装备，作为潜水器的重要组成部分，耐压壳起着保障下潜过程中内部设备正常工作和人员健康安全的作用，其重量占潜水器总重的1/2-1/4。耐压壳设计对潜水器安全性、载运能力和人机环等性能具有重要影响。耐压壳是承受静水压力的薄壳结构，要求其具有良好的安全性、储备浮力、空间利用率、水动力学特性，以提升潜水器的综合性能。深海潜水器耐压壳多为球形结构，具有强度高、稳定性好、浮力系数低、材料利用率高等优点，但空间利用率低、水动力学特性差，对于缺陷相当敏感、加工制造难度大，无法最优协调潜水器的安全性、载运能力和人机环特性。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种蛋形混凝土耐压装置，充分利用了蛋壳能够很好地抵抗均布载荷以及混凝土耐压特性，使用钢筋搭建蛋形耐压壳骨架结构。以钢筋层为中面，内外以混凝土填充，形成耐压壳壁厚，使钢筋骨架结构更接近于鹅蛋外形，从而更好地发挥其耐压特性。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种蛋形混凝土耐压装置，包括钢筋骨架，所述钢筋骨架为蛋壳状，钢筋骨架关于耐压装置的轴线对称，在钢筋骨架的内层和外层均填充有混凝土，钢筋骨架的两端为大端和小端，在大端和小端上均设有人孔，人孔一端通过密封垫与人孔盖连接，人孔另一端与视镜法兰连接，视镜法兰通过密封垫与视镜底座连接，视镜底座上安装有视镜玻璃，视镜玻璃通过压紧环固定在视镜底座上，人孔和视镜法兰均与混凝土连接。作为优选，所述钢筋骨架包含横向的受力筋和纵向箍筋，受力筋和纵向箍筋交错排列并通过焊接连接成一个主体。作为优选，所述受力筋的两端为尖端和钝端，受力筋的弯曲形状满足： y = ± L 2 n + 1 x 2 n n + 1 - x 2 , ]]> n = 1.057 ( L B ) 2.372 ]]>其中，L为蛋形混凝土耐压装置的长轴，B为蛋形混凝土耐压装置的短轴，任选一受力筋所在面定义坐标系，尖端为坐标原点，也为受力筋的一个端点，钝端为受力筋的另一端点，受力筋的两个端点的连线为x轴，在受力筋所处平面内垂直于x轴为y轴，原点为受力筋的一个端点，x轴正方向为原点指向另一个端点，两个端点间的距离为L，受力筋在y轴上最大投影距离为B/2。通过研究蛋形结构具有良好的耐压性能，相比传统的球形、柱形耐压壳，蛋形耐压壳无论是耐压性能还是浮力系数、空间利用率都较优。通过实验分析，N‐R方程与鹅蛋外轮廓吻合程度最高，因此选择N—R曲线作为耐压壳受力筋形状可以使仿蛋形结构更接近于实际，充分发挥蛋形结构的优点。作为优选，所述受力筋关于轴线间隔均匀分布。作为优选，相邻受力筋的间隔为15°。作为优选，所述人孔和视镜法兰通过涂硅酮胶与混凝土密封。蛋壳是一种满足正高斯曲线的多焦点、回转型薄壁结构，具有良好的重量强度比、跨距厚度比、流线型、美学特性、合理的材料分布等优点；蛋壳满足圆顶原理，无需额外肋骨支撑，利用最少材料即可获得足够的强度和稳定性；在均布压力作用下，蛋壳可通过面内压力抵抗外载荷，表现出超强的耐压特性。可为耐压壳设计提供有效的生物信息。混凝土作为一种建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、防渗透、隔音、抗震的优越性，在建筑结构、桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用，它所具备的这些特性和海底耐压装备的需求就有很好的融合。将混凝土的耐压特性与蛋壳的耐压特性充分的融合，设计海底耐压装备，不仅可以提高耐压特性，还可以大大节约成本。有益效果：本专利技术的蛋形混凝土耐压装置，具有以下优点：1)本专利技术充分利用了蛋壳能够很好地抵抗均布载荷以及混凝土耐压特性。仿鹅蛋形状，使用钢筋搭建蛋形耐压壳骨架结构；以钢筋层为中面，内外以混凝土填充，形成耐压壳壁厚；其中钢筋的径向弯曲形状符合N-R方程曲线，使钢筋骨架结构更接近于鹅蛋外形，从而更好地发挥其耐压特性。2)本专利技术耐压壳的大端和小端，分别开有视镜和人孔。开孔处采用较粗的钢筋制成箍筋予以加强，其中人孔底座以及人孔盖设计成蛋形尖端形状，以确保耐压壳的流线形。3)开孔处箍筋与人孔以及窥视孔采用焊接的方式连接；浇铸混凝土后，混凝土与人孔法兰以及视镜法兰之间通过硅酮胶予以密封；为确保耐压壳外壁的混凝土不受海水的侵蚀，耐压壳外表面需涂防水漆。附图说明图1为鹅蛋坐标系图2为本专利技术混凝土耐压整体结构剖视图；图3为本专利技术混凝土耐压装置钢筋骨架结构图；图4为人孔装置的剖视图；图5为人孔装置的右视图；图6为观察窗装置剖视图；图7为观察窗装置左视图；图8为人孔与混凝土密封处局部放大图其中1—人孔；2—钢筋结构主筋即受力筋；3—混凝土；4—视镜；5—视镜法兰；6—硅酮胶；7—箍筋；8—人孔盖；9—密封垫：10—压紧环；11—视镜玻璃；12—视镜底座。具体实施方式如图2至图8所示，本专利技术的一种蛋形混凝土3耐压装置，包括钢筋骨架，所述钢筋骨架为蛋壳状，钢筋骨架关于耐压装置的轴线对称，在钢筋骨架的内层和外层均填充有混凝土3，钢筋骨架的两端为大端和小端，在大端和小端上均设有人孔1，人孔1一端通过密封垫9与人孔盖8连接，人孔1另一端与视镜法兰5连接，视镜法兰5通过密封垫9与视镜底座12连接，视镜底座12上安装有视镜玻璃11，视镜玻璃11通过压紧环10固定在视镜底座12上，人孔1和视镜法兰5均与混凝土3连接。混凝土的厚度为长轴的1/5倍，材质：选择混凝土型号为C35。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深海耐压装置，其特征在于：包括钢筋骨架，所述钢筋骨架为蛋壳状，钢筋骨架关于耐压装置的轴线对称，在钢筋骨架的内层和外层均填充有混凝土，钢筋骨架的两端为大端和小端，在大端和小端上均设有人孔，人孔一端通过密封垫与人孔盖连接，人孔另一端与视镜法兰连接，视镜法兰通过密封垫与视镜底座连接，视镜底座上安装有视镜玻璃，视镜玻璃通过压紧环固定在视镜底座上，人孔和视镜法兰均与混凝土连接。

【技术特征摘要】
1.一种深海耐压装置，其特征在于：包括钢筋骨架，所述钢筋骨架为蛋壳状，钢
筋骨架关于耐压装置的轴线对称，在钢筋骨架的内层和外层均填充有混凝土，钢筋骨架
的两端为大端和小端，在大端和小端上均设有人孔，人孔一端通过密封垫与人孔盖连接，
人孔另一端与视镜法兰连接，视镜法兰通过密封垫与视镜底座连接，视镜底座上安装有
视镜玻璃，视镜玻璃通过压紧环固定在视镜底座上，人孔和视镜法兰均与混凝土连接。
2.根据权利要求1所述的蛋形混凝土耐压装置，其特征在于：所述钢筋骨架包含
横向的受力筋和纵向箍筋，受力筋和纵向箍筋交错排列并通过焊接连接成一个主体。
3.根据权利要求2所述的蛋形混凝土耐压装置，其特征在于：所述受力筋的两端
为尖端和钝端，受力筋的弯曲形状满足：
y = + L 2 n + 1 x 2 n ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，朱俊臣，朱永梅，唐文献，王纬波，左新龙，晏飞，苏世杰，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32