长隧洞水下观察型载人潜航器制造技术

本发明专利技术提出一种长隧洞水下观察型载人潜航器，包括：外壳、压载水箱；所述外壳内设有气舱以及用于平压或逃生的过渡舱，所述气舱与过渡舱之间设有舱门，所述气舱及过渡舱上均设有照明系统以及观察窗，所述过渡舱上设有出口，过渡舱底部设有高扬程排水泵；所述潜航器还包括：电力系统、通讯系统、导航定位系统、航行设备、供气系统、储气设备、有害气体去除设备、空调系统、推进器；所述供气系统通过供气管给气舱及过渡舱供气；所述潜航器的艏部设有机械手，所述推进器包括上下推进器以及前后推进器。本发明专利技术设计的潜航器，专为4km内长隧洞的情况使用，同时具备紧急情况下作业人员可出舱逃生的条件。

【技术实现步骤摘要】
长隧洞水下观察型载人潜航器
本专利技术属于潜水器
，具体涉及一种长隧洞水下观察型载人潜航器。
技术介绍
对于水下长隧洞的检修，因为距离较长、潜水员潜水时间有限，要实现全隧洞的人工检修难度非常大。目前来说，一般情况下，长度在2km内的隧洞水下检查采用水下机器人的方式，可对隧洞内部衬砌结构的表面进行摄像，对于所拍摄的混凝土缺陷，能够确定位置。但这种方式只能发现问题，不能解决问题，所以不够完善。如果放空检修，就会大量地耗时耗力耗资金，而且还可能对隧洞结构的受力状态产生不利影响。为此，我们提出载人潜航器的设计理念，可在不放空隧洞，流速低于0.5m/s的情况下，对其内部衬砌的混凝土结构进行检查。
技术实现思路
一种长隧洞水下观察型载人潜航器，包括：外壳、压载水箱；所述外壳内设有气舱以及用于平压或逃生的过渡舱，所述气舱与过渡舱之间设有舱门，所述气舱及过渡舱上均设有照明系统以及观察窗，所述过渡舱上设有出口，过渡舱底部设有高扬程排水泵；所述潜航器还包括：电力系统、通讯系统、导航定位系统、航行设备、供气系统、储气设备、有害气体去除设备、空调系统、推进器；所述供气系统通过供气管给气舱及过渡舱供气；所述潜航器的艏部设有机械手，所述推进器包括上下推进器以及前后推进器。优选的，所述外壳的两端为椭圆球状，所述外壳的中部为圆柱状。优选的，所述气舱及过渡舱上均设有供电接口、供气接口及通信接口。优选的，所述潜航器外接零浮力集成脐带，所述零浮力集成脐带由电缆、供气管、通信缆、安全绳集成为一体。优选的，所述气舱及过渡舱内设有应急气瓶。优选的，所述航行设备包括深度仪、航向指示仪、速度仪、回声测深仪、姿态指示仪、声呐系统。优选的，所述潜航器还包括起重系统、水面监控系统。优选的，所述潜航器还包括一助推器，位于过渡舱内。优选的，所述储气设备包括设置于潜航器顶部的2个备用储气罐，每个储气罐的供气管均独立通往气舱和过渡舱。优选的，所述有害气体去除设备包括制氧设备和二氧化碳去除设备。本专利技术相对于现有技术所具有的优点为：本专利技术的潜航器包括气舱及过渡舱。正常作业时，工作人员在常压气舱内操作。过渡舱通过空气压缩或者充水等方式，使得过渡舱内的压力与外界水压持平。过渡舱为平压用，同时兼做“应急逃生舱”。当发生紧急情况时，工作人员通过气舱和过渡舱之间的舱门进入过渡舱，过渡舱一般情况下与气舱相连，驾驶员和检修人员可通过内部平压门进出过渡舱。通过过渡舱的出口逃生，过渡舱一侧设有外部平压门，作为紧急出口。目前市场上的小型载人潜航器，大部分为无缆式，一旦出现紧急情况只能通过上浮来自救，对于长隧洞这种情况，逃生非常不利。本专利技术设计的潜航器，专为4km内长隧洞的情况使用，同时具备紧急情况下作业人员可出舱逃生的条件。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为观察型潜航器外观侧视图；图2为观察型潜航器纵剖面图；图3为观察型潜航器横剖面图。附图说明：A舱-气舱；B舱-过渡舱1-备用储气罐；2-出口；3-安全绳接口；4-零浮力集成脐带；5-脐带转换接口；6-压载水箱；7-底座；8-前后推进器；9-上下推进器；10-照明灯；11-观察窗；12-机械手；13-操控台（供气、通讯、航行、机械手操作）；14-壳体；15-小型助推器；16-舱门；17-舱门。具体实施方式参考图1-3，本专利技术提出一种观察型载人潜航器。其包括潜航器外壳，气舱，用于平压或逃生的过渡舱以及压载水箱。下面对该潜航器的各组成部分进行进一步说明。1.潜航器外壳本潜航器外壳中部为圆柱形，两端为椭圆球形，以减少在航行过程中水的阻力，并使壳体结构处于最佳的受力状态。潜航器外壳采用高强度船体结构用钢制作，所用钢级可选择E、D32、D36、D420级别。外壳由多个耐压壳组成，每一耐压壳的焊缝均要做常规试验，进行焊缝腐蚀、接头拉力、接头弯曲、冲击试验。耐压壳上的对接焊缝应100%进行射线检测。耐压壳上的全焊透角焊缝应100%进行超声波检测。焊缝的无损检测应在焊接后48小时以后进行。2.气舱及过渡舱载人潜航器分为气舱、过渡舱两部分；潜航器所载人员必须是经验丰富的潜水员，所载人数1人；潜航器的最大作业水深40m。（1）气舱气舱长度约为2m。正常情况下，驾驶员在气舱内操作，气舱内设有控制系统、监控及通讯系统、大容量电源、照明、制氧设备、二氧化碳吸收装置、测氧仪、测压仪、应急气瓶、潜水装具、水下摄像和监控设备等。（2）过渡舱过渡舱为平压用，同时兼做“应急逃生舱”，长度约为2m。过渡舱一般情况下与气舱相连，驾驶员和检修人员可通过舱门即内部平压门进出过渡舱。过渡舱一侧设有外部平压门，作为紧急出口。过渡舱的顶部设有测压仪、照明灯和来自于储气罐的供气管，舱内还设有应急逃生装置；过渡舱底部设有高扬程排水泵；过渡舱内也备有应急气瓶。3.电源潜航器设有主电源和应急电源。主电源：潜航器正常工作时，由母船上的主配电板供电，也可由外部独立设置的电源供电。若通过母船供电，则发电机的容量应能同时向母船和潜航器上的重要设备连续供电。每个舱室均设置脐带转换接口5，其包含了供电、供气管以及通信接口。应急电源为主蓄电池，该主蓄电池设置在气舱内，气舱内设置专用蓄电池箱体，并与其他所有舱室隔离。在紧急状况下，各舱室的供电接口均可通过气舱内的备用蓄电池供电。应急电源应能在短时间内向下列设备供电：内部应急照明、应急通信系统、航行系统、应急系统的控制装置。紧急情况下，潜航器将自动剪断脐带缆，完成自我续航逃生。经初步计算，当航速达到4节时，主推进器的推力为4kN；若续航程按4km计，则推进器纯做功16MJ，即相当于4.4kWh电能；考虑电能与动能间的转换效率60%，需电源输出的电能为7.3kWh。蓄电池一般采用常规蓄电池，如铅酸或银锌电池和镍鎘电池。每个电池上部的接线头封装剂，应有良好的绝缘性能，应在压力下也不会吸收电解液、油或水。极板与绝缘外壳之间的绝缘电阻，用500V直流高阻表测量时，干燥绝缘电阻值应不小于50MΩ。蓄电池压力补偿器的容积应有足够余量，并有可靠的安全排气装置。4.照明系统潜航器各舱室设有足够的正常照明和应急照明。正常照明的照度在65-80lx范围内，便于居住人员观察仪表和进行必要操作。内部的应急照明由独立的应急电源供电，不必依靠水面供电。应急照明在应急情况下应能自动开启。所有照明都需考虑防止在各种情况下灯泡发生爆炸的可能性。潜航器两侧和艏部设有照明灯和观察窗，便于工作人员随时观察外部情况。具体的，在气舱前部及两侧、过渡舱两侧设有观察窗。观察窗采用聚甲基丙烯酸甲酯（简称有机玻璃）作为窗玻璃材料。5.电缆潜航器外接电缆与供气软管、信号绳、安全绳等集成为零浮力脐带缆。外接电缆由于置于水环境中，因此需为耐压水密型电缆。脐带电缆应为柔性、不吸湿电缆，并具有足够的拉伸强度。脐带电缆与信号绳、供气管软等直接与耐压壳体连接，拖曳潜航器用钢丝绳则与耐压壳体的连接罩相连，从而保证脐带电缆和供气软管不受到拉伸荷载。耐压壳体内的电缆应该为滞燃和耐火型电缆，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长隧洞水下观察型载人潜航器，其特征在于，包括：外壳、压载水箱；所述外壳内设有气舱以及用于平压或逃生的过渡舱，所述气舱与过渡舱之间设有舱门，所述气舱及过渡舱上均设有照明系统以及观察窗，所述过渡舱上设有出口，过渡舱底部设有高扬程排水泵；所述潜航器还包括：电力系统、通讯系统、导航定位系统、航行设备、供气系统、储气设备、有害气体去除设备、空调系统、推进器；所述供气系统通过供气管给气舱及过渡舱供气；所述潜航器的艏部设有机械手，所述推进器包括上下推进器以及前后推进器。

【技术特征摘要】
1.一种长隧洞水下观察型载人潜航器，其特征在于，包括：外壳、压载水箱；所述外壳内设有气舱以及用于平压或逃生的过渡舱，所述气舱与过渡舱之间设有舱门，所述气舱及过渡舱上均设有照明系统以及观察窗，所述过渡舱上设有出口，过渡舱底部设有高扬程排水泵；所述潜航器还包括：电力系统、通讯系统、导航定位系统、航行设备、供气系统、储气设备、有害气体去除设备、空调系统、推进器；所述供气系统通过供气管给气舱及过渡舱供气；所述潜航器的艏部设有机械手，所述推进器包括上下推进器以及前后推进器。2.根据权利要求1所述的一种长隧洞水下观察型载人潜航器，其特征在于，所述外壳的两端为椭圆球状，所述外壳的中部为圆柱状。3.根据权利要求2所述的一种长隧洞水下观察型载人潜航器，其特征在于，所述气舱及过渡舱上均设有供电接口、供气接口及通信接口。4.根据权利要求3所述的一种长隧洞水下观察型载人潜航器，其特征在于，所述潜航器外接零浮力集成脐带...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烨，单宇翥，陈洋，
申请(专利权)人：青岛太平洋水下科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37