一种深海用探测设备耐压罩及其成型方法技术

一种深海用探测设备耐压罩及其成型方法，属于水下探测器技术领域。本发明专利技术解决了现有的水下探测设备重量大、在水中稳定性差以及透声性差的问题。罩本体包括直筒段及一体扣设在直筒段一端的弧面段，弧面段为半球形或椭球流线型结构，若干背鳍沿周向均布在罩本体的上部外表面，平衡环与罩本体同轴布置且与若干背鳍固接，罩本体、平衡环及若干背鳍的材质均为复合材料。同等尺寸条件下，复合材料的球面罩整体的重量为金属材质球面罩的1/4，有效减轻了球面罩的重量，通过采用复合材料结合半球形或椭球流线型结构设计，保证其承外压功能，且有效提升其透声性能。背鳍和平衡环在水中起到平衡海流的作用，使整个探测器在水中保持稳定。使整个探测器在水中保持稳定。使整个探测器在水中保持稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种深海用探测设备耐压罩及其成型方法


[0001]本专利技术涉及一种深海用探测设备耐压罩及其成型方法，属于水下探测器


技术介绍

[0002]水下探测设备主要是对水下目标进行探测、定位和跟踪，进行水下通信和导航，用于海洋的测绘、海流流速测量、渔业探测等。
[0003]近年随着科技的进步，海洋装备的快速发展，对深海探测设备的性能要求越来越高，要求轻量化、耐深水压力、长期耐海水腐蚀和透声性能等特点。水下探测设备分为载人水下探测器、无人水下探测器。无人水下探测器又分为自主水下航行探测器、有缆定点探测器和无人深潜器等。对于深海探测设备，能保证承受外压的同时，外部耐压壳体越轻，探测器越能携带更多有效载荷。以往的圆柱形水下探测设备(如图6所示，图中：100、圆筒形壳体；101、仪器设备；102、上盖；103、下盖；104、线缆)两端的可拆缷密封罩(即上盖102及下盖103)采用金属材料制造，使得探测器的重量大幅增加；另外金属材料在长期耐腐性能方面令人担忧。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述技术问题，进而提供了一种深海用探测设备耐压罩及其成型方法。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种深海用探测设备耐压罩的成型方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一、根据耐压罩的外压要求，通过有限元仿真软件计算耐压罩厚度，保证在不高于10Mpa外压下，耐压罩不会发生强度破坏和失稳现象；
[0008]步骤二、在背鳍模具上涂脱模剂，铺放玻璃纤维预浸料或碳纤维预浸料，预制成型2mm
‑
5mm厚度的背鳍，[0
°
/
±
45
°
/90
°
]s，固化90℃/2h
‑
120℃4h，脱模后待用；
[0009]步骤三、在罩本体模具的下模上涂脱模剂，采用玻璃纤维预浸料或碳纤维预浸料铺放成型，每层厚度在0.15mm～0.5mm，按0
°
/
±
45
°
/90
°
顺序铺层，铺至3.5mm～12mm厚度；然后在罩本体模具的上模上涂脱模剂，按0
°
/
±
45
°
/90
°
顺序铺层，铺层过程中预留鳍口，并在铺至1.5mm～3mm厚度前，安装背鳍，安装完背鳍后，继续铺层至罩本体模具的上模上的铺层厚度为1.5mm～3mm；利用导向销导向，通过上压机将罩本体模具的上模与下模合模到位，固化90℃/2h
‑
120℃/4h
‑
170℃/4h，然后自然降温脱模；
[0010]步骤四、在连接夹模具上涂脱模剂，采用玻璃纤维预浸料或碳纤维预浸料铺放成型，每层厚度在0.15mm～0.3mm，[0
°
/
±
45
°
/90
°
]s成型连接夹，入炉固化90℃/2h
‑
120℃/4h
‑
170℃/4h，出炉后脱模，打磨连接夹内槽无亮面，待用；
[0011]步骤五、在筒状模具上涂脱模剂，缠绕成型平衡环，铺层顺序为90
°
/
±
90，其中
±
90为玻璃纤维布，然后入炉固化90℃/2h
‑
120℃/4h
‑
170℃/4h；出炉后机加工外型，脱模；
[0012]步骤六、将平衡环通过若干连接夹对应连接至若干背鳍上，打磨整个耐压罩外表面，并喷涂聚脲防水漆层。
[0013]进一步地，对于有缆需要的耐压罩，在步骤三中对罩本体模具的下模进行铺层时，先在罩本体模具的下模上涂脱模剂，然后在顶部套上钛合金材质的环片，在下模和环片之间采用玻璃纤维预浸料或碳纤维预浸料铺放成型，每层厚度在0.15mm～0.5mm，按0
°
/
±
45
°
/90
°
顺序铺层，铺至3.5mm～12mm厚度。
[0014]一种采用上述成型方法制成的深海用探测设备耐压罩，包括罩本体、平衡环及若干背鳍，其中所述罩本体包括直筒段及一体扣设在直筒段一端的弧面段，所述弧面段为半球形或椭球流线型结构，若干所述背鳍沿周向均布在罩本体的上部外表面，所述平衡环与罩本体同轴布置且与若干背鳍固接，所述罩本体、平衡环及若干背鳍的材质均为复合材料，所述平衡环与每个背鳍之间均通过连接夹固接。
[0015]进一步地，所述连接夹为U形槽体结构，其夹设在平衡环与背鳍之间，且平衡环与连接夹之间以及背鳍与连接夹之间均为胶接。
[0016]进一步地，所述弧面段的顶部设置有电缆引出口，弧面段的顶部嵌装有钛合金材质的环片，所述电缆引出口开设在所述环片上。
[0017]进一步地，所述平衡环的断面结构为矩形或劣弧形。
[0018]进一步地，所述罩本体、平衡环及若干背鳍的材质均为玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料。
[0019]进一步地，球面罩外表面喷涂有聚脲防水漆层。
[0020]进一步地，所述弧面段的内径为300mm～800mm，壁厚为5mm～15mm，所述平衡环的内径为300mm～800mm，厚度为2mm～5mm。
[0021]进一步地，所述背鳍的厚度为2mm～5mm，所述连接夹的壁厚为3mm～5mm。
[0022]本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
[0023]采用本专利技术所述成型方法成型的耐压罩，同等尺寸条件下，复合材料的球面罩整体的重量为金属材质球面罩的1/4，有效减轻了球面罩的重量，有效提高了透声性能和耐腐蚀性能；通过采用复合材料结合半球形或椭球流线型结构设计，保证其承外压功能，且有效提升其透声性能。
[0024]背鳍和平衡环在水中起到平衡海流的作用，使整个探测器在水中保持稳定。采用纤维预浸料的一体成型的罩本体和背鳍，增加了连接强度，减少了罩本体上开孔数量，减少了罩本体与背鳍连接的金属螺钉，减少了型面开孔和螺钉对透声性能的影响。平衡环与背鳍的连接方便拆卸维修。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的立体结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的主剖视示意图；
[0027]图3为固设有背鳍的罩本体的立体结构示意图；
[0028]图4为连接夹的立体结构示意图；
[0029]图5为平衡环的立体结构示意图；
[0030]图6为现有技术中的圆柱形水下探测器的剖视示意图；
[0031]图7为成型模具的立体结构示意图；
[0032]图8为成型模具的主剖视示意图。
[0033]图中：
[0034]1、罩本体；1
‑
1、直筒段；1
‑
2、弧面段；2、平衡环；3、背鳍；4、连接夹；5、连接件；6、电缆引出口；7、环片；
[0035]10、定位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深海用探测设备耐压罩的成型方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、根据耐压罩的外压要求，通过有限元仿真软件计算耐压罩厚度，保证在不高于10Mpa外压下，耐压罩不会发生强度破坏和失稳现象；步骤二、在背鳍模具上涂脱模剂，铺放玻璃纤维预浸料或碳纤维预浸料，预制成型2mm
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5mm厚度的背鳍，[0
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45
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]s，固化90℃/2h
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120℃4h，脱模后待用；步骤三、在罩本体模具的下模上涂脱模剂，采用玻璃纤维预浸料或碳纤维预浸料铺放成型，每层厚度在0.15mm～0.5mm，按0
°
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45
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顺序铺层，铺至3.5mm～12mm厚度；然后在罩本体模具的上模上涂脱模剂，按0
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顺序铺层，铺层过程中预留鳍口，并在铺至1.5mm～3mm厚度前，安装背鳍，安装完背鳍后，继续铺层至罩本体模具的上模上的铺层厚度为1.5mm～3mm；利用导向销导向，通过上压机将罩本体模具的上模与下模合模到位，固化90℃/2h
‑
120℃/4h
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170℃/4h，然后自然降温脱模；步骤四、在连接夹模具上涂脱模剂，采用玻璃纤维预浸料或碳纤维预浸料铺放成型，每层厚度在0.15mm～0.3mm，[0
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45
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]s成型连接夹，入炉固化90℃/2h
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120℃/4h
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170℃/4h，出炉后脱模，打磨连接夹内槽无亮面，待用；步骤五、在筒状模具上涂脱模剂，缠绕成型平衡环，铺层顺序为90
°
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±
90，其中
±
90为玻璃纤维布，然后入炉固化90℃/2h
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120℃/4h
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170℃/4h；出炉后机加工外型，脱模；步骤六、将平衡环通过若干连接夹对应连接至若干背鳍上，打磨整个耐压罩外表面，并喷涂聚脲防水漆层。2.根据权利要求1所述一种深海用探测设备耐压罩的成型方法，其特征在于：对于有缆需要的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯传礼，杜政才，王威力，魏喜龙，田忠恩，
申请(专利权)人：哈尔滨玻璃钢研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：