适用于大口与超大口舱口盖的流体密封装置及密封方法

技术领域

本发明涉及舱口盖密封装置技术领域，尤其是一种适用于大口与超大口舱口盖的流体密封装置及密封方法。

背景技术

当前，海洋资源开发及海上国家安全等技术的发展正逐渐向深海演进。而深海海底的利用与开发是深海活动的重要组成部分。深海海底在民用领域是资源开采、科学研究的主要依托，而在海洋安全领域，深海海底的利用更是发挥着不可替代的作用。深海海底散布着大量高价值目标，包含位置的矿物质样本、生物样本、海底信息工程装备及具备打捞价值的其他物品。部分高价值目标需实时转入载人深潜装备中进行分析、研究。而在深海中，唯一能作为上述高价值目标由高压海水进入载人深潜装备的通道即为深海自动启闭舱口盖。

深海自动启闭舱口盖可在高压海水中完成自动启闭，并且可承受数千米深度的海水压力，而保证不发生泄露，一旦泄露，轻则造成载人深潜装备内涌入海水，重则可能造成艇毁人亡的重大事故。舱口盖的密封结构式保证安全性的关键。由于深海舱口盖的安全性、可靠性要求极高，目前，成熟的做法是采用半球型舱口盖构型，舱口盖盖板与围壁采用锥面配合，同时舱口盖盖板安装O型密封圈，在锁紧状态下，O型密封圈与围壁锥面压紧实现密封。上述方式对舱口盖及围壁的加工精度要求极高，而且需要端面配合紧密，仅可应用于半球型舱口盖，且尺寸受限，极大地限制了进出通道的净空间，无法完成大型高价值目标的转移进舱。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的适用于大口与超大口舱口盖的流体密封装置及密封方法，从而通过本装置，代替目前舱口盖锥面配合与O型圈压紧的密封形式，进而采用流体密封油囊的密封结构，该结构对舱口盖端面及围壁的加工要求低，且可降低舱口盖尺寸限制，可极大扩展进出通道高价值目标通过性，通过该装置，可大幅提升我水下高价值目标的回收能力，具备极强的应用价值。

本发明所采用的技术方案如下：

一种适用于大口与超大口舱口盖的流体密封装置，包括舱口盖的围壁，所述围壁上通过多个铰链安装门板，门板的内表面设置有一圈边框，所述边框的内缘边配合设置有密封油囊，密封油囊呈圆环形结构，门板关闭时，密封油囊与围壁紧密贴合；所述围壁上还固定有液压源，液压源与密封油囊之间通过两根并列的进油管和回油管连通，所述进油管上安装有一号开关阀和一号压力传感器，回油管上安装有二号开关阀和二号压力传感器。

作为上述技术方案的进一步改进：

密封油囊与门板之间通过硫化方式粘接。

围壁中部的开口为圆形、椭圆形、长条形、长圆形或长方形结构。

密封油囊的形状与围壁中部的开口形状匹配。

门板关闭时，密封油囊与围壁完全压紧贴合，门板打开时，密封油囊与围壁之间逐渐成线接触后脱离。

所述密封油囊为一体式结构，密封油囊上设置有与进油管和回油管连接的接口。

所述液压源采用液压缸。

所述液压源通过螺栓固定在围壁上。

一种适用于大口与超大口舱口盖的流体密封装置的密封方法，包括如下操作步骤：

步骤一、准备工作：

打开液压源和一号开关阀，进油管对密封油囊内部充油，并通过一号压力传感器调整密封油囊内部的油压；

步骤二、密封工作：

当样品转移完成，门板关闭后，密封油囊先接触围壁，直至形成较大的接触面积；

此时，由于舱内、外压强差，舱外海水会对舱口盖的门板产生压力，进一步压紧密封油囊，同时打开二号开关阀，通过回油管适当排除一些密封油囊内的油液，使密封油囊与围壁完全压紧贴合位置；

当密封油囊与围壁完全贴合，且贴合面足够大之后，停止排油，并关闭二号开关阀，保持门板与围壁之间密封油囊的稳定压紧，实现舱口盖的密封工作；

步骤三、开启工作：

当需开启门板时，开启液压源及进油管上的一号开关阀，对密封油囊内继续注油，此时，密封油囊内的压力上升，密封油囊界面发生形变，导致密封油囊与围壁的接触面面积逐渐减小，最终形成线接触，围壁与密封油囊已经产生部分脱离，海水即可通过脱离部分进入，实现舱内、外的压力均衡，即可开启门板。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过密封油囊的设计，按照作业方法实施，可突破现有深海舱口盖的球型构型及锥面贴合与O型圈压紧的密封形式，极大地提高深海舱口盖进出通道的通过性，从而提升高价值目标进舱能力。

本装置整体系统组成简单，成熟可靠，且使用成本简单，具备较强的工程应用潜力。

本发明所述的密封油囊为一体化结构，其与门板和围壁的接触面积大，密封效果好。

本发明所述的门板底部设置一个边框，让边框与密封油囊之间贴合更加稳定，保证密封面的稳定性，提高密封效果。

本发明所述的密封油囊可以根据实际舱口围壁的形状进行适应设计，使用灵活方便。

本发明所述的液压系统控制简便，使用灵活方便。

本发明主要用于深海大型舱口盖密封装置中。

附图说明

图1为本发明的结构示意图(关闭状态)。

图2为本发明的主视图(关闭状态)。

图3为本发明的液压原理图。

图4为本发明的液压原理图(省略密封油囊)。

图5为本发明的结构示意图(打开状态)。

图6为本发明的主视图(打开状态)。

其中：1、门板；2、铰链；3、边框；4、密封油囊；5、围壁；6、液压源；7、进油管；8、回油管；9、一号开关阀；10、二号开关阀；11、一号压力传感器；12、二号压力传感器。

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，本实施例的适用于大口与超大口舱口盖的流体密封装置，包括舱口盖的围壁5，围壁5上通过多个铰链2安装门板1，门板1的内表面设置有一圈边框3，边框3的内缘边配合设置有密封油囊4，密封油囊4呈圆环形结构，门板1关闭时，密封油囊4与围壁5紧密贴合；围壁5上还固定有液压源6，液压源6与密封油囊4之间通过两根并列的进油管7和回油管8连通，进油管7上安装有一号开关阀9和一号压力传感器11，回油管8上安装有二号开关阀10和二号压力传感器12。

密封油囊4与门板1之间通过硫化方式粘接。

围壁5中部的开口为圆形、椭圆形、长条形、长圆形或长方形结构。

密封油囊4的形状与围壁5中部的开口形状匹配。

门板1关闭时，密封油囊4与围壁5完全压紧贴合，门板1打开时，密封油囊4与围壁5之间逐渐成线接触后脱离。

密封油囊4为一体式结构，密封油囊4上设置有与进油管7和回油管8连接的接口。

液压源6采用液压缸。

液压源6通过螺栓固定在围壁5上。

本发明所述的适用于大口与超大口舱口盖的流体密封装置的具体结构和功能如下：

主要包括密封油囊4、液压源6、两个压力传感器、两个开关阀、进油管7、回油管8及相应附件等。

其中，密封油囊4与舱口盖盖板(即门板1)通过硫化方式粘接。

其中，进油管7、回油管8一端与密封油囊4连接，另一端与液压源6连接。

其中，开关阀、压力传感器串接在进油管7、回油管8上。

其中，液压源6安装在舱口盖的围壁5上，与围壁5通过螺栓连接。

实际工作过程中，如图1、图2和图3所示，密封油囊4通过液压源6、开关阀、压力传感器充油并调整密封油囊4内油压及油量。

当样品转移完成，舱口盖关闭后，密封油囊4先接触围壁5，直至形成较大的接触面积。

此时，由于舱内、外压强差，舱外海水会对舱口盖的门板1产生压力，进一步压紧密封油囊4，同时通过回油管8适当排除一些密封油囊4内的油液，使密封油囊4与围壁5完全压紧贴合位置。

当密封油囊4与围壁5完全贴合，且贴合面足够大之后，停止排油，并关闭二号开关阀10，保持舱口盖门板1与围壁5之间密封油囊4的稳定压紧，实现舱口盖的密封工作。

同时通过压力传感器实时监测密封油囊4内油液的压力，如发现密封油囊4内油压下降，则立刻开启液压源6进行适当补油，保持密封面的稳定。

当需开启舱口盖时，同时开启液压源6及进油管7上的一号开关阀9，对密封油囊4内继续注油，此时，密封油囊4内的压力上升，密封油囊4界面发生形变，导致密封油囊4与围壁5的接触面面积逐渐减小，最终形成线接触，而由于实际工程加工精度问题，围壁5与密封油囊4已经产生部分脱离，海水即可通过脱离部分进入，实现舱内、外的压力均衡，即可开启舱口盖。

整体操作方便，可以根据实际舱口盖的形状，匹配相应的密封油囊4，由于此密封装置的设计可以将舱口盖变大，提升高价值目标进舱能力。

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。