【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深海电设备领域，具体涉及一种小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构。
技术介绍
1、电火花震源系统是一种重要的海洋地震勘探技术装备，具有宽频带的声学特点，能够实现高分辨率地震勘探等应用。随着应用环境由浅海走向深海，为避免电火花震源系统受深海静水压影响，需要将电火花震源放置在小型耐压结构中，但常用金属材料制备的耐压结构难以满足声学需求。同时，随着海洋服役深度增加，为保证耐压结构在深海静水压下保持高强度和密封性，耐压结构重量大幅增加，降低了耐压结构重复拆装的便利性，同时也降低了声信号在耐压结构内的透过性。
2、对比高强钢、钛合金等金属材料，碳纤维复合材料具有高比模量、高比强度、可设计性强、透声性能好、耐海水腐蚀等性能优势。将碳纤维复合材料应用于耐压结构，既可以解决深海耐压结构的轻量化设计问题，又能提升电火花震源系统的声信号质量。因此，为保障电火花震源在深海环境下适用性和安全性，提升电火花震源系统在深海环境下应用效果，采用小型可重复拆装式碳纤维复合材料耐压结构是十分必要的。
3、公开号为cn116278110a的专利申请公开了一种内衬金属环肋复合材料柱形耐压壳，包括复合材料柱形外壳、若干金属环肋，是一种加筋耐压结构。由于金属环肋的存在，耐压结构内表面凹凸不平，不利于电火花震源系统工作中气体随水流排出。
4、公开号为cn116095999a的专利申请公开了一种复合材料耐压壳体高可靠性连接结构，包括金属端框、复合材料耐压壳体、第一防转结构连接、第二防转结构连接和防脱装置等。该专利利用胶
5、公开号为cn113581361a的专利申请公开了一种深海长期工作耐压复合结构，包括金属封头、蛋形碳纤维耐压壳体、金属预置件、o型圈、螺栓等组成。该专利技术专利中，金属预置件也是通过粘结方式与蛋形碳纤维耐压壳体连接，同样存在粘结层失效难以修复的问题。
6、公开号为cn115258035a的专利申请公开了一种大口径碳纤维复合材料耐压结构端部封装连接结构，包括加筋复合材料壳体、内套筒、外套筒、过渡法兰、螺栓、楔形涨紧块、o型密封圈等组成。该专利技术专利对耐压结构内部空间尺度有一定要求，以满足工人或机械手等进入耐压结构内部安装楔形涨紧块的需求，因此，该专利技术专利不适用于小型耐压结构。同时，该专利技术专利采用了过盈配合面和o型圈两种密封方式，这两种密封方式的密封位置相互独立，随着耐压结构服役深度增加，过盈配合面密封可靠性降低，缺少第二道密封保障。另外，加筋复合材料壳体内表面凹凸不平，不利于电火花震源系统工作中气体随水流排出。
7、上述4种方案均未充分考虑深海电火花震源系统对耐压结构轻量化、小型化、重复拆装、高密封性能、透声性好等需求，存在尺寸过大、内表面不平整、制造工艺难度高、操作不便、胶接结构难修复等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，用于保护电火花震源不受深海静水压破坏。该耐压结构具有小型化、重量轻、耐压性好、装配方便、低频透声性好等优点，且端部结构与碳纤维复合材料主体采用无损连接方式，内部可放置电火花震源，可保证碳纤维复合材料耐压结构在6000m深海环境下的结构完整性和密封性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，包括主体、加强环、连接环和端盖组件，所述主体和加强环采用碳纤维复合材质；
4、所述主体为空心圆柱体外壳结构，外壳的内部用于放置电火花震源系统；
5、所述加强环粘贴于主体内壁的端部；
6、所述连接环包括外连接环和内连接环，所述外连接环采用热胀装配方式与主体的外壁端部过盈装配，外连接环与主体的过盈配合面之间设有第一o型圈；所述内连接环采用冷缩装配方式与加强环的内壁过盈装配；
7、所述端盖组件采用带有平滑填充层的凸型端盖结构，所述凸型端盖可拆卸安装于主体两端，所述填充层以浇筑方式与凸型端盖内端面连接。
8、优选的，所述加强环的外壁贴于主体的内壁，加强环伸入主体内部的一端设有倒角结构。
9、优选的，所述填充层的外端面、内连接环的内端面以及加强环的倒角内边缘三者平齐且光滑。
10、优选的，所述填充层为塑料或树脂材质，填充层内包埋有填充层螺栓、水孔接管、水孔接头、水密接头及其线缆。
11、优选的，所述填充层基于定型工装浇筑得到，所述定型工装包括环形定型模具、线缆固定架和水孔接管堵塞，所述环形定型模具的内径、高度尺寸与内连接环的内径、高度尺寸一致；线缆固定架包括水平支撑杆和一对竖直支撑杆，一对竖直支撑杆分别连接水平支撑杆的两端，竖直支撑杆末端设有弧形切槽，一对弧形切槽之间的距离与环形定型模具的外径匹配，水平支撑杆上设有用于固定线缆的贯穿孔。
12、优选的，用于安装所述第一o型圈的安装槽开设在外连接环上。
13、优选的，所述凸型端盖和位于主体两端的外连接环装配面之间设有第二o型圈。
14、优选的，用于安装所述第二o型圈的安装槽开设在凸型端盖上。
15、优选的，所述外连接环和内连接环为钛合金材质。
16、上述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构的填充层浇筑方法，包括：
17、s1，在凸型端盖上预先安装填充层螺栓、水孔接管、水密接头及其线缆；安装填充层螺栓时，将所述凸型端盖的内端面朝上水平放置，在凸型端盖内端面预设深度小于填充层螺栓螺纹长度的螺纹孔，将填充层螺栓拧入螺纹孔且部分螺纹裸露在外；
18、s2，在环形定型模具内表面均匀涂抹脱模剂，待脱模剂干燥后，将环形定型模具同轴固定在凸型端盖内端面上；
19、s3，将线缆固定架中的一对弧形切槽卡接在环形定型模具顶部，将水密接头及其线缆中的线缆拉直后贯穿并约束于线缆固定架的贯穿孔，用水孔接管堵塞堵住水孔接管的喇叭状端口；
20、s4，向环形定型模具内填充未固化塑料或树脂，直至填充表面与环形定型模具上端面平齐，固化后打磨光滑，形成填充层，所述填充层的外端面、内连接环的内端面以及加强环的倒角内边缘三者平齐且光滑；
21、s5，去除线缆固定架、环形定型模具和水孔接管堵塞，填充层制造完成。
22、本专利技术的有益效果：
23、（1）本专利技术装配在耐压结构主体端部的外连接环和内连接环采用温差过盈配合连接形式，通过温差装配应力保护复合材料主体端部规避分层问题，并且在外连接环与耐压结构主体外壳过盈接触面处设置了o型圈，实现了过盈配合面密封与o型圈密封的位置重叠和结构耦合，解决了过盈配合面密封可靠性低的问题，保证耐压结构在6000 m深海环境下的密封性能。
24、（2）本专利技术在耐压结构主体内的端部采用填充层的结本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，包括主体（1）、加强环（2）、连接环和端盖组件，所述主体（1）和加强环（2）采用碳纤维复合材质；
2.根据权利要求1所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述加强环（2）的外壁贴于主体（1）的内壁，加强环（2）伸入主体（1）内部的一端设有倒角结构。
3.根据权利要求2所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述填充层（7）的外端面、内连接环（4）的内端面以及加强环（2）的倒角内边缘三者平齐且光滑。
4.根据权利要求1或3所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述填充层（7）为塑料或树脂材质，填充层（7）内包埋有填充层螺栓（8）、水孔接管（10）、水孔接头（11）、水密接头及其线缆（12）。
5.根据权利要求4所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述填充层基于定型工装浇筑得到，所述定型工装包括环形定型模具（14）、线缆固定架（15）和水孔接管堵塞（17），所述环形定型模具（14
6.根据权利要求1所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，用于安装所述第一O型圈的安装槽开设在外连接环（3）上。
7.根据权利要求1所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述凸型端盖（5）和位于主体（1）两端的外连接环（3）装配面之间设有第二O型圈。
8.根据权利要求7所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，用于安装所述第二O型圈的安装槽开设在凸型端盖（5）上。
9.根据权利要求1所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述外连接环（3）和内连接环（4）为钛合金材质。
10.一种权利要求4所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构的填充层浇筑方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，包括主体（1）、加强环（2）、连接环和端盖组件，所述主体（1）和加强环（2）采用碳纤维复合材质；
2.根据权利要求1所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述加强环（2）的外壁贴于主体（1）的内壁，加强环（2）伸入主体（1）内部的一端设有倒角结构。
3.根据权利要求2所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述填充层（7）的外端面、内连接环（4）的内端面以及加强环（2）的倒角内边缘三者平齐且光滑。
4.根据权利要求1或3所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述填充层（7）为塑料或树脂材质，填充层（7）内包埋有填充层螺栓（8）、水孔接管（10）、水孔接头（11）、水密接头及其线缆（12）。
5.根据权利要求4所述的小型可重复拆装式深海碳纤维复合材料耐压结构，其特征在于，所述填充层基于定型工装浇筑得到，所述定型工装包括环形定型模具（14）、线缆固定架（15）和水孔接管堵塞（17），所述环形定型模具（14）...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁会明，李树然，花争立，施建峰，郑津洋，
申请(专利权)人：东海实验室，
类型：发明
国别省市：
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