【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋水压检测试验，特别是涉及一种螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置及方法。
技术介绍
1、水压试验是海洋仪器在研发过程中常用的一种环境适应性测试手段。它是以水为介质对仪器施加规定的压力，在实验室内模拟水下受压情况，分析深海压力对不同材质密封壳体支撑能力的影响，对密封形式进行优化筛选，对吸水浮体材料重量和浮力进行测试，进而评价深海水下仪器的整体预期运转性能。通过此类试验可以激发仪器的潜在故障，发现设计、制造过程中的不合格材料、元器件，以及不适宜的工艺缺陷等早期故障，从而提高仪器对深水耐压环境的适应性，降低外场应用失败的风险。
2、目前，全国各涉海研究所、高校和生产研发企业建有不同年代不同尺寸规格的耐压试验容器，测试压力也从1mpa(相当于1百米水深)至120mpa(相当于1万2千米水深)，可满足全球海洋水下环境测试需求。开展水压试验的核心装置为水压试验舱，其升压的工作原理一般为将被测仪器放入其中，完成结构密封后，通过控制增压泵向其内部注水达到预定试验压力。
3、国内外水压试验舱的主流密封形式分为螺旋纹式密封、剪切块式密封、快开旋转块式密封和卡箍式密封等。其中，螺旋纹式密封作为传统的机械密封形式，具有应用范围广、可靠性高等特点，在各实验室间使用较为频繁。其密封工作过程为：先将密封端盖放入水压试验舱内，再将螺旋纹密封环旋转在水压试验舱上，而后利用人工方式通过水平推杆旋紧使其压紧密封端盖实现锁紧功能。试验后，再利用人工方式通过水平推杆将螺旋纹密封环旋转松，逐一取走螺旋纹密封环和密封端盖，完成
4、上述传统的螺旋纹式密封的水压试验舱锁紧/开启方式存在如下问题或不足：
5、1.耗费人力时间成本。由于传统密封过程为利用人工方式通过水平推杆顺时针/逆时针旋转螺旋纹密封环使其压紧/脱离密封端盖实现锁紧/开启过程。工作期间需要3至4名技术人员同时操作，极大占用实验室人力资源。同时，操作过程需要凭借经验实施，由于技术人员的熟练程度不同，又会造成每次试验准备的时间长短不一，进而延长试验时间。当现场熟练技术人员较少时，无法保障操作的及时、有效完成，降低了试验效率。
6、2.操作力矩无法量化控制。由于传统密封过程为利用人工方式操作，整个实施过程全凭技术人员的经验和体能控制，暂时无法形成统一的流程，致使每次试验的锁紧力矩均不相同。加之每次试验的压力等级不同，为保障水压试验舱在高压阶段不发生渗漏、掉压现象，技术人员大多会采用过力矩的锁紧方式，长期以往会对螺旋纹密封环和水压试验舱造成积累损伤，降低设备使用寿命。
7、3.开启装置易卡死。当开展长时间高压试验后，螺旋纹密封环和水压试验舱之间相对力矩较大，容易发生卡死现象。此时，单纯依靠人工方式无法通过水平推杆旋松螺旋纹密封环，仅能通过长时间等待应力释放或大幅增加人工数量来强行开启螺旋纹密封环。
8、4.老旧水压试验舱无法使用机械辅助开关舱装置。对于新建水压试验舱，为方便螺旋纹密封环的拆装，设计之初便在水压试验舱上端面预留外侧开舱定位固定件的固定孔。而在役的老旧水压试验舱不能直接在其上端面改造增加对应的固定孔，故无法添加使用机械辅助开关舱装置来实施螺旋纹密封环的锁紧/开启过程，仍需按照传统方式运行。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有螺旋纹式水压试验舱开关技术的不足，提供一种螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置及方法，从根本上解决了海洋水压检测试验领域螺旋纹式密封的水压试验舱舱盖锁紧/开启耗费人力时间成本问题、操作力矩无法量化控制问题、开启装置易卡死问题和老旧水压试验舱无法使用机械辅助开关舱装置问题，改进了现有螺旋纹式密封的水压试验舱锁紧/开启方式，为螺旋纹式试验舱提供了一种新型锁紧/开启装置和使用方法。本专利技术具有结构简单、制造方便、有助于提高试验效率的特点。
2、本专利技术采用如下技术方案实现，一种螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，水压试验主舱体包括水压试验舱、密封端盖和螺旋纹密封环，所述密封端盖位于水压试验舱内，所述螺旋纹密封环螺纹连接安装在水压试验舱上，旋紧螺旋纹密封环，螺旋纹密封环与水压试验舱之间密封，且下压密封端盖，使螺旋纹密封环底部与密封端盖之间、密封端盖底部平面与水压试验舱之间密封；
3、所述机械辅助开关舱装置的最大水平锁紧/开启行程为100mm；所述机械辅助开关舱装置包括辅助开关舱环形连接件、外侧开舱定位固定件、内侧开舱定位固定件、锁紧/开启转换件和力矩测量件，所述辅助开关舱环形连接件卡死固定于靠近水压试验舱顶部的外侧；所述外侧开舱定位固定件和内侧开舱定位固定件用于承受锁紧/开启转换件的力矩，工作时外侧开舱定位固定件放置在辅助开关舱环形连接件的固定孔内，内侧开舱定位固定件放置在螺旋纹密封环的凹槽上；
4、所述锁紧/开启转换件由2个螺纹杆、2个圆环和1个两端内置正反丝扣的空心管状连接器组成，2个螺纹杆位于连接器内且分别与连接器两端螺纹连接，2个螺纹杆分别与2个圆环活动连接，2个螺纹杆旋转时连接器和2个圆环不旋转，且2个螺纹杆旋转进行相向或相远离运动时分别带动2个圆环一起移动，2个圆环上分别设有竖向通孔，工作时锁紧/开启转换件的两个圆环分别套设在外侧开舱定位固定件和内侧开舱定位固定件上；所述力矩测量件与锁紧/开启转换件相连，旋转力矩测量件带动锁紧/开启转换件提供正反方向的挤压和拉伸力。
5、进一步地，所述水压试验主舱体的最高承受压力为100mpa，水压试验舱在靠近其顶端的部分为密封段，密封段在水压试验期间不承受向外膨胀的水压力，密封段分为位于上部的螺旋纹密封段和位于下部的光滑密封段，所述螺旋纹密封段与螺旋纹密封环螺纹连接配合密封，所述光滑密封段与密封端盖对应；水压试验舱在靠近其中端和底端的部分为承压段，承压段内部为光滑承压段，在水压试验期间承受向外膨胀的水压力。
6、进一步地，所述水压试验舱内设有一圈凸起的平台，平台上表面设有一圈环形槽，环形槽内放置o型橡胶密封圈，密封端盖放入水压试验舱内、旋紧螺旋纹密封环时，密封端盖的底部平面均匀的向下挤压o型橡胶密封圈，使其挤满环形槽实现密封。
7、进一步地，每个所述螺纹杆为阶梯型结构杆，大径端杆为外表面带螺纹的圆柱结构，小径端杆为横截面呈正方形的结构，大径端杆的端部设有一个带内螺纹的沉孔；每个所述圆环上开设有水平通孔，所述水平通孔内放置内置螺栓，使螺纹杆通过内置螺栓与圆环活动连接；所述连接器的内部中间无内螺纹，设有内螺纹处的内径小于无内螺纹处的内径。
8、更进一步地，所述力矩测量件是由一个力矩测量扳手、一个垂直伞齿轮和两个水平伞齿轮组成，所述力矩测量扳手与垂直伞齿轮的轴垂直固定连接，两个水平伞齿轮分别套设在对应螺纹杆的小径端杆上，且两个水平伞齿轮分别通过连接器内不同内径连接处形成的台阶限制在连接器内只做旋转运动，所述连接器正中间上端还设有一个开孔，所述开孔用于放置垂直伞齿轮，使垂直伞齿轮始终同时与两个水平伞齿轮啮合。
9、进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，水压试验主舱体包括水压试验舱、密封端盖和螺旋纹密封环，所述密封端盖位于水压试验舱内，所述螺旋纹密封环螺纹连接安装在水压试验舱上，旋紧螺旋纹密封环，螺旋纹密封环与水压试验舱之间密封，且下压密封端盖，使螺旋纹密封环底部与密封端盖之间、密封端盖底部平面与水压试验舱之间密封；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述水压试验主舱体的最高承受压力为100MPa，水压试验舱在靠近其顶端的部分为密封段，密封段在水压试验期间不承受向外膨胀的水压力，密封段分为位于上部的螺旋纹密封段和位于下部的光滑密封段，所述螺旋纹密封段与螺旋纹密封环螺纹连接配合密封，所述光滑密封段与密封端盖对应；水压试验舱在靠近其中端和底端的部分为承压段，承压段内部为光滑承压段，在水压试验期间承受向外膨胀的水压力。
3.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述水压试验舱内设有一圈凸起的平台，平台上表面设有一圈环形槽，环形槽内放置O型橡胶密封圈，密封端盖放入水压
4.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，每个所述螺纹杆为阶梯型结构杆，大径端杆为外表面带螺纹的圆柱结构，小径端杆为横截面呈正方形的结构，大径端杆的端部设有一个带内螺纹的沉孔；每个所述圆环上开设有水平通孔，所述水平通孔内放置内置螺栓，使螺纹杆通过内置螺栓与圆环活动连接；所述连接器的内部中间无内螺纹，设有内螺纹处的内径小于无内螺纹处的内径。
5.根据权利要求4所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述力矩测量件是由一个力矩测量扳手、一个垂直伞齿轮和两个水平伞齿轮组成，所述力矩测量扳手与垂直伞齿轮的轴垂直固定连接，两个水平伞齿轮分别套设在对应螺纹杆的小径端杆上，且两个水平伞齿轮分别通过连接器内不同内径连接处形成的台阶限制在连接器内只做旋转运动，所述连接器正中间上端还设有一个开孔，所述开孔用于放置垂直伞齿轮，使垂直伞齿轮始终同时与两个水平伞齿轮啮合。
6.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述辅助开关舱环形连接件通过机械卡箍结构连接实现与水压试验舱卡死固定。
7.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述辅助开关舱环形连接件分为3段，每段上均匀分布4个固定孔。
8.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述螺旋纹密封环每90°分布1个凹槽。
9.一种利用权利要求1至8任一项所述的机械辅助开关舱装置进行螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱方法，其特征在于，具体过程为：
10.根据权利要求9所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱方法，其特征在于，机械辅助开关舱装置首次使用时，先利用力矩测量件实施水压试验舱的锁紧密封；进行打压测试，将水压试验舱以空载状态升压，根据不同压力利用力矩测量件完成不同压力等级的密封，测量出不同的锁紧力矩；
...【技术特征摘要】
1.一种螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，水压试验主舱体包括水压试验舱、密封端盖和螺旋纹密封环，所述密封端盖位于水压试验舱内，所述螺旋纹密封环螺纹连接安装在水压试验舱上，旋紧螺旋纹密封环，螺旋纹密封环与水压试验舱之间密封，且下压密封端盖，使螺旋纹密封环底部与密封端盖之间、密封端盖底部平面与水压试验舱之间密封；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述水压试验主舱体的最高承受压力为100mpa，水压试验舱在靠近其顶端的部分为密封段，密封段在水压试验期间不承受向外膨胀的水压力，密封段分为位于上部的螺旋纹密封段和位于下部的光滑密封段，所述螺旋纹密封段与螺旋纹密封环螺纹连接配合密封，所述光滑密封段与密封端盖对应；水压试验舱在靠近其中端和底端的部分为承压段，承压段内部为光滑承压段，在水压试验期间承受向外膨胀的水压力。
3.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，所述水压试验舱内设有一圈凸起的平台，平台上表面设有一圈环形槽，环形槽内放置o型橡胶密封圈，密封端盖放入水压试验舱内、旋紧螺旋纹密封环时，密封端盖的底部平面均匀的向下挤压o型橡胶密封圈，使其挤满环形槽实现密封。
4.根据权利要求1所述的螺旋纹式密封的水压试验舱机械辅助开关舱装置，其特征在于，每个所述螺纹杆为阶梯型结构杆，大径端杆为外表面带螺纹的圆柱结构，小径端杆为横截面呈正方形的结构，大径端杆的端部设有一个带内螺纹的沉孔；每个所述圆环上开设有水平通孔，所述水平通孔内放置内置螺栓，使螺纹杆通过内置螺栓与圆...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔维轩，刘宁，高占科，程绍华，朱丽萍，孙啸，贾伟广，张川，于建清，秦鑫培，
申请(专利权)人：国家海洋标准计量中心，
类型：发明
国别省市：
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