[发明专利]超高压大直径深海环境模拟装置抗剪块装卸及锁紧机构

说明书

技术领域

本发明涉及压力容器的辅助装置，尤其是一种应用于深海超高压环境模拟与检测装置上的抗剪块装卸及锁紧机构，亦可用于需要频繁打开封盖的压力容器上、或其他具有抗剪块结构形式的设备上。

背景技术

深海潜水器及相关装备是人类进行深海科学研究、深海环境监测和深海资源勘探、开发利用及保护的主要工具。世界海洋强国在进行深海潜水器和相关装备研制的同时，均十分注重深海装备的试验基础能力建设，先后建成了包括深海模拟试验系统在内的一系列深海模拟试验装置，为深海潜水器与装备研制提供超高压环境模拟试验平台和可靠的技术支撑，促进了深海潜水器技术与深海装备研制的发展。

在深海超高压模拟检测装置中，压力筒是其中之一的关键设备。对于需要频繁打开封盖的超高压（60MPa以上）、大开口（直径1.5米以上）压力筒，现有技术中，采用旋转丝杆的方式进行抗剪块的装拆及锁紧。在装拆抗剪块过程中，丝杆需要由人工旋转，劳动强度大，耗费工时长；压力筒工作过程中使丝杆产生扭曲、弯曲或压缩变形，导致丝杆不能正常工作，只能将其破坏并更换新丝杆；对于具有超高压、大开口的压力筒（60MPa以上，直径1.5米以上），丝杆强度及人工已不能满足抗剪块装拆及锁紧要求。为了避免上述现象，目前，为便于密封，采用抗剪块密封锁紧结构。封盖与压力筒通过抗剪块锁紧后，就构成了一个能够承受超高压的密闭空间，而单个抗剪块重量达到1.7吨，且在工作状态下会发生位移，因此需要设计专门的机构实现抗剪块的自动装拆及锁紧。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中采用人工操作麻烦，劳动强度大等缺点，提供一种结构合理的超高压大直径深海环境模拟装置抗剪块装卸及锁紧机构，从而实现了抗剪块的自动装拆及锁紧，避免了现有技术中大强度的人工操作及锁紧装置频繁更换的问题，提高工作效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种超高压大直径深海环境模拟装置抗剪块装卸及锁紧机构，包括压力筒，所述压力筒顶部设置有封盖，所述压力筒上部的内环面上开有剪切槽，位于封盖上安装有抗剪块，所述抗剪块卡接于压力筒所开剪切槽内；所述抗剪块分为斜抗剪块与直抗剪块，所述斜抗剪块与直抗剪块间隔安装于封盖顶部，并围成一周；位于封盖中部安装轴承座，还包括油缸座，所述油缸座上安装有油缸，所述油缸座通过轴承与所述轴承座装配成一体，构成抗剪块装卸装置。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述抗剪块装卸装置的结构为：包括油缸座，所述油缸座的四周分别通过紧固件安装有油缸，所述油缸的活塞杆顶部安装接头装置；位于油缸座顶部设置有固定座，各个油缸上部安装有调节杆，所述调节杆的一端通过紧固件固定于油缸顶部，所述调节杆的另一端通过紧固件连接于固定座上；

所述接头装置的结构为：包括与活塞杆配合安装的凸面压头；抗剪块内侧面中部均安装有与凸面压头配合的凹面压头，所述凸面压头与凹面压头的连接处通过卡环紧固；

所述油缸座的四周分别通过紧固件安装有四组油缸；

所述斜抗剪块与直抗剪块分别设置有四块；

所述抗剪块的安装结构为：位于封盖顶部间隔设置有定位凸缘，所述抗剪块的底部分别设置有与定位凸缘配合卡接的定位凹槽；

所述斜抗剪块的内侧面中部设置有与凸面压头配合抵接的凹面压头；

所述直抗剪块的内侧面中部设置有与凸面压头配合抵接的凹面压头；

所述封盖中部开有螺纹孔，所述螺纹孔内安装吊环。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明利用一抗剪块装卸装置，即可以同时装卸四块斜抗剪块，旋转角度又可以同时装卸四块直抗剪块，使用灵活方便。与现有技术中的人工转动丝杆相比，本发明每次可以同时进行四个抗剪块安装或拆卸，工作效率高。

（2）抗剪块装卸装置采用液压油缸作为执行元件，具有结构简单、紧凑、定位灵活、安装简捷方便等优点，可以较好地实现剪切块的装卸及控制剪切块的径向滑移，避免了现有技术中频繁使用带来的大强度的人工操作及更换缺陷。且抗剪块的锁紧力可调、状态可靠。

（3）本发明在封盖上设置定位凸缘，在抗剪块的底部设置定位凹槽，用于限制抗剪块的移动轨迹，确保了抗剪块在装拆过程中沿指定路径进出凹槽。

（4）采用液压作动力实现抗剪块的平移，液压油缸最大拉力能够方便实现抗剪块在被筒体剪切槽卡死状态下的进出。

（5）活塞杆端部与抗剪块之间采用卡环连接，连接和脱开灵活简便。

（6）活塞杆端部与抗剪块间采用球面接触，可以保证两者在加压过程中始终保持良好的接触及对中性能。