[发明专利]有机玻璃与金属材料间无密封圈的密封结构及其安装方法

说明书

本发明涉及一种有机玻璃与金属材料间无密封圈的密封结构及其安装方法，包括有机玻璃球壳，所述有机玻璃球壳的中部设置有锥形开口，所述锥形开口的内端面配合安装有圆台形金属盘，圆台形金属盘的底面与锥形开口的内表面处安装有多个密封连接件，多个密封连接件围成一圈，每个密封连接件通过紧固螺栓与圆台形金属盘固定，紧固螺栓提供预紧力，将圆台形金属盘与有机玻璃球壳的锥形开口紧密贴合，工作可靠，密封性能好，安装方便。

技术领域

本发明涉及潜水器密封结构技术领域，尤其是一种有机玻璃与金属材料间无密封圈的密封结构及其安装方法。

背景技术

载人潜水器上最为关键的部件是载人舱球壳，能够为潜航员及乘客抵御外界海水的压力，提供一个大气压的常压的工作环境，而载人舱球壳上的设计有人孔、穿舱孔，这些开孔的密封性是关系到整个潜水器及乘员安全性的头等大事，一旦载人舱球壳发生漏水，后果不堪设想。

大深度的载人舱球壳多采用钛合金或高强金属制造而成，因为金属材料的压缩变形非常小，所以金属球壳的开口密封结构均采用密封圈密封的方式。但是当整个载人舱球壳采用全透明有机玻璃材料制造而成时，有机玻璃材料在拉压力作用下会产生粘弹性变形，采用传统的密封圈密封方式，可能会产生密封圈的压缩量不足或密封圈滑移、移位的现象，从而导致密封圈起不到密封作用，发生载人舱漏水的严重事故。为了提高密封的可靠性，通常在圆柱形、小于等于180度开角的球形有机玻璃与金属材料的密封结构设计上，会对接触的密封面周向和径向两个方向设置2种以上的密封圈，通过冗余设计，以加强密封结构的可靠性。但上述这种密封结构较为复杂，且在装配密封结构时，需要利用专用的工装以解决有机玻璃、密封圈、密封法兰之间的变形协调问题，如何优化密封结构形式，降低装配难度并提高二者之间的密封可靠性是当前亟需解决的问题，有机玻璃在受拉压力作用下自身会发生粘弹性变形，与变形量小的金属间可以形成较好密封。

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有机玻璃与金属材料间无密封圈的密封结构及其安装方法，从而无需使用密封圈，简化了结构，安装更加方便。

本发明所采用的技术方案如下：

一种有机玻璃与金属材料间无密封圈的密封结构，包括有机玻璃球壳，所述有机玻璃球壳的中部设置有锥形开口，所述锥形开口的内端面配合安装有圆台形金属盘，圆台形金属盘的底面与锥形开口的内表面处安装有多个密封连接件，多个密封连接件围成一圈，每个密封连接件通过紧固螺栓与圆台形金属盘固定，紧固螺栓提供预紧力，将圆台形金属盘与有机玻璃球壳的锥形开口紧密贴合。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述锥形开口的内端面与圆台形金属盘外圆周面为配合面。

所述有机玻璃球壳和圆台形金属盘的外表面同时承受外压力。

所述锥形开口的内端面上加工有多条平行间隔的凹槽。

每条凹槽上进行倒圆角。

凹槽的宽度为8-10mm。

密封连接件共设置有四个，四个密封连接件在圆周方向围成一圈，单个密封连接件呈圆弧形结构，在密封连接件的上表面一侧为平面结构，另一侧为弧面结构，所述平面结构上开有五个螺栓孔，所述平面结构与圆台形金属盘的底面配合，弧面结构与有机玻璃球壳的内表面配合。

密封连接件与圆台形金属盘在用紧固螺栓固定之后二者间仍留有间隙。

一种有机玻璃与金属材料间无密封圈的密封结构的安装方法，

将有机玻璃球壳平置于地面，并用辅助工具固定；

然后用水平仪测定有机玻璃球壳的锥形开口的水平度，通过微调有机玻璃球壳的位置来保持锥形开口处于水平；