[发明专利]一种环形深海耐压壳

说明书

本发明涉及一种环形深海耐压壳，包括数个不完整球壳，不完整球壳是由完整球壳经相同角度镜像切割而成的两侧开口的球壳，数个不完整球壳依次拼接成封闭环形结构，两个相邻不完整球壳通过加强环肋连接。本发明环形深海耐压壳结构由多个不完整球壳组成，现有球壳制造工艺成熟，加工简便，成本低，且壳体精度高，结构缺陷低。

技术领域

本发明涉及一种耐压壳，尤其涉及一种环形深海耐压壳，属于潜水器技术领域。

背景技术

耐压壳是潜水器的主体结构和浮力单元，为潜水器提供浮力,也为站内非耐压设备提供可靠的运行环境，其重量占潜水器总重的1/4～1/2。耐压壳要求具有良好的力学特性、流体力学特性，以提升潜水器的安全性、载运能力、机动性和下潜时间等性能。

现有的普通圆环形耐压壳，结构如图1，具有以下不足：

1.制造工艺尚不成熟，加工困难，成本高；

2.由于环壳截面周向应力各不相等，故不便于在其结构上进行开孔，不利于潜水器的制造；

3.承载能力较差，容易失稳，安全性较低。

申请号为202010127492.6的中国发明专利，公开了一种深海环形耐压壳，虽然解决了一些力学问题，但仍有以下不足：

1.结构上采用数个纺锤形壳体环接而成，纺锤形壳体由两次无模胀形而得，精度不易控制，难以得到预先设定的纺锤形参数，且纺锤形壳体的原型是由多条板材弯曲焊接而成，精度低，加工制造复杂。

2.对于抗压性能，该专利由多条板材弯曲焊接然后经两次胀形得来，壳体周向焊缝多，壳体结构缺陷高，且两次胀形会导致板材减薄，均会降低壳体的抗压性能。

3.纺锤形壳体交接处的环肋没有考虑变形协调理论，容易使靠近加强环肋处的壳体发生失稳，或者是由于加强环肋受压屈服而导致失稳；严格来讲，该专利的环肋并不能起到加强作用，因为壳体受到的是外压，该专利的环肋附加在壳体外侧且没有与壳体成为一体结构。

发明内容

本发明提供了一种环形深海耐压壳，以解决现有技术中耐压壳制造精度低、制造难度大、耐压性能低的技术问题。

本发明提供了一种环形深海耐压壳，包括数个不完整球壳，不完整球壳是由完整球壳经相同角度镜像切割而成的两侧开口的球壳，数个不完整球壳依次拼接成封闭环形结构，两个相邻不完整球壳通过加强环肋连接。

进一步地，由所述不完整球壳与所述加强环肋的交接点、所述不完整球壳的球心以及所述加强环肋的环心形成交接角β的角度范围为30°≤β≤70°。

进一步地，所述加强环肋的宽度a、厚度b以及外径D的关系如下：

其中，r为不完整球壳的半径；μ为耐压壳材料的泊松比。

进一步地，所述不完整球壳的球缺高h为：

h＝r(1-cosβ)

进一步地，不完整球壳个数为：

其中，θ为旋转角，R为旋转半径。

本发明的有益效果：

1.该环形深海耐压壳结构由多个不完整球壳组成，现有球壳制造工艺成熟，加工简便，成本低，且壳体精度高，结构缺陷低。

2.球壳应力分布均匀，对于球壳来讲，在其结构上任意位置进行开孔作用效果相同，便于后期用于潜水器，满足其开孔需求。

3.球壳连接处采用加肋结构，且肋结构尺寸满足变形协调设计理念，克服了多球壳连接常见的两种破坏形式，极大地提高了整体结构的承载能力。