10000米潜水器.docx

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1、IOOOO米深海潜水器技术领域随着我国国民经济的不断发展，综合国力的显著增强，我国民用深海潜水事业得 到了极大的发展，民用深海潜水器的需求数量近年来也在大幅增长。背景技术目前，世界上深海资源丰富，有能力下潜到5000米以上海底的潜水器少之又少。 大量丰富的矿产资源存在于5000米以上深度的海底。据估计，太平洋超过20% 的海底水深超过5000米，在这些海底又存在着大量稀有金属矿产。所以急需一 种可以随意下潜到50米以上海底的潜水器去采集这些矿产。发明内容I(XMM)米深海潜水器是一种由三层椭圆体精钢外壳构成壳体的潜水器，该潜水器 可以从漂浮在海面上下潜到Ioooo米深度的海底，然后再从IOOO

2、O米的海底上浮 到海面。功能描述,该潜水器可以自由地从漂浮在海面下潜到I(XX)O米的海底,再从IOO(X) 米的海底上浮到海面。整个过程，潜水器的壳体不会发生破裂，而且潜水器可反 复下潜，上浮多次，整个潜水器不会发生故障。产品描述，该潜水器由外层精钢壳体，中层精钢壳体，内层精钢壳体，控制仪器， 前储水箱，后储水箱，水泵，柴油发动机，转轴，推进桨叶构成。结构如下图1 所示：外 层 褚 飒 克储水硼出水管道缸体直径长32Omm；、之情水交，工中空半球缸体外壁厚80mm左制仪器:卢储水笛管道纵剖面图外IS3曲上的 中空缸体纵剖面图体储水箱进出水修道连 接伟烟进出水口储水箱送出水置道 连接海洋进出水

3、口克 体 短 毡 长储水箱锯齿管道各个话水箱锯出曾道两小 段之间夹角为30度中 层 精 钢 壳 体 内 触桨 2 的 半 球 形 中 空 缸 体法水箱进出水管道连接海洋 进出水口纵剖面图=.中空半球直径长16OmmT管道外径长162mm内 2 上 的 半 球 形 中 空 缸 体外 层 褶两 5 圆管道内径长2mmM，J噬长80mmSifik17X倘口处到连接海洋外层精钢鞫1壳体长轴长20m假口处内径逐渐砌中层精诙体上的中空缸体 的直径长为30OmmK中层翻克体上的中空缸体内腔的直径长 为 12Omm 内中层将钢壳体上中空 扛体制b厚度为 90mm中层精翻阱上的 中,体斓a储水箱送出水管道连接偌

4、水箱进出水口剖面图外层精钢壳体是一层椭圆形的密封的由精钢制造的壳体，采用椭圆体作为潜水器 的外壳，有利于潜水艇在深海中抵消海水的压力。由于椭圆体壳体外表面光滑， 具有一定弧度，这就使壳体受到的水压相互抵销，减轻了潜水器壳体内部受到的 水压。这个椭圆体的长轴长20m,短轴长5m。这个外层壳体钢材的厚度为有 80mm,它的外表面光滑，直接和海水接触，有利于潜水器在海水中航行。内表 面上铸造有数以百计的中空的半圆体缸体，这个缸体外层钢材的厚度为80mm, 内部有直径为160mm的中空半球体。半球体缸体的整体直径为320mm。这些中 空的半球体缸体的顶端焊接在中层精钢壳体上。它们把外层精钢壳体上面受到

5、的 海水压力抵消了一部分，这是因为它们内部中空，它们外层圆环钢体两边受到的 外层壳体上的海水压力相互抵消，这就使海水对中空缸体顶点的作用力减小，也 就使海水对中层壳体的压力减小。如图2所示。海水压力海水压力海水压力海水压力海水压力中层精钢壳体是一层椭圆形的密封的由精钢制造的壳体，这个中层壳体的厚度为 90mm,它的外表面焊接在外层壳体内腔上的半球体中空缸体上。它的内表面上 铸造有数以百计的中空的半球体缸体，这个缸体外层钢材的厚度为90mm,内部 有直径为12Omm的中空半球体。半球体缸体的整体直径为300mm。这些中空的 半球体缸体的顶端焊接在内层精钢壳体上。它们把中层精钢壳体上面受到的外层

6、壳体上的作用力抵消了一部分，这是因为它们内部中空，它们外层的圆环体两边 受到的中层壳体上的压力相互抵消，这就使海水对中空缸体顶点的作用力减小， 也就使海水对内层壳体的压力减小。如图2所示。内层精钢壳体是一层椭圆形的密封的由精钢制造的壳体，这个内层壳体的厚度为 有95mm,它的外表面焊接在中层壳体内腔上的半球体中空缸体上。由于半球体 中空缸体具有半圆形的横截面，所以它会抵消焊在外层壳体底面上面受到的外层 壳体的压力，也就是减少了海水对半球体中空缸体产生的压力。半球体中空缸体 的半球体外型可以抵抗海水压力。进而减小了半球体中空缸体对内层壳体产生的 压力。它的内表面光滑。在内层精钢壳体的内部装有整个

7、潜水器的电气控制部分, 柴油发动机，水泵和前后两个储水箱。如图1所示。前储水箱装在潜水器的前部, 它的下面焊接在内层壳体的下面，它的上面焊接在内层壳体的上面。它支撑起内 层壳体，抵消了内层壳体受到的海水的压力。后储水箱装在潜水器的后部，它的 下面焊接在内层壳体的下面，它的上面焊接在内层壳体的上面。它支撑起内层壳 体，抵消了内层壳体受到的海水的压力。当潜水器漂浮在海面上时，两个储水箱 没有海水。当潜水器开始下潜时，水泵把海水吸入前后两个储水箱，当两个储水 箱全部装满海水时，潜水器达到IOOOO米海底。此时水泵把两个储水箱中的海水 排空，潜水器开始上升，直到两个储水箱的海水排完，潜水器又重新漂浮到

8、海面。 储水箱连接着进出水管道，这个进出水管道连接海洋的管道口外径长162mm, 内径长2mm,管道壁钢材厚80mm。该管道中空，中空流水部分非常细，直径 只有2mm,外部是厚达80mm的钢管。储水箱进出水管道以锯齿状绕焊在外层 壳体上面，锯齿状管道相邻两小段管道夹角为30度，每个小段管道长80mm。 储水箱管道连接储水箱端口的管道外径长300mm,内部是中空，中空部分直径 长为280mm,这个管道钢材壁厚是IOmm0海水在中空部分流动，中空部分外 面是厚度为IOmm的钢管。如图1所示。储水箱管道内部中空部分直径在连接海 洋端口处最小，为2mm。随着管道往潜水器里面延伸，中空部分直径逐渐增大,

9、 在连接储水箱端口处，管道里的中空部分的直径最大为280mm。如图1所示。 储水箱管道在外层壳体以锯齿状的排布，锯齿状的管道的30度锐角可以减小水 流对储水箱的压力。同时，管道中空的内腔从连接储水箱端口到连接海洋端口逐 渐变细，这使潜水器外面海洋的水压进入管道后逐渐变低，也使水泵从储水箱排 水时，管道喷到海洋的水流的压强变大。同时，管道通往海洋的端口位于潜水器 的前端，前储水箱的下面，这就有利于管道排水时海水的反作用力抬升潜水器的 前端。柴油发动机转动，带动转轴转动，转轴带动推进桨叶转动，推进桨叶推动 潜水器在海水中前进。柴油发动机安装在潜水器壳体内部，推进桨叶安装在潜水 器壳体外部。柴油发动机通过联轴器和推动浆叶连接，柴油发动机转动时推进浆 叶也会转动，推进浆叶通过密封圈、轴承和潜水器壳体连接。当推进浆叶在海水 中转动时，它会向前产生一个推力，这个推力会推动潜水器向前运动。当4个观 察窗为圆形，上面装有高压玻璃，当潜水器在深海时，操作人员可以通过观察窗 查看海底的情况，也可以通过观察窗控制机器人采集海底的矿产资源。