10000米深海潜水器
10000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5000米以上海底的潜水器去采集这些矿产。
发明内容
10000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10000米深度的海底，然后再从10000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10000米的海底，再从10000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：
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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。
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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120mm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10000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10mm。海水在中空部分流动，中空部分外面是厚度为10mm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，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。
