深海玻璃浮球的制备方法及其成型装置与流程

本发明涉及深海探测领域，尤其涉及深海浮力设备的制备方法及其成型装置。

背景技术：

人类如果想要对海洋水下的环境参数进行长期、定点、连续同步观测需要采用一套特殊的海洋调查工具——潜标系统。在水下布放潜标系统是获取长期海洋环境资料、特别是水体内部环境参数垂直分部信息的最常用的技术手段。由于海洋环境的特殊性，收放一套深水潜标系统需要投入很大的人力、财力和物力。但由于在设计和投放过程中的失误，以及海水的腐蚀、冲击等诸多因素，导致整个潜标系统不能成功回收。这不仅是一笔巨大的科学价值的损失，也是一笔巨大的经济损失(通常一套潜标系统成本价值上百万)。一套潜标系统主要由几部分组成：重块、声学释放器、玻璃浮球、调查仪器、信标、缆绳和扣环等。在这几部分当中玻璃浮球是整套系统中浮力的承担者，是整个潜标系统能否回收的关键。为什么选用玻璃浮球作为浮力提供装置呢？这是因为它具有有以下几个优于别的类型的浮力装置原因：他们都是透明的、轻质的、经济的、耐腐蚀、易处理、有足够的强度、无污染。因此在过去50多年中，全世界的海洋学家一直在深海监测潜标系统中选用玻璃浮球。

一般而言，玻璃浮球主要是为潜标系统提供浮力，具有三方面的功能。其第一个功能就是支持系统中的有效荷载。浮球提供净浮力总和必须大于有效荷载，并且剩余一定的净浮力，才能保证系统不沉入水底，并在布放回收时使系统漂浮在海面。第二功能是为系统提供储备浮力，使系统具有一定的抗损能力。才能保证系统在任一部位断裂后，下面那一部分仍能使仪器正常工作，并保证释放器释放锚之后，这剩余部分仍能返回海面。第三功能是使系统呈紧绷状态，保持仪器良好的工作状态。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的旨在提供一种深海玻璃浮球的制备方法。该方法可以提供不同使用深度、不同直径、厚度尺寸以及提供不同浮力的玻璃浮球。

为了达成上述目的，本发明提供了一种深海玻璃浮球的制备方法，包括以下步骤：a)选择一种适合在深海环境中使用的玻璃成分，按照配方配料熔融成高温玻璃液；b)将熔融玻璃液倒入预热过的模具中，冲头下压轧制成玻璃浮球半球，并且迅速将轧制成型后的玻璃浮球的半球移入退火窑中进行退火处理；c)对成型的玻璃浮球半球进行后续加工、打磨，使之可以组合成为一个完整的产品。

一些实施例中，步骤a)中上述玻璃成分的重量百分比范围为：二氧化硅：75～85％；氧化硼：8～15％；氧化钠+氧化钾：1～5％；氧化铝1～4％；其它氧化铁、氧化镁等0～1％。

一些实施例中，步骤c)中对退火处理后的玻璃浮球进行后续加工，打磨，使之成为形状规则的半球形，将两个加工好的半球合并，打孔。

一些实施例中，使用时可沿半径处用密封胶带密封，然后抽真空，得到深海玻璃浮球。

一些实施例中，把熔融玻璃液轧制成深海玻璃浮球半球体。

本发明还提供一种深海玻璃浮球成型装置，主要包括模具主体，盖板，和冲头，所述主体用于盛放玻璃溶液，所述盖板可打开/闭合地连接至所述主体，并且所述冲头设于所述主体的上方，用以冲入所述模具主体。

根据本发明的制备方法，可以根据海洋环境的不同要求确定成分和玻璃浮球的规格尺寸，制备出来的玻璃浮球可以满足不同海洋深度以及环境的需求。而且整个生产过程简捷，操作控制方便，生产效率高，适宜规模化工业生产。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本发明的具体实施方式的深海玻璃浮球的制备方法的流程图；

图2-5示出了根据本发明的具体实施方式的深海玻璃浮球的成型装置。

具体实施方式

为了更好的使本发明的技术方案清晰的表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1示出了本发明的具体实施方式的一种深海玻璃浮球的制备方法。步骤S101中，选择一种适合在深海环境中使用的玻璃成分，按照配方配料熔融成高温玻璃液。例如，上述玻璃成分的重量百分比范围为：二氧化硅：75～85％；氧化硼：8～15％；氧化钠+氧化钾：1～5％；氧化铝1～4％；其它氧化铁、氧化镁等0～1％。

步骤S102中，将熔融玻璃液倒入预热过的模具中，冲头下压轧制成玻璃浮球半球，并且迅速将轧制成型后的玻璃浮球的半球移入退火窑中进行退火处理步骤。具体地，利用深海玻璃浮球成型装置实现，其主要包括模具主体，盖板，和冲头，所述主体用于盛放玻璃溶液，所述盖板可打开/闭合地连接至所述主体，并且所述冲头设于所述主体的上方，用以冲入所述模具主体。

S103中，对成型的玻璃浮球半球进行后续加工、打磨，使之可以组合成为一个完整的产品。对退火处理后的玻璃浮球进行后续加工，打磨，使之成为形状规则的半球形，将两个加工好的半球合并，打孔。使用时可沿半径处用密封胶带密封，然后抽真空，得到深海玻璃浮球。或者，把熔融玻璃液轧制成深海玻璃浮球半球体。

现详细描述利用本发明的深海玻璃浮球的制备方法的成型装置。如图2-5所示，成型装置1包括模具主体2、盖板3、冲头4三个部分。玻璃液加入到模具主体2当中，冲头4冲入加了盖板3的模具主体2当中，将玻璃液轧制成玻璃浮球半球。20秒后冲头抬起，盖板打开，将玻璃浮球半球移入退火窑中进行退火处理。退火处理后的玻璃浮球进行后续加工打孔，打磨，使之成为形状规则的半球形。使用时可沿半径处用密封胶带密封，然后抽真空，得到最终产品——深海玻璃浮球。

根据本发明的制备方法，可以根据海洋环境的不同要求确定成分和玻璃浮球的规格尺寸，制备出来的玻璃浮球可以满足不同海洋深度以及环境的需求。而且整个生产过程简捷，操作控制方便，生产效率高，适宜规模化工业生产。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。