Com o desenvolvimento da capacidade de carga dos foguetes criogênicos, a exigência de vazão de enchimento de propelente também está aumentando. A tubulação de transporte de fluido criogênico é um equipamento indispensável na área aeroespacial, sendo utilizada em sistemas de enchimento de propelente criogênico. Na tubulação de transporte de fluido de baixa temperatura, a mangueira de vácuo de baixa temperatura, devido à sua boa vedação, resistência à pressão e desempenho de flexão, pode compensar e absorver a mudança de deslocamento causada pela expansão térmica ou contração a frio causada pela mudança de temperatura, compensar o desvio de instalação da tubulação e reduzir a vibração e o ruído, tornando-se um elemento essencial de transporte de fluido no sistema de enchimento de baixa temperatura. Para se adaptar às mudanças de posição causadas pelo movimento de encaixe e desprendimento do conector de enchimento de propelente no pequeno espaço da torre de proteção, a tubulação projetada deve ter alguma adaptabilidade flexível nas direções transversal e longitudinal.

A nova mangueira de vácuo criogênico aumenta o diâmetro do projeto, melhora a capacidade de transferência de fluido criogênico e tem adaptabilidade flexível nas direções lateral e longitudinal.

Projeto da estrutura geral da mangueira de vácuo criogênico

De acordo com os requisitos de uso e o ambiente de névoa salina, o material metálico 06Cr19Ni10 é selecionado como o material principal da tubulação. O conjunto de tubos consiste em duas camadas de corpos de tubo, corpo interno e corpo de rede externo, conectados por um cotovelo de 90° no meio. Folha de alumínio e tecido não alcalino são enrolados alternadamente na superfície externa do corpo interno para construir a camada de isolamento. Vários anéis de suporte de mangueira de PTFE são colocados fora da camada de isolamento para evitar o contato direto entre os tubos internos e externos e melhorar o desempenho do isolamento. As duas extremidades da junta de acordo com os requisitos de conexão, o projeto da estrutura correspondente da junta adiabática de grande diâmetro. Uma caixa de adsorção preenchida com peneira molecular 5A é disposta no sanduíche formado entre as duas camadas de tubos para garantir que a tubulação tenha um bom grau de vácuo e vida útil de vácuo em criogênico. O plugue de vedação é usado para a interface do processo de vácuo em sanduíche.

Material da camada isolante

A camada isolante é composta por múltiplas camadas de tela refletora e camada espaçadora, enroladas alternadamente na parede adiabática. A principal função da tela refletora é isolar a transferência de calor por radiação externa. O espaçador pode impedir o contato direto com a tela refletora e atuar como retardante de chamas e isolante térmico. Os materiais da tela refletora incluem folha de alumínio, filme de poliéster aluminizado, etc., e os materiais da camada espaçadora incluem papel de fibra de vidro não alcalino, tecido de fibra de vidro não alcalino, tecido de náilon, papel adiabático, etc.

No esquema de design, a folha de alumínio é selecionada como camada isolante e como tela refletora, e o tecido de fibra de vidro não alcalino é selecionado como camada espaçadora.

Adsorvente e caixa de adsorção

O adsorvente é uma substância com estrutura microporosa, cuja área de superfície de adsorção por massa unitária é grande, atraindo moléculas de gás para a superfície por meio da força molecular. O adsorvente no sanduíche de tubo criogênico desempenha um papel importante na obtenção e manutenção do grau de vácuo do sanduíche em condições criogênicas. Os adsorventes comumente utilizados são peneira molecular 5A e carvão ativado. Em condições de vácuo e criogênicas, a peneira molecular 5A e o carvão ativado apresentam capacidade de adsorção semelhante de N2, O2, Ar2, H2 e outros gases comuns. O carvão ativado é fácil de dessorver água durante a aspiração no sanduíche, mas é fácil de queimar em O2. O carvão ativado não é selecionado como adsorvente para tubulações com oxigênio líquido.

Uma peneira molecular 5A foi selecionada como adsorvente sanduíche no esquema de projeto.