Проектиране на нов криогенен вакуумно изолиран гъвкав маркуч, част първа

С развитието на товароносимостта на криогенната ракета, изискването за скорост на пълнене на горивото също се увеличава.Тръбопроводът за транспортиране на криогенна течност е незаменимо оборудване в космическата област, което се използва в системата за пълнене на криогенно гориво.В тръбопровода за транспортиране на нискотемпературен флуид, нискотемпературният вакуумен маркуч, поради доброто си уплътнение, устойчивост на натиск и характеристики на огъване, може да компенсира и абсорбира промяната на изместването, причинена от термично разширение или студено свиване, причинено от промяна на температурата, компенсира инсталацията отклонение на тръбопровода и намаляване на вибрациите и шума и се превръща в основен елемент за транспортиране на течност в системата за пълнене при ниска температура.За да се адаптира към промените в позицията, причинени от движението на скачване и отделяне на конектора за пълнене с гориво в малкото пространство на защитната кула, проектираният тръбопровод трябва да има известна гъвкава адаптивност както в напречна, така и в надлъжна посока.

Новият криогенен вакуумен маркуч увеличава проектния диаметър, подобрява капацитета за пренос на криогенна течност и има гъвкава адаптивност както в странична, така и в надлъжна посока.

Цялостен дизайн на структурата на криогенен вакуумен маркуч

Съгласно изискванията за употреба и средата на солен спрей, металният материал 06Cr19Ni10 е избран като основен материал на тръбопровода.Тръбният възел се състои от два слоя тръбни тела, вътрешно тяло и външно мрежово тяло, свързани с коляно 90° в средата.Алуминиевото фолио и неалкалният плат се навиват последователно върху външната повърхност на вътрешното тяло, за да се изгради изолационният слой.Няколко опорни пръстена за маркучи от PTFE са разположени извън изолационния слой, за да се предотврати директен контакт между вътрешните и външните тръби и да се подобри изолационната производителност.Двата края на съединението според изискванията за свързване, дизайнът на съвпадащата структура на адиабатното съединение с голям диаметър.Адсорбционна кутия, пълна с 5A молекулно сито, е разположена в сандвича, образуван между двата слоя тръби, за да се гарантира, че тръбопроводът има добра степен на вакуум и живот на вакуума при криогенни условия.Уплътнителната тапа се използва за интерфейса на процеса на вакуумиране на сандвич.

Материал на изолационния слой

Изолационният слой се състои от множество слоеве отразяващ екран и дистанционен слой, последователно навити върху адиабатната стена.Основната функция на рефлекторния екран е да изолира външния топлопренос на радиация.Дистанционерът може да предотврати директен контакт с отразяващия екран и да действа като забавител на горенето и топлоизолация.Материалите за отразяващ екран включват алуминиево фолио, алуминизирано полиестерно фолио и др., а материалите за дистанционния слой включват неалкална хартия от стъклени влакна, неалкална тъкан от стъклени влакна, найлонова тъкан, адиабатна хартия и др.

В схемата на проектиране алуминиевото фолио е избрано като изолационен слой като отразяващ екран и плат от неалкални стъклени влакна като разделителен слой.

Адсорбент и адсорбционна кутия

Адсорбентът е вещество с микропореста структура, неговата адсорбционна повърхност на единица маса е голяма, поради молекулярна сила за привличане на газови молекули към повърхността на адсорбента.Адсорбентът в сандвича на криогенната тръба играе важна роля за получаване и поддържане на степента на вакуум на сандвича при криогенна.Често използваните адсорбенти са 5А молекулно сито и активен въглен.При вакуумни и криогенни условия молекулното сито 5A и активният въглен имат подобен адсорбционен капацитет на N2, O2, Ar2, H2 и други обикновени газове.Активният въглен лесно десорбира водата при вакуумиране в сандвич, но лесно се изгаря в O2.Активният въглен не е избран като адсорбент за тръбопровод за среда с течен кислород.

5А молекулярно сито беше избрано като сандвич адсорбент в проектната схема.


Време на публикуване: 12 май 2023 г