Con lo sviluppo della capacità di carico dei razzi criogenici, aumenta anche la richiesta di portata di riempimento del propellente. La tubazione di trasporto del fluido criogenico è un'attrezzatura indispensabile nel campo aerospaziale, che viene utilizzata nel sistema di riempimento del propellente criogenico. Nella tubazione di trasporto di fluidi a bassa temperatura, il tubo del vuoto a bassa temperatura, grazie alla sua buona tenuta, resistenza alla pressione e prestazioni di flessione, può compensare e assorbire la variazione di spostamento causata dall'espansione termica o dalla contrazione fredda causata dal cambiamento di temperatura, compensare l'installazione deviazione della tubazione e riduzione delle vibrazioni e del rumore e diventare un elemento essenziale di trasporto del fluido nel sistema di riempimento a bassa temperatura. Per adattarsi ai cambiamenti di posizione causati dal movimento di attracco e distacco del connettore di riempimento del propellente nel piccolo spazio della torre di protezione, la tubazione progettata dovrebbe avere una certa adattabilità flessibile sia in direzione trasversale che longitudinale.

Il nuovo tubo per vuoto criogenico aumenta il diametro di progettazione, migliora la capacità di trasferimento del fluido criogenico e presenta un'adattabilità flessibile sia in direzione laterale che longitudinale.

Progettazione della struttura complessiva del tubo per vuoto criogenico

In base ai requisiti di utilizzo e all'ambiente in nebbia salina, il materiale metallico 06Cr19Ni10 viene selezionato come materiale principale della tubazione. Il gruppo tubo è costituito da due strati di corpi tubo, corpo interno e corpo rete esterno, collegati da un gomito a 90° al centro. Un foglio di alluminio e un tessuto non alcalino vengono avvolti alternativamente sulla superficie esterna del corpo interno per costruire lo strato isolante. Un certo numero di anelli di supporto del tubo in PTFE sono posizionati all'esterno dello strato isolante per impedire il contatto diretto tra i tubi interni ed esterni e migliorare le prestazioni di isolamento. Le due estremità del giunto in base ai requisiti di connessione, la progettazione della struttura corrispondente del giunto adiabatico di grande diametro. Una scatola di adsorbimento riempita con un setaccio molecolare da 5A è disposta nel sandwich formato tra i due strati di tubi per garantire che la tubazione abbia un buon grado di vuoto e una buona durata del vuoto in condizioni criogeniche. Il tappo di chiusura viene utilizzato per l'interfaccia del processo di aspirazione dei sandwich.

Materiale dello strato isolante

Lo strato isolante è composto da più strati di schermo riflettente e strato distanziatore avvolti alternativamente sulla parete adiabatica. La funzione principale dello schermo riflettente è quella di isolare il trasferimento di calore della radiazione esterna. Il distanziatore può impedire il contatto diretto con lo schermo riflettente e fungere da ritardante di fiamma e isolante termico. I materiali dello schermo riflettente includono un foglio di alluminio, una pellicola di poliestere alluminata, ecc., mentre i materiali dello strato distanziatore includono carta in fibra di vetro non alcalina, tessuto in fibra di vetro non alcalino, tessuto di nylon, carta adiabatica, ecc.

Nello schema di progettazione, il foglio di alluminio viene selezionato come strato isolante come schermo riflettente e un tessuto in fibra di vetro non alcalino come strato distanziatore.

Scatola assorbente e di adsorbimento

L'adsorbente è una sostanza con struttura microporosa, la sua superficie di adsorbimento di massa unitaria è ampia, grazie alla forza molecolare per attrarre le molecole di gas sulla superficie dell'adsorbente. L'adsorbente nel sandwich del tubo criogenico svolge un ruolo importante nell'ottenimento e nel mantenimento del grado di vuoto del sandwich in condizioni criogeniche. Gli adsorbenti comunemente usati sono il setaccio molecolare 5A e il carbone attivo. In condizioni di vuoto e criogeniche, il setaccio molecolare 5A e il carbone attivo hanno una capacità di adsorbimento simile di N2, O2, Ar2, H2 e altri gas comuni. Il carbone attivo assorbe facilmente l'acqua durante l'aspirazione in sandwich, ma è facile da bruciare in O2. Il carbone attivo non è selezionato come adsorbente per la tubazione del mezzo di ossigeno liquido.

5Un setaccio molecolare è stato selezionato come adsorbente sandwich nello schema di progettazione.