Wraz z rozwojem nośności rakiety kriogenicznej, wymagania dotyczące szybkości przepływu paliwa również wzrastają. Rurociąg do transportu płynów kriogenicznych jest niezbędnym wyposażeniem w dziedzinie lotnictwa i kosmonautyki, który jest stosowany w kriogenicznym systemie napełniania paliwem. W rurociągu do transportu płynów w niskiej temperaturze, wąż próżniowy niskiej temperatury, ze względu na dobre uszczelnienie, odporność na ciśnienie i właściwości zginające, może kompensować i absorbować zmiany przemieszczenia spowodowane rozszerzalnością cieplną lub kurczeniem się na zimno spowodowanym zmianą temperatury, kompensować odchylenie instalacji rurociągu i zmniejszać wibracje i hałas, stając się niezbędnym elementem transportu płynów w systemie napełniania w niskiej temperaturze. Aby dostosować się do zmian położenia spowodowanych ruchem dokowania i zrzucania złącza napełniania paliwem w małej przestrzeni wieży ochronnej, zaprojektowany rurociąg powinien mieć pewną elastyczną adaptowalność zarówno w kierunku poprzecznym, jak i wzdłużnym.

Nowy kriogeniczny wąż próżniowy ma większą średnicę, poprawia wydajność transferu cieczy kriogenicznej i jest elastyczny, można go dostosowywać zarówno w kierunku poprzecznym, jak i wzdłużnym.

Ogólna konstrukcja węża próżniowego kriogenicznego

Zgodnie z wymaganiami użytkowania i środowiskiem mgły solnej, materiał metalowy 06Cr19Ni10 jest wybierany jako główny materiał rurociągu. Zespół rur składa się z dwóch warstw korpusów rur, korpusu wewnętrznego i zewnętrznego korpusu sieciowego, połączonych kolankiem 90° na środku. Folia aluminiowa i tkanina niealkaliczna są naprzemiennie nawijane na zewnętrzną powierzchnię korpusu wewnętrznego w celu zbudowania warstwy izolacyjnej. Kilka pierścieni podtrzymujących węże PTFE jest ustawionych na zewnątrz warstwy izolacyjnej, aby zapobiec bezpośredniemu kontaktowi między rurami wewnętrznymi i zewnętrznymi i poprawić wydajność izolacji. Dwa końce złącza zgodnie z wymaganiami połączenia, projekt dopasowanej struktury złącza adiabatycznego o dużej średnicy. Skrzynka adsorpcyjna wypełniona sitem molekularnym 5A jest umieszczona w kanapce utworzonej między dwiema warstwami rur, aby zapewnić, że rurociąg ma dobry stopień próżni i żywotność próżni w kriogenicznym. Korek uszczelniający jest używany do interfejsu procesu odkurzania kanapkowego.

Materiał warstwy izolacyjnej

Warstwa izolacyjna składa się z wielu warstw ekranu odbijającego i warstwy dystansowej nawiniętych naprzemiennie na adiabatycznej ścianie. Główną funkcją ekranu odbijającego jest izolowanie zewnętrznego transferu ciepła promieniowania. Dystans może zapobiegać bezpośredniemu kontaktowi z ekranem odbijającym i działać jako środek zmniejszający palność i izolacja cieplna. Materiały ekranu odbijającego obejmują folię aluminiową, folię poliestrową aluminiowaną itp., a materiały warstwy dystansowej obejmują papier z włókna szklanego niealkalicznego, tkaninę z włókna szklanego niealkalicznego, tkaninę nylonową, papier adiabatyczny itp.

W projekcie folię aluminiową wybrano jako warstwę izolacyjną pełniącą funkcję ekranu odblaskowego, a tkaninę z włókna szklanego, nie zawierającą alkaliów, jako warstwę rozdzielającą.

Adsorbent i skrzynka adsorpcyjna

Adsorbent jest substancją o mikroporowatej strukturze, jej jednostkowa powierzchnia adsorpcji jest duża, przez siłę cząsteczkową przyciąga cząsteczki gazu do powierzchni adsorbentu. Adsorbent w warstwie kriogenicznej rury odgrywa ważną rolę w uzyskaniu i utrzymaniu stopnia próżni warstwy kriogenicznej. Powszechnie stosowanymi adsorbentami są sito molekularne 5A i węgiel aktywny. W warunkach próżni i kriogenicznych sito molekularne 5A i węgiel aktywny mają podobną zdolność adsorpcji N2, O2, Ar2, H2 i innych powszechnych gazów. Węgiel aktywowany łatwo desorbuje wodę podczas odkurzania w warstwie, ale łatwo się spala w O2. Węgiel aktywowany nie jest wybierany jako adsorbent do rurociągu z ciekłym tlenem.

W schemacie projektowym jako adsorbent warstwowy wybrano sito molekularne 5A.