Con el desarrollo de la capacidad de carga de los cohetes criogénicos, la demanda de caudal de llenado de propelente también aumenta. Las tuberías de transporte de fluidos criogénicos son un equipo indispensable en el sector aeroespacial, utilizado en sistemas de llenado de propelente criogénico. En las tuberías de transporte de fluidos a baja temperatura, la manguera de vacío de baja temperatura, gracias a su buen sellado, resistencia a la presión y resistencia a la flexión, puede compensar y absorber el cambio de desplazamiento causado por la expansión térmica o la contracción en frío causada por los cambios de temperatura, compensar la desviación de la instalación de la tubería y reducir la vibración y el ruido, convirtiéndose en un elemento esencial para el transporte de fluidos en sistemas de llenado a baja temperatura. Para adaptarse a los cambios de posición causados ​​por el movimiento de acoplamiento y desacoplamiento del conector de llenado de propelente en el reducido espacio de la torre de protección, la tubería diseñada debe tener cierta flexibilidad tanto transversal como longitudinal.

La nueva manguera de vacío criogénica aumenta el diámetro de diseño, mejora la capacidad de transferencia de fluido criogénico y tiene una adaptabilidad flexible tanto en dirección lateral como longitudinal.

Diseño de la estructura general de la manguera de vacío criogénica

Según los requisitos de uso y el entorno de niebla salina, se seleccionó el material metálico 06Cr19Ni10 como material principal de la tubería. El conjunto de la tubería consta de dos capas de cuerpos de tubería, cuerpo interno y cuerpo de red externo, conectados por un codo de 90° en el medio. Papel de aluminio y tela no alcalina se enrollan alternativamente en la superficie externa del cuerpo interno para construir la capa de aislamiento. Una serie de anillos de soporte de manguera de PTFE se colocan fuera de la capa de aislamiento para evitar el contacto directo entre las tuberías internas y externas y mejorar el rendimiento del aislamiento. Los dos extremos de la junta según los requisitos de conexión, el diseño de la estructura de coincidencia de la junta adiabática de gran diámetro. Una caja de adsorción llena de tamiz molecular 5A se dispone en el sándwich formado entre las dos capas de tubos para garantizar que la tubería tenga un buen grado de vacío y vida útil de vacío en condiciones criogénicas. El tapón de sellado se utiliza para la interfaz del proceso de vacío del sándwich.

Material de la capa aislante

La capa aislante se compone de varias capas de pantalla reflectante y capa espaciadora, enrolladas alternativamente sobre la pared adiabática. La función principal de la pantalla reflectante es aislar la transferencia de calor por radiación externa. El espaciador evita el contacto directo con la pantalla reflectante y actúa como retardante de llama y aislante térmico. Los materiales de la pantalla reflectante incluyen papel de aluminio, película de poliéster aluminizado, etc., y los materiales de la capa espaciadora incluyen papel de fibra de vidrio no alcalino, tela de fibra de vidrio no alcalina, tela de nailon, papel adiabático, etc.

En el esquema de diseño, se selecciona papel de aluminio como capa aislante como pantalla reflectante y tela de fibra de vidrio no alcalina como capa espaciadora.

Caja de adsorbente y adsorción

Un adsorbente es una sustancia con estructura microporosa, cuya superficie de adsorción por unidad de masa es grande, atrayendo moléculas de gas a su superficie mediante fuerza molecular. El adsorbente en el sándwich de tuberías criogénicas desempeña un papel importante para obtener y mantener el grado de vacío del sándwich en condiciones criogénicas. Los adsorbentes más utilizados son el tamiz molecular 5A y el carbón activo. En condiciones de vacío y criogénicas, el tamiz molecular 5A y el carbón activo tienen una capacidad de adsorción similar de N₂, O₂, Ar₂, H₂ y otros gases comunes. El carbón activado desorbe agua fácilmente al aspirar en el sándwich, pero se quema fácilmente en O₂. El carbón activado no se selecciona como adsorbente para tuberías con oxígeno líquido.

En el esquema de diseño se seleccionó un tamiz molecular como adsorbente tipo sándwich.