En el campo de la aeroespacial, los requisitos de fiabilidad y tolerancia ambiental extraordinaria de los sistemas de vacío son muy altos, y las válvulas de vacío se utilizan como sistemas. “Componentes centrales para el control y aislamiento de gases",Ampliamente utilizado en escenarios clave como sistemas de propulsión de cohetes, control de actitud de naves espaciales, motores aeronáuticos y equipos de simulación de vacío espacial, necesita adaptarse a condiciones duras como altas y bajas temperaturas, fuertes vibraciones, alta radiación y vacío súper alto. A continuación se detallan los escenarios de aplicación básicos, los tipos de válvulas y los requisitos técnicos:

1. Sistema de propulsión de cohetes

En el motor de cohete líquido, el motor de control de actitud y la tubería de transporte de propulsor del cohete, la válvula de vacío asume tareas clave como el control del propulsor, la descarga de presión de la cabina y el arranque y parada del motor, lo que afecta directamente la tasa de éxito de lanzamiento.

①Motor de cohete líquido: las líneas de transporte de oxidantes (como el oxígeno líquido) y combustibles (como el hidrógeno líquido y el queroseno) deben estar equipadasVálvula de cierre de vacío de baja temperaturaEl material debe ser tolerante- 253℃(hidrógeno líquido),-183℃(oxígeno líquido) temperatura ultra baja, con sello de fuga cero (tasa de fuga)≤10⁻ ² Pa・m³/s), evitar el riesgo de explosión causado por la fuga de propulsor. A menudo se elige una estructura de sellado de fuelle metálico, comoInconelEl Cuerpo de la válvula de aleación está sellado con almohadilla de cobre, que se adapta a la estabilidad mecánica a baja temperatura.

2)Tanque de propulsor: uso del enlace de presurización y descarga del tanqueVálvula de Seguridad de vacíoyVálvula de mariposa neumáticaLa válvula de Seguridad necesita controlar con precisión la presión en la cabina (error de presión de ajuste) ± 1%); evitar que el tanque se rompa debido a una presión excesiva; La válvula de mariposa se utiliza para aliviar la presión rápidamente y garantizar la estabilidad de la postura cuando el cuerpo de la flecha está separado.

③Motor de control de actitud: adoptadoVálvula de vacío electromagnética en miniatura, pequeño volumen (diámetro≤20 mm), respuesta rápida (interruptor de milisegundos), control preciso de la inyección de propulsor de bajo flujo, para lograr el ajuste de la actitud del cohete y la corrección orbital, típicamente aplicado a la etapa final del vehículo de lanzamiento y la maniobra en órbita de la nave espacial.

2. Sistema de funcionamiento en órbita de naves espaciales

Satélites, estaciones espaciales, detectores y otras naves espaciales están en órbita en un vacío súper alto..10⁻⁷~10⁻ ¹¹ Pa) y entornos muy diferentes, las válvulas de vacío se utilizan para el control de gases en sistemas como la seguridad de la vida, el suministro de energía y los experimentos científicos.

①Sistema de Seguridad de la vida: en la línea de suministro de oxígeno y descarga de dióxido de carbono de la estación espacial, equipadaVálvula de diafragma de vacíoTiene las características de no contaminación por partículas y alta limpieza para evitar que las impurezas afecten la seguridad respiratoria de los astronautas; Aprobación simultáneaVálvula de vacío regulada por flujoControlar con precisión la velocidad de intercambio de gas para mantener la presión atmosférica estable en la cabina.101,3 kPa左右。

2)Sistemas de energía y control térmico: en la cápsula sellada al vacío y la tubería de control térmico de la matriz solar de la nave espacial, se utilizaVálvula de aislamiento al vacíoLograr el aislamiento de la cabina del entorno de vacío externo y evitar la pérdida de transmisión de calor; Algunos detectores de espacio profundo utilizanVálvula de vacío de alta temperatura, tolerante a las altas temperaturas en el momento de la reentrada de la sonda (>)1000℃), garantizar la circulación normal de fluidos de control térmico.

③Carga experimental científica: en el módulo experimental de física espacial y Ciencia de materiales de la estación espacial, equipadoVálvula de deflector de vacío de ultra alta altitudyVálvula de aguja de ajuste finoEl primero realiza el aislamiento de la Cámara experimental del sistema de vacío, mientras que el segundo controla con precisión la entrada de gas experimental y se adapta a las necesidades experimentales de alta precisión en un entorno de microgravedad.

3.Motores aeronáuticos y equipos aerotransportados

En las pruebas de simulación de gran altitud de los motores aeronáuticos y los sistemas de vacío aerotransportados (como giroscopios y equipos de navegación), las válvulas de vacío deben resistir las condiciones de alta presión, impacto de flujo de aire de alta velocidad y arranque y parada frecuentes.

①Prueba de simulación de altitud del aeromotor: el Banco de pruebas en tierra debe simular un ambiente de baja presión (presión) a una altura de 10.000 metros≤10kPa), usoVálvula de puerta de vacíoyVálvula de control de flujoConstruir un sistema de vacío simulado. La válvula de puerta se utiliza para aislar la Sección de prueba y el sistema de extracción, el coeficiente de conducción de flujo≥1000 L/sGarantizar un vacío rápido; La válvula de control de flujo ajusta con precisión el gradiente de presión del entorno simulado y restaura el Estado de trabajo del motor a diferentes alturas.

2)Equipo de vacío aerotransportado: los equipos de precisión del avión, como los giroscopios y los instrumentos neumáticos, dependen del entorno de vacío y están equipados.Pequeña válvula de bola de vacío, con resistencia a la vibración (frecuencia de vibración)20 ~ 2000Hz), resistencia al impacto (aceleración del impacto)≥50g) características que garantizan que el Estado de la válvula sea estable durante el despegue, aterrizaje y baches del avión, sin afectar la precisión del equipo.

4. Equipo de simulación de vacío terrestre aeroespacial

Las pruebas térmicas de vacío y las pruebas de simulación del entorno espacial en la etapa de investigación y desarrollo de naves espaciales requieren que las grandes cápsulas de vacío en tierra proporcionen un entorno espacial equivalente, y las válvulas de vacío son los componentes centrales de control del sistema de simulación.

①Aislamiento de grandes cámaras de vacío: se adopta entre la Cámara de vacío y la bomba molecular y el Grupo de bombas de difusión.Válvula de placa de vacío de gran calibre, calibre accesible1 ~ 3 mGran Guía de flujo, sellado confiable, para lograr un cambio rápido de la cabina de la presión atmosférica al vacío súper alto (tiempo de bombeo)≤ 2Horas).

2)Regulación de los parámetros ambientales: aprobadoVálvula de aguja de vacíoyVálvula de control proporcionalControlar con precisión la composición y la presión de los gases residuales en la cabina y adaptarse a las necesidades de la prueba de descarga de materiales de la nave espacial y la prueba de ciclo de vacío térmico; Algunos módulos de prueba están equipadosVálvula de vacío de baja temperaturaCooperar con el sistema de enfriamiento de nitrógeno líquido para simular el ambiente de vacío de baja temperatura en el espacio profundo.

Requisitos técnicos básicos para válvulas de vacío en el campo de la aeroespacial

1.Tolerancia ambiental extraordinaria: cobertura del rango de resistencia a la temperatura- 270℃(condiciones de trabajo de helio líquido)~1200℃(condiciones de reentrada), dosis de radiación≥10⁶ Gy, adaptarse al entorno de radiación espacial de la nave espacial en órbita;

2.Alta fiabilidad y larga vida: las válvulas en órbita deben cumplir 10 Vida útil de más de años, vida útil del interruptor≥ 10Segunda, vida útil de la válvula del equipo de tierra≥ 10Segundo ciclo de prueba y probabilidad de falla≤ 10 ⁻ 10 /Horas;

3.Ligero y miniaturizado: las válvulas transportadas por la nave espacial deben controlar estrictamente el peso (peso de una sola válvula)≤500g) y volumen, utilizando materiales ligeros de alta resistencia como aleación de titanio y aleación de aluminio;

4.Sin contaminación y baja ventilación: el material del cuerpo de la válvula requiere baja presión de vapor (por ejemplo316LAcero inoxidable, aleación de titanio), los sellos seleccionan caucho flúor y sello metálico para reducir la liberación de gas y evitar la contaminación de los componentes sensibles de la nave espacial.

Hangzhou Yushi Technology co., Ltd.Centrándose en proporcionar servicios técnicos y soluciones relacionadas con el flujo, la presión, la detección y el control de vacío para clientes industriales y científicos, la compañía distribuye Estados Unidos como agente.ALICAT、 Marcas como vogtlin en suiza, MKS en los Estados Unidos y Ebara en japón, combinadas con productos de agentes para proporcionar a los clientes soluciones de monitoreo de tráfico y presión de alta calidad, con el objetivo de mejorar la eficiencia de investigación y desarrollo y producción de los clientes, mejorar los procesos de fabricación de los clientes y promover el progreso de la investigación científica y la innovación de los clientes.