用于液氧输送的柔性低温复合软管

本发明涉及低温复合软管，具体涉及一种用于液氧输送的柔性低温复合软管。

背景技术：

1、对于液体火箭发动机，其需要大量的液氧、液氢等燃料。目前，对于液氧输送，普遍使用真空绝热金属波纹管，但是真空绝热金属波纹管具有质量重、弯曲半径大等缺点，不能很好地满足低温介质大流量输送需求，因此，对液氧输送管道的减重和柔性改善有着迫切的需求。虽然目前工程上已有利用柔性低温复合软管代替真空绝热金属波纹管用于低温介质运输，但这种复合软管主要用于液化天然气低温介质，并不适合用于液氧输送，其用于液氧输送时容易在机械冲击、摩擦、静电等点火源存在的情况下出现燃烧爆炸等重大安全事故。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于液氧输送的柔性低温复合软管，能满足低温液氧的大流量输送需求，且安全性高。

2、本发明采用的技术方案为：

3、用于液氧输送的柔性低温复合软管，包括内线圈、外线圈及设置在内线圈与外线圈之间的柔性管主体；

4、所述柔性管主体包括：

5、包覆在内线圈外表面的具有液氧相容性且液氧不可透过的液氧相容层；

6、包覆在液氧相容层外表面且具有低温强韧性及密封性的加固层；

7、包覆在加固层外表面且具有耐磨耐老化性的保护层。

8、进一步地，所述液氧相容层由聚合物套筒及聚合物薄膜层构成，且所述液氧相容层的聚合物套筒设置至少1层，所述液氧相容层的聚合物薄膜层设置至少1层。

9、进一步地，所述液氧相容层的聚合物套筒及聚合物薄膜层的材质为含氟聚合物。

10、进一步地，所述液氧相容层的含氟聚合物为全氟正丙基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物(pfa)、聚全氟乙丙烯(fep)、聚三氟氯乙烯(pctfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)中的至少一种。

11、在上述技术方案中，柔性低温复合软管的最内层采用液氧相容性且液氧不可透过的液氧相容层，能保证在液氧输送过程中的安全性，防止发生燃烧爆炸等安全事故。

12、进一步地，所述加固层包括低温强韧性聚合物层及设置在低温强韧性聚合物层内侧、外侧的密封层；

13、所述低温强韧性聚合物层由具有低温强韧性的聚合物编织物层及聚合物薄膜层构成，且所述低温强韧性聚合物层的聚合物编织物层设置至少1层，所述低温强韧性聚合物层的聚合物薄膜层设置至少5层；

14、所述密封层由具有液氧相容性的聚合物密封套筒及聚合物薄膜层构成，且所述密封层的聚合物密封套筒设置至少1层，所述密封层的聚合物薄膜层设置至少5层。

15、进一步地，所述低温强韧性聚合物层的聚合物编织物层及聚合物薄膜层的材质为聚酰亚胺、聚酯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种。

16、进一步地，所述密封层的聚合物密封套筒及聚合物薄膜层的材质为含氟聚合物。

17、进一步地，所述密封层的含氟聚合物为全氟正丙基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物(pfa)、聚全氟乙丙烯(fep)、聚三氟氯乙烯(pctfe)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)中的至少一种。

18、在上述技术方案中，由于液氧相容层所采用的聚合物材料的低温力学性能较差，因此在液氧相容层外层设置加固层，且该加固层不仅需要提高软管的低温力学性能，尤其是低温强韧性，而且还需保证软管的密封性，故将加固层设计为夹层结构，采用具有液氧相容性的密封层将低温强韧性聚合物层的内外两侧包覆。

19、进一步地，所述保护层由具有耐磨耐老化性的聚合物编织物层及聚合物薄膜层构成，且所述保护层的聚合物编织物层设置至少1层，所述保护层的聚合物薄膜层设置至少1层。

20、进一步地，所述保护层的聚合物编织物层及聚合物薄膜层的材质为聚酯、超高分子量聚乙烯、尼龙中的至少一种。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明所提供的一种用于液氧输送的柔性低温复合软管，其重量轻、弯曲半径小，且采用了具有液氧相容性的聚合物作为内层及密封层，不仅能够代替真空绝热金属波纹管对液氧进行大流量输送，且安全性高；另外，本发明的柔性低温复合软管可用于输送温度在-196～-120℃的低温液体介质，即除液氧外，还适用于输送液氮、液化天然气等低温液体介质。

技术特征：

1.用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，包括内线圈、外线圈及设置在内线圈与外线圈之间的柔性管主体；

2.根据权利要求1所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述液氧相容层由聚合物套筒及聚合物薄膜层构成，且所述液氧相容层的聚合物套筒设置至少1层，所述液氧相容层的聚合物薄膜层设置至少1层。

3.根据权利要求2所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述液氧相容层的聚合物套筒及聚合物薄膜层的材质为含氟聚合物。

4.根据权利要求3所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述液氧相容层的含氟聚合物为全氟正丙基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述加固层包括低温强韧性聚合物层及设置在低温强韧性聚合物层内侧、外侧的密封层；

6.根据权利要求5所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述低温强韧性聚合物层的聚合物编织物层及聚合物薄膜层的材质为聚酰亚胺、聚酯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述密封层的聚合物密封套筒及聚合物薄膜层的材质为含氟聚合物。

8.根据权利要求7所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述密封层的含氟聚合物为全氟正丙基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述保护层由具有耐磨耐老化性的聚合物编织物层及聚合物薄膜层构成，且所述保护层的聚合物编织物层设置至少1层，所述保护层的聚合物薄膜层设置至少1层。

10.根据权利要求9所述的用于液氧输送的柔性低温复合软管，其特征在于，所述保护层的聚合物编织物层及聚合物薄膜层的材质为聚酯、超高分子量聚乙烯、尼龙中的至少一种。

技术总结
本发明公开了一种用于液氧输送的柔性低温复合软管，包括内线圈、外线圈及设置在内线圈与外线圈之间的柔性管主体；所述柔性管主体包括包覆在内线圈外表面的具有液氧相容性且液氧不可透过的液氧相容层、包覆在液氧相容层外表面且具有低温强韧性及密封性的加固层以及包覆在加固层外表面且具有耐磨耐老化性的保护层。本发明的柔性低温复合软管，其重量轻、弯曲半径小，且采用了具有液氧相容性的聚合物作为内层及密封层，不仅能够代替真空绝热金属波纹管对液氧等低温液体介质进行大流量输送，且安全性高。

技术研发人员：严佳,崔运广,武湛君,杨雷,竺汝彬,李娟子,王振宇
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13