低泄漏低温燃料输送断开连接接头结构

　　在航天推进系统、低温流体储运、深空探测长期驻留任务的管路系统中，低温流体输送环节的连接与断开可靠性，直接决定了整个推进剂加注、存储、输送流程的安全性，常规管路接头在深冷工况下往往面临密封件脆化、对接同轴度偏差引发泄漏、断开动作卡滞等问题，这类低泄漏低温断开接头的设计，正是针对深冷环境下燃料输送的特殊工况开发的专用连接部件。从实际应用场景来看，这类接头主要适配液氢、液氧、甲烷等低温推进剂的地面加注管路、航天器在轨补加管路、长期存储贮箱的输送通断环节，需要在-253℃到常温的宽温域区间内保持密封性能，同时在对接、断开动作中尽可能减少流体泄漏量，避免推进剂泄漏引发的安全隐患，也能减少昂贵低温推进剂的损耗。

　　从结构功能特性来看，该接头采用锥面配合的核心密封思路，公接头侧内置可轴向滑动的阀杆，母接头侧设置对应配合的锥形密封座，当两个接头未对接时，两侧的阀芯在弹簧预紧力作用下紧贴各自的密封面，实现管路两端的独立密封，避免贮箱或管路内的流体外泄；当公母接头沿轴向对接时，首先是接头外侧的两个定位外环先接触，通过外环的配合面实现粗定位，修正对接过程中的径向偏差，保证两侧阀芯的同轴度，随着对接行程推进，公接头的阀杆端部先接触母接头侧的阀芯顶推结构，随着对接到位，阀杆被反向推动，逐步打开公接头侧的密封面，同时母接头侧的阀芯也被同步顶开，当阀杆行程到达设计终点时，阀杆上的径向侧孔刚好与管路流道对齐，此时流体可以通过侧孔进入流道，实现两侧管路的连通，整个开启过程是渐进式的，不会出现流体突然通断引发的水击现象，能有效降低低温管路的压力冲击。

　　设计过程中重点考量了深冷工况下的材料形变匹配问题，不同金属材料在深冷环境下的收缩率存在差异，锥面密封副的配合公差经过反复迭代，确保在低温下锥面的贴合压力保持在合理区间，既不会因为收缩量过大导致密封面比压不足引发泄漏，也不会因为收缩量差异导致密封面压溃损伤。外侧的两个定位外环除了对接时的粗定位作用，在接头对接到位后还能承担径向限位作用，避免管路振动过程中接头出现径向错位，保证密封副的配合位置始终处于设计公差范围内。流道设计上采用了平滑过渡的结构，没有直角突变区域，能减少低温流体在流道内的流动阻力，同时避免流道内出现流体滞留区域，减少低温流体气化带来的气堵问题。

　　从安装边界来看，该接头整体采用轴类对称结构，最大外径位于外侧定位环位置，安装时需要保证对接端的轴向行程空间满足阀杆的全行程需求，径向预留的安装空间需要覆盖接头最大外径加上操作扳手的夹持空间，接头两端的连接端采用标准管路接口尺寸，可以直接适配对应通径的低温管路，不需要额外加工过渡接头。对接过程中不需要额外的专用工具，仅需要沿轴向施加稳定的推力即可完成对接锁定，断开时反向施加轴向拉力即可实现两侧阀芯的同步关闭，整个断开过程中两侧阀芯会在弹簧力作用下快速复位密封，断开瞬间的泄漏量控制在极小范围内，满足低温燃料输送的低泄漏要求。

　　在实际工况验证中，这类结构的接头经过多次冷热循环冲击后，密封性能依然保持稳定，反复对接断开的循环寿命可以满足长期任务的多次补加需求，相比常规的平面密封接头，锥面密封结构在存在微小角度偏差的情况下依然能保持可靠密封，对对接过程中的角度偏差容忍度更高，更适合在轨操作、地面加注等存在一定对接偏差的应用场景。阀杆的滑动配合面采用了低摩擦系数的表面处理，在深冷环境下不会出现冷焊现象，保证动作的灵活性，即使在长期存储后首次动作也不会出现卡滞问题。