[AR] Re: Cryo-Valves (and other related questions)

  • From: "Ray Rocket" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "ar0cketman" for DMARC)
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Sun, 26 Aug 2018 00:59:09 +0000 (UTC)

Last time I worked on a similar project, we hung the LOx tank from a load cell 
to measure capacity.  

This was connected to the chamber with a flexible braided stainless line.  The 
injector was sealed with a PVC cap with a small weep hole.  

This weep hole allowed gaseous oxygen to fill the ignition system: a wad of 
steel wool, energized with 24 vdc of truck batteries and an aviation starter 
solenoid.  Everything worked quite for a one ton thrust hybrid and I expect it 
will scale for your application.

In hindsight, I can't recommend bouncing the LOx off the forward closure to 
improve atomization.  This seemed to produce spectacular failures as it burned 
the heavy steel chambers.  Seemed to make since at the time though...  Every 
static test is a potential learning experience.



--------------------------------------------
On Sat, 8/25/18, miguel charette <miguel.charette@xxxxxxxxx> wrote:

 Subject: [AR] Re: Cryo-Valves (and other related questions)
 To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
 Date: Saturday, August 25, 2018, 2:14 PM
 
 Hi
 Brett,
 From my
 experience with LOx, using thermocouples along the height of
 the tank is the easiest, surest way to go. I've tried
 differential pressure sensors probing at the top and bottom
 of the tank, but first they seem very prone to failure
 during pressure spikes and second they tend to end up giving
 very noisy signal as LOx in the bottom pressure tap will
 boil off. The way tou can fix the latter is to inject some
 of your pressurant gas in the bottom tap to create a buffer,
 but since you're going with the piston approach this
 might not work. I've heard of people using ultrasonic
 sensor I believe at the top of the tank but again, with the
 piston, it might not be possible. 
 Has anyone ever tried to use the
 paramagnetic properties of LOx as a sensing
 mechanism?
 Cheers,
 Miguel
 
 On Aug 26, 2018 7:52 AM,
 "Brett Coles" <brettcoles@xxxxxxxxx>
 wrote:
 I love how posts on this list can randomly
 reappear later. 
 Lars,
 Thanks for the advice about the
 piston. I have been a little nervous about whether or not we
 will be able to get it to seal. Sutton does have piston
 expulsion listed as an option (Though it is pressure driven
 rather than mechanically driven). Perhaps some small-scale
 tests are in order with LN2. 
 Also, I think we are just going to
 buy purpose-made Cryo ball valves and actuate them using
 servos like Bob has done. We thought about using the check
 valve as a main ox valve, but I wanted to make sure we could
 shut the motor off if something happened to the piston
 actuator. 
 Henry, 
 Thanks for the emphasis on not using
 carbon steel. I have no interest in having our test setup
 fail like a dropped glass bottle. We are currently planning
 on using 6161 and Stainless 304. 
 
 Also, is there a
 way we can measure the fill level in the LOX tank? The best
 idea I have so far is just to put a whole bunch of
 Thermocouples on the side and watch the cold climb up the
 tank as it chills in.
 On Sat, Aug
 25, 2018 at 12:43 PM Lars Osborne <lars.osborne@xxxxxxxxx>
 wrote:
 Henry, 
 Thank you
 for pointing that out. I had forgotten to mention the caveat
 that the materials themselves must be cryo compatible!
 Thanks,Lars Osborne
 
 On Sat, Aug
 25, 2018 at 11:01 AM Henry Spencer <hspencer@xxxxxxxxxxxxx>
 wrote:
 On Sat,
 25 Aug 2018, Lars Osborne wrote:
 

I'm surprised no one else has pointed this out, but
 any valve can be a 
 
cryo valve if you have enough torque...
 
 
 
 Well, no, there are issues that aren't solved that
 easily.  Most 
 
 especially, any valve with parts made of ordinary steel is
 *NOT SAFE* for 
 
 cryo use, because the steel will go brittle at cryo
 temperatures.  That 
 
 alone will take an awful lot of non-cryo valves out of
 consideration for 
 
 cryo applications.
 
 
 
 Seals can naturally have similar issues, and differences in
 thermal 
 
 contraction between different materials can cause trouble
 even if the 
 
 materials are individually okay.
 
 
 
 Henry
 
 
 
 
 
 
 -- 
 Brett J. Coles
 
 
 
 

Other related posts: