CN102538325A - 一种润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器 - Google Patents

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公茂琼
董学强
吴剑峰
胡勤国
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Abstract

本发明的润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器，其包括：轴向垂直放置的圆筒状分离器壳体；分别装于壳体上、下端的顶盖和底部集油腔；安装于空心顶盖下端的空心环形吸附过滤器；安装于壳体内壁上吸附过滤器下方的至少一块水平挡板；所述水平挡板外边缘超过壳体的径向中心；冷却盘管依次穿过各挡板，冷却盘管两端分别伸出壳体之外，其一端为冷却介质进口，另一端为冷却介质出口；设于壳体下部一侧的混合器进气口；设于壳体顶部的制冷剂出口；和设于底部集油腔下端的润滑油出口；其结构简单紧凑，在一个分离器内集成了撞击、冷凝捕集、重力沉降和吸附过滤等多种分离效应，可使制冷剂与润滑油深度分离，能够满足较高的润滑油和制冷剂分离要求。

Description

一种润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器
技术领域
本发明属于分离器领域，特别涉及一种润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器。
背景技术
采用多元混合制冷剂的液化流程技术已经在液化天然气领域具有多年的成功应用历史，已经成为液化天然气领域的主导液化技术，占据该领域大型液化工厂90％以上的份额。低压混合制冷剂液化流程技术从制冷原理上与其相似，核心制冷效应仍然为实际气体的节流效应，不同的地方在于其核心是基于混合制冷剂的自身回热传热(recuperation)来实现低温制冷的(如ZL200910090844.9)。低压混合制冷剂与传统液化天然气工艺采用的高压制冷流程相比具有更为显著的优势，比如可以采用普冷领域长寿命的单级油润滑压缩机。与传统的多级无油润滑的专用天然气液化工厂用的压缩机相比，普冷领域的单级油润滑压缩机实践考验历史更长，应用面和技术积累更加丰富，而且由于产品经过充分的市场竞争，其技术进步迅速，在效率、可靠性，尤其是成本和来源方面远优于专用压缩机。因此从压缩机技术角度看，低压混合制冷剂液化技术更加可靠。但是单级油润滑压缩机在降低撬装液化装置成本的同时也带来了新的问题，其中之一就是润滑油的问题。在制冷系统中，制冷剂一般会携带少量润滑油进入冷箱换热器，这些润滑油在低温下极易成为固体堵塞换热流道，同时由于润滑油回流过少，压缩机容易受损，因此必须要将润滑油高效分离出去。传统的油分离器主要有离心式油分离器、填料式油分离器和过滤式油分离器等。离心式油分离器是利用制冷剂和油混合气在油分内的螺旋流动产生离心力来达到分离目的；填料式油分离器是在油分壳内设置多组填料，通过填料的吸附或过滤达到油分效果，填料越多效果越好；过滤式油分离器是混合气在油分内部的过滤网处突然改变流向并大幅降低流速，加上过滤网的过滤作用达到油分离效果。这些油分方式大都结构简单，可以满足一般制冷系统的要求，但却难以满足低压混合制冷剂液化技术对油分效果的要求。因此，需要开发新的高效润滑油分离器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器，通过撞击、冷凝和吸附等措施达到制冷剂和润滑油深度分离，以满足低压混合制冷剂液化技术对油分效果的要求。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的一种润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器，其包括：
一轴向垂直放置的圆筒状分离器壳体；
分别装于所述圆筒状分离器壳体内上端和下端的顶盖和底部集油腔；
安装于所述顶盖下端的一空心环形吸附过滤器；
安装于所述圆筒状分离器壳体内壁上的至少一块水平挡板；所述水平挡板位于空心环形吸附过滤器的下方，水平挡板的外边缘超过所述圆筒状分离器壳体的径向中心；
一冷却盘管；所述冷却盘管依次穿过各挡板，冷却盘管两端分别伸出壳体之外，其一端为冷却介质进口，另一端为冷却介质出口；
设于所述圆筒状分离器壳体下部一侧并与之相连通的混合器进气口；
设于所述圆筒状分离器壳体顶部的制冷剂出口；和
设于所述底部集油腔下端并与之相连通的润滑油出口。
所述的冷却盘管中的冷却介质为载冷介质。所述的载冷介质为冷却水或制冷剂。
当水平挡板为多块时，所述水平挡板交错放置。
本发明的带冷凝捕集的润滑油与制冷剂分离器，具有结构简单紧凑，在一个分离器内集成了撞击、冷凝捕集、重力沉降和吸附过滤等多种分离效应，可使制冷剂与润滑油深度分离，能够满足较高的润滑油和制冷剂分离要求。
附图说明
图1为本发明的带冷凝捕集的多效润滑油与制冷剂分离器结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的带冷凝捕集的多效润滑油与制冷剂分离器结构示意图，由图可知，本发明的带冷凝捕集的多效润滑油与制冷剂分离器，包括：一轴向垂直放置的圆筒状分离器壳体1；分别装于所述圆筒状分离器壳体1上端和下端的顶盖和底部集油腔5；安装于所述顶盖下端的一空心环形吸附过滤器2；安装于所述圆筒状分离器壳体1内壁上的至少一块水平挡板4；所述水平挡板4位于空心环形吸附过滤器2的下方，水平挡板4的外边缘超过所述圆筒状分离器壳体1的径向中心；一冷却盘管3；所述冷却盘管依次穿过各挡板，冷却盘管两端分别伸出壳体之外，其一端为冷却介质进口D，另一端为冷却介质出口E；设于所述圆筒状分离器壳体1下部一侧并与之相连通的混合器进气口A；设于所述圆筒状分离器壳体1顶部的制冷剂出口B；和
设于所述底部集油腔5下端并与之相连通的润滑油出口C。所述冷却盘管3中的冷却介质为载冷介质。所述的载冷介质为冷却水或制冷剂。当水平挡板为多块时，所述水平挡板交错放置。
实施例1
本实施例的轴向垂直放置的圆筒状分离器壳体1(直径为40厘米，高度为1米)的上端和下端上分别装有顶盖和底部集油腔5；顶盖下端中心处装有空心环形吸附过滤器2，该空心环形吸附过滤器2下方的圆筒状分离器壳体1内壳壁上装有交错防止的4块水平挡板4，水平挡板4的外边缘超过所述圆筒状分离器壳体1的径向中心；冷却盘管3由圆筒状分离器壳体1(或底部集油腔5)下端穿入，之后依次穿过由下至上的各挡板4，穿过最上面一挡板之后，再折弯依次穿过由上至下的各挡板4，最后由圆筒状分离器壳体1(或底部集油腔5)下端伸出；该冷却盘管3的冷却介质进口D，另一端为冷却介质出口E；混合器进气口A设于圆筒状分离器壳体1下部一侧并与之相连通；制冷剂出口B设于圆筒状分离器壳体1顶部；润滑油出口C设于底部集油腔5下端。
本发明的底部集油腔5位于本发明的带冷凝捕集的多效润滑油与制冷剂分离器底部，用来收集分离出来的润滑油；空心环形吸附过滤器2下方的交错放置多个水平挡板4，使分离器内部形成S型上升流道；冷却介质进口D、冷却介质出口E和冷却盘管3连接成管路；冷却盘管3中流动的冷却介质提供冷凝捕集所需冷量；分离器上部设空心环形吸附过滤器2，用于吸附和过滤混合气中的润滑油成分。
制冷剂和润滑油的混合气经混合器进气口A进入分离器，经过水平挡板4的碰撞分离和冷却盘管3的冷凝捕集分离出一部分润滑油，制冷剂上行进入空心环形吸附过滤器2，同时润滑油下行进入集油腔5；上行的制冷剂经过空心环形吸附过滤器2的吸附和过滤作用，上行的制冷剂中夹带的润滑油被进一步分离出来；分离出的润滑油下行进入集油腔5，进而由位于分离器壳体底端的润滑油出口C排除收集；上行的制冷剂由位于分离器壳体顶端的制冷剂出口B排出。本实施例的冷却介质为冷却水(实际上可以根据需要为任意一种制冷剂)。
实施例2
本实施例的轴向垂直放置的圆筒状分离器壳体1(直径为60厘米，高度为1.5米)的上端面和下端面上分别装有顶盖和底部集油腔5；空心顶盖下端装有空心环形吸附过滤器2，该空心环形吸附过滤器2下方的圆筒状分离器壳体1内壳壁上装有20块水平挡板4，水平挡板4的外边缘超过所述圆筒状分离器壳体1的径向中心；冷却盘管3由圆筒状分离器壳体1(或底部集油腔5)下端穿入，之后依次穿过由下至上的各挡板4，穿过最上面一挡板之后，再折弯依次穿过由上至下的各挡板4，最后由圆筒状分离器壳体1(或底部集油腔5)下端伸出；该冷却盘管3的冷却介质进口D，另一端为冷却介质出口E；混合器进气口A设于圆筒状分离器壳体1下部一侧并与之相连通；制冷剂出口B设于圆筒状分离器壳体1顶部；润滑油出口C设于底部集油腔5下端。20块水平挡板交错放置。
实施例3
该实施例基本相同，所不同的是水平挡板为1块。
这里需要说明的是，本发明水平挡板的数量可以根据圆筒状分离器壳体1的直径和高度以及需要来确定，这属于本领域技术人员应知，这里就不在赘述。

Claims (4)

1.一种润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器，其包括：
一轴向垂直放置的圆筒状分离器壳体；
分别装于所述圆筒状分离器壳体内上端和下端的顶盖和底部集油腔；
安装于所述顶盖下端的一空心环形吸附过滤器；
安装于所述圆筒状分离器壳体内壁上的至少一块水平挡板；所述水平挡板位于空心环形吸附过滤器的下方，水平挡板的外边缘超过所述圆筒状分离器壳体的径向中心；
一冷却盘管；所述冷却盘管依次穿过各挡板，冷却盘管两端分别伸出壳体之外，其一端为冷却介质进口，另一端为冷却介质出口；
设于所述圆筒状分离器壳体下部一侧并与之相连通的混合器进气口；
设于所述圆筒状分离器壳体顶部的制冷剂出口；和
设于所述底部集油腔下端并与之相连通的润滑油出口。
2.按权利要求1所述的润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器，其特征在于，所述的冷却盘管中的冷却介质为载冷介质。
3.按权利要求2所述的润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器，其特征在于，所述的载冷介质为冷却水或制冷剂。
4.按权利要求1所述的润滑油与制冷剂分离的冷凝捕集分离器，其特征在于，所述的水平挡板为多块时，所述水平挡板交错放置。
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