CN102878735A - 高效油气分离器及其分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于油气分离领域，提供了一种高效油气分离器及其分离方法，该高效油气分离器包括具有内腔的筒体，筒体上设有排气管及排油管，筒体内壁上设有可将所述筒体分成上、下腔室的上封板，下腔室内设有一弧形分离腔，筒体上设有与该弧形分离腔一端连通的进气管，待分离气流由该进气管流入弧形分离腔内，弧形分离腔的另一端底部开设有使所述气流分离后流出该弧形分离腔的排气口；于所述上腔室内还安装有过滤装置，上封板上开设有与下腔室连通的气流口，经排气口流出的气流经气流口进入过滤装置内。待分离的油气混合气流经弧形分离腔的离心分离、筒体下部的膨胀分离和过滤装置的过滤分离的混合分离方式，从而使油气混合气流中的油气彻底分离出来。

Description

高效油气分离器及其分离方法

技术领域

本发明属于油气分离领域，尤其涉及一种高效油气分离器及其分离方法。

背景技术

制冷与空调系统中，压缩机作为整个系统的核心部件，其主要作用是为整个系统循环提供动力，通过吸气、压缩和排气使得在冷凝器和蒸发器间建立一定的压差，保证工质在整个系统中得以正常循环，以达到制取冷量的目的。压缩机在压缩气体过程中，必须注入一定量的润滑油，以保证轴承、齿轮的正常运转，这样就产生了大量的油雾、油滴，并与制冷剂气体混合在一起形成油气混合气流，排放到系统的各个部件，特别是蒸发器和冷凝器容易积油，如果沉积大量的润滑油，会导致两器的换热效率降低，如果压缩机排气中夹杂油雾、油滴过多也会造成压缩机的失油，使得压缩机运行的可靠性降低，因此必须要将油气进行分离。

在制冷与空调系统中，常用的油气分离器主要型式有离心式、填料式和洗涤式等，填料式和洗涤式普遍分油效果较差，在系统运行过程中，仍会导致冷凝器和蒸发器积存大量的润滑油，造成换热效率低下，影响整个系统的运行能效。

近年来，离心式油分离器得到普遍应用，离心式油分离器利用旋转离心力分离油滴，但它只能分离出大部分颗粒较大的油滴，微小的油雾并不会受离心力影响，而是随着制冷剂气体继续流入制冷系统中，降低系统效率。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种高效油气分离器，旨在解决当前油气分离器分离效果相对较差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种高效油气分离器，包括具有内腔的筒体，所述筒体上设有排气管及排油管，所述筒体内壁上设有可将所述筒体分成上、下腔室的上封板，所述下腔室内设有一弧形分离腔，所述筒体上设有与该弧形分离腔一端连通的进气管，待分离油气混合气流由该进气管流入所述弧形分离腔内，所述弧形分离腔的另一端底部开设有使所述气流分离后流出该弧形分离腔的排气口；于所述上腔室内还安装有过滤装置，所述上封板上开设有与所述下腔室连通的气流口，经所述排气口流出的气流经所述气流口进入所述过滤装置内。

本发明通过使待分离油气混合气流流入弧形分离腔，在该弧形分离腔中旋转，进行离心分离，再进入筒体下部，则所述气流中气体突然膨胀减速，而油由于惯性作用被再次分离，再次分离后的气流向上进入过滤装置进一步分离，经过三种不同的方式分离后，油气彻底分离，气体则经排气管进入下一级装置。

本发明实施例的另一目的在于提供一种利用上述高效油气分离器分离油气的方法，包括以下步骤：

待分离的油气混合气流旋流入筒体内的弧形分离腔中，以使所述气流在该弧形分离腔内离心分离；

所述气流通过排气孔流出弧形分离腔，进入筒体下部，所述气流中气体膨胀减速，油在惯性作用下再次被分离出；

所述气流经上封板上的气流孔进入过滤装置，进行过滤分离；

最后分离完的气体经排气管进入下一级装置。

本发明在具有内腔的筒体中设置一弧形分离腔，将待分离的油气混合气流先由弧形分离腔离心分离，可使大的油滴被分离出来，经排气口排出的气流进入筒体其他内腔后进行膨胀分离，气流中气体膨胀减速，而油滴在惯性作用下再次被分离，之后所述气流经过滤分离。这样，待分离气流可在同一腔体内实现离心分离、膨胀分离和过滤分离的多种分离方式混合分离，从而使油气混合气流中的油气彻底分离出来，分离效果好。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种高效油气分离器的正视剖面结构示意图

图2是图1的沿A-A线的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图2，本实施例公开一种高效油气分离器，包括具有内腔的筒体10，所述筒体10上设有排气管111及排油管121，所述筒体10内壁上设有可将所述筒体10分成上、下腔室的上封板141，所述下腔室114内设有一弧形分离腔14，所述筒体10上设有与该弧形分离腔14一端连通的进气管13，待分离油气混合气流由该进气管13流入所述弧形分离腔14内，并在该弧形分离腔14内旋转离心分离，所述弧形分离腔14的另一端底部开设有使所述气流分离后流出该弧形分离腔14的排气口146；于所述上腔室113内还安装有过滤装置15，所述上封板141上开设有与所述下腔室114连通的气流口147，经所述排气口146流出的气流经所述气流口147进入所述过滤装置15内。

待分离油气混合气流在外界的压力作用下，经进气管13旋流入弧形分离腔14，在该弧形分离腔14中旋转，进行离心分离，再经排气口146进入筒体10下部腔室，气流到一个相对较大的腔室，则气流中的气体突然膨胀减速，而油滴由于惯性作用被再次分离，再次分离后的气流向上进入过滤装置15进一步分离。本实施例中，将筒体10内部一个大的腔室，分隔成上、下两腔室，并在下腔室114内设置一个体积相对较小的弧形分离腔14，下腔室114中除去该弧形分离腔14的部分腔室形成一膨胀腔室；使待分离的气流在外界的压力作用下，经进气管13旋流入弧形分离腔14，在该弧形分离腔14中旋转离心分离，分离后的气流流出该弧形分离腔14，来到膨胀腔室，气流中的气体突然膨胀减速，而油滴由于惯性作用被再次分离，再次分离后的气流向上进入上腔室113，由于上腔室113中安装有过滤装置15，则再次分离后的气流会在过滤装置15中被过滤分离。在一个筒体10内经过这三种不同的方式分离后，油气彻底分离，气体则经排气管111进入下一级装置。使油气分离器体积小，分离效果好且高效。

所述弧形分离腔14由所述上封板141、与筒体10内壁间隔设置的弧形隔板143、连接所述弧形隔板143一端及所述筒体10内壁的进口封板144、连接所述弧形隔板143另一端及所述筒体10内壁的出口封板145和与所述上封板141平行且呈弧形的下封板142围合而成。弧形分离腔14于所述下封板142与所述出口封板145下端之间设有间距以形成所述排气口146，所述进气管13靠近所述进口封板144安装。

本实施例中，所述筒体10还包括上封头11和下封头12，上封头11和下封头12分别焊接于该筒体10的上下端。上封板141水平焊接于筒体10内壁上，并将筒体10分隔成上下两个腔室，上封板141中间区域设有气流孔147，上封板141上通过螺栓固定有罩住所述气流孔147的过滤装置。弧形隔板143的上端焊接在所述上封板141的下表面上，弧形隔板143与筒体10内壁之间形成有一定间距。进口封板144上端焊接于上封板141的下表面，其相对两侧分别焊接于弧形隔板143的一端及与该端对应的筒体10内壁上；出口封板145上端焊接于上封板141的下表面，其相对两侧分别焊接于弧形隔板143的另一端及与该另一端对应的筒体10内壁上。下封板142呈弧形，其内侧焊接于弧形隔板143的下端，其外侧焊接于筒体10内壁上，以覆盖弧形隔板143下端与筒体10内壁间的间距，下封板142的一端焊接于进口封板144的下端。从而，上封板141、下封板142、弧形隔板143、进口封板144、出口封板145与所述筒体10内壁形成弧形分离腔14。下封板142的另一端与出口封板145的下端间有一定距离，从而形成弧形分离腔14的排气口146。进气管13靠近进口封板144并切向安装于筒体10上，从而使待分离油气混合气流旋流入弧形分离腔14。

待分离的油气混合气流在外界压力的作用下，经进气管13流入一个相对较小的弧形分离腔，并在该弧形分离腔14中旋转而离心分离，气流中大的油滴被分离出；然后分离后的气流经排气口146进入筒体10下部一个相对较大的腔室，气流中气体突然膨胀减速，而油滴由于惯性作用被再次分离；之后再次分离后的气流向上经气流孔147进入过滤装置，油滴和油雾在上升的过程中，由于重力作用而减速，会被再次分离，进入过滤装置的油气经过滤再度分离，从而达到油气彻底分离，气体经排气管111进入下一级装置，而油则经排油管121排出。当该高效油气分离器应用于压缩机的油气分离，则排出的油可再次进入压缩机使用，实现稳定的回油。

请再次参阅图1和图2，所述上封板141周向360度焊接于筒体10内壁上。所述弧形隔板143弯曲的弧形角度α为220-230度，所述下封板142的弧形角度β为130-140度，所述下封板142弧形的一端与所述进口封板144相连，所述弧形分离腔14底部由所述下封板142弧形的另一端至所述出口封板145形成所述排气口146。本实施例中，所述弧形隔板143弯曲的弧形角度α优选为225度，所述下封板142的弧形角度β优选为135度。

进一步地，所述筒体10内于所述弧形分离腔14的下方安装有挡液板16。本实施例中，挡液板16垂直于筒体10轴向焊接于筒体10内壁上，以防从弧形分离腔14流出的气流将下封头12内的油吹起而影响分离效果。在其他实施例中，所述挡液板16可设置成上下均开口的筒形，并与筒体10内壁间形成环形间距，出口封板145倾斜设置，从而使到达出口封板145的气流被导向沿排气口146流出，进入挡液板16与筒体10内壁间的环形间距内，并在该环形间距内旋转，从而使滑润在惯性力和离心力的作用下再次离心分离，然后向上进入过滤装置。

具体地，所述过滤装置15包括上端封闭且呈筒状的挡液网，所述挡液网的筒壁上具有多层分离筛151。所述气流孔147内径与所述过滤装置15进气口内径相同。将气流孔147内径与过滤装置15进气口内径尺寸设置成相同，可在气流孔147处也阻挡部分油滴，进一步起到分离的作用，同时，气流经气流孔147的阻挡作用，能平稳地进入过滤装置15过滤。

所述筒体10上还安装有检查孔17。以方便对该高效油气分离器的检修，本实施例中，所述检查孔17设置于所述筒体10的下段。所述筒体10上还安装有的液位计18，本实施例中，液位计18竖直安装于筒体10下部。以确定分离出的油的量，并及时排出分离出的油。所述筒体10上还安装有安全阀112，本实施例中，安全阀112安装于筒体10的上封头11上。以防止筒体10内压力过高超压而出现危险情况。所述筒体10上还安装有排污管122。以便排出沉淀的污渍。本发明的高效油气分离器结构布局巧妙，制造成本低、分油效率高，易于检测维修，在制冷与空调行业具有较强的实用性。

本实施例，油气分离方法：待分离的油气混合气流旋流入弧形分离腔14中，以使油气混合气流在所述弧形分离腔14内离心分离，大的油滴被分离出；然后所述气流经排气口146进入筒体10下部，气体膨胀减速，而油滴由于惯性作用被再次分离；之后气体及少量的油滴混合的气流向上经气流孔147进入过滤装置，经过滤再度分离，从而达到油气彻底分离，气体经排气管111进入下一级装置。

待分离的油气混合气流经弧形分离腔14的离心分离，大的油滴被分离出来，再流出弧形分离腔14而进行膨胀分离，气流中气体膨胀减速，而油滴在惯性作用下再次被分离，之后所述气流经过滤分离；通过离心分离、膨胀分离和过滤分离的多种分离方式混合分离，从而使油气混合气流中的油气彻底分离出来，分离效果好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效油气分离器，包括具有内腔的筒体，所述筒体上设有排气管及排油管，其特征在于，所述筒体内壁上设有可将所述筒体分成上、下腔室的上封板，所述下腔室内设有一弧形分离腔，所述筒体上设有与该弧形分离腔一端连通的进气管，待分离油气混合气流由该进气管流入所述弧形分离腔内，所述弧形分离腔的另一端底部开设有使所述气流分离后流出该弧形分离腔的排气口；于所述上腔室内还安装有过滤装置，所述上封板上开设有与所述下腔室连通的气流口，经所述排气口流出的气流经所述气流口进入所述过滤装置内。

2.如权利要求1所述的高效油气分离器，其特征在于，所述弧形分离腔由所述上封板、与筒体内壁间隔设置的弧形隔板、连接所述弧形隔板一端及所述筒体内壁的进口封板、连接所述弧形隔板另一端及所述筒体内壁的出口封板和与所述上封板平行且呈弧形的下封板围合而成，所述弧形分离腔于所述下封板与所述出口封板下端之间设有间距以形成所述排气口，所述进气管靠近所述进口封板安装。

3.如权利要求2所述的高效油气分离器，其特征在于：所述弧形隔板弯曲的弧形角度α为220-230度，所述下封板的弧形角度β为130-140度，所述下封板弧形的一端与所述进口封板相连，所述弧形分离腔底部由所述下封板弧形的另一端至所述出口封板形成所述排气口。

4.如权利要求1所述的高效油气分离器，其特征在于：于所述弧形分离腔的下方安装有挡液板。

5.如权利要求1所述的高效油气分离器，其特征在于：所述过滤装置包括上端封闭且呈筒状的挡液网，所述挡液网的筒壁上具有多层分离筛，所述气流孔内径与所述过滤装置的进气口内径相同。

6.如权利要求1-5任一项所述的高效油气分离器，其特征在于：所述筒体上还安装有检查孔。

7.如权利要求1-5任一项所述的高效油气分离器，其特征在于：所述筒体上还安装有液位计。

8.如权利要求1-5任一项所述的高效油气分离器，其特征在于：所述筒体上还安装有安全阀。

9.如权利要求1-5任一项所述的高效油气分离器，其特征在于：所述筒体上还安装有排污管。

10.一种利用如权利要求1-9任一项所述的高效油气分离器分离油气的方法，包括以下步骤：

待分离的油气混合气流旋流入筒体内的弧形分离腔中，以使所述气流在该弧形分离腔内离心分离；

所述气流通过排气孔流出弧形分离腔，进入筒体下部，所述气流中气体膨胀减速，油在惯性作用下再次被分离出；

所述气流经上封板上的气流孔进入过滤装置，进行过滤分离；

最后分离完的气体经排气管进入下一级装置。

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