CN102967095B - 制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器 - Google Patents

Abstract

本发明属于油分离技术领域，具体涉及一种制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器。本油分离器包括封闭状的筒体，筒体中自上而下依次设置有过滤分离区、离心分离区和重力沉降区，所述离心分离区处的筒壁上设置有至少两个进口接管，所述离心分离区的内侧设置有与每一个进口接管相对应的独立的离心分离通道；筒体在过滤分离区的上侧设置有出口接管；筒体在重力沉降区的底侧设置有排油管。本油分离器至少设有两个进口接管，则本油分离器可以根据压缩机的排量而选择使用单路进气或两路进气或多路进气方式，每一路进气各自连接独立的离心分离通道，形成相对独立的离心分离区域，从而获得最佳的油分离效果。本油分离器结构简单、空间小且成本低。

Description

制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器

技术领域

本发明属于油分离技术领域，特别适用于将制冷系统或装置中的冷冻油分离出来的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器。

背景技术

近几年，随着制冷空调行业的发展，制冷压缩机试验装置在压缩机性能评价、测试和产品性能提高方面具有非常重要的地位。高质量的制冷压缩机试验装置不仅需要高性能、高精度的设备和测控仪器，同时还需要在大跨度排量内都能够满足测试需求，也就是说在更广泛的范围内都能够快速调节、稳定运行。

油分离器作为制冷压缩机试验装置中的重要组成部分，对试验装置的运行具有非常重要的作用。油分效果较差的油分离器不但将造成系统跑油，而且影响换热效果，造成试验装置的调节时间延长，增加了电量消耗，同时还需要不断地向压缩机内加注冷冻油，从而增加了劳动量和试验成本。

由上述可知，对于制冷压缩机试验装置中使用的油分离器，需要在较大排量范围内仍然具有良好的分油效果。然而目前所用到的油分离器只能在特定的排量下具有较好的效果，而不能满足制冷压缩机试验装置在更大范围内仍具有较高效率的需求，因此亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，本油分离器能够在大跨度的排量范围内均具有较佳的油分离效果，结构简单、占地面积小且成本低廉。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，所述油分离器包括封闭状的筒体，所述筒体中设置有离心分离区，所述离心分离区处的筒壁上设置有至少两个进口接管，所述离心分离区的内侧设置有与每一个进口接管相对应的独立的离心分离通道；

所述离心分离区的上侧设置有过滤分离区，过滤分离区中设置有便于气体和油相分离的过滤网，过滤分离区的上侧设置有便于气体流出的出口接管；

所述离心分离区的下侧设置有重力沉降区，所述筒体在重力沉降区的底侧设置有排油管。

本制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器还可以通过以下方式得以进一步实现：

优选的，所述进口接管由第一进口接管和第二进口接管构成；

所述离心分离区的上侧设置有将离心分离区和过滤分离区分隔开来的上挡板，离心分离区的下侧设置有将离心分离区和重力沉降区分隔开来的下挡板；

所述离心分离区的中部设置有用于和第一进口接管相连通的、用于引导含油气体旋转流动的导引挡板，所述导引挡板的内侧设置有管状或柱状的导引轴，所述导引挡板、导引轴、上挡板和下挡板之间围成与第一进口接管相对应的离心分离通道；所述导引挡板、筒体、上挡板和下挡板之间围成与第二进口接管相对应的离心分离通道；

所述上挡板与筒体之间还设置有便于气体自离心分离区进入过滤分离区的第一过滤网；所述下挡板与筒体之间还设置有便于气体自离心分离区进入重力沉降区的空部。

优选的，所述导引挡板呈半圆环状，且导引挡板和导引轴的轴向均与筒体的轴向相平行或重合；所述上挡板呈半圆状封盖在导引挡板和导引轴的上侧；所述下挡板封盖在导引挡板和导引轴的下侧。

优选的，所述过滤分离区包括第一过滤网和第二过滤网；

所述第一过滤网与上挡板彼此相连以完整地封堵在筒体内部的轴向方向上；

所述第二过滤网呈环状，且第二过滤网设置在上挡板的上侧；所述第二过滤网的上端部设置有封堵在筒体内部的轴向方向上的盖板，所述盖板上设置有与第二过滤网相对应的便于气体通过的开口。

优选的，所述重力沉降区中设置有便于含油气体中的油滴通过重力沉降方式分离出去的挡油板，所述筒体设置在挡油板下侧的部分为储油空间。

优选的，所述第一进口接管和第二进口接管设置在筒体的同一侧；所述导引轴与设有进口接管一侧的筒体内壁之间设置有侧挡板，侧挡板的上侧与上挡板相连，侧挡板的下侧与下挡板相连。

进一步的，所述第二过滤网的上侧设置有第三过滤网，且第三过滤网设置在盖板的开口处。

作为本发明的进一步的优选方案，所述下挡板由第一下挡板和第二下挡板构成；所述第一下挡板封盖在导引挡板和导引轴之间的区域，所述第二下挡板封盖在导引挡板和筒体内壁之间的区域；第一下挡板和第二下挡板所处的平面相同或相异。

优选的，所述第一进口接管的管径小于第二进口接管的管径。

进一步的，所述筒体的上部设置有安全阀，所述筒体的底部设置有排污管；所述筒体还在重力沉降区的筒壁上设置有视液装置。

本发明和现有技术相比具有以下有益效果：

1）、本发明在筒体上设置有至少两个进口接管，且在筒体中设置有与每一个进口接管均相对应的离心分离通道，也即本油分离器至少采用两路进气，每一路进气各自具有相对独立的离心分离区域，则每一路进气在本油分离器中均能够得到最佳的油分离效果。则当本油分离器工作时，如果制冷压缩机试验装置运行在较低排量的工况下，则仅使用一路进气即可获得良好的油分离效果；如果制冷压缩机试验装置运行在较高排量的工况下，则可以采用两路乃至多路同时进气的方式，从而仍然能够获得最佳的油分离效果。

综上所述，本发明可以根据压缩机的排量而选择使用单路进气或两路进气或多路进气方式，每一路进气各自连接独立的离心分离通道，形成相对独立的离心分离区域，从而获得最佳的油分离效果。

2）、本发明在筒体中由上而下依次设置有过滤分离区、离心分离区和重力沉降区。对于气体中的大粒径油滴，本油分离器采用离心分离和重力沉降式分离两种方式将其加以分离；而对于气体中的细微油滴，本发明则采用离心分离和两级乃至多级碰撞过滤式分离相组合的方式将其加以分离。

总之，压缩机在大排量下具有较高的流速，对于离心分离通道而言，较高的流速意味着更好的离心分油效果；小排量下具有较低的流速，这对于重力沉降区和过滤分离区而言能起到最佳的分油效果。按照上述的过滤分离区、离心分离区和重力沉降区，将其相互配合使用，从而保证了最好的分油效果，这给系统的稳定、快速运行提供了有利条件，并对整体试验装置的节能有着积极的意义。

3）、由于本油分离器中的每一路进气各自连接独立的离心分离通道，并形成相对独立的离心分离区域；则当采用单路进气或两路进气或多路进气方式时，本发明中的油分离区域的容积是变化的，也即本油分离器中采用了变容积的油分离区域方式，相对于现有技术中的因排量不同而采用的并联油分离方式，本油分离器大大降低了设备的制造成本和费用，减小了设备的占用空间。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的C向视图。

图5、6均是本发明的立体状态示意图。

图中标记的含义如下：

10—筒体    11—离心分离区    111—导向挡板    112—导引轴

113—侧挡板 12—过滤分离区    121—第一过滤网

122—第二过滤网    123—盖板        124—第三过滤网

13—重力沉降区     131—挡油板      14—出口接管    15—上挡板

16—下挡板         161—第一下挡板  162—第二下挡板

20—第一进口接管   30—第二进口接管 40—排油管

50—排污管         60—视液装置     70—安全阀

具体实施方式

如图1、5、6所示，一种制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，所述油分离器包括封闭状的筒体10，所述筒体10中设置有离心分离区11，所述离心分离区11处的筒壁上设置有至少两个进口接管，所述离心分离区11的内侧设置有与每一个进口接管相对应的独立的离心分离通道；

所述离心分离区11的上侧设置有过滤分离区12，过滤分离区12中设置有便于气体和油相分离的过滤网，过滤分离区12的上侧设置有便于气体流出的出口接管14；

所述离心分离区11的下侧设置有重力沉降区13，所述筒体10在重力沉降区13的底侧设置有排油管40。

优选的，如图1、5、6所示，所述进口接管由第一进口接管20和第二进口接管30构成；

所述离心分离区11的上侧设置有将离心分离区11和过滤分离区12分隔开来的上挡板15，离心分离区11的下侧设置有将离心分离区11和重力沉降区13分隔开来的下挡板16；

如图1、3、5、6所示，所述离心分离区11的中部设置有用于和第一进口接管20相连通的、用于引导含油气体旋转流动的导引挡板111，所述导引挡板111的内侧设置有管状或柱状的导引轴112，所述导引挡板111、导引轴112、上挡板15和下挡板16之间围成与第一进口接管20相对应的离心分离通道；所述导引挡板111、筒体10、上挡板15和下挡板16之间围成与第二进口接管30相对应的离心分离通道；

所述上挡板15与筒体10之间还设置有便于气体自离心分离区11进入过滤分离区12的第一过滤网121；所述下挡板16与筒体10之间还设置有便于气体自离心分离区11进入重力沉降区13的空部。

优选的，所述导引挡板111呈半圆环状，且导引挡板111和导引轴112的轴向均与筒体10的轴向相平行或重合；所述上挡板15呈半圆状封盖在导引挡板111和导引轴112的上侧；所述下挡板16封盖在导引挡板111和导引轴112的下侧。

优选的，如图1、2、5、6所示，所述过滤分离区12包括第一过滤网121和第二过滤网122；

所述第一过滤网121与上挡板15彼此相连以完整地封堵在筒体10内部的轴向方向上；进一步的，所述第一过滤网121呈平面状，且第一过滤网121与所述上挡板15所处的平面相平齐；

所述第二过滤网122呈环状，且第二过滤网122设置在上挡板15的上侧；所述第二过滤网122的上端部设置有封堵在筒体10内部的轴向方向上的盖板123，所述盖板123上设置有与第二过滤网122相对应的便于气体通过的开口。

优选的，所述重力沉降区13中设置有便于含油气体中的油滴通过重力沉降方式分离出去的挡油板131，所述筒体10设置在挡油板131下侧的部分为储油空间。

进一步的，如图1所示，挡油板131可以为圆板状或方板状，且所述挡油板131所处的平面与下挡板16所处的平面相平行。

优选的，所述第一进口接管20和第二进口接管30设置在筒体10的同一侧；所述导引轴112与设有进口接管一侧的筒体10内壁之间设置有侧挡板113，侧挡板113的上侧与上挡板15相连，侧挡板113的下侧与下挡板16相连。

进一步的，所述第二过滤网122的上侧设置有第三过滤网124，且第三过滤网124设置在盖板123的开口处。

作为本发明的进一步的优选方案，如图4所示，所述下挡板16由第一下挡板161和第二下挡板162构成；所述第一下挡板161封盖在导引挡板111和导引轴112之间的区域，所述第二下挡板162封盖在导引挡板111和筒体10内壁之间的区域；第一下挡板161和第二下挡板162所处的平面相同或相异。

优选的，所述第一进口接管20的管径小于第二进口接管30的管径。

进一步的，如图1所示，所述筒体10的上部设置有安全阀70，所述筒体10的底部设置有排污管50；所述筒体10还在重力沉降区13的筒壁上设置有视液装置60。

下面结合图1、3、5、6对本发明的工作过程做进一步的说明：

参见图1、5、6，所述的进口接管为两路，分别为第一进口进管20和第二进口接管30，两路进管分别与相应的离心分离通道相连。

与第一进口进管20相连通的离心分离通道由上挡板15、下挡板16、导向挡板111和导引轴112构成，如图3中的实线箭头即为气体在与第一进口进管20相连通的离心分离通道中的流动方向；相应的与第一进口进管20相连通的离心分离区域由筒体10、上挡板15、下挡板16、导向挡板111、导引轴112、侧挡板113和第一过滤网121构成，如图5所示。

与第二进口进管30相连通的离心分离通道由上挡板15、下挡板16、导向挡板111和筒体10构成，如图3中的虚线箭头即为气体在与第二进口进管30相连通的离心分离通道中的流动方向；相应的与第二进口进管30相连通的离心分离区域由筒体10、上挡板15、下挡板16、导向挡板111、侧挡板113和第一过滤网121构成，如图6所示。

由上述可知，第一进口进管20和第二进口接管30各自连接独立的离心分离通道，并在离心分离区11中形成相对独立的两个离心分离区域。当然，与第一进口进管20和第二进口接管30相连通的两个离心分离区域可以采用本发明图示中所示的部分重合也即相对独立的方式，也可以采用完全独立的方式。

所述的重力沉降区13位于离心分离区11的下部，所述下挡板16与重力沉降区13中的挡油板131之间为具有一定容积和距离的空间，此空间的大小应保证大粒径油滴在此处具有足够的时间和速度进行沉降。

如图5、6所示，所述的过滤分离区12由水平布置的第一过滤网121和垂直环形布置的第二过滤网122组成，经过两级过滤网的碰撞过滤作用，能进一步提高油分离器的分油效率。

进一步的，第二过滤网122的上侧还设有第三过滤网124。

所述的储油空间位于挡油板131的下部，分离出来的冷冻油汇集于储油空间内，最后经排油管40排出。

本发明的工作方式：高温、高压的制冷剂和冷冻油的混合气体依据压缩机排量的大小，通过第一进口接管20或第二进口接管30的前端阀门的切换进入离心分离区11中的相应的离心分离区域，在离心分离区11中，在离心力和重力的作用下，制冷剂和冷冻油的混合气体沿油分离器的筒体10内壁做自上而下的旋转运动，密度大的油滴被抛到筒体10内壁上分离出来；在重力沉降区13内，由于容积突然变大，气体流速迅速下降，密度大的油滴在重力作用下向下运动沉降到挡油板131处，进而沉降到储油空间内；粒径小的油滴经过水平布置的第一过滤网121和垂直环形布置的第二过滤网122的碰撞过滤作用被进一步分离出来，从而提高到了油分离的分油效率。被分离出来的冷冻油积存到储油空间内，经过排油管40排出油分离器。

图5中的箭头所示即为自第一进口接管20进入筒体10的气体流动方向；图6中的箭头所示即为自第二进口接管30进入筒体10的气体流动方向。当压缩机的排量较大时，也可以采用两路同时进气的方式进行油气分离。

Claims (10)

1.一种制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述油分离器包括封闭状的筒体(10)，所述筒体(10)中设置有离心分离区(11)，所述离心分离区(11)处的筒壁上设置有两个进口接管，所述离心分离区(11)的内侧设置有与每一个进口接管相对应的独立的离心分离通道；

所述离心分离区(11)的上侧设置有过滤分离区(12)，过滤分离区(12)中设置有便于气体和油相分离的过滤网，过滤分离区(12)的上侧设置有便于气体流出的出口接管(14)；

所述离心分离区(11)的下侧设置有重力沉降区(13)，所述筒体(10)在重力沉降区(13)的底侧设置有排油管(40)；

所述进口接管由第一进口接管(20)和第二进口接管(30)构成；第一进口接管(20)和第二进口接管(30)彼此分离且均设置在对方的外侧。

2.根据权利要求1所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述离心分离区(11)的上侧设置有将离心分离区(11)和过滤分离区(12)分隔开来的上挡板(15)，离心分离区(11)的下侧设置有将离心分离区(11)和重力沉降区(13)分隔开来的下挡板(16)；

所述离心分离区(11)的中部设置有用于和第一进口接管(20)相连通的、用于引导含油气体旋转流动的导引挡板(111)，所述导引挡板(111)的内侧设置有管状或柱状的导引轴(112)，所述导引挡板(111)、导引轴(112)、上挡板(15)和下挡板(16)之间围成与第一进口接管(20)相对应的离心分离通道；所述导引挡板(111)、筒体(10)、上挡板(15)和下挡板(16)之间围成与第二进口接管(30)相对应的离心分离通道；

所述上挡板(15)与筒体(10)之间还设置有便于气体自离心分离区(11)进入过滤分离区(12)的第一过滤网(121)；所述下挡板(16)与筒体(10)之间还设置有便于气体自离心分离区(11)进入重力沉降区(13)的空部。

3.根据权利要求2所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述导引挡板(111)呈半圆环状，且导引挡板(111)和导引轴(112)的轴向均与筒体(10)的轴向相平行或重合；所述上挡板(15)呈半圆状封盖在导引挡板(111)和导引轴(112)的上侧；所述下挡板(16)封盖在导引挡板(111)和导引轴(112)的下侧。

4.根据权利要求3所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述过滤分离区(12)包括第一过滤网(121)和第二过滤网(122)；

所述第一过滤网(121)与上挡板(15)彼此相连以完整地封堵在筒体(10)内部的轴向方向上；

所述第二过滤网(122)呈环状，且第二过滤网(122)的底部设置在上挡板(15)的上侧；所述第二过滤网(122)的上端部即顶部设置有封堵在筒体(10)内部的轴向方向上的盖板(123)，所述盖板(123)上设置有与第二过滤网(122)相对应的便于气体通过的开口。

5.根据权利要求3的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述重力沉降区(13)中设置有便于含油气体中的油滴通过重力沉降方式分离出去的挡油板(131)，所述筒体(10)设置在挡油板(131)下侧的部分为储油空间。

6.根据权利要求3所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述第一进口接管(20)和第二进口接管(30)设置在筒体(10)的同一侧；所述导引轴(112)与设有进口接管一侧的筒体(10)内壁之间设置有侧挡板(113)，侧挡板(113)的上侧与上挡板(15)相连，侧挡板(113)的下侧与下挡板(16)相连。

7.根据权利要求4所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述第二过滤网(122)的上侧设置有第三过滤网(124)，且第三过滤网(124)设置在盖板(123)的开口处。

8.根据权利要求2～7任一项所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述下挡板(16)由第一下挡板(161)和第二下挡板(162)构成；所述第一下挡板(161)封盖在导引挡板(111)和导引轴(112)之间的区域，所述第二下挡板(162)封盖在导引挡板(111)和筒体(10)内壁之间的区域；第一下挡板(161)和第二下挡板(162)所处的平面相同。

9.根据权利要8所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述第一进口接管(20)的管径小于第二进口接管(30)的管径。

10.根据权利要8所述的制冷压缩机试验装置用变容积高效立式油分离器，其特征在于：所述筒体(10)的上部设置有安全阀(70)，底部设置有排污管(50)；所述筒体(10)还在重力沉降区(13)的筒壁上设置有视液装置(60)。