CN103134249B - 高效油分离器 - Google Patents

Abstract

一种高效油分离器，包括主筒体及分别设置在主筒体两端侧壁上的进气孔、出气孔，主筒体两端分别设有前封板、后封板，主筒体内设有依次连通的油分离挡筒、滤筒、螺旋片。本发明的结构合理，通过主筒体、进气孔、出气孔、油分离挡筒、前封板、后封板、滤筒、螺旋片、出气间隙和集油包等组件的合理配合设置，合理运用重力、碰撞、离心、旋转、过滤、附壁效应和陀螺效应等原理，并使之相辅相成，使高压高温的气态制冷剂与液态油的混合物能在油分离器内得到有效分离，分油效率可达10-5PPM。并且，本发明整体结构紧凑，使用占空间面积小，在安装使用时可直接安装在机组上，简单方便。

Description

高效油分离器

技术领域

本发明涉及一种分离设备，尤其是一种制冷系统中的油分离装置，具体是一种用在制冷机组中将润滑油和气态制冷剂进行分离的高效油分离器。

背景技术

在蒸气压缩式制冷系统中，当压缩机运转时，经压缩后的制冷剂蒸汽（氨蒸汽或氟利昂蒸汽），是处于高压高温的过热状态。由于它排出时的流速快、温度高，压缩机汽缸壁上的部份润滑油受该蒸汽的影响和作用下，同时还受压缩机的内置油受结构体积因素的影响作用下，难免形成油蒸汽及油滴微粒与制冷剂蒸汽一同排出。且排汽温度越高、流速越快，则排出的润滑油越多。随着排油的增多，用于压缩机润滑的油被排到了制冷系统中的冷凝器、蒸发器及管路等组件中，这样会使压缩机缺油而润滑不足以致烧坏压缩机。目前，行业中用于蒸汽压缩式制冷系统中的油分离器较常见的有：洗涤式、离心式、过滤式、及填料式等四种结构形式，其中过滤式和离心式应用最多，目前，传统的过滤式和离心式油分离器的结构较为陈旧，体积较大，并且油分离效率不高，很难有效将润滑油从工质气体中分离出来，使制冷系统中出现压缩机油位不稳定、润滑不足等问题，极大限制了压缩机、冷凝器和蒸发器的工作效率。

发明内容

本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种能有效将润滑油从工质气体中分离出来的高效油分离器，确保制冷系统中压缩机能持续正常的工作，并能提高压缩机、冷凝器和蒸发器的工作效率，还能降低制冷系统中的振动、噪音和能耗，满足市场所需。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种高效油分离器，包括主筒体及分别设置在主筒体两端侧壁上的进气孔、出气孔，主筒体两端分别设有前封板、后封板，主筒体内设有依次连通的油分离挡筒、滤筒，

油分离挡筒包括设于主筒体一端内部的内筒，该内筒两端分别设有前侧板、后侧板，主筒体内壁、内筒外壁、前侧板、后侧板之间形成供制冷剂蒸汽流通的通道，进气孔与该通道位置相对应，通道内固定有用于引导制冷剂蒸汽在通道内往统一方向流动的导流片，该导流片与进气孔位置相对应，前侧板、后侧板之间的内筒外壁上设有内挡片，前侧板、后侧板之间的主筒体内壁上设有外挡片，内挡片与外挡片位置相对分布并在纵向截面的圆周方向上间隔设置，前侧板上端开有出气口；

前封板与前侧板之间设有集气腔，出气口通过该集气腔与滤筒内腔连通，滤筒外端设有法兰盘，法兰盘与后侧板之间通过拉杆相互锁紧，滤筒固定于该法兰盘与后侧板之间，滤筒的外壁与主筒体的内壁之间设有出气间隙，该出气间隙与出气孔相通，滤筒内设有大小与滤筒内径相匹配的螺旋片，该螺旋片一端抵于后封板，另一端与集气腔相连；

前侧板、后侧板、法兰盘均与主筒体内壁密闭连接，前侧板、后侧板、法兰盘下端均开有出油孔；

主筒体底部设有集油包，该集油包连接于主筒体内壁的最低点位置。

工作时，高压高温的气态制冷剂与液态油混合物从压缩机排气口排出，再从进气孔进入油分离器，混合物进入油分离挡筒的通道中，高压高温的混合物遇到设在与进气孔位置相对应的导流片，在导流片的作用下，混合物在通道里始终往同一方向高速流动。在流动过程中，混合物沿途与内挡片、外挡片高速碰撞，油分离挡筒中的导流片、内挡片、外挡片不断改变原混合物惯性流动方向，使很大一部分油滴因不断碰撞挡片和改变方向而滴落；另外，在导流片的作用下，高温高压混合物沿通道旋转，形成离心作用，借助离心力、附壁效应及陀螺效应的作用下，混合物中密度较大的液态油滴被抛甩在主筒体、内筒壁上使之被分离出来，沿壁流下，沉积在主筒体底部。经油分离挡筒一次分离作用后，小油滴和制冷剂的混合物的通过油分离挡筒前侧板上端的出气口处喷出，进入集气腔。混合物从出气口喷出时，喷在主筒体端部的前封板上，使其再次在附壁效应作用下分离油滴。混合物从油分离挡筒出来后其流速得到减慢，使气态高速带动作用变弱，混合物中部分液态油就会受重力影响因此分离滴落。经过多重分离的混合物从集气腔内向内筒内壁流动，在螺旋片的作用下，混合物沿螺旋路径流动形成螺旋气流，产生较大离心力，在离心力作用下，使混合物可以均匀进入滤筒进行过滤，气态制冷剂可穿过滤筒，而润滑油会被滤筒所过滤拦截下来。经滤筒过滤后所得的气体为彻底分离的气态制冷剂，充满在滤筒外壁与主筒体内壁之间的出气间隙中，最终从出气孔排出收集使用。通过法兰盘、拉杆及环形凸台，可有效将滤筒与油分离挡筒紧密连接。集油包连接于主筒体内壁的最低点位置，可以将分离出来的油滴集中往该集油包内流动，便于油液回收再利用。这样就能将高压高温的气态制冷剂与液态油混合物彻底的分离。

进一步，集油包壁上由下至上依次设有出油口、用于检测集油包内油量的油位传感器。这样，油位传感器用于检测分离出来的油面高度，当油位到达一定的高度时，打开出油口上的排油阀，将油排出即可。

进一步，进气孔处连接有拉瓦尔管。拉瓦尔管能增大高压高温气液混合物在管内的流动速度，使混合物高速的进入油分离挡筒内，提高油分离效果。

进一步，后侧板的壁上设有用于固定滤筒端部的环形凸台，该环形凸台的大小、位置均与滤筒端部相匹配。在安装滤筒时，将滤筒端部嵌在环形凸台内，这样能有效将滤筒端部限位固定住，防止因滤筒发生位移而减弱油分离效果的情况出现。

更进一步，滤筒由内滤筒及套在内滤筒上的外滤筒组合而成，内滤筒、外滤筒均由聚四氟乙烯材料制成。通过双滤筒双重过滤，可彻底将经过多次油分离处理后的制冷剂进行彻底的气油分离。

本发明有益的效果是：本发明的结构合理，通过主筒体、进气孔、出气孔、油分离挡筒、前封板、后封板、滤筒、螺旋片、出气间隙和集油包等组件的合理配合设置，合理运用重力、碰撞、离心、旋转、过滤、附壁效应和陀螺效应等原理，并使之相辅相成，使高压高温的气态制冷剂与液态油的混合物能在油分离器内得到有效分离，分油效率可达10-5PPM。并且，本发明整体结构紧凑，使用占空间面积小，在安装使用时可直接安装在机组上，简单方便。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的爆炸图；

图3为本发明右视时的结构示意图；

图4为图3中A-A向剖视时的结构示意图；

图5为图4中E-E向剖视时的结构示意图；

图6为本发明剖视时的结构示意图；

图7为本发明中油分离挡筒的立体结构示意图；

图8为本发明中油分离挡筒的立体结构示意图。

附图标记说明：主筒体1，进气孔2，出气孔3，前封板4，后封板5，油分离挡筒6，滤筒7，内滤筒7-1，外滤筒7-2，环形凸台8，内筒9，前侧板10，后侧板11，通道12，导流片13，内挡片14，外挡片15，出气口16，集气腔17，法兰盘18，拉杆19，出气间隙20，螺旋片21，出油孔22，集油包23，出油口24，油位传感器25，拉瓦尔管26，安全阀接口27。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图：本实施例中的这种高效油分离器，包括主筒体1及分别设置在主筒体1两端侧壁上的进气孔2、出气孔3，主筒体1两端分别设有前封板4、后封板5，主筒体1内设有依次连通的油分离挡筒6、滤筒7，

油分离挡筒6包括设于主筒体8一端内部的内筒9，该内筒9两端分别设有前侧板10、后侧板11，主筒体8内壁、内筒9外壁、前侧板10、后侧板11之间形成供制冷剂蒸汽流通的通道12，进气孔2与该通道12位置相对应，通道12内固定有用于引导制冷剂蒸汽在通道12内往统一方向流动的导流片13，该导流片13与进气孔2位置相对应，前侧板10、后侧板11之间的内筒9外壁上设有内挡片14，前侧板10、后侧板11之间的主筒体1内壁上设有外挡片15，内挡片14与外挡片15位置相对分布并间隔设置，前侧板10上端开有出气口16；

前封板4与前侧板10之间设有集气腔17，出气口16通过该集气腔17与滤筒7内腔连通，滤筒7外端设有法兰盘18，法兰盘18与后侧板11之间通过拉杆19相互锁紧，滤筒7固定于该法兰盘18与后侧板11之间，滤筒7的外壁与主筒体1的内壁之间设有出气间隙20，该出气间隙20与出气孔3相通，滤筒7内设有大小与滤筒7内径相匹配的螺旋片21，该螺旋片21一端抵于后封板5，另一端与集气腔17相连；

前侧板10、后侧板11、法兰盘18均与主筒体1内壁密闭连接，前侧板10、后侧板11、法兰盘18下端均开有出油孔22；

主筒体1底部设有集油包23，该集油包23连接于主筒体1内壁的最低点位置。

集油包23壁上由下至上依次设有出油口24、用于检测集油包23内油量的油位传感器25。

进气孔2处连接有拉瓦尔管26。

后侧板11的壁上设有用于固定滤筒7端部的环形凸台28，该环形凸台28的大小、位置均与滤筒7端部相匹配。

滤筒7由内滤筒7-1及套在内滤筒7-1上的外滤筒7-2组合而成，内滤筒7-1、外滤筒7-2均由聚四氟乙烯材料制成。

本发明使用时，将机组中压缩机排气口与本发明的进气孔2密闭连通。高压高温的气态制冷剂与液态油混合物由压缩机排出，从进气孔2进入油分离器，混合物进入油分离挡筒6的通道中，高压高温的混合物遇到设在与进气孔2位置相对应的导流片13，在导流片13的作用下，混合物在通道12里始终往同一方向高速流动。在流动过程中，混合物沿途与内挡片14、外挡片15高速碰撞，油分离挡筒6中的导流片13、内挡片14、外挡片15不断改变原混合物惯性流动方向，使很大一部分油滴因不断碰撞内外挡片和改变方向而滴落；另外，在导流片13的作用下，高温高压混合物沿通道12旋转，形成离心作用，借助离心力、附壁效应及陀螺效应的作用下，混合物中密度较大的液态油滴被抛甩在主筒体1、内筒9壁上使之被分离出来，沿壁流下，沉积在主筒体1底部。经油分离挡筒6一次分离作用后，小油滴和制冷剂的混合物的通过油分离挡筒6前侧板上端的出气口16处喷出，进入集气腔17。混合物从出气口喷出时，喷在主筒体1端部的前封板4上，使其再次在附壁效应作用下分离油滴。混合物从油分离挡筒6出来后其流速得到减慢，使气态高速带动作用变弱，混合物中部分液态油就会受重力影响因此分离滴落。经过多重分离的混合物从集气腔17内向内筒内壁流动，在螺旋片21的作用下，混合物沿螺旋路径流动形成螺旋气流，产生较大离心力，在离心力作用下，使混合物可以均匀进入滤筒7进行过滤，气态制冷剂可穿过滤筒7，而润滑油会被滤筒7所过滤拦截下来。双滤筒设置可明显提升油分离效果。经滤筒7过滤后所得的气体为彻底分离的气态制冷剂，充满在滤筒7外壁与主筒体1内壁之间的出气间隙20中，最终从出气孔3排出收集使用。通过法兰盘18、拉杆19及环形凸台8，可有效将滤筒7与油分离挡筒6紧密连接，确保整机气密性，提高分离效果。集油包23连接于主筒体1内壁的最低点位置，这样可以将分离出来的油滴集中往该集油包23内流动，便于油液回收再利用。这样就能将高压高温的气态制冷剂与液态油混合物彻底的分离。本发明可以使浓度在10-5PPM的高压高温气态制冷剂与液态油的混合物得到高效油分离。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (5)

1.一种高效油分离器，包括主筒体（1）及分别设置在主筒体（1）两端侧壁上的进气孔（2）、出气孔（3），其特征是：所述主筒体（1）两端分别设有前封板（4）、后封板（5），所述主筒体（1）内设有依次连通的油分离挡筒（6）、滤筒（7），

所述油分离挡筒（6）包括设于主筒体（1）一端内部的内筒（9），该内筒（9）两端分别设有前侧板（10）、后侧板（11），所述主筒体（1）内壁、内筒（9）外壁、前侧板（10）、后侧板（11）之间形成供制冷剂蒸汽流通的通道（12），所述进气孔（2）与该通道（12）位置相对应，所述通道（12）内固定有用于引导制冷剂蒸汽在通道（12）内往统一方向流动的导流片（13），该导流片（13）与进气孔（2）位置相对应，所述前侧板（10）、后侧板（11）之间的内筒（9）外壁上设有内挡片（14），所述前侧板（10）、后侧板（11）之间的主筒体（1）内壁上设有外挡片（15），所述内挡片（14）与外挡片（15）位置相对分布并在纵向截面的圆周方向上间隔设置，所述前侧板（10）上端开有出气口（16）；

所述前封板（4）与前侧板（10）之间设有集气腔（17），所述出气口（16）通过该集气腔（17）与滤筒（7）内腔连通，所述滤筒（7）外端设有法兰盘（18），所述法兰盘（18）与后侧板（11）之间通过拉杆（19）相互锁紧，所述滤筒（7）固定于该法兰盘（18）与后侧板（11）之间，所述滤筒（7）的外壁与主筒体（1）的内壁之间设有出气间隙（20），该出气间隙（20）与出气孔（3）相通，所述滤筒（7）内设有大小与滤筒（7）内径相匹配的螺旋片（21），该螺旋片（21）一端抵于后封板（5），另一端与集气腔（17）相连；

所述前侧板（10）、后侧板（11）、法兰盘（18）均与主筒体（1）内壁密闭连接，所述前侧板（10）、后侧板（11）、法兰盘（18）下端均开有出油孔（22）；

所述主筒体（1）壁上设有安全阀接口（27），所述主筒体（1）底部设有集油包（23），该集油包（23）连接于主筒体（1）内壁的最低点位置。

2.根据权利要求1所述的高效油分离器，其特征是：所述集油包（23）壁上由下至上依次设有出油口（24）、用于检测集油包（23）内油量的油位传感器（25）。

3.根据权利要求1所述的高效油分离器，其特征是：所述进气孔（2）处连接有拉瓦尔管（26）。

4.根据权利要求1所述的高效油分离器，其特征是：所述后侧板（11）的壁上设有用于固定滤筒（7）端部的环形凸台（8），该环形凸台（8）的大小、位置均与滤筒（7）端部相匹配。

5.根据权利要求1、2、3或4 所述的高效油分离器，其特征是：所述滤筒（7）由内滤筒（7-1）及套在内滤筒（7-1）上的外滤筒（7-2）组合而成，所述内滤筒（7-1）、外滤筒（7-2）均由聚四氟乙烯材料制成。