CN103388942B - 一种卧式油分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卧式油分离器，包括卧式筒体（4）、进气管（2）、出气管（7）、排油口（8）和油分离组件，进气管（2）和出气管（7）分别设置在筒体（4）的两端，排油口（8）设置在筒体（4）底部，油分离组件设置在筒体（4）的内部，所述油分离组件包括沿气体行程前后设置的离心式油分离器和过滤式油分离器。本发明利用了旋转离心力和丝网精滤相结合的结构特点，充分的利用了气体自身的动能，在不增加阻力的条件下去除大部分大直径的油滴，降低了精滤段的要求，使油气分离过程更加充分，在不增加筒体体积和阻力的情况下提高了油分离效果。同时采用了扰流器和贴壁丝网强化离心分离的效果。

Description

一种卧式油分离器

技术领域

本发明属于制冷系统配件领域，特别是涉及一种卧式油分离器。

背景技术

冷冻油是压缩机内不可缺少的润滑剂，起着减少机械部件磨损、降低机构摩擦，降低温度和增强密封性等作用。在制冷机组运转时，冷冻油不可避免地或多或少随制冷剂气体进入整个制冷系统，参与制冷循环。冷冻油随制冷剂进入蒸发器或冷凝器后会在换热表面形成一层油膜，由于该层油膜导热系数较小，这直接导致了换热器传热热阻的增加，影响换热性能。研究表明，在制冷系统的蒸发器内，当润滑油循环量超过３％时，换热能力将会恶化，压力损失将会增大；当蒸发器内的润滑油循环量达到５％时，制冷量的衰减将会达到１０％以上，增大了功耗，大大降低了系统的制冷能力。另外，冷冻油随制冷剂进入蒸发器后，由于此处压力和温度较低，溶于制冷剂的冷冻油会因为制冷剂的蒸发以液体油滴的形态沉积在蒸发器底部，无法随制冷剂气体回到压缩机内；当冷冻油长时间无法连续返回压缩机时，就会造成压缩机内油面下降，冷冻油枯竭，最终会出现压缩机缺油、抱轴甚至烧毁等恶性现象。

为了减少进入换热器内的冷冻油，保证压缩机稳定安全的运行，通常在制冷机组中都会安装由油分离器、储油罐、油位控制器等部件构成的回油系统。其中油分离器作为重要部件安装在压缩机的排气管路和冷凝器之间，其作用是将随排气一同排出的冷冻油分离出来并直接导流至压缩机内。

常见的油分离器主要有以下几种类型：过滤式油分离器、洗涤式油分离器、离心式油分离器和降速式油分离器等。过滤式油分离器通常采用金属丝滤网、玻璃纤维、聚酯纤维和微孔陶瓷等作为过滤介质。目前针对较大规模的油分离器主要采用离心式和过滤式两种，离心式油分阻力大，适合分离大直径的油滴，而过滤式体积大，适合分离小直径的油滴。

从油分离器的结构形式上分，有压缩机内置油分离器、外置卧式油分离器、外置立式油分离器、冷凝器内置式油分离器。虽然结构各异，但分离都是以上一种或多种分离方式的组合。

对于较大规模的制冷机组的油分离器，通常采用外置卧式或立式油分离器。而对于卧式油分离器，现有技术的研究并不多见。

如中国专利申请号为201120111891.X的实用新型专利公开了一种油分离器，属于中央空调技术领域。该油分离器采用卧式筒体，筒体设置在底座上，筒体的上部设置冷媒出口，筒体的下部设置接管，接管侧方设置出油口，下侧设置排污口，在筒体的前端盖上设置冷媒入口，在筒体内上部设置吸气挡板，油分组件整体为方形结构，冷媒进管上的左右两侧及下侧设置若干冷媒出孔，在冷媒进管的上方、下方、左方、右方分别设置钢板网，在上方和下方，每两个钢板网之间分别设置丝网块，在左侧、右侧两个方向，每件钢板网与其外围挡板之间分别设置丝网块，在冷媒进管的后端设置进管堵板。该实用新型采用二级分油，先是通过设置在冷媒进管四周的由钢板网、丝网块、挡板构成的丝网过滤器实现一级分油，然后再通过上方的吸气挡板进行二次分油，虽然经过二次分油，其分油效果不错，但是整体结构比较复杂，而且是先经过过滤分油，再通过挡板分油，而通常过滤分油对较小油滴比较有效，而刚从进气管进入的气油混合物里面，油滴含量较大，马上就采用过滤分油，影响了整体的分油效果，而且这种油分离器的进口离过滤装置很近，气体已进入就马上撞击过滤网，容易造成气体短路，导致分离效果变差，并且当负荷降低，气体流速减小时，离心力显然不足，导致分离效果的恶化。

另外，在使用过程中，现有的油分离器容易使得冷冻油和制冷剂气体混合物进出油分离器时分配不均匀，导致部分区域混合气体流速过高，影响分离效果。

综上，针对大规模制冷机组的油分离器，采用离心式分油和过滤式分油相结合的卧式油分离器，还鲜有报导。而其他的一些离心式油分离器中也设置了过滤层，但是通常其体积较少，截面流速高，仅仅起到稳定气流，控制气体流向的作用，其分离小直径油滴的能力很有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在制冷空调中使用的充分结合离心和过滤两种分离方式的优点，且整体结构简洁、紧凑、高效的卧式油分离器。

为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下：

一种卧式油分离器，包括卧式筒体、进气管、出气管、排油口和油分离组件，进气管和出气管分别设置在筒体的两端，排油口设置在筒体底部，油分离组件设置在筒体的内部，所述油分离组件包括沿气体行程前后设置的离心式油分离器和过滤式油分离器。本发明在卧式筒体内前后设置的离心式油分离器和过滤式油分离器，特别是将所述离心式油分离器设置在靠近进气管接通口的筒体内壁上，而所述过滤式油分离器的一侧紧挨离心式油分离器，另一侧与出气管形成供制冷剂气体经过的空间，这样的结构，使得气油混合物通过进气管进入筒体后，由本身的速度做旋转离心运动，在离心式油分离器的作用下去除大直径的油滴，并完成气体沿筒体截面的均匀分布，之后再经过过滤式油分离器去除小直径的油滴，从而实现高效的油分离。

上述技术方案中，所述离心式油分离器整体呈筒状，与筒体同轴并紧贴在筒体的内壁，所述过滤式油分离器沿筒体径向设置，其整体呈与筒体截面吻合的圆盘状。筒状结构的离心式油分离器便于安装，且不过多占用筒体的内部空间，使得本发明整体结构简单，安排方便。

进一步地，所述离心式油分离器包括丝网层，所述丝网层由筒状扰流器支撑而紧贴筒体的内壁。由于本发明采用卧式筒体，经过离心式分油器的作用，较大油滴分离出来，附着于筒壁上，采用丝网层结构可以方便将附着在筒壁上的油滴汇集到筒体下部。

所述扰流器的两端为圆环，圆环之间焊接有多根沿筒体轴向分布的条状扰流件。通过该结构，使得扰流器整体呈与筒体内壁吻合的筒状结构，方便安装时直接将扰流器套入筒体即可，而且其端部的圆环也可以作为过滤式油分离器的安装定位部件。

所述扰流件采用多孔板。

所述扰流件采用连杆，连杆的截面为圆形、椭圆形或方形。

扰流件的上述结构能起到加速油滴分离和截留的作用。

所述过滤式油分离器由两块多孔板夹着丝网过滤芯构成。

所述过滤式油分离器由设置在筒体内壁的限位装置固定。

本发明设置有相隔一定距离的两套过滤式油分离器，第一套过滤式油分离器紧挨着离心式油分离器，其两侧分别由离心式油分离器和限位装置固定，第二套过滤式油分离器的两侧均通过限位装置固定。

所述进气管沿切线方向焊接在筒体左侧的上部，所述出气管沿筒体轴向设置于筒体右侧的中心，所述排油口设置在筒体右侧的下部最低点。

本发明的有益效果是，利用了旋转离心力和丝网精滤相结合的结构特点，充分的利用了气体自身的动能，在不增加阻力的条件下去除大部分大直径的油滴，降低了精滤段的要求，使油气分离过程更加充分，在不增加筒体体积和阻力的情况下提高了油分离效果。同时采用了扰流器和贴壁丝网强化离心分离的效果。

附图说明

图1 是本发明的结构示意图。

图2 是本发明中扰流器的结构示意图。

图3 是扰流件多种截面和形式的结构示意图。

附图所涉及的标识说明如下：

1为左封头，2为进气管，3为贴壁丝网，4为筒体，5为限位装置，6为右封头，7为出气口，8为排油口，9为扰流器，10为过滤芯，11为多孔板，12为右圆环，13为扰流件，14为左圆环，15为圆柱形扰流器，16为椭圆形扰流器，17为多孔板形扰流器。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本实施是应用于一种较大规模的满液式冷水机组的卧式油分离器。它由筒体4、左封头1、右封头6、两个过滤网芯10，进气管2，出气管7、排油管8、贴壁丝网3、扰流器9构成，各个部件按附图1所示的结构安装起来。其中，筒体4的两端分别焊接半个标准椭圆封头1和6，形成一个密闭的空间，扰流器9由左圆环14和右圆环12和扰流件13焊接而成，其示意图如附图2所示，而扰流件13的结构如附图3所示，可以采用圆形，椭圆形、多孔板等多种形式，分别作为圆柱形扰流器15，椭圆形扰流器16，多孔板形扰流器17，多孔板可以根据需要选择宽度。通常扰流件13的宽度不宜太大，在5-15mm范围内，以减小流动阻力，增加离心力的行程，提高分离效果。过滤芯10的两侧由多孔板11夹住，构成过滤式油分离器，过滤芯10可以采用金属丝网也可以采用其他材质的丝网。本实施例设置两个过滤式油分离器，其中左侧的过滤式油分离器与扰流件13紧挨，并通过限位装置5固定在筒体4内，右侧的过滤式油分离器左右两端均通过限位装置5固定在筒体4内，出气管7设置在右封头6的中心，排油口8设置在筒体4下部右侧最低点。进气管2沿切线方向焊接在筒体4左侧的上部，进气管2的尺寸与压缩机排气管相同。

本发明的钢制筒体4的两端分别焊接半个标准椭圆封头，即左封头1和右封头6，形成一个密闭的空间，筒体4内部的左侧由多层贴壁丝网3构成油滴接收和引流装置，用以接收离心分离出来的油滴，避免油滴在高速下破碎而返回气相中，丝网接收到的油滴会沿着丝网和筒壁向下流动汇集到筒体4的底部，贴壁丝网3靠扰流器9的支撑作用紧贴在筒壁上，而扰流器9两端为圆环，中间有多根沿筒体轴向的扰流件13，扰流件13可以由不同截面形状的连杆也可以是多孔板构成，连杆的截面可以是圆形，椭圆形以及其它形式，这些连杆和多孔板可以起到加速油滴分离和截留的作用。紧挨贴壁丝网3的右侧设置两个丝网精滤过滤芯，两个丝网过滤芯均由两层多孔板11夹持，内部填满丝网过滤芯10，丝网可以是金属丝、玻璃纤维、聚酯纤维等多种材料制成。出气管7设置于右封头6的中心，沿筒体4轴向安装，排油口8设置在筒体4下部右侧的最低点。进气管2沿切线方向焊接在筒体4左侧的上部，进气管2的尺寸与压缩机排气管相同，这不会增加额外的阻力，利用进气自身的动能使制冷剂和润滑油气相混合物沿着筒体4内壁做旋转运动，较大直径的油滴在离心力的作用下向筒壁运动，遇到扰流件9和贴壁丝网3时被分离下来，当进气的动能逐渐的消耗掉之后自然完成在筒,4的截面上的均匀分布，此时气体速度降低，分布均匀，通过丝网精滤过滤芯的丝网过滤芯10过滤小直径的油滴会被截留下来，汇集到筒体4的底部，通过排油管8连接至压缩机的油槽。

Claims (9)

1.一种卧式油分离器，包括卧式筒体（4）、进气管（2）、出气管（7）、排油口（8）和油分离组件，进气管（2）和出气管（7）分别设置在筒体（4）的两端，排油口（8）设置在筒体（4）底部，油分离组件设置在筒体（4）的内部，其特征在于所述油分离组件包括沿气体行程前后设置的离心式油分离器和过滤式油分离器，所述离心式油分离器包括丝网层（3），所述丝网层（3）由筒状扰流器（9）支撑而紧贴筒体（4）的内壁。

2.根据权利要求1所述的卧式油分离器，其特征在于所述离心式油分离器整体呈筒状，与筒体（4）同轴并紧贴在筒体（4）的内壁，所述过滤式油分离器沿筒体（4）径向设置，其整体呈与筒体（4）截面吻合的圆盘状。

3.根据权利要求1所述的卧式油分离器，其特征在于所述扰流器（9）的两端为圆环，圆环之间焊接有多根沿筒体（4）轴向分布的条状扰流件（13）。

4.根据权利要求3所述的卧式油分离器，其特征在于所述扰流件（13）采用多孔板。

5.根据权利要求3所述的卧式油分离器，其特征在于所述扰流件（13）采用连杆，连杆的截面为圆形、椭圆形或方形。

6.根据权利要求1或2所述的卧式油分离器，其特征在于所述过滤式油分离器由两块多孔板（11）夹着丝网过滤芯（10）构成。

7.根据权利要求6所述的卧式油分离器，其特征在于所述过滤式油分离器由设置在筒体（4）内壁的限位装置（5）固定。

8.根据权利要求6所述的卧式油分离器，其特征在于设置有相隔一定距离的两套过滤式油分离器，第一套过滤式油分离器紧挨着离心式油分离器，其两侧分别由离心式油分离器和限位装置（5）固定，第二套过滤式油分离器的两侧均通过限位装置（5）固定。

9.根据权利要求1或2所述的卧式油分离器，其特征在于所述进气管（2）沿切线方向焊接在筒体（4）左侧的上部，所述出气管（7）沿筒体（4）轴向设置于筒体（4）右侧的中心，所述排油口设置在筒体（4）右侧的下部最低点。