CN103528287B - 一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器及运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器,包括油气分离组件和气液分离组件,油气分离组件包括高压筒体、分别安装于高压筒体两端的高压封头和高压端盖以及设于高压筒体底部的集油包,高压筒体的顶壁上向高压筒体内部引入有高压出气管和高压进气管,高压筒体内部从高压出气管到高压进气管之间依次安装有挡气板和滤油网;气液分离组件包括低压筒体、分别安装于低压筒体两端的低压封头和低压端盖,低压筒体的内部从低压封头到低压端盖之间依次安装有过冷装置和挡液板,挡液板上穿有低压出气管和低压进气管;高压端盖与低压端盖之间设有隔热垫板。本发明为一体式卧式结构,使制冷机组整体结构更加紧凑,减少耗材节省成本。

Description

一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器及运行方法
技术领域
本发明涉及制冷领域,具体涉及一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器及运行方法。
背景技术
目前,随着我国冷链物流产业的发展,冷冻、冷藏设备越来越多地应用于冷链产业的各环节,各种压缩冷凝机组作为常见的制冷主机设备得到广泛应用。现有压缩冷凝机组主要由压缩机、冷凝器、油分离器、气液分离器及其他辅件和管路组成,由于用于低温冷冻、冷藏场合的压缩冷凝机组蒸发温度较低,系统回油困难,均需要在压缩机排气口与冷凝器进气口之间安装油气分离器;为防止压缩机吸气带液,一般均需要在压缩机吸气口处安装气液分离器,而现有的油气分离器和气液分离器大都为立式结构的容器,且独立设计,使压缩冷凝机组的整体结构比较零散,结构不是很紧凑。压缩冷凝机组的冷凝器一般采用管壳式卧式结构,为提高制冷系统整体性能,往往在冷凝器底部设置过冷管以提高冷凝器出液的过冷度,过冷管一般设置在冷凝器的最底部。当机组长时间停机,如果冷凝器底部水没有排净而存有一定的水,当环境温度低于0℃时,换热管内的存水就会结冰,从而产生膨胀将换热管管撑裂;制冷系统内的制冷剂迁移也会造成存水结冰,如系统不同部件的温度差别造成制冷剂迁移,还有停机维修时回收制冷剂。系统停止运行但系统内制冷剂会随着环境温度的变化而发生的迁移(制冷系统运行和停止时都会有一定量的液体制冷剂存储在冷凝器壳程的下部,制冷剂为一种低沸点液化气体,在停机时密闭系统内制冷剂会自然地向温度较低处迁移),此时冷凝器内的液体制冷剂会蒸发成气体而迁移到温度更低的地方,冷凝器内液体制冷剂蒸发时就会吸收存在于冷凝器内的水里的热量,随着制冷剂不断蒸发和迁移,致使存水的温度不断下降,在水温下降到冰点以下时会凝结成冰,产生膨胀将换热管撑裂造成泄漏,过冷管被冻裂则尤为常见,如果取消过冷管则制冷系统的性能则下降。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器及运行方法。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明的一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器,包括油气分离组件和气液分离组件,所述油气分离组件包括高压筒体、分别安装于高压筒体两端的高压封头和高压端盖以及设于高压筒体底部的集油包,所述高压筒体的顶壁上向高压筒体内部引入有高压出气管和高压进气管,高压筒体内部从高压出气管到高压进气管之间依次安装有挡气板和滤油网;所述气液分离组件包括低压筒体、分别安装于低压筒体两端的低压封头和低压端盖,所述低压筒体的内部从低压封头到低压端盖之间依次安装有过冷装置和挡液板,所述挡液板上穿有低压出气管和低压进气管;所述高压端盖与低压端盖之间设有隔热垫板。
为了便于收集分离出来的冷冻油,在高压筒体内部底端与高压出气管相对应的位置上设有集油包,所述集油包为圆筒形壳体,集油包底端配有圆形端盖,圆形端盖上设有向高压筒体外部突出的卸油接头座,卸油接头座中旋入可防止油体泄露的卸油堵头,集油包内部安装有浮球回油阀组件。
上述浮球回油阀组件包括不锈钢浮球、针阀芯以及通过连接架与浮球相连接的针阀座,所述针阀座的一侧开设有阀口,阀口的上部连接有出油管、阀口的下部卡有针阀芯;所述出油管与高压筒体侧壁上的出油接头座相连接,出油接头座的外侧配有螺纹钠子。
作为优选,所述高压进气管为90°弯管,弯管一端连接于高压筒体顶部开孔处,另一端垂直朝向高压端盖;所述滤油网由不锈钢丝网卷制形成圆柱体,丝网的丝径为0.1~0.2mm,丝网的网孔目数为100~110目,滤油网的直径与高压筒体的内径相同,滤油网的厚度在150mm以上且小于高压进气管与挡气板之间的距离,滤油网外部两侧均设有格栅用于固定滤油网。
为引导高压筒体内的气体从高压出气管流出,挡气板连接于高压筒体内部的上壁位于高压出气管和滤油网之间。
作为优选,所述过冷装置为由铜管缠绕制成的过冷盘管,过冷盘管的两端分别设有伸出低压筒体顶部的出液管和进液管,出液管和进液管均为钢制。
作为优选,所述挡液板为矩形平板,挡液板上靠近低压端盖的一侧连接有低压进气管,挡液板上靠近过冷盘管的一侧连接有低压出气管;所述低压出气管为U型弯管,弯管的一端出口伸出低压筒体的顶部,弯管的另一端出口穿出挡液板且位于挡液板和低压筒体的上壁之间,弯管的底部预留有回油孔;所述低压进气管的一端出口位于挡液板下方,低压进气管的另一端出口伸出低压筒体的顶部。
作为优选,所述低压出气管上靠近过冷盘管的一侧设有回油接头座,回油接头座上通过螺纹钠子固定有回油管,所述回油管为垂向低压筒体下壁的直角弯管,回油管与低压筒体下壁之间的距离为5~10mm,回油管的内直径为3~4mm,采用这种结构设计的回油管能够顺畅的将油体引入低压出气管。
为了能够支撑整体装置并减小装置的磨损,高压筒体与低压筒体的底部分别设有第一底脚支座和第二底脚支座,低压筒体的底部开设有向低压筒体外部突出的卸液接头座,卸液接头座中可旋入卸液堵头,所述高压端盖与低压端盖之间通过螺栓连接。
本发明还公开了一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器的运行方法,包括:
1)将高压进气管伸出高压筒体的一端与压缩排气管路连接,将高压出气管伸出高压筒体的一端与冷凝器进气管路相连,将低压进气管与蒸发器出气管路连接,将低压出气管与压缩机回气管路连接,将进液管与冷凝器出液管路连接,将出液管与节流机构前的液体管路连接;
2)从压缩机排出的制冷剂气体从高压进气管进入高压筒体内,制冷剂气体流出高压进气管首先向高压端盖撞击,实现第一次油气分离,然后气体转向流经滤油网,实现第二次油气分离,气体经过滤油网后在挡气板的导引下实现转向,再经过高压出气管流出高压筒体;
3)步骤2)中分离出来的冷冻油会聚集在高压筒体下部的集油包内,当集油包内的油位足以将浮球浮起时,浮球则带动连接架动作,则针阀芯向下运动,将针阀座上的阀口打开,冷冻油则会在压力差的驱使下进入出油管,经过出油接头座流入压缩机回油管内,从而流回至压缩机内,随着回油的进行,油位逐渐降低,当油位降低到浮球无法浮起的位置时,则浮球回落,针阀芯向上运动并将针阀座上的阀口关闭,则此时无油可回;
4)步骤2)中从高压出气管流出的制冷剂气体进入冷凝器内,在冷凝器内冷凝成饱和液态制冷剂,饱和液态制冷剂经过冷凝器出液管路流出冷凝器进入低压侧的进液管,饱和液态制冷剂经过进液管进入过冷盘管内,盘管内的液态制冷剂与盘管外的低温气态制冷剂进行热交换,从而实现液体的过冷,同时现实了气体的过热;
5)步骤4)中过冷的制冷剂液体经过出液管流出并到达节流机构,经过节流机构的节流作用变为低压状态的制冷剂,节流时并伴有小部分的闪蒸气体产生,然后低压制冷剂进入蒸发器内,在蒸发器内彻底蒸发为饱和气态制冷剂,饱和气态制冷剂从蒸发器出气管路流出,进入低压进气管内,饱和气态制冷剂从低压进气管流出,进入低压筒体内的挡液板的下部空间,低压筒体内的空间即为气液分离的空间,制冷剂气体经过挡液板的折流作用从低压筒体的两端进入挡液板的上部空间,从而进入低压出气管内,流出低压出气管的过热制冷剂气体经过压缩机回气管路回到压缩机的回气口,从而实现整个制冷循环。
由于卧式容器空间受限制,挡液板的设置可有效阻挡液体被气体裹挟走,当饱和气态制冷剂夹带有液体制冷剂时则在此空间内被分离下来,从而积存在低压筒体的下部,当积液过多时,液体内溶有的冷冻油则会积存在低压筒体内,所以在低压出气管上设有回油管和回油孔,当低压筒体内液位较高时制冷剂夹带着冷冻油则可通过回油管或回油孔进入低压出气管内,并被管路内的制冷剂气体裹挟带走,从而回到压缩机内。
有益效果:本发明的本发明一种用于制冷机组的多功能一体式卧式容器,能够安装于压缩冷凝机组及其他各种制冷机组上,融合了油气分离器、气液分离器、回热器三大功能,既实现了制冷系统高压侧的油气分离,又实现了低压侧的气液分离,本发明具有的回热功能使得冷凝器不再需要设置过冷管,但同样达到过冷的效果,同时有效地解决过冷管被冻裂的问题,从而保证制冷系统的安全、高效运行。本发明为一体式卧式结构,结构紧凑,使制冷机组整体结构更加紧凑,减少耗材节省成本。
附图说明
图1本发明的装置示意图;
图2为图1的俯视图;
图3为图2中A-A向剖视图;
图4为图1中B-B向剖视图;
图5为图1中C-C向剖视图;
图6为图1中D-D向剖视图;
图7为本发明实施例中过冷盘管的示意图;
图8为本发明实施例中浮球回油阀组件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至图8所示,本发明用于制冷机组的多功能一体式卧式容器,包括油气分离组件和气液分离组件,油气分离组件包括高压筒体4、分别安装于高压筒体4两端的高压封头1和高压端盖24以及设于高压筒体4底部的集油包14,高压筒体4的顶壁上向高压筒体4内部引入有高压出气管2和高压进气管6,高压筒体4内部从高压出气管2到高压进气管6之间依次安装有挡气板3和滤油网5;气液分离组件包括低压筒体8、分别安装于低压筒体8两端的低压封头13和低压端盖26,低压筒体8的内部从低压封头13到低压端盖26之间依次安装有过冷装置和挡液板9,挡液板9上穿有低压出气管10和低压进气管7;高压端盖24与低压端盖26之间设有隔热垫板25。
本实施例中,集油包14为圆筒形壳体且与高压出气管2的位置上下对应,集油包14底端配有圆形端盖15,圆形端盖15上设有向端盖外部突出的卸油接头座17,卸油接头座17中旋塞有卸油堵头18,集油包14内部安装有浮球回油阀组件。
进一步的,浮球回油阀组件包括不锈钢浮球16、针阀芯21以及通过连接架19与浮球16相连接的针阀座20,针阀座20的一侧开设有阀口202,阀口202的上部连接有出油管22,阀口202的下部卡有针阀芯21;出油管22与高压筒体4侧壁上的出油接头座36相连接,出油接头座36的外侧配有螺纹钠子37。
本实施例中,高压进气管6为90°弯管,弯管一端连接于高压筒体4顶部开孔处,另一端垂直朝向高压端盖24;滤油网5由不锈钢丝网卷制形成圆柱体,丝网的丝径为0.1~0.2mm,丝网的网孔目数为100~110目,滤油网5的直径与高压筒体4的内径相同,滤油网5的厚度在150mm以上且小于高压进气管6与挡气板3之间的距离。
本发明中的挡气板3连接于高压筒体4内部的上壁位于高压出气管2和滤油网5之间;过冷装置为由铜管缠绕制成的过冷盘管11,过冷盘管11的两端分别设有伸出低压筒体8顶部的出液管34和进液管12,出液管34和进液管12均为钢制。
本实施例中,挡液板9为矩形平板,挡液板9上靠近低压端盖26的一侧连接有低压进气管7,挡液板9上靠近过冷盘管11的一侧连接有低压出气管10;低压出气管10为U型弯管,弯管的一端出口伸出低压筒体8的顶部,弯管的另一端出口穿出挡液板9且位于挡液板9和低压筒体8的上壁之间,弯管的底部预留有回油孔27;低压进气管7的一端出口位于挡液板9下方,低压进气管7的另一端出口伸出低压筒体8的顶部。
本实施例中,低压出气管10上靠近过冷盘管11的一侧设有回油接头座29,回油接头座29上通过螺纹钠子30连接有回油管31,回油管31为垂向低压筒体8下壁的直角弯管,回油管31与低压筒体8下壁之间的距离为5~10mm,回油管31的内直径为3~4mm。
进一步的,高压筒体4与低压筒体8的底部分别设有第一底脚支座23和第二底脚支座28,低压筒体8的底部开设有向低压筒体8外部突出的卸液接头座33,卸液接头座33中可旋入卸液堵头32,所述高压端盖24与低压端盖26之间通过螺栓连接。
本发明用于制冷机组的多功能一体式卧式容器的运行方法,包括:
1)将高压进气管6伸出高压筒体4的一端与压缩排气管路连接,将高压出气管2伸出高压筒体4的一端与冷凝器进气管路相连,将低压进气管7与蒸发器出气管路连接,将低压出气管10与压缩机回气管路连接,将进液管12与冷凝器出液管路连接,将出液管34与节流机构前的液体管路连接;
2)从压缩机排出的制冷剂气体从高压进气管6进入高压筒体4内,制冷剂气体流出高压进气管6首先向高压端盖24撞击,实现第一次油气分离,然后气体转向流经滤油网5,实现第二次油气分离,气体经过滤油网5后在挡气板3的导引下实现转向,再经过高压出气管2流出高压筒体4;
3)步骤2)中分离出来的冷冻油会聚集在高压筒体4下部的集油包14内,当集油包14内的油位足以将浮球16浮起时,浮球16则带动连接架19动作,则针阀芯21向下运动,将针阀座20上的阀口202打开,冷冻油则会在压力差的驱使下进入出油管22,经过出油接头座36流入压缩机回油管内,从而流回至压缩机内,随着回油的进行,油位逐渐降低,当油位降低到浮球16无法浮起的位置时,则浮球16回落,针阀芯21向上运动并将针阀座20上的阀口202关闭,则此时无油可回;
4)步骤2)中从高压出气管2流出的制冷剂气体进入冷凝器内,在冷凝器内冷凝成饱和液态制冷剂,饱和液态制冷剂经过冷凝器出液管路流出冷凝器进入低压侧的进液管12,饱和液态制冷剂经过进液管12进入过冷盘管11内,盘管内的液态制冷剂与盘管外的低温气态制冷剂进行热交换,从而实现液体的过冷,同时现实了气体的过热;
5)步骤4)中过冷的制冷剂液体经过出液管34流出并到达节流机构,经过节流机构的节流作用变为低压状态的制冷剂,节流时并伴有小部分的闪蒸气体产生,然后低压制冷剂进入蒸发器内,在蒸发器内彻底蒸发为饱和气态制冷剂,饱和气态制冷剂从蒸发器出气管路流出,进入低压进气管7内,饱和气态制冷剂从低压进气管7流出,进入低压筒体8内的挡液板9的下部空间,低压筒体8内的空间即为气液分离的空间,制冷剂气体经过挡液板9的折流作用从低压筒体8的两端进入挡液板9的上部空间,从而进入低压出气管10内,流出低压出气管10的过热制冷剂气体经过压缩机回气管路回到压缩机的回气口,从而实现整个制冷循环。
由于卧式容器空间受限制,挡液板9的设置可有效阻挡液体被气体裹挟走,当饱和气态制冷剂夹带有液体制冷剂时则在此空间内被分离下来,从而积存在低压筒体8的下部,当积液过多时,液体内溶有的冷冻油则会积存在低压筒体8内,所以在低压出气管10上设有回油管31和回油孔27,当低压筒体8内液位较高时制冷剂夹带着冷冻油则可通过回油管31或回油孔27进入低压出气管10内,并被管路内的制冷剂气体裹挟带走,从而回到压缩机内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:包括油气分离组件和气液分离组件,所述油气分离组件包括高压筒体(4)、分别安装于高压筒体(4)两端的高压封头(1)和高压端盖(24)以及设于高压筒体(4)底部的集油包(14),所述高压筒体(4)的顶壁上向高压筒体(4)内部引入有高压出气管(2)和高压进气管(6),高压筒体(4)内部从高压出气管(2)到高压进气管(6)之间依次安装有挡气板(3)和滤油网(5);所述气液分离组件包括低压筒体(8)、分别安装于低压筒体(8)两端的低压封头(13)和低压端盖(26),所述低压筒体(8)的内部从低压封头(13)到低压端盖(26)之间依次安装有过冷装置和挡液板(9),所述挡液板(9)上穿有低压出气管(10)和低压进气管(7);所述高压端盖(24)与低压端盖(26)之间设有隔热垫板(25)。
2.根据权利要求1所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述集油包(14)为圆筒形壳体且与高压出气管(2)的位置上下对应,集油包(14)底端配有圆形端盖(15),圆形端盖(15)上设有向端盖外部突出的卸油接头座(17),卸油接头座(17)中旋塞有卸油堵头(18),集油包(14)内部安装有浮球回油阀组件。
3.根据权利要求2所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述浮球回油阀组件包括不锈钢浮球(16)、针阀芯(21)以及通过连接架(19)与浮球(16)相连接的针阀座(20),所述针阀座(20)的一侧开设有阀口(202),阀口(202)的上部连接有出油管(22),阀口(202)的下部卡有针阀芯(21);所述出油管(22)与高压筒体(4)侧壁上的出油接头座(36)相连接,出油接头座(36)的外侧配有螺纹钠子(37)。
4.根据权利要求1所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述高压进气管(6)为90°弯管,弯管一端连接于高压筒体(4)顶部开孔处,另一端垂直朝向高压端盖(24);所述滤油网(5)由不锈钢丝网卷制形成圆柱体,丝网的丝径为0.1~0.2mm,丝网的网孔目数为100~110目,滤油网(5)的直径与高压筒体(4)的内径相同,滤油网(5)的厚度在150mm以上且小于高压进气管(6)与挡气板(3)之间的距离,滤油网外部两侧均设有格栅(35)。
5.根据权利要求1或4所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述挡气板(3)连接于高压筒体(4)内部的上壁位于高压出气管(2)和滤油网(5)之间。
6.根据权利要求1所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述过冷装置为由铜管缠绕制成的过冷盘管(11),过冷盘管(11)的两端分别设有伸出低压筒体(8)顶部的出液管(34)和进液管(12),出液管(34)和进液管(12)均为钢制。
7.根据权利要求1所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述挡液板(9)为矩形平板,挡液板(9)上靠近低压端盖(26)的一侧连接有低压进气管(7),挡液板(9)上靠近过冷盘管(11)的一侧连接有低压出气管(10);所述低压出气管(10)为U型弯管,弯管的一端出口伸出低压筒体(8)的顶部,弯管的另一端出口穿出挡液板(9)且位于挡液板(9)和低压筒体(8)的上壁之间,弯管的底部预留有回油孔(27);所述低压进气管(7)的一端出口位于挡液板(9)下方,低压进气管(7)的另一端出口伸出低压筒体(8)的顶部。
8.根据权利要求1或7所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述低压出气管(10)上靠近过冷盘管(11)的一侧设有回油接头座(29),回油接头座(29)上通过螺纹钠子(30)连接有回油管(31),所述回油管(31)为垂向低压筒体(8)下壁的直角弯管,回油管(31)与低压筒体(8)下壁之间的距离为5~10mm,回油管(31)的内直径为3~4mm。
9.根据权利要求1所述的用于制冷机组的一体式卧式容器,其特征在于:所述高压筒体(4)与低压筒体(8)的底部分别设有第一底脚支座(23)和第二底脚支座(28),低压筒体(8)的底部开设有向低压筒体(8)外部突出的卸液接头座(33),卸液接头座(33)中可旋入卸液堵头(32);所述高压端盖(24)与低压端盖(26)之间通过螺栓连接。
10.一种基于权利要求1至9任一项所述的用于制冷机组的一体式卧式容器的运行方法,其特征在于:
1)将高压进气管(6)伸出高压筒体(4)的一端与压缩排气管路连接,将高压出气管(2)伸出高压筒体(4)的一端与冷凝器进气管路相连,将低压进气管(7)与蒸发器出气管路连接,将低压出气管(10)与压缩机回气管路连接,将进液管(12)与冷凝器出液管路连接,将出液管(34)与节流机构前的液体管路连接;
2)从压缩机排出的制冷剂气体从高压进气管(6)进入高压筒体(4)内,制冷剂气体流出高压进气管(6)首先向高压端盖(24)撞击,实现第一次油气分离,然后气体转向流经滤油网(5),实现第二次油气分离,气体经过滤油网(5)后在挡气板(3)的导引下实现转向,再经过高压出气管(2)流出高压筒体(4);
3)步骤2)中分离出来的冷冻油会聚集在高压筒体(4)下部的集油包(14)内,当集油包(14)内的油位足以将浮球(16)浮起时,浮球(16)则带动连接架(19)动作,则针阀芯(21)向下运动,将针阀座(20)上的阀口(202)打开,冷冻油则会在压力差的驱使下进入出油管(22),经过出油接头座(36)流入压缩机回油管内,从而流回至压缩机内,随着回油的进行,油位逐渐降低,当油位降低到浮球(16)无法浮起的位置时,则浮球(16)回落,针阀芯(21)向上运动并将针阀座(20)上的阀口(202)关闭,则此时无油可回;
4)步骤2)中从高压出气管(2)流出的制冷剂气体进入冷凝器内,在冷凝器内冷凝成饱和液态制冷剂,饱和液态制冷剂经过冷凝器出液管路流出冷凝器进入低压侧的进液管(12),饱和液态制冷剂经过进液管(12)进入过冷盘管(11)内,盘管内的液态制冷剂与盘管外的低温气态制冷剂进行热交换,从而实现液体的过冷,同时现实了气体的过热;
5)步骤4)中过冷的制冷剂液体经过出液管(34)流出并到达节流机构,经过节流机构的节流作用变为低压状态的制冷剂,节流时并伴有小部分的闪蒸气体产生,然后低压制冷剂进入蒸发器内,在蒸发器内彻底蒸发为饱和气态制冷剂,饱和气态制冷剂从蒸发器出气管路流出,进入低压进气管(7)内,饱和气态制冷剂从低压进气管(7)流出,进入低压筒体(8)内的挡液板(9)的下部空间,低压筒体(8)内的空间即为气液分离的空间,制冷剂气体经过挡液板(9)的折流作用从低压筒体(8)的两端进入挡液板(9)的上部空间,从而进入低压出气管(10)内,流出低压出气管(10)的过热制冷剂气体经过压缩机回气管路回到压缩机的回气口,从而实现整个制冷循环。
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