CN104879971A - 一种气液分离器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气液分离器，其回油孔处的压力差较大，回油能力强。所述气液分离器包括密封罐和内置在所述密封罐中的U型管，所述U型管设有回油孔，所述U型管的出气端连通有出气管，所述U型管上与所述回油孔对应位置的截面积小于所述出气管的截面积。在U型管与回油孔对应的位置，其截面积小于出气管的截面积，则当气态制冷剂流经回油孔所在的位置时，由于供气态制冷剂通过的截面减小，且气态制冷剂的流通量以及流通所需时间是一定的，故气体的流速会提高，进而在回油孔处产生更大的负压；在负压的作用下，会有更多的冷冻油吸入回油孔内，随同气体输送到压缩机中，对压缩机进行有效润滑。

Description

一种气液分离器

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种用于中型或者大型制冷系统的气液分离器。

背景技术

在大型或者中型制冷系统中，蒸发器与压缩机之间通常安装有分离器，以实现气态和液态制冷剂的分离，使得制冷剂均以气态的形式从压缩机的吸气口进入，防止对压缩机造成液击；在气态制冷剂进入压缩机的过程中，还会携带冷冻油，以便对压缩机进行润滑，保证压缩机的正常运转；同时，分离器还可以将液体制冷剂进行储存。

请参考图1，图1为现有技术中分离器一种设置方式的结构示意图。

现有技术中的气液分离器包括立式和卧式两种，其中，立式气液分离器包括上封头1’和下封头2’，两者上下封装形成一个具有一定容积的密闭腔体，该腔体在承受一定压力的情况下不会泄露或者破损；上封头1’上还设有进气管3’和出气管4’，通过蒸发器输出的处于气液混合状态的制冷剂通过进气管3’引入所述密闭腔体内，在所述密闭腔体内完成气液分离后，将气态的制冷剂通过出气管4’输出至压缩机；在进气管3’与上封头1’的连接处、出气管4’与上封头1’的连接处均设有衬套5’，以提高连接处的气密性；在所述密闭腔体中内置有U型管6’，U型管6’的一端处于开口状态，另一端与出气管4’连通；在U型管6’的弯管处设有回油孔。

具体地，气液混合状态的制冷剂从进气管3’进入密闭腔体，由于密闭腔体的体积较大，制冷剂进入后会迅速扩散，则液体的制冷剂在重力的作用下呈液滴状向下低落，密度较小的气态制冷剂会上浮，气态和液体制冷剂相互分离；上浮的气态制冷剂会进入U型管6’的开口端，并沿U型管6’流动；当气体流经U型管6’上的回油孔时，在虹吸作用下会吸取密闭腔体内的冷冻油，气体随同冷冻油一起输送至出气管4’，然后进入压缩机内，以便通过冷冻油对压缩机进行润滑。

实践中，不管立式气液分离器还是卧式气液分离器，回油能力均是一个重要性能指标，若要回油良好，回油孔处需要有适当的压力差，以保证冷冻油被吸入压缩机内，对压缩机进行有效润滑。

因此，如何设计一种气液分离器，以增大回油孔处的压力差，进一步提高回油能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气液分离器，其回油孔处的压力差较大，回油能力强。

为解决上述技术问题，本发明提供一种气液分离器，包括密封罐和内置在所述密封罐中的U型管，所述U型管设有回油孔，所述U型管的出气端连通有出气管，所述U型管上与所述回油孔对应位置的截面积小于所述出气管的截面积。

在U型管与回油孔对应的位置，其截面积小于出气管的截面积，则当气态制冷剂流经回油孔所在的位置时，由于供气态制冷剂通过的截面减小，且气态制冷剂的流通量以及流通所需时间是一定的，故气体的流速会提高，进而在回油孔处产生更大的负压；在负压的作用下，会有更多的冷冻油吸入回油孔内，随同气体输送到压缩机中，对压缩机进行有效润滑。

优选地，所述U型管具有与所述出气端连通的主体段，所述回油孔设置在所述主体段，所述主体段的内径小于所述出气管的内径。

可以整体缩小U型管的内径，使得整个气体的通流管路变小，根据空气动力学原理，气体会快速流向管径较大的出气管，加快了气体在U型管内的流通速度，以起到提高回油孔处负压的作用，进而提高回油能力。

优选地，所述出气端和所述主体段的内径相等，所述出气端进行扩口，所述出气管的进气端进行缩口，以便所述出气端与所述出气管的进气端连通。

优选地，所述U型管一体加工成型，所述出气端与所述出气管的内径相等。

为便于实现U型管与出气管的连接，可以将U型管的出气端进行扩口处理，或者将其设置为内径不等的一体成型件，以便出气端能够与出气管的进气端适配连接，提高连接的可靠性和便捷性。

优选地，所述U型管上插装有过滤件，所述回油孔设置在所述过滤件的插入端，以缩减所述U型管上与所述回油孔对应位置的截面积至小于所述出气管的截面积。

当U型管上插装过滤件时，可以将回油孔开设在过滤件的插入端，然后控制过滤件伸入U型管内部，从而通过过滤件缩减气体的流通通道，当气体流经回油孔所在的位置时，受到过滤件的限制而在小口径下流动，其流速提高，在回油孔处产生较大负压。

优选地，所述过滤件的插入端伸入所述U型管内的深度可调，以调节在回油孔处产生负压的大小，控制回油量。

优选地，所述过滤件设置在所述U型管的弯管上，所述弯管处于内侧的外壁向内凹进。

还可以将U型管的弯管内侧向内凹进，以进一步缩小气体的流通路径，加快气体流经回油孔的速度，增大回油孔处的负压。

优选地，所述U型管与所述出气管等内径设置。

过滤件采用上述结构实现对回油孔处截面积的改变，以形成虹吸所需的负压，此时可以将U型管与出气管等内径设置，以简化加工工艺和安装过程。

优选地，所述U型管上与所述回油孔对应位置的截面积为所述出气管的截面积的30%～90%，此时的回油效果较佳。

优选地，还包括用于定位所述密封罐的安装板，所述安装板支撑在所述密封罐的底部。

附图说明

图1为现有技术中分离器一种设置方式的结构示意图；

图2为本发明所提供气液分离器在一种具体实施方式中的剖面结构示意图；

图3为图2所示气液分离器中进气管、出气管和U型管一种设置方式的剖面结构示意图；

图4为本发明所提供U型管的弯管一种设置方式的剖面结构示意图；

图5为本发明所提供U型管的弯管另一种设置方式的剖面结构示意图。

图1中：

1’上封头、2’下封头、3’进气管、4’出气管、5’衬套、6’U型管

图2-5中：

1密封罐、11上封头、12下封头、2U型管、21回油孔、22出气端、23主体段、3出气管、31进气端、4过滤件、5安装板、6进气管

具体实施方式

本发明的核心是提供一种气液分离器，其回油孔处的压力差较大，回油能力强。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供气液分离器在一种具体实施方式中的剖面结构示意图。

本发明的气液分离器包括密封罐1和内置在密封罐1中的U型管2，U型管2设有供冷冻油进入的回油孔21，以及与出气管3连通的出气端22；在U型管2上与回油孔21对应位置的截面积小于出气管3的截面积，以便在回油孔21处产生较大的负压，将冷冻油吸入U型管2内，随同气体进入出气管3，并通过出气管3输送至压缩机内，对压缩机进行润滑。

本发明的气液分离器设置在蒸发器和压缩机之间，通过进气管6将处于气液混合状态的制冷剂从蒸发器引入密封罐1中，由于气液的密度差异等，液态制冷剂沿密封罐1的内壁向下流到密封罐1的底部，气态制冷剂以气体形式上升；U型管2与出气端22相对的另一端设置为自由开口状，则升上的气体由U型管2的开口进入U型管2内，并沿U型管2流动；当流经回油孔21所在的位置时，会在回油孔21处产生较大负压，由于回油孔21浸没在冷冻油中，根据虹吸原理，处于密封罐1中的冷冻油被吸入U型管2内，然后随同气态制冷剂进入出气管3中，借助出气管3输送至压缩机中，对压缩机进行润滑。

由于产生虹吸现象的压力差由两部分组成，一部分为液态制冷剂与液态冷冻油本身的重力产生，另一部分为气流通过出口管时在回油孔部位产生的负压；前者由系统当中充注的制冷剂以及冷冻油的量决定，难以调整，本发明即通过调整后者实现对回油能力的提高。

所述U型管2上与回油孔21对应位置的截面积是指对开设回油孔21的位置进行剖面所形成截面的截面积；也可以将U型管2上与回油孔21对应位置理解为由开设回油孔21的位置向两端延伸一定距离形成的区域，对该区域的任意一个位置进行剖面所形成截面的截面积。例如，当回油孔21设置在U型管2的弯管部分时，可以将整个弯管的截面积设置为小于出气管3的截面积。也就是说，所述U型管2上与回油孔21对应位置的截面积的设置只要能够对回油孔21内外两侧的压力差产生影响、以便更多的冷冻油被吸入U型管2内即可。

本发明中缩小了U型管2上与回油孔21对应位置的截面积，使其小于出气管3的截面积，以加快气态制冷剂流经回油孔21的速度，产生更大的负压，使得更多的冷冻油吸入U型管2内，然后进入压缩机中，对压缩机进行更好的润滑，回油效果较好，能够满足不同规格制冷循环系统的要求。

本发明的密封罐1可以包括上下密封连接的两部分，即上封头11和下封头12，两者上下盖合，形成整个密封罐1的罐体；当密封罐1设置为两部分结构时，便于U型管2、进气管6以及出气管3的安装于拆卸，如图2所示。

本文中所述的上下以本发明的气液分离器正常使用状态的放置位置为准。

请进一步参考图3，图3为图2所示气液分离器中进气管、出气管和U型管一种设置方式的剖面结构示意图。

U型管2可以包括出气端22和与出气端22连通的主体段23，主体段23构成U型管2的主体部分，可以将回油孔21设置在主体段23，并设置主体段23的内径小于出气管3的内径，则整个主体段23任意位置的截面积均小于出气管3，能够在回油孔21处产生较大负压。

为便于加工，U型管2在其延伸方向可以采用等内径设置，即出气端22与主体段23的内径可以相等；此时，为实现U型管2与出气管3的连接，可以将出气端22进行扩口处理，将出气管3的进气端31进行缩口处理，以便出气端22与进气端31能够相互搭接，将U型管2与出气管3连通为一体，如图3所示。

或者，可以将U型管2一体加工成型，且出气端22的内径大于主体段23的内径；出气端22的内径等于出气管3的内径，以便U型管2能够以其出气端22与出气管3连通。

在上述结构中，将U型管2的主体段23的内径进行整体设置，从整体上缩小了U型管2的管径，从而在较大程度上节约了原材料成本；同时，还可以通过出气端22的结构设置实现与出气管3的气密连接。

请参考图4和图5，图4为本发明所提供U型管的弯管一种设置方式的剖面结构示意图；图5为本发明所提供U型管的弯管另一种设置方式的剖面结构示意图。

本发明的气液分离器中，还可以在U型管2上设置过滤件4，过滤件4与U型管2插装连接，且过滤件4的插入端伸入U型管2内，然后将回油孔21设置在过滤件4的插入端，则U型管2上与回油孔21对应位置的截面积受到过滤件4的限缩，以使得回油孔21对应位置的截面积小于出气管3的截面积，如图4所示。

过滤件4伸入U型管2的深度可以调节，改变气体流通的截面积大小，进而控制回油孔21处所形成负压的大小，从而根据不同制冷循环系统的要求调节回油量，起到较好的润滑效果。

在此基础上，过滤件4可以设置在U型管2的弯管上，即回油孔21处于U型管2的弯管上，然后将弯管处于内侧的外壁向内凹进，形成凹陷部，如图5所示；凹陷部的设置可以进一步缩小与回油孔21对应位置的截面积，进而提高气体流速，增大回油孔21处的负压，提高回油能力。

以U型管2的U字形的中心为参照，靠近其中心的方向为内，远离其中心的方向为外。

当设有过滤件4时，可以将过滤件4的插入端伸入U型管2内，并将回油孔21设置在过滤件4的插入端，以缩减U型管2上与回油孔21对应位置的截面积，则此时的U型管2可以与出气管3采用等内径的设置，以简化加工和安装过程，且保证U型管2上与回油孔21对应位置的截面积小于出气管3，具有足够的回油能力。

当然，在U型管2与出气管3采用不同内径设置时，也可以设置过滤件4，过滤件4的结构可以与U型管2的结构相互配合，共同调节回油孔21处的负压大小；过滤件4的具体设置形式可以参照上文。

试验表明，当U型管2上与所述回油孔21对应位置的截面积缩减为出气管3截面积的30%～90%时，回油效果更佳。

另外，本发明的气液分离器还可以包括安装板5，安装板5与密封罐1的下端连接，以便对密封罐1进行可靠的支撑定位，如图2所示。

本领域技术人员应该可以理解，本发明的气液分离器不仅适用于立式气液分离器，也适用于卧式气液分离器，只要U型管2上与回油孔21对应位置的截面积小于出气管3的截面积，均能够提高回油能力，不限于某类特殊的气液分离。因此，只要采用了上述结构，不管是立式气液分离器还是卧式气液分离器，均属于本发明的保护范围。

以上对本发明所提供的气液分离器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气液分离器，包括密封罐（1）和内置在所述密封罐（1）中的U型管（2），所述U型管（2）设有回油孔（21），所述U型管（2）的出气端（22）连通有出气管（3），其特征在于，所述U型管（2）上与所述回油孔（21）对应位置的截面积小于所述出气管（3）的截面积。

2.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述U型管（2）具有与所述出气端（22）连通的主体段（23），所述回油孔（21）设置在所述主体段（23），所述主体段（23）的内径小于所述出气管（3）的内径。

3.如权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述出气端（22）和所述主体段（23）的内径相等，所述出气端（22）进行扩口，所述出气管（3）的进气端（31）进行缩口，以便所述出气端（22）与所述出气管（3）的进气端（31）连通。

4.如权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述U型管（2）一体加工成型，所述出气端（22）与所述出气管（3）的内径相等。

5.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述U型管（2）上插装有过滤件（4），所述回油孔（21）设置在所述过滤件（4）的插入端，以缩减所述U型管（2）上与所述回油孔（21）对应位置的截面积至小于所述出气管（3）的截面积。

6.如权利要求5所述的气液分离器，其特征在于，所述过滤件（4）的插入端伸入所述U型管（2）内的深度可调。

7.如权利要求5所述的气液分离器，其特征在于，所述过滤件（4）设置在所述U型管（2）的弯管上，所述弯管处于内侧的外壁向内凹进。

8.如权利要求5-7任一项所述的气液分离器，其特征在于，所述U型管（2）与所述出气管（3）等内径设置。

9.如权利要求1-7任一项所述的气液分离器，其特征在于，所述U型管（2）上与所述回油孔（21）对应位置的截面积为所述出气管（3）的截面积的30%～90%。

10.如权利要求9所述的气液分离器，其特征在于，还包括用于定位所述密封罐（1）的安装板（5），所述安装板（5）支撑在所述密封罐（1）的底部。