CN105588381B - 一种油气分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气分离技术领域，尤其涉及一种油气分离装置。能够增大筒体的内表面积以及对压缩机油的附着力，提高油气分离效果。克服了现有技术中冷媒在向上扩散过程中对压缩机油的携带量较大，容易造成压缩机缺油以及难以连续稳定运行的缺陷。一种油气分离装置，包括：具有内腔的筒体，所述筒体的侧部设置有连通内腔与进气管的进气口，所述进气管用于向所述内腔内通入含油冷媒，所述筒体的顶部设置有连通所述内腔与出气管的出气口，所述出气管用于排出经分离后的冷媒，所述筒体的底部设置有连通所述内腔与回油管的回油口，所述回油管用于将经分离后的油输送回压缩机油腔内，所述筒体的内表面设置有凸起微结构。

Description

一种油气分离装置

技术领域

本发明涉及油气分离技术领域，尤其涉及一种油气分离装置。

背景技术

目前，在各种各样的制冷系统中，为了保证压缩机的正常稳定运行，在压缩机与四通阀之间设置有油气分离装置，所述油气分离装置能够将压缩机排气过程中携带的部分压缩机油与冷媒分离，将压缩机油重新输送回压缩机油腔内，防止压缩机缺油而造成压缩机磨损甚至烧坏，从而影响整个制冷系统的正常运行。

在现有技术中，普遍使用的油气分离装置如图1所示，包括：具有空腔的筒体1，所述筒体1的侧部设置有进气管2，所述进气管2与所述压缩机的排气口(图中未示出)连通，所述筒体1的顶部设置有出气管3，所述筒体1的底部设置有回油管4，其中，压缩机将冷媒压缩成高温高压的冷媒后通过所述进气管2向所述筒体1的空腔内通入含油冷媒，根据压缩机油与冷媒的物理特性，压缩机油会沿着所述筒体1的内壁流入所述筒体1的底部，并经所述筒体1底部的回油管4回到压缩机腔内，而冷媒呈气态，会向上扩散至所述筒体1的顶部，并且经所述筒体1顶部的出气管3排出，从而达到油气分离的目的。然而，所述油气分离装置在油气分离过程中，通常冷媒会携带部分压缩机油经所述出气管排出，长此以往会造成压缩机缺油，影响压缩机的正常稳定运行。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种油气分离装置。通过在所述筒体的内壁上设置凸起微结构，能够增大筒体的内表面积以及对压缩机油的附着力，减少经出气管排出的冷媒中压缩机油的携带量，提高油气分离效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种油气分离装置，包括：

具有内腔的筒体，所述筒体的侧部设置有连通内腔与进气管的进气口，所述进气管用于向所述内腔内通入含油冷媒，所述筒体的顶部设置有连通所述内腔与出气管的出气口，所述出气管用于排出经分离后的冷 媒，所述筒体的底部设置有连通所述内腔与回油管的回油口，所述回油管用于将经分离后的油输送回压缩机油腔内，所述筒体的内表面设置有凸起微结构。

具体的，所述凸起微结构为螺纹状凸起微结构。

可选的，所述出气管靠近所述出气口处设置有气流进口以及通过所述气流进口与所述出气管连通的气流管，所述出气管的出口位于所述气流管的气流出口的延伸方向上，所述气流管上设置有增压泵。

优选的，所述出气管的出口朝上设置。

进一步地，所述气流管的出口设置有拉法尔喷嘴，所述拉法尔喷嘴靠近所述出气口设置在所述出气管内，且所述拉法尔喷嘴的外表面与所述出气管的内表面之间留有间隙。

可选的，所述拉法尔喷嘴、出气管以及所述筒体的中心轴线重合设置。

优选的，所述气流管的进口与所述进气管连通。

进一步地，所述气流管的直径不超过所述进气管直径的1/5。

可选的，所述出气管位于所述拉法尔喷嘴的气流出口的延伸方向上还依次包括渐缩段与渐扩段。

本发明实施例提供一种油气分离装置，通过在所述筒体的内表面上设置凸起微结构，能够增大所述筒体的内表面积，当压缩机的排气口通过所述进气管向所述筒体的内腔内喷入高温高压冷媒与部分压缩机油混合物时，所述冷媒为气态，会向所述筒体的顶部扩散，而所述压缩机油被喷在所述筒体的内表面上，由于所述筒体的内表面积比较大，能够增大对所述压缩机油的附着力，因此，能够减少所述冷媒对压缩机油的携带量，从而提高油气分离效果，保持压缩机的连续稳定运行，克服了现有技术中冷媒在向上扩散过程中对压缩机油的携带量较大，长此以往，容易造成压缩机缺油，从而导致压缩机难以连续稳定运行的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术提供的一种油气分离装置；

图2为本发明实施例提供的一种油气分离装置；

图3为本发明实施例提供的另一种油气分离装置；

图4为本发明实施例提供的另一种油气分离装置；

图5为本发明实施例提供的一种油气分离装置中出气管的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图2，为本发明实施例提供的一种油气分离装置，包括：

具有内腔的筒体1，所述筒体1的侧部设置有连通内腔与进气管2的进气口11，所述进气管2用于向所述内腔内通入含油冷媒，所述筒体1的顶部设置有连通所述内腔与出气管3的出气口12，所述出气管3用于排出经分离后的冷媒，所述筒体1的底部设置有连通所述内腔与回油管4的回油口13，所述回油管4用于将经分离后的油输送回压缩机油腔内，所述筒体1的内表面设置有凸起微结构5。

本发明实施例提供一种油气分离装置，通过在所述筒体1的内表面上设置凸起微结构5，能够增大所述筒体1的内表面积，当压缩机的排气口通过所述进气管2向所述筒体1的内腔内喷入高温高压冷媒与部分压缩机油混合物时，所述冷媒为气态，会向所述筒体1的顶部扩散，而所述压缩机油被喷在所述筒体1的内表面上，由于所述筒体1的内表面积比较大，能够增大对所述压缩机油的附着力，因此，能够减少所述冷媒对压缩机 油的携带量，从而提高油气分离效果，保持压缩机的连续稳定运行，克服了现有技术中冷媒在向上扩散过程中对压缩机油的携带量较大，长此以往，容易造成压缩机缺油，从而导致压缩机难以连续稳定运行的缺陷。

其中，需要说明的是，所述凸起微结构5可以为任何形态的凸起结构，只要能够增大所述筒体1的内表面积即可。

示例性的，所述凸起微结构5为螺纹状凸起微结构。

本发明的一实施例中，参见图3，所述出气管3靠近所述出气口12处设置有气流进口14以及通过所述气流进口14与所述出气管3连通的气流管6，所述出气管3的出口位于所述气流管6的气流出口61的延伸方向上，所述气流管6上设置有增压泵7。采用此结构，在所述出气管3的旁路上设置气流管6，当所述冷媒在向上扩散至所述出气口12处时，通过在所述气流管6内通入气流，并在所述增压泵7的增压作用下，将所述气流转换为流经所述出气口12的高压气流，所述高压气流以一定的流速流经所述出气管3，能够带动进入所述出气管3内的冷媒运动，从而减小所述冷媒在流经所述出气管3时压力损失，提高冷媒的流速，降低冷媒的能量损失，提高制冷系统的制冷效果。

其中，对所述出气管3的设置不做限定，所述出气管3可以为与所述出气口12连通，并且所述出气管3的出口31朝向任何方向的管状物，同时，对所述气流管6的气流出口61的位置也不做限定，只要所述出气管3的出口31位于所述气流管6的气流出口61的延伸方向上即可，例如，参见图3，所述出气管3的出口31为水平设置，所述气流管6的气流出口61也水平设置，并且，所述出气管3的出口31位于所述气流管6的气流出口61的延伸方向上。

优选的，参见图4，所述出气管3的出口31朝上设置。采用此结构，所述气流管6的气流出口61也朝上设置，并且，所述出气管3的出口31位于所述气流管6的气流出口61的延伸方向上，这时，当所述冷媒在向上扩散至所述出气口12处时，通过所述气流管6内通入气流，并在所述增压泵7的增压作用下，将所述气流转换为高压气流，所述高压气流以一定的流速流经所述出气管3，从而能够带动进入所述出气管3内的冷媒继续向上运动，符合冷媒的流动特性，提高冷媒在向上扩散方向上的流速。

本发明的一实施例中，所述气流管6的出口61设置有拉法尔喷嘴8，所述拉法尔喷嘴8靠近所述出气口12设置在所述出气管3内，且所述拉法尔喷嘴8的外表面与所述出气管3的内表面之间留有间隙。

其中，拉法尔喷嘴8通常由两个锥形管构成，参见图5，其中一个为收缩管，另一个为扩张管，所述收缩管与所述扩张管依次连接，构成一个沿气流方向截面积先缩小后增大的喷嘴，所述拉法尔喷嘴8的工作原理为：当气流流经所述拉法尔喷嘴8时，气流在所述增压泵7的作用下，以一定的速度进入所述拉法尔喷嘴8，由于所述气流运动遵循“流体在管中运动时，截面大处流速小，截面小处流速大”的原理，因此，当气流进入所述拉法尔喷嘴8中在收缩管中运动时，随着截面的逐渐缩小，气流不断被加速，当到达所述截面最小的部位时，气流的流速超过了当地的音速，当地的音速是指介质中微弱压强扰动的传播速度，其大小因媒介的性质和状态而异，而跨音速的气流在运动时不再遵循“截面大处流速小，截面小处流速大”的原理，而相反地，截面越大，流速越大，因此，当气流继续通过所述扩张管时，气流被进一步加速，从而通过所述拉法尔喷嘴8的气流被加速为高速射流。

这时，所述拉法尔喷嘴8的出口处在高速射流的喷射作用下形成了负压，能够将冷媒吸入所述出气管3内，从而进一步增大了冷媒的流速，提高油气分离效果，降低冷媒的能量损失，提高制冷系统的制冷效果。

本发明的一优选实施例中，参见图4，所述拉法尔喷嘴8、出气管3以及所述筒体1的中心轴线重合设置。由于不论是冷媒还是气流在管内运动时，管的中轴线上的流速最大，因此，采用此结构，能够最大程度上增大冷媒在出气管3内的流速。

其中，对流经所述气流管6内的气流不做限定，可以为任意通入所述气流管6内的气体。

本发明的一优选实施例中，所述气流管6的进口与所述进气管2连通。采用此结构，当所述压缩机的排气口向所述进气管通入含油冷媒时，部分含油冷媒在所述增压泵7的增压作用下流经所述气流管6，并在所述拉法尔喷嘴8的喷射作用下变为高速射流的气流，使得所述出气管3内形成负压，将在所述筒体1内分离后的冷媒吸入所述出气管3中，增大冷媒的流速，在此过程中未引入其他气体，提高制冷系统的制冷效率。

其中，需要说明的是，由于流经所述气流管6内的含油冷媒在起到增速作用的过程中还会携带部分压缩机油，为了起到增速作用，并且最大程度上减少压缩机油的带出量，优选的，所述气流管的直径不超过所述进气管直径的1/5。采用此结构，使得进入所述气流管6内的起增速作用的含油冷媒最小化，从而最大程度上提高油气分离效果，同时，减少 冷媒在扩散过程中的能量损失，提高制冷系统的制冷效果。

当然，采用该结构，可以根据需要来控制所述增压泵7的开启与关闭，当所述冷媒的能量损失对制冷系统的制冷效果影响不大时，可以关闭所述增压泵，这时，本发明实施例与现有技术唯一不同的是，所述筒体1的内表面上设置有凸起微结构5，这时，在油气分离过程中，所述筒体1的内表面能够增大对压缩机油的附着力，从而能够提高油气分离效果，增大所述压缩机腔内的回油量，保持压缩机持续稳定运行。

其中，对所述出气管3的具体结构不做限定，所述出气管3可以为内径不变的直管。

优选的，参见图4与图5，所述出气管3位于所述拉法尔喷嘴8的气流出口的延伸方向上还依次包括渐缩段与渐扩段。

采用此结构，当气流出口处由于高速射流的喷射作用成为负压后，冷媒被吸入所述负压部位即所述渐缩段处，这时，所述冷媒能够与所述高速射流充分混合，发生能量交换，从而速度逐渐保持一致，这时，当所述冷媒与所述高速射流混合后进入所述渐扩段后，速度逐渐减慢，这时，动压力减小，而静压力相对回升，其中，静压力是指处于相对静止状态下的流体由于本身重力或其他外力作用在流体内部及流体与容器壁面之间存在着垂直于接触面的作用力，在作用力与反作用力相等的原理下，所述渐扩段的内管壁施加给所述冷媒反作用力使得冷媒被输送。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种油气分离装置，包括：具有内腔的筒体，所述筒体的侧部设置有连通内腔与进气管的进气口，所述进气管用于向所述内腔内通入含油冷媒，所述筒体的顶部设置有连通所述内腔与出气管的出气口，所述出气管用于排出经分离后的冷媒，所述筒体的底部设置有连通所述内腔与回油管的回油口，所述回油管用于将经分离后的油输送回压缩机油腔内，其特征在于，所述筒体的内表面设置有凸起微结构；

所述出气管靠近所述出气口处设置有气流进口以及通过所述气流进口与所述出气管连通的气流管，所述出气管的出口位于所述气流管的气流出口的延伸方向上，所述气流管上设置有增压泵；

所述气流管的进口与所述进气管连通。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凸起微结构为螺纹状凸起微结构。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述出气管的出口朝上设置。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气流管的出口设置有拉法尔喷嘴，所述拉法尔喷嘴靠近所述出气口设置在所述出气管内，且所述拉法尔喷嘴的外表面与所述出气管的内表面之间留有间隙。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述拉法尔喷嘴、出气管以及所述筒体的中心轴线重合。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气流管的直径不超过所述进气管直径的1/5。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述出气管位于所述拉法尔喷嘴的气流出口的延伸方向上还依次包括渐缩段与渐扩段。