CN106766297A - 一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，包括冷阱管路和设有压缩机、油分离器的冷媒管路，冷媒管路经油分离器后分成第一管路、第二管路以及第三管路，换热器包括第一换热器，第三管路在流经回热器的热侧后连接第一气液分离器，第一气液分离器分出接入贮气罐的第一气体管路、接入第一换热器热侧的第二气体管路以及汇入第二管路从而流经第一换热器冷侧的第一液体管路，第一气体管路上设有第一控制阀，第一液体管路上依次设有第二控制阀和第一节流装置，贮气罐通过设有第二节流装置的泄压管路接入第一管路。本发明大大缩短维护、保养、故障判断的时间，将因设备维护、保养、故障对配套生产设备的影响降至最低。

Description

一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统

技术领域

本发明用于超低温水汽捕集泵技术领域，特别是涉及一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统。

背景技术

目前，公知的超低温水汽捕集泵需要维护、保养、故障判断时需要将设备内部的超低温制冷剂恢复至环境温度以查看设备的平衡压力。恢复平衡压力时要将该设备停机24－48小时让其自然回温到常温。

这样的设备存在以下缺点：

1.每次维护、保养、故障判断需要等待24－48小时才能查看准确的平衡压力，导致整个维护、保养、故障判断的时间长，效率低。

2.每次维护、保养、故障判断需要等待24－48小时才能查看准确的平衡压力，导致其配套的生产设备工作效率严重降低，产品质量不稳定甚至停产。

发明内容

为解决现有的超低温水汽捕泵恢复平衡压力耗时长的技术不足，本发明提供一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其能够在极短的时间内实现维护、保养、故障判断的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，包括设有压缩机和油分离器的冷媒管路和设在外部真空设备中的冷阱管路，所述冷媒管路经油分离器后分成直接流回压缩机吸入管路的第一管路、依次流经冷阱管路、换热器的冷侧、回热器的冷侧后接入压缩机吸入管路的第二管路以及依次流经回热器的热侧、换热器的热侧后汇入冷阱管路的第三管路，所述换热器包括设在回热器和冷阱管路间的第一换热器，所述第三管路在流经回热器的热侧后连接第一气液分离器，第一气液分离器分出接入贮气罐的第一气体管路、接入第一换热器热侧的第二气体管路以及汇入第二管路从而流经第一换热器冷侧的第一液体管路，所述第一气体管路上设有第一控制阀，所述第一液体管路上依次设有第二控制阀和第一节流装置，所述贮气罐通过设有第二节流装置的泄压管路接入第一管路。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述第二管路上设有第三控制阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述第三控制阀包括依次设在第二管路上的除霜手动隔离阀和除霜电磁阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述换热器包括设在第一换热器和冷阱管路间的第二换热器，流过第一换热器热侧的第二气体管路连接第二气液分离器，第二气液分离器分出接入第二换热器热侧的第三气体管路和汇入第二管路从而流经第二换热器冷侧的第二液体管路，第二液体管路上设有第三节流装置。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述换热器包括设在第二换热器和冷阱管路间的第三换热器，流过第二换热器热侧的第三气体管路连接集液器，集液器分出接入第三换热器热侧的第三液体管路和汇入第二管路从而流经第三换热器冷侧的第四液体管路，第四液体管路上设有第四节流装置，所述第二管路依次流经冷阱管路、第三换热器的冷侧、第二换热器的冷侧、第一换热器的冷侧、回热器的冷侧后接入压缩机吸入管路，所述第二管路于冷阱管路与第三换热器间设有第四控制阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述换热器包括过冷换热器，第三液体管路流经过冷换热器的热侧后分出汇入冷阱管路的第五液体管路和流经过冷换热器冷侧后接入第三换热器冷侧的第六液体管路，所述第五液体管路上设有第五控制阀和第五节流装置，所述第六液体管路上设有第六节流装置。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述第五控制阀包括依次设在第五液体管路上的制冷手动隔离阀和制冷电磁阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述第三管路上于油分离器和回热器间设有水冷冷凝器。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述第三管路上于水冷冷凝器和回热器间设有干燥过滤器。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述第一控制阀为泄压电磁阀，所述第四控制阀为回流除霜手动隔离阀。

本发明的有益效果：在第一节流装置前加一个第二控制阀，当水汽捕集泵需要查看平衡压力时，先关闭第一节流装置前的第二控制阀，中断其整个系统的制冷换热流程，然后对冷阱管路及设备内部第二管路、第三管路及各部件进行加热，当内部管路部件因温度升高出现的气体膨胀压力也随之升高，当设备控制器检测到压力升高到设定值时打开第一控制阀将多余气态制冷剂存储至贮气罐内，当高压压力低于设定值时关闭第一控制阀以保证系统高压在合理范围内。当设备控制器检测到内部系统温度加热恢复至常温后设备停机，此时停机后的压力既是准确的平衡压力。

通过上述技术方案本发明可以在大约在15分钟内恢复平衡压力，大大缩短维护、保养、故障判断的时间，将因设备维护、保养、故障对配套生产设备的影响降至最低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

参照图1，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各部件的结构特点，而如果有描述到方向( 上、下、左、右、前及后) 时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

本发明提供了一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，包括设有压缩机1和油分离器2的冷媒管路和设在外部真空设备中的冷阱管路3，所述冷媒管路经油分离器2后分成直接流回压缩机1吸入管路的第一管路4、依次流经冷阱管路3、换热器的冷侧、回热器5的冷侧后接入压缩机1吸入管路的第二管路7以及依次流经回热器5的热侧、换热器的热侧后汇入冷阱管路3的第三管路6，所述第三管路6上于油分离器2和回热器5间依次设有水冷冷凝器8和干燥过滤器9。所述换热器包括设在回热器5和冷阱管路3间的第一换热器10，所述第三管路6在流经回热器5的热侧后连接第一气液分离器11，第一气液分离器11将经过水冷冷凝器8和回热器5冷凝后的气液两相的制冷剂分离，气态制冷剂为低沸点制冷剂，液态制冷剂为高沸点制冷剂，第一气液分离器11分出接入贮气罐12的第一气体管路13、接入第一换热器10热侧的第二气体管路14以及汇入第二管路7从而流经第一换热器10冷侧的第一液体管路15，所述第一气体管路13上设有第一控制阀16，当设备启动或运行排气压力高于设定值时，第一控制阀16打开将多余高压气态制冷剂泄入贮气罐12内，当压力低于设定值时关闭第一控制阀16，以保证设备高压管路压力在合理的压力范围值内。所述第一液体管路15上依次设有第二控制阀17和第一节流装置18，设备正常运行时第二控制阀17处于打开状态，当设备激活恢复平衡压力功能时关闭第二控制阀17中断其正常的制冷换热循环，第一节流装置18将第一气液分离器11分离后的液态制冷剂节流后进入第一换热器10冷侧冷凝通过第一气液分离器11进入第一换热器10热侧的气态制冷剂然后经过回热器5冷侧回到压缩机1吸入口。所述贮气罐12通过设有第二节流装置19的泄压管路20接入第一管路4，将存入贮气罐12的气态制冷剂缓慢流回制冷循环管路。

其中，所述第二管路7上设有第三控制阀。所述第三控制阀包括依次设在第二管路7上的除霜手动隔离阀21和除霜电磁阀22，当设备运行时除霜手动隔离阀21时处于打开状态，当处在外部真空设备内冷阱需要除霜时，打开除霜电磁阀22，压缩机1压缩后的高温高压制冷剂进入真空设备内冷阱管路3，对其加热然后通过第四控制阀39经过换热器冷侧、回热器5冷侧、回到压缩机1吸入管路，当冷阱的温度达到设定值时，除霜电磁阀22关闭。

所述换热器包括设在第一换热器10和冷阱管路3间的第二换热器23，流过第一换热器10热侧的第二气体管路14连接第二气液分离器24，第二气液分离器24将经过第一换热器10冷凝后的气液两相的制冷剂分离，气态制冷剂为低沸点制冷剂，液态制冷剂为高沸点制冷剂，第二气液分离器24分出接入第二换热器23热侧的第三气体管路25和汇入第二管路7从而流经第二换热器23冷侧的第二液体管路26，第二液体管路26上设有第三节流装置27。第三节流装置27将第二气液分离器24分离后的液态制冷剂节流后进入第二换热器23冷侧冷凝通过第二气液分离器24进入第二换热器23热侧的气态制冷剂，然后进入第一换热器10冷侧、回热器5冷侧回到压缩机1吸入管路。所述换热器包括设在第二换热器23和冷阱管路3间的第三换热器28，流过第二换热器23热侧的第三气体管路25连接集液器29，集液器29将经过第二换热器23冷凝后的气液两相的制冷剂聚集，集液器29分出接入第三换热器28热侧的第三液体管路30和汇入第二管路7从而流经第三换热器28冷侧的第四液体管路31，第四液体管路31上设有第四节流装置32，第四节流装置32将从集液器29分出的液态制冷剂节流后进入第三换热器28冷侧蒸发冷凝通过集液24进入第三换热器热侧的制冷剂，然后进入第二换换热器23、第一换热器10冷侧、回热器5冷侧回到压缩机1吸入管路。所述第二管路7依次流经冷阱管路3、第三换热器28的冷侧、第二换热器23的冷侧、第一换热器10的冷侧、回热器5的冷侧后接入压缩机1吸入管路，所述第二管路7于冷阱管路3与第三换热器28间设有第四控制阀39。所述换热器包括过冷换热器40，第三液体管路30流经过冷换热器40的热侧后分出汇入冷阱管路3的第五液体管路33和流经过冷换热器40冷侧后接入第三换热器28冷侧的第六液体管路34，所述第五液体管路33上设有第五控制阀和第五节流装置35，所述第五控制阀包括依次设在第五液体管路33上的制冷手动隔离阀37和制冷电磁阀38，设备正常运行时制冷手动隔离阀37处于打开状态，当处在外部真空设备的冷阱管路3需要降温捕集真空环境中的水汽分子时，打开制冷电磁阀38第五节流装置35将从第四换热器热侧分出的液态制冷剂节流后进入外部冷阱管路3对其降温然后通过第四控制阀39经过第三换热器冷侧、第二换热器冷侧、第一换热器冷侧、回热器5冷侧、回到压缩机1吸入管路，所述第六液体管路34上设有第六节流装置36。第六节流装置36将从过冷换热器40热侧分出的液态制冷剂节流后进入过冷换热器40冷侧蒸发过冷通过第三换热器28热侧进入过冷换热器40热侧的制冷剂，然后进入第三换热器28冷侧、第二换换热器23冷侧、第一换热器10冷侧、回热器5冷侧回到压缩机1吸入管路。

所述第一控制阀16为泄压电磁阀，所述第四控制阀39为回流除霜手动隔离阀。

本发明的工作原理：

1.在超低温水汽捕泵系统中压缩机1排出含油高压高温非共沸制冷剂经过油分离器2后分成三路，其中，第二管路7进入水冷冷凝器8一路连接除霜管路，进入冷凝器冷凝换热之后经过干燥过滤器9后进入回热器5与回气低温冷媒换热冷凝，后进入第一气液分离器11。

2.第一管路4为油分离器2中的回油管路，与压缩机1的吸入管道相连，当油分离器2中的油积累到一定高度后其内部的油位控制浮球阀打开，将油通过压缩机1的吸入管路回到压缩机1。

3.第三管路高温高压的制冷剂经过除霜手动隔离阀21、除霜电磁阀22进入外部真空设备的冷阱管路3给处于超低温状态的管路进行加热回温，让其管路在真空设备充大气前恢复到常温以管表面免结冷凝水或霜，经过冷阱管路3后的制冷剂经第四控制阀39（回流手动隔离阀）回到第三换热器28冷侧与经第四节流装置32进入第三换热器28冷侧蒸发的制冷剂汇合经第二换热器23冷侧、第一换热器10冷侧、回热器5冷侧回到压缩机1吸入端。

4.当设备检测到压缩机排出压力过高时，第一控制阀16打开将部分制冷剂卸入贮气罐12，进入贮气罐12的制冷剂经过第二节流装置19缓慢的回到压缩机1吸入端。

5.将进入第一气液分离器11的汽液两态的非共沸制冷剂分离，液态的制冷剂经过第二控制阀17和第一节流装置18后进入第一换热器10蒸发吸热，然后在经过回热器5后回到压缩机吸入端，

6.经过第一气液分离器11分离后的汽态制冷剂为比经过第一节流装置18液态制冷剂沸点低的制冷剂，其分两路一路经过第一控制阀16进入贮气罐12，一路进入第一换热器10与经第一节流装置18进入第一换热器10冷侧蒸发的制冷剂换热，后进入第二气液分离器24。

7.将进入第二气液分离器24的汽液两态的非共沸制冷剂分离，液态的制冷剂经过第三节流装置27后进入第二换热器23蒸发吸热，然后与经过第一节流装置18进入第一换热器10的蒸发制冷剂汇合经回热器5回到压缩机1吸入端，

8.经过第二气液分离器24分离后的汽态制冷剂比经过第三节流装置27液态制冷剂沸点低的制冷剂，其进入第二换热器23热侧与经第三节流装置27进入第二换热器23冷侧蒸发的制冷剂换热，后进入集液器29。

9.进入集液器29的制冷剂分成两路出口，一路经第四节流装置32进入第三换热器28冷侧蒸发吸热，然后与经过第三节流装置27进入第二换热器23的蒸发制冷剂汇合经第一换热器10、回热器5回到压缩机1吸入端。

10.另一路制冷剂进入第三换热器28热侧与经第四节流装置32进入第三换热器28冷侧蒸发的制冷剂换热，然后再进入过冷换热器40。

11.进入过冷换热器40经过过冷的制冷剂分成两路出口，一路经第六节流装置36进入过冷换热器40蒸发对经第三换热器28热侧进入过冷换热器40热侧的制冷剂进行过冷换热，然后与经过第四节流装置32进入第三换热器28的蒸发制冷剂汇合经第二换热器23冷侧、第一换热器10冷侧、回热器5冷侧回到压缩机1吸入端，

12.另一路制冷剂经过制冷手动隔离阀37、制冷电磁阀38、第五节流装置35进入外部真空设备的冷阱管路3承蒸发吸热给冷阱管路降温，经过降温后的冷阱表面达到超低温开始捕集所处的真空环境中的水汽分子，经过冷阱管路3的制冷阱经第四控制阀39后回到第三换热器28冷侧与经第四节流装置32进入第三换热器28冷侧蒸发的制冷剂汇合经第二换热器23冷侧、第一换热器10冷侧、回热器5冷侧回到压缩机吸入端。

13.当设备处于低温状态需要查看平衡压力时，将冷阱管路3所处真空设备抽真空，关闭第二控制阀17，打开除霜电磁阀22，用压缩机1排出的高温高压制冷剂对冷阱管路3加热，因冷阱管路3所处在真空环境中，其热能只有少量损失，经过冷阱管路3的热态制冷剂经第四控制阀39进入第三换热器28冷侧与经第四节流装置32进入第三换热器28蒸发的制冷剂汇合经第二换热器23、第一换热器10冷侧、回热器5冷侧回到压缩机吸入端，这些热态制冷剂对所流过的管路、换热器加热达到升温的目的。

14.在恢复平衡压力状态下设备管路、换热器升温后原来低温状态下的液态制冷剂会受热气化而导致设备压缩机排出压力高，当设备检测到排气压力达到设定值时第一控制阀16打开将部分多余气态冷媒存入贮气罐12内，当设备检测到排气压力降到设定值时第一控制阀16关闭。

15.当设备检测到内部温度达到设定值时，关闭恢复平衡压力功能并将设备停机，待设备高低压稳定后观察其压力即是平衡压力，整个恢复压力过程在15分钟内即可完成。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：包括设有压缩机和油分离器的冷媒管路和设在外部真空设备中的冷阱管路，所述冷媒管路经油分离器后分成直接流回压缩机吸入管路的第一管路、依次流经冷阱管路、换热器的冷侧、回热器的冷侧后接入压缩机吸入管路的第二管路以及依次流经回热器的热侧、换热器的热侧后汇入冷阱管路的第三管路，所述换热器包括设在回热器和冷阱管路间的第一换热器，所述第三管路在流经回热器的热侧后连接第一气液分离器，第一气液分离器分出接入贮气罐的第一气体管路、接入第一换热器热侧的第二气体管路以及汇入第二管路从而流经第一换热器冷侧的第一液体管路，所述第一气体管路上设有第一控制阀，所述第一液体管路上依次设有第二控制阀和第一节流装置，所述贮气罐通过设有第二节流装置的泄压管路接入第一管路。

2.根据权利要求1所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述第二管路上设有第三控制阀。

3.根据权利要求2所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述第三控制阀包括依次设在第二管路上的除霜手动隔离阀和除霜电磁阀。

4.根据权利要求1所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述换热器包括设在第一换热器和冷阱管路间的第二换热器，流过第一换热器热侧的第二气体管路连接第二气液分离器，第二气液分离器分出接入第二换热器热侧的第三气体管路和汇入第二管路从而流经第二换热器冷侧的第二液体管路，第二液体管路上设有第三节流装置。

5.根据权利要求4所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述换热器包括设在第二换热器和冷阱管路间的第三换热器，流过第二换热器热侧的第三气体管路连接集液器，集液器分出接入第三换热器热侧的第三液体管路和汇入第二管路从而流经第三换热器冷侧的第四液体管路，第四液体管路上设有第四节流装置，所述第二管路依次流经冷阱管路、第三换热器的冷侧、第二换热器的冷侧、第一换热器的冷侧、回热器的冷侧后接入压缩机吸入管路，所述第二管路于冷阱管路与第三换热器间设有第四控制阀。

6.根据权利要求5所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述换热器包括过冷换热器，第三液体管路流经过冷换热器的热侧后分出汇入冷阱管路的第五液体管路和流经过冷换热器冷侧后接入第三换热器冷侧的第六液体管路，所述第五液体管路上设有第五控制阀和第五节流装置，所述第六液体管路上设有第六节流装置。

7.根据权利要求6所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述第五控制阀包括依次设在第五液体管路上的制冷手动隔离阀和制冷电磁阀。

8.根据权利要求1所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述第三管路上于油分离器和回热器间设有水冷冷凝器。

9.根据权利要求8所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述第三管路上于水冷冷凝器和回热器间设有干燥过滤器。

10.根据权利要求5所述的能快速恢复平衡压力的超低温水汽捕集泵系统，其特征在于：所述第一控制阀为泄压电磁阀，所述第四控制阀为回流除霜手动隔离阀。