CN109140847A - 多通道回油浮子式气液分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道回油浮子式气液分离器，包括分离器本体外壳，以及设置在本体外壳顶部的端盖，所述的分离器本体外壳内设置有与空调机组蒸发器连接的气液分离系统，以及与压缩机进气口连接的多通道回油系统。本专利申请具有以下特点：1.可以根据空调负荷的变化，针对不同的工况条件采用高低位置不同的多个回油管回油，解决了现有气液分离器因回油孔位置固定，在空调负荷变化时无法根据油位变化调整回油的缺点，有效的保证了回油效果。2.本发明在气液分离器进口处设置气液分离筒，强化了气液分离的效果。3.回油管具有节流效果，使回油中所含液态制冷剂气化，降低了压缩机液击的风险。同时可以对回气进行冷却，减少有害过热，减少能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调机组用气液分离器，尤其是一种空气源热泵空调机组用多通道回油浮子式气液分离器。
技术背景
随着人们物质生活水平的提高，对生活环境舒适性的要求越来越高，空调成为生活中必不可少的生活设施。同时，我国能源利用状况不合理问题十分突出，大量冬季采暖燃煤是造成冬季空气严重污染的主要原因之一。国家十部委联合发布的《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021年）》政策指示，北方各地“煤改清洁能源”工程将于2021年底全部完成。
在政府政策要求的促进下，全国各地纷纷出台相关政策，大力推广以空气源热泵空调机组为主要替代形式的煤改电项目。然而在空气源热泵的使用过程中因室外机除霜以及负荷变化而导致的用户舒适性体验下降，压缩机运行工况恶化等情况时有发生。在除霜或负荷变化的过程中，由于液态制冷剂在蒸发器中未能全部达到饱和或过热状态，部分液滴如果直接进入压缩机会发生湿压缩。所以在蒸发器出口至压缩机入口之间要设置气液分离器，确保进入压缩机的全部为气态制冷剂，并将润滑油带回压缩机，以保证压缩机能正常的运转。也有一些除霜采用电子膨胀阀全部打开，压缩机高速运行的方式，但是，由于气态制冷剂过热，导致压缩机运行工况恶化的情况时有发生。
目前，空调机组所使用的气液分离器一般采用重力和流速变化来进行气液分离，如公开号为：CN206247719U的专利公开了一种气液分离器和空调器，其中，该气液分离器包括：罐体；出气管，自罐体的顶壁插至罐体内；出液管，自罐体下端的侧壁插至罐体内；以及进气液管，自罐体的顶壁插至罐体内，进气液管的下端向罐体的侧壁弯曲设置，且进气液管的上端轴线和罐体轴线所在平面与进气液管的下端轴线呈夹角设置。外部混合态的冷媒通过进气液管进入到罐体内时，会沿着罐体的侧壁流动形成旋流，此时，混合态的冷媒中的气态冷媒向罐体的顶部流动，液态冷媒在自身重力作用下积聚至罐体的底部，从而使得进入罐体内气态冷媒和液态冷媒能够很好的分离，但分离的效果不是很理想，尤其是在热泵空调除霜时还有可能发生制冷剂液滴进入压缩机的现象。同时，传统气液分离器的回油孔位于气液分离器底部，还有可能存在由于工况变化，大量液态制冷剂及润滑油滞留在气液分离器，导致含油层液位上升，润滑油无法通过回油孔返回压缩机，造成压缩机缺油的情况发生。
因此，设计一种能够适应空调机组运行工况变化，保证及时回油，避免压缩机湿压缩发生的多通道回油浮子式气液分离器是亟待解决的问题。
发明内容
为了克服目前所使用的气液分离器的空气机组的弊病，提供一种能够适应空调机组运行工况变化，保证及时回油，避免压缩机湿压缩发生的多通道回油浮子式气液分离器。
本发明的目的是这样实现的：
多通道回油浮子式气液分离器，包括分离器本体外壳2，以及设置在本体外壳2顶部的端盖1，其特征在于：所述的分离器本体外壳2内设置有与空调机组蒸发器连接的气液分离系统，以及与压缩机进气口连接的多通道回油系统；
所述的气液分离系统包括进气管3，所述的进气管内穿端盖1，上端连接空调机组蒸发器，下端采用插接方式连接气液分离筒5，并伸至气液分离筒5中上部；
所述的气液分离筒5位于分离器本体外壳2内，且其侧壁上开有不同孔径的透气孔a；
所述的透气孔a的孔径自底部向上逐渐增大，且最下方的透气孔距离气液分离筒5底部预留距离，其最下方的透气孔a的高度高于回油模块最下方；所述的气液分离筒5的底部低于回油模块的最下方模块，且其连接口高于回油模块的最上方模块，同时低于与本体外壳2内外连通的回气管7；
所述的多通道回油系统包括一端位于分离器本体外壳2内气液分离筒5上方的回气管7，回气管7的另一端连接压缩机进口；所述的回气管7位于分离器本体外壳2外的管路连接回油毛细管6的一端，回油毛细管6的另一端穿过分离器本体外壳2，位于分离器本体外壳2内，并在端部设置有回油模块装置4；
所述的回油毛细管6与回油模块装置4组成的回油管路系统由多条并行管路组合而成，其中回油模块装置4位于分离器本体外壳2的高度不同；
所述的回油模块装置4包括与回油毛细管6连接的回油浮子滤网篮10，位于回油浮子滤网篮10内的回油浮子9，回油浮子9上方设置有导向柱11，导向柱11延伸至回油浮子滤网篮盖板8外，所述的回油浮子滤网篮盖板8设置在回油浮子滤网篮10顶部，回油浮子滤网篮盖板8中间设置有供导向柱11上下滑动的导向孔12，
所述的回油毛细管6与回油浮子滤网篮10靠近底部的侧面连通，回油浮子9回落至底部时，能够实现对回油毛细管6管口的完全封堵；
所述的回油毛细管6与回油模块装置4组成的回油管路系统根据回油模块装置4所处位置的由低到高，依次包括并联设置，且均与回气管7连通的第一回油管路系统、第二回油管路系统、第三回油管路系统和第四回油管路系统；
所述的第一回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与低位回油模块4-1连接的低位回油毛细管6-1；所述的第二回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与次低位回油模块4-2连接的次低位回油毛细管6-1；第三回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与次高位回油模块4-3连接的次高位回油毛细管6-3；第四回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与高位回油模块4-4连接的高位回油毛细管6-4。
积极有益效果：本专利申请具有以下特点：1.可以根据空调负荷的变化，针对不同的工况条件采用高低位置不同的多个回油管回油，解决了现有气液分离器因回油孔位置固定，在空调负荷变化时无法根据油位变化调整回油的缺点，有效的保证了回油效果。2.本发明在气液分离器进口处设置气液分离筒，强化了气液分离的效果。3.回油管具有节流效果，使回油中所含液态制冷剂气化，降低了压缩机液击的风险。同时可以对回气进行冷却，减少有害过热，减少能耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的回油模块装置结构示意图；
图3为本发明的回油浮子结构示意图；
图4为本发明中回油浮子滤网篮盖板结构示意图；
图中为：端盖1、分离器本体外壳2、进气管3、回油模块装置4、低位回油模块4-1、次低位回油模块4-2、次高位回油模块4-3、高位回油模块4-4、气液分离筒5、回油毛细管6、低位回油毛细管6-1、次低位回油毛细管6-2、次高位回油毛细管6-3、高位回油毛细管6-4、回气管7、回油浮子滤网篮盖板8、回油浮子9、回油浮子滤网篮10、回油浮子导向柱11、回油浮子滤网篮盖板导向孔12、透气孔a。
具体实施方式：
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，多通道回油浮子式气液分离器，包括分离器本体外壳2，以及设置在本体外壳2顶部的端盖1，所述的分离器本体外壳2内设置有与空调机组蒸发器连接的气液分离系统，以及与压缩机进气口连接的多通道回油系统；
所述的气液分离系统包括进气管3，所述的进气管内穿端盖1，上端连接空调机组蒸发器，下端采用插接方式连接气液分离筒，并伸至气液分离筒5中上部；
所述的气液分离筒5位于分离器本体外壳2内，且其侧壁上开有不同孔径的透气孔a；
所述的透气孔a的孔径自底部向上逐渐增大，且最下方的透气孔距离气液分离筒5底部预留距离，其最下方的透气孔a的高度高于回油模块最下方；所述的气液分离筒5的底部低于回油模块的最下方模块，且其连接口高于回油模块的最上方模块，同时低于与本体外壳2内外连通的回气管7；
所述的多通道回油系统包括一端位于分离器本体外壳2内气液分离筒5上方的回气管7，回气管7的另一端连接压缩机进口；所述的回气管7位于分离器本体外壳2外的管路连接回油毛细管6的一端，回油毛细管6的另一端穿过分离器本体外壳2，位于分离器本体外壳2内，并在端部设置有回油模块装置4；
所述的回油毛细管6与回油模块装置4组成的回油管路系统由多条并行管路组合而成，其中回油模块装置4位于分离器本体外壳2的高度不同；
如图2、图3所示，所述的回油模块装置4包括与回油毛细管6连接的回油浮子滤网篮10，位于回油浮子滤网篮10内的回油浮子9，回油浮子9上方设置有导向柱11，导向柱11延伸至回油浮子滤网篮盖板8外，所述的回油浮子滤网篮盖板8设置在回油浮子滤网篮10顶部，回油浮子滤网篮盖板8中间设置有供导向柱11上下滑动的导向孔12，确保回油浮子9可以自由上下运动，如图4所示；回油浮子9可以通过导向柱11沿盖板上的导向孔12上下移动，所述的回油毛细管6与回油浮子滤网篮10靠近底部的侧面连通，回油浮子9回落至底部时，能够实现对回油毛细管6管口的完全封堵，防止漏气；
所述的回油毛细管6与回油模块装置4组成的回油管路系统根据回油模块装置4所处位置的由低到高，依次包括并联设置，且均与回气管7连通的第一回油管路系统、第二回油管路系统、第三回油管路系统和第四回油管路系统；
所述的第一回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与低位回油模块4-1连接的低位回油毛细管6-1；所述的第二回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与次低位回油模块4-2连接的次低位回油毛细管6-1；第三回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与次高位回油模块4-3连接的次高位回油毛细管6-3；第四回油管路系统包括一端与回气管7连通，另一端与高位回油模块4-4连接的高位回油毛细管6-4；
实施例1
当空调机组稳定运行时，蒸发器中的制冷剂气体由气液分离器进气口3进入与气液分离器进气口3连接的气液分离筒5。气液分离筒5中因气态制冷剂需通过其侧壁的透气孔进入气液分离器内部，强化了气液分离的效果；同时如果气态制冷剂中含有杂质，亦可沉积在气液分离筒5底部，使气液分离筒5还具备了粗效过滤的功能。此时气液分离器中液态制冷剂量不大，液态制冷剂的液位应处于低位回油模块4-1附近，在液态制冷剂和润滑油浮力的作用下，低位回油模块4-1中的回油浮子9在导向柱11和回油浮子滤网篮盖板导向孔12的作用下垂直向上浮起。低位回油毛细管6-1打开。其余的次低位回油模块4-2、次高位回油模块4-3和高位回油模块4-4中的浮子9在重力的作用下落到回油浮子滤网篮10的底部，堵住相应的次低位回油毛细管6-2、次高位回油毛细管6-3和高位回油毛细管6-4的管口。因回气管7气态制冷剂以一定的流速被压缩机吸入，回气管7与低位回油毛细管6-1连接处形成局部的低压，则润滑油经过回油浮子滤网篮10过滤后，经低位回油毛细管6-1吸入回气管7，与气态制冷剂一起返回压缩机，从而达到回油的目地。
实施例2
当系统除霜或负荷变化较大时，蒸发器中的制冷剂气体由气液分离器进气口3进入与气液分离器进气口3连接的气液分离筒5。气液分离筒5中因气态制冷剂需通过其侧壁的透气孔进入气液分离器内部，强化了气液分离的效果。同时如果气态制冷剂中含有杂质，亦可沉积在气液分离筒5底部，使气液分离筒5还具备了粗效过滤的功能。此时气液分离器中液态制冷剂量的会大量增加，液态制冷剂的液位会逐渐升高，根据运行工况的不同依次会到达次低位回油模块4-2、次高位回油模块4-3、高位回油模块4-4等位置，润滑油层所在位置也会依次到达低位回油模块4-2、次高位回油模块4-3和高位回油模块4-4位置，无论润滑油层到达哪个位置，相应的浮子9都会在导向柱11和回油浮子滤网篮盖板导向孔12的作用下垂直向上浮起。因回气管7气态制冷剂以一定的流速被压缩机吸入，回气管7与相应的次低位回油毛细管6-2、次高位回油毛细管6-3和高位回油毛细管6-4连接处形成局部的低压，则润滑油经过相应回油浮子滤网篮10过滤后，经相应次低位回油毛细管6-2、次高位回油毛细管6-3和高位回油毛细管6-4吸入回气管7，与气态制冷剂一起返回压缩机，从而达到回油的目地。
实施例3
在系统除霜的工况下，在制冷剂液位所在低位回油模块4-2、次高位回油模块4-3和高位回油模块4-4回油的同时，被液态制冷剂浸没的回油模块此时起到了给回气降温的作用，经相应次低位回油毛细管6-2、次高位回油毛细管6-3和高位回油毛细管6-4的节流降压作用，使得回液降压气化，吸收过热气态制冷剂的热量达到降低压缩机吸气温度，保护压缩机的作用。
本专利申请具有以下特点：1.可以根据空调负荷的变化，针对不同的工况条件采用高低位置不同的多个回油管回油，解决了现有气液分离器因回油孔位置固定，在空调负荷变化时无法根据油位变化调整回油的缺点，有效的保证了回油效果。2.本发明在气液分离器进口处设置气液分离筒，强化了气液分离的效果。3.回油管具有节流效果，使回油中所含液态制冷剂气化，降低了压缩机液击的风险。同时可以对回气进行冷却，减少有害过热，减少能耗。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.多通道回油浮子式气液分离器，包括分离器本体外壳，以及设置在本体外壳顶部的端盖，其特征在于：所述的分离器本体外壳内设置有与空调机组蒸发器连接的气液分离系统，以及与压缩机进气口连接的多通道回油系统。
2.根据权利要求1所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的气液分离系统包括进气管，所述的进气管内穿端盖，上端连接空调机组蒸发器，下端采用插接方式连接气液分离筒，并伸至气液分离筒中上部。
3.根据权利要求2所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的气液分离筒位于分离器本体外壳内，且其侧壁上开有不同孔径的透气孔。
4.根据权利要求3所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的透气孔的孔径自底部向上逐渐增大，且最下方的透气孔距离气液分离筒底部预留距离，其最下方的透气孔的高度高于回油模块最下方；所述的气液分离筒的底部低于回油模块的最下方模块，且其连接口高于回油模块的最上方模块，同时低于与本体外壳内外连通的回气管。
5.根据权利要求1所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的多通道回油系统包括一端位于分离器本体外壳内气液分离筒上方的回气管，回气管的另一端连接压缩机进口；所述的回气管位于分离器本体外壳外的管路连接回油毛细管的一端，回油毛细管的另一端穿过分离器本体外壳，位于分离器本体外壳内，并在端部设置有回油模块装置。
6.根据权利要求5所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的回油毛细管与回油模块装置组成的回油管路系统由多条并行管路组合而成，其中回油模块装置位于分离器本体外壳的高度不同。
7.根据权利要求6所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的回油模块装置包括与回油毛细管连接的回油浮子滤网篮，位于回油浮子滤网篮内的回油浮子，回油浮子上方设置有导向柱，导向柱延伸至回油浮子滤网篮盖板外，所述的回油浮子滤网篮盖板设置在回油浮子滤网篮顶部，回油浮子滤网篮盖板中间设置有供导向柱上下滑动的导向孔。
8.根据权利要求5所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的回油毛细管与回油浮子滤网篮靠近底部的侧面连通，回油浮子回落至底部时，能够实现对回油毛细管管口的完全封堵。
9.根据权利要求8所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的回油毛细管与回油模块装置组成的回油管路系统根据回油模块装置所处位置的由低到高，依次包括并联设置，且均与回气管连通的第一回油管路系统、第二回油管路系统、第三回油管路系统和第四回油管路系统。
10.根据权利要求9所述的多通道回油浮子式气液分离器，其特征在于：所述的第一回油管路系统包括一端与回气管连通，另一端与低位回油模块连接的低位回油毛细管；所述的第二回油管路系统包括一端与回气管连通，另一端与次低位回油模块连接的次低位回油毛细管；第三回油管路系统包括一端与回气管连通，另一端与次高位回油模块连接的次高位回油毛细管；第四回油管路系统包括一端与回气管连通，另一端与高位回油模块连接的高位回油毛细管。
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