CN109990516B - 一种油分离器及其制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种油分离器，包括器体、与所述器体连通的进口管以及出口管，所述进口管具有伸入所述器体内部的进口管段，所述出口管具有伸入所述器体内部的出口管段，所述出口管段具有进口端部；还包括用于除去流体中油雾的油雾分离组件，所述油雾分离组件包括吸附元件和安装部，所述安装部将所述吸附元件安装于所述进口端部。本发明中的油分离器通过重力沉降分离和吸附分离两种作用实现气态制冷剂与油滴的分离，从而大大提高该油气分离器的分离性能。另外，本发明还提供一种制冷系统。

Description

一种油分离器及其制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷控制技术领域，特别涉及一种油分离器及其制冷系统。

背景技术

油分离器一般用于中型及大型制冷系统中，安装于压缩机与冷凝器之间，用于分离气态制冷剂和油滴。该油分离器主要包括进口管、出口管和回油管，其中，进口管与压缩机的出口管相连，用于将压缩机中含有油滴的气态制冷剂通入油分离器中，出口管与冷凝器的入口管相连，在该油分离器中分离油滴后的气态制冷剂通过出口管进入冷凝器，回油管与压缩机的回油管相连，分离后油分离器中的油滴通过回油管回到压缩机。

在制冷系统中，当冷凝器中的气态制冷剂混合有油滴时，该油滴会影响冷凝器的换热效果，因此，气态制冷剂从压缩机排出进入冷凝器之前，需要经过该油气分离器除去其中的润滑油。为了保证制冷剂在冷凝器中具有较高的换热效率，需尽量提高油气分离器的分离效果。

有鉴于此，如何提供设计一种油分离器以对气液混合冷媒进行更好的分离是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种油分离器，包括器体、与所述器体连通的进口管以及出口管，所述进口管具有伸入所述器体内部的进口管段，所述出口管具有伸入所述器体内部的出口管段，所述出口管段具有进口端部；

还包括油雾分离组件，所述油雾分离组件包括吸附元件和安装部，所述安装部将所述吸附元件安装于所述进口端部。

本发明的油分离器中，流体从进口管段排出后，能够在重力的作用下实现初步分离，且分离后的流体进入出口管的出口管段之前，还能够通过固定于出口管段的进口端部的油雾分离组件实现进一步吸附分离，且吸附分离除能够体积较大的油滴外，对体积较小的油滴同样具有较高的分离效率。因此，本发明中的油分离器通过重力沉降分离和吸附分离两种作用实现气态制冷剂与油滴的分离，从而提高该油气分离器的分离性能。

所述安装部包括固定连接的挡网部和过滤元件，所述吸附元件位于二者围成的空腔内，所述挡网部与所述进口端部固定。

所述进口端部为扩口部，所述油分离组件还包括分别与所述进口端部和所述挡网部固定的网箍，所述网箍具有容纳槽，所述挡网部压配装入所述容纳槽中。

所述挡网部的高度H₁小于所述网箍的高度H₂，所述进口端部的高度H₃与所述网箍的高度H₂相匹配。

所述进口管段包括出口端部，所述出口端部为斜切口结构，所述器体上端设有端盖，所述出口端部靠近所述器体内壁，或靠近所述端盖，或靠近所述器体端部。

所述出口端部为向下倾斜的斜切口结构。

所述器体上端设有端盖，所述进口管和所述出口管均固定于所述端盖，所述进口管段为弯曲部，且位于所述进口端部上方。

所述器体的上端封闭，形成所述油分离器的顶部，所述进口管和所述出口管均固定于所述顶部，所述进口管段为弯曲部，且位于所述进口端部上方。

所述出口管段具有至少一个弯折段和至少两个直段，所述弯折段位于相邻所述直段之间。

所述器体上端设有端盖，所述进口管与所述器体的端部固定连接，所述出口管与所述端盖固定连接，所述进口管段为弯曲部，且位于所述进口端部上方。

另外，本发明还提供一种制冷系统，包括油分离器，其中，所述油分离器为以上所述的油分离器。

附图说明

图1为本发明所提供油分离器在第一种具体实施例中的结构示意图；

图2为图1的透视图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2中进口管的结构示意图；

图5为图2中油雾分离组件的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为图2中出口管的结构示意图；

图8为本发明所提供油分离器在第二种具体实施例中的透视图；

图9为图8中进口管的结构示意图；

图10为本发明所提供油分离器在第三种具体实施例中的透视图；

图11为本发明所提供油分离器在第四种具体实施例中的透视图。

图1-11中：

1器体、11端盖、12下端盖、13回油管、14安装脚、15顶部、16底部；

2进口管、21进口管段、211出口端部、A上管壁、B下管壁；

3出口管、31出口管段、311弯折段、312直段、313进口端部；

4油雾分离组件、41安装部、411网箍、412过滤元件、413挡网部。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考附图1-9，其中，图1为本发明所提供油分离器在第一种具体实施例中的结构示意图；图2为图1的透视图；图3为图2的俯视图；图4为图2中进口管的结构示意图；图5为图2中油雾分离组件的结构示意图；图6为图5的俯视图；图7为图2中出口管的结构示意图；图8为本发明所提供油分离器在第二种具体实施例中的透视图；图9为图8中进口管的结构示意图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种油分离器，安装于大型制冷系统中压缩机与冷凝器之间，用于分离气态制冷剂和油滴，如图1和图2所示，该油分离器包括器体1和封闭器体1轴向两端的端盖11和下端盖12，三者围成封闭的器体内腔，且器体1通过安装脚14固定于地面。同时，该油分离器还包括进口管2、出口管3和回油管13，其中，进口管2与压缩机的出口管相连，用于将压缩机中含有油滴的气态制冷剂通入器体内腔中，出口管3与冷凝器的入口管相连，在该器体内腔中分离油滴后的气态制冷剂通过出口管3进入冷凝器，回油管13与压缩机的回油管相连，分离后器体内腔中的油滴通过回油管13回到压缩机，从而实现气态制冷剂的油分离。

上述油分离器工作时，从压缩机出口端排出的流体(包括气态制冷剂和油滴)经进口管2进入器体内腔时，流动截面增大，流体的流速降低，由于流体中油滴的密度远大于气态制冷剂的密度，因此在重力作用下，油滴向下运动，而气态制冷剂向上运动，从而实现气态制冷剂与油滴的重力沉降分离。

但是，该油气分离器通过重力沉降分离油滴时，能够分离体积较大的油滴，但是对体积较小的油滴分离效率较低，导致从出口管3排出的气态制冷剂中仍然存在润滑油，即该油分离器的分离效率较大，从而影响冷凝器的换热效率。

为了解决该技术问题，本发明提供的油分离器中，出口管3伸入器体1内部的出口管段31具有进口端部313，该进口端部313连接有用于除去流体中油雾的油雾分离组件4，其中，该油雾分离组件4包括吸附元件和安装部41，且吸附元件通过该安装部41安装于进口端部313。

本发明的油分离器中，流体从进口管段21的出口端部211排出后，能够在重力的作用下实现初步分离，且分离后的流体进入出口管3的出口管段31之前，还能够通过固定于出口管段31的进口端部313的油雾分离组件4实现进一步吸附分离，且吸附分离除能够体积较大的油滴外，对体积较小的油滴同样具有较高的分离效率。因此，本发明中的油分离器通过重力沉降分离和吸附分离两种作用实现气态制冷剂与油滴的分离，从而大大提高该油气分离器的分离性能。

具体地，如图5和图6所示，该油雾分离组件4包括安装部41及位于该安装部41内腔的吸附元件(图中未示出)，其中，安装部41固定于上述进口端部33，吸附元件为多孔结构，具体可通过不锈钢金属丝缠绕形成，或者为其它多孔结构，只要能够吸附流体中的油雾即可。另外，吸附元件的孔径大小及孔的数量能够根据实际需要调节，以便改变吸附元件的吸附能力，例如调节不锈钢金属丝的松紧度。

如图5所示，该安装部41为网状的筒形结构，其内腔用于放置上述吸附元件，从而使得流体能够进入安装部41的内腔。具体地，该安装部41包括筒状的过滤元件412，该过滤元件412用于过滤流体中的杂质和大体积的油滴，且吸附元件位于筒状过滤元件412内腔。

例如，过滤元件412可为不锈钢金属丝形成的网状结构，常用的过滤元件412为60目，当然，也可根据实际需要任意设定。

需要说明的是，本发明中的安装部41并非仅限于为图5所示的圆筒形结构，也可为其它任意结构，只要能够容置吸附元件即可，例如，可为长方体、圆锥体等形状的筒状结构。

同时，如图5所示，上述安装部41与进口端部33相连的出口设置有挡网部413，挡网部413伸入过滤元件412内并与其固定，且该挡网部413开设有若干网孔，使得油雾分离组件4内的流体经挡网部413的网孔进入出口管3。该挡网部413与筒状过滤元件412能够固定吸附元件，并过滤流体中的杂质。

具体地，挡网部413可通过黄铜网带形成，或通过在黄铜带上冲孔形成，其孔径可为Φ1.5mm左右。可以理解，该挡网部413的网孔数量越多、孔径越小时，能够提高流体进入出口管3的均匀性。

同时，如图5所示，为了实现安装部41(包括挡网部413、过滤元件412和吸附元件)与进口端部33的连接，该安装部41还包括网箍411，该网箍411铆压于过滤元件412外侧，并与进口端部33的内径配合相连。

具体地，装配时，挡网部413的高度H₁小于网箍411的高度H₂，且进口端部313的高度H₃与网箍411的高度H₂相匹配。

更具体地，网箍411可通过黄铜丝带形成。

进一步地，为了解决上述技术问题，本发明提供的油分离器中，进口管段21的出口端部211为斜切口结构，且其与器体1内壁之间具有预定距离，以使从该出口端部211排出的流体能够冲击器体1内壁。

本发明中，由于进口管2内的流体具有一定的压力和速度，出口端部211设置斜切口后，流体从出口端部211排出时，能够以一定角度冲击器体1内壁，并在器体1内壁作用下朝向大致相反的方向流动，此时，器体1内壁对流体的作用力与流体的运动方向之间具有一定角度，从而使得流体冲击器体1内壁后在器体内腔内旋转流动，由于流体中气态制冷剂与油滴密度的差异，使得二者在旋转流动过程中受到的离心力不同，油滴由于受到较大的离心力而被甩出，从而实现气态制冷剂与油滴的离心分离。

另外，流体进入器体内腔后，因流动截面增大，流速降低，除发生离心分离外，气态制冷剂与油滴因密度不同还发生重力沉降分离。

同时，离心式分离除能够体积较大的油滴外，对体积较小的油滴同样具有较高的分离效率(体积较小的油滴受到的离心力大于气态制冷剂)。因此，本发明中的油分离器通过重力沉降分离、离心分离和吸附分离三种作用实现气态制冷剂与油滴的分离，从而大大提高该油气分离器的分离性能。

需要说明的是，上述预定距离为能够使得从出口端部211排出的流体冲击器体1内壁、同时经器体1内壁反射的流体对进口管段21内流体的流场影响较小或可忽略的距离，即出口端部211与器体1内壁之间的预定距离并非越小越好，需综合考虑上述两方面的因素设置。

具体地，该斜切口相对于进口管2的轴线倾斜，且其倾斜方向向下。

本实施例中，该进口管2如图4所示，当其出口端部211的斜切口结构向下倾斜，流体从该出口端部211排出时，流体在上管壁A处的压力先减小，在下管壁B处的压力后减小，使得流体在出口端部211上下管壁之间具有压差(同一竖直线上，下管壁B处的压力大于上管壁A处的压力)，在该压差作用下，流体从出口端部211排出后有一定程度向上运动的趋势。

基于此，如图2所示，该油分离器的进口管2设置向下倾斜的斜切口时，从该出口端部211排出的流体冲击器体1内壁的a位置，而设置平行于器体1内壁的出口端面时，从该出口端面排出的流体冲击器体内壁的b位置，如上所述，在上述上下管壁的压差作用下，a位置位于b位置的上方。

因此，本实施例中，进口管2设置倾斜的出口端面21时，能够促进流体倾斜冲击器体1内壁，有助于经器体1内壁反射后的流体形成旋转流动，进而提高离心分离的效率。同时，该出口端面21向下倾斜时，能够增大重力沉降的作用路径，从而提高重力沉降分离的效率，进而能够减小器体1上半部分的尺寸，降低成本，节省安装空间。

具体地，如图4所示，上述出口端部211为向下倾斜的椭圆面。此时，该出口端部211可通过在进口管段21出口处加工倾斜切口形成。

当然，上述出口端部211可为向下倾斜的平面、曲面或阶梯面，只要该出口端面21的上管壁A和下管壁B中，下管壁B更加靠近器体1内壁即可。但是，本实施例中，出口端部211为椭圆面时，具有结构简单、加工方便的优点。

另外，在实际使用时，还可根据实际工况任意设置出口端部211的倾斜角度和方向。

在另一种具体实施例中，进口管2连接有相对于器体1内壁倾斜的导流管，导流管的出口与器体1内壁之间具有上述预定距离。

本实施例中，倾斜设置的导流管对流体具有导向作用，从而促进流体倾斜冲击器体1内壁，有助于经器体1内壁反射后的流体形成旋转流动，从而提高离心分离的效率。同时，导流管出口排出的流体倾斜冲击器体1内壁并经器体1内壁反射后，流体的流动方向远离导流管出口，从而降低反射流体对导流管和进口管2内流场的影响。

具体地，上述导流管相对于进口管2向上倾斜，从而使得流体与器体1内壁接触的位置靠近器体1上方，与不设置导流管相比，能够增大重力沉降的作用路径，从而提高重力沉降分离的效率，进而能够减小器体1上半部分的尺寸，降低成本，节省安装空间。

另一方面，如图2和图3所示的实施例中，进口管2与出口管3均设于端盖11，且进口管2的出口端部211高于出口管3的进口端部313，优选地，出口端部211靠近端盖11或器体1的端部。

本实施例中，当进口管2与出口管3均设于端盖11时，为了方便布置，并避免二者干涉，如图7所示，出口管段31可具有若干弯折段311，且各弯折段311位于相邻两直段312之间。

该出口管3通过设置若干弯折段311和直段312，使得其布置更加灵活。

如图8和图9所示的实施例中，进口管2设于器体1侧壁，出口管3设于端盖11，且进口管2的出口端部211高于出口管3的进口端部313，优选地，出口端部211靠近端盖11或器体1的端部。

以上各实施例中，根据制冷系统中冷凝器和压缩机的布置，进口管2和出口管3均可设为包括若干弯折段的结构，以便实现二者与压缩机和冷凝器的连接。

请继续参考附图10和图11，其中，图10为本发明所提供油分离器在第三种具体实施例中的透视图；图11为本发明所提供油分离器在第四种具体实施例中的透视图。

图10和图11中，该油分离器中器体1轴向的两端仅设有一个端盖，另一端由器体1拉伸成型。如图10所示，该油分离器包括下端盖12，且器体1拉伸形成油分离器的顶部14，此时，进口管2和出口管3均可设于该顶部14。如图11所示，该油分离器包括端盖11，且器体1拉伸形成油分离器的底部15，此时，进口管2和出口管3均可设于端盖11。

以上对本发明所提供的一种制冷系统及其油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方法及其核心思想。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 (9)

1.一种油分离器，其特征在于，包括器体(1)、与所述器体(1)连通的进口管(2)以及出口管(3)，所述进口管(2)具有伸入所述器体(1)内部的进口管段(21)，所述出口管(3)具有伸入所述器体(1)内部的出口管段(31)，所述出口管段(31)具有进口端部(313)；还包括油雾分离组件(4)，所述油雾分离组件(4)包括吸附元件和安装部(41)，所述吸附元件通过所述安装部(41)与所述出口管(3)的所述进口端部(313)固定安装；

所述安装部(41)包括固定连接的挡网部(413)和过滤元件(412)，所述吸附元件位于二者围成的空腔内，所述挡网部(413)与所述进口端部(313)固定连接；

所述进口端部(313)为扩口部，所述油雾分离组件(4)还包括分别与所述进口端部(313)和所述挡网部(413)固定连接的网箍(411)，所述网箍(411)具有容纳槽，所述挡网部(413)压配装入所述容纳槽。

2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述挡网部(413)的高度H₁小于所述网箍(411)的高度H₂，所述进口端部(313)的高度H₃与所述网箍(411)的高度H₂相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的油分离器，其特征在于，所述进口管段(21)包括出口端部(211)，所述出口端部(211)为斜切口结构，所述器体(1)设有端盖(11)，所述出口端部(211)靠近所述器体(1)内壁，或靠近所述端盖(11)，或靠近所述器体(1)的端部。

4.根据权利要求3所述的油分离器，其特征在于，所述出口端部(211)为向下倾斜的斜切口结构。

5.根据权利要求1或2所述的油分离器，其特征在于，所述器体(1)设有端盖(11)，所述进口管(2)和所述出口管(3)均固定于所述端盖(11)，所述进口管段(21)为弯曲部，且位于所述进口端部(313)上方。

6.根据权利要求1或2所述的油分离器，其特征在于，所述器体(1)的端部与所述器体(1)一体成型，所述进口管(2)和所述出口管(3)均固定于所述端部，所述进口管段(21)为弯曲部，且位于所述进口端部(313)上方。

7.根据权利要求5所述的油分离器，其特征在于，所述出口管段(31)具有至少一个弯折段(311)和至少两个直段(312)，所述弯折段(311)位于相邻所述直段(312)之间。

8.根据权利要求5所述的油分离器，其特征在于，所述器体(1)设有端盖(11)，所述进口管(2)与所述器体(1)的所述端部固定连接，所述出口管(3)与所述端盖(11)固定连接，所述进口管段(21)为弯曲部，且位于所述进口端部(313)上方。

9.一种制冷系统，包括油分离器，其特征在于，所述油分离器为权利要求1-8任一项所述的油分离器。

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