CN110701836B - 浮动回油式气液分离器 - Google Patents

浮动回油式气液分离器 Download PDF

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    • F25B43/02Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant

Abstract

本发明公开了一种浮动回油式气液分离器,包括气液分离器本体,以及分别设置在气液分离器本体顶部和底部的气液分离器上端盖和气液分离器下端盖,所述的气液分离器上端盖上设置有进气管,所述的气液分离器本体内设置有浮球回油系统以及与浮球回油系统连接的导向排气管组;所述的导向排气管组通过设置并延伸至在气液分离器本体管壁的外第二导向排气管的排气端与压缩机回气管连接。本发明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。

Description

浮动回油式气液分离器
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浮动回油式气液分离器。
背景技术
随着社会的发展,尤其是科学技术的进步,大大促进了社会生产力的发展,使得人们的生活质量得到了质的飞跃;尤其是对于居住和工作环境温度的改变性控制,使得人们不再为冬季的寒冷和夏季的炎热
伴随着人们对生活环境舒适性的要求越来越高,而改变环境的重要设备的空调成为生活中必不可少的生活设施。同时,由于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。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气化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。或者由于气态制冷剂过热,导致压缩机运行工况恶化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体,并将润滑油带回压缩机,以保证压缩机能正常的运转。
同时,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,由于气态制冷剂过热,导致压缩机运行工况恶化的情况发生。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,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浮动回油式气液分离器是亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中使用的气液分离器的弊病,本发明提供了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浮动回油式气液分离器。
本发明的目的是这样实现的:
浮动回油式气液分离器,包括气液分离器本体2,以及分别设置在气液分离器本体2顶部和底部的气液分离器上端盖7和气液分离器下端盖1,所述的气液分离器上端盖7上设置有进气管6,其特征在于:所述的气液分离器本体2内设置有浮球回油系统以及与浮球回油系统连接的导向排气管组;所述的导向排气管组通过设置并延伸至在气液分离器本体2管壁的外第二导向排气管8的排气端与压缩机回气管连接;
所述的导向排气管组包括纵向平行设置的第一导向排气管5和第二导向排气管8;所述的第一导向排气管5和第二导向排气管8之间通过导向排气管连接板9固定;
所述的第一导向排气管5的上管口A高于进气管6的出口管端B;
所述的浮球回油系统包括与导向排气管组密闭连接的H形浮球回油管组,以及设置在H形浮球回油管组上的浮球10;
所述的浮球回油管组包括纵向平行设置的第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11,第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11之间设置有水平方向的H形管路水平管12;所述的H形管路水平管12两端分别与第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11连通;
所述的第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11上端通过管道密封结构分别与第一导向排气管5和第二导向排气管8的下端插入式连接;所述的H形管路水平管12上套有浮球10,浮球10与H形管路水平管12之间缝隙采用密封连接,保证制冷剂与润滑油不会进入浮球10腔体内;同时H形管路水平管12上设置有一端与H形管路水平管12内的管腔连通,另一端与浮球10的侧下壁与气液分离器内部相通的回油毛细管13,回油毛细管13与H形管路水平管12及浮球10之间缝隙采用密封连接,保证制冷剂与润滑油不会进入浮球10腔体内;
所述的管道密封结构包括分别设置在第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11上端外观壁上的H形管路立管密封环槽15,以及设置在H形管路立管密封环槽15内的密封环4;
所述的第一导向排气管5和第二导向排气管8的下端设置有延长部,延长部的低端设置为半圆型的H形管路立管限位板14;半圆型的H形管路立管限位板14与第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11的连接方式采用过盈配合,待浮球回油管组与导向排气管组安装完成后,安装在第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11的底部,限位板14的底面与第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11的底部平齐。
积极有益效果:本发明公开的浮动回油式气液分离器,不管设备运行工况发生如何变化,因浮球回油系统可以始终浮在制冷剂液体表面,能够保证润滑油顺利返回压缩机,避免传统气液分离器回油孔固定而导致的空调工况不稳定时回油效果差的弊端。同时采用浮动回油式气液分离器在设备停止运行时,可以有效地破坏虹吸现象,防止液态制冷剂汇集到压缩机吸气口引起压缩机事故。
附图说明
图1 为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的导向排气管组装配示意图;
图3为本发明的浮球回油系统的结构剖视示意图;
图4为本发明的H形管路立管限位板与导向排气管装配示意图
图中为:气液分离器下端盖1、气液分离器本体2、第一H形浮球回油管立管3、密封环4、第一导向排气管5、进气管6、气液分离器上端盖7、第二导向排气管8、导向排气管连接板9、浮球10、第二H形浮球回油管立管11、H形管路水平管12、回油毛细管13、半圆型的H形管路立管限位板14、H形管路立管密封环槽15。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例,做进一步的说明:
如图1所示,浮动回油式气液分离器,包括气液分离器本体2,以及分别设置在气液分离器本体2顶部和底部的气液分离器上端盖7和气液分离器下端盖1,所述的气液分离器上端盖7上设置有进气管6,其特征在于:所述的气液分离器本体2内设置有浮球回油系统以及与浮球回油系统连接的导向排气管组;所述的导向排气管组通过设置并延伸至在气液分离器本体2管壁的外第二导向排气管8的排气端与压缩机回气管连接;
如图2所示, 所述的导向排气管组包括纵向平行设置的第一导向排气管5和第二导向排气管8;所述的第一导向排气管5和第二导向排气管8之间通过导向排气管连接板9固定;
所述的第一导向排气管5的上管口A高于进气管6的出口管端B;
所述的浮球回油系统包括与导向排气管组密闭连接的H形浮球回油管组,以及设置在H形浮球回油管组上的浮球10;
如图3所示,所述的浮球回油管组包括纵向平行设置的第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11,第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11之间设置有水平方向的H形管路水平管12;所述的H形管路水平管12两端分别与第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11连通;
所述的第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11上端通过管道密封结构分别与第一导向排气管5和第二导向排气管8的下端插入式连接;所述的H形管路水平管12上套有浮球10,浮球10与H形管路水平管12之间缝隙采用密封连接,保证制冷剂与润滑油不会进入浮球10腔体内;同时H形管路水平管12上设置有一端与H形管路水平管12内的管腔连通,另一端与浮球10的侧下壁与气液分离器内部相通的回油毛细管13,回油毛细管13与H形管路水平管12及浮球10之间缝隙采用密封连接,保证制冷剂与润滑油不会进入浮球10腔体内;
所述的管道密封结构包括分别设置在第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11上端外观壁上的H形管路立管密封环槽15,以及设置在H形管路立管密封环槽15内的密封环4;
如图1、图2、图4所示,所述的第一导向排气管5和第二导向排气管8的下端设置有延长部,延长部的低端设置为半圆型的H形管路立管限位板14;半圆型的H形管路立管限位板14与第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11的连接方式采用过盈配合,待浮球回油管组与导向排气管组安装完成后,安装在第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11的底部,限位板14的底面与第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11的底部平齐。限位板14可以实现对第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11的支撑,避免第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11受重力因素影响向下过度滑动,而上端与第一导向排气管5和第二导向排气管8的连接处脱节造成漏气现象发生。
本发明包括中的进气管6一端连接空调机组蒸发器出气口,另一端直通气液分离器内;所述导向排气管组由第一导向排气管5、导向排气管连接板9和第二导向排气管8组成,第一导向排气管5和第二导向排气管8组成浮球回油系统上下浮动的导向管。同时导向排气管组与浮球回油系统组合,形成气液分离器的制冷剂气体通道。 所述浮球回油系统由H形浮球回油管构成,所述H形浮球回油管是一个H形的带有浮球的管路通道,第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11分别与导向排气管组的第一导向排气管5和第二导向排气管8以及H形管路水平管12组成气液分离器的制冷剂气体通道。浮球10套在H形管路的H形管路水平管12上,H形管路水平管12上有一毛细管13,毛细管13一端与H形管路水平管12内的管腔连通,另一端穿过浮球侧下壁与气液分离器内部相通。第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11上部加工出H形管路立管密封环槽15,H形管路立管密封环槽15内装有密封环4,这样可以保证第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11,与导向排气管组的导向进气管5和导向排气管8连接处不漏气。
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管6进入气液分离器,由于气液分离器进气管6的管径小于气液分离器本体直径,制冷剂流动速度减慢,制冷剂气体中夹杂的较大的液滴,在重力的作用下直接从气体中分离出来。另外制冷剂进入气液分离器后,需要向上从比进气管6出口管端B位置高的第一导向排气管5上管口A进入导向排气管组,携带的液滴在惯性力的作用下与制冷剂气流分离,液滴在此被截留。液态制冷剂和润滑油集聚在气液分离器底部。此时第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11下部管口被液态制冷剂和润滑油封闭,整个管路形成一个密闭的通道。气态制冷剂由第一导向排气管5依次经过第一H形浮球回油管立管3、H形管路水平管12、第二H形浮球回油管立管11、第二导向排气管8流出,经压缩机吸气口被吸入。同时如果气态制冷剂中含有杂质,在惯性力的作用下亦进入气液分离器中,并沉积在气液分离器底部。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较低位置,在液态制冷剂和润滑油浮力的作用下,浮球10浮起。因第二导向排气管8气态制冷剂以一定的流速被压缩机吸入,回油毛细管13与H形管路的水平管道12连接处形成局部的低压,则润滑油经回油毛细管13吸入,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管6进入气液分离器,由于气液分离器进气管6的管径小于气液分离器本体直径,制冷剂流动速度减慢,制冷剂气体中夹杂的较大的液滴,在重力的作用下直接从气体中分离出来。另外制冷剂进入气液分离器后,需要向上从比进气管6出口管端B位置高的第一导向排气管5上管口A进入导向排气管组,携带的液滴在惯性力的作用下与制冷剂气流分离,液滴在此被截留。液态制冷剂和润滑油集聚在气液分离器底部,此时第一H形浮球回油管立管3和第二H形浮球回油管立管11下部管口被液态制冷剂和润滑油封闭,整个管路形成一个密闭的通道。气态制冷剂由第一导向排气管5依次经过第一H形浮球回油管立管3、H形管路水平管12、第二H形浮球回油管立管11、第二导向排气管8流出,经压缩机吸气口被吸入。同时如果气态制冷剂中含有杂质,在惯性力的作用下亦进入气液分离器中,并沉积在气液分离器底部。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,浮球10在液态制冷剂和润滑油的浮力作用下,会随着的液态制冷剂液位升高,而回油毛细管13无论液面如何升高,其吸入口始终处于润滑油层位置,回油毛细管13与H形管路的水平管道12连接处始终处于局部的低压状态,则润滑油被回油毛细管13吸入回气管,与气态制冷剂一起返回压缩机,从而达到回油的目地。
在系统除霜的工况下,在回油毛细管13吸入润滑油回油的同时,部分液态制冷剂流经回油毛细管13时起到节流降压作用,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。
在系统停止工作时,因第一H形浮球回油管立管3、第二H形浮球回油管立管11两管与气液分离器底部相通,能迅速破坏虹吸现象,避免液态制冷剂和润滑油流入压缩机吸气口,引起压缩机事故。
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 (5)

1.浮动回油式气液分离器,包括气液分离器本体,以及分别设置在气液分离器本体顶部和底部的气液分离器上端盖和气液分离器下端盖,所述的气液分离器上端盖上设置有进气管,其特征在于:所述的气液分离器本体内设置有浮球回油系统以及与浮球回油系统连接的导向排气管组;所述的导向排气管组通过设置并延伸至气液分离器本体管壁的外第二导向排气管的排气端与压缩机连接;所述的浮球回油系统包括与导向排气管组密闭连接的H形浮球回油管组,以及设置在H形浮球回油管组上的浮球;所述的H形浮球回油管组包括纵向平行设置的第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管,第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管之间设置有水平方向的H形管路水平管;所述的H形管路水平管两端分别与第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管连通;所述的第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管上端通过管道密封结构分别与第一导向排气管和第二导向排气管的下端插入式连接;所述的H形管路水平管上套有浮球,浮球与H形管路水平管之间缝隙采用密封连接,保证制冷剂与润滑油不会进入浮球腔体内;同时H形管路水平管上设置有一端与H形管路水平管内的管腔连通,另一端与浮球的侧下壁与气液分离器内部相通的回油毛细管,回油毛细管与H形管路水平管及浮球之间缝隙采用密封连接,保证制冷剂与润滑油不会进入浮球腔体内。
2.根据权利要求1所述的浮动回油式气液分离器,其特征在于:所述的导向排气管组包括纵向平行设置的第一导向排气管和第二导向排气管;所述的第一导向排气管和第二导向排气管之间通过导向排气管连接板固定。
3.根据权利要求2所述的浮动回油式气液分离器,其特征在于:所述的第一导向排气管的上管口高于进气管的出口管端。
4.根据权利要求1所述的浮动回油式气液分离器,其特征在于:所述的管道密封结构包括分别设置在第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管上端外观壁上的H形管路立管密封环槽,以及设置在H形管路立管密封环槽内的密封环。
5.根据权利要求1所述的浮动回油式气液分离器,其特征在于:所述的第一导向排气管和第二导向排气管的下端设置有延长部,延长部的低端设置为半圆型的H形管路立管限位板;半圆型的H形管路立管限位板与第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管的连接方式采用过盈配合,待浮球回油管组与导向排气管组安装完成后,安装在第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管的底部,限位板的底面与第一H形浮球回油管立管和第二H形浮球回油管立管的底部平齐。
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Effective date of registration: 20220810

Address after: 230000 Room 203, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee after: Hefei Jiuzhou Longteng scientific and technological achievement transformation Co.,Ltd.

Address before: 467036 Henan province Pingdingshan city new city Longxiang Road

Patentee before: Henan University of Urban Construction

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Effective date of registration: 20221121

Address after: 257000 north of No.8 road and west of No.19 Road, Shengli Industrial Park, Dongying District, Dongying City, Shandong Province

Patentee after: Shandong Xinrui Installation Engineering Co.,Ltd.

Address before: 230000 Room 203, building 2, phase I, e-commerce Park, Jinggang Road, Shushan Economic Development Zone, Hefei City, Anhui Province

Patentee before: Hefei Jiuzhou Longteng scientific and technological achievement transformation Co.,Ltd.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of invention: Floating return oil gas-liquid separator

Effective date of registration: 20230323

Granted publication date: 20210402

Pledgee: Weihai commercial bank Limited by Share Ltd. Dongying branch

Pledgor: Shandong Xinrui Installation Engineering Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980035651