CN111380239B - 自平衡泵液装置、满液式蒸发装置及其制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自平衡泵液装置，及采用自平衡泵液装置的满液式蒸发装置和制冷系统，该满液式蒸发装置将泵液功能部件、泵液阀功能部件、供液阀功能部件、浮球液位控制功能部件、膨胀阀功能部件、自动回油功能部件和用于存储冷冻液的罐体集成于一体，使装置具有很好的结构整体性，便于装置的产业化应用，具有很好的通用性和实用性，并具有为蒸发器泵液，精确控制泵液流量，精确控制罐体内液面高度，精确控制节流量等功能，可应用于各种不同的蒸发制冷领域，可实现采用满液式蒸发技术替代传统的干式热力膨胀蒸发技术，大幅度提高制冷效率，具有广阔的市场前景。

Description

自平衡泵液装置、满液式蒸发装置及其制冷系统
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种自平衡泵液装置、满液式蒸发装置及其制冷系统。
背景技术
在蒸气压缩式制冷系统中，制冷系统的供液方式有干式热力膨胀直接供液和满液式供液两类。干式热力膨胀直接供液分为热力膨胀阀、毛细管、电子膨胀阀三类，干式热力膨胀直接供液方式适合中小型的制冷系统；满液式供液分为重力供液和满液式泵供液，重力供液与满液式泵供液相似，适用于大型单层楼的制冷系统。满液式泵供液方式适合大型的系统，尤其是多层楼的制冷系统。
现有满液式泵供液的制冷系统，主要有以下几个方面的特点：
(1)通常采用卧式浮球式膨胀阀控制制冷剂液面的高度，但采用卧式浮球式膨胀阀结构，不能消除摩擦力和高压液体的影响，从而不能精确控制，仅仅适用于粗放控制。
(2)液体制冷剂的供给量，是通过低压循环桶内卧式浮球式膨胀阀来进行控制的，低压循环桶的容积往往在1000升以上级别，因此，内部需要贮备的制冷剂重量较大。
(3)蒸发器的液体制冷剂由外置泵直接提供，外置泵从普通的低压循环桶内吸取液体制冷剂，外置泵的功率往往在1000瓦以上。
(4)蒸发器中制冷剂循环量是蒸发器的蒸发量的三倍以上。
(5)低进高出，即：液体制冷剂由蒸发器的低端进入，吸热后部份液体蒸发成气体，再从高端被压出，回到低压循环桶。
(6)人工回油：冷冻机油浮于低压循环桶内液面上方，通常需要手动开启放油手阀，冷冻机油流到油换热器加热，回到压缩机吸气端。(对制冷剂R22，R134a，R404A，R407C，R507等制冷剂来说，冷冻机油浮于液面上方；对制冷剂R717即氨制冷剂来说，冷冻机油沉于液体下方。)
(7)总体结构复杂。现有的满液式泵供液技术，技术已经比较成熟，可靠，但目前仅使用在大型制冷系统中，且各个器件功能单一，各自独立，并且存在需要人工操作的缺陷。
因此，虽然采用满液式泵供液方式的制冷系统相对于干式热力膨胀直接供液来说，具有较高的换热效率和较好的冷却效果，并且采用泵供液方式可实现长距离供液，但现有的供液装置往往存在冷冻液供液控制精度不高，液面难以有效控制，并且冷冻机油的回油结构复杂；而且现有的满液式泵供液系统中各器件结构、功能比较单一，各器件之间各自独立，系统整体结构整体复杂，给系统的安装、使用及维护造成很大的不便，自然就不适合中小型的制冷系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自平衡泵液装置及采用该自平衡泵液装置的满液式蒸发装置，以解决现有满液式泵供液系统所存在的整体结构中各功能部件相互独立、系统整体结构复杂，泵液控制精度不高，液面高度难以得到有效控制的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种自平衡泵液装置，包括泵液组件、阀组件和液位感受组件；
所述泵液组件包括转轴、转轴驱动机构和叶轮组件，所述转轴驱动机构包括固定设置在转轴上的电机转子和套设在电机转子外的电机定子，所述转轴内沿其轴线设置有流通通道，所述流通通道一端封闭，另一端延伸至转轴一端端部，所述叶轮组件设置在转轴上，叶轮组件上设置有连通至流通通道的进液口；
所述阀组件包括阀体，阀体内部设置有上端开口、下端封闭的空心结构阀腔，阀体上设置有与阀腔连通的供液口和泵液口，所述供液口位于靠近阀腔开口一端，泵液口位于靠近阀腔封闭一端，所述阀腔内设置有阀套，所述阀套上设置有与供液口之间连通的节流开口，所述泵液口与阀套内部连通；
所述阀组件设置在泵液组件下方，转轴下端伸入到阀套内与阀套之间滑动配合连接，所述转轴的流通通道与阀套内部连通，转轴伸入到阀套内一端的外壁上设置有环槽，初始状态下所述环槽与阀套之间形成封闭的环状腔体，此时供液口通过节流开口与环形腔体之间连通，同时转轴伸入到阀腔底部阻断泵液口与阀套内部之间的连通；
所述液位感受组件用于监测液位的变化，并根据液位的变化驱动转轴上下运动。
上述技术方案中，进一步地，所述转轴上位于环槽上端设置有回水湾，所述回水湾在转轴上形成朝环槽方向开口的腔体结构；优选地所述转轴上位于环槽内设置有环形凸台，所述环形凸台与阀套之间设置有一定的间隙。
上述技术方案中，进一步地，所述阀体上在阀腔内位于供液口所在平面设置有第一环形槽，所述第一环形槽分别与供液口和节流开口连通。
上述技术方案中，进一步地，所述阀体上在阀腔内位于泵液口所在平面设置有第二环形槽，所述第二环形槽分别与泵液口和阀套内部连通。
上述技术方案中，进一步地，所述节流开口为朝阀腔开口方向面积逐渐变小的变截面结构；优选地，所述阀套上节流开口的数量为多个，节流开口对称设置于供液口轴线的两侧。
上述技术方案中，进一步地，所述泵液组件还包括分别设置在电机定子上下两侧的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体与电机定子之间固定连接，所述上壳体和下壳体相对设置将电机转子罩设于两者之间。优选地，所述下壳体内设置有下止推垫片，上壳体内设置有上止推垫片，所述叶轮组件设置在电机转子上方，位于叶轮组件上端设置有上限位片，位于电机转子下端面上设置有下限位片。优选地，所述上壳体顶部设置有顶轴套，所述顶轴套套设在转轴上。
上述技术方案中，进一步地，所述电机转子厚度大于电机定子厚度。
上述技术方案中，进一步地，所述液位感受组件包括浮球，所述浮球与转轴上端转动连接，使浮球可带动转轴上下运动而不会随转轴转动；优选地，所述浮球与转轴之间设置有连接杆，所述连接杆一端与浮球固定连接，另一端与转轴通过一轴承转动连接。
上述技术方案中，进一步地，所述连接杆上固定设置有配重块。
本发明中还提供了一种满液式蒸发装置，包括储液组件和自平衡泵液装置，所述储液组件包括罐体和设置在罐体上的回液管和回气管；所述自平衡泵液装置部分或整体设置在罐体内，使所述浮球和叶轮组件位于罐体内，自平衡泵液装置与罐体之间在连接处密封连接，且阀体的阀腔与罐体之间连通。
上述技术方案中，进一步地，所述自平衡泵液装置整体设置在罐体内，所述阀体固定设置在罐体底部，所述罐体上分别设置有供液孔和泵液孔。
上述技术方案中，进一步地，所述自平衡泵液装置的阀体设置在罐体外，阀体上端固定连接在罐体上，罐体底部与阀体上端面之间密封连接。
上述技术方案中，进一步地，所述罐体底部设置在电机定子的上端面上，罐体底部与电机定子上端面之间密封连接，所述下壳体下端面设置在阀体上，下壳体下端面与阀体上端面密封连接，所述下壳体上端面与电机定子下端面之间密封连接，使电机定子、下壳体和阀体之间形成封闭的容纳腔，所述容纳腔分别与罐体和阀腔连通。
上述技术方案中，进一步地，所述罐体内固定设置有防波浪桶，所述防波浪桶上设置有流通孔，所述浮球设置在防波浪桶内。
上述技术方案中，进一步地，所述罐体内固定设置有回液挡板，所述回液挡板位于回液管管口对应位置处。
上述技术方案中，进一步地，所述罐体内固定设置有回油盒，所述回油盒位于回气管管口对应位置处，回油盒与罐体之间形成回油腔体，所述回油腔体与回气管连通，所述回油腔体与罐体之间设置有可使罐体内的冷冻油流入到回油腔内的回油结构；优选地，所述回油结构为设置在回油盒上的连通孔；或所述回油结构为一设置在罐体内的毛细管，所述毛细管一端伸入到回油腔体，另一端伸入到罐体底部。
本发明中还提供了一种采用满液式蒸发装置的制冷系统，包括蒸发器、满液式蒸发装置、制冷压缩机和冷凝器，所述冷凝器连接满液式蒸发装置的供液口，满液式蒸发装置的泵液口连接蒸发器，蒸发器连接满液式蒸发装置的回液管，满液式蒸发装置的回气管连接制冷压缩机，制冷压缩机连接冷凝器。
本发明所具有的有益效果：
1)该装置打破了中小型制冷系统只能采用干式热力膨胀供液技术的禁锢，实现满液式蒸发技术替代传统的干式蒸发技术，可应用到如冷柜、冰箱、空调、小型冷库等原采用干式蒸发的制冷系统中，从而可大幅提高这些制冷系统的制冷效率，降低成本；同样还可将其应用到大型冷库中，能大幅度降低设备成本，并大幅减少制冷剂的使用量。
2)该装置将泵液功能部件、泵液阀功能部件、供液阀功能部件、浮球液位控制功能部件、膨胀阀功能部件、自动回油功能部件和用于存储冷冻液的罐体集成于一体，使装置具有很好的结构整体性，便于装置的产业化应用，具有很好的通用性和实用性，可应用于各种不同的蒸发制冷领域，具有广阔的市场前景。
3)该装置同时具有为蒸发器泵液，精确控制泵液流量，精确控制罐体内液面高度及精确控制节流量等功能，并且具有很好的工作稳定性。
4)该装置可适用于各种不同类型冷冻液的应用。
5)该装置可用于对旧制冷系统的改造。
附图说明
图1为本发明中自平衡泵液装置结构示意图。
图2为本发明中泵液组件结构示意图。
图3为本发明中阀组件结构示意图。
图4为本发明中叶轮组件结构示意图。
图5为本发明满液式蒸发装置实施方式一结构示意图。
图6为本发明中回油盒结构示意图。
图7为本发明中防波浪桶结构示意图。
图8为本发明满液式蒸发装置实施方式二结构示意图。
图9为本发明满液式蒸发装置实施方式三结构示意图。
图10为本发明制冷系统结构示意图。
图中：1、储液组件，2、泵液组件，3、阀组件，4、液位感受组件；
101、罐体，102、回液管，103、回气管，104、回液挡板，105、回油盒，106、连通孔，108、供液孔，109、泵液孔；
201、上壳体，202、下壳体，203、电机定子，231、连接通孔，204、电机转子，205、转轴，206、叶轮组件，207、流通通道，208、进液口，209、上止推垫片，210、下止推垫片，211、上限位片，212、下限位片，213、环槽，214、环形凸台，215、回水湾，216、顶轴套；
301、阀体，302、上阀套，303、中阀套，304、下阀套，305、供液口，306、泵液口，307、节流开口，308、第一环形槽，309、第二环形槽；
401、浮球，402、连接杆，403、滚珠轴承，404、配重块，405、防波浪桶，406、流通孔；
11、蒸发器，12、满液式蒸发装置，13、制冷压缩机，14、冷凝器。
具体实施方式
本发明中提供了一种自平衡泵液装置，及采用该自平衡泵液装置的满液式蒸发装置，以及采用该满液式蒸发装置的冷却系统；下面结合附图和具体实施例对本发明中涉及的装置和系统进行进一步的说明。
实施一
如图1至4所示，本实施例中的自平衡泵液装置，包括泵液组件2、阀组件3和液位感受组件4。泵液组件2用于实现冷冻液的泵送，阀组件3起到控制阀的作用，用于冷冻液的进液和出液控制，液位感受组件4用于控制液位高度及泵液装置的泵送压力及节流量的调节。
本发明中上述各组件可采用以下结构：
如图2，泵液组件2包括转轴205、转轴驱动机构和叶轮组件206，所述转轴驱动机构包括固定设置在转轴上的电机转子204和套设在电机转子外的电机定子203，所述转轴205内沿其轴线设置有流通通道207，所述流通通道207一端封闭，另一端延伸至转轴一端端部，所述叶轮组件206设置在转轴205上，叶轮组件206上设置有连通至流通通道的进液口208，叶轮组件与转轴同轴设置，如图4为本发明中叶轮组件的一种实施结构示意图，由多个沿圆周方向间隔设置的叶片组成，相邻叶片之间形成进液口，叶轮组件在旋转时将液体吸入到转轴内的流通通道内。
这里电机定子在该装置中为相对电机转子、转轴等固定设置，在装置的使用过程中可通过支撑结构将其固定设置在用于储液的储液罐上或设置在阀组件上，这里不对电机定子的支撑结构进行限定。本实施例中该支撑结构包括分别设置在电机定子203上下两侧的上壳体201和下壳体202，所述上壳体201和下壳体202与电机定子203之间固定连接，所述上壳体201和下壳体202相对设置将电机转子罩设于两者之间。这里通过设置上壳体和下壳体对电机定子进行支撑固定。
电机定子通电后驱动电机转子转动，带动转轴在壳体组件内沿其轴线转动，此时叶轮组件随转轴一起转动，叶轮组件在转动过程中，将冷冻液吸入到转轴内部的连通通道内，这里转轴可采用内部中空的结构，在转轴上端进行封堵。
进一步优选地，所述下壳体202内设置有下止推垫片210，上壳体201内设置有上止推垫片209，所述叶轮组件206设置在电机转子204上方，位于叶轮组件上端设置有上限位片211，位于电机转子下端面上设置有下限位片212。下止推垫片210和上止推垫片209的设置用于限制电机转子的运动行程，从而对转轴上下运动的行程进行控制。同时，通过设置上限位片和下限位片分别与上止推垫片和下止推垫片之间形成滑动配合连接，当叶轮组件、电机转子运动到上止推垫片、下止推垫片位置时，上限位片与上止推垫片或下限位片与下止推垫片之间形成滑动摩擦配合，从而对叶轮组件、电机转子端面进行有效的保护，保证运行的可靠性。
进一步优选地，在上壳体201顶部设置有顶轴套216，顶轴套216套设在转轴上。转轴下端与阀组件之间转动配合，转轴上端与顶轴套之间转动配合，通过阀组件和顶轴套对转轴进行限位以保证转轴运动过程中的稳定性。
本实施例中电机转子204厚度大于电机定子203厚度，使电机转子在壳体组件内上下运动时，电机定子可始终稳定驱动电机转子的转动。这里电子定子的铁芯与电机转子的铁芯之间配合设置，电机定子通电时驱动电机转子转动，电机转子在上止推垫片和下止推垫片之间上下运动时，由于电机转子厚度要大于电机定子厚度，可始终保证电子转子的铁芯被包覆在电机定子的铁芯内，使电机定子可始终驱动电机转子转动。
如图3，阀组件3包括阀体301，所述阀体301内部沿其轴线方向设置有上端开口、下端封闭的空心结构阀腔，阀体301上设置有与阀腔连通的供液口305和泵液口306，所述供液口305位于靠近阀腔开口一端，泵液口306位于靠近阀腔封闭一端，所述阀腔内设置有阀套，所述阀套上位于供液口所在平面位置设置有与供液口之间连通的节流开口307，使泵液口306与阀套内部连通。优选地，节流开口307为朝阀腔开口一侧方向面积逐渐变小的变截面结构。这里阀体可采用中空的柱状结构，在阀体一端设置密封盖板进行封堵，同样可在阀体内部形成上端开口、下端封闭的空心阀腔结构，当然实现上述阀体功能的结构有很多，这里不对阀体的具体结构进行限定。优选地，阀套包括沿阀腔开口端依次设置的上阀套302、中阀套303和下阀套304，所述中阀套303和下阀套304分别设置在泵液口两侧，使泵液口与阀腔之间连通。上阀套和中阀套在连接端面密封配合，节流开口307开设在上阀套的下端位置，方便节流开口的加工。
阀组件3设置在泵液组件2下方，转轴205下端伸入到阀套内与阀套之间滑动配合连接，所述转轴的流通通道207与阀套内部连通，转轴205伸入到阀套内一端的外壁上设置有环槽213；初始状态下所述环槽213与阀套之间形成封闭的环状腔体，此时供液口305通过节流开口307与环形腔体之间连通，同时转轴205伸入到阀腔底部阻断泵液口与阀套内部之间的连通。
本实施例中的液位感受组件4用于监测液位的变化，并根据液位的变化驱动转轴上下运动。具体地，液位感受组件4包括浮球401，所述浮球401与转轴205上端转动连接，使浮球可带动转轴上下运动而不会随转轴转动。优选地，浮球401与转轴205之间设置有连接杆402，所述连接杆402一端与浮球401固定连接，另一端与转轴205通过一滚珠轴承403转动连接，实现转轴与浮球之间的转动连接，使浮球不会随转轴转动同时又能带动及随转轴一起上下运动的功能。
实施例二
本实施例中在转轴205上位于环槽213内设置有环形凸台214，环形凸台214与阀套之间设置有一定的间隙。环形凸台214的外环端面与阀套之间形成环状的均流环通道，冷冻液在进入到环槽内后，经均流环朝环槽上方运动，均流环结构的设置可保证环槽内流体流动方向的均匀性。
环槽213上部在转轴上形成呈三角形环形截面的回水湾215，回水湾在转轴上形成朝环槽方向开口的腔体结构，具体地，所述回水湾215使转轴在回水湾处形成朝下方倾斜的内倒角结构。环槽213内的液体在不断向上流动时，与环槽的回水湾之间发生相互作用，使经环槽进入到罐体内的液体能沿径向方向均匀地喷入到罐体内，减小环槽内的液体在进入罐体中时对转轴轴向方向的作用力，保证转轴的稳定转动，使装置具有更好的稳定性。
实施例三
本实施例中阀体301内位于供液口所在平面设置有水平的第一环形槽308，第一环形槽308与供液口305连通。第一环形槽用于连通供液口和节流开口，同时第一环形槽的环形结构可对经供液口进入的高压流体进行过渡和缓冲，以降低高压液体的压强与冲击对转轴转动的影响。阀体301内位于泵液口所在平面设置有水平的第二环形槽309，第二环形槽309分别与泵液口306和阀套内部连通。通过设置第二环形槽，第二环形槽的环形结构同样起到对高压流体进行过度和缓冲的作用。
阀套上设置有两个节流开口307，节流开口307对称设置于供液口轴线的两侧，与供液口之间错位设置，两个节流开口在阀套上对称设置。两个节流开口对称设置，可使液体经节流开口进入到阀腔中时，对转轴产生方向相反的作用力，使液体在节流开口处对转轴产生的作用力合力为零，从而减小高压液体对转轴转动的影响。
本发明中还涉及一种采用上述实施例一至三中自平衡泵液装置的满液式蒸发装置，包括自平衡泵液装置和储液组件1，所述储液组件1包括罐体101和设置在罐体上的回液管102和回气管103；所述自平衡泵液装置部分或整体设置在罐体内，使所述浮球和叶轮组件位于罐体内，自平衡泵液装置与罐体之间在连接处密封连接，且阀体的阀腔与罐体之间连通。密封结构的罐体101用于存储冷冻液，回液管102用于连接蒸发器11，实现蒸发器与罐体之间冷冻液的循环，并使换热后冷冻液气化得到的气体进入到罐体内，气体通过罐体上设置的回气管进入到制冷压缩机13进行再循环。该满液式蒸发装置可实现对冷冻液供液的精确控制，并且其结构具有很好的整体性能，下面结合具体的实施例对其机构进行进一步的说明。
实施例四
如图5，本发明中的满液式蒸发装置，自平衡泵液装置的阀体301设置在罐体101外，阀体301上端固定连接在罐体101上，罐体101底部与阀体301上端面之间密封连接。
具体地，罐体101底部设置有开口，阀体301设置在罐体101开口处下方，阀体301在位于阀腔开口一端与罐体101之间密封配合连接，使阀腔与罐体之间连通形成密封的腔体。
下面结合本实施例中的满液式蒸发装置结构及其工作原理对该装置的工作过程进行说明，该装置实现对冷冻液供液的精确控制是通过以下五个工作过程来实现的，具体如下：
一、罐体冷却液无进无出
电机定子不通电时，转轴、电机转子等由于自身的重量使下限位片落在下止推垫片之上，此时转轴下端全部伸入到阀体内，由于转轴与阀套之间的密封配合，转轴对阀体与罐体之间的连接进行封闭，将阀腔与罐体之间进行隔离，使高压冷冻液无法经供液口进入高罐体内，从而起到控制进液的作用；此时，转轴与阀套下端密封配合对泵液口进行封堵，罐内的液体同样无法经泵液口流出，起到控制泵液的作用。
二、罐体冷冻液有进无出
电机定子通电后，电机转子初始转动时，电机转子带动转轴及叶轮旋转，叶轮通过进液口吸入冷冻液，冷冻液进入到封闭的流通通道，高速流体在流通通道内形成泵送液体压强，推送转轴在旋转过程中向上移动，此时转轴上的环槽相应的向上移动，环槽上端进入到罐体内，连通罐体和阀腔，经供液口、节流开口进入环槽内的高压液体经环槽进入到罐体内，实现对罐体内供液；此时，转轴与阀套下端仍然密封配合对泵液口进行封堵，罐内的液体无法经泵液口流出。
三、罐内冷冻液大进大出
随着电机转子的稳定旋转，流通通道内的泵送液体压强趋于稳定，此时随着罐内液面的上升，转轴在旋转过程中随浮球继续向上移动，经供液口进入的冷冻液进入到罐体内，为罐体内提供冷冻液；同时，转轴在向上运动过程中，转轴下端解除对泵液口的密封，罐内的冷冻液经流通通道由泵液口泵出，为蒸发器供液。
四、罐内冷冻液控进控出
随着罐内液面的不断升高，浮球带动转轴在旋转中继续向上移动，此时，轴套上的节流开口逐渐被转轴封闭，节流开口的流通面积越来越小，经供液口进入到阀体内的通道逐渐减小，使得进入罐体内的高压冷冻液流量逐渐变小；同时，阀体上的泵液口完全开启，罐内液体被不断泵出，为蒸发器供液。
五、罐内冷冻液不进有出
随着罐内液面的继续升高，浮球带动转轴继续向上移动，轴套上的节流开口被转轴完全封闭，高压冷冻液无法经供液口进入到阀腔内，从而向罐体内的供液过程停止；此时罐内的液体经泵液口不断被泵出，为蒸发器供液，直至上限位片顶在上止推垫片之下。
装置在向蒸发器内不断供液的过程中，此时由于没有了进液，罐体内冷冻液的液面逐渐降低，此时浮球带动转轴向下运动，装置再次进入到上述的第四工作过程(控进控出的状态)，并始终保持在该工作状态下进行工作；通过液体产生的压强、浮球等的浮力、转轴及转子等的自重，这三者之间的平衡控制实现自动的调节，从而实现对蒸发器的稳定、连续供液控制，对节流量的自动调节和控制，及对罐内冷冻液液面的精确控制。
同时，该装置还可以应对各种不同干扰或特殊工况下的自适应调节。例如，当液体产生的压强突然增大时，转轴在压强的作用下会向上运动，进而带动浮球向上运动，使浮球更多地露出液面外，减小浮球的浮力；浮球向上运动，减少供液量，进而液面降低，使三者之间再次达到平衡的状态，实现装置稳定供液过程的自动调节。同样地，当罐内冷冻液因其它原因导致液面过高(或过低)时，此时通过浮球位置的升(降)变化带动转轴位置的升(降)变化，进而减少(或增加)供液节流量的大小，同样可使装置最终进入到第四工作过程(控进控出的状态)的稳定状态，实现稳定供液过程的自动调节。
实施例五
本实施例的满液式蒸发装置中在罐体101内固定设置有防波浪桶405，如图7，防波浪桶405上设置有用于与罐体连通的流通孔406，所述浮球401设置在防波浪桶内。防波浪桶的设置用于减小罐体内液体产生的波动对浮球的影响，保证浮球在罐体内的稳定性，从而减小对转轴转动稳定性的影响。这里罐体内液体的波动主要来自于回液、供液和泵液过程。
优选地，罐体101内设置有回液挡板104，回液挡板104位于与回液管102管口相对的位置。回液挡板的设置用于对经回液管进入到罐体内的液体进行缓冲，减小其对罐内液体的冲击，从而减小对浮球的影响。
实施例六
本实施例的满液式蒸发装置中，在罐体101内设置有回油盒105，所述回油盒105设置于与回气管103对应位置，回油盒105在罐体内形成与罐体隔离的回油腔体，回气管与回油腔体连通，回油盒105上设置有连通孔106，回油腔体与罐体之间通过连通孔连通，使该连通孔位于罐内液体的表层位置。
冷冻液采用氟制冷剂时，由于其内的冷冻机油比重较氟制冷剂要轻，冷冻机油浮在罐内液体的表层，经连通孔进入到回油盒中，经回气管回流到压缩机，从而实现冷冻油的自动回流。
实施例七
当该装置应用到氨制冷系统中时，由于氨制冷剂的比重要小于冷冻机油的比重，此时冷冻机油沉到罐体底部，相应地本实施例满液式蒸发装置中在罐体101内设置有回油盒105，所述回油盒105设置于与回气管对应位置，回油盒105在罐体内形成与罐体隔离的回油腔体，回气管与回油腔体连通，所述回油盒105上设置有毛细管(图中未示出)，毛细管一端从罐内液体的表层位置伸入到回油腔体，另一端伸入到罐体底部。此时通过设置毛细管代替连通孔将罐体底部的冷冻机油吸入到回油盒中实现对冷冻机油的自动回收。
实施例八
本实施例的满液式蒸发装置中在连接杆402上固定设置有配重块404，配重块404的设置用于调节该装置中泵送液体的压力，对装置的泵送扬程进行调节；具体如下：
转轴在转动过程中受到浮球浮力F、泵送液体产生的压力P和自身重力G的作用，配重块用于调节自身重力G的大小。
配重块重量采用如下过程进行确定：
1)确定制冷系统中配套的蒸发器的制冷量(kw)和需要的扬程(m)；
2)基本蒸发量(kg/h)＝制冷量(kw)*单位换算(3.6*103kJ/h/kw)/制冷剂在特定温度下的气液焓差值(kJ/kg)；
3)确定制冷剂的最大循环倍率，在0.1～5.0倍之中选择；
4)确定流量(kg/h)＝基本蒸发量(kg/h)*循环倍率；
5)确定转轴的内部通径D(mm):D2＝4/3.14*流量(kg/h)/制冷剂液体比重(g/mm3)/管道流速的限制(m/s)；
6)确定叶轮的进液口流通面积和外径；
7)泵送液体的压强(kg/mm2)＝需要的扬程(m)*液体比重+管损；
8)泵送液体压力P(kg)＝泵的压强(kg/mm2)*转轴的外径截面积(mm2)；
9)电机功率(w)＝流量(kg/h)*泵的压强(kg/mm2)/(液体比重*电机效率*单位换算(0.102kgm/j)*单位换算(3.6*103kJ/h/kw))；
10)确定电机转子、转轴的自重，及浮球的体积；从而根据所需要的扬程得到对应配重块的重量。
实施例九
如图8，本发明中的满液式蒸发装置，罐体101底部设置在电机定子203的上端面上，罐体101底部与电机定子203上端面之间密封连接，所述下壳体202下端面设置在阀体301上，下壳体202下端面与阀体301上端面密封连接，所述下壳体202上端面与电机定子203下端面之间密封连接，使电机定子、下壳体和阀体之间形成封闭的容纳腔，所述容纳腔分别与罐体和阀腔连通。
本实施例中，上壳体设置在罐体内与罐体之间密封配合连接，电机定子设置在罐体外；将电机定子设置在罐体外，可避免电机定子整体浸泡在冷冻液中，减少了装置中对电机的耐氟耐氨性能的要求，从而可降低电机的成本。
优选地，在电机定子203上设置有连接通孔231，连接通孔用于连接下壳体和上壳体，使下壳体形成的容纳腔和罐体之间能够更好地连通。
实施例十
如图9，本发明中的满液式蒸发装置，自平衡泵液装置整体设置在罐体101内，所述阀体301固定设置在罐体101底部，所述罐体101上分别设置有供液孔108和泵液孔109，使冷凝器能通过供液孔连接到满液式蒸发装置的供液口，蒸发器通过泵液孔连接到泵液口。
实施例十一
本发明中还涉及一种采用满液式蒸发装置的制冷系统，如图10所示，包括蒸发器11、满液式蒸发装置12、制冷压缩机13和冷凝器14，所述冷凝器14连接满液式蒸发装置的供液口305，满液式蒸发装置的泵液口306连接蒸发器，蒸发器11连接满液式蒸发装置的回液管102，满液式蒸发装置的回气管103连接制冷压缩机13，制冷压缩机13连接冷凝器14。
本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.自平衡泵液装置，其特征在于：包括泵液组件、阀组件和液位感受组件；
所述泵液组件包括转轴、转轴驱动机构和叶轮组件，所述转轴驱动机构包括固定设置在转轴上的电机转子和套设在电机转子外的电机定子，所述转轴内沿其轴线设置有流通通道，所述流通通道一端封闭，另一端延伸至转轴一端端部，所述叶轮组件设置在转轴上，叶轮组件上设置有连通至流通通道的进液口；
所述阀组件包括阀体，阀体内部设置有上端开口、下端封闭的空心结构阀腔，阀体上设置有与阀腔连通的供液口和泵液口，所述供液口位于靠近阀腔开口一端，泵液口位于靠近阀腔封闭一端，所述阀腔内设置有阀套，所述阀套上设置有与供液口之间连通的节流开口，所述泵液口与阀套内部连通；
所述阀组件设置在泵液组件下方，转轴下端伸入到阀套内与阀套之间滑动配合连接，所述转轴的流通通道与阀套内部连通，转轴伸入到阀套内一端的外壁上设置有环槽，初始状态下所述环槽与阀套之间形成封闭的环状腔体，此时供液口通过节流开口与环形腔体之间连通，同时转轴伸入到阀腔底部阻断泵液口与阀套内部之间的连通；
所述液位感受组件用于监测液位的变化，并根据液位的变化驱动转轴上下运动。
2.根据权利要求1所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述转轴上位于环槽上端设置有回水湾，所述回水湾在转轴上形成朝环槽方向开口的腔体结构。
3.根据权利要求2所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述转轴上位于环槽内设置有环形凸台，所述环形凸台与阀套之间设置有一定的间隙。
4.根据权利要求1所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述阀体上在阀腔内位于供液口所在平面设置有第一环形槽，所述第一环形槽分别与供液口和节流开口连通。
5.根据权利要求1所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述阀体上在阀腔内位于泵液口所在平面设置有第二环形槽，所述第二环形槽分别与泵液口和阀套内部连通。
6.根据权利要求1所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述节流开口为朝阀腔开口方向面积逐渐变小的变截面结构。
7.根据权利要求4所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述节流开口为朝阀腔开口方向面积逐渐变小的变截面结构。
8.根据权利要求7所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述阀套上节流开口的数量为多个，节流开口对称设置于供液口轴线的两侧。
9.根据权利要求1至8中任一所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述液位感受组件包括浮球，所述浮球与转轴上端转动连接，使浮球可带动转轴上下运动而不会随转轴转动。
10.根据权利要求9所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述浮球与转轴之间设置有连接杆，所述连接杆一端与浮球固定连接，另一端与转轴通过一轴承转动连接。
11.根据权利要求10所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述连接杆上固定设置有配重块。
12.根据权利要求9所述的自平衡泵液装置，其特征在于：所述泵液组件还包括分别设置在电机定子上下两侧的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体与电机定子之间固定连接，所述上壳体和下壳体相对设置将电机转子罩设于两者之间。
13.满液式蒸发装置，其特征在于：包括储液组件和上述权利要求9-11任一所述的自平衡泵液装置，所述储液组件包括罐体和设置在罐体上的回液管和回气管；所述自平衡泵液装置部分或整体设置在罐体内，使所述浮球和叶轮组件位于罐体内，自平衡泵液装置与罐体之间在连接处密封连接，且阀体的阀腔与罐体之间连通。
14.根据权利要求13所述的满液式蒸发装置，其特征在于：所述泵液组件还包括分别设置在电机定子上下两侧的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体与电机定子之间固定连接，所述上壳体和下壳体相对设置将电机转子罩设于两者之间。
15.根据权利要求13或14所述的满液式蒸发装置，其特征在于：所述自平衡泵液装置整体设置在罐体内，所述阀体固定设置在罐体底部，所述罐体上分别设置有供液孔和泵液孔。
16.根据权利要求13或14所述的满液式蒸发装置，其特征在于：所述自平衡泵液装置的阀体设置在罐体外，阀体上端固定连接在罐体上，罐体底部与阀体上端面之间密封连接。
17.根据权利要求14所述的满液式蒸发装置，其特征在于：所述罐体底部设置在电机定子的上端面上，罐体底部与电机定子上端面之间密封连接，所述下壳体下端面设置在阀体上，下壳体下端面与阀体上端面密封连接，所述下壳体上端面与电机定子下端面之间密封连接，使电机定子、下壳体和阀体之间形成封闭的容纳腔，所述容纳腔分别与罐体和阀腔连通。
18.根据权利要求13所述的满液式蒸发装置，其特征在于：所述罐体内固定设置有防波浪桶，所述防波浪桶上设置有流通孔，所述浮球设置在防波浪桶内。
19.根据权利要求13所述的满液式蒸发装置，其特征在于：所述罐体内固定设置有回油盒，所述回油盒位于回气管管口对应位置处，回油盒与罐体之间形成回油腔体，所述回油腔体与回气管连通，所述回油腔体与罐体之间设置有可使罐体内的冷冻油流入到回油腔内的回油结构。
20.根据权利要求19所述的满液式蒸发装置，其特征在于：所述回油结构为设置在回油盒上的连通孔，或所述回油结构为一设置在罐体内的毛细管，所述毛细管一端伸入到回油腔体，另一端伸入到罐体底部。
21.采用权利要求13至20中任一所述满液式蒸发装置的制冷系统，其特征在于：包括蒸发器、满液式蒸发装置、制冷压缩机和冷凝器，所述冷凝器连接满液式蒸发装置的供液口，满液式蒸发装置的泵液口连接蒸发器，蒸发器连接满液式蒸发装置的回液管，满液式蒸发装置的回气管连接制冷压缩机，制冷压缩机连接冷凝器。
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