CN111578564A - 一种气液分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种气液分离效率高、冷媒换热效果好的气液分离装置，包括内筒体、外筒体、上封头、下封头、气液分离组件和换热组件，所述上封头和下封头分别封堵所述外筒体的上端和下端，所述上封头上设置有第一流体进口和第二流体出口，所述下封头上设置有第二流体进口和第一流体出口；所述内筒体位于外筒体内部，内筒体外壁面和外筒体内壁面之间间隔一定距离，使得内筒体和外筒体之间形成有环形空间，所述换热组件位于环形空间内；所述内筒体内部安装气液分离组件。

Description

一种气液分离装置

技术领域

本申请涉及空调压缩机零配件领域，具体涉及用于空调压缩机入口前的一种气液分离装置。

背景技术

在空调系统中，采用中间换热器对冷凝器出来的高温冷媒和蒸发器出来的低温冷媒进行换热，以使进入压缩机的冷媒温度升高，制冷模式下还可以使节流前的冷媒温度降低，从而提高蒸发器的制冷效率。多数压缩机只能对气态冷媒进行压缩，如果液态冷媒进入压缩机，会造成液击，损坏压缩机。为了减小压缩机被液击的风险，可以在压缩机入口前安装气液分离器。

现有的气液分离器一般采用集换热和气液分离功能为一体的气液分离装置，气液分离装置包括内筒体、外筒体及位于内筒体和外筒体之间的夹层腔，内筒体内部设置为气液分离区域，外筒体和内筒体之间的夹层腔设置换热组件，进入夹层腔的冷媒与换热组件进行热交换，制冷模式下可以降低流入膨胀阀的冷媒温度，提高制冷效果，并且可以进一步减少压缩机液击现象。因此，一方面增强夹层腔内换热管与冷媒的换热效果，另一方面优化内筒体内气液分离效果，都可以有效减少压缩机液击现象。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种气液分离效率高、冷媒换热效果好的气液分离装置。

本发明采用的技术方案如下：一种气液分离装置，包括内筒体、外筒体、上封头、下封头、气液分离组件和换热组件，所述上封头和下封头分别封堵所述外筒体的上端和下端，所述上封头上设置有第一流体进口和第二流体出口，所述下封头上设置有第二流体进口和第一流体出口；所述内筒体位于外筒体内部，内筒体外壁面和外筒体内壁面之间间隔一定距离，使得内筒体和外筒体之间形成有环形空间，所述换热组件位于环形空间内；所述内筒体的上端安装隔板，所述隔板与上封头固定连接，且隔板与上封头之间形成有过流腔，所述过流腔连通所述环形空间，所述内筒体的下端与下封头相对固定的抵靠在一起，使得内筒体的内部空间与所述环形空间在内筒体下端不连通；所述气液分离组件设置于内筒体内部，包括中心管、套管、遮流板、导流翅片组，套管套设于中心管的外侧，遮流板设于中心管和套管的上方，且遮流板上具有一个通孔，中心管一端穿过该通孔使遮流板套设于中心管上部，遮流板的通孔的周侧与所述隔板固定连接在一起，且所述隔板与遮流板的通孔相对应位置处也设有通孔，所述中心管内部流道向上可依次通过遮流板的通孔和隔板的通孔从而与所述过流腔连通；所述遮流板从遮流板通孔周围倾斜向下延伸有外延部，所述外延部的外边缘垂直向下延伸有导流部，所述导流部与内筒体之间留有空隙，以使得流体能够从导流部和内筒体之间的空隙流过；所述导流翅片组包括多条螺旋形导流翅片，其设置在导流部外表面并沿导流部外壁面螺旋向下，所述多条螺旋形导流翅片外周侧与内筒体的内壁面之间留有环形间隙，即从导流部和内筒体之间的空隙流过的流体大部分受导流翅片组导流作用形成旋流向下流动，少量流体可沿内筒体内壁面附件的环形间隙直接向下流动，以迅速冲刷受旋流离心力而分离附着在内筒体内壁面上的液体；

套管的内壁面与中心管的外壁面之间间隔预设距离，以使套管的内壁面与中心管的外壁面之间形成供流体流动的通道，套管远离隔板的一端密封，使得套管的内部空间与内筒体的内部空间不连通。中心管的下端与套管的下端面之间留有空隙，以使流体可从中心管的底端进入中心管；

所述套管靠近上端开口的外壁面上还设置有消沫板，所述消沫板由支撑板固定，所述支撑板是从套管外壁面径向向外延伸的环形板，所述消沫板设置在支撑板外边缘并向上延伸一定高度，所述高度使得消沫板与遮流板的外延部不接触，所述消沫板上侧设置为锯齿状，所述支撑板上还设置有多个贯穿支撑板上下表面的小孔。

所述换热组件包括换热管、第一管接头和第二管接头，换热管为缠绕在内筒体外壁面的螺旋形管，所述第一管接头将换热管与上封头上的第二流体出口连通，所述第二管接头将换热管与下封头上的第二流体进口连通。所述换热管外壁面上设置多道沿换热管管体径向伸出的翅片。

所述上封头的第一流体进口贯穿上封头并延伸至内筒体内部空间的遮流板上方，且所述第一流体进口与所述过流腔不连通；所述下封头的第一流体出口贯穿下封头与内筒体和外筒体之间的环形空间连通，供流体经过气液分离和换热后流出气液分离装置。

所述套管下端与内筒体下端面之间还设置有过滤组件，所述过滤组件包括滤网和支架，支架抵接于套管和内筒体下端面之间，用于固定滤网和固定套管，防止套管在内筒体内部的晃动。套管的底面还设有至少一个轴向贯穿的通孔，该通孔的过流流体通过所述滤网进行过滤，防止杂质通过该通孔进入中心管。

本发明的气液分离装置工作过程说明如下：要进入空调压缩机的冷媒流体首先从上封头的第一流体进口进入气液分离装置，流体沿遮流板外延部向下流动，并在遮流板导流部外周侧的导流翅片组作用下，形成旋转向下的旋流，冷媒流体中混杂的液体在旋流离心力作用下加速甩向外侧并附着在内筒体内壁面上，并被向下流动的冷媒流体冲刷加速流至内筒体底部；

冷媒流体中的气体通过导流部后折返向上流动，气体中的液体在套管上端外周面的锯齿状消沫板的作用下被进一步过滤留置，而经过气液分离的气体从所述套管的上端开口进入套管与中心管之间的流道空间，并沿该流道向下流动从中心管的底部进入中心管，然后沿中心管向上流动，经过流腔进入内筒体与外筒体之间的环形空间，在该环形空间内与换热管进行热量交换，环形空间内的气体从上向下流动并经下封头的第一流体出口排出气液分离装置，换热管内部的流体从下封头的第二流体进口进入换热管并从下向上流动，经上封头的第二流体出口排出气液分离装置。

本发明的优点在于：

1、进入内筒体的冷媒流体在旋流和消沫板的双重作用下，基本过滤出了冷媒流体中混杂的液体，然后经中心管和套管组成的上下折返流道再次进行气液分离，强化了本发明气液分离装置的分离效果，有效降低了压缩机的液击现象；

2、换热管外壁面设置多个径向凸起的翅片，在不改变气液分离装置整体体积大小的情况下增大了换热面积，从而提升了气液分离装置的换热效果；

3、导流翅片组与内筒体内壁面之间留有间隙，流体形成旋流的同时流阻增加较小，气液分离性能提升但对经济效益损益较小。

附图说明

图1是本发明气液分离装置整体结构轮廓示意图；

图2是本发明气液分离装置拆分结构示意图；

图3是本发明气液分离装置内筒体内部组件结构示意图；

图4是本发明气液分离装置剖面结构示意图；

图5是本发明气液分离装置气液分离组件剖面结构示意图；

图6是本发明气液分离装置的遮流板轮廓结构示意图；

图7是本发明气液分离装置换热组件结构示意图；

图中：1、内筒体，2、外筒体，3、上封头，3-1、第一流体进口，3-2、第二流体出口，4、下封头，4-1、第一流体出口，4-2、第二流体进口，5、气液分离组件，5-1、中心管，5-2、套管，5-3、遮流板，5-3-1、外延部，5-3-2、导流部，5-4、导流翅片组，5-5、消沫板，5-6、支撑板，6、换热组件，6-1、第一管接头，6-2、第二管接头，6-3、换热管，7、隔板，8、过滤组件，8-1、滤网，8-2、支架，9、过滤装置。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的位置限定用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

图1是本发明气液分离装置整体结构轮廓示意图，图2是本发明气液分离装置拆分结构示意图，如图所示，本发明的气液分离装置，包括内筒体1、外筒体2、上封头3、下封头4、气液分离组件5和换热组件6，所述上封头3和下封头4分别封堵所述外筒体2的上端和下端，所述内筒体1位于外筒体2内部，内筒体1外壁面和外筒体2内壁面之间间隔一定距离，使得内筒体1和外筒体2之间形成有环形空间，所述换热组件6位于环形空间内。

图3是本发明气液分离组件爆炸结构示意图，图4是本发明气液分离装置剖面结构示意图，如图所示，所述上封头3上设置有第一流体进口3-1和第二流体出口3-2，所述下封头4上设置有第二流体进口4-2和第一流体出口4-1；所述内筒体1的上端安装隔板7，所述隔板7与上封头3固定连接，且隔板7与上封头3之间形成有过流腔，所述过流腔连通所述环形空间，所述内筒体1的下端与下封头4相对固定的抵靠在一起，使得内筒体1的内部空间与所述环形空间在内筒体1下端不连通；优选的，所述内筒体1的下端与下封头4之间还设置有过滤装置9，并通过所述过滤装置实现内筒体1与下封头4之间的相对固定，所述过滤装置用于过滤流出气液分离装置的流体内杂质，防止杂质进入压缩机。

所述气液分离组件5设置于内筒体1内部，包括中心管5-1、套管5-2、遮流板5-3、导流翅片组5-4，套管5-2套设于中心管5-1的外侧，遮流板5-3设于中心管5-1和套管5-2的上方，且遮流板5-3上具有一个通孔，中心管5-1一端穿过该通孔使遮流板5-3套设于中心管上部，遮流板5-3的通孔的周侧与所述隔板7固定连接在一起，且所述隔板7与遮流板5-3的通孔相对应位置处也设有通孔，所述中心管内部流道向上可依次通过遮流板5-3的通孔和隔板7的通孔从而与所述过流腔连通；所述遮流板5-3从遮流板5-3通孔周围倾斜向下延伸有外延部5-3-1，所述外延部5-3-1的外边缘垂直向下延伸有导流部5-3-2，所述导流部5-3-2与内筒体1之间留有空隙，以使得流体能够从导流部5-3-2和内筒体1之间的空隙流过；所述导流翅片组5-4包括多条螺旋形导流翅片，其设置在导流部5-3-2外表面并沿导流部外壁面螺旋向下，所述多条螺旋形导流翅片外周侧与内筒体1的内壁面之间留有环形间隙，即从导流部5-3-2和内筒体1之间的空隙流过的流体大部分受导流翅片组5-4导流作用形成旋流向下流动，少量流体可沿内筒体1内壁面附件的环形间隙直接向下流动，以迅速冲刷受旋流离心力而分离附着在内筒体1内壁面上的液体；

套管5-2的内壁面与中心管5-1的外壁面之间间隔预设距离，以使套管5-2的内壁面与中心管5-1的外壁面之间形成供流体流动的通道，套管5-2远离隔板7的一端密封，使得套管5-2的内部空间与内筒体1的内部空间在套管下端不连通。中心管5-1的下端与套管5-2的下端面之间留有空隙，以使流体可从中心管5-1的底端进入中心管；

所述套管5-2靠近上端开口的外壁面上还设置有消沫板5-5，所述消沫板由支撑板5-6固定，所述支撑板5-6是从套管5-2外壁面径向向外延伸的环形板，所述消沫板5-5设置在支撑板外边缘并向上延伸一定高度，所述高度使得消沫板5-5与遮流板5-3的外延部不接触，所述消沫板5-5上侧设置为锯齿状，所述支撑板5-6上还设置有多个贯穿支撑板上下表面的小孔。

所述上封头3的第一流体进口3-1贯穿上封头3并延伸至内筒体1内部空间的遮流板5-3上方，且所述第一流体进口3-1与所述过流腔不连通；所述下封头4的第一流体出口4-1贯穿下封头4并与内筒体和外筒体之间的环形空间连通，供流体经过气液分离和换热后流出气液分离装置。

所述套管5-2下端与内筒体1下端面之间还设置有过滤组件8，所述过滤组件8包括滤网8-1和支架8-2，支架8-2抵接于套管5-2和内筒体1下端面之间，用于固定滤网8-1和固定套管5-2，防止套管5-2在内筒体1内部的晃动。套管5-2的底面还设有至少一个轴向贯穿的通孔，该通孔的过流流体通过所述滤网进行过滤，防止杂质通过该通孔进入中心管。

图5是本发明气液分离装置气液分离组件剖面结构示意图；图6是本发明气液分离装置的遮流板轮廓结构示意图；如图所示，气液分离组件中遮流板5-3的中心孔套于中心管5-1上端，遮流板5-3的外延部5-3-1和导流部5-3-2笼罩住套管5-2的上端进口，防止流体进入气液分离装置的内筒体后直接进入套管，导流部5-3-2的外周面设置有由多条旋流翅片组成的导流翅片组5-4，使得沿导流部5-3-2向下流动的流体形成旋流，套管5-2的上端还通过支撑板5-6安装有消沫板5-5，所述支撑板5-6是安装在套管5-2外后面的环形板，所述消沫板5-5是套在套管5-2上端外侧的筒体结构，其下端与支撑板5-6固定安装，其上端设置有一圈锯齿状的消沫结构。

如图6所示，是本发明气液分离装置换热组件结构示意图，所述换热组件6包括换热管6-3、第一管接头6-1和第二管接头6-2，换热管6-3为缠绕在内筒体1外壁面的螺旋形管，所述第一管接头6-1将换热管6-3与上封头3上的第二流体出口3-2连通，所述第二管接头6-2将换热管6-3与下封头4上的第二流体进口4-2连通。图6是本发明换热管结构示意图，如图所示，所述换热管外壁面上设置多道沿换热管6-3管体径向伸出的翅片，用以增大换热管的换热面积。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种等效结构或等效流程的修改或变形，或直接或间接运用到其他相关的技术领域，仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种气液分离装置，包括内筒体、外筒体、上封头、下封头、气液分离组件和换热组件，所述上封头和下封头分别封堵所述外筒体的上端和下端，所述上封头上设置有第一流体进口和第二流体出口，所述下封头上设置有第二流体进口和第一流体出口；所述内筒体位于外筒体内部，内筒体外壁面和外筒体内壁面之间间隔一定距离，使得内筒体和外筒体之间形成有环形空间，所述换热组件位于环形空间内；所述内筒体的上端安装隔板，所述隔板与上封头固定连接，且隔板与上封头之间形成有过流腔，所述过流腔连通所述环形空间，所述内筒体的下端与下封头相对固定的抵靠在一起，使得内筒体的内部空间与所述环形空间在内筒体下端不连通；所述气液分离组件设置于内筒体内部，包括中心管、套管、遮流板、导流翅片组，套管套设于中心管的外侧，遮流板设于中心管和套管的上方，且遮流板上具有一个通孔，中心管一端穿过该通孔使遮流板套设于中心管上部，遮流板的通孔的周侧与所述隔板固定连接在一起，且所述隔板与遮流板的通孔相对应位置处也设有通孔，所述中心管内部流道向上可依次通过遮流板的通孔和隔板的通孔从而与所述过流腔连通；所述遮流板从遮流板通孔周围倾斜向下延伸有外延部，所述外延部的外边缘垂直向下延伸有导流部，所述导流部与内筒体之间留有空隙，以使得流体能够从导流部和内筒体之间的空隙流过，

套管的内壁面与中心管的外壁面之间间隔预设距离，以使套管的内壁面与中心管的外壁面之间形成供流体流动的通道，套管远离隔板的一端密封，中心管的下端与套管的下端面之间留有空隙，

所述换热组件包括换热管、第一管接头和第二管接头，换热管为缠绕在内筒体外壁面的螺旋形管，所述第一管接头将换热管与上封头上的第二流体出口连通，所述第二管接头将换热管与下封头上的第二流体进口连通，

所述上封头的第一流体进口贯穿上封头并延伸至内筒体内部空间的遮流板上方，且所述第一流体进口与所述过流腔不连通；所述下封头的第一流体出口贯穿下封头与内筒体和外筒体之间的环形空间连通。

2.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征还在于，所述导流部导流部外周面还设置有导流翅片组，所述导流翅片组包括多条螺旋形导流翅片，其设置在导流部外表面并沿导流部外壁面螺旋向下，所述多条螺旋形导流翅片外周侧与内筒体的内壁面之间留有环形间隙。

3.根据权利要求1所述的气液分离装置，其特征还在于，所述套管靠近上端开口的外壁面上还设置有消沫板，所述消沫板由支撑板固定，所述支撑板是从套管外壁面径向向外延伸的环形板，所述消沫板设置在支撑板外边缘并向上延伸一定高度，所述高度使得消沫板与遮流板的外延部不接触，所述消沫板上侧设置为锯齿状，所述支撑板上还设置有多个贯穿支撑板上下表面的小孔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的气液分离装置，其特征还在于，所述套管下端与内筒体下端面之间还设置有过滤组件，所述过滤组件包括滤网和支架，支架抵接于套管和内筒体下端面之间，用于固定滤网和固定套管，防止套管在内筒体内部的晃动。

5.根据权利要求4所述的气液分离装置，其特征还在于，套管的底面还设有至少一个轴向贯穿的通孔。

6.根据权利要求1-5任一项所述的气液分离装置，其特征还在于，所述内筒体1的下端与下封头4之间还设置有过滤装置9，并通过所述过滤装置实现内筒体1与下封头4之间的相对固定。

7.根据权利要求4所述的气液分离装置，其特征还在于，换热管外壁面设置多个径向凸起的翅片。

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