CN113390209A - 冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压缩机制冷领域，具体涉及一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，包括离心式压缩机，离心式压缩机的侧端固定安装有丙烯冷凝器，丙烯冷凝器的一端固定安装有丙烯储槽，丙烯储槽的一端固定连接有丙烯蒸发器，丙烯蒸发器背离丙烯储槽的一端连接在分离器上，分离器的一端固定连接在离心式压缩机上，分离器的另一端与管束装置相连，且丙烯储罐固定连接在管束装置的侧端上，丙烯输送泵固定安装在丙烯储罐的侧端上。此外，本发明还涉及一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的方法。本发明通过离心式压缩机、分离器、丙烯冷凝器、丙烯储槽与丙烯蒸发器互通使用，可稳定完成向系统内部补充制冷剂的工作，便于在低温的环境使用。

Description

冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置及其方法
技术领域
本发明涉及压缩机制冷领域，具体说是一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置及其方法。
背景技术
离心式压缩机制冷系统具有制冷量大、能耗低、制冷剂可循环利用等优点，在工业生产中得到广泛认可，同时制冷剂多为易燃易爆或有毒有害的介质，化学性质活泼，大量储存或使用时，属于重大危险源，压缩机在日常运行过程中，制冷剂不可避免的会存在一定量的消耗，如离心式压缩机系统长期停车或大修后开车，系统在长期停车期间用氮气将制冷剂导入储槽内，或者检维修期间对制冷系统进行局部或者整体置换，再次开车时大量氮气充斥装置内，机组开车初期需要不断放空氮气提高系统制冷剂纯度，维持制冷系统较好运行工况，离心式压缩机通常使用干气密封系统作为密封方式，基本实现机组介质“零泄漏”，但实际运行中干气密封有微量的工艺气泄漏排入火炬放空管线，这种泄漏也是制冷剂消耗的渠道之一，制冷机组作为制冷心脏，承担低温需求单元的制冷任务。蒸发器完成热交换任务，在反复的制冷剂循环蒸发吸入过程中，蒸发器底部残存少量杂质液体定期排放检查是不必可少的工作，排放过程会有少量的制冷剂会夹带期中造成消耗，为能及时补充制冷系统正常或者非正常原因造成的制冷剂消耗，维持装置稳定高效运转，多数装置设计有制冷剂补充设备，由加压泵将储存容器内(储槽或储罐)的制冷剂加压注入机组出口制冷剂储槽内，实现装置制冷剂的添加。
在各类较大化工企业生产中，压缩制冷装置应用广泛，服务于各种有低温需求的单元操作。该类型的制冷系统通常采用离心式压缩机做功的较多，压缩机吸入气相制冷剂经过压缩做功，提高制冷剂的冷凝温度后，通过常温的空气或循环水即可将气相制冷剂冷却成为液态，液态制冷剂经过管线进入到用户的蒸发器，在蒸发器中减压闪蒸成为气相，制冷剂介质形态的变化需吸收外界的热量，从而达到降温制冷的目的。
通常用泵补充制冷剂的方式方法，在环境温度不低于0℃季节基本可用。原因是多数制冷剂此温度下的饱和蒸气压不算太低。比如氨有429.4Kpa；丙烯有570.6Kpa；通过泵加压能够提高1000Kpa左右，制冷剂背压加泵的增压，出口压力表能达到1500Kpa左右，可以将制冷剂注入装置系统内。如果在我国纬度较高的北方，冬季寒冷天气时常达到-30℃甚至更低，此时制冷剂的饱和蒸气压氨仅有119.5Kpa；丙烯有211.4Kpa；即使通过泵的加压仍不能大于制冷机组压缩机出口压力，无法将制冷剂补充到系统内，给生产装置稳定运行带来风险与隐患，严重时会造成装置内因制冷剂的缺少被迫停运的生产事故。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置及其方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，包括离心式压缩机、分离器、丙烯冷凝器、丙烯储槽、丙烯蒸发器、丙烯输送泵、丙烯储罐和管束装置，所述离心式压缩机的侧端固定安装有丙烯冷凝器，所述丙烯冷凝器的一端固定安装有丙烯储槽，所述丙烯储槽的一端固定连接有丙烯蒸发器，所述丙烯蒸发器背离丙烯储槽的一端连接在分离器上，所述分离器的一端固定连接在离心式压缩机上，所述分离器的另一端与管束装置相连，且所述丙烯储罐固定连接在管束装置的侧端上，所述丙烯输送泵固定安装在丙烯储罐的侧端上。
具体的，所述管束装置包括挤压滚轮、电机、双向凸轮、第一限制卡键、第二限制卡键、连接软管、固定腔体和L型限位键，所述电机固定安装在固定腔体的侧端中心，所述双向凸轮固定连接在电机的侧端中心，所述L型限位键对称固定连接在双向凸轮的侧端上，所述挤压滚轮固定连接在双向凸轮的顶端和底端内部，所述连接软管固定连接在固定腔体的内部，所述第二限制卡键和第一限制卡键滑动插接在固定腔体背离电机的侧端上。
具体的，所述第二限制卡键的内部和挤压滚轮的底端分别对称固定连接有挤压弹簧。
具体的，所述连接软管的材质为软塑胶，且所述连接软管呈U型设置。
具体的，所述第一限制卡键和第二限制卡键呈交错设置，且所述第一限制卡键位于第二限制卡键的上方。
具体的，所述第二限制卡键和第一限制卡键的一端顶部和底部呈圆弧设置，且所述L型限位键停止时，第二限制卡键和第一限制卡键将L型限位键限位。
具体的，所述双向凸轮转动至水平状态时，所述连接软管内部可经过气体。
本发明还涉及一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的方法，包括以下步骤：
首先将丙烯冷凝器启动，可压缩丙烯储槽内部的丙烯进入丙烯蒸发器的内部，通过丙烯蒸发器的作用，可将经过丙烯蒸发器的丙烯再次提升纯度；
之后丙烯进入分离器的内部，使得丙烯会以气体的形式缓慢进入离心式压缩机的内端；
之后再经过离心式压缩机的压缩，可将丙烯气体打入丙烯冷凝器的内部，直至丙烯气体呈液态进入丙烯储槽的内部，完成整体的补充工作；
当离心式压缩机、分离器、丙烯冷凝器、丙烯储槽和丙烯蒸发器的内部需要置换气体时，可将管束装置的分别与分离器和丙烯储罐相连接，通过丙烯储罐、管束装置和分离器互通，使得氮气可由管束装置缓慢的进入分离器的内部，完成置换气体的工作。
本发明的有益效果：
本发明所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，通过本装置进行操作后，不必通过加压泵去补充制冷剂，克服了冬季低温环境下无法补入制冷剂的窘况，实现了添加设备少，无能量消耗，补充制冷剂的可全气候完成的收效，极大的保障了制冷装置的安全运行可靠性，减少了装置因制冷剂缺少发生停运的风险，对于采用离心式压缩机的制冷系统，在运行过程中，压缩机的入口压力一般较低，可控制到几千帕或几十千帕，而出口压力可达到几兆帕以上，既然冬季制冷剂不能顺利补充到压缩机出口循环储槽内，可以将制冷剂储存容器安装管道跨接压缩机至入口分离器处，靠制冷剂储存容器内制冷剂和压缩机入口低压区压差将制冷剂缓慢补充至系统内，制冷剂在分离器内减压膨胀为气态制冷剂进入到压缩机进行压缩，压缩后的气态制冷剂进入到冷凝器内进行冷凝为液态，储存在液态制冷剂的储罐内，实现了制冷剂补充到系统内的目的。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的主体流程示意图；
图2为本发明的管束装置结构示意图。
图中：1-离心式压缩机、2-分离器、3-丙烯冷凝器、4-丙烯储槽、5-丙烯蒸发器、6-丙烯输送泵、7-丙烯储罐、8-管束装置、81-挤压滚轮、82-电机、83-双向凸轮、84-第一限制卡键、85-第二限制卡键、86-连接软管、87-固定腔体、88-L型限位键。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图2所示，本发明所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，包括离心式压缩机1、分离器2、丙烯冷凝器3、丙烯储槽4、丙烯蒸发器5、丙烯输送泵6、丙烯储罐7和管束装置8，离心式压缩机1的侧端固定安装有丙烯冷凝器3，丙烯冷凝器3的一端固定安装有丙烯储槽4，丙烯储槽4的一端固定连接有丙烯蒸发器5，丙烯蒸发器5背离丙烯储槽4的一端连接在分离器2上，分离器2的一端固定连接在离心式压缩机1上，分离器2的另一端与管束装置8相连，且丙烯储罐7固定连接在管束装置8的侧端上，丙烯输送泵6固定安装在丙烯储罐7的侧端上，通过本装置进行操作后，不必通过加压泵去补充制冷剂，克服了冬季低温环境下无法补入制冷剂的窘况，实现了添加设备少，无能量消耗，补充制冷剂的可全气候完成的收效，极大的保障了制冷装置的安全运行可靠性，减少了装置因制冷剂缺少发生停运的风险。
具体的，管束装置8包括挤压滚轮81、电机82、双向凸轮83、第一限制卡键84、第二限制卡键85、连接软管86、固定腔体87和L型限位键88，电机82固定安装在固定腔体87的侧端中心，双向凸轮83固定连接在电机82的侧端中心，L型限位键88对称固定连接在双向凸轮83的侧端上，挤压滚轮81固定连接在双向凸轮83的顶端和底端内部，连接软管86固定连接在固定腔体87的内部，第二限制卡键85和第一限制卡键84滑动插接在固定腔体87背离电机82的侧端上，通过管束装置8的设置，可实现内端的进排气功能，实现停车时的内部保护，方便进行内端气体的置换，有助于实现内部的控制工作，提升整体的使用性能。
具体的，第二限制卡键85的内部和挤压滚轮81的底端分别对称固定连接有挤压弹簧，通过挤压弹簧的设置，挤压弹簧通过内端的弹性变形，实现应力的吸收工作，有助于进行内端的循环调节功能，提高整体反复运行的功能。
具体的，连接软管86的材质为软塑胶，且连接软管86呈U型设置，通过软塑胶材质的设置，可满足柔性变形，方便进行内端的调控，有助于提高内部的连通性能，且满足低温的调控需求。
具体的，第一限制卡键84和第二限制卡键85呈交错设置，且第一限制卡键84位于第二限制卡键85的上方，通过交错设置，可满足内部的调控，提升整体的流畅程度。
具体的，第二限制卡键85和第一限制卡键84的一端顶部和底部呈圆弧设置，且L型限位键88停止时，第二限制卡键85和第一限制卡键84将L型限位键88限位。
具体的，双向凸轮83转动至水平状态时，连接软管86内部可经过气体，满足内端气体传输运行的功能，使得内端存在足够的空间进行运作。
利用实施例中的设备补充制冷剂的方法，其步骤如下：
首先将丙烯冷凝器3启动，可压缩丙烯储槽4内部的丙烯进入丙烯蒸发器5的内部，通过丙烯蒸发器5的作用，可将经过丙烯蒸发器5的丙烯再次提升纯度；
之后丙烯进入分离器2的内部，使得丙烯会以气体的形式缓慢进入离心式压缩机1的内端；
之后再经过离心式压缩机1的压缩，可将丙烯气体打入丙烯冷凝器3的内部，直至丙烯气体呈液态进入丙烯储槽4的内部，完成整体的补充工作；
当离心式压缩机1、分离器2、丙烯冷凝器3、丙烯储槽4和丙烯蒸发器5的内部需要置换气体时，可将管束装置8的分别与分离器2和丙烯储罐7相连接，通过丙烯储罐7、管束装置8和分离器2互通，使得氮气可由管束装置8缓慢的进入分离器2的内部，完成置换气体的工作。
工作原理：在使用时，再将离心式压缩机1启动，此时，丙烯储槽4内部的丙烯可进入丙烯蒸发器5的内部，从而可将丙烯蒸发成气态，通过离心式压缩机1的持续加压，可带动丙烯气体进入分离器2的内部，当丙烯气体进入分离器2内部时，丙烯气体会在分离器2的内部再次过滤掉多余的杂质，直至为纯净的丙烯气体进入离心式压缩机1的内部，同时，通过离心式压缩机1将丙烯气体再次压缩至丙烯冷凝器3的内部，使丙烯气体冷凝为液态，从而可将液态丙烯存储在丙烯储槽4的内部，实现了制冷剂补充至系统内部的目的，通过本装置进行操作后，不必通过加压泵去补充制冷剂，克服了冬季低温环境下无法补入制冷剂的窘况，实现了添加设备少，无能量消耗，补充制冷剂的可全气候完成的收效。极大的保障了制冷装置的安全运行可靠性，减少了装置因制冷剂缺少发生停运的风险，在使用时，当系统内部需要置换气体时，可将连接软管86的两端分别与分离器2和丙烯储罐7联通，再将电机82启动，使得可带动双向凸轮83转动，当双向凸轮83在转动时，可带动挤压滚轮81在连接软管86的内部不断的碾压，使得可控制连接软管86内部的流速，避免负荷过大引起装置内部波动，通过双向凸轮83的内部固定连接有弹簧，使得可通过弹簧的弹性挤压挤压滚轮81与连接软管86接触，避免挤压滚轮81将连接软管86碾压损坏，当本装置内部不需要置换气体时，可将电机82停止，通过将L型限位键88卡扣在第二限制卡键85与第一限制卡键84之间，使得双向凸轮83可横向停止在固定腔体87的侧端上，避免连接软管86内部的气体继续向内部流动，完成整体的流量控制工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，包括离心式压缩机(1)、分离器(2)、丙烯冷凝器(3)、丙烯储槽(4)、丙烯蒸发器(5)、丙烯输送泵(6)、丙烯储罐(7)和管束装置(8),其特征在于：所述离心式压缩机(1)的侧端固定安装有丙烯冷凝器(3)，所述丙烯冷凝器(3)的一端固定安装有丙烯储槽(4)，所述丙烯储槽(4)的一端固定连接有丙烯蒸发器(5)，所述丙烯蒸发器(5)背离丙烯储槽(4)的一端连接在分离器(2)上，所述分离器(2)的一端固定连接在离心式压缩机(1)上，所述分离器(2)的另一端与管束装置(8)相连，且所述丙烯储罐(7)固定连接在管束装置(8)的侧端上，所述丙烯输送泵(6)固定安装在丙烯储罐(7)的侧端上。
2.根据权利要求1所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，其特征在于：所述管束装置(8)包括挤压滚轮(81)、电机(82)、双向凸轮(83)、第一限制卡键(84)、第二限制卡键(85)、连接软管(86)、固定腔体(87)和L型限位键(88)，所述电机(82)固定安装在固定腔体(87)的侧端中心，所述双向凸轮(83)固定连接在电机(82)的侧端中心，所述L型限位键(88)对称固定连接在双向凸轮(83)的侧端上，所述挤压滚轮(81)固定连接在双向凸轮(83)的顶端和底端内部，所述连接软管(86)固定连接在固定腔体(87)的内部，所述第二限制卡键(85)和第一限制卡键(84)滑动插接在固定腔体(87)背离电机(82)的侧端上。
3.根据权利要求2所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，其特征在于：所述第二限制卡键(85)的内部和挤压滚轮(81)的底端分别对称固定连接有挤压弹簧。
4.根据权利要求3所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，其特征在于：所述连接软管(86)的材质为软塑胶，且所述连接软管(86)呈U型设置。
5.根据权利要求4所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，其特征在于：所述第一限制卡键(84)和第二限制卡键(85)呈交错设置，且所述第一限制卡键(84)位于第二限制卡键(85)的上方。
6.根据权利要求5所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，其特征在于：所述第二限制卡键(85)和第一限制卡键(84)的一端顶部和底部呈圆弧设置，且所述L型限位键(88)停止时，第二限制卡键(85)和第一限制卡键(84)将L型限位键(88)限位。
7.根据权利要求6所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的装置，其特征在于：所述双向凸轮(83)转动至水平状态时，所述连接软管(86)内部可经过气体。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种冬季无需加压设备向制冷系统补充制冷剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
首先将丙烯冷凝器(3)启动，可压缩丙烯储槽(4)内部的丙烯进入丙烯蒸发器(5)的内部，通过丙烯蒸发器(5)的作用，可将经过丙烯蒸发器(5)的丙烯再次提升纯度；
之后丙烯进入分离器(2)的内部，使得丙烯会以气体的形式缓慢进入离心式压缩机(1)的内端；
之后再经过离心式压缩机(1)的压缩，可将丙烯气体打入丙烯冷凝器(3)的内部，直至丙烯气体呈液态进入丙烯储槽(4)的内部，完成整体的补充工作；
当离心式压缩机(1)、分离器(2)、丙烯冷凝器(3)、丙烯储槽(4)和丙烯蒸发器(5)的内部需要置换气体时，可将管束装置(8)的分别与分离器(2)和丙烯储罐(7)相连接，通过丙烯储罐(7)、管束装置(8)和分离器(2)互通，使得氮气可由管束装置(8)缓慢的进入分离器(2)的内部，完成置换气体的工作。
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