CN113915807B - 一种制冷系统用立式油分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制冷系统用立式油分离器,包括罐体、以及罐体内设置的导气件,导气件为中空结构件,罐体上设有与导气件连通的进气管,进气管对应导气件的一侧设置,导气件与罐体之间存在导气间隙,罐体上对应导气间隙的位置设有过滤网,过滤网将罐体分为上方的收集腔和下方的储油腔,罐体上对应储油腔的位置设有出油管;所述导气件朝向收集腔的一端设有出风孔,导气件内设有导气管。本发明提供的这种油分离器通过两次螺旋离心分离,两次过滤分离,共四次分离,提高了对油气混合气体的油气分离率,通过在导气管上设置拦截机构,这种油分离器还可以对油气混合气体中微小的油颗粒实现收集,提高了油气混合气体的分离效果。
Description
技术领域
本发明属于油分离器领域,尤其是涉及一种制冷系统用立式油分离器。
背景技术
压缩机工作时会有一部分润滑油随着压缩机的做功和制冷剂一起被排入高压仓进入高压管,这样系统中就会有润滑油的存在,这样会造成压缩机缺油而损坏;这样就会在系统中安装一个油分离器,把润滑油气分离开来,润滑油直接回到压缩机,从而保证了系统的正常运行。
现有的油分离器使用过程中,由于油分离器内外压力相等,当油气混合气进入油分离器后产生的离心力较小,一部分的油气混合气直接往下流,油气混合气经过滤网时,由于滤网的分离作用可以分离出一部分的油,但还是有一部分的微小的油颗粒会穿过滤网和制冷剂一起进入系统中,这样达不到理想分油的效果,导致油分离器中的润滑油减少,只能通过加大润滑油用量来保证压缩机的正常运行,这样由于用油量的增加而使得制冷机组成本提高,另外由于油进入系统后使系统换热效率降低,能耗比也降低,用电量增加,不利于系统的节能环保。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种制冷系统用立式油分离器,以解决现有油分离器对油气混合气体中油颗粒分离效果不佳的问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种制冷系统用立式油分离器,包括罐体、以及罐体内设置的导气件,导气件为中空结构件,罐体上设有与导气件连通的进气管,进气管对应导气件的一侧设置,导气件与罐体之间存在导气间隙,罐体上对应导气间隙的位置设有过滤网,过滤网将罐体分为上方的收集腔和下方的储油腔,罐体上对应储油腔的位置设有出油管;所述导气件朝向收集腔的一端设有出风孔,导气件内设有导气管,导气管的长度方向与罐体的长度方向相同,所述导气管四周设有用于连通导气件和储油腔的导油槽,导气管伸入储油腔的一端设有用于拦截油滴的拦截机构,另一端穿过收集腔伸出罐体。
进一步的,所述导气件朝向储油腔的一侧设有便于油滴汇聚的凹陷部,导气管上对应导气件的位置设有螺旋形的导气叶片,导气叶片与导气件之间存在便于油滴滑落的过油间隙。
进一步的,所述导气件上对应出风孔的位置设有排风管,排风管对应导气件的一侧设置,排风管的长度方向与进气管的长度方向相同。
进一步的,所述导油槽的长度方向与导气管的长度方向相同,导油槽对应导气管四周至少均匀设置两个。
进一步的,所述拦截机构包括导气管上设置的除雾器,除雾器对应导气管的管口设置;所述导气管与除雾器之间的位置设有导油管,导油管一端与导油槽连通,另一端对应除雾器的位置设有分油管,分油管与导油管连通。
进一步的,所述导气管上对应导油槽的位置设有溢流管,导油管通过溢流管与导油槽连通;所述溢流管为U型管,溢流管一端伸入导油槽,另一端朝向导气管外侧设置,导油管与溢流管伸入导油槽的一端连通。
进一步的,所述导油管伸入溢流管的一端设有承接油滴的漏斗,漏斗一端与导油管连通,另一端设有与导油槽配合的贴合部,贴合部上设有用于连导油槽和溢流管的分液孔,分液孔对应漏斗的四周至少均匀设置两个。
进一步的,所述除雾器采用折流板式除雾器,分油管与除雾器的折流板一一对应设置,分油管朝向折流板的一侧设有出油孔。
相对于现有技术,本发明所述的一种制冷系统用立式油分离器具有以下优势:
本发明提供的这种油分离器通过两次螺旋离心分离,两次过滤分离,共四次分离,提高了对油气混合气体的油气分离率,通过在导气管上设置拦截机构,这种油分离器还可以对油气混合气体中微小的油颗粒实现收集,提高了油气混合气体的分离效果;通过在罐体内设置导气件,并将进气管先与导气件连通,油气混合气体进入可以先进入导气件内进行一次离心分离,其中分离出来的油液可以通过导油槽进入储油腔内进行存储,进入导油槽的油液还可以在除雾器上形成流动的油液薄膜,提高除雾器对油颗粒的吸附和过滤效果,进一步提高了这种油分离器的分离效果和分离效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器的结构示意图;
图2为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器中罐体的剖视图;
图3为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器中导气件的结构示意图;
图4为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器中拦截机构的结构示意图;
图5为图4中A处的局部放大图;
图6为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器中导油管与溢流管连接处的结构示意图;
图7为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器中导油片的结构示意图;
图8为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器中在折流板上设置导流片时的结构示意图;
图9为本发明实施例所述的一种制冷系统用立式油分离器中导油管的结构示意图。
附图标记说明:
1、罐体;2、进气管;3、出油管;4、导气管;5、过滤网;6、导气件;7、导气叶片;8、出风孔;9、溢流管;10、除雾器;11、凹陷部;12、收集腔;13、储油腔;14、排风管;15、导油槽;16、漏斗;17、分液孔;18、竖管;19、导油管;20、分油管;21、出油孔;22、折流板;23、导油片;24、条形孔;25、凹槽;26、拨动片;27、导流片;28、装配槽。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种制冷系统用立式油分离器,如图1至图9所示,包括罐体1、以及罐体1内设置的导气件6,导气件6为中空结构件,罐体1上设有与导气件6连通的进气管2,进气管2对应导气件6的一侧设置,导气件6与罐体1之间存在导气间隙,罐体1上对应导气间隙的位置设有过滤网5,过滤网5将罐体1分为上方的收集腔12和下方的储油腔13,罐体1上对应储油腔13的位置设有出油管3;导气件6内设有导气管4,导气管4的长度方向与罐体1的长度方向相同,导气件6朝向收集腔12的一端设有出风孔8,另一端设有与导气管4配合的装配孔,所述导气管4上对应装配孔内的位置设有用于连通导气件6和储油腔13的导油槽15,导气管4穿过装配孔的一端设有用于拦截油滴的拦截机构,另一端穿过依次穿过导气件6、收集腔12,并伸出罐体1。
通过将进气管2对应导气件6一侧设置,经进气管2进入导气件6的油气混合气体,可以先沿导气件6内壁进行螺旋流动,油气混合气体内的油颗粒可在离心力的作用下被分离到导气件6内壁上,并沿导气件6内壁流动下落后,通过导油槽15流入储油腔13内进行存储;之后导气件6内部的气流可以经出风孔8排出导气件6,并在收集腔12内第二次形成螺旋状的气流,油气混合气体内的油颗粒可以再次在离心力的作用下二次分离,分离后的油颗粒会附着在罐体1内壁上形成油滴,最后油滴可沿罐体1内壁流动通过过滤网5进入储油腔内存储,从而实现了对油气混合气体的两次离心分离,提高了油气的离心分离效果。
可选的,出油管3可以焊接固定在罐体1上,出油管3伸入罐体1的一端对应储油腔13底部设置,以便于储油腔13内的油液排出;过滤网5则可以采用环形滤网,滤网可以套装在导气件6上,并通过螺钉安装固定在罐体1或导气件6上,以实现过滤网5在罐体1上的稳定设置,确保过滤网5能对微小油滴起到良好的拦截作用,加速微小油滴汇聚成大油滴,并最终使大油滴滴落到储油腔13内。
通过在罐体1上设置过滤网5,并在导气管4上设置用于拦截油滴的拦截机构,经出风孔8排出并经过第二次离心分离的油气混合气体,在气流的作用下会向下流动,油气混合气体在向下流动的过程中,过滤网5可以对油气混合气体起到一次过滤作用,对油气混合气体内的油颗粒进行拦截,减少油气混合气体内的油颗粒含量;最后油气混合气体会在经过导气管4排出罐体1的过程中,被拦截机构进行二次过滤,进一步减少油气混合气体中的油颗粒含量;结合两次离心分离和两次过滤分离,这种油分离器可以对进入罐体1内的油气混合气体进行四次分离,使油气混合气体内的油颗粒充分融合聚集,并储存在罐体1内,最大限度的减少了气体内的油液含量,提高了这种油分离器的油气分离率。
导气件6朝向储油腔13的一侧设有便于油滴汇聚的凹陷部11,导气管4上对应导气件6的位置设有螺旋形的导气叶片7,导气叶片7与导气件6之间存在便于油滴滑落的过油间隙;导气叶片7可以焊接固定在导气管4上,导气管4可以焊接固定在导气件6上,导气件6也可以采用分体结构,以实现导气管4和导气叶片7的装配,装配孔对应凹陷部11的底部设置,导气件6和罐体1的顶部均可以设置与导气管4配合的通孔,以实现导气管4伸出罐体1,导气管4与罐体1之间也可采用焊接固定。
通过设置螺旋形的导气叶片7,导气间隙与导气管4之间可以形成螺旋状的导气通路,确保经进气管2进入导气件6的油气混合气体可以沿螺旋状导气通路流动,有利于进一步提高导气件6内的油气混合气体离心分离效果,确保大量的油颗粒可以在离心力作用下附着在导气件6内壁上,导气叶片7与导气件6之间的过油间隙可方便导气件6内壁上的油滴下落,而导气件6上设置的凹陷部11则有利于油滴的加速汇聚,确保油滴可以向导气管4上的导油槽15流动,并最终经过导油槽15进入储油腔内,提高了导气件6对油滴的收集效果。
可选的,凹陷部11可以为倒锥形,导油槽15的截面积小于凹陷部11开口处的面积,使得凹陷部11对油液的汇聚速度,大于导油槽15的排出速度,确保这种油分离器在工作时,油液可以在凹陷部11内快速存储一部分,并对导油槽15形成液封,避免油气混合气体通过导油槽15,确保大部分油气混合气均可通过出风孔8进入收集腔12内进行二次离心;之后油滴可以沿凹陷部11加速汇聚流入凹陷部11内进行初级存储,随着凹陷部11内的油液增多,在油液自身重力的作用下,凹陷部11内的油液压力越来越大,油液流入导油槽的流速也就会越来越快,从而实现油液向储油腔13的加速汇聚,避免油液在凹陷部11内过多聚集,确保大量油液可以进入储油腔13进行储存。
可选的,导气件6上对应出风孔8的位置设有排风管14,排风管14对应导气件6的一侧设置,排风管14的长度方向与进气管2的长度方向相同;排风管14可以焊接固定在导气件6上,通过将排风管14设置在导气件6的一侧,经排风管14排出的油气混合气体,也可以沿导气件6外壁进行流动,有利于油气混合气体更快速的形成螺旋状的气流,提高收集腔12内油气混合气体的二次离心分离效果。
拦截机构包括导气管4上设置的除雾器10,除雾器10对应导气管4下端的管口设置;导气管4与除雾器10之间的位置设有导油管19,导油管19一端与导油槽15连通,另一端对应除雾器10的位置设有分油管20,分油管20与导油管19连通。除雾器10可以通过螺钉安装固定在导气管4上,除雾器10四周可以设置用于遮挡导油管19和分油管20的挡气环,挡气环上可以设置用于安装导油管的通孔,挡气环可有效避免油气混合气体不经除雾器10就进入导气管4,确保除雾器10可稳定的对气体进行过滤;除雾器10可以对进入导气管4的油气混合气体起到二次过滤作用,油气混合气体内的油颗粒可以在除雾器10内发生碰撞和汇聚,最后形成油滴落入储油腔13内。
通过在除雾器10与导气管4之间设置导油管19和分油管20,沿导油槽15流下的油液可以沿导油管19流动到分油管20,并在分油管20的分散下均匀的分散到除雾器10上,分散到除雾器10上的油液可以沿除雾器10向下流动,并最终落入储油腔13内;沿除雾器10流动的油液可以对油气混合气体中的油颗粒起到进一步的吸附作用,进而降低油气混合气体内的油颗粒含量;油气混合气体在通过除雾器10时,除雾器10不仅可以利用其机械结构(即折流板22)实现对油颗粒的拦截和汇聚,而且还可以利用除雾器10表面附着流淌的油液,实现油颗粒的吸附和吸收,进一步提高了除雾器10的油气分离效果。
可选的,除雾器10可采用折流板式除雾器,分油管20与除雾器10的折流板22一一对应设置,分油管20朝向折流板22的一侧设有出油孔21;相比于其他类型的除雾器,折流板式除雾器对油滴的捕捉效果更好,而且折流板22表面可以形成便于油液流淌的曲折面,有利于分油管20流出的油液沿折流板22表面稳定的向下流动,并形成油液薄膜;为了提高油液在折流板22表面流动的均匀性,出油孔21也可以采用长条孔,出油孔21的长度方向与折流板22的长度方向相同,且出油孔21可对应折流板22上方2-5mm处设置,以便于油液与折流板22接触并沿折流板22表面流动。
通过将分油管20对应折流板22设置,而不是采用其他方式在除雾器10上加注油液,主要是为了确保油液能沿折流板22流动,形成用于吸附微小油颗粒的油液薄膜,避免两个折流板22上流淌的油液发生干扰,防止油液堵塞两个折流板22之间的通风间隙,确保油气混合气体能始终稳定的通过通风间隙,使油气混合气体中的油颗粒可以充分的与油液薄膜接触,提高折流板式除雾器在使用过程中的稳定性和可靠性,可以进一步提高折流板式除雾器对油颗粒的过滤效果和过滤效率。
折流板式除雾器的具体工作原理如下:当油气混合气体沿折流板22向上流动时,由于气体的惯性撞击作用,油颗粒会与折流板22相碰撞而形成聚集的油滴,当聚集的油滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时,油滴就从折流板22表面上被分离下来,折流板22的多折向结构增加了油颗粒被捕集的机会,未被除去的油颗粒在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集,这样反复作用,从而提高了折流板式除雾器的除雾效率。
通过在折流板22表面形成流淌的油液薄膜,折流板22上没有可供油滴与折流板22接触形成张力的表面,因此可以消除液体表面张力对油滴的影响,油滴仅受气体的上升力影响,有利于降低油滴的下落和聚集难度,油滴可以很容易的融入油液薄膜中,并随油液薄膜向下流动,有利于提高储油腔对油滴的收集效率;同时气体中的油颗粒在与折流板22撞击过程中,油颗粒也很容易与油液薄膜融合,油液薄膜可以提高油液颗粒的聚集效果和聚集效率,流淌的油液薄膜也可以带动油液颗粒快速下落至储油腔13储存,提高了油颗粒的收集效率。
在通常的油气分离操作中所碰到的气体中分散油颗粒的直径约在0.1~5000μm,一般粒径在100μm以上的油颗粒因沉降速度较快,其分离问题很容易解决,通常直径大于50μm的油颗粒,可用重力沉降法分离,而5μm以上的油颗粒就需要用惯性碰撞及离心分离法,因此这种油分离器采用了两次离心分离对油气混合液进行处理,提高了对微小油颗粒的收集效果;但是油气混合气体经过两次离心分离作用后,气体中的油颗粒大部分为5μm左右的微小油颗粒,之后单纯使用过滤网5和除雾器10进行过滤的效果并不佳,造成了油液的损失。
本发明提供的这种油分离器通过在除雾器10折流板22表面设置流淌的油液薄膜,在液体与液体的相互作用力作用下,即使微小的油颗粒也可以通过附着在油液薄膜上实现与油液薄膜的便捷融合,因此油液薄膜还可以对微小的油颗粒起到良好的吸附和汇聚作用,最大程度的减少气体中的油颗粒含量,提高了气体的处理效果。
导气管4上对应导油槽15的位置设有溢流管9,导油管19通过溢流管9与导油槽15连通;溢流管9为U型管,溢流管9一端伸入导油槽15,另一端朝向导气管4外侧设置,导油管19与溢流管9伸入导油槽15的一端连通;溢流管9可以焊接固定在导气管4上,并封堵住导油槽15底部的开口,确保导气件6和导油槽15内的油液能全部进入溢流管9内,导油管19也可以焊接固定在溢流管9上,实现导油管19与溢流管9之间的稳定连接.
相比其他结构的溢流管9,U型结构的溢流管9内部还可以形成油液密封面,避免导气件6内的气体经导油槽15进入储油腔13;实际使用过程中,在这种油气分离器工作前,也可以先向导气件6或溢流管9内注入一定量的油液,以达到油封的状态,避免导气件6内的气体经导油槽15及溢流管9进入储油腔13内,确保油气混合气体可以通过出风孔8进入收集腔12内进行下一步处理。
溢流管9也可以用于油液的分流,当导油管19和分油管20排出的油液量小于进入导油槽15内的油液量后,多余的油液也可经溢流管9溢出,油液可以经溢流管9快速流入储油腔13内,有利于减少油液在凹陷部11内的积累,确保大部分油液能快速储存到储油腔13中;通过设置溢流管9对导油槽15内多余的油液进行排放,避免分油管20排出的油液过多,防止分油管20排出的油液在除雾器10内粘连影响除雾器10的通气效果,确保除雾器10可以正常起到过滤作用,同时确保除雾器10上的油液可以始终稳定的起到对油颗粒的吸附作用。
导油槽15的长度方向与导气管4的长度方向相同,导油槽15对应导气管4四周至少均匀设置两个;导油槽15与导气管4不连通,多个导油槽15有利于油液的下流,避免油液在凹陷部11内过多堆积;导油槽15可以对应设置四个,相应的,溢流管9可以对应设置四个,导油管19可以采用十字型结构,导油管19的四个端部分别与四个溢流管9连通,以实现油液的流动。
可选的,导油管19伸入溢流管9的一端设有承接油滴的漏斗16,漏斗16的形状与导油槽15的截面形状相匹配,漏斗16一端与导油管19连通,另一端设有与导油槽15配合的贴合部,贴合部上设有用于连导油槽15和溢流管9的分液孔17,分液孔17对应漏斗16的四周至少均匀设置两个;贴合部可以与导油槽15的内壁贴合,实现对导油槽15内的液体汇聚,使沿导油槽15侧壁流下的油液能快速进入漏斗16内,并通过漏斗16进入导油管19,实现油液向除雾器10上的分散,确保导油槽15内油液较少时除雾器10的过滤效果;当导油槽15内油液流量变大,漏斗16内的液面高于分液孔17后,漏斗16内多余的油液也可以经分液孔17直接进入溢流管9,并通过溢流管9排出。
导油管19伸入溢流管9的一端可以设置用于安装漏斗16的竖管18,竖管18朝向导气件6的一端设置漏斗16,另一端与导油管19连通,漏斗16可以焊接固定在导油管19上;由于导油槽15和漏斗16内的油液过多后会形成高液压,高液压会导致导油管19和分油管20内的油液流量加大,而分油管20出油孔21过大的油液流量可能会导致除雾器10折流板22上的油液过多,导致相邻两个折流板22上的油液薄膜因过厚而发生粘连,进而导致折流板22之间的通风间隙堵塞,影响气体的通过和除雾器10的过滤效率;因此通过利用分液孔17排出导油槽15和漏斗16内多余的油液,也可以避免导油槽15内积攒的油液形成高液压,从而防止分油管20出油孔21处的油液流量过大堵塞折流板22的通风间隙,确保除雾器10可以保持稳定的过滤作用。
在一个可选的实施例中,分液孔17可以对应竖管18的左右两侧设置两个,竖管18上对应漏斗16下方的位置设有导油片23,导油片23对应竖管18的左右两侧设置两个,每一导油片23均转动安装在竖管18上,竖管18上设有用于安装导油片23的条形孔24,导油片23中部设有用于连通竖管18和溢流管9的凹槽25;导油片23截面可以为U型结构,以形成用于导油的凹槽25,导油片23可通过转轴转动安装在竖管18上,竖管18内、以及竖管18与溢流管9之间均存在便于导油片23转动的转动间隙。
当导油槽15发生油液积攒,且内大部分油液主要通过漏斗16底部开口进入竖管18,对导油管19进行充油时,经漏斗16底部开口向竖管18内流动的油液可以带动导油片23伸入竖管18的一端向下转动,此时导油片23上的凹槽25可以引导竖管18内的油液向竖管18中部流动,并实现对条形孔24上部和下部的遮挡,避免油液经条形孔24流出竖管18,确保大量的油液能快速进入导油管19对导油管19和分油管20进行充油;同时导油片23的另一端还可以将经分液孔17流出的部分油滴引导进竖管18内,提高油液向竖管18内的汇聚速度,确保导油槽15内油液较少时,大部分油液也能快速进入导油管19和分油管20,使除雾器10可以对油液混合气体起到良好的过滤作用,以确保油分离器刚开启或导油槽15内油液较少时除雾器的过滤效果。
当导油管19内充满油液后(即油分离器进入连续稳定的运作状态),漏斗16内的油液大部分会经分液孔17向下流入溢流管9,而且导油管19内的油液也可经过条形孔24进入溢流管9内,从而避免了油液在导油管19和漏斗16内的堆积,有利于进一步提高油液的收集效率,避免导油管19和分油管20内油液流量过大.
具体的,当大部分油液经分液孔17向下流动时,油液可以带动导油片23伸出条形孔24的一端发生转动,转动后的导油片23可以不再遮挡条形孔24,竖管18内的多余的油液可经条形孔24快速流入溢流管9内;同时导油片23上的凹槽25也可以对竖管18内的油液起到一定的引导作用,引导漏斗16底部开口流下的油液经凹槽25快速流入溢流管9内,进一步减少流入导油管19内的油液量,进而有利于降低分油管20出油孔21处的油液流量,防止油液堵塞折流板22之间的通风间隙。
可选的,导油片23伸出竖管18的一端可以设置拨动片26,拨动片26对应分液孔17设置,拨动片26可以提高导油片23的表面积,便于油液流动时带动导油片23转动,提高油液流动对导油片23的作用效果。
为了防止分油管20出油孔21处的油液流量过大堵塞折流板22的通风间隙,确保除雾器10可以保持稳定的过滤作用,也可以根据设计要求,选择通风间隙规格较大的除雾器10,以降低除雾器10因堵塞产生的过滤效果下降问题;但在实际使用过程中,仍然出现了一些因为通风间隙堵塞导致的问题,这是由于导气件6内油液回收有时会具有一定的不确定性,例如由于油气混合气体内油颗粒瞬时增多,导致导油槽15内积攒的油液可能会出现瞬时压力增大,造成分油管20处的出油量瞬间增多,进而可能造成部分通风间隙进出的油液流量不均衡,导致通风间隙堵塞。
由于气体的质量和密度均小于油液,因此气体始终可以通过未堵塞的通风间隙进入导气管4,但随着使用时间的增加,由于堵塞通风间隙内油液排出不畅,单个通风间隙的油液进量一旦大于油液出量,堵塞的通风间隙可能越来越多,如果不进行疏通,未堵塞的通风间隙越来越少,这会造成除雾器10的过滤效果下降,影响了这种油分离器整体的分离效果。
在另一个可选的实施例中,除雾器10折流板22上朝向分油管20的一侧可以设置导流片27,导流片27可以对应折流板22末端竖直的位置设置,该竖直位置的折流板22不是对油颗粒起主要拦截作用的位置,因此导流片27不会影响折流板22的正常工作,除雾器10整体能对油颗粒进行有效过滤。
可选的,折流板22上朝向分油管20的一侧可以设置用于安装导流片27的装配槽28,导流片27一端通过转轴转动安装在折流板22上,另一端伸入装配槽28内,导流片27与装配槽28底面之间存在便于导流片27转动的活动间隙,导流片27可以向折流板22左右两侧转动,装配槽28的左右两侧存在便于导流片27转动的开口;导流片27通过转动,可以扩大活动间隙的大小,便于油液通过活动间隙进入相邻的通风间隙,有利于实现对堵塞通风间隙内油液的排出,便于分油管20出油量减小后堵塞通风间隙的疏通。
由于除雾器10折流板22间隔设置,所以这里用四个折流板22来解释导流片27的工作原理,具体如下:
相邻的四个折流板22之间可以形成三个通风间隙,假设由于瞬时分油管20出油量增大导致中间的通风间隙发生了堵塞,而左右两侧的通风间隙保持正常的通风状态,当分油管20出油量降低后,由于中间通风间隙堵塞造成的进出油量失衡,中间通风间隙中的油液仍会逐步上升,直到油液上升到导流片27位置。
此时,由于左右两侧通风间隙为通气状态,左右两侧通风间隙内气体的压力小于中间通风间隙内油液的压力,因此中间通风间隙的油液可以推动导流片27向左右两侧通风间隙转动,导流片27转动后活动间隙变大,可便于中间通风间隙内堵塞的油液向左右两侧通风间隙内疏散,降低中间通风间隙的油液进量;而且当中间通风间隙内充满油液形成不流动或缓慢向下流动的油液后,由于相应导流板朝向左侧通风间隙或右侧通风间隙一侧的油液薄膜可沿导油板继续向下流动,且流动速度肯定大于中部通风间隙内油液的流动速度,根据伯努利效应原理(流体速度加快时,物体与流体接触的界面上的压力会减小,反之压力会增加),中间通风空隙内的油液也会对导流板施加一个向外转动的力,结合气流和液体流对导流板的共同推动作用,可以克服导流板的重力和液体表面张力,实现导流板的转动,扩大并保持住活动间隙,以使中间通风空隙内的油液能加速向左右两侧通风间隙排放。
同时转动后的导流片27为呈斜向下装状态设置,斜向下的导流片27还可以引导中间两个折流板22处对应分油管20流出的油液向左右两侧通风间隙流动,可以进一步降低中间通风间隙内的油液进量,加速中间通风间隙的疏通;通过导流片27转动疏通,中间通风间隙的油液进量可以显著降低,且小于油液出量,中间通风间隙内堵塞的油液可逐渐下落到储油腔13内,直到中间通风间隙通气。
其中,导流片27在转动过程中,由于受到沿导流片27向下流淌的油液薄膜张力影响,导流片27转动幅度不会很大,在导流片27自身重力和液体张力的共同作用下,左右两侧通风间隙内的气流并不能将导流片27吹起,只能实现导流片27的轻微转动,以及改变导流片27的倾斜方向和活动间隙大小的作用,因此气流并不会将油液带离导流片27或折流板22表面。
具体的,当导流片27被油液推动转动后,由于左右两侧通风间隙内存在流动的气流,在中间通风间隙疏通通风前,同样根据伯努利效应原理,在气体压强差的作用下(即左右两侧通风间隙内流动速度快的气流压强小,而中间通风间隙内的气体基本不存在流动,所以具有较高的压强,在气体压强差的作用下导流片会受到向小压强一侧转动的力),导流片27可以保持转动后的状态;所以在此期间,即使油液下降到导流片27下方位置,导流片27也仍会保持转动后状态,持续引导分油管20流出的油液向左右两侧通风间隙排放,保持中间通风间隙的低进油量,使中间通风间隙始终保持出油量高于进油量,直到中间通风间隙疏通;最后中间通风间隙通气后,导流片27左右两侧的压强会变得均衡,导流片27即可在其自身重力和液体张力的作用下转动归位,这样就实现了对堵塞通风间隙的疏通,同时恢复了各个通风间隙内的油液流量均衡性,避免再次出现单一通风间隙的堵塞。
实际工作过程中,当三个通风间隙中有两个堵塞时,例如右侧和中间的两个通风间隙堵塞,疏通原理与上述中间通风间隙的疏通原理相同;左通风间隙可以先对中间通风间隙进行排油疏通,然后中间通风间隙疏通通气后,中间通风间隙可以再对右侧通风间隙进行排油疏通,进而实现对通风间隙的依次疏通,这样只要除雾器10折流板22之间有一个通风间隙是疏通状态,就可以对相邻的通风间隙进行依次疏通,实现对除雾器10整体的疏通,避免瞬时油量增大造成的后续通风间隙连续堵塞,快速恢复除雾器10的正常过滤作用;由于折流板22为连续间隔设置,因此其他疏通情况也可参照上述两种情况,在这里不再赘述。
空压机在工作时,由于经压缩机压缩后的空气处于高温高压状态,不可避免地会使空压机内部的部分润滑油汽化为油蒸汽和小油滴,处于气相的润滑油是由液相的润滑油蒸发所产生的,其数量的多少除取决于油气混合物的温度和压力外,还与润滑油的饱和蒸气压有关;润滑油在常温下不易气化和蒸发,所以油气混合物的温度和压力愈高,则气相的油愈多,反之饱和蒸气压愈低,则气相的油愈少。
但在一般的运行工况下,油气混合物中处于气相的润滑油很少,一是因为在通常的排气温度下,混合物中润滑油蒸气的分压力很低;二是由于润滑油在从喷入到分离的时间很短,没有足够的时间达到气相和液相间的平衡状态,所以处于液相的润滑油占了所有被喷入油中的绝大部分,但这种液相油滴的尺寸范围分布很广,大部分油滴直径通常处在1~50μm。为了进一步降低油气混合气体中的气相润滑油含量,罐体1上也可以设置冷却设备,以实现对罐体1内油气混合气体的降温处理,减少润滑油蒸气的产生,进一步提高这种油分离器对润滑油的分离效果。
本发明提供的这种油分离器通过两次螺旋离心分离,两次过滤分离,共四次分离,提高了对油气混合气体的油气分离率,通过在导气管上设置拦截机构,这种油分离器还可以对油气混合气体中微小的油颗粒实现收集,提高了油气混合气体的分离效果;通过在罐体内设置导气件,并将进气管先与导气件连通,油气混合气体进入可以先进入导气件内进行一次离心分离,其中分离出来的油液可以通过导油槽进入储油腔内进行存储,进入导油槽的油液还可以在除雾器上形成流动的油液薄膜,提高除雾器对油颗粒的吸附和过滤效果,进一步提高了这种油分离器的分离效果和分离效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:包括罐体、以及罐体内设置的导气件,导气件为中空结构件,罐体上设有与导气件连通的进气管,进气管对应导气件的一侧设置,导气件与罐体之间存在导气间隙,罐体上对应导气间隙的位置设有过滤网,过滤网将罐体分为上方的收集腔和下方的储油腔,罐体上对应储油腔的位置设有出油管;所述导气件朝向收集腔的一端设有出风孔,导气件内设有导气管,导气管的长度方向与罐体的长度方向相同,所述导气管四周设有用于连通导气件和储油腔的导油槽,导气管伸入储油腔的一端设有用于拦截油滴的拦截机构,另一端穿过收集腔伸出罐体;所述导气管上对应导油槽的位置设有溢流管,导油管通过溢流管与导油槽连通;所述溢流管为U型管,溢流管一端伸入导油槽,另一端朝向导气管外侧设置,溢流管封堵住导油槽底部的开口。
2.根据权利要求1所述的一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:所述导气件朝向储油腔的一侧设有便于油滴汇聚的凹陷部,导气管上对应导气件的位置设有螺旋形的导气叶片,导气叶片与导气件之间存在便于油滴滑落的过油间隙。
3.根据权利要求1所述的一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:所述导气件上对应出风孔的位置设有排风管,排风管对应导气件的一侧设置,排风管的长度方向与进气管的长度方向相同。
4.根据权利要求1所述的一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:所述导油槽的长度方向与导气管的长度方向相同,导油槽对应导气管四周至少均匀设置两个。
5.根据权利要求1所述的一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:所述拦截机构包括导气管上设置的除雾器,除雾器对应导气管的管口设置;所述导气管与除雾器之间的位置设有导油管,导油管的一端与导油槽连通,另一端对应除雾器的位置设有分油管,分油管与导油管连通。
6.根据权利要求5所述的一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:所述导油管与溢流管伸入导油槽的一端连通。
7.根据权利要求6所述的一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:所述导油管伸入溢流管的一端设有承接油滴的漏斗,漏斗一端与导油管连通,另一端设有与导油槽配合的贴合部,贴合部上设有用于连导油槽和溢流管的分液孔,分液孔对应漏斗的四周至少均匀设置两个。
8.根据权利要求5所述的一种制冷系统用立式油分离器,其特征在于:所述除雾器采用折流板式除雾器,分油管与除雾器的折流板一一对应设置,分油管朝向折流板的一侧设有出油孔。
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