CN114923298B - 一种离心式油分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物质分离领域，公开了一种离心式油分离器，包括壳体，所述壳体上设有进气管、排气管和出油管，所述进气管经所述壳体的上端进入壳体内，所述排气管经所述壳体的下端进入壳体内；还包括绕流部件，所述绕流部件固定设于所述壳体内，所述绕流部件包括封板和叶片，所述叶片设于所述封板的周侧，所述叶片包括倾斜部，所述倾斜部相对于所述壳体的轴线方向倾斜设置；所述排气管位于所述壳体内的端部向上延伸，所述排气管位于所述壳体内的端部位于所述封板的下方；所述出油管设于所述壳体的下端，所述出油管在所述壳体内的端部低于所述排气管在所述壳体内的端部。由此，本发明的离心式油分离器体积小、易于组装。

Description

一种离心式油分离器

技术领域

本发明涉及物质分离领域，尤其涉及一种离心式油分离器。

背景技术

压缩式制冷机组由封入了制冷剂的密闭系统构成，通常包括：从被冷却流体获取热量而使制冷剂蒸发的蒸发器，对由上述蒸发器蒸发的制冷剂蒸气进行压缩而使其成为高压的制冷剂蒸气的压缩机，向冷却流体释放热量而使制冷剂冷凝的冷凝器，对上述冷凝的制冷剂进行减压而使其膨胀的膨胀机构以及上述部件之间的连接配管。

油分离器是一种分离设备，主要用于分离压缩机排气中夹带的润滑油，以保证压缩机各部件的润滑及冷凝器和蒸发器的换热效果。油分离器的型式一般有重力式、填料式、旋风（离心）式、过滤式等。

在压缩式制冷机组中，压缩机排出来的过热蒸气中夹带部分润滑油，如果润滑油进入冷凝器和蒸发器，会在换热管表面形成油膜，增大传热阻力，降低机组的换热能力，进而降低制冷量。因此，必须在压缩机与冷凝器之间安装油分离器，将润滑油从排气中分离出来。

在部分压缩式制冷机组中，压缩机（包括但不限于半封螺杆压缩机）本体包含了油分离器，但为保证换热器的换热效率，通常会在冷水机组中配置二级油分离器。二级油分离器型式有很多种，比如填料式、重力式、旋风式等。填料式油分离器内部填充密集的钢丝网，压损大、成本高；重力式油分离器分离效果较差，且为达到分离效果需要将筒体设计的很大；旋风式油分离器可以使气流旋转，通过离心力将油滴甩到筒壁上进行分油。

目前的解决方案通常是采用旋风式油分离器做为二级油分离器。压缩机排气通过旋风油分器的进气管切向进入油分，并在筒体内部实现旋转，将油滴甩到筒壁上进行分油，制冷剂气体通过上部排气管进入冷凝器。

现有的技术存在的缺点：一、体积大，为了使气流进入油分离器内能够旋转起来，目前的旋风式油分离器如中国专利CN 103438627 B所示，多采用侧面切向进气，上部排气的结构型式，进气管与出气管垂直布置的结构型极大地增加了油分体积；二、装配困难，在大部分情况下，压缩机排气口与冷凝器进气口的位置并不能正对旋风油分离器的进气口及排气口，因此给管路装配带来困难；三、成本高，由于以上一二条的原因，不可避免的带来成本上升的问题，并且相对于新型离心式油分，旋风式油分属于压力容器，制造成本相对较高。本发明的目的是设计一种新型的离心式油分离器，在保证分离效果的前提下，能够降低油分离器的体积和成本，并简化装配工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种离心式油分离器，解决现有油分离器体积大的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种离心式油分离器，包括壳体，所述壳体上设有进气管、排气管和出油管，所述进气管经所述壳体的上端进入壳体内，所述排气管经所述壳体的下端进入壳体内；

还包括绕流部件，所述绕流部件固定设于所述壳体内，所述绕流部件包括封板和叶片，所述叶片设于所述封板的周侧，所述叶片包括倾斜部，所述倾斜部相对于所述壳体的轴线方向倾斜设置；

所述排气管位于所述壳体内的端部向上延伸，所述排气管位于所述壳体内的端部位于所述封板的下方；

所述出油管设于所述壳体的下端，所述出油管在所述壳体内的端部低于所述排气管在所述壳体内的端部；

还包括挡气环，所述挡气环设于所述叶片和封板的上方，且所述挡气环与所述封板之间预留有间隙。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

本方案相比于侧面切向进风、上部排气，进气管和出气管垂直布置的结构形式，极大的减小了油分离器的体积。气流直接冲下来时，靠近管壁的气流无法形成的离心力仅限于叶片在轴线方向上的偏斜，难以将油有效分离出来，挡气环可以避免上方下来的气流直冲叶片，挡气环迫使气流改变方向，从周边向挡气环中间的孔聚拢，将气流集中到中间位置，然后再从中间向四周发散、经叶片的导向实现旋转，相比于直接冲下来，气流被迫多次更改行进方向，而每一次改变行进方向都会产生离心力，故其离心效果更好，提高油分离的效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

优选地，所述壳体内还设有绕流筒，所述封板设于所述绕流筒的上端面，所述绕流筒的下端面敞开，所述排气管位于所述壳体内的端部位于所述绕流筒内。

采用上述进一步方案的有益效果是，可以避免上方下来的气流直接进入排气管，迫使气流向下再向上折返一次，确保气流中的油在离心力作用下再次被分离出来，提高油分离的效果。

优选地，所述叶片与所述壳体之间设有过油孔或过油缝隙。

采用上述进一步方案的有益效果是，因为离心力甩至壳体表面的油可以沿着所述过油孔或过油缝隙流下。

优选地，所述叶片为1个或多个，当所述叶片为1个时，所述叶片沿所述壳体的轴线方向呈螺旋设置；当所述叶片为多个时，多个所述叶片沿所述封板周向均匀布置。两种方案均可以迫使气流产生旋转，进而借助离心力实现油分离。

优选地，所述叶片包括分流部，所述分流部位于所述封板上。

采用上述进一步方案的有益效果是，在叶片为多片时，分流部可以将气流尽可能均分开，充分利用每一个叶片。

优选地，所述分流部相对于所述壳体轴向方向倾斜设置。

采用上述进一步方案的有益效果是，在分流的同时就已经开始导向，使气流中产生离心力。

优选地，所述排气管内设有隔板，所述隔板沿所述排气管轴线方向延伸。

采用上述进一步方案的有益效果是，隔板可以破坏气流的旋转力，使其趋于平滑。

优选地，还包括过滤器，所述过滤器设于所述出油管与所述绕流部件之间。

采用上述进一步方案的有益效果是，过滤器可以对气流中分离出的油进行过滤，将杂质去除。

优选地，还包括挡油板，所述挡油板设于所述出油管与所述绕流部件之间，其上设有通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，挡油板可以将过滤器隔离在出油管之上，避免出油管的管口被过滤材料堵塞，输送更顺畅。

优选地，所述挡油板为周边高、中心低的倒锥形。

采用上述进一步方案的有益效果是，使油向中间聚拢，回流更快。

优选地，所述进气管位于所述壳体内的端部为封闭状态，所述进气管位于所述壳体内部分设有若干排气孔，所有所述排气孔面积之和大于所述进气管横截面积。

采用上述进一步方案的有益效果是，使进入壳体内的气流更均匀，而不至于全部气流直冲到封板上。

优选地，当所述叶片为多片时，所述叶片与水平面之间的夹角范围为20°至70°，所述叶片的长度大于等于30mm，数量大于等于4块。

采用上述进一步方案的有益效果是，经测试，上述设置可以以较低的成本实现满足要求的分离效果。

附图说明

图1为本发明的离心式油分离器的结构示意图；

图2为本发明中绕流部件的结构示意图；

图3为本发明中叶片的结构示意图；

图4为本发明中排气部件的结构示意图；

图5为现有技术中切向进风油分器装配示意图；

图6为本发明中油分器装配示意图。

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1、壳体； 2、进气管； 3、绕流部件； 4、挡油板； 5、排气部件； 6、出油管；

301、挡气环； 302、叶片； 303、封板； 304、绕流筒； 305、支撑片；

501、排气管； 502、十字隔板；

7、压缩机出口；

8、冷凝器连接管；

9、冷凝器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

请参照图1所示，其为本发明的离心式油分离器的结构示意图。所述离心式油分离器包括密闭的壳体1、进气管2、绕流部件3、挡油板4、排气部件5和出油管6。其中进气管2连接在油分壳体1上部，绕流部件3焊接在圆柱壳体1内，挡油板4、排气部件5和出油管6连接在油分壳体1下部，其中排气部件5内伸入壳体1中并与进气管2保持在同一轴线上。

所述绕流部件3包含挡气环301、多个叶片302、封板303、绕流筒304和支撑片305，其中封板303焊接在绕流筒304顶部，叶片302上部与挡气环301焊接，内侧面与封板303和绕流筒304焊接，支撑片305焊接在绕流筒304下端。

绕流部件3通过挡气环301和支撑片305连接在壳体1上。

所述排气部件5包含排气管501和十字隔板502，所述十字隔板502焊接在排气管501上端。

本例中叶片302为多个倾斜叶片302，倾斜方向可以是顺时针，也可以是逆时针。叶片302与水平面之间的夹角a范围为20°~70°，叶片302长度b≥30mm，叶片302数量不少于4块。

所述叶片302形状为倒L形，当然也可为其它形状。

本例中绕流筒304为圆柱筒型，当然也可以采用锥型、裙形等结构。

绕流筒304的下端面与排气管501的上端面在高度方向上相交，相交高度c≥10mm。

挡油板4为圆形平板，挡油板4上开多个通孔。通孔的形状为圆形，也可为其它形状。通孔的大小、数量根据过油量确定。

十字隔板502可不伸出排气管501，也可以完全去除十字隔板502，或者用其他形式的隔板，如“一”字型、“米”字型隔板。

在绕流部件3与挡油板4之间的壳体1内部，安装滤芯或者丝网。

实施例2：

区别于实施例1，本例中去除挡气环301，叶片302焊接在壳体1内表面。

实施例3：

区别于实施例1，本例中进气管2底面用封板303密封，在进气管2侧面开多个排气孔，排气孔面积总和应大于进气管2的截面积。

实施例4：

区别于实施例1，本例中挡油板4为从四周向中心内凹的倾斜板。

实施例5：

区别于实施例1，本例中叶片302为一个整体的螺旋叶片302，而非多个倾斜叶片302。

请参考图5所示，传统的切向进风方案在连接压缩机出口7和油分器进气管2时需要弯曲多次，图5中所示弯曲了270度；另外，这种方式排气管501位于上方，所以排气管501需要经冷凝器连接管8连通至冷凝器9中，所以此结构下，冷凝器连接管8需要从油分器顶端一直延伸至油分器下方的冷凝器9，长度比较长。

图6所示为采用本发明的上进下出的油分器的装配示意图，其在连接压缩机出口7和油分器进气管2之间的管路的布局只需要两个90度的弯头，实现180度的弯转即可；这种方式采用上进下出，油分器的排气管501位于油分器下端，所以连接油分器和冷凝器9的冷凝器连接管8很短，显然本方案更容易安装，降低了施工难度，必然会降低设备的投入成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)

1.一种离心式油分离器，包括壳体（1），所述壳体（1）上设有进气管（2）、排气管（501）和出油管（6），其特征在于，所述进气管（2）经所述壳体（1）的上端进入壳体（1）内，所述排气管（501）经所述壳体（1）的下端进入壳体（1）内；

还包括绕流部件（3），所述绕流部件（3）固定设于所述壳体（1）内，所述绕流部件（3）包括封板（303）和叶片（302），所述叶片（302）设于所述封板（303）的周侧，位于所述封板与壳体之间，所述叶片（302）包括倾斜部，所述倾斜部相对于所述壳体（1）的轴线方向倾斜设置；

所述排气管（501）位于所述壳体（1）内的端部向上延伸，所述排气管（501）位于所述壳体（1）内的端部位于所述封板（303）的下方；

所述出油管（6）设于所述壳体（1）的下端，所述出油管（6）在所述壳体（1）内的端部低于所述排气管（501）在所述壳体（1）内的端部；

还包括挡气环（301），所述挡气环（301）设于所述叶片（302）和封板（303）的上方，且所述挡气环（301）与所述封板（303）之间预留有间隙。

2.根据权利要求1所述的离心式油分离器，其特征在于，所述壳体（1）内还设有绕流筒（304），所述封板（303）设于所述绕流筒（304）的上端面，所述绕流筒（304）的下端面敞开，所述排气管（501）位于所述壳体（1）内的端部位于所述绕流筒（304）内。

3.根据权利要求1或2所述的离心式油分离器，其特征在于，所述叶片（302）与所述壳体（1）之间设有过油孔或过油缝隙。

4.根据权利要求1或2所述的离心式油分离器，其特征在于，所述叶片（302）为1个或多个，当所述叶片（302）为1个时，所述叶片（302）沿所述壳体（1）的轴线方向呈螺旋设置；当所述叶片（302）为多个时，多个所述叶片（302）沿所述封板（303）周向均匀布置。

5.根据权利要求4所述的离心式油分离器，其特征在于，所述叶片（302）包括分流部，所述分流部位于所述封板（303）上。

6.根据权利要求5所述的离心式油分离器，其特征在于，所述分流部相对于所述壳体（1）轴向方向倾斜设置。

7.根据权利要求1、2、5、6任一项所述的离心式油分离器，其特征在于，所述排气管（501）端部或所述排气管（501）内设有隔板，所述隔板沿所述排气管（501）轴线方向延伸。

8.根据权利要求1、2、5、6任一项所述的离心式油分离器，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设于所述出油管（6）与所述绕流部件（3）之间。

9.根据权利要求1、2、5、6任一项所述的离心式油分离器，其特征在于，还包括挡油板（4），所述挡油板（4）设于所述出油管（6）与所述绕流部件（3）之间，其上设有通孔。

10.根据权利要求4所述的离心式油分离器，其特征在于，当所述叶片（302）为多片时，所述叶片（302）与水平面之间的夹角范围为20°至70°，所述叶片（302）的长度大于等于30mm，数量大于等于4块。

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