CN116159372A - 一种三合一气液分离器及其气液分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三合一气液分离器，包括：第一气液分离单元，其包括：第一分离罐、设置于所述第一分离罐上的第一输入管与第一输出管；储液加热单元，其包括：储液罐、设置于所述储液罐底侧的进液管、设置于所述储液罐上侧的出液管、设置于所述储液罐两侧的导热板、分布设置于两侧所述导热板内侧的外环换热通道、以及分布设置于两侧所述导热板内侧的内环换热通道。本发明通过第一分离罐、储液罐、第二分离罐的三合一体化结构，气液分离器整体结构紧凑，可以实现对进入压缩机进气口和补气口的蒸汽同步完成气液分离，以保证进入磁悬浮压缩机制冷剂气体为干蒸汽，避免液态制冷剂吸入磁悬浮压缩机对压缩机造成液击损伤。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮压缩机的技术领域，尤其涉及一种三合一气液分离器及其气液分离方法。
背景技术
磁悬浮压缩机是一种利用磁场，使转子悬浮起来，从而在旋转时不会产生机械接触，不会产生机械摩擦，不再需要机械轴承以及机械轴承所必需的润滑系统。在制冷压缩机中使用磁悬浮轴承，所有因为润滑油而带来的烦恼就不再存在。
但是磁悬浮压缩机在进行制冷剂循环时，需要使用到气液分离器，分离后的气体重新回到压缩机中进行回收，但是现有的气液分离器结构简单，难以保证进入压缩机进气口和补气口的蒸汽同步完成气液分离，造成部分液态制冷剂随着蒸汽进入磁悬浮压机对压机造成损伤。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有一种三合一气液分离器及其气液分离方法存在的问题，提出了本发明。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种三合一气液分离器，包括：
第一气液分离单元，其包括：第一分离罐、设置于所述第一分离罐上的第一输入管与第一输出管；
储液加热单元，其包括：储液罐、设置于所述储液罐底侧的进液管、设置于所述储液罐上侧的出液管、设置于所述储液罐两侧的导热板、分布设置于两侧所述导热板内侧的外环换热通道、以及分布设置于两侧所述导热板内侧的内环换热通道，所述外环换热通道通过连通通道与内环换热通道进行连通，从制冷系统中冷凝器出来的制冷剂从进液管进入经过外环换热通道、内环换热通道从出液管导出循环入系统中的经济器；
第二气液分离单元，其包括：第二分离罐、设置于所述第二分离罐上的第二输入管与第二输出管；
其中，所述第一分离罐与第二分离罐的内侧均设置有金属网板，所述第一输入管与第二输入管均分别通过对应变径管连接有直通管，所述直通管上设置有用于制冷剂蒸汽导出的导流组件，使得制冷剂蒸汽均匀导出在金属网板上。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：所述金属网板包括：外环框与内环框，所述外环框与内环框之间固定连接有多个加强筋，所述外环框、内环框与加强筋之间设置有金属网。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：所述第一分离罐与第二分离罐的内侧均固定连接有固定环，所述固定环的内侧还分布设置有多个滚珠，所述外环框的内侧设置有环形槽-,且环形槽-内侧壁可贴合滚珠进行滚动。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：多个所述加强筋的一端共同连接有圆形块，且圆形块上固定连接有细长轴，所述细长轴延伸至直通管的内侧并固定连接有涡轮叶片。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：所述导流组件包括：与细长轴固定连接的导流内罩、以及固定设置于所述直通管外侧的导流外罩，所述导流内罩与导流外罩之间设置有导流间隙。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：所述导热板为厚度为3-10mm厚度的圆形金属铜板，所述进液管与出液管均呈T形状，进液管的T形两端分别与两侧外环换热通道相连通，出液管的T形两端分别与两侧内环换热通道相连通。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：所述第一分离罐与第二分离罐的一侧均可设置有小口径的回液口，通过安装小口径排液管以及阀门控制液体的排出。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：所述储液罐位于第一分离罐与第二分离罐之间，所述第一分离罐与第二分离罐靠近储液罐的一侧设置有第一对接部，所述储液罐的两侧均设置有第二对接部，所述第一对接部与第二对接部密封连接。
作为本发明所述一种三合一气液分离器的一种优选方案，其中：所述金属网靠近导热板内侧的外环换热通道、内环换热通道的区域分别被分隔为：外侧高温区域、蒸汽拦截区域以及内侧高温区域，其中，从导流间隙导出的制冷剂蒸汽喷洒在蒸汽拦截区域内，且蒸汽拦截区域的网孔径小于外侧高温区域以及内侧高温区域的网孔径。
一种应用于上述三合一气液分离器的气液分离方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：从系统蒸发器送出的制冷剂蒸汽以及从系统经济器出来蒸汽分别进入第一分离罐以及第二分离罐后，均分别通过对应变径管进入至直通管内；
步骤二：蒸汽从直通管排出后，经过导流内罩以及导流外罩引导，呈扩散式往金属网板上喷淋洒出；
步骤三：蒸汽在穿过直通管时还会带动涡轮叶片进行转动，在细长轴的连接下带动金属网板在固定环的内侧进行转动，使得蒸汽可以均匀的喷洒在金属网上；
步骤四：部分液态制冷剂的蒸汽进入金属网的蒸汽拦截区域后，密集的金属丝网会对液态制冷剂短暂滞留，在重力的作用下，位于上半部的液态制冷剂向靠近内侧高温区域的金属网滴落，而位于下半部的液态制冷剂向靠近外侧高温区域的金属网滴落，并在金属网板的自我缓慢低速旋转下，不断往复流动，更利于液态制冷剂的蒸发以保证进入磁悬浮压缩机制冷剂气体为干蒸汽，避免液态制冷剂吸入磁悬浮压缩机对压缩机造成液击损伤；
步骤五：从系统冷凝器过来的制冷剂液体相对于从蒸发器过来的制冷剂蒸汽，是高温液体，这种高温液体进入储液罐内，并经过外环换热通道、内环换热通道的短路径循环，进一步加热靠近导热板的金属丝网，在加热过程中，制冷剂液体也得到了过冷，能进一步提升整个系统的能效比。
本发明的有益效果：
1、本发明通过让高温制冷剂液体进入储液罐内，并经过外环换热通道、内环换热通道的短路径循环，进一步加热靠近导热板的金属丝网，在加热过程中，制冷剂液体也得到了过冷，能进一步提升整个系统的能效比；
2、本发明让部分液态制冷剂的蒸汽进入金属网的蒸汽拦截区域后，密集的金属丝网会对液态制冷剂短暂滞留，在重力的作用下，不同区域的制冷剂都向高温加热区不断流动，更利于液态制冷剂的蒸发以保证进入磁悬浮压缩机制冷剂气体为干蒸汽，避免液态制冷剂吸入磁悬浮压缩机对压缩机造成液击损伤；
3、本发明通过第一分离罐、储液罐、第二分离罐的三合一体化结构，气液分离器整体结构紧凑，可以实现对进入压缩机进气口和补气口的蒸汽同步完成气液分离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明提出的一种三合一气液分离器的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种三合一气液分离器在制冷系统中的原理示意图；
图3为本发明提出的一种三合一气液分离器拆分结构示意图；
图4为本发明提出的一种三合一气液分离器中储液罐的内部结构示意图；
图5为本发明提出的一种三合一气液分离器中储液罐内部换热管道的结构示意图；
图6为导流组件与金属网板的配合结构示意图；
图7为直通管的内部结构示意图；
图8为金属网的功能区域分布示意图。
图中：100-第一气液分离单元、101-第一分离罐、101a-第一对接部、102-第一输入管、103-第一输出管、104-变径管、105-直通管、106-导流内罩、107-导流外罩、108-固定环、108a-滚珠、109-导流间隙、110-细长轴、111-金属网板、111a-外环框、111a-1-环形槽、111b-加强筋、111c-金属网、111d-内环框、112-涡轮叶片、200-储液加热单元、201-储液罐、201a-第二对接部、202-进液管、203-出液管、204-导热板、205-外环换热通道、206-内环换热通道、207-连通通道、300-第二气液分离单元、301-第二分离罐、302-第二输入管、303-输出管。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
参照图1-图8，为本发明的一个实施例，提供了一种三合一气液分离器，此分离器包括：第一气液分离单元100、储液加热单元200以及第二气液分离单元300。
第一气液分离单元100包括：第一分离罐101、设置于第一分离罐101上的第一输入管102与第一输出管103；
储液加热单元200包括：储液罐201、设置于储液罐201底侧的进液管202、设置于储液罐201上侧的出液管203、设置于储液罐201两侧的导热板204、分布设置于两侧导热板204内侧的外环换热通道205、以及分布设置于两侧导热板204内侧的内环换热通道206，外环换热通道205通过连通通道207与内环换热通道206进行连通，从制冷系统中冷凝器出来的制冷剂从进液管202进入依次经过外环换热通道205、内环换热通道206从出液管203导出循环入系统中的经济器内，导热板204为厚度为3-10mm厚度的圆形金属铜板，进液管202与出液管203均呈T形状，进液管202的T形两端分别与两侧外环换热通道205相连通，出液管203的T形两端分别与两侧内环换热通道206相连通，通过设置小路径的外环换热通道205与内环换热通道206使得制冷剂的热量可以快速集中在进液管202上进行传递。
第二气液分离单元300包括：第二分离罐301、设置于第二分离罐301上的第二输入管302与第二输出管303，第二输出管303输出的干蒸汽主要用于压缩机的补气，第一分离罐101与第二分离罐301的一侧均可设置有小口径的回液口，通过安装小口径排液管以及阀门控制液体的排出。
储液罐201位于第一分离罐101与第二分离罐301之间，第一分离罐101与第二分离罐301靠近储液罐201的一侧设置有第一对接部101a，储液罐201的两侧均设置有第二对接部201a，第一对接部101a与第二对接部201a密封连接配合，如：焊接，使得第一分离罐101、储液罐201、第二分离罐301的三合一体化连接。
其中，第一分离罐101与第二分离罐301的内侧均设置有金属网板111，且金属网板111包括：外环框111a与内环框111d，外环框111a与内环框111d之间固定连接有多个加强筋111b，外环框111a、内环框111d与加强筋111b之间设置有金属网111c,多扇形区域金属丝网结构设计，使得金属网板的抗冲击能力更好。
第一分离罐101与第二分离罐301的内侧均固定连接有固定环108，固定环108的内侧还分布设置有多个滚珠108a，外环框111a的内侧设置有环形槽111a-1,且环形槽111a-1内侧壁可贴合滚珠108a进行滚动，使得金属网板111可以相对固定环108进行转动，多个加强筋111b的一端共同连接有圆形块，且圆形块上固定连接有细长轴110，细长轴110延伸至直通管105的内侧并固定连接有涡轮叶片112，蒸汽在穿过涡轮叶片112时，在蒸汽气流推动下进行旋转，从而间接带动金属网板111进行转动。
第一输入管102与第二输入管302均分别通过对应变径管104连接有直通管105，直通管105上设置有用于制冷剂蒸汽导出的导流组件，使得制冷剂蒸汽均匀导出在金属网板111上，导流组件包括：与细长轴110固定连接的导流内罩106、以及固定设置于直通管105外侧的导流外罩107，导流内罩106与导流外罩107之间设置有导流间隙109，蒸汽沿着导流内罩106的外侧壁以及导流外罩107的内侧壁进行扩散，并最终被吹散在金属网111c上。
实施例2
与实施例1不同之处在于，金属网111c靠近导热板204内侧的外环换热通道205、内环换热通道206的区域分别被分隔为：外侧高温区域、蒸汽拦截区域以及内侧高温区域，其中，从导流间隙109导出的制冷剂蒸汽喷洒在蒸汽拦截区域内，且蒸汽拦截区域的网孔径小于外侧高温区域以及内侧高温区域的网孔径，更密集的蒸汽拦截区域的金属网111c更适合与蒸汽中的液态制冷剂接触，而相对分散的外侧高温区域以及内侧高温区域的金属网111c更加有利于快速导热，外环换热通道205散出的热量主要集中在外侧高温区域，内环换热通道散出的热量主要集中在内侧高温区域。
其余结构均与实施例1相同。
本发明通过三合一气液分离器进行气液分离的方法为：首先从系统蒸发器送出的制冷剂蒸汽以及从系统经济器出来蒸汽分别进入第一分离罐101以及第二分离罐301后，均分别通过对应变径管104进入至直通管105内；蒸汽从直通管105排出后，经过导流内罩106以及导流外罩107引导，呈扩散式往金属网板111上喷淋洒出；蒸汽在穿过直通管105时还会带动涡轮叶片112进行转动，在细长轴110的连接下带动金属网板111在固定环108的内侧进行转动，使得蒸汽可以均匀的喷洒在金属网111c上；部分液态制冷剂的蒸汽进入金属网111c的蒸汽拦截区域后，密集的金属丝网会对液态制冷剂短暂滞留，在重力的作用下，位于上半部的液态制冷剂向靠近内侧高温区域的金属网111c滴落，而位于下半部的液态制冷剂向靠近外侧高温区域的金属网111c滴落，并在金属网板111的自我缓慢低速旋转下，不断往复流动，更利于液态制冷剂的蒸发以保证进入磁悬浮压缩机制冷剂气体为干蒸汽，避免液态制冷剂吸入磁悬浮压缩机对压缩机造成液击损伤；从系统冷凝器过来的制冷剂液体相对于从蒸发器过来的制冷剂蒸汽，是高温液体，这种高温液体进入储液罐201内，并经过外环换热通道205、内环换热通道206的短路径循环，进一步加热靠近导热板204的金属丝网，在加热过程中，制冷剂液体也得到了过冷，能进一步提升整个系统的能效比，通过第一分离罐101、储液罐201、第二分离罐301的三合一体化结构，气液分离器整体结构紧凑，可以实现对进入压缩机进气口和补气口的蒸汽同步完成气液分离。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种三合一气液分离器，其特征在于，包括：
第一气液分离单元(100)，其包括：第一分离罐(101)、设置于所述第一分离罐(101)上的第一输入管(102)与第一输出管(103)；
储液加热单元(200)，其包括：储液罐(201)、设置于所述储液罐(201)底侧的进液管(202)、设置于所述储液罐(201)上侧的出液管(203)、设置于所述储液罐(201)两侧的导热板(204)、分布设置于两侧所述导热板(204)内侧的外环换热通道(205)、以及分布设置于两侧所述导热板(204)内侧的内环换热通道(206)，所述外环换热通道(205)通过连通通道(207)与内环换热通道(206)进行连通，从制冷系统中冷凝器出来的制冷剂从进液管(202)进入经过外环换热通道(205)、内环换热通道(206)从出液管(203)导出循环入系统中的经济器；
第二气液分离单元(300)，其包括：第二分离罐(301)、设置于所述第二分离罐(301)上的第二输入管(302)与第二输出管(303)；
其中，所述第一分离罐(101)与第二分离罐(301)的内侧均设置有金属网板(111)，所述第一输入管(102)与第二输入管(302)均分别通过对应变径管(104)连接有直通管(105)，所述直通管(105)上设置有用于制冷剂蒸汽导出的导流组件，使得制冷剂蒸汽均匀导出在金属网板(111)上。
2.根据权利要求1所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：所述金属网板(111)包括：外环框(111a)与内环框(111d)，所述外环框(111a)与内环框(111d)之间固定连接有多个加强筋(111b)，所述外环框(111a)、内环框(111d)与加强筋(111b)之间设置有金属网(111c)。
3.根据权利要求2所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：所述第一分离罐(101)与第二分离罐(301)的内侧均固定连接有固定环(108)，所述固定环(108)的内侧还分布设置有多个滚珠(108a)，所述外环框(111a)的内侧设置有环形槽(111a-1),且环形槽(111a-1)内侧壁可贴合滚珠(108a)进行滚动。
4.根据权利要求3所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：多个所述加强筋(111b)的一端共同连接有圆形块，且圆形块上固定连接有细长轴(110)，所述细长轴(110)延伸至直通管(105)的内侧并固定连接有涡轮叶片(112)。
5.根据权利要求4所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：所述导流组件包括：与细长轴(110)固定连接的导流内罩(106)、以及固定设置于所述直通管(105)外侧的导流外罩(107)，所述导流内罩(106)与导流外罩(107)之间设置有导流间隙(109)。
6.根据权利要求5所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：所述导热板(204)为厚度为3-10mm厚度的圆形金属铜板，所述进液管(202)与出液管(203)均呈T形状，进液管(202)的T形两端分别与两侧外环换热通道(205)相连通，出液管(203)的T形两端分别与两侧内环换热通道(206)相连通。
7.根据权利要求6所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：所述第一分离罐(101)与第二分离罐(301)的一侧均可设置有小口径的回液口，通过安装小口径排液管以及阀门控制液体的排出。
8.根据权利要求7所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：所述储液罐(201)位于第一分离罐(101)与第二分离罐(301)之间，所述第一分离罐(101)与第二分离罐(301)靠近储液罐(201)的一侧设置有第一对接部(101a)，所述储液罐(201)的两侧均设置有第二对接部(201a)，所述第一对接部(101a)与第二对接部(201a)密封连接。
9.根据权利要求8所述的一种三合一气液分离器，其特征在于：所述金属网(111c)靠近导热板(204)内侧的外环换热通道(205)、内环换热通道(206)的区域分别被分隔为：外侧高温区域、蒸汽拦截区域以及内侧高温区域，其中，从导流间隙(109)导出的制冷剂蒸汽喷洒在蒸汽拦截区域内，且蒸汽拦截区域的网孔径小于外侧高温区域以及内侧高温区域的网孔径。
10.根据权利要求9所述的一种三合一气液分离器的气液分离方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：从系统蒸发器送出的制冷剂蒸汽以及从系统经济器出来蒸汽分别进入第一分离罐(101)以及第二分离罐(301)后，均分别通过对应变径管(104)进入至直通管(105)内；
步骤二：蒸汽从直通管(105)排出后，经过导流内罩(106)以及导流外罩(107)引导，呈扩散式往金属网板(111)上喷淋洒出；
步骤三：蒸汽在穿过直通管(105)时还会带动涡轮叶片(112)进行转动，在细长轴(110)的连接下带动金属网板(111)在固定环(108)的内侧进行转动，使得蒸汽可以均匀的喷洒在金属网(111c)上；
步骤四：部分液态制冷剂的蒸汽进入金属网(111c)的蒸汽拦截区域后，密集的金属丝网会对液态制冷剂短暂滞留，在重力的作用下，位于上半部的液态制冷剂向靠近内侧高温区域的金属网(111c)滴落，而位于下半部的液态制冷剂向靠近外侧高温区域的金属网(111c)滴落，并在金属网板(111)的自我缓慢低速旋转下，不断往复流动，更利于液态制冷剂的蒸发以保证进入磁悬浮压缩机制冷剂气体为干蒸汽，避免液态制冷剂吸入磁悬浮压缩机对压缩机造成液击损伤；
步骤五：从系统冷凝器过来的制冷剂液体相对于从蒸发器过来的制冷剂蒸汽，是高温液体，这种高温液体进入储液罐(201)内，并经过外环换热通道(205)、内环换热通道(206)的短路径循环，进一步加热靠近导热板(204)的金属丝网，在加热过程中，制冷剂液体也得到了过冷，能进一步提升整个系统的能效比。
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Cited By (1)
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| CN118022478A (zh) * | 2024-04-12 | 2024-05-14 | 南京瀚杰制冷科技有限公司 | 一种气液分离、补气、储液多功能一体系统及其方法 |
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| CN118022478B (zh) * | 2024-04-12 | 2024-06-11 | 南京瀚杰制冷科技有限公司 | 一种气液分离、补气、储液多功能一体系统及其方法 |
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