CN205172975U - 一种带浮球式膨胀阀的氟泵及包含其的低压循环罐和制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带浮球式膨胀阀的氟泵及包含其的低压循环罐和制冷系统，总泵体自上而下分为供液腔、动力腔和压力腔，所述总泵体顶部设有开口，从所述开口处穿设有转轴，转轴延伸至压力腔，转轴下端部套装有叶轮与压力腔相配合，动力腔处设有电机定子，在所转轴上位于电机定子的对应位置处设有电机转子，电机转子和电机定子形成配合关系，转轴上位于供液腔的对应位置处设有环状凹槽，供液腔侧面位于环状凹槽的长度范围内设有出管和供液管，供液管处设有节流口，压力腔侧面设有液体进管和泵液管，转轴顶部与浮球相连接，转轴在通电状态下可相对总泵体转动，从而带动叶轮旋转产生液体压力实现泵的功能。

Description

一种带浮球式膨胀阀的氟泵及包含其的低压循环罐和制冷系统

技术领域

本实用新型涉及制冷领域，特别是涉及一种带浮球式膨胀阀的氟泵及包含其的低压循环罐和制冷系统。

背景技术

一般来说，在蒸气压缩式制冷系统中，制冷系统的供液方式有干式膨胀阀直接供液和满液式氟泵供液，这两种方式是各自独立的。干式膨胀阀直接供液技术适合中小型的制冷系统，满液式氟泵供液技术适合大型的系统，尤其是多层楼的制冷系统。

干式膨胀阀直接供液的制冷系统，主要有以下几个方面的特点：

（1）采用热力膨胀阀，用于调节蒸发器中的液体制冷剂的供给量。

（2）供给量是通过制冷剂的过热度进行控制的。因此，这种阀特别适用于干式蒸发器中制冷剂液体的供给，因为在干式蒸发器出口处的制冷剂过热度同蒸发器的负荷成比例关系。

（3）蒸发器的液体制冷剂由热力膨胀阀直接提供。

（4）蒸发器中制冷剂循环量等于蒸发器的蒸发量。

（5）高进低出，即：液体制冷剂由蒸发器的高压端进入，吸热后蒸发成气体，再从低压端被抽出。俗称：干式蒸发。

（6）自动回油：冷冻机油跟随制冷剂进出回到压缩机吸气端。

（7）总体结构简单。

直接供液技术成熟，可靠。目前在中小型制冷系统中广泛应用。

满液式氟泵供液的制冷系统，主要有以下几个方面的特点：

（1）采用卧式浮球式膨胀阀，控制制冷剂液面的高度。

（2）液体制冷剂的供给量，是通过低压循环桶内卧式浮球式膨胀阀来进行控制的。低压循环桶的容积在1000升以上级别。内部需要贮备的制冷剂重量在1000公斤以上级别。

（3）蒸发器的液体制冷剂由外置氟泵直接提供。外置氟泵从普通的低压循环桶内吸取液体制冷剂。外置氟泵的功率1000瓦以上级别。能与这样大的氟泵相匹配，蒸发器同样很大、很多。

（4）蒸发器中制冷剂循环量是蒸发器的蒸发量的五倍以上。

（5）低进高出，即：液体制冷剂由蒸发器的低端进入，吸热后部份液体蒸发成气体，再从高端被压出，回到低压循环桶。液体大致注满了整个蒸发器，俗称：满液式蒸发。

（6）人工回油：冷冻机油浮于低压循环桶内液面上方，经过手动开启放油手阀，流到油换热器加热，回到压缩机吸气端。（说明：对制冷剂R22，R134a，R404A，R407C，R507等制冷剂来说，冷冻机油浮于液面上方；对制冷剂R717即氨制冷剂来说，冷冻机油沉于液体下方。）

（7）总体结构复杂。

氟泵供液技术，来自于氨制冷中的氨泵供液技术。技术成熟，可靠，经历了百年使用。可惜的是，目前仅使用在大型制冷系统中，还存在需要人工操作的缺陷。

综上所述，有如下共识：

（1）氟泵供液对蒸发器具有较高的换热效率，冷却效果好。制冷剂循环量数倍于蒸发器的蒸发量，使蒸发器有着充分的润湿表面，可以发挥蒸发器全部蒸发面积的传热效能；制冷剂在蒸发器内呈环流流动状态，气体在中心部位流动，从而强化了制冷剂和管壁面的换热条件；而且，由于大量制冷剂的冲刷，蒸发器管壁不易形成油膜，其底部也不易积存油污，从而使管壁传热系数得以提高。而直接膨胀供液不足，蒸发器末端全部变成过热气体，不仅会降低蒸发面积的利用率，而且由于制冷压缩机排气温度升高，还容易引起润滑油焦化的危险；但供液过多，又极易造成制冷压缩机湿冲程，液体进入汽缸，不能保证制冷装置的安全运行，所以在最末端的蒸发器管道中有一部分管子中流动的是气体，而非液体。另外，液体节流产生的闪发气体，混同液体呈两相流体送往蒸发器，使供液管道阻力损失大大增加，同时也降低了蒸发器的冷却效果。

所以，同样蒸发面积的蒸发器，氟泵供液的冷却效果比直接膨胀供液提高25%～30%。

（2）利用氟泵的机械作用，可以克服系统中的部分阻力损失，实现长距离供液。

（3）氟泵供液系统操作简单可靠；氟桶液面较稳定的情况下，就能维持氟泵的正常运行，而不需要经常性的高技能调节工作；蒸发器各处始终处于满液溢出吃饱的状态，保证了各处温度都与蒸发压力对应的蒸发温度相同；制冷系统在降温和恒温时均处于最佳工作状态。缺点是:液面不够稳定，回油结构复杂，器件太大型，器具种类多。

发明内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术中存在的上述问题，提供一种带浮球式膨胀阀的氟泵及包含其的低压循环罐和制冷系统，它同时具有一套浮球式膨胀阀、一套氟泵、两套电磁阀的功能，将本实用新型安装在一种小型带泵阀的低压循环罐中，能实现低压循环罐的小型化微型化，使满液式制冷技术在冰箱、家用空调、小型冷库中的应用成为可能，并降低材料成本、显著提高制冷效率，同时保持中小型氟制冷系统的结构简单和自动化的特点。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种带浮球式膨胀阀的氟泵，包括：总泵体、浮球、转轴、电机转子、电机定子和叶轮，所述总泵体自上而下分为供液腔、动力腔和压力腔，所述总泵体顶部设有开口，所述转轴从所述开口处装入并延伸至压力腔，所述转轴下端部套装有叶轮与压力腔相配合，所述电机定子嵌入动力腔外壁，所述转轴套装于电机转子上，所述转轴上位于供液腔的对应位置处设有环状凹槽，所述供液腔侧面设有出管和供液管，所述压力腔侧面设有泵液管，所述动力腔位设有液体进管，所述转轴顶部与浮球相连接。

本实用新型的一种带浮球式膨胀阀的氟泵，所述转轴与浮球为相对转动的连接方式，所述转轴转动时浮球相对于总泵体静止。

本实用新型的一种带浮球式膨胀阀的氟泵，所述供液管与供液腔连接处设有节流口，所述节流口的数量为两个，以所述转轴为对称轴，对称设置于供液腔侧壁。

本实用新型的低压循环罐，还包括：罐体、罐体回气管、罐体回液管、罐体供液管、罐体泵液管和回液气分管，所述带浮球式膨胀阀的氟泵位于罐体内部，所述罐体上设有罐体回气管，所述罐体回气管一端位于罐体内部，所述罐体回气管另一端伸出罐体外部，所述罐体供液管一端与供液管相连接，所述罐体供液管另一端伸出罐体外部，所述回液气分管带阻尼结构，所述回液气分管侧面设有两个开口分别与出管和液体进管相连通，所述罐体回液管一端伸入回液气分管内部，所述罐体回液管另一端伸出罐体外部，所述罐体泵液管一端与泵液管相连通，所述罐体泵液管另一端伸出罐体外部。

本实用新型的低压循环罐，其特征在于：所述阻尼结构通过采用细目多层金属丝网制成、滤芯或在带孔的管壁外部包覆减小液体流速的材料来实现

本实用新型的低压循环罐，所述罐体回气管位于罐体内部分为“U”形结构，所述“U”形结构的自由端上竖向设有缝隙。

本实用新型的制冷系统，还包括：压缩机、冷凝器、和蒸发器，所述罐体回气管与压缩机相连接，所述压缩机与冷凝器相连接，所述冷凝器与罐体供液管相连接，所述罐体泵液管与蒸发器相连接，所述蒸发器与罐体回液管相连接。

本实用新型的制冷系统，所述冷凝器与罐体供液管之间还连接有贮液器。

根据上述技术方案，本实用新型的有益效果是：克服现有技术中存在的问题，本实用新型的带浮球式膨胀阀的氟泵，它同时具有一套浮球式膨胀阀、一套氟泵、两套电磁阀的功能，本实用新型的低压循环罐中，能实现低压循环罐的小型化微型化，使满液式制冷技术在冰箱、家用空调、小型冷库中的应用成为可能，并降低材料成本、显著提高制冷效率，同时保持中小型氟制冷系统的结构简单和自动化的特点。

附图说明

图1是本实用新型一种带浮球式膨胀阀的氟泵的结构示意图；

图2是本实用新型制冷系统示意图；

图3是本实用新型一种带浮球式膨胀阀的氟泵的叶轮结构示意图；

图中标记：

1-环状凹槽，2-浮球，3-转轴，4-供液腔，5-出管，6-供液管，7-节流口，8-电机转子，9-总泵体，10-电机定子，11-动力腔、12-泵液管、13-压力腔、14-叶轮、15-液体进管、21-压缩机，22-冷凝器，23-贮液器，24-罐体供液管，25-罐体泵液管，26-蒸发器，27-罐体回液管，28-回液气分管、30-罐体。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1为本实用新型一种带浮球式膨胀阀的氟泵的第一种实施例，如图1和图3所示，一种带浮球式膨胀阀的氟泵，包括：总泵体9、浮球2、转轴3、电机转子8、电机定子10和叶轮14，所述总泵体9自上而下分为供液腔4、动力腔11和压力腔13，所述总泵体9顶部设有开口，从所述开口处穿设有转轴3，所述转轴3延伸至压力腔13，所述转轴3下端部套装有叶轮14与压力腔13相配合，所述动力腔11处设有电机定子10，在所述转轴3上位于电机定子10的对应位置处设有电机转子8，所述电机转子8和电机定子10形成配合关系，所述转轴3上位于供液腔4的对应位置处设有环状凹槽1，所述供液腔4侧面位于环状凹槽1的长度范围内设有出管5和供液管6，所述供液管6与所述供液腔4相接处设有节流口7，所述压力腔13侧面设有泵液管12，所述动力腔11侧面设有液体进管15，所述转轴3顶部与浮球2相连接，所述转轴3与浮球2可相对转动，所述转轴3在通电状态下可相对总泵体9转动，电机转子的厚度比定子厚，以保证正常启动、正常节流调节、越超压越错位转矩越小的状态，所述转轴3在总泵体9中以滑动轴承方式旋转并由浮球带动其上下浮动，所述节流口7处的流口大小随浮球的低高带动转轴3的升降从而控制环状凹槽1与节流口的位置，从而使流量而相应地增减，进而维持液面的高度，实现节流阀的功能，液体从节流口7进入环状凹槽1然后从出管5排出，同时在电力作用下，使电机转子转动，从而使转轴3转动，从而带动叶轮转动从而可以将液体从压力腔13，挤压进泵液管12内，叶轮采用螺旋叶片结构，这样使在旋转的过程中既可以进行液体的排挤，又可以实现向上的上升力，叶轮提供的上升力不足以使浮球完全伸出液体表面，这样就使转轴3能正常的由浮球带动着随液体表面升降而升降，叶轮旋转产生液体压力实现泵的功能,而停止工作时，转轴3下降，叶轮14封堵住泵液管12，同时环状凹槽1离开出管5使出管5被封堵，实现了停机时的截止阀的作用，而浮球与转轴既连接又可相对转动一般可以采用卡箍连接方式就可以实现，所述节流口7的数量为两数个，以所述转轴3为对称轴，对称设置于供液腔4侧壁，为的是让转轴在高压强供液时受的合力为零。

实施例2

在实例1的基础上，如图2所示的低压循环罐，还包括：罐体30、罐体回气管31、罐体回液管27、罐体供液管24和罐体泵液管25和回液气分管（28），所述带浮球式膨胀阀的氟泵位于罐体30内部，所述罐体30上设有罐体回气管31，所述罐体回气管31一端位于罐体30内部，所述罐体回气管31另一端，

所述罐体供液管（24）一端与供液管（6）相连接，所述罐体供液管（24）另一端伸出罐体30外部，所述回液气分管28为带阻尼结构，所述回液气分管28侧面设有两个开口分别与出管5和液体进管15相连通，所述罐体回液管27一端伸入回液气分管28内部，所述罐体回液管27另一端伸出罐体30外部，所述罐体泵液管25一端与泵液管12相连通，所述罐体泵液管25另一端伸出罐体30外部，所述回液气分管为带液体阻尼结构，如采用细目多层金属丝网制成、滤芯或在带孔的管壁外部包覆减小液体流速的材料来实现，这样的设置是为了减小从供液管新进入液体和回液管回流的液体对罐体内液体的冲击，避免液面波动过大，从而保证浮球式膨胀阀的平稳工作，和稳定的系统回油状态，所述罐体回气管31位于罐体30内部分为“U”形结构，所述“U”形结构的自由端上竖向设有缝隙，这样的设置是为了从缝隙中进入少量的冷却液体，而且可以将冷却液表面的冷冻机油带入一部份，所以要求缝隙的长度应能包含液面变化的最高与最低位置，这样极少量的制冷剂液体混同冷冻机油回到压缩机。即让冷冻机油循环，形成系统的自动回油状态，又让压缩机电机得到有效冷却，但又不过多形成液击而损坏，回气管的端口和缝隙均可增加液体阻尼结构会更好。

实施例3

包含实施例2的的低压循环罐的制冷系统，还包括：压缩机21、冷凝器22、和蒸发器26，所述罐体回气管31与压缩机21相连接，所述压缩机21与冷凝器22相连接，所述冷凝器22与罐体供液管24相连接，所述罐体泵液管25与蒸发器26相连接，所述蒸发器26与罐体回液管27相连接，所述冷凝器22与罐体供液管24之间还连接有贮液器23，其工作原理为：压缩机从低压循环罐中吸入制冷剂气体，压缩后进入冷凝器冷却凝结成制冷剂液体，通过供液管，压向低压循环罐。罐体内，开始并无制冷剂液体，带浮球式膨胀阀的氟泵处于最大开启状态，制冷剂液体经过供液管，在带浮球式膨胀阀的氟泵的节流作用下，进入回液气分管，流进罐内。浮球浮于液面，浮球升高，带浮球式膨胀阀的氟泵出口关小，以保持液面高度。然后将蒸发器蒸发量五倍以上的制冷剂液体通过泵液管，向蒸发器供液，就形成了满液式蒸发。小部份制冷剂液体在蒸发器中吸热蒸发。从蒸发器回来的气液混合的制冷剂，经过回液管，进入回液气分管。在回液气分管内，气体上浮流向罐体上部，大部份液体被带浮球式膨胀阀的氟泵再次抽吸，小部份液体通过回液气分管自身的液体阻尼结构，流向罐内，阻尼结构避免了对罐内制冷剂液面的直接扰动,减小了浮球的波动，从而保证浮球式膨胀阀的平稳工作。回气管的入口在罐内制冷剂液面上部的气体汇集处。回气管的管路上有缝隙，其位置在制冷剂液面的最高位置之下，使浮于制冷剂液面的冷冻机油淹没缝隙进入回气管，回到压缩机，保证制冷系统的自动回油。同时，极少量的制冷剂液体混同冷冻机油回到压缩机，压缩机电机得到有效冷却，但又不过多形成液击而损坏

由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：提供一种带浮球式膨胀阀的氟泵，它同时具有一套浮球式膨胀阀、一套氟泵、两套电磁阀的功能，将本实用新型安装在一种小型带泵阀的低压循环罐中，能实现低压循环罐的小型化微型化，使满液式制冷技术在冰箱、家用空调、小型冷库中的应用成为可能，并降低材料成本、显著提高制冷效率，同时保持中小型氟制冷系统的结构简单和自动化的特点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带浮球式膨胀阀的氟泵，其特征在于，包括：总泵体（9）、浮球（2）、转轴（3）、电机转子（8）、电机定子（10）和叶轮（14），所述总泵体（9）自上而下分为供液腔（4）、动力腔（11）和压力腔（13），所述总泵体（9）顶部设有开口，所述转轴（3）从所述开口处装入并延伸至压力腔（13），所述转轴（3）下端部套装有叶轮（14）与压力腔（13）相配合，所述电机定子（10）嵌入动力腔（11）外壁，所述转轴（3）套装于电机转子（8）上，所述转轴（3）上位于供液腔（4）的对应位置处设有环状凹槽（1），所述供液腔（4）侧面设有出管（5）和供液管（6），所述压力腔（13）侧面设有泵液管（12），所述动力腔（11）侧面设有液体进管（15），所述转轴（3）顶部与浮球（2）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种带浮球式膨胀阀的氟泵，其特征在于：所述转轴（3）与浮球（2）为相对转动的连接方式，所述转轴（3）转动时浮球（2）相对于总泵体（9）静止。

3.根据权利要求2所述的一种带浮球式膨胀阀的氟泵，其特征在于：所述供液管（6）与供液腔（4）连接处设有节流口（7），所述节流口（7）的数量为两个，以所述转轴（3）为对称轴，对称设置于供液腔（4）侧壁。

4.包含权利要求3所述的一种带浮球式膨胀阀的氟泵的低压循环罐，其特征在于，还包括：罐体（30）、罐体回气管（31）、罐体回液管（27）、罐体供液管（24）、罐体泵液管（25）和回液气分管（28），所述带浮球式膨胀阀的氟泵位于罐体（30）内部，所述罐体（30）上设有罐体回气管（31），所述罐体回气管（31）一端位于罐体（30）内部，所述罐体回气管（31）另一端伸出罐体（30）外部，所述罐体供液管（24）一端与供液管（6）相连接，所述罐体供液管（24）另一端伸出罐体（30）外部，所述回液气分管（28）为阻尼结构，所述回液气分管（28）侧面设有两个开口分别与出管（5）和液体进管（15）相连通，所述罐体回液管（27）一端伸入回液气分管（28）内部，所述罐体回液管（27）另一端伸出罐体（30）外部，所述罐体泵液管（25）一端与泵液管（12）相连通，所述罐体泵液管（25）另一端伸出罐体（30）外部。

5.根据权利要求4所述的低压循环罐，其特征在于：所述阻尼结构通过采用细目多层金属丝网制成、滤芯或在带孔的管壁外部包覆减小液体流速的材料来实现。

6.根据权利要求5所述的低压循环罐，其特征在于：所述罐体回气管（31）位于罐体（30）内部分为“U”形结构，所述“U”形结构的自由端上竖向设有缝隙。

7.包含权利要求5或6所述的低压循环罐的制冷系统，其特征在于，还包括：压缩机（21）、冷凝器（22）、和蒸发器（26），所述罐体回气管（31）与压缩机（21）相连接，所述压缩机（21）与冷凝器（22）相连接，所述冷凝器（22）与罐体供液管（24）相连接，所述罐体泵液管（25）与蒸发器（26）相连接，所述蒸发器（26）与罐体回液管（27）相连接。

8.根据权利要求7所述的制冷系统，其特征在于：所述冷凝器（22）与罐体供液管（24）之间还连接有贮液器（23）。