CN218563829U - 一种氦气压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种氦气压缩机，包括框架，所述框架上安装有压缩机泵、平行流换热器和油分离器，氦气供应给所述压缩机泵，所述压缩机泵对氦气进行加压；所述平行流换热器包括气冷部，所述气冷部设有进气口和出气口，所述进气口通过第一管路与所述压缩机泵连通，所述出气口通过第二管路与所述油分离器连通，所述油分离器通过第三管路与所述压缩机泵连通。该氦气压缩机采用平行流换热器，具有较好的换热效果，且平行流换热器体积小，利于氦气压缩机的小型化发展。

Description

一种氦气压缩机

技术领域

本实用新型属于制冷系统技术领域，具体涉及一种氦气压缩机。

背景技术

氦气是一种广泛应用于超低温装置的介质，氦气压缩机是低温泵系统或其他制冷单元的驱动单元，其能够将纯度高达99.999%的低温高压氦气输送到低温泵等制冷单元中，经过制冷后，氦气返回到氦气压缩机中，完成一个热力循环。

风冷氦气压缩机通过利用风机和换热器将热量排到周围环境，相比于水冷压缩机成本较低，适用于水源稀缺地区。现有的风冷氦气压缩机一般采用管翅式换热器来进行氦气制冷后的散热工作，管翅式换热器换热效果一般且体积较大，不利于氦气压缩机小型化发展趋势。此外，在氦气压缩机运行过程中，还需要对压缩机中的润滑油进行冷却，防止压缩机泵因为温度过高而高温报警或跳机，现有的氦气压缩机一般独立配制油冷却器对润滑油进行冷却，即在压缩机中存在用于氦气冷却和油冷却的两个冷却系统，导致成本较高，且整体设备体积过大。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种氦气压缩机，该氦气压缩机采用平行流换热器，具有较好的换热效果，且平行流换热器体积小，利于氦气压缩机的小型化发展。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供一种氦气压缩机，包括框架，所述框架上安装有压缩机泵、平行流换热器和油分离器，氦气供应给所述压缩机泵，所述压缩机泵对氦气进行加压；所述平行流换热器包括气冷部，所述气冷部设有进气口和出气口，所述进气口通过第一管路与所述压缩机泵连通，所述出气口通过第二管路与所述油分离器连通，所述油分离器通过第三管路与所述压缩机泵连通。该技术方案的有益效果在于，所述氦气压缩机采用平行流换热器，平行流换热器具有较好的换热效果，相比于传统的管翅式换热器换热效果更高、且体积更小，在提高换热效果的基础上还利于氦气压缩机的小型化发展。

所述平行流换热器还包括油冷部，所述油冷部与所述气冷部通过第一隔板隔断；所述油冷部包括进油口和出油口，所述进油口通过第四管路与所述压缩机泵连通，所述出油口通过第五管路与所述压缩机泵连通。该技术方案的有益效果在于，将平行流换热器划分为气冷部和油冷部，能够同时对氦气和压缩机泵中的润滑油进行冷却，而不需要再另外单独配制油冷却器，能够节约设备成本，减小压缩机的整体体积。

所述平行流换热器包括第一集流管和第二集流管，所述第一集流管和第二集流管之间设有若干扁管，所述第一集流管和第二集流管与所述扁管连通，相邻的两个所述扁管之间设置有翅片；在所述第一集流管和第二集流管均设有所述第一隔板。

所述油冷部设有至少一个第二隔板，以将所述油冷部划分为多流程。该技术方案的有益效果在于，增加润滑油在油冷部中的流动行程，增加换热时间，相比于单流程能够提高换热效果。

所述第二隔板共两个，两个所述第二隔板分别设在所述第一集流管和第二集流管内，且两个所述第二隔板靠近不同的扁管，以将所述油冷部划分为三流程。该技术方案的有益效果在于，虽然设置为多流程能够提高换热效果，但是设置过多流程会产生较大的压降，设置为三流程能够在兼顾压降的前提下保证换热效果，使压降和换热效果达到较好的平衡。

所述平行流换热器上设置安装部，所述平行流换热器通过所述安装部固定安装在所述框架上。

具体的，所述安装部为若干卡扣，在所述第一集流管和第二集流管上均设置有所述卡扣；所述卡扣上开设通孔，所述框架的两个立柱上对应开设沉头孔，在安装时沉头螺丝穿过所述通孔在所述沉头孔中拧紧。

所述压缩机泵自带储气罐，外接制冷机构通过第六管路连通所述储气罐，氦气通过所述第六管路回流至所述储气罐中。

所述框架上还设有用于提纯氦气的吸附器，所述吸附器通过第七管路与所述油分离器连接。该技术方案的有益效果在于，经油分离器进行气液分离得到的低温高压氦气通过第七管路进入吸附器，吸附器对其进行进一步提纯，以获得高纯度氦气。

所述框架上还设置有风机，所述平行流换热器通过所述风机进行换热。该技术方案的有益效果在于，相比于需要配备水冷机的水冷压缩机，才用风冷的方式能够节约用水成本。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

（1）本实用新型提供的氦气压缩机采用平行流换热器，平行流换热器具有较好的换热效果，且相比于传统的管翅式换热器体积更小，利于氦气压缩机的小型化发展；

（2）将平行流换热器划分为气冷部和油冷部，能够同时对氦气和压缩机泵中的润滑油进行同时冷却，而不需要再另外单独配制油冷却器，能够节约设备成本，减小压缩机的整体体积；

（3）将所述油冷部划分为三流程，能够在保持较小压降的前提下保证换热效果，使压降和换热效果达到较好的平衡；

（4）平行流换热器利用风机进行有效换热，相比于需要配备水冷机的水冷压缩机，才用风冷的方式能够节约用水成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施例中的技术方案，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，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1是本实用新型一实施例所提供的氦气压缩机的整体结构示意图；

图2本实用新型一实施例所提供的氦气压缩机的内部管路示意图；

图3是本实用新型一实施例中平行流换热器安装在框架上的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中平行流换热器的结构示意图；

附图标记：1-框架，101-滑轮，102-立柱，2-压缩机泵，3-平行流换热器，301-进气口，302-出气口，303-第一隔板，304-进油口，305-出油口，306-第二隔板，307-扁管，308-翅片，309-安装部，3010-第一集流管，3010’-第二集流管，4-油分离器，5-第一管路，6-第二管路，7-第三管路，8-第四管路，9-第五管路，10-第六管路，11-吸附器，12-第七管路，13-密封接头，14-风机，15-电控箱。

具体实施方式

下面将对本实用新型具体实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供一种氦气压缩机，请结合参考图1-3，该氦气压缩机包括框架1，在框架1内部安装有压缩机泵2、平行流换热器3和油分离器4，压缩机泵2对氦气进行加压；平行流换热器3包括气冷部，用于冷却氦气，参照图4，气冷部设有进气口301和出气口302，进气口301与压缩机泵2之间通过第一管路5连通，出气口302与油分离器4之间通过第二管路6连通，且油分离器4与压缩机泵2之间通过第三管路7连通。常温低压氦气经压缩机泵2压缩后形成高温高压气液混合体，高温高压气液混合体通过第一管路5从进气口301进入平行流换热器3的气冷部冷却，形成低温高压气液混合体，低温高压气液混合体从出气口302流出，经第二管路6流入油分离器4，油分离器4对其进行气液分离，分离后得到低温高压氦气和润滑油，润滑油经第三管路7回流至压缩机泵2中。

平行流换热器3进一步包括油冷部，油冷部与气冷部之间通过第一隔板303隔开，油冷部上设有进油口304和出油口305，进油口304与压缩机泵2之间通过第四管路8连通，出油口305与压缩机泵2之间通过第五管路9连通。平行流换热器3的油冷部对压缩机泵2中的润滑油进行冷却，润滑油经第四管路8从进油口304流入平行流换热器3的油冷部，经冷却后又经出油口305流出，通过第五管路9回流至压缩机泵2中。

本实施例提供的氦气压缩机采用平行流换热器3，且采用一个换热器对氦气和润滑油进行同时冷却，减少机构设置，利于降低成本，缩小氦气压缩机的体积的同时，利于氦气压缩机向小型化、轻量化发展。

框架1上还安装有风机14，如图3所示，风机14的安装位置对应平行流换热器3，平行流换热器3通过风机14进行换热。相比于利用水冷压缩机，风冷压缩机不需要配备水冷机，其有利于节约用水成本。

框架1上还设有吸附器11，吸附器11通过第七管路12与油分离器4连接，经油分离器4气液分离得到的低温高压氦气通过第七管路12进入吸附器4，吸附器4对其进行进一步提纯，得到较高纯度（例如99.999%）的氦气。该高纯度氦气被输送至外接制冷机构，用于制冷，所述外接制冷机构例如可以是冷头、低温泵等采用氦气作为冷源的制冷机构。

本实施例中压缩机泵2自带储气罐，外接制冷机构通过第六管路10连通储气罐。即经过冷头或低温泵等外接制冷机构制冷后，氦气经过第六管路10返回至储气罐中，完成一个热力循环。本实施例中框架1上安装有密封接头13，密封接头13用于连接外部管路和第六管路10，提高密封性。在其他实施例中，存储氦气的机构也可以是外接的气体存储装置，即储气机构非压缩机泵2自带。

如图4所示，本实施例中采用的平行流换热器3的具体结构为：包括平行设置的第一集流管3010和第二集流管3010’，第一集流管3010和第二集流管3010’之间设置有若干扁管307，第一集流管3010、第二集流管3010’与扁管307连通，相邻的两个扁管307之间设置有翅片308，翅片308例如为百叶窗翅片。第一隔板303具有两个，分别设置在第一集流管3010和第二集流管3010’上，将平行流换热器3的冷却区域划分为气冷部和油冷部。其中在油冷部的第一集流管3010、第二集流管3010’上还分别设置有第二隔板306，两个第二隔板306设置在靠近不同的扁管307处，以将油冷部划分为三流程以提高换热效果。以气冷部为例，平行流换热器3的制冷原理为：氦气从进气口301进入第一集流管3010，经扁管307流入到另一端的第二集流管3010’中，在流经过程中扁管307中的热量传导到翅片308上，在风机14的作用下与空气进行有效换热，冷却后的氦气再经出气口302流出。本实施例中采用的扁管307为多孔扁管。

本实施例中氦气冷却采用单流程、润滑油冷却采用三流程，但在其他实施例中，可根据实际情况将气冷部和油冷部设置不同的流程数，以获得理想的冷却效果。在对润滑油进行冷却时，虽然增加流程能够提高冷却效果，但流程过多时会导致压降过大，而本实施例采用的三流程能够在保证较小压降的前提下，对润滑油进行较好效果的冷却。

平行流换热器3上还设置有安装部309，用于将平行流换热器3固定安装在框架1上。具体的，安装部309为卡扣，在第一集流管3010、第二集流管3010’上分别设置有三个卡扣，卡扣上开设通孔，框架1的两个平行的立柱102上对应开设沉头孔，在安装时，通孔和沉头孔对齐，并将沉头螺丝穿过通孔与沉头孔拧紧，以使平行流换热器3固定于框架1。当然，在其他实施例中，安装部309及其与框架1的固定方式可采用本技术领域其他常用方式。

框架1为矩形框架，在框架1上还安装有电控箱15，电控箱15用于控制氦气压缩机的启停以及报警保护作用。框架1的底部设置有四个滑轮，以方便氦气压缩机移动。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种氦气压缩机，其特征在于，包括框架(1)，所述框架(1)上安装有压缩机泵(2)、平行流换热器(3)和油分离器(4)，氦气供应给所述压缩机泵(2)，所述压缩机泵(2)对氦气进行加压；所述平行流换热器(3)包括气冷部，所述气冷部设有进气口(301)和出气口(302)，所述进气口(301)通过第一管路(5)与所述压缩机泵(2)连通，所述出气口(302)通过第二管路(6)与所述油分离器(4)连通，所述油分离器(4)通过第三管路(7)与所述压缩机泵(2)连通。

2.根据权利要求1所述的氦气压缩机，其特征在于，所述平行流换热器(3)还包括油冷部，所述油冷部与所述气冷部通过第一隔板(303)隔断；所述油冷部包括进油口(304)和出油口(305)，所述进油口(304)通过第四管路(8)与所述压缩机泵(2)连通，所述出油口(305)通过第五管路(9)与所述压缩机泵(2)连通。

3.根据权利要求2所述的氦气压缩机，其特征在于，所述平行流换热器(3)包括第一集流管(3010)和第二集流管(3010’)，所述第一集流管(3010)和第二集流管(3010’)之间设有若干扁管(307)，所述第一集流管(3010)和第二集流管(3010’)与所述扁管(307)连通，相邻的两个所述扁管(307)之间设置有翅片(308)；在所述第一集流管(3010)和第二集流管(3010’)均设有所述第一隔板(303)。

4.根据权利要求3所述的氦气压缩机，其特征在于，所述油冷部设有至少一个第二隔板(306)，以将所述油冷部划分为多流程。

5.根据权利要求4所述的氦气压缩机，其特征在于，所述第二隔板(306)共两个，两个所述第二隔板(306)分别设在所述第一集流管(3010)和第二集流管(3010’)内，且两个所述第二隔板(306)靠近不同的扁管(307)，以将所述油冷部划分为三流程。

6.根据权利要求3所述的氦气压缩机，其特征在于，所述平行流换热器(3)上设置安装部(309)，所述平行流换热器(3)通过所述安装部(309)固定安装在所述框架(1)上。

7.根据权利要求6所述的氦气压缩机，其特征在于，所述安装部(309)为若干卡扣，在所述第一集流管(3010)和第二集流管(3010’)上均设置有所述卡扣；所述卡扣上开设通孔，所述框架(1)的两个立柱(102)上对应开设沉头孔，在安装时沉头螺丝穿过所述通孔在所述沉头孔中拧紧。

8.根据权利要求1或2所述的氦气压缩机，其特征在于，所述压缩机泵(2)自带储气罐，外接制冷机构通过第六管路(10)连通所述储气罐，氦气通过所述第六管路(10)回流至所述储气罐中。

9.根据权利要求1或2所述的氦气压缩机，其特征在于，所述框架上还设有用于提纯氦气的吸附器(11)，所述吸附器(11)通过第七管路(12)与所述油分离器(4)连接。

10.根据权利要求1或2所述的氦气压缩机，其特征在于，所述框架(1)上还设置有风机(14)，所述平行流换热器(3)通过所述风机(14)进行换热。

Images