RU2159905C1

RU2159905C1 - Sectional oil separator for refrigeration screw oil-filled compressors

Info

Publication number: RU2159905C1
Application number: RU99114419/06A
Authority: RU
Inventors: В.С. Овчаренко; В.П. Афонский; Л.Л. Генин; А.И. Шувалов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ПРОМХОЛОД"
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: oil separator consists of set of vertical unified tubular sections made from tubes having inner diameter of 152 mm and lesser which are interconnected by means of branch pipes and horizontal oil receiver. Each section is provided with inlet device which is used for twisting vertical uptake flow of vapor-and-oil mixture turning it downward through 180 deg under constant level of oil and then upward through 180 deg passing through set of screen coagulators mounted in inclined position; separator is also provided with fine filters with outlet to delivery collector. Such multi-stage scheme of separation of oil is effective due to centrifugal effect, abrupt turns of flow, bubbling of vapor-and-oil mixture through level of oil where vapor-oil phase is dissolved, coagulation of drops of oil on inclined screen coagulator, abrupt reduction of velocity of uptake flow at simultaneous gravitational effect and final cleaning of vapor from oil in porous filter elements. EFFECT: enhanced efficiency of separation of oil from ammonia in delivery line of screw compressor; high strength and safety of operation of apparatus. 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в промышленных аммиачных и фреоновых холодильных установках с винтовыми маслозаполненными компрессорами на предприятиях пищевой промышленности и в других отраслях промышленности, где используются холодильное оборудование. The invention relates to refrigeration and can be used in industrial ammonia and freon refrigeration units with screw oil-filled compressors at food enterprises and in other industries where refrigeration equipment is used.

Известен маслоотделитель для холодильной установки с винтовым маслозаполненным компрессором, состоящий, как правило, из одного вертикального или горизонтального цилиндрического корпуса с приваренными к нему эллиптическими днищами, патрубками входа и выхода газообразного аммиака, выхода масла, спуска масла, отбойными устройствами, патрубками для подсоединения приборов автоматики и контроля [1]. Known oil separator for a refrigeration unit with an oil-filled screw compressor, consisting, as a rule, of one vertical or horizontal cylindrical body with elliptical bottoms welded to it, ammonia gas inlet and outlet pipes, oil outlet, oil drain, chipping devices, pipes for connecting automation devices and control [1].

Недостатком этого аппарата являются значительный наружный диаметр, что создает технологические трудности, связанные с необходимостью обеспечения заданной расчетной прочности сосуда, работающего под давлением, и выполнения специфических требований эксплуатирующих и контролирующих органов по данному классу аппаратов, а также недостаточная эффективность отделения масла от газа. The disadvantage of this apparatus is the significant outer diameter, which creates technological difficulties associated with the need to ensure the specified design strength of the pressure vessel and to fulfill the specific requirements of the operating and controlling bodies for this class of apparatus, as well as the insufficient efficiency of oil separation from gas.

Задача заявленного изобретения направлена на повышение надежности и безопасности эксплуатации, на уменьшение попадания масла в холодильную систему, на предотвращение ее замасливания, а также на использование эффективных, технологических менее габаритных и более безопасных секционных аппаратов и на улучшение энергетических, технологических, прочностных и экологических характеристик. The objective of the claimed invention is aimed at improving the reliability and safety of operation, to reduce the ingress of oil into the refrigeration system, to prevent its oiling, as well as to use efficient, technological smaller and safer sectional devices and to improve energy, technological, strength and environmental characteristics.

Задача заявленного изобретения достигается за счет того, что секционный маслоотделитель для холодильных винтовых маслозаполненных компрессоров, содержащий вертикальные трубные секции, установленные на масляном ресивере и соединенные между собой параллельно коллекторами, отличается тем, что состоит из унифицированных секций, выполненных из труб с внутренним диаметром 152 мм и менее, объединенных между собой коллекторами и имеющих кожух, в котором смонтирован завихритель, обеспечивающий тангенциальную закрутку паромасляной смеси с двойным поворотом потока на 180^o и прохождение его под уровнем масла с дальнейшей очисткой пара от масла в наклонно установленном сетчатом коагуляторе и пористом фильтре тонкой очистки.The objective of the claimed invention is achieved due to the fact that the sectional oil separator for refrigeration screw oil-filled compressors, containing vertical pipe sections mounted on the oil receiver and connected to each other in parallel by manifolds, is characterized in that it consists of standardized sections made of pipes with an inner diameter of 152 mm and less, interconnected by collectors and having a casing in which a swirler is mounted, which ensures tangential swirling of a steam-oil mixture with two ynym flow turning through 180 ^o and passing it beneath the oil level, with further purification by steam to oil pan established reticular porous coalescer and fine filter.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие данное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает заявленному техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень". In the study of other known technical solutions in the art, the features that distinguish this invention from the prototype were not identified, which ensures the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 изображен схематически предлагаемый секционный маслоотделитель,
на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.In FIG. 1 shows a schematically proposed sectional oil separator,
in FIG. 2 - the same, transverse section.

Описание в статике
Предлагаемый секционный маслоотделитель для винтовых холодильных маслозаполненных компрессоров содержит блок, состоящий из нескольких одинаковых вертикальных трубных унифицированных секций 1, выполненных из труб с внутренним диаметром 152 мм и менее, установленных на горизонтальном масляном ресивере 3 объединенных между собой параллельно входным 2 и нагнетательным 3 коллекторами и имеющих кожух 9, в котором смонтирован завихритель 7 с направляющим элементом 8, обеспечивающий тангенциальную закрутку паромасляной смеси с двойным поворотом потока на 180^o и прохождение его под уровнем масла с дальнейшей очисткой пара от масла в наклонно установленном сетчатом коагуляторе 10 и пористом фильтре тонкой очистки 12, состоящем из пористого материала. Входной коллектор 2 снабжен патрубками 6, направленными вверх по осям секций.Description in statics
The proposed sectional oil separator for screw refrigerated oil-filled compressors contains a unit consisting of several identical vertical unified pipe sections 1 made of pipes with an internal diameter of 152 mm or less, mounted on a horizontal oil receiver 3 connected together in parallel with inlet 2 and discharge 3 manifolds and having casing 9, in which the swirler 7 is mounted with a guiding element 8, which provides a tangential twist of the steam-oil mixture with double rotation ohm flow at 180 ^o and passing it under the oil level with further purification of the steam from the oil in an inclined screen coagulator 10 and a porous fine filter 12, consisting of a porous material. The input manifold 2 is equipped with nozzles 6 directed upwards along the axes of the sections.

Кожух 9 объединен с наклонно установленным сетчатым коагулятором 10, смонтированном с отбойником 14 в обечайке 11, которая закреплена к внутренней стенке трубы секции. В верхней части секции установлен пористый фильтр тонкой очистки 12. Каждая секция 1 соединена с масляным ресивером 3 дренажным трубопроводом 14, выходящем из секции на расчетном расстоянии H относительно нижней кромки направляющего элемента 8, обеспечивающем погружение нижней кромки кожуха 9 под уровень масла. Масляный ресивер 3 имеет дополнительные элементы для подключения приборов автоматики и защиты, указателя уровня, подогревателя масла. The casing 9 is combined with an inclined mounted mesh coagulator 10 mounted with a chipper 14 in the shell 11, which is fixed to the inner wall of the pipe section. A porous fine filter 12 is installed in the upper part of the section. Each section 1 is connected to the oil receiver 3 by a drain pipe 14 emerging from the section at an estimated distance H relative to the lower edge of the guide element 8, which ensures that the lower edge of the casing 9 is immersed under the oil level. The oil receiver 3 has additional elements for connecting automation and protection devices, a level indicator, an oil heater.

Секционный маслоотделитель работает следующим образом. Sectional oil separator operates as follows.

Паромасляная смесь, содержащая мелко дисперсионные капли масла, нагнетаемая винтовым маслозаполненным компрессором, через входной коллектор 2 и патрубки 6 поступает в завихритель 7 каждой секции. Выходя из патрубка 6 через завихритель 7, паромасляная смесь направляющим элементом 8 получает тангенциальное вращение внутри кожуха 9 и, повернув на 180^o, направляется вниз, под уровень масла. В результате тангенциальной закрутки потока основная часть масла под действием центробежной силы отбрасывается на внутреннюю стенку кожуха 9 и стекает в нижнюю часть секции. В нижней части секции поддерживается постоянный уровень масла (уровень 1), который обеспечивается расположением выходного отверстия дренажного трубопровода 13 на расстоянии H относительно нижней кромки направляющего элемента 8. Паромасляная смесь, повернув на 180^o под слоем масла, освобождается от мелкодисперсной фракции, и в значительной степени очищенный от масла пар направляется вверх в установленный наклонно сетчатый коагулятор 10, смонтированный в обечайке 11, где оставшееся в паре масло, смачивая сетки, оседает на них, превращаясь в крупные капли, которые при дальнейшем восходящем потоке с малой скоростью (w ≤ 0,6 м/с) под действием силы гравитации оседают в нижнюю часть секции. Отбойник 14 способствует организации направления потока. Излишки масла дренируются по трубе 13 в масляный ресивер 3. Окончательное удаление масла, находящегося в паровой фазе, происходит в пористом фильтре тонкой очистки 12, состоящем из пористого материала (войлок, стекловата, стекловолокно или другие фильтрующие материалы). Очищенный от масла пар направляется в холодильную систему через коллектор 3, объединяющий все секции маслоотделителя. Масло, вернувшееся в масляный ресивер 3 через выходной патрубок 5, поступает в систему смазки компрессора.A steam-oil mixture containing finely dispersed droplets of oil injected by a screw oil-filled compressor, through the inlet manifold 2 and nozzles 6 enters the swirler 7 of each section. Leaving the nozzle 6 through the swirl 7, the steam-oil mixture by the guiding element 8 receives a tangential rotation inside the casing 9 and, turning 180 ^o , goes down under the oil level. As a result of the tangential swirling of the flow, the main part of the oil under the action of centrifugal force is discarded on the inner wall of the casing 9 and flows into the lower part of the section. In the lower part of the section, a constant oil level is maintained (level 1), which is ensured by the location of the outlet of the drainage pipe 13 at a distance H relative to the lower edge of the guide element 8. The steam-oil mixture, turning 180 ^o under the oil layer, is freed from the finely divided fraction the degree of oil-free steam is sent upward to the installed oblique mesh coagulator 10 mounted in the shell 11, where the remaining oil in the pair, wetting the nets, settles on them, turning into cr pnye drops which upon further upward flow at low speed (w ≤ 0,6 m / s) under the force of gravity settle to the bottom of the section. The chipper 14 contributes to the organization of the flow direction. Excess oil is drained through a pipe 13 to an oil receiver 3. The final removal of oil in the vapor phase occurs in a porous fine filter 12 consisting of a porous material (felt, glass wool, fiberglass or other filter materials). The oil-free steam is sent to the refrigeration system through a manifold 3, which combines all sections of the oil separator. Oil returned to the oil receiver 3 through the outlet pipe 5 enters the compressor lubrication system.

Технический результат. The technical result.

Это изобретение позволит уменьшить попадание масла в холодильную систему, предотвращая ее замасливание, и вместо крупногабаритных, металлоемких, технологически сложных аппаратов использовать эффективные, технологичные, менее габаритные и более безопасные секционные аппараты из тонкостенной трубы с внутренним диаметром 152 мм и менее, что улучшает энергетические, технологические, прочностные и экологические характеристики, повышает надежность и безопасность эксплуатации как самих сосудов, так и холодильных установок в целом. Секционная конструкция обеспечивает высокую унификацию маслоотделителей набором расчетного по производительности количества секций. This invention will reduce the ingress of oil into the refrigeration system, preventing its oiling, and instead of large-sized, metal-intensive, technologically sophisticated apparatuses, use efficient, technological, smaller and safer sectional apparatus from a thin-walled pipe with an inner diameter of 152 mm or less, which improves energy, technological, strength and environmental characteristics, increases the reliability and safety of operation of both the vessels themselves and refrigeration units in general. Sectional design provides high unification of oil separators by a set of calculated number of sections by productivity.

Литература
1. Курылев, Герасимов. Холодильные установки. - М.: Машиностроение, 1970. - с. 252.Literature
1. Kurylev, Gerasimov. Refrigeration units. - M.: Mechanical Engineering, 1970. - p. 252.

Claims

An oil separator for refrigerated oil-filled compressors containing a vertical pipe section with a casing and a chipper, characterized in that it is equipped with at least one additional vertical section, each section being unified from a pipe with an inner diameter of 152 mm or less and equipped with a swirler mounted in the casing and providing tangential swirling of the steam-oil mixture with a double 180 ^° flow turn, an inclined mesh coagulator and a porous fine filter, p In this case, the sections are interconnected in parallel with collectors.