專利名稱：用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風(fēng)式油氣分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于螺桿壓縮式熱泵設(shè)備，特別是此種設(shè)備中都必有的油氣分離器，本實(shí)用新型不使用一般常規(guī)的填料及擋板，而使用套管旋風(fēng)分離管。屬于空調(diào)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的螺桿壓縮式熱泵為了保證壓縮機(jī)的潤滑、密封、及對被壓縮氣體的冷卻，都向壓縮機(jī)內(nèi)噴入一定量的冷凍油。而冷凍油與被壓縮氣體的混合物在出壓縮機(jī)后必須先進(jìn)入油氣分離器，使其中油氣盡可能分離，氣則進(jìn)入冷凝器變?yōu)轱柡鸵簯B(tài)放出潛熱加熱循環(huán)水以供暖，而油通過冷油器降低至40度左右再次噴入壓縮機(jī)完成后續(xù)的潤滑、密封、及冷卻作用。油氣分離器在系統(tǒng)中所連接的氣液管線參見圖I中之(3)?！0003]目前油氣分離多設(shè)計(jì)為一個(gè)臥式大圓筒，下半部為儲油空間，上半部為分離裝置，分離裝置為多層多孔擋板和其上安放有一定厚度的細(xì)密的絲網(wǎng)狀填料所組成。在含有油滴的氣流通過多孔擋板和絲網(wǎng)狀填料時(shí)油滴便粘附于這些材料上，而較清潔不含油的氣流得以通過。油滴積存到一定厚度時(shí)，在重力作用下流入下半部的儲油空間。目前常規(guī)臥式圓筒油氣分離器的內(nèi)部大致結(jié)構(gòu)可參見圖2。在設(shè)計(jì)這種油氣分離器時(shí)，氣流穿過多孔板及填料的速度必然不能取得過高，因?yàn)檫^高的流速帶來兩個(gè)問題，其一是氣流有可能撕下已粘附在填料上的油而將其帶走降低分離效果，其二是流動的阻力與速度的平方成正比，會導(dǎo)致功耗增加。以市場上某一型號主機(jī)功率IOOkw的螺桿壓縮機(jī)組為例，其油氣分離器的圓筒直徑達(dá)500mm，長達(dá)3000mm，其內(nèi)部總空間達(dá)600升，其額定的儲油量達(dá)300升。而這個(gè)圓筒又是全系統(tǒng)壓力最高的部位，必須有一定的厚度，故而其殼體加上其中的油之總重超過500kg，是機(jī)組最大最重的部件。而問題是此類型號的油氣分離器體形極大，制造材料、工時(shí)成本、運(yùn)輸成本均高昂，而且必須充裝的油量也太多，占地面積也很大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有的油氣分離器體積過大、過重以及充裝的油量太多的問題，同時(shí)為了節(jié)約制造、運(yùn)輸、使用的成本，本實(shí)用新型在外形上采用臥式圓筒結(jié)構(gòu)，但尺寸大大縮小，體積、重量、及儲油量大致都僅為原有的20%，縮小了油氣分離器的體積，不僅降低了制造工時(shí)、材料成本、運(yùn)輸成本，而且又減少了必須的儲油量。本實(shí)用新型除了儲油筒、多孔板，還包括分離筒和套管旋風(fēng)式油氣分離器，分離筒位于儲油筒上部，儲油筒的一端內(nèi)部裝有多孔板，分離筒內(nèi)裝有幾組相同的套管旋風(fēng)式油氣分離器。儲油筒的外形為臥式筒狀,儲油筒用來儲存分離下來的油,位于儲油筒的上部有一凸出的分尚筒。分離筒的上部有一水平隔板，將分離筒分為上、下二空間，套管旋風(fēng)油氣分離器的旋風(fēng)分離套管的內(nèi)管穿過水平隔板，連通分離筒的上下空間，旋風(fēng)分離套管的內(nèi)外二管形成的環(huán)形空間上端被水平隔板封閉。分離筒內(nèi)水平隔板上部的空間作為儲存清潔的氣之用，而水平隔板下部的空間為未分離之油氣混合物以及若干個(gè)套管旋風(fēng)式油氣分離器的安裝位置。本實(shí)用新型的油氣的分離是依靠安放于儲油筒內(nèi)的數(shù)組結(jié)構(gòu)相同的套管旋風(fēng)式油氣分離器而完成的。一組套管旋風(fēng)式油氣分離器包括兩根直徑不同，同軸垂直安裝的同心旋風(fēng)分離套管，外管長，內(nèi)管短，內(nèi)管上下貫通，內(nèi)管下端口在油面之上，外管的下端插入油面之下。旋風(fēng)分離套管為薄壁同心雙層(一組含外長內(nèi)短，各一根旋風(fēng)分離管)，內(nèi)管下端較外管短300--400mm，套管為垂直同軸安放，二套管中形成一環(huán)形空間，和一個(gè)中心圓通 道；套管環(huán)形夾層的頂部被水平隔板封閉，油氣混合物自緊貼水平隔板的外管頂部的切向進(jìn)口以切線方向進(jìn)入環(huán)形空間，如夾套的內(nèi)外徑為40_及70_，切向進(jìn)入的氣液混合物的流速為5m/s，如此則氣流被迫進(jìn)行環(huán)行運(yùn)動時(shí)其向心加速度可達(dá)90G，由于氣體與油的密度相差達(dá)10倍左右，油滴必被甩到外壁面內(nèi)側(cè)，油的粘度又較大，在5m/s流速條件下不可能被撕開而進(jìn)入氣流，油膜只可能沿環(huán)形外壁向下流入儲油空間，內(nèi)管的下端口在油面之上150_左右，螺旋運(yùn)動的氣流流出環(huán)形夾層之后四周仍被外管封閉，而外管的下端又插入油面之下，氣流只有再反向而上沿內(nèi)管向上進(jìn)入分離筒內(nèi)水平隔板的上空間完成氣液的完全分離。此一氣液分離可以保證氣體中的含油量小于5-10ppm/kg。這在一般的制冷螺桿壓縮機(jī)中是完全符合運(yùn)行要求了。套管式旋風(fēng)油氣分離器的大致結(jié)構(gòu)可參見圖3中的(12)。一組套管式旋風(fēng)油氣分離器包括兩根直徑不同，同軸垂直安裝的同心旋風(fēng)分離套管，外管較長，內(nèi)管上下貫通，二管形成的環(huán)形空間上端被水平隔板封閉。套管旋風(fēng)油氣分離器的旋風(fēng)分離套管的外套管的上端緊貼著水平隔板開有油氣混合物切向進(jìn)口。旋風(fēng)分離套管的內(nèi)管下端口在油面之上，外管的下端插入油面之下。油氣混合物以一定流速進(jìn)入切線開口，在環(huán)形通道內(nèi)作高速螺旋運(yùn)動同時(shí)向下行進(jìn)，依靠離心力的作用將油滴甩到外管內(nèi)側(cè)，此油在重力作用下流入儲油空間，而無油的氣流出環(huán)形空間后，轉(zhuǎn)而向上沿直通的內(nèi)管進(jìn)入水平隔板之上的分離筒上部，從凸出圓筒的最上端可引出清潔的被壓縮氣體。套管旋風(fēng)式油氣分離器可由供暖機(jī)組所需功率的高低而按比例增減相應(yīng)的套管旋風(fēng)式油氣分離器的安裝組數(shù)。這樣的一組套管旋風(fēng)式油氣分離器(包括二根旋風(fēng)分離管，外管直徑70_，內(nèi)管直徑40mm，外長內(nèi)短)可滿足25kw供暖機(jī)組(制冷工質(zhì)為R134a，冷凝溫度65攝氏度)的冷凝器所需的流量，若供暖熱功率增加，則可按比例增加同樣的旋風(fēng)分離套管。每組旋風(fēng)分離套管之間相互平行、垂直于儲油筒內(nèi)油面的方向，安裝在分離筒內(nèi)。

附圖I是螺桿壓縮機(jī)熱泵系統(tǒng)機(jī)構(gòu)示意圖。圖中的I是驅(qū)動機(jī)械，2是螺桿壓縮機(jī)，3是油氣分離器，4是冷凝器，5是節(jié)流閥，6是空氣冷油器，7是蒸發(fā)器。附圖2是目前油氣分離器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的8是絲網(wǎng)填料，9是多孔板。附圖3是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的9是多孔板，10是儲油筒，11是分離筒，12是旋風(fēng)分離套管，13是油氣混合物切向進(jìn)口，14是水平隔板。
具體實(shí)施方式
附圖3是本實(shí)用新型配合一臺主機(jī)功率IOOkw(供熱功率300_400kw)的具體實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3中的10是儲油筒，直徑約300mm、長600mm，其一端上部有一分離筒11，分離筒11的直徑為250mm高400mm，分離筒11內(nèi)部安裝了 4組旋風(fēng)分離套管12。壓縮機(jī)2送過來的高壓氣、油混合物從儲油筒10的臥式圓筒另一端的入口向下噴入臥式圓筒，經(jīng)多孔擋板9的作用已使其失去動能對油面的沖擊能量，氣、油混合物在水平移動過程中大團(tuán)的油已落入儲油筒10內(nèi)油平面，余下的氣流及較小的油滴移動到分離筒11下部要向上轉(zhuǎn)90度彎然后要垂直上升500mm，經(jīng)計(jì)算其平均上升速度已降到0. 6m/s，在重力作用之下只有直徑遠(yuǎn)小于Imm油滴才能隨氣流上升到水平隔板14之下，而分別從各油氣混合物切向進(jìn)口 13進(jìn)入各旋風(fēng)分離套管12。然后在離心力作用下油只可能貼旋風(fēng)分離套管12外壁的內(nèi)側(cè)向下流動進(jìn)入油平面，旋風(fēng)分離套管12外管的下端插入油平面之下，而內(nèi)管的下端口須高于油平面150_左右，使得分離干凈的氣體從內(nèi)管下部向上運(yùn)動在分離筒11內(nèi)的水平隔板14之上匯集，然后沿高壓管道送去冷凝器4。由于氣流進(jìn)入套管分離器必須有一定速度，必須消耗一定的壓力以建立此一速度，故而旋風(fēng)分離管內(nèi)的油面會比儲油空間的油面高IOOmm左右。與相同供氣能力的臥式圓筒的油氣分離器相比，本發(fā)明由于采用了很簡單而高效的旋風(fēng)分離套管結(jié)構(gòu)，故其體積、重量儲油量及造價(jià)都大幅下降。
權(quán)利要求1.一種用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風(fēng)式油氣分離器，包括儲油筒、多孔板，其特征在于還包括分離筒和套管旋風(fēng)式油氣分離器，所述分離筒位于儲油筒上部，儲油筒的一端內(nèi)部裝有多孔板，分離筒內(nèi)裝有幾組相同的套管旋風(fēng)式油氣分離器。
2.如權(quán)利要求I所述的用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風(fēng)式油氣分離器，其特征在于所述的一組套管旋風(fēng)式油氣分離器包括兩根直徑不同，同軸垂直安裝的同心旋風(fēng)分離套管，夕卜管長，內(nèi)管短，內(nèi)管上下貫通，內(nèi)管下端口在油面之上，外管的下端插入油面之下。
3.如權(quán)利要求I所述的用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風(fēng)式油氣分離器，其特征在于所述分離筒的上部有一水平隔板，將分離筒分為上、下二空間，套管旋風(fēng)油氣分離器的旋風(fēng)分離套管的內(nèi)管穿過水平隔板，連通分離筒的上下空間，旋風(fēng)分離套管的內(nèi)外二管形成的環(huán)形空間上端被水平隔板封閉。
4.如權(quán)利要求I所述的用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風(fēng)式油氣分離器，其特征在于所述的套管旋風(fēng)油氣分離器的旋風(fēng)分離套管的外套管的上端緊貼著水平隔板開有油氣混合物切向進(jìn)口。
5.如權(quán)利要求I所述的用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風(fēng)式油氣分離器，其特征在于所述的套管旋風(fēng)式油氣分離器可由供暖機(jī)組所需功率的高低而按比例增減相應(yīng)的套管旋風(fēng)式油氣分離器的安裝組數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型系用于螺桿壓縮熱泵的套管旋風(fēng)式油氣分離器，包括儲油筒、多孔板，其特征在于還包括分離筒和套管旋風(fēng)式油氣分離器，所述分離筒位于儲油筒上部，儲油筒的一端內(nèi)部裝有多孔板，分離筒內(nèi)裝有幾組相同的套管旋風(fēng)式油氣分離器。內(nèi)外管同軸垂直安裝，內(nèi)管較短，是一中心通路，外管與內(nèi)管形成一環(huán)形空間，環(huán)形面上端封閉，氣流從環(huán)形空間上部切向進(jìn)入，在環(huán)形空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)并向下運(yùn)動，離心力使氣流中的油滴粘附于外壁內(nèi)側(cè)在重力作用向下流入儲油筒，而氣流出環(huán)形空間之后沿中心管向上在分離筒頂部匯集完成油氣分離。利用了高效的套管式旋風(fēng)分離管，使得分離器的體積和重量都大大減少。是現(xiàn)有油氣分離器的換代產(chǎn)品。
文檔編號F25B43/02GK202792748SQ20122051898
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者董玲 申請人:董玲