一種油氣分離器及噴油式壓縮機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種油氣分離器及噴油式壓縮機(jī)，所述油氣分離器包括筒體，以及位于筒體軸向兩端的進(jìn)氣端封頭和排氣端封頭，其特征在于，所述筒體靠近進(jìn)氣端封頭的一端設(shè)有供油氣混合物進(jìn)入筒體內(nèi)部的進(jìn)氣管組件，所述進(jìn)氣管組件包括：圓弧彎管，水平穿設(shè)于筒體上部，且朝向進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面一側(cè)彎曲，進(jìn)氣接頭，與圓弧彎管的進(jìn)口端相連通，噴口管，與圓弧彎管的出口端相連通，所述噴口管的開口朝向進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面；所述進(jìn)氣端封頭為凸形封頭，所述進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面上設(shè)有導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板位于進(jìn)氣管組件的下方。本實(shí)用新型的油氣分離器適用范圍較廣，當(dāng)壓縮機(jī)在變工況運(yùn)行時(shí)，油氣分離器具有良好的分離效果。
【專利說明】
一種油氣分離器及噴油式壓縮機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣分離器及噴油式壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]噴油式壓縮機(jī)在氣體被壓縮的過程中，需要向壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮腔內(nèi)噴入一定量的潤滑油，這些潤滑油可以起到潤滑、密封以及冷卻等作用，當(dāng)壓縮過程結(jié)束后，從壓縮機(jī)主機(jī)的壓縮腔內(nèi)排出來的是具有一定壓力和溫度的壓縮氣體和潤滑油的混合物，即油氣混合物。因此噴油式壓縮機(jī)還需要設(shè)置油氣分離器，通過將油氣混合物中的潤滑油和壓縮氣體進(jìn)行分離，其中分離后的潤滑油經(jīng)過油氣分離器的抽油口進(jìn)入噴油式壓縮機(jī)的潤滑油循環(huán)系統(tǒng)，而分離后的壓縮氣體經(jīng)過油氣分離器的排氣口(或?qū)Я鹘Y(jié)構(gòu))進(jìn)入油氣分離濾芯。一般而言，油氣混合物在油氣分離器中的分離原理有兩種方式，第一種分離方式是離心式分離，第二種是機(jī)械式碰撞分離。
[0003]隨著壓縮機(jī)行業(yè)的發(fā)展，變頻調(diào)速控制技術(shù)得到普遍應(yīng)用，一般的變頻調(diào)速噴油式壓縮機(jī)和永磁變頻調(diào)速噴油式壓縮機(jī)在壓縮機(jī)的生產(chǎn)總量中的占比越來越大。但是，對于現(xiàn)有的調(diào)速變流量運(yùn)行工況的壓縮機(jī)來說，無論是一般的變頻調(diào)速噴油式壓縮機(jī)或者是永磁變頻調(diào)速噴油式壓縮機(jī)使用的依然是采用恒轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)中的油氣分離器進(jìn)行油氣分離，而調(diào)速變流量運(yùn)行工況的壓縮機(jī)流量變化范圍較大，例如一般的變頻調(diào)速噴油式壓縮機(jī)在調(diào)速運(yùn)行時(shí)，流量變化范圍在30 %?100 %之間，永磁變頻調(diào)速噴油式壓縮機(jī)在調(diào)速運(yùn)行時(shí)，流量變化范圍在10%?100 %之間，使用恒轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)中的油氣分離器，導(dǎo)致油氣分離效果欠佳。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種油氣分離器，可適應(yīng)壓縮機(jī)調(diào)速變流量運(yùn)行工況過程，并且分離效果優(yōu)良。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種油氣分離器，包括筒體，以及位于筒體軸向兩端的進(jìn)氣端封頭和排氣端封頭，所述筒體靠近進(jìn)氣端封頭的一端設(shè)有供油氣混合物進(jìn)入筒體內(nèi)部的進(jìn)氣管組件，所述進(jìn)氣管組件包括:
[0006]圓弧彎管，水平穿設(shè)于筒體上部，且朝向進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面一側(cè)彎曲，
[0007]進(jìn)氣接頭，與圓弧彎管的進(jìn)口端相連通，
[0008]噴口管，與圓弧彎管的出口端相連通，所述噴口管的開口朝向進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面；
[0009]所述進(jìn)氣端封頭為凸形封頭，所述進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面上設(shè)有導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板位于進(jìn)氣管組件的下方。
[0010]本實(shí)用新型的原理為:
[0011]第一級分離:
[0012]本實(shí)用新型中進(jìn)氣接頭外接從壓縮機(jī)主機(jī)而來的油氣混合物，并將油氣混合物導(dǎo)入到圓弧彎管內(nèi)，油氣混合物將在圓弧彎管內(nèi)有一個(gè)速度V1，并以V1的速度呈離心式流動(dòng)，使得油氣混合物中的油滴因離心力的作用而得到分離，分離出來的油滴形成潤滑油流動(dòng)層，將沿著圓弧彎管的內(nèi)表面流動(dòng)，這個(gè)階段的油氣分離作為油氣分離器的第一級分離。
[0013]第二級分離:
[0014]本實(shí)用新型中噴口管是一個(gè)減速擴(kuò)壓管，從圓弧彎管出來的油氣混合物在噴口管的噴口處有一個(gè)速度值V2，這個(gè)速度值V2使油氣混合物中的油滴有一個(gè)適合最佳分離效果的斯托克斯數(shù)，油氣混合物在所述噴口管的噴口處以V2的速度呈沖擊射流方式噴出，而在噴口管內(nèi)，油氣混合物中的一些較大尺寸的油滴，因慣性力的作用，其流動(dòng)并不與壓縮氣體完全同步，在噴口管的噴口處會(huì)以介于…和…之間的速度噴射出，更利于油滴的分離。
[0015]從噴口管噴出的沖擊射流軸線與進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面的交點(diǎn)與噴口管的噴出口面的距離L與油氣混合物沖擊射流的速度％匹配，從噴口管的噴口噴出的油氣混合物沖擊在進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面上，壓縮氣體在進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面的導(dǎo)流作用下偏離沖擊射流的軸線，沿進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面鋪展流動(dòng)，具有最佳的斯托克斯數(shù)的油滴在慣性力的作用下會(huì)偏離壓縮氣體的流線而碰撞到進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面上，因液體的粘附作用被分離出來。
[0016]第三級分離:
[0017]油氣混合物沿進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面鋪展流動(dòng)，并且這種鋪展流動(dòng)延續(xù)到導(dǎo)流板后，油氣混合物中的油滴在慣性力和粘附力的作用下得到進(jìn)一步的分離。
[0018]在第一級分離階段，作為優(yōu)選，所述圓弧彎管的圓弧角大于等于90度。
[0019]在第二級分離階段，作為優(yōu)選，所述噴口管的內(nèi)徑從圓弧彎管一端朝向噴口管開口一端逐漸增大。進(jìn)氣管組件的噴口管的進(jìn)口處的內(nèi)徑d與圓弧彎管的內(nèi)徑相同；所述噴口管出口處的內(nèi)徑D與圓弧彎管的內(nèi)徑不同，使得噴口管可以起到減速擴(kuò)壓的作用。
[0020]在第三分離階段，作為優(yōu)選，所述噴口管出口端的開口方向位于進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面的彎曲方向上。
[0021]在第三級分離階段，為了更進(jìn)一步提高分離效果，作為優(yōu)先，所述圓弧彎管位于或靠近筒體的頂部。
[0022]在第三分離階段，作為優(yōu)選，所述進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面的曲率連續(xù)。從噴口管噴射出來的射流近似沿進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面的切線方向射入，進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面是一個(gè)連續(xù)曲面，從噴口管噴射出來的沖擊射流受這個(gè)連續(xù)曲面約束而沿曲面鋪展，不形成激烈的沖擊飛濺現(xiàn)象，射流在噴口管處的出口速度值乂2可以是一個(gè)較寬的范圍，進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面的每一點(diǎn)都有一個(gè)曲率值，其結(jié)果是沿進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面鋪展流動(dòng)的油氣混合物呈離心式流動(dòng)。
[0023]在第三分離階段，作為優(yōu)選，所述導(dǎo)流板為圓弧形導(dǎo)流板，該圓弧形導(dǎo)流板的一端焊接固定于進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面。圓弧形導(dǎo)流板可以使得油氣混合物流動(dòng)狀態(tài)仍然是離心式流動(dòng)，進(jìn)氣端封頭的連續(xù)內(nèi)表面曲面和圓弧形導(dǎo)流板的圓弧曲面的導(dǎo)流作用使得壓縮氣體的壓力損失最小。
[0024]作為優(yōu)選，所述排氣端封頭上設(shè)有用于將分離出來的氣體從筒體內(nèi)部排出的排氣管組件。將排氣管組件設(shè)置在排氣端封頭上，可以最大程度延長油氣混合物在油氣分離器內(nèi)的滯留時(shí)間。同時(shí)，向排氣端封頭方向流動(dòng)的氣流將與排氣端封頭內(nèi)表面碰撞，壓縮氣體在筒體內(nèi)表面和排氣端封頭內(nèi)表面的導(dǎo)流作用下從排氣管流出。
[0025]本實(shí)用新型還提供了一種噴油式壓縮機(jī)，包括油氣分離器，所述油氣分離器為上述油氣分離器。
[0026]本實(shí)用新型采用圓弧彎管離心分離，噴口管和進(jìn)氣端封頭匹配的沖擊分離，進(jìn)氣端封頭和圓弧形導(dǎo)流板離心和粘附分離為主的分離機(jī)理相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，使得油氣混合物的流速在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)均有優(yōu)良的分離效果，并且壓力損失小，既適用于固定流量的噴油式壓縮機(jī)，也適應(yīng)變流量運(yùn)行的噴油式壓縮機(jī)。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在:(I)本實(shí)用新型中油氣混合物在進(jìn)氣管組件的圓弧彎管內(nèi)流動(dòng)，質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣分子質(zhì)量的油滴因離心力作用被摔向管壁而得到分離，油氣混合物在圓弧彎管內(nèi)流動(dòng)，即使流速較高時(shí)阻力損失也很小，因而油氣混合物在圓弧彎管內(nèi)的流速可以是一個(gè)較高值而得到很好的分離效果，同時(shí)油氣混合物在圓弧彎管內(nèi)的流速可以是一個(gè)較寬的范圍而適應(yīng)調(diào)速變流量運(yùn)行工況。
[0028](2)油氣分離器的進(jìn)氣管組件設(shè)計(jì)一個(gè)噴口管，噴口管起減速擴(kuò)壓作用，可以獲得適宜的沖擊射流的噴射速度，使油氣混合物中的油滴有一個(gè)適合最佳分離效果的斯托克斯數(shù)。
[0029](3)沖擊射流軸線與所述進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面的交點(diǎn)與所述噴口管的噴出口面的距離與油氣混合物沖擊射流的速度匹配，用曲面作為沖擊射流的折流板，當(dāng)射流射入軸線與曲面的法線的夾角在一定范圍時(shí)，不會(huì)形成激烈的沖擊飛濺現(xiàn)象，又特別是沖擊射流沿曲面的切向或近似切向射入時(shí)，油氣混合物將沿曲面鋪展，因而沖擊射流在噴口管處的出口速度可以是一個(gè)較寬的范圍，從而適應(yīng)噴油式壓縮機(jī)調(diào)速變流量運(yùn)行工況。
[0030](4)油氣混合物進(jìn)入油氣分離器，流經(jīng)進(jìn)氣管組件、進(jìn)氣端封頭、圓弧形導(dǎo)流板，其流動(dòng)是受圓弧或曲面約束，無激烈飛濺現(xiàn)象，壓力損失最小。
[0031](5)本實(shí)用新型的油氣分離器適用范圍較廣，當(dāng)壓縮機(jī)在變工況運(yùn)行時(shí)(流量較大范圍內(nèi)變化時(shí))，油氣分離器具有有良好的分離效果。
[0032](6)本實(shí)用新型的油氣分離器結(jié)構(gòu)緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0034]圖2為圖1中A—A向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3為圖1中B—B向的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]如圖1所示，本實(shí)用新型包括筒體2，以及位于筒體2軸向兩端的進(jìn)氣端封頭I和排氣端封頭3，筒體2靠近進(jìn)氣端封頭I的一端設(shè)有供油氣混合物進(jìn)入筒體2內(nèi)部的進(jìn)氣管組件5，排氣端封頭3上設(shè)有用于將分離出來的氣體從筒體2內(nèi)部排出的排氣管組件6。
[0037]如圖2所示，本實(shí)用新型的進(jìn)氣管組件5包括:
[0038]圓弧彎管5b，水平穿設(shè)于筒體2上部，并且圓弧彎管5b位于或靠近筒體2的頂部，且朝向進(jìn)氣端封頭I內(nèi)表面一側(cè)彎曲，圓弧彎管5b的圓弧角α大于等于90度；
[0039]進(jìn)氣接頭5a，與圓弧彎管5b的進(jìn)口端相連通；
[0040]噴口管5c，與圓弧彎管5b的出口端相連通，噴口管5c的開口朝向進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面，并且噴口管5c出口端的開口方向位于進(jìn)氣端封頭I內(nèi)表面的彎曲方向上，噴口管5c的內(nèi)徑從圓弧彎管5b—端朝向噴口管5c開口一端逐漸增大。
[0041]如圖1所示，本實(shí)用新型中進(jìn)氣端封頭I為凸形封頭，內(nèi)表面的曲率連續(xù)，進(jìn)氣端封頭I內(nèi)表面上設(shè)有導(dǎo)流板4，導(dǎo)流板4為圓弧形導(dǎo)流板，該圓弧形導(dǎo)流板的一端焊接固定于進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面，該導(dǎo)流板4位于進(jìn)氣管組件5的下方。
[0042]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型還包括安裝于筒體2上的壓力表接頭7、安全閥接頭8、油位視油管下接頭9、油位視油管上接頭10、排污接頭11、抽油管組件12、加油蓋接頭13、安裝支架14、名牌支架15。
[0043]其中壓力表接頭7外接壓力表顯示油氣分離器內(nèi)部壓力；安全閥接頭8外接安全閥，用于對本實(shí)用新型的油氣分離器進(jìn)行超壓保護(hù);油位視油管下接頭9和油位視油管上接頭10外接視油管，用于顯示潤滑油油位;排污接頭11外接排污管，用于油氣分離器排出油水污物;抽油管組件12用于潤滑油循環(huán)抽油連接;加油蓋接頭13外接加油蓋;安裝支架14用于油氣分離器的安裝固定;所述名牌支架15用于安裝油氣分離器的名牌。
[0044]本實(shí)用新型的原理為:
[0045]第一級分離:進(jìn)氣接頭5a外接從壓縮機(jī)主機(jī)而來的油氣混合物，并將油氣混合物導(dǎo)入到圓弧彎管5b內(nèi)。油氣混合物在圓弧彎管5b內(nèi)有一個(gè)速度V1，并以V1的速度呈離心式流動(dòng)，油氣混合物中的油滴因離心力的作用而得到分離;分離出來的油滴形成潤滑油流動(dòng)層，沿進(jìn)氣管組件5的內(nèi)表面流動(dòng);這個(gè)階段的油氣分離看作是本實(shí)用新型油氣分離器的第一級分離。具體實(shí)施時(shí)，圓弧彎管的圓弧角α大于等于90度。
[0046]第二級分離:噴口管5c是一個(gè)減速擴(kuò)壓管，油氣混合物在噴口管5c的噴口處有一個(gè)速度值V2，速度值V2使油氣混合物中的油滴有一個(gè)適合最佳分離效果的斯托克斯數(shù);油氣混合物在噴口管5c的噴口處以￥2的速度呈沖擊射流方式噴出；在噴口管5c內(nèi)，油氣混合物中的一些較大尺寸的油滴，因慣性力的作用，其流動(dòng)并不與壓縮氣體完全同步，在噴口管5c的噴口處會(huì)以介于VjPV2之間的速度噴射出，更利于油滴的分離。
[0047]沖擊射流軸線與進(jìn)氣端封頭I內(nèi)表面的交點(diǎn)與噴口管5c的噴出口面的距離L與油氣混合物沖擊射流的速度V2匹配。從噴口管5c的噴口噴出的油氣混合物沖擊在進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面上，壓縮氣體在進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面的導(dǎo)流作用下偏離沖擊射流的軸線，沿進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面鋪展流動(dòng)，具有最佳的斯托克斯數(shù)的油滴在慣性力的作用下會(huì)偏離壓縮氣體的流線而碰撞到進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面上，因液體的粘附作用被分離出來;這個(gè)階段的油氣分離看作是本實(shí)用新型油氣分離器的第二級分離。
[0048]第三級分離:從噴口管5c噴射出來的射流近似沿進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面的切線方向射入，進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面是一個(gè)連續(xù)曲面，從噴口管5c噴射出來的沖擊射流受這個(gè)連續(xù)曲面約束而沿曲面鋪展，不形成激烈的沖擊飛濺現(xiàn)象，射流在噴口管處的出口速度值V2可以是一個(gè)較寬的范圍。
[0049]進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面的每一點(diǎn)都有一個(gè)曲率值，其結(jié)果是沿進(jìn)氣端封頭I內(nèi)表面鋪展流動(dòng)的油氣混合物呈離心式流動(dòng)。當(dāng)沿進(jìn)氣端封頭I的內(nèi)表面鋪展流動(dòng)的油氣混合物流動(dòng)到圓弧形導(dǎo)流板4后，油氣混合物流動(dòng)狀態(tài)仍然是離心式流動(dòng)，油氣混合物中的油滴在慣性力和粘附力的作用下得到進(jìn)一步的分離。具體實(shí)施時(shí)，進(jìn)氣管組件5盡可能地靠近筒體2頂部。本實(shí)用新型進(jìn)氣端封頭的連續(xù)內(nèi)表面曲面和圓弧形導(dǎo)流板4的圓弧曲面的導(dǎo)流作用使得壓縮氣體的壓力損失最小。這個(gè)階段的油氣分離看作是所述油氣分離器的第三級分離。
[0050]而且本實(shí)用新型將排氣管組件6設(shè)置在排氣端封頭3上，最大程度延長油氣混合物在油氣分離器內(nèi)的滯留時(shí)間。同時(shí)，向排氣端封頭3方向流動(dòng)的氣流將與排氣端封頭3內(nèi)表面碰撞;壓縮氣體在筒體2內(nèi)表面和排氣端封頭3內(nèi)表面的導(dǎo)流作用下從排氣管組件6流出。[0051 ]本實(shí)用新型采用圓弧彎管5b離心分離，噴口管5c和進(jìn)氣端封頭I匹配的沖擊分離，進(jìn)氣端封頭I和圓弧形導(dǎo)流板4離心和粘附分離為主的分離機(jī)理相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，使得油氣混合物的流速在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)均有優(yōu)良的分離效果，并且壓力損失小，既適用于固定流量的噴油式壓縮機(jī)，也適應(yīng)變流量運(yùn)行的噴油式壓縮機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油氣分離器，包括筒體，以及位于筒體軸向兩端的進(jìn)氣端封頭和排氣端封頭，其特征在于，所述筒體靠近進(jìn)氣端封頭的一端設(shè)有供油氣混合物進(jìn)入筒體內(nèi)部的進(jìn)氣管組件，所述進(jìn)氣管組件包括: 圓弧彎管，水平穿設(shè)于筒體上部，且朝向進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面一側(cè)彎曲， 進(jìn)氣接頭，與圓弧彎管的進(jìn)口端相連通， 噴口管，與圓弧彎管的出口端相連通，所述噴口管的開口朝向進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面；所述進(jìn)氣端封頭為凸形封頭，所述進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面上設(shè)有導(dǎo)流板，該導(dǎo)流板位于進(jìn)氣管組件的下方。2.如權(quán)利要求1所述的油氣分離器，其特征在于，所述噴口管的內(nèi)徑從圓弧彎管一端朝向噴口管開口一端逐漸增大。3.如權(quán)利要求1所述的油氣分離器，其特征在于，所述圓弧彎管位于或靠近筒體的頂部。4.如權(quán)利要求1所述的油氣分離器，其特征在于，所述圓弧彎管的圓弧角大于等于90度。5.如權(quán)利要求1所述的油氣分離器，其特征在于，所述導(dǎo)流板為圓弧形導(dǎo)流板，該圓弧形導(dǎo)流板的一端焊接固定于進(jìn)氣端封頭的內(nèi)表面。6.如權(quán)利要求1所述的油氣分離器，其特征在于，所述排氣端封頭上設(shè)有用于將分離出來的氣體從筒體內(nèi)部排出的排氣管組件。7.如權(quán)利要求1所述的油氣分離器，其特征在于，所述噴口管出口端的開口方向位于進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面的彎曲方向上。8.如權(quán)利要求1所述的油氣分離器，其特征在于，所述進(jìn)氣端封頭內(nèi)表面的曲率連續(xù)。9.一種噴油式壓縮機(jī)，包括油氣分離器，其特征在于，所述油氣分離器為權(quán)利要求1?8任一所述的油氣分離器。
【文檔編號】F04C29/02GK205423170SQ201620254483
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】譚強(qiáng), 陳濟(jì)宇, 黃晉華, 王朝寧, 付皇峰, 時(shí)煦
【申請人】浙江紅五環(huán)機(jī)械股份有限公司