油分离器优化型螺杆制冷压缩机组的制作方法

专利查询2022-05-27  1



1.本实用新型涉及螺杆制冷压缩机组,具体地指一种油分离器优化型螺杆制冷压缩机组。


背景技术:

2.螺杆制冷压缩机组主要由螺杆式压缩机、油分离器、油冷却器、油粗过滤器、油泵、油精过滤器、冷凝器、蒸发器、以及相应的循环管路和阀门等部件组成,广泛应用于制冷、空调、化工、食品、医药等行业。其中,螺杆式压缩机、蒸发器、冷凝器、节流元件等组成单级制冷循环。螺杆式压缩机通过吸气止回阀从蒸发器中吸入制冷剂,该制冷剂被压缩做功后,形成高温高压过热制冷剂气体与润滑油的混合物,该混合物从螺杆式压缩机排出后进入油分离器;从油分离器分离的制冷剂气体由排气止回阀进入冷凝器,被冷凝成中温高压液体,再经过节流元件变成低温低压液体,低温低压液体在蒸发器中吸热沸腾蒸发成蒸汽,又被螺杆式压缩机吸入,从而完成单级制冷循环;从油分离器排出的润滑油则进入由油冷却器、油粗过滤器、油泵、油精过滤器、以及相应的循环管路和阀门组成的油路系统,最终流回螺杆式压缩机,起到润滑作用。
3.更具体地描述,上述螺杆制冷压缩机组的油分离器大多采用卧式结构,上述混合物进入后,经由横向流过卧式油分离器时的重力效应、以及油分离器内部的分离组件和过滤元件,完成制冷剂与润滑油的分离。其分离过程如下:从螺杆式压缩机排出的高温高压过热制冷剂气体与润滑油的混合物,首先经由卧式油分离器一侧的进气管,流向卧式油分离器的一侧封头,在与封头内壁撞击后,进行第1级分离;然后混合物与封头内壁撞击形成反向流动,并在重力作用下部分润滑油从过热的制冷剂气体中分离,进行第2级分离;最后混合物流经分离组件和过滤元件,进行第3级分离。该混合物经过三级分离后,分离出过热制冷剂气体和液态润滑油,过热制冷剂气体通过卧式油分离器上部的排气管进入冷凝器,进行后续的制冷循环,而液态润滑油则返回油冷却器中降温,再输送到螺杆式压缩机中,实现油路循环。
4.上述卧式油分离器的垂向距离较短,重力分离作用较差,对制冷剂气体与润滑油的混合物分离效果较差。为了获得充分的重力分离效应,卧式油分离器的筒体必须设计有足够的长度,因而其占地面积很大。而为了节省占地面积,一般会将螺杆式压缩机以及与其配套的联轴器和主电机装配在卧式油分离器的筒体上部,这又必然需要增加筒体的设计厚度,导致卧式油分离器的生产成本增高。并且,由于螺杆式压缩机与卧式油分离器呈上下布置,使得螺杆制冷压缩机组的整体重心偏高,不利于机组后续稳定运行。如何在确保油分离器分离效果的同时,有效降低油分离器生产成本、减小油分离器占地面积是目前螺杆制冷压缩机组运行中亟需解决的问题,但目前尚未取得满意的进展。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的就是要提供一种结构简单、布局合理、安装可靠的油分离器优
化型螺杆制冷压缩机组,其能够在提高油分离器分离效果的同时,大幅减少油分离器占地面积,有效降低油分离器制造成本,同时确保整个机组运行更稳定。
6.为实现上述目的,本实用新型所设计的油分离器优化型螺杆制冷压缩机组,包括螺杆式压缩机、油分离器、油冷却器、油泵、冷凝器和蒸发器,所述螺杆式压缩机的吸气口通过吸气止回阀与蒸发器的制冷剂输出端相连,所述螺杆式压缩机的排气口与油分离器的混合介质进口相连;所述油分离器的制冷剂出口通过排气止回阀与冷凝器的制冷剂进口相连,所述冷凝器的制冷剂出口依次通过干燥过滤器和节流元件与蒸发器的制冷剂输入端相连;所述油分离器的润滑油出口与油冷却器的热油进口相连,所述油冷却器的冷油出口依次通过油粗过滤器、油泵和油精过滤器与螺杆式压缩机的回油口相连;其特殊之处在于:所述螺杆式压缩机和油分离器为分开布置结构,所述螺杆式压缩机单独固定在与地基相连的底座上,所述油分离器呈立式结构,所述油分离器内腔中设置有组合分离元件,所述油分离器的混合介质进口设置在其底部一侧,所述油分离器的润滑油出口设置在其底部另一侧,所述油分离器的制冷剂出口设置在其顶部一侧。
7.上述优化型油分离器的工作原理如下:从螺杆式压缩机排出的高温高压过热制冷剂气体与润滑油的混合物,从立式油分离器底部一侧的混合介质进口进入,经由流过立式油分离器内腔时的长距离重力作用和组合分离元件的多级分离,完成制冷剂气体与润滑油的分离。分离出的润滑油从立式油分离器底部另一侧的润滑油出口输送到油冷却器中降温,分离出的制冷剂气体则从立式油分离器顶部一侧的制冷剂出口输送到冷凝器中。
8.作为优选方案,所述油分离器具有竖立筒体,所述油分离器的混合介质进口布置在所述竖立筒体底部一侧,所述油分离器的润滑油出口布置在所述竖立筒体底部另一侧,所述油分离器的制冷剂出口布置所述竖立筒体顶部一侧。这样,竖立筒体结构简单实用,安装稳定可靠,可以充分利用其底部与顶部的垂向高度差,最大限度地增大油分离器的混合介质进口与制冷剂出口之间的距离,提高油分离器的重力分离效果。
9.进一步地,所述组合分离元件为设置在竖立筒体内腔中、且自下而上间隔布置的不锈钢丝网和高分子材料滤芯,所述不锈钢丝网位于油分离器的混合介质进口上方,所述高分子材料滤芯位于油分离器的制冷剂出口下方。这样,不锈钢丝网和高分子材料滤芯具有合理组合和布局,能够对制冷剂气体与润滑油的混合物进行碰撞、拦截、过滤等多级分离,结合重力分离作用,可有效提高油分离器的综合分离效果。
10.更进一步地,所述油分离器的润滑油出口位置低于油分离器的混合介质进口位置。这样,比重较大的润滑油分离出来后能够通过位置较低的底部顺利排出,同时也可阻止制冷剂气体与润滑油的混合物误入润滑油出口。
11.本实用新型具有如下优点:其一,将螺杆式压缩机及其驱动电机独立固定在与地基相连的底座上,能够大幅降低整个机组的安装重心,提高整个机组运行的稳定性。其二,将油分离器设计为垂向立式结构,其重力分离作用比水平卧置状态提高很多,从而能够增强油分离器的分离效果。其三,与卧式油分离器相比,立式油分离器的筒体长度可以大幅缩短、筒体壁厚可以尽量减薄,不仅能够降低制造成本,而且能够减小占地面积,同时油分离器也呈独立布置状态,其结构简单,安装可靠,能够长期稳定运行。
附图说明
12.图1为本实用新型油分离器优化型螺杆制冷压缩机组的连接结构示意图。
13.图2为图1中油分离器的局部剖视放大结构示意图。
14.图中各部件标号如下:吸气止回阀1,螺杆式压缩机2,油分离器3(其中:混合介质进口3a、不锈钢丝网3b、高分子材料滤芯3c、制冷剂出口3d、竖立筒体3e、润滑油出口3f),排气止回阀4,油冷却器5,油粗过滤器6,油泵7,油精过滤器8,冷凝器9,干燥过滤器10,节流元件11,蒸发器12。
具体实施方式
15.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述,但该实施例不应该理解为对本实用新型的限制。
16.如图1所示,本实施例描述的油分离器优化型螺杆制冷压缩机组,主要由螺杆式压缩机2、油分离器3、油冷却器5、油泵7、冷凝器9、蒸发器12以及相应的阀门管路等部件组成。螺杆式压缩机2的吸气口通过吸气止回阀1与蒸发器12的制冷剂输出端相连,螺杆式压缩机2的排气口与油分离器3的混合介质进口相连;油分离器3的制冷剂出口通过排气止回阀4与冷凝器9的制冷剂进口相连,冷凝器9的制冷剂出口依次通过干燥过滤器10和节流元件11与蒸发器12的制冷剂输入端相连;油分离器3的润滑油出口与油冷却器5的热油进口相连,油冷却器5的冷油出口依次通过油粗过滤器6、油泵7和油精过滤器8与螺杆式压缩机2的回油口相连。
17.上述螺杆式压缩机2和油分离器3为分开布置结构,螺杆式压缩机2及其主电机单独固定在与地基相连的底座上。上述油分离器3呈立式结构,油分离器3内腔中设置有组合分离元件(图1中未示出),油分离器3的混合介质进口设置在其底部一侧,油分离器3的润滑油出口设置在其底部另一侧,油分离器3的制冷剂出口设置在其顶部一侧。
18.如图2所示,上述油分离器3包括竖立筒体3e,油分离器3的混合介质进口3a布置在竖立筒体3e底部一侧,油分离器3的润滑油出口3f布置在竖立筒体3e底部另一侧,并且润滑油出口3f位置低于混合介质进口3a位置,油分离器3的制冷剂出口3d布置竖立筒体3e顶部一侧。本实施例中,上述组合分离元件设置在竖立筒体3e内腔,该组合分离元件为自下而上间隔布置的不锈钢丝网3b和高分子材料滤芯3c,不锈钢丝网3b位于油分离器3的混合介质进口3a上方,高分子材料滤芯3c位于油分离器3的制冷剂出口3d下方。
19.本实用新型所述油分离器优化型螺杆制冷压缩机组的工作原理如下:螺杆式压缩机2通过吸气止回阀1从蒸发器12中吸入制冷剂,该制冷剂被压缩做功后,形成高温高压过热制冷剂气体与润滑油的混合物,从螺杆式压缩机2排出,并从油分离器3的竖立筒体3e底部一侧的混合介质进口3a进入,在向上流动与不锈钢丝网3b撞击后,实现第1级分离;同时,竖立筒体3e中由下向上流动的混合物,在垂向重力的分离作用下,部分润滑油从过热的制冷剂气体中分离,实现第2级分离;然后,混合物继续流经高分子材料滤芯3c,实现第3级分离。至此混合物经过三级分离,分离成过热制冷剂气体和液态润滑油。
20.所分离的润滑油从竖立筒体3e底部另一侧的润滑油出口3f输送到油冷却器5中降温,然后通过油粗过滤器6、油泵7、油精过滤器8,最终流回螺杆式压缩机2,起到润滑作用。所分离出的制冷剂气体则从竖立筒体3e顶部一侧的制冷剂出口3d流出,经排气止回阀4进
入冷凝器9,被冷凝成中温高压液体,再经过节流元件11变成低温低压液体,低温低压液体进入蒸发器12中吸热沸腾蒸发成蒸汽,又被螺杆式压缩机2吸入,从而完成制冷循环。
21.综上所述,借助于本实用新型的上述技术方案,能够在提高油分离器分离效果的同时,大幅减少油分离器占地面积,有效降低油分离器制造成本。同时,本实用新型结构简单,布局合理,安装可靠,能够有效提高整个机组运行的稳定性。
22.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,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、改进等等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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