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制冷系统中的辅助设备

(三)油分离器的形式和结构目前常见的油分离器有以下几种:洗涤式、离心式、过滤式、及填料式等四种结构型式,下面分述它们的结构及工作原理。

1、洗涤式油分离器:洗涤式油分离器适用于氨系统,它的主体是钢板卷焊而成的圆筒,两端焊有钢板压制的筒盖和筒底。

进汽管由筒盖中心处伸入至筒下部的氨液之内。

进气管的下端焊有底板,管端四周开有出气孔,以免高压蒸气直接冲击筒底,使已沉淀的润滑油搅动浮起。

筒内进气管的中部(位于液面之上)管壁上还开有平衡孔,其作用是当压缩机停车时平衡排气管路、油分离器、冷凝器三者之间的压力,特别是在压缩机发生事故时,可以防止因冷凝器的高压将油分离器中的氨液压回压缩机,造成更大事故。

在进气管的外侧上部还装有多孔伞形挡板,作分离液滴之用。

筒体下部侧面设有放油管接头,与集油器相连。

伞形挡板之上的筒体侧面设有出气管接头,并使出汽管伸入筒内有一定的长度,且引出口是朝上开的,其目的是使氨汽在排出分离器以前再折流一次,有助于提高分离效果。

洗涤式油分离器在工作时主要是利用混合气体在氨液中
被洗涤和冷却来分离油,同时还利用降低气流速度与改变气流运动方向,油滴自然沉降的分离作用。

其中洗涤和冷却作
剂蒸气的流速不大于0.5m/s。

此外填料式油分离器的金属丝网一般采用不锈钢丝网,价格较贵。

3、离心式油分离器离心式油分离器的油分离效果较好,适用于大型制冷系统。

压缩机的排气经油分离器进气管沿切线方向进入筒内,随即沿螺旋导向叶片高速旋转并自上而下流动。

借离心力的作用将排气中密度较大的油滴抛在筒壁上分离出来,沿壁流下,沉积在筒底部。

蒸气经筒体中心的出气管内多孔板引出。

筒侧装有浮球阀,当油面上升到上限位时,润滑油通过浮球阀打开阀芯,自动向压缩机曲轴箱或集油器排油。

有的在油分离器外部还设有冷却水套,使混合汽体在其中又受到冷却水的冷却并通过降低流速和改变流向
的作用,进一步得到分离。

4、过滤式油分离器过滤式油分离器用于氟利昂制冷系统,常称为氟利昂油分离器。

当压缩机排出的高压制冷剂气体进入分离器后,由于过流截面较大,气体流速突然降低并改变方向,加上进气时几层金属丝网的过滤作用,即将混入气体制冷剂中的润滑油分离出来,并下滴落聚集在容器底部。

当聚集的润滑油量达一定高度后,则通过自动回油阀,回到压缩机曲轴箱。

在正常运行时,由于浮球阀的断续工作,使得回油管时冷时热,回油时管子热,不回油时管子就冷。

如果回油管一直冷或一直热,
这说明浮球阀已经失灵,必须进行检修,检修时可使用手动回油阀进行回油。

这种油分离器结构简单,制造方便,应用普遍,但分油效果不及填料式。

(四)油分离器的计算:油分离器的计算就是确定其筒体直径的大小。

油分离器筒体直径的大小,是根据压缩机的排气量和油分离器的流量相同这一连续方程及油分离器中气流
速度必须降为υ≤0.8~1m/s的工作条件推导出来。

具体的计算公式如下:
式中:D——油分离器筒体直径,[m]。

Vh——压缩机的理论排汽量,[m3/h]。

λ——压缩机的输气系数,无因次。

υ——油分离器内蒸气的流速,[m/s)。

对于填料式油分离器取υ=0.3~0.5m/s,其它形式油分离器取υ≤0.8m/ s。

例:某冷库分三个系统,设双级和单级机排汽合用一台油分离器,已知—15℃系统输气系数λ=0.66,Vh=285m 3/s,—28℃系统输气系数λ=0.77,低压级Vh=142.5 m3/s,—33℃系统输气系数λ=0.72,低压级Vh=285 m3/s,若采用洗涤式油分离器,试求所需的油分离器直径。

空气分离器的型式不同结构也不同,常用的空气分离器有两种结构型式:一种是立式空气分离器,另一种是四重管式空气分离器。

立式空气分离器是目前在氨制冷系统中应用比较多空气分离器。

它的壳体由无缝钢管制成,在两端加封的壳体中设有一组冷却盘管,下端与进液管相通,上端与回气管相接。

壳体的中部侧面和上部侧面分别焊接混合气体入口管接头和放空气管接头。

混合气体进入壳体中即与盘管表面进行热交换,冷凝下来的制冷剂由壳体的下封头引出,经节流阀后与进液管接通。

分离下来的不凝性气体由上部的放空气口放至存水的筒中。

壳体顶部设有温度计套管。

整个空气分离器的外面用隔热材料隔热。

立式空气分离器与卧式空气分离器比较,它的优点是操作简单,装上自控元件后即可实现自动操作。

四重管式空气分离器是由四根直径不同的无缝钢管焊接而成,它的第一夹层(即最外夹层)与第三夹层相通,第二夹层与第四夹层相通,从贮液器来的氨液经节流阀节流后进入内管,然后再进入第二夹层,来自贮流器和冷凝器的混合气体进入第一夹层和第三夹层,低温的氨液经传热管壁吸收混合气的热量而蒸发,蒸发的气体经回气管去氨液分离器或低压循环筒。

混合气体则在较高的冷凝压力和较低的蒸发温度。

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