用于制冷系统的空气分离器.pdf

本发明提供一种用于制冷系统的空气分离器，包括封头、下管板、筒体、多根换热管、混合气体进气口、温度探头插孔、上管板、出液口、出气口、供液管以及冷凝液出口；其中，供液管和冷凝液出口位于筒体的最下方，出液口位于筒体的顶部；换热管连接着上管板和下管板，在筒体内呈三角排列；混合气体进气口位于筒体的一侧中部，出气口位于筒体的另一侧上部；换热管内流通有低温制冷剂。本发明能够清除制冷系统中的空气和其他不凝性气体，提高了制冷系统的效能，并达到了制冷系统节能运行的目的。

权利要求书
1.  一种用于制冷系统的空气分离器，包括封头（1）、下管板（2）、筒体（3）、多根换热管（4）、混合气体进气口（5）、温度探头插孔（6）、上管板（7）、出液口（8）、出气口（9）、供液管（10）以及冷凝液出口（11）；
其中，所述供液管（10）和所述冷凝液出口（11）位于所述筒体（3）的最下方，所述出液口（8）位于所述筒体（3）的顶部；所述换热管（4）连接着所述上管板（7）和所述下管板（2），在所述筒体（3）内呈三角排列；所述混合气体进气口（5）位于所述筒体（3）的一侧中部，所述出气口（9）位于所述筒体（3）的另一侧上部；所述换热管（4）内流通有低温制冷剂。

2.  根据权利要求1所述的空气分离器，其特征在于，所述下管板（2）以四周水平、中间下凹的形式焊接于所述筒体（3）内的下部，所述冷凝液出口（11）设置于所述下管板（2）的中间；所述冷凝液出口（11）的外径为15mm，倾斜角为5～10°。

3.  根据权利要求2所述的空气分离器，其特征在于，所述供液管（10）的外径为20mm，安装于所述封头（1）的一侧下方；与所述供液管（10）配套的接管的外径25mm，在筒外延伸100mm，与所述冷凝液出口（11）的接管的水平中心距离为40mm。

4.  根据权利要求3所述的空气分离器，其特征在于，所述换热管（4）的外径为19mm，管长为885～1175mm。

5.  根据权利要求4所述的空气分离器，其特征在于，所述换热管（4）与所述上管板（7）和所述下管板（2）是采用两点焊接工艺处理连接的。

6.  根据权利要求5所述的空气分离器，其特征在于，所述筒体（3）的外径为159～219mm，壁厚为6～8mm，高度为910～1200mm。

7.  根据权利要求6所述的空气分离器，其特征在于，所述混合气体进气口（5）的管口位置距离所述上管板（7）435mm；所述出气口（9）的外径为10mm，所述出气口（9）的管口位置距离所述上管板（7）100mm；与所述混合气体进气口（5）和/或所述出气口（9）配套的接管直径14mm，在筒外延伸100mm。

8.  根据权利要求7所述的空气分离器，其特征在于，所述温度探头插孔（6）的安装位置距离所述上管板（7）250mm，所述温度探头插孔（6）的外径为10mm，安装倾斜角度为30°。

9.  根据权利要求8所述的空气分离器，其特征在于，所述空气分离器的总体高度为1200～1500mm。

10.  根据权利要求9所述的空气分离器，其特征在于，在工作状况下，所述筒体（3）的外表面具有保温层；当所述保温层为聚氨酯材料时，所述保温层的厚度为80mm。

说明书用于制冷系统的空气分离器
技术领域
本发明涉及换热净化设备技术领域，具体来说，本发明涉及一种可以运用于制冷系统的新型高效空气分离器。
背景技术
在制冷系统运行过程中，虽然制冷装置利用封闭循环系统来运行，但是在加油、加制冷剂、开启式压缩机的轴封及阀门阀杆的开启等制冷系统负压运行操作时难免会让空气进入到封闭系统中，且润滑油在高温作用下也会分解出不凝性气体。若系统中存在大量不凝性气体，就会使高压冷凝系统压力升高，压缩机电机功耗增大，制冷量降低，系统运行效能下降等不良运行指标，严重时甚至危及设备及人身安全。空气分离器作为制冷系统中的一种换热净化制冷剂的必备设备，它主要是通过换热把系统混合气体中的制冷剂冷凝置换回收，并把空气和一些不凝性气体排到系统之外，使制冷系统能维持正常的运行压力，以达到系统节能的目的，并消除上述弊端。
结合换热器的工作特性，我们发现：换热器换热面积大，换热温差就越大，放空气时，制冷剂的损失量就相应越小，换热器的分离效果也就越好。因此，为最大限度的减少制冷剂的损失，减少对环境的污染，必须提高制冷系统空气分离器的换热效果。
目前常见制冷系统的空气分离器主要有卧式四重套管式和立式螺旋管式两种，其普遍存在结构不紧凑，连接弯头较多、沿程阻力大、换热效率低，换热不彻底，制冷剂损失多等问题。在全球资源日趋衰竭的总体形式下，节能减排、讲究高效迅捷已成为人们关注的焦点，有必要进一步提高制冷系统空气分离器的换热净化工作效率，从而改善系统的运作效率，以达到制冷系统运行节能的目的。
发明内容
针对以上的不足，本发明的目的在于提供一种用于制冷系统的空气分离器，能够提高其换热净化工作效率，从而改善制冷系统的运作效率，达到制冷系统节能运行的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于制冷系统的空气分离器，包括封头、下管板、筒体、多根换热管、混合气体进气口、温度探头插孔、上管板、出液口、出气口、供液管以及冷凝液出口；
其中，所述供液管和所述冷凝液出口位于所述筒体的最下方，所述出液口位于所述筒体的顶部；所述换热管连接着所述上管板和所述下管板，在所述筒体内呈三角排列；所述混合气体进气口位于所述筒体的一侧中部，所述出气口位于所述筒体的另一侧上部；所述换热管内流通有低温制冷剂。
可选地，所述下管板以四周水平、中间下凹的形式焊接于所述筒体内的下部，所述冷凝液出口设置于所述下管板的中间；所述冷凝液出口的外径为15mm，倾斜角为5～10°。
可选地，所述供液管的外径为20mm，安装于所述封头的一侧下方；与所述供液管配套的接管的外径25mm，在筒外延伸100mm，与所述冷凝液出口的接管的水平中心距离为40mm。
可选地，所述换热管的外径为19mm，管长为885～1175mm。
可选地，所述换热管与所述上管板和所述下管板是采用两点焊接工艺处理连接的。
可选地，所述筒体的外径为159～219mm，壁厚为6～8mm，高度为910～1200mm。
可选地，所述混合气体进气口的管口位置距离所述上管板435mm；所述出气口的外径为10mm，所述出气口的管口位置距离所述上管板100mm；与所述混合气体进气口和/或所述出气口配套的接管直径14mm，在筒外延伸100mm。
可选地，所述温度探头插孔的安装位置距离所述上管板250mm，所述温度探头插孔的外径为10mm，安装倾斜角度为30°。
可选地，所述空气分离器的总体高度为1200～1500mm。
可选地，在工作状况下，所述筒体的外表面具有保温层；当所述保温层为聚氨酯材料时，所述保温层的厚度为80mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过改进换热管为三角排列，使混合气体从一侧的进气口进入，快速有效地和管内流有低温制冷剂的换热管接触，通过增大混合气体接触的冷凝面积，让混合气体能够充分地冷凝换热，提高了空气分离器的工作效率。
此外，本发明采用直线三角排列的冷凝盘管，能有效地减少制冷剂在盘管中流动的沿程阻力，降低制冷系统的能耗；同时直线型的设计也能够有效地减少制冷剂管道堵塞的现象，保证系统正常运行。
总而言之，本发明的空气分离器适用于清除制冷系统中的空气和其他不凝性气体，提高了制冷系统的效能，并达到了制冷系统节能运行的目的。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为本发明一个实施例的用于制冷系统的空气分离器的结构示意图；
图2为图1所示实施例的用于制冷系统的空气分离器的A向剖视示意图。
具体实施方式
本发明的空气分离器，属于换热净化设备，适用于清除制冷系统中空气和其他不凝性气体。本发明针对传统的四重套管式和螺旋换热管式的空气分离器的缺点进行了改良，其主要是将壳体内换热元件改良成结构紧凑、三角排列的换热管。相比传统空气分离器相比，减小了空气分离器的占用空间，增加了冷凝换热面积，提高了冷凝冷却效率，加快了不凝性气体外排的速度。此外，该发明具有结构简易、便于制造、使用寿命长、使用范围广等优点，使用本发明设计的高效空气分离器可以增强制冷系统换热净化能力，提高系统的节能运作。
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
图1为本发明一个实施例的用于制冷系统的空气分离器的结构示意图；图2为图1所示实施例的用于制冷系统的空气分离器的A向剖视示意图（未示出温度 探头插孔）。需要注意的是，这些附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
请结合图1和图2所示，该空气分离器主要包括封头1、下管板2、筒体3、多根换热管4、混合气体进气口5、温度探头插孔6、上管板7、出液口8、出气口9、供液管10以及冷凝液出口11。其中，供液管10和冷凝液出口11位于筒体3的最下方，出液口8位于筒体3的顶部。换热管4连接着上管板7和下管板2，在筒体3内呈三角排列。混合气体进气口5位于筒体3的一侧（如左侧）中部，出气口9位于筒体3的另一侧（如右侧）上部，筒外接管以焊接方式与空气分离器的各接口连接。换热管4内流通有低温制冷剂。混合气体从混合气体进气口5进入，与呈三角排列、管内流有低温制冷剂的换热管4充分接触换热。换热完毕后，混合气体中的制冷剂气体被冷凝成液体顺着换热管4流下，以便回收利用；与此同时，不凝性气体聚集在空气分离器的上部，经出气口9放出。
如图1和图2所示，本发明的空气分离器的换热元件采用了结构紧凑的换热管4代替了传统的螺旋换热元件，不仅增加了换热的表面积，提高了换热量，而且占用空间小。与传统空气分离器相比，减小了冷凝盘管中制冷剂流体流动的沿程阻力，降低制冷系统的能耗，在有限空间内，使经济效益达到最大化。
在本发明的一个实施例中，下管板2可以采用四周水平、中间下凹的形式焊接于筒体3内的下部，冷凝液出口11设置于下管板2的中间。冷凝液出口11的外径为15mm，倾斜角为5～10°。相比于水平的下管板，其可以方便冷凝液利用自身重力及时流出，减少筒体3中冷凝液的残余量，及时回收循环利用，保证筒体3内不积液，效率高。
在本发明的一个实施例中，用于提供低温制冷剂的供液管10的外径为20mm，安装于封头1的一侧（如右侧）下方。与供液管10配套的接管的外径25mm，在筒外延伸100mm，与冷凝液出口11的接管的水平中心距离为40mm。这样的设计既能便于制造，同时也能保证整体外形的美观性。
在本发明的一个实施例中，换热管4的外径为19mm，管长为885～1175mm，呈三角排列。换热管占用体积小，与传统空气分离器相比，换热表面积明显增加，可达1.5～2.5m2，混合气体接触充分，换热冷凝冷却效果大大提高。
在本发明的一个实施例中，换热管4与上、下管板7、2连接时，是采用两点 焊接工艺处理连接的，结合紧密，操作方便。
在本发明的一个实施例中，筒体3的外径为159～219mm，壁厚为6～8mm，高度为910～1200mm。如此，一方面可保证高效的换热效率，另一方面也减小了占地空间。
在本发明的一个实施例中，混合气体进气口5的管口位置距离上管板7为435mm。出气口9的外径为10mm，出气口9的管口位置距离上管板7为100mm。与混合气体进气口5和/或出气口9配套的接管直径14mm，在筒外延伸100mm。混合气体在筒体3中能够充分冷凝冷却，冷凝后液化的制冷剂液滴在下流的过程中能进一步放热，加大制冷剂循环利用速度。
在本发明的一个实施例中，该温度探头插孔6的安装位置距离上管板7可以为250mm，温度探头插孔6的外径为10mm，安装倾斜角度为30°。这样方便测定筒体3内的温度，也能保证排放气体中制冷剂含量达到环境标准，减小对环境的污染。另外，也可根据所测量的筒体3内的温度来决定放空气的时间，操作简单，安装方便，经济实用。
在本发明的一个实施例中，该空气分离器的总体高度约为1200～1500mm，占用体积小，结构紧凑，换热效率高，能方便快速地把制冷系统中不凝性气体排出。
在本发明的一个实施例中，在工作状况下，需对外表面进行保温处理，如筒体3的外表面包覆有保温层。当保温层材料为聚氨酯材料时，保温层的厚度约为80mm。
本发明的高效空气分离器在工作时，进气口和出气口位置的合理分布，外径均为10mm，能够让换热管与混合气体接触，合理的管间距，能够均匀有效的将制冷剂气体冷凝冷却，加快了不凝性气体外排的速度，稳定系统的冷凝压力，降低能耗，提高系统的节能运作。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过改进换热管为三角排列，使混合气体从一侧的进气口进入，快速有效地和管内流有低温制冷剂的换热管接触，通过增大混合气体接触的冷凝面积，让混合气体能够充分地冷凝换热，提高了空气分离器的工作效率。
此外，本发明采用直线三角排列的冷凝盘管，能有效地减少制冷剂在盘管中流动的沿程阻力，降低制冷系统的能耗；同时直线型的设计也能够有效地减少制冷 剂管道堵塞的现象，保证系统正常运行。
总而言之，本发明的空气分离器适用于清除制冷系统中的空气和其他不凝性气体，提高了制冷系统的效能，并达到了制冷系统节能运行的目的。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。