专利名称：制冷机组的润滑油与冷媒分离装置及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷机组，特别是一种制冷机组的润滑油与冷媒分离装置及其操 作方法。
背景技术：
传统的制冷机组在冷凝压力与蒸发压力差较小工况运行时无强制应对装置，在蒸 发器与齿轮箱之间的管路上只是利用引射器作为蒸发器回油的动力，引射器的高压端使用 冷凝器气体或者使用油泵的高压油。冷凝器与电机之间只有一个节流阀，无电磁阀，也没有 单向阀。制冷机组使用冷凝器的气体引射器将蒸发器中的油回收到压缩机中，并利用冷凝 器与蒸发器之间的压差为动力冷却电动机；但是，当制冷机组在冷凝压力与蒸发压力差较 小工况运行时，冷凝器压力降低，引射动力减弱，蒸发器回油量减少；同时，冷凝器压力降 低，也造成冷却电机的供液量降低，电机冷却不足，这样将大大降低制冷机组运行可靠性和 使用范围。此外，传统电机冷却方式在启动或者停止时，由于冷凝器与蒸发器之间的压差极 小，无法对电机进行强制冷却，从而导致电机内部温度过高，影响电机的使用寿命。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、制作成本低、可靠性高、强 制蒸发器回油、并能够在冷凝压力与蒸发压力差较小运行时强制电机冷却、适用范围广的 制冷机组的润滑油与冷媒分离装置及其操作方法，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种制冷机组的润滑油与冷媒分离装置，包括蒸发器、冷凝器和 压缩机的齿轮箱，齿轮箱与电机相接，电机通过管路与冷凝器连通，其结构特征是还包括变 频电磁泵，变频电磁泵设置在齿轮箱与蒸发器之间的管路上，变频电磁泵的入口设置有过 滤器，变频电磁泵出口设置有第一支路和第二支路，第一支路与齿轮箱连通，第二支路与电 机连通，第一支路中设置有第一电磁阀，第二支路中设置有第二电磁阀，齿轮箱的上部安设 置有油气分离器，在电机和冷凝器之间的管路上设置有单向阀。所述单向阀与冷凝器之间设置有第三电磁阀。所述变频电磁泵是根据第一支路和第二支路的流量需求不同而进行变频调节。一种制冷机组的润滑油与冷媒分离装置的操作方法，其特征是第一支路传输润滑 油与冷媒的混合物到齿轮箱，当第一支路的混合物在齿轮箱内被蜗壳以及齿轮箱内的润滑 油加热后，冷媒变成气体经过油分离器后，回到压缩机的吸气口，经过分离的润滑油直接回 到齿轮箱，完成回油；第一支路上设置有用于控制该第一支路的第一电磁阀，当制冷机组启 动或停止过程时关闭该第一电磁阀；第二支路上设置有用于控制该第二支路的第二电磁 阀，当制冷机组在冷凝压力与蒸发压力差较小工况工作，或者制冷机组处于启动或停止过 程时，第二电磁阀开启，传输蒸发器过来的润滑油与冷媒的混合物到电机，强制冷却电机；在冷凝器与电机之间的管路上的单向阀，可防止第二电磁阀开启时，变频电磁泵将蒸发器 中的润滑油与冷媒的混合物输送到冷凝器中；同时第三电磁阀处在关闭状态，待制冷机组 脱离冷凝压力与蒸发压力差较小工况时，第三电磁阀打开，然后将第二电磁阀关闭，实现切 换。当制冷机组运行在高蒸发压力或低冷凝压力工况时，常规的电机冷却方法是靠冷 凝器侧与电机侧的压力差供氟冷却，也就是提供冷媒进行冷却。由于制冷机组在冷凝压力 与蒸发压力差较小工况运行运行，其压力差不足以克服冷媒的重力及冷媒在管路沿程以及 局部阻力损失时，将导致电机冷却效果差而引起电机绕组温度过热，最终导致引起保护停 车，影响制冷机组的正常使用，并影响电机绕组的绝缘性能及寿命。本发明利用变频电磁泵 从蒸发器输送低温液态的润滑油与冷媒的混合物对电机的定子和转子进行强制喷液保护。 当制冷机组启动或者停止时，变频电磁泵强制从蒸发器输送低温液态的润滑油与冷媒的混 合物到电机进行强制冷却，从而大大缩短制冷机组再启动的间隔时间，对石化、冶金和医药 等行业中的制冷机组意外停机后要求立即再启动的苛刻要求能够更好的满足，并且增加了 短时间内电机的启动次数。本发明中的制冷机组运行在低压差工况下时，变频电磁泵代替自然压差路进行强 制供氟冷却，扩大了制冷机组适应低温冷却水运行工况范围。当制冷机组的蒸发压力与冷 凝压力之间的压差建立并达到一定数值时，变频电磁泵自动停止并切换为自然压差路进行 供氟冷却，以满足节能需求。本发明中的电磁泵采用变频方案，解决了电机冷却与润滑油分离流量相差过大的 问题。本发明中的制冷机组在冷凝压力与蒸发压力差较小运行时，能够依靠变频电磁泵 强制电机冷却，而且在制冷机组启动或者停止时，强制电机冷却，可以极大提高制冷机组的 可靠性及运行范围。综上所述，本发明具有结构简单合理、操作灵活、制作成本低、可靠性高、强制蒸发 器回油、并能够在冷凝压力与蒸发压力差较小运行时强制电机冷却和适用范围广的特点。
图1为本发明一实施例结构示意图。图中1为第一电磁阀，2为第二电磁阀，3为变频电磁泵，4为过滤器，5为单向阀， 6为油气分离器，7为齿轮箱，8为电机，9为蒸发器，10为冷凝器，11为第三电磁阀。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。参见图1，本制冷机组的润滑油与冷媒分离装置，包括蒸发器9、冷凝器10和压缩 机的齿轮箱7，齿轮箱7与电机8相接，电机8通过管路与冷凝器10连通，变频电磁泵3设 置在齿轮箱7与蒸发器9之间的管路上，变频电磁泵3的入口设置有过滤器4，变频电磁泵 3出口设置有第一支路和第二支路，第一支路与齿轮箱7连通，第二支路与电机8连通，第一 支路中设置有第一电磁阀1，第二支路中设置有第二电磁阀2，齿轮箱7的上部安设置有油 气分离器6，在电机8和冷凝器10之间的管路上设置有单向阀5。单向阀5与冷凝器10之
4间设置有第三电磁阀11。本实施例中的齿轮箱7兼有油箱的作用。工作时，本发明使用变频电磁泵3从蒸发器9中抽取润滑油与冷媒的混合物冷却 电机8，以提供在较低压差，即冷凝压力和蒸发压力之间的压力差，运转时电机8冷却必须 的冷媒量，以及提供较低压差时，蒸发器9的回油需求，且使用第三电磁阀11和第二电磁阀 2通过控制逻辑实现第二支路与冷凝器10和电机8之间管路的切换。具体表现为第一支 路传输润滑油与冷媒的混合物到齿轮箱7，当第一支路的混合物在齿轮箱7内被蜗壳以及 齿轮箱7内的润滑油加热后，冷媒变成气体经过油分离器6后，回到压缩机的吸气口，经过 分离的润滑油直接回到齿轮箱7，完成回油；第一支路上设置有用于控制该第一支路的第 一电磁阀1，当制冷机组启动或停止过程时关闭该第一电磁阀1 ；第二支路上设置有用于控 制该第二支路的第二电磁阀2，当制冷机组在冷凝压力与蒸发压力差较小工况工作，或者制 冷机组处于启动或停止过程时，第二电磁阀2开启，传输蒸发器9过来的润滑油与冷媒的 混合物到电机8，强制冷却电机8 ；在冷凝器10与电机8之间的管路上的单向阀5，可防止 第二电磁阀2开启时，变频电磁泵3将蒸发器9中的润滑油与冷媒的混合物输送到冷凝器 10中；同时第三电磁阀11处在关闭状态，待制冷机组脱离冷凝压力与蒸发压力差较小工况 时，第三电磁阀11打开，然后将第二电磁阀2关闭，实现切换。在制冷机组中，对润滑油与冷媒的混合物进行了全自动的分离回收，并对用冷媒 冷却的电机在低压差时进行强制供冷媒冷却，在制冷机组启动和停止时对电机的定子和转 子进行强制喷液冷却的。本发明能够将蒸发器中的润滑油与冷媒的混合物通过变频电磁泵3提升压力后， 输送到压缩机的齿轮箱内，利用蜗壳的高温排气以及冷却轴承后的润滑油的热量，根据润 滑油与冷媒的沸点不同的原理，进行分离。分离后蒸发的气态冷媒通过油气分离器6过滤 后，被再次被吸入压缩机的吸气口参与制冷循环。
权利要求
一种制冷机组的润滑油与冷媒分离装置，包括蒸发器(9)、冷凝器(10)和压缩机的齿轮箱(7)，齿轮箱(7)与电机(8)相接，电机(8)通过管路与冷凝器(10)连通，其特征是还包括变频电磁泵(3)，变频电磁泵(3)设置在齿轮箱(7)与蒸发器(9)之间的管路上，变频电磁泵(3)的入口设置有过滤器(4)，变频电磁泵(3)出口设置有第一支路和第二支路，第一支路与齿轮箱(7)连通，第二支路与电机(8)连通，第一支路中设置有第一电磁阀(1)，第二支路中设置有第二电磁阀(2)，齿轮箱(7)的上部安设置有油气分离器(6)，在电机(8)和冷凝器(10)之间的管路上设置有单向阀(5)。
2.根据权利要求1所述的制冷机组的润滑油与冷媒分离装置，其特征是所述单向阀 (5)与冷凝器(10)之间设置有第三电磁阀(11)。
3.根据权利要求1所述的制冷机组的润滑油与冷媒分离装置，其特征是所述变频电磁 泵(3)是根据第一支路和第二支路的流量需求不同而进行变频调节。
4.一种根据权利要求1所述的制冷机组的润滑油与冷媒分离装置的操作方法，其特征 是第一支路传输润滑油与冷媒的混合物到齿轮箱(7)，当第一支路的混合物在齿轮箱(7) 内被蜗壳以及齿轮箱(7)内的润滑油加热后，冷媒变成气体经过油分离器(6)后，回到压 缩机的吸气口，经过分离的润滑油直接回到齿轮箱(7)，完成回油；第一支路上设置有用于 控制该第一支路的第一电磁阀(1)，当制冷机组启动或停止过程关闭该第一电磁阀(1)；第 二支路上设置有用于控制该第二支路的第二电磁阀(2)，当制冷机组在冷凝压力与蒸发压 力差较小工况工作，或者制冷机组处于启动或停止过程，第二电磁阀(2)开启，传输蒸发器 (9)过来的润滑油与冷媒的混合物到电机(8)，强制冷却电机⑶；在冷凝器(10)与电机 ⑶之间的管路上的单向阀(5)，可防止第二电磁阀⑵开启时，变频电磁泵(3)将蒸发器 (9)中的润滑油与冷媒的混合物输送到冷凝器(10)中；同时第三电磁阀(11)处在关闭状 态，待制冷机组脱离冷凝压力与蒸发压力差较小工况时，第三电磁阀(11)打开，然后将第 二电磁阀⑵关闭，实现切换。
全文摘要
一种制冷机组的润滑油与冷媒分离装置及其操作方法，制冷机组的润滑油与冷媒分离装置包括蒸发器、冷凝器和压缩机的齿轮箱，齿轮箱与电机相接，电机通过管路与冷凝器连通，其特征是还包括变频电磁泵，变频电磁泵设置在齿轮箱与蒸发器之间的管路上，变频电磁泵的入口设置有过滤器，变频电磁泵出口设置有第一支路和第二支路，第一支路与齿轮箱连通，第二支路与电机连通，第一支路中设置有第一电磁阀，第二支路中设置有第二电磁阀，齿轮箱的上部安设置有油气分离器，在电机和冷凝器之间的管路上设置有单向阀。本发明具有操作灵活、可靠性高、强制蒸发器回油、并能够在冷凝压力与蒸发压力差较小运行时强制电机冷却和适用范围广的特点。
文档编号F25B31/00GK101949619SQ201010274029
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者林国勇, 茹志鹏 申请人:广东美的电器股份有限公司