一种气液分离器及压缩机的制作方法

1.本实用新型涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种气液分离器及压缩机。


背景技术：

2.在压缩机运行过程中，冷媒通常会以气态的形式被吸入压缩机进行压缩。但在使用中，会出现冷媒充注量过大、或低温工况启动等情况而导致冷媒没有被完全蒸发为气态，所以在进入压缩机时，气态冷媒和液态冷媒共同进入压缩机，这会对压缩机的机芯造成过大的负荷，易导致压缩机失效。
3.在现有技术中，为了减少液态冷媒进入压缩机，通常是在压缩机的进管处设置气液分离器，防止液态冷媒进入压缩机，从而防止发生压缩机液击。
4.但目前的气液分离器，在分离液态冷媒时，将液态冷媒存入气液分离器的内部，气液分离器容纳液态冷媒的量受到自身体积大小的限制，当液态冷媒的量超过气液分离器的容纳上限时，液态冷媒还是会流入到压缩机中，从而导致压缩机失效。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是：提供一种气液分离器及压缩机，能够完全防止压缩机发生液击。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种气液分离器，包括：
7.筒体，其两端分别设置有进入管和排出管，所述筒体的内部具有分离腔，所述进入管和所述排出管均与所述分离腔相连通，所述排出管伸入所述分离腔的内部的一端的管口朝上设置，所述管口且与所述分离腔的底壁之间具有预定距离，所述排出管的另一端用于与所述压缩机本体相连通；
8.液位控制装置，其设置于所述分离腔内，包括：
9.第一挡板，其设置在所述分离腔内，所述第一挡板的顶部设置有供气态冷媒通过的通气孔，所述通气孔的底部与所述分离腔的底壁之间的距离小于所述预定距离，所述第一挡板的底部设置有供冷冻机油和液态冷媒通过的通油孔；
10.浮球，其位于所述第一挡板和所述进入管之间的所述分离腔内，所述浮球的外径大于所述通气孔的内径；
11.当所述分离腔内的液面上升时，所述浮球能够浮在所述液面上并随所述液面上升；
12.当所述液面上升至所述通气孔处时，所述浮球封闭所述通气孔。
13.本技术的一些实施例中，所述液位控制装置还包括：
14.第二挡板，其设置于第一挡板和所述进入管之间的所述分离腔内，所述浮球位于所述第一挡板与所述第二挡板之间；
15.所述第二挡板的顶部设置有上切口，所述上切口与所述分离腔的顶壁之间形成第一通道，所述第一通道用于供气态冷媒通过，所述上切口与所述分离腔的顶壁的顶点之间
的距离小于所述浮球的外径；
16.所述第二挡板的底部设置有下切口，所述下切口与所述分离腔的底壁之间形成第二通道，所述第二通道用于供冷冻机油和液态冷媒通过，所述下切口与所述分离腔的底壁的底部之间的距离小于所述浮球的外径。
17.本技术的一些实施例中，气液分离器还包括：
18.过滤盘，其设置于所述进入管和所述液位控制装置之间的所述分离腔内。
19.本技术的一些实施例中，所述第一通道的截面面积大于所述进入管的截面面积。
20.本技术的一些实施例中，所述通气孔的内径大于所述进入管的内径。
21.本技术的一些实施例中，所述通气孔的中心与其正上方的所述分离腔的顶壁之间的距离与所述浮球的半径相等。
22.本技术的一些实施例中，所述通油孔的直径是2mm-4mm。
23.本技术的一些实施例中，所述通油孔与所述分离腔的底壁之间的距离小于所述下切口与所述分离腔的底壁之间的距离。
24.本技术的一些实施例中，所述下切口与所述分离腔的底壁之间的距离为3mm-5mm。
25.本实用新型还提供一种压缩机，包括如上任一段所述的气液分离器。
26.本实用新型提供一种气液分离器及压缩机，与现有技术相比，其有益效果在于：
27.本实用新型的气液分离器，包括筒体和液位控制装置，液位控制装置包括设置在筒体内部的第一挡板和浮球，当冷媒从进入管进入筒体后，气态冷媒从第一挡板的通气孔经过并从筒体的排出管排出，而液态冷媒经过通油孔并在分离腔内部逐渐累积，当液态冷媒的液面上升至通气孔时，浮球封闭通气孔，此时，液面的高度低于排出管位于分离腔内的一端的管口高度，液态冷媒不会进入排出管，防止发生液击。而浮球封闭通气孔，而压缩机还在继续工作，管口所在的内腔被浮球封闭，气压逐渐降低，液态冷媒逐渐变化为气态冷媒并从排出管排出，液面下降，通气孔打开，气态冷媒能够继续从通气孔经过，并从排出管排出。这一过程中，液态冷媒不会进入到排出管中，因此能够完全防止压缩机发生液击，而且气液分离器也不再受到自身体积限制，气液分离器可减少自身尺寸，减少对空间的占用。
28.本实用新型的压缩机，包括上述的气液分离器，在能够完全防止压缩机发生液击的同时，能够减少自身尺寸，减少对空间的占用。
附图说明
29.图1是本实用新型实施例的压缩机的示意图。
30.图2是本实用新型实施例的气液分离器的示意图。
31.图3是本实用新型实施例的气液分离器的内部结构示意图。
32.图4是本实用新型实施例的第一挡板的结构示意图。
33.图5是本实用新型实施例的第二挡板的结构示意图。
34.图6是本实用新型实施例的过滤盘的结构示意图。
35.图中，100、筒体；200、液位控制装置；300、过滤盘；400、压缩机本体；110、进入管；120、排出管；130、分离腔；131、第一腔体；132、第二腔体；133、限位腔；210、第一挡板；220、浮球；230、第二挡板；240、第一通道；250、第二通道；211、通气孔；212、通油孔；231、上切口；232、下切口；a、预定距离；b、上切口与分离腔的顶壁的顶点之间的距离；c、下切口与分离腔
的底壁的底部之间的距离；d、通气孔的中心与其正上方的分离腔的顶壁之间的距离。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
40.对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.如图1所示，本实用新型实施例优选实施例的一种气液分离器，包括筒体100和液位控制装置200。
42.筒体100两端分别设置有进入管110和排出管120，筒体100的内部具有分离腔130，进入管110和排出管120均与分离腔130相连通，排出管120伸入分离腔130的内部的一端的管口朝上设置，管口且与分离腔130的底壁之间具有预定距离a，排出管120的另一端用于与压缩机本体400相连通。
43.液位控制装置200设置于分离腔130内，包括第一挡板210和浮球220。
44.第一挡板210设置在分离腔130内，第一挡板210的顶部设置有供气态冷媒通过的通气孔211，通气孔211的底部与分离腔130的底壁之间的距离小于预定距离a；第一挡板210的底部设置有供液态冷媒和冷冻机油通过的通油孔212。
45.通油孔212在没有液态冷媒时，为回油孔，可在正常工作状态下将冷冻机油回流到压缩机本体400，具体来说，冷媒在从进入管110进入到气液分离器中时，冷媒会携带冷冻机油，这些冷冻机油呈小液滴的状态并混合在冷媒内，在经过过滤盘300时，冷冻机油会被分离并与液态冷媒混在一起，气态冷媒在经过第一通道240和通气孔211，再进入排出管120的这一过程中，会和液态冷媒和冷冻机油的液面接触，重新携带冷冻机油小液滴混入到气态冷媒中，并从排出管120进入压缩机，为压缩机的机芯提供机油。但需要指出的是，冷冻机油的量很少，其液面不会在气液分离器中累积到从排出管120管口处。在液态冷媒进入气液分离器后，通油孔212为汽化节流孔。
46.第一挡板210将分离腔130分隔为两个腔体，为了便于说明，将第一挡板210朝向进入管110一侧的腔体记为第一腔体131，将第一挡板210另一侧的腔体记为第二腔体132。
47.浮球220位于第一挡板210和进入管110之间的分离腔130内，也就是说浮球220设置在第一腔体131内。浮球220的材质不与冷媒和冷冻机油混合物发生化学反应，浮球220也不会被冷媒和冷冻机油混合物腐蚀。浮球220可制作为空心球，浮球220的平均密度小于冷媒和冷冻机油，确保浮球220能够在冷媒和冷冻机油混合物中浮在液面上。
48.浮球220的外径大于通气孔211的内径，这样设置，浮球220不会从通气孔211穿过。
49.当分离腔130内的液面上升时，浮球220能够浮在液面上并随液面上升；当液面上升至通气孔211处时，浮球220封闭通气孔211。
50.具体来说，冷媒从进入管110进入到第一腔体131内，其中气态的冷媒会直接从通气孔211进入到第二腔体132，再从第二腔体132进入排出管120，为压缩机本体400提供气态冷媒。而液态冷媒则会在第一腔体131内累积，在液态冷媒的液面上升到通油孔212时，液态冷媒经过通油孔212进入到第二腔体132内，由于管口且与分离腔130的底壁之间设置预定距离a，也就是说限定了管口的高度，通油孔212的高度又低于管口，因此液态冷媒的液面还与管口的位置较远，液态冷媒不会从管口进入到排出管120，防止压缩机本体400发生液击的情况。
51.随着液态冷媒的不断累积，第一腔体131和第二腔体132内的液态冷媒的液面高度相同，浮球220也随着液面的上升而上升，直至液面上升至通气孔211处。当第一腔体131的液面刚上升到高于通气孔211时，由于通油孔212平衡第一腔体131和第二腔体132的液面需要时间，这个瞬间的液态冷媒会从通气孔211进入第二腔体132，液面的表面张力会带动浮球220向通气孔211移动，直至浮球220被“吸”在通气孔211处，封闭通气孔211。这个过程是瞬间形成的，因此从通气孔211进入到第二腔体132的液态冷媒极少，液态冷媒不会进入到压缩机本体400，防止发生液击。
52.在浮球220封闭通气孔211之后，压缩机本体400依然在工作，第二腔体132内的气态冷媒还在经排出管120向压缩机本体400内输送。这就会使第二腔体132内的气压逐渐降低，第二腔体132与第一腔体131之间形成压差。第一腔体131内的液态冷媒在压差的作用下，从第一腔体131经通油孔212流向第二腔体132。在第二腔体132的压力低于冷媒饱和压力后，第二腔体132内的冷媒状态将由液态变为气态，气态冷媒可经排出管120输送给压缩机本体400，且随着从液态冷媒的不断转换成气态进入压缩机本体400。在这个过程中，也仅有气态冷媒进入到排出管120，液态冷媒不会进入压缩机本体400本体，防止发生液击。此后，第一腔体131内的液态冷媒不断减少，液态冷媒的液面下降，浮球220也随之下降，第一腔体131的气态冷媒能够从通气孔211进入第二腔体132，再进入到排出管120。
53.此后，液态冷媒还会不断累积，液面上升，形成循环。
54.综上所述，本实施例的气液分离器，通过这样的结构，在使用过程中不会让液态冷媒进入压缩机本体400，因此能够完全防止压缩机发生液击。而且突破了现有技术中“气液分离器容纳液态冷媒的量受到自身体积大小”的限制，本实施例的气液分离器不再通过将所有的液态冷媒储存在内部而防止液击，而是将部分液态冷媒转换为气态冷媒，使得气液分离器不再受到自身尺寸的限制便能够防止液击，减小气液分离器自身的尺寸，减少对空间的占用。
55.在此基础上，气液分离器还能进一步改进。
56.液位控制装置200还包括第二挡板230，第二挡板230设置于第一挡板210和进入管
110之间的分离腔130内，浮球220位于第一挡板210与第二挡板230之间。为了便于说明，第一挡板210和第二挡板230之间的分离腔130记为限位腔133。
57.第二挡板230的顶部设置有上切口231，上切口231与分离腔130的顶壁之间形成第一通道240，第一通道240用于供气态冷媒通过，上切口231与分离腔130的顶壁的顶点之间的距离b小于浮球220的外径。这个距离b应当如此理解：上切口231的最低点与分离腔130的顶壁的最高点之间的距离，也就是上切口231与分离腔130顶部内壁之间的最大距离。这样设置，浮球220不会从第一通道240内离开限位腔133。
58.本实施例中，第一通道240的截面面积大于进入管110的截面面积，这里的截面面积，指的是供冷媒流动方向的垂直截面。从而减少从进气管进入的气态冷媒的吸气压损。
59.第二挡板230的底部设置有下切口232，下切口232与分离腔130的底壁之间形成第二通道250，第二通道250用于供液态冷媒和冷冻机油通过，下切口232与分离腔130的底壁的底部之间的距离c小于浮球220的外径。距离c应当如此理解：下切口232的最高点与分离腔130的顶部的最低点之间的距离，也就是下切口232与分离腔130底部之间的最大距离。这样设置，浮球220不会从第二通道250内离开限位腔133。
60.通过这样的结构，能够限制浮球220的位置，还不会影响液态冷媒和气态冷媒的流动，当第一腔体131的液面刚上升到高于通气孔211时，限位腔133的设置可以让浮球220更迅速地“吸”在通气孔211处，进一步减少通气孔211进入到第二腔体132的液态冷媒。
61.在本实施例中，通气孔211的内径大于进入管110的内径，从而减少从进气管进入的气态冷媒的吸气压损。
62.通气孔211的中心与其正上方的分离腔130的顶壁之间的距离d与浮球220的半径相等。通气孔211设置在第一挡板210的中线上，通气孔211正上方的分离腔130的顶壁，便是分离腔130内壁的最高点。通过这样的结构，浮球220在上浮到通气孔211的高度时，浮球220能够与分离腔130的顶部内壁相切，确保浮球220能够封闭通气孔211。若是距离d大于或小于浮球220的半径，都会存在浮球220无法将通气孔211封闭的情况。
63.对于通油孔212的直径，涉及到液态冷媒汽化的条件。
64.首先，排出侧压力p1≤冷媒所对应气态饱和压力pb，液态冷媒气化后的体积qv≤压缩机输气量qc，使得第二腔体132的压力不断降低。
[0065][0066]
qm：通油孔212流出冷媒的质量流量；
[0067]
μ：流出系数；
[0068]
a：通油孔212面积；
[0069]
ρl：液态冷媒密度；
[0070]
qv＝qm/ρg
[0071]
ρg：气态冷媒密度；
[0072]
qc＝vst
·f[0073]
vst：压缩机排量；
[0074]
f：压缩机转速；
[0075]
a＝(π
·
d^2)/4
[0076]
δp＝p0-p1
[0077]
p0：吸入侧压力；
[0078]
根据上述公式，令qv＝qc，得出p1与孔径d的关系：
[0079]
p1＝p0-δp＝p0-1/(2
·
ρl)
·
((vst
·f·
ρg)/(μ
·
π/4
·
d^2))^2≤pb
[0080]
当p1取最大值时，有p1＝pb，此时孔径d有最大值dmax；
[0081]
即：当d》dmax时，通油孔212通过的液态冷媒气化后体积qv》qc，排出侧液体冷媒气化后无法完全被压缩机吸入，导致排出侧液态冷媒无法完全汽化，液态冷媒量增加，有进入压缩机机芯的风险；又为确保充足的回油量，需保证最小孔径dmi n。
[0082]
在本实施例中，通油孔212的直径是2mm-4mm，在保证回油量的同时，还能够让第二腔体132内的液态冷媒完全汽化。
[0083]
通油孔212与分离腔130的底壁之间的距离小于下切口232与分离腔130的底壁之间的距离c。在具体实施中，通油孔212尽量靠近第一挡板210的底端设置。
[0084]
下切口232与分离腔130的底壁之间的距离c为3mm-5mm。这个距离不会影响到液体进入到限位腔133，不会因为第二挡板230的设置而影响到液态冷媒和冷冻机油的正常流动。
[0085]
本实施例的气液分离器，还包括过滤盘300，过滤盘300设置于进入管110和液位控制装置200之间的分离腔130内。
[0086]
当冷媒从进入管110进入到分离腔130内，先经过过滤盘300，过滤盘300能够对冷媒中的杂质进行过滤，还能够分离冷冻机油，冷冻机油和液态冷媒都能够进入到第一腔体131内。
[0087]
本实施例还提供一种压缩机，包括如上所述的气液分离器。压缩机包括压缩机本体400和设置在压缩机进管的上述气液分离器。压缩机通常与冷凝器、节流阀、蒸发器通过管路连接构成冷媒循环回路，构成空调系统。压缩机本体400用于吸入蒸发器过来的低温低压的气态冷媒压缩成高温高压后送入冷凝器。
[0088]
综上，本实用新型实施例提供一种气液分离器及压缩机，其气液分离器能够完全防止压缩机发生液击，而且气液分离器也不再受到自身体积限制，气液分离器可减少自身尺寸，减少对空间的占用。
[0089]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。