一种氦气压缩机专用高效油气分离器的制作方法

本实用新型涉及氦气压缩机技术领域，具体涉及一种氦气压缩机专用高效油气分离器。

背景技术：

氦气压缩机是低温泵系统或其他制冷单元的驱动单元，用于向低温泵或其他制冷单元提供高纯度氦气，其通常运用于航天军事科研、电子制造和液晶面板制造等领域。

目前使用氦气压缩机进行氦气压缩的操作步骤为：各路氦气先进入低压平衡器平衡压力，再通过各机组管路进入氦气压缩机压缩，然后压缩后的氦气送入低温泵系统。氦气压缩时会产生大量的热，因此压缩后所产生的油、油蒸汽和氦气的混合体需要进行循环回油冷却利用，以保证氦气压缩机正常工作。首先，压缩后的油气混合气体需要先进入油气冷却器进行充分冷却降温，冷却后的油循环送入氦气压缩机，剩余的油蒸汽和氦气组成的混合气体再进入油气分离器进行分离，分离出来的油循环送入氦气压缩机，分离出来的氦气将汇入到吸附器中进行吸附净化，最终净化完成后的氦气送至制冷机，如此循环。

压缩机排出的高压气体氦气会夹带大大小小的油滴，需要进行油气分离，现有的油气分离器都是利用过滤材料将油气进行过滤分离，并将分离出的油通过油出口排出进行回用。现有专利中，申请号为200420115696.4，申请日为20041119，公开了一种油气分离器，该油气分离器由罐体、中心管和滤芯组成，罐体中央设置中心管，中心管上套设滤芯，罐体底部设置回油管，其中心管和滤芯设置结构简单，油气分离效果好，氦气含油浓度低。然而，该油气分离器在罐体底部设置回油管，分离出来的油滴在底部汇集并通过底部的回油管排出，导致油液内的杂质极易沉积在回油管处，造成回油管堵塞；同时，其滤芯是套设在中心管上的，仅靠上下隔板对滤芯进行支撑，由于氦气的长期冲击作用，滤芯容易发生变形，影响分离效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，本实用新型提供一种氦气压缩机专用高效油气分离器，其出油管从分离器顶部穿插至分离器内的底部，进气口从分离器顶部进去，从而高压氦气能够使分离后的油从分离器底部被自动压出分离器顶部，实现了油的自动压出，同时避免了出油管的堵塞，进一步，其滤芯的设置能去除极微小的约0.01-1μm的油滴，且过滤效率高达99.99%，出口残油量小于0.05ppm。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的氦气压缩机专用高效油气分离器，包括进气口、出气口和壳体，所述进气口和出气口均设置在壳体的顶部，所述壳体内部设置有滤芯和回油管；所述滤芯的上端设有上隔板，滤芯的下端设有下隔板，所述滤芯内部设有竖直通道，所述通道与进气口连通；所述回油管设置在滤芯的外壁和壳体的内壁之间，且从分离器顶部穿插至分离器内的底部。

上述结构中，氦气压缩机排出的高压气体氦气经冷却器冷却后进入油气分离器滤芯内的通道，然后沿着通道径向流动，其中在冷却后已凝结的较大油滴在内外压差的作用下，透过滤芯到达滤芯的外表面，然后顺着滤芯的外部掉落到分离器底部；氦气中所含有的油蒸汽，穿过滤芯时，在直接拦截、惯性碰撞、扩散拦截的联合作用下，逐渐凝聚成油滴，并逐渐长大，当运动到滤芯外表面时，由于油的表面张力较大，会先聚集在滤芯外表面，油滴越积越大，慢慢顺着滤芯的外表面流下，最后到达分离器底部；分离器底部的油滴逐渐积累，到一定高度的时候会因为压差作用由回油管返回到压缩机进气口，从而不会造成氦气压缩机缺少润滑油，同时，汇集后的油液是从下到上被压出的，油液内的杂质会沉淀在油液底部，不会被压入回油管，从而不会出现回油管堵塞的情况。

进一步地，所述滤芯包括滤芯层、内圆筒和圆筒管，所述内圆筒的直径小于外圆筒的直径，所述滤芯层设置在内圆筒和外圆筒之间，从而通过内外圆筒将滤芯层固定压紧；所述内圆筒和外圆筒壁面均开设有若干个通孔，以便于氦气和油的进入和排出，所述内圆筒内部形成与进气口连通的通道。

进一步地，所述下隔板为密封结构，从而保证通道的底部密封，避免油蒸汽从通道的底部出去，影响分离效果。

进一步地，所述回油管的进油口靠近分离器内的底部设置，便于气体压差作用将油压入回油管中，从而能够及时快速回油；所述回油管的进油口呈倾斜状，倾斜状的进油口有效进油面积增大，方便油的压入。

进一步地，所述回油管的出油口与回油管接口连通，所述回油管接口设置在分离器顶部，所述回油管接口与通向氦气压缩机的油管连接，便于回油循环利用。

进一步地，所述进气口从分离器顶部进去，从而高压氦气使分离后的油被自动压出回油管的出油口。

进一步地，所述滤芯层由纳米级玻璃纤维组成，纳米级玻璃纤维的直径小于0.1μm，其在绝热、过滤、灭菌、吸附、催化方面皆具有优异的性能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的氦气压缩机专用高效油气分离器，其直接在滤芯内开设竖直通道，滤芯层内外均套设圆筒，当氦气压缩机排出的高压气体氦气夹带大大小小的油滴混合从进气口进入滤芯内部通道时，圆筒对滤芯压紧保护，从而不会对滤芯造成冲击损坏，节约了维修和滤芯的更换成本。

2、本实用新型的氦气压缩机专用高效油气分离器，在冷却后已凝结的较大油滴在内外压差的作用下，透过滤芯到达滤芯的外表面，然后顺着滤芯的外部掉落到分离器底部；氦气中所含有的油蒸汽，在直接拦截、惯性碰撞、扩散拦截的联合作用下，在滤芯的外缘逐渐凝聚成大油滴后掉落至油分离器底部，分离器底部的油滴逐渐积累，到一定高度的时候会因为压差作用由回油管返回到压缩机进气口，实现了油的自动压出，且不会造成出油管堵塞，也不会造成氦气压缩机缺少润滑油。

3、本实用新型的氦气压缩机专用高效油气分离器，滤芯层采用纳米级玻璃纤维能去除极微小的约0.01-1μm的油滴，且过滤效率高达99.99%，出口残油量小于0.05ppm，能够保证细小油滴的充分过滤，保证了氦气和油完全分离。

附图说明

图1是本实用新型氦气压缩机专用高效油气分离器的结构示意图。

图中标记：1-壳体，2-回油管，3-回油管接口，4-进气口，5-出气口，6-滤芯，7-上隔板，8-下隔板，9-外圆筒，10-内圆筒。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实用新型的氦气压缩机专用高效油气分离器，包括进气口4、出气口5和壳体1，所述进气口4和出气口5均设置在分离器顶部，便于油滴和氦气混合物的进入，也便于分离后的氦气排出；所述壳体1内部设置有滤芯6和回油管2；所述滤芯6的上端设有上隔板7，滤芯6的下端设有下隔板8，上下隔板将滤芯夹紧固定；所述滤芯6内部设有竖直通道，所述通道与进气口4连通，下隔板8将通道的底部密封；在冷却后已凝结的较大油滴在内外压差的作用下，透过滤芯到达滤芯的外表面，然后顺着滤芯的外部掉落到分离器底部；氦气中所含有的油蒸汽，在直接拦截、惯性碰撞、扩散拦截的联合作用下，在滤芯的外缘逐渐凝聚成大油滴后掉落至油分离器底部，便于油滴的汇集，且避免了高压气体冲击损坏滤芯。进一步，所述回油管2设置在滤芯6的外壁和壳体1的内壁之间，不影响气体和油液分离，且回油管2从分离器顶部穿插至分离器内的底部，同时回油管2的进油口设置在分离器底部，回油管2的出油口与回油管接口3连通，回油管接口3设置在分离器顶部，从而分离器底部汇集的分离后的油滴逐渐积累，到一定高度的时候会因为气体压差作用由回油管2自动返回到压缩机进气口，不会造成氦气压缩机缺少润滑油，且油从下到上压出，杂质留在底部，不会造成回油管堵塞，保证了氦气压缩机的正常运行。

实施例2

基于上述实施例1，本实施例具体给出了回油管的形状结构及位置设置。

如图1所示，回油管2从入口沿着壳体1延伸到顶部与回油管接口3接通，优选为直管，从而能够保证快速顺畅回油。

作为一个优选的实施例，回油管2的入口呈倾斜状，使进油口的有效进油面积增大，同时倾斜方向不朝向壳体1，优选可朝向分离器底部的中间位置，从而存在引流作用，便于油进入回油管。

实施例3

基于上述实施例1，本实施例具体给出了滤芯的材料和设置方式。

如图1所示，所述滤芯（6）包括滤芯层、内圆筒和圆筒管，所述内圆筒的直径小于外圆筒的直径，所述滤芯层设置在内圆筒10和外圆筒9之间，从而通过内外圆筒将滤芯层固定压紧；所述内圆筒10和外圆筒9壁面均开设有若干个通孔，以便于氦气和油的进入和排出，所述内圆筒10内部形成与进气口4连通的通道。

作为一个优选的实施例，所述滤芯层为纳米级玻璃纤维，油气分离器在运行时，由于氦气的粘性系数很小，极易穿过纳米级玻璃纤维组成的滤芯层，穿过滤芯后改变流动方向，从油气分离器顶部的出气口排出，从而使氦气和油彻底分离开。本实施例中，油气分离器采用纳米级玻璃纤维，能去除极微小的约0.01-1μm的油滴，且过滤效率高达99.99%，出口残油量小于0.05ppm，保证细小油滴的充分过滤，保证了氦气和油滴完全分离。

本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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发明中的具体含义。