Маслоотделитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТИЛЬСТВУ

Союэ СОветския

Социалистическия

Республик (и1 792 044 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено31.0178 (21) 2575769/23-06

F 25 В 43/02 с присоединением заявки Но

Государственный аомнтет

СС СР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30128(1 Бюллетень Й9 48

Дата опубликования описания 3112.80 (53) УДК 621.574 (088.8) P2) Авторы изобретения

В. П. Латьааев и В. И. Орлов

Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности и проектно конструкторско-технологическое бюро по вагонам

p1) Заявители

° 4 (54 ) МАСЛООТДЕЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к отделителям эмульгированного.масла от хладагента.

Известен пустотелый маслоотдели- э тель и способ его работы путем резкого изменения величины и направления скорости смеси масла и хладагента (1). Из-за уноса масла такие маслоотделители малоэффективны. 10

Известен маслоотделитель, содержащий корпус с нижним входным и верхним выходным патрубками для хладагента и масловыпускным патрубком, и размещенный внутри корпуса фильтрующий элемент (21.

Укаэанный маслоотделитель работает путем пропускания масляной эмульсии через фильтрукщий элемент, агрегации частиц масла на материале 2р элемента, резкого изменения величины и направления скорости эмульсии, отстаивания частиц масла и раздельного отвода масла и хладагента.

Однако этот наиболее близкий ана- 25 лог предложенного маслоотделителя работает только в поле сил тяжести (массовых сил и из-за дробления масла на выходе из фильтрукщего элемента и уноса мелких частиц обладает недостаточной эффективностью маслоотделения, которая еще более снижается в условиях качки и вибрации.

Цель изобретения заключается в повышенной эффективности маслоотделения как в. условиях сил тяжести, так и в невесомости.

Укаэанная цель достигается тем, что внутри корпуса дополнительно размещен пучок Вертикальных труб из капиллярно-пористого материала, проходящих через фильтрующий элемент и закрепленных в трубных решетках, верхняя из которых расположена над выходным патрубком, а нижняя — под фильтрующим элементом, и к ней снизу герметично присоединен сильфон, причем на выходе из трубного пространства пучка установлен клапан, управляемый сильфоном и перекрывакщий масловыпускной патрубок.

На фиг. 1 изображен предложенный маслоотдалитель в разрезе; на фиг.2увеличенный участок I капиллярнопористой трубы, находящийся в хладагенте.

Иаслоотделитель содержит корпус

1 с нижним входным 2. и верхним выходным 3 патрубками для хладагента и масловыпускным патрубком 4. Внутри

792044 корпуса 1 размещен фильтрукщий элемент 5, проходящий через него пучок вертикальных труб 6 из капилпярнопористого материала, закрепленных в трубных решетках, верхняя 7 из которых расположена над выходным патрубком 3, а нижняя 8 — под фильтрую щим элементом 5, и к ней снизу герметично присоединен сильфон 9. На выходе из трубного пространства пучка установлен клапан 10, управляемый сильфоном 9 и перекрывакщий масловыпускной патрубок 4.

Сильфон 9 снабжен пружинами 11 и 12, а также болтом 13 для регулирования его жесткости. Сильфон 9 раэ» мещен в нижней камере 14, образован- 15 иой в корпусе 1 и нижней поверхностью фильтрующего элемента 5. Верхняя камера 15 образована трубной решеткой 7 и верхней кромкой фильтрующего элемента 5. Корпус 1 над решеткой Щ

7 имеет выпуклость в сторону, противоположную решетке 7.

Трубная решетка 8 снабжена дополнительными.отверс=иями для прохода эмульсии, а масловыпускной патрубок

4 - вентилем 16, например соленоидным 4

Клапан 10 при перемещении его штоком, связанным с снльфоном 9, плавно изменяет проходное сечение патрубка 4 от нулевого до полного сечения трубы, обеспечивая поддержание разрежения во внутренних полостях труб

6 по отношению к их наружным полостям.

Фильтрующий элемент 5 и капилляр- Зэ но-пористые трубы 6 должны быть выполнены из материала, который лучше смачивается маслом в присутствии хладагента в жидкой фазе. Таким материалом может быть керамика, метал- 40 лическая сетка, ткань, ткань из стекловолокна, стекловата, металлокерамика, пористые металлы, войлок, металлический войлок. тот материал должен быть совместимым с хладагентом и маслом (не корродировать., не изменять своих свойств) Например, для маслоаммначной эмульсии могут применяться пористые материалы иэ стали, чугуна, керамики, стекла и т. и. и не могут применяться цветные металлы медь, латунь и др.

Толщина фильтрукщего элемента 5 и его пористость выбираются в зависимости от требуемой степени отделения эмульгированного масла. Однако 5Ъ гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента 5 должно врыть таким чтобы при всех возможных расходах жидкости через него перепад давления иа нем был меньше 0,9 от величины ц капиллярного напора по маслу мате риала труб 6 в присутствии хладагента.

Капиллярный напор по маслу материала труб б рассчитывается по иэ- 65 вестным формулам для капиллярно-lio» ристых материалов. Известны также и соотношения для оценки гидравлического сопротивления фильтрующего элемента 5.

Маслоотделитель работает следующим способом.

Переохлажденную эмульсию в переохладителе жидкости холодильной машины до температуры, соответствующей давлению ее насыщенного пара, находящемуся в пределах от минимального давления внутри пористых труб

6 до давления всасывания в компрессор (давления кипения в испарителе) подают через патрубок 2 в камеру 14 и пропускают ее через фильтрующий элемент 5. При прохождении через фильтрующий элемент 5 частицы масла

:агрегируют от взаимного соударения и смешения и прилипаются к материалу элемента 5. Резкое изменение величины направления скорости эмульсии предназначено для обеспечения столкновения частиц масла между собой и с материалом элемента 5. На материале элемента 5 образуется пленка масла, из которой масло по капиллярам под действием перепада давления между полостями камеры 14 и труб б заставляют перетекать внутрь труб 6.

Таким образом образуют изолированный поток масла (по капиллярам без контакта с эмульсией или с чистым хладагентом)из элемента 5 внутрь труб 6. Из труб б масло собирают в камере над решеткой 7 и сильфоне 9. Из камеры над решеткой 7 через клапан 10 масло отсасывают в картер компрессора (или другую камеру с пониженным давлением по сравнению с давлением в камере 15), а хладагент иэ камеры 15 отводят по патрубку 3, например, через дроссель в испарнтель.холодильной машины.

При входе эмульсии в трубы 6 и температуре выше температуры, соответствующей давлению насыщения внутри труб .(эмульсия недостаточно охлаждена) из масла начинает выкипать хладагент и его пары блокируют пары из труб 6, что выводит маслоотделитель из строя, Переохлаждать эмульсию ниже температуры кипения в испарнтеле экономически нецелесообразно.

При соединении патрубка 4 с источником пониженного давления (картером компрессора) за счет перепада давления на стенках сильфона 9 порция масла вытесняется в патрубок .4 и клапан

10 закрывает проход в масловыпускной патрубок при максимальном разрежении внутри сильфона 9 и труб 6. Это разрежение определяется капиллярным напором по маслу в трубах (см. фиг. 2)

Когда масло из пленки пройдет внутрь труб, то в капиллярах образуются мениски, препятствующие прохождению

792044 чистого хладагента внутрь труб масляные затворы.

За счет упругости стенок сильфона 9, пружин 11 и 12 в камере над решеткой 7, сильфоне 9 и трубах 6 поддерживается разрежение, не боЛее

0,95 от величины капиллярного напора материала труб.

При поступлении масла внутрь труб;.

6 объем сильфона 9 увеличивается, а разрежение уменьшается. Как только разрежение уменьшается ниже максимального клапан 10 через шток, свя-. занный с сильфоном 9, приоткроется таким образом чтобы приток масла компенсировался отводом через приоткрытый клапан 10. Если приток масла через капилляры уменьшится,» клапан прикроется, если увеличится откроется. Минимальное разрежение. обуславливается работоспособностью: всей поверхности труб 6 при наличии гидравлического перепада давления на элементе 5.

Минимальное разрежение численно равно сумме гидравлического перепада давления на элементе 5 и 0,05 от величины капиллярного напора по маслу материала труб. Минимальное и максимальное разрежение настраиваются с помощью пружин 11 и 12 и болта

13, а также длиной штока.

В рабочих условиях камера над решеткой 7, сильфон 9 и трубы 6 заполнены маслом. Для удержания масла в этих полостях при отсутствии разрежения в маслопроводе после патрубка 4 предусмотрен соленоидный вентиль 16.

Предложенное устройство и способ его работы эа счет замены гравитационных сил на капиллярные для разделения потоков масла и хладагента

:улучшают эффективность маслоотделения и обеспечивают работоспособность при невесомости. Кроме того, маслоотделнтель получается более компактным, менее металлоемким.

Применение предложенного маслоотделителя повышает надежность работы холодильных установок, особенно транспортных, снижает работу насосоа на перекачку только чистого хладагента (a не эмульсии с маслом)

1 улучшает теплообмен в испарителе, предотвращает замасливание аппаратов холодильных установок при работе в невесомости.

Формула изобретения

Иаслоотделитель, преимущественно для холодильной установки, содержащий корпус с нижним входным и верхним выходным патрубками для хладагента и масловыпуакнык патрубком, и размещенный внутри корпуса фильтрующий элемент, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения эффективI ности маслоотделения, внутри корпуса дополнительно размещен пучок вертикальных труб из капиллярно-пористого материала, проходящих через фильтрующий элемент и закрепленных в трубных решетках, верхняя из которых расположена над выходным патрубком, а нижняя под фильтрукщим элементом, и к ней снизу герметично присоединен снльфон, причем на выходе из трубного пространства ручка установлен клапан, управляемый сильфоном и перекрывающий масловыпускной патрубок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. М., Госторгиздат, 1960, т. 1, с. 294.

2. Холодильная техника. Энциклопедический справочник. М., ГОсторгиздат, 1960, т. 1, с. 304, рис. 65.

792044

7

6 Ж Йим

Р

Составитель B. Латышев

Редактор H. Коган Техред Н. Граб Корректор О. Ковинская

Заказ 9449/38 Тираж 575 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. g. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4