油分离装置及压缩机

文档序号:4695 发布日期:2021-09-17 浏览:64次 英文

油分离装置及压缩机

技术领域

本公开属于压缩机

技术领域

,具体涉及一种油分离装置及压缩机。

背景技术

目前电动涡旋压缩机在新能源汽车空调系统中使用比较广泛。压缩机在运行过程中有多处磨损部位,若磨损不能得到有效的缓解,将大大降低压缩机的效率,严重情况下会影响压缩机的长期可靠性。压缩机中,润滑油液体和制冷剂气体以混合的形式存在,并在系统中循环。鉴于此,需要相应的部件将润滑油液体从制冷剂气体中分离出来,并让润滑油液体流回入压缩机内部润滑相应的摩擦副,而不是随着气体排出压缩机。常见的解决方案是在压缩机排气侧安装一油分装置,该装置分离原理是:高压气液混合流体从压缩机泵体中排出后,沿着排气口经过旋风分离器的时候气液混合流体绕着分离器外壁面螺旋式下降,该过程中润滑油液体在离心力的作用下被甩到机头盖内壁,并沿着机头盖内壁流入油池并沿着回油通道流回压缩机,制冷剂气体沿着分离器内部向上流动最终排出压缩机。

但这种油分装置,存在气液分离不彻底,排出压缩机的制冷剂气体含油率高,从而导致压缩机摩擦副不能得到润滑影响压缩机的长期可靠性。

发明内容

因此,本公开要解决的技术问题是压缩机的气液分离不彻底,影响压缩机的长期可靠性,从而提供一种油分离装置及压缩机。

为了解决上述问题,本公开提供一种油分离装置,设置在压缩机的排气侧,包括:压缩机端盖,所述压缩机端盖内设有第一油分离结构、第二油分离结构;

所述第一油分离结构与所述第二油分离结构沿压缩机的排气流向串联设置,所述压缩机排出的油气混合气体进入所述第一油分离结构进行油气分离后,进入所述第二油分离结构再次进行油气分离。

本公开的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在一些实施例中,所述压缩机端盖包括第一端盖、第二端盖,所述第一端盖连接在所述压缩机的壳体上,所述第二端盖连接在所述第一端盖的轴向外侧,所述第一油分离结构设置在所述第一端盖上,所述第二油分离结构设置在所述第二端盖上。

在一些实施例中,所述第一油分离结构包括旋风式油分离器、迷宫式油分离器中的至少一个,所述第二油分离结构包括旋风式油分离器、迷宫式油分离器中的至少一个。

在一些实施例中,所述第一油分离结构包括旋风式油分离器,所述第二油分离结构包括迷宫式油分离器。

在一些实施例中,所述第二油分离结构包括油分通道,所述油分通道内设有迷宫结构,所述迷宫结构使混合气体完成油气分离。

在一些实施例中,所述迷宫结构包括至少两个第一挡板、至少两个第二挡板,所述第一挡板、第二挡板将所述油分通道分隔成非直线形的气流通道。

在一些实施例中,所述至少两个第一挡板沿混合气体的流动方向间隔设置在所述油分通道内壁的一侧上,所述至少两个第二挡板沿混合气体的流动方向间隔设置在所述油分通道内壁的相对侧上,所述第一挡板与所述第二挡板沿混合气体的流动方向交替布置,所述第一挡板与所述第二挡板将所述油分通道分隔成蛇形的气流通道。

在一些实施例中,所述油分通道的内壁上设有汇油槽,所述汇油槽被构造为将所述迷宫结构分离的润滑油汇集到所述油分通道的底部,所述第二端盖内还设有第一通道,所述第一通道与所述汇油槽连通,所述第一通道被构造为将所述汇油槽内的润滑油排出所述油分通道。

在一些实施例中,所述油分通道沿混合气体的流动方向倾斜设置,使得所述迷宫结构分离的润滑油能够在重力作用下向所述油分通道的端部流动。

在一些实施例中,所述第一端盖内还设有第一储油池,所述第一储油池与所述压缩机内的油池相连通,所述第二端盖内还设有第二储油池,所述第二储油池与所述压缩机内的油池相连通。

在一些实施例中,所述第二端盖包括端板,所述端板的边缘设有沿轴向凸起的环形壁,所述第二端盖轴向安装在所述第一端盖的外侧,所述端板、所述环形壁、所述第一端盖共同围成所述第二储油池,所述环形壁上还设有朝向第二储油池内凸起的突出部,当包括油分通道时,所述油分通道设置在所述突出部上。

在一些实施例中,所述第一储油池与所述第二储油池相连通。

在一些实施例中,所述第一端盖上设有疏油管,所述疏油管连通所述第一储油池与所述第二储油池,所述疏油管被构造为能够将所述第一储油池内的超出预设液位的润滑油输送到所述第二储油池。

一种压缩机,包括上述的油分离装置。

本公开提供的油分离装置及压缩机至少具有下列有益效果:

本公开的油分离装置,针对涡旋压缩机出现的气液分离不彻底,制冷剂气体含油率高的问题,采用双级油分离模式,在压缩机的端盖内设置两级油分离结构,第一油分离结构、第二油分离结构与压缩机的排气口串联连接,对压缩机排出的制冷剂气体进行两次油气分离,提高气液分离的效果,降低排出压缩机的制冷剂气体的含油率,避免压缩机的摩擦副得不到有效润滑而影响压缩机的长期可靠性。

附图说明

图1为本公开实施例的压缩机的结构示意图;

图2为本公开实施例的第一端盖的结构示意图;

图3为本公开实施例的第二端盖的结构示意图;

图4为本公开实施例的迷宫式油分离器的结构示意图一;

图5为本公开实施例的迷宫式油分离器的结构示意图一;

图6为本公开另一实施例的迷宫式油分离器的结构示意图;

图7为本公开另一实施例的第二端盖的结构示意图;

图8为本公开另一实施例的第二通道、第三通道的结构示意图。

附图标记表示为:

1、第一油分离结构;2、第二油分离结构;3、第一端盖;4、第二端盖;5、壳体;6、油分通道;7、迷宫结构;8、第一挡板;9、第二挡板;10、汇油槽;11、第一通道;12、第一储油池;13、第二储油池;14、端板;15、环形壁;16、突出部;17、疏油管;18、第一排气口;19、旋分器排气口;20、密封塞;21、出油口;22、第二排气口;23、半圆形迷宫油分离器;23、第二通道;24、第三通道。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开具体实施例及相应的附图对本公开技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。

结合图1至图8所示,本公开实施例提供了一种油分离装置,设置在压缩机的排气侧,包括:压缩机端盖,压缩机的泵体由静涡旋盘和动涡旋盘组成,压缩机完成冷媒的压缩后沿着泵体排气口流出,随后经由第一排气口18进入压缩机端盖。所述压缩机端盖内设有第一油分离结构1、第二油分离结构2;所述第一油分离结构1与所述第二油分离结构2沿压缩机的排气流向串联设置,所述压缩机排出的油气混合气体进入所述第一油分离结构1进行油气分离后,进入所述第二油分离结构2再次进行油气分离。

本公开实施例的油分离装置,针对现有技术中涡旋压缩机出现的气液分离不彻底,制冷剂气体含油率高的问题,采用双级油分离模式,在压缩机的端盖内设置两级油分离结构,第一油分离结构1、第二油分离结构2与压缩机的排气口串联连接,对压缩机排出的制冷剂气体进行两次油气分离,提升压缩机中油气分离的效率,降低排出压缩机的制冷剂气体的含油率,改善压缩机中摩擦副的润滑条件,确保压缩机运行的长期可靠性。

在一些实施例中,所述压缩机端盖包括第一端盖3、第二端盖4,所述第一端盖3连接在所述压缩机的壳体5上,所述第二端盖4连接在所述第一端盖3的轴向外侧,所述第一油分离结构1设置在所述第一端盖3上,所述第二油分离结构2设置在所述第二端盖4上。第二端盖4和第一端盖3之间采用螺钉连接的方式固定,采用密封垫片的方式实现密封。

本实施例中压缩机端盖分为两个部分,其中第一端盖3内设置第一油分离结构1,第二端盖4内设置第二油分离结构2,能够简化单个端盖的结构复杂性,分体式加工,避免出现加工工艺过度复杂,导致加工成本过高的问题。

在一些实施例中,所述第一油分离结构1包括旋风式油分离器、迷宫式油分离器中的至少一个,所述第二油分离结构2包括旋风式油分离器、迷宫式油分离器中的至少一个。优选的,所述第一油分离结构1包括旋风式油分离器,所述第二油分离结构2包括迷宫式油分离器。

本实施例中,混合气体在第一排气口18排出后,实际是处于高压下的油气混合状态,从第一排气口18排出的高速流体打到旋风式油分离器的外壁面时绕着其向下做螺旋运动,方向向下,润滑油在离心力的作用下会从混合气体中分离出来,甩到第一端盖3的内壁面上,然后在重力作用下沿着该内壁面流到底部,气体会从旋风式油分离器中间的通道向上流至旋分器排气口19。但油不会100%分离,流出的气体中还会夹杂一部分的油。此时分离出来的制冷剂气体,流经旋分器排气口19和第二排气口22进入第二端盖4内进一步分离。旋风式油分离器分离出的润滑油在重力作用下流到第一端盖3的底部的第一储油池12后,能够沿第二通道返回压缩机,继续对压缩机的摩擦副进行润滑。

同时,为将冷媒与外界隔离,第一端盖3的径向出口中放入密封塞20密封第一分离结构,使制冷剂混合气体全部进入第二端盖4中的第二分离结构中进行二次油气分离。

在一些实施例中,所述第二油分离结构2包括油分通道6,所述油分通道6内设有迷宫结构7,所述迷宫结构7使混合气体完成油气分离。

本实施例中第二油分离结构2采用迷宫式油分离器,借助油分通道6内布置迷宫结构7,实现对制冷剂混合气体润滑油进行分离,可以实现二次油气分离的同时,避免对压缩机排气造成较大的压降,经验证,第二排气口22处的排气压力为1.9MPa时,迷宫式油分离器的出口处的排气压力为1.89MPa,压降损失很小。

在一些实施例中,所述迷宫结构7包括至少两个第一挡板8、至少两个第二挡板9,所述第一挡板8、第二挡板9将所述油分通道6分隔成非直线形的气流通道。

优选的,所述至少两个第一挡板8沿混合气体的流动方向间隔设置在所述油分通道6内壁的一侧上,所述至少两个第二挡板9沿混合气体的流动方向间隔设置在所述油分通道6内壁的相对侧上,所述第一挡板8与所述第二挡板9沿混合气体的流动方向交替布置,所述第一挡板8与所述第二挡板9将所述油分通道6分隔成蛇形的气流通道。

迷宫式油分离器中,在油气混合流体垂直流动的方向上设置两排挡板,它们交相分插,挡板的数量可以根据设计需求采取,根据流体力学方面的知识,当气体从较大腔体流向较小腔体时,其流速会因为通过腔体的截面积减小而增大,而混合流体在撞击隔板时流速越快,油滴越容易被分离。由此原理,当混合流体流经迷宫式分离器,撞击流动方向上的每个挡板时,液滴会分离出来并沿着挡板切向在重力的作用下掉入油分通道6的底部。此过程不断重复直到气体流出油分通道6的右侧,进而排出压缩机。

在一些实施例中,所述油分通道6的沿竖直方向底部的内壁上设有汇油槽10,所述汇油槽10被构造为将所述迷宫结构7分离的润滑油汇集到所述油分通道6的底部,所述第二端盖4内还设有第一通道11,所述第一通道11与所述汇油槽10连通,所述第一通道11被构造为将所述汇油槽10内的润滑油排出所述油分通道6至第二储油池13或直接回流到压缩机内部。

本实施例中迷宫式油分离器分离出的油液在重力作用下向油分通道6的底部流动,在油分通道6的底部内壁上设置汇油槽10,汇油槽10汇集并暂时容纳所有的挡板滴落的油液,并将油液输送到第一通道11,由第一通道11输送到第二储油池13,或者直接输送回压缩机内部。

在一些实施例中,所述油分通道6沿混合气体的流动方向倾斜设置,使得所述迷宫结构7分离的润滑油能够在重力作用下向所述油分通道6的端部流动。可选的,油分通道6沿气流方向逐渐向上倾斜,或者沿气流方向逐渐向下倾斜,都可以实现润滑油向油分通道6的端部汇集的效果。

优选的,油分通道6采用逐渐向上倾斜的方案,润滑油的流向与气流流向相反,防止油液再次被气流裹挟,同时,还可以将第一通道11直接开设在第二端盖4的端面上,降低加工难度。

优选的,油分通道6的倾斜角度取值范围1°~2°,以便于加工和装配。

在一些实施例中,所述第一端盖3内还设有第一储油池12,所述第一储油池12与所述压缩机内的油池相连通,所述第二端盖4内还设有第二储油池13,所述第二储油池13通过第三通道与所述压缩机内的油池相连通。优选的,第三通道依次贯通第二端盖4、第一端盖3后进入压缩机内部。

在一些实施例中,所述第二端盖4包括端板14,所述端板14的边缘设有沿轴向凸起的环形壁15,所述第二端盖4轴向安装在所述第一端盖3的外侧,所述端板14、所述环形壁15、所述第一端盖3共同围成所述第二储油池13,所述环形壁15上还设有朝向第二储油池13内凸起的突出部16,当包括油分通道6时,所述油分通道6设置在所述突出部16上。

进一步的,考虑到加工的合理性,迷宫结构7还包括筒形件,筒形件为两个半圆柱筒拼接而成,第一挡板8、第二挡板9分别设置在半圆柱筒的内部,然后合并在一起组成圆柱形,共同过盈压入第二端盖4的油分通道6内。汇油槽10设置在筒形件的内壁,且筒形件上设至出油口21,出油口21与第一通道11连通。

在一些实施例中,迷宫式分离器可以采用圆柱形、半圆柱形、矩形等形状,相应的油分通道6的形状也采用圆柱形、半圆柱形或矩形。图7示出了一种具有半圆形迷宫油分离器23的第二端盖4的结构。

相关技术中,当第一储油池12内的累积的油液面上升后淹没旋风式分离器底部的进口时,旋风式分离器的分离效果会大大减弱甚至失效,从而导致压缩机摩擦副不能得到润滑影响压缩机的长期可靠性。

因此,在一些实施例中,所述第一储油池12与所述第二储油池13相连通。优选的,所述第一端盖3上设有疏油管17,所述疏油管17连通所述第一储油池12与所述第二储油池13,所述疏油管17被构造为能够将所述第一储油池12内的超出预设液位的润滑油输送到所述第二储油池13。当第一端盖3内的第一储油池12的油液面高于旋风式分离器底部开口时,润滑油会沿着疏油管17流入第二端盖4内的第二储油池13内,并和迷宫式分离器分离出来的油共同流回入压缩机内部。

在一些实施例中,第二通道23、第三通道24设置一定的坡度,即从第一储油池12或第二储油池13,向压缩机内部油池方向,水平高度逐渐减小,保证润滑油液体的顺畅流动,提高储油池内的润滑油的回流效率。可选的,第三通道24与第二通道23汇流后将润滑油回流至压缩机内,如图1所示,也可以第三通道24与第二通道23并列设置,分别将润滑油回流到压缩机内部,如图8所示。前者的方案可以减少压缩机内部通道的开设,精简压缩机的加工工艺。

本公开实施例还提供了一种压缩机,包括上述的油分离装置。

本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本公开的较佳实施例而已,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。以上仅是本公开的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本公开技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本公开的保护范围。

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