三重管式空气分离器

技术领域

本发明涉及一种制冷辅助设备，特别是涉及一种用于氨制冷系统的空气分离设备。

背景技术

在制冷系统中，所谓的不凝性气体是指在制冷系统工作时，在冷凝器中的特定温度和压力下，不能冷凝成液体，总是呈气体状态的气体。这些气体主要是氮气、氧气、二氧化碳、氢气等。这些气体在制冷系统中与制冷剂气体组成了混合气体。它的存在会影响冷凝器的热交换，使冷凝温度和冷凝压力升高，导致压缩机功耗增加，制冷能力下降，影响制冷系统的正常运行。因此，这些不凝性气体必须及时的分离排除。不凝性气体主要是以空气的形式进入到制冷系统中，在制冷行业一般把分离排放这些不凝性气体的设备叫做空气分离器。

分离排放这些不凝性气体既可用自动方式进行，也可用手动方式完成。目前国内制冷系统大多采用手动空气分离器，比如四重管式空气分离器。这种空气分离器需要人工操作，操作程序比较复杂，其分离效果也不理想，不仅浪费了制冷剂，还污染了空气，因此需要由丰富操作经验的人员才能完成得好。每完成一次放空操作需要比较长的时间，并且对何时放空不好掌握，每次操作放出的空气有限；另外手动放空气往往不及时，直到问题严重时才发现，会影响制冷系统的效率。

也有国内自产的自动放空气器，相对手动放空气器在一定程度上实现了自动化，但存在自动化程度不高，分离效果达不到理想状态的问题；近些年有企业从国外引入了全自动放空气器，具有自动化程度高，分离效果好的优点，但是存在结构复杂，制造加工要求高，价格昂贵等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种新型制冷空气分离器，该空气分离器可有效提高空气的分离效果，并实现空气的全自动分离排放，同时具有结构简单，制造容易，成本低，实用性强的特点。为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：

三重管式空气分离器，主要由外层套管、中间层套管、里层螺旋管组成，里层螺旋管置于中间层套管的内部空间里，外层套管包围在中间层套管的外面，三层套管的内部空间彼此独立。里层螺旋管的下端先后穿过中间层套管的管壁和外层套管的管壁后，通过止回阀将里层螺旋管的内部空间和外层套管的内部空间连通组成高压侧；里层螺旋管的上端先后穿过中间层套管的管壁和外层套管的管壁后，通过电磁阀接到混合气体管上。中间层套管的内部空间为低压侧。

外层套管通过电磁阀与高压供液管接通，液位通过液位传感器控制电磁阀的启闭得到控制；外层套管的上部气体部分通过常开型电磁阀和中间层套管的上部气体部分接通；外层套管的上部液体部分通过电磁阀和节流阀与中间层套管的上部气体部分接通，通过控制电磁阀的启闭将多余的高压液体排放到中间层套管内；外层套管的上部气体部分通过电磁阀接到放空管上，通过控制电磁阀的启闭将分离后的空气放出。

中间层套管上部通过节流阀和电磁阀与高压供液管接通，通过液位传感器控制电磁阀的启闭来控制中间层套管的液位；中间套管上部通过截止阀接到降压管上。

含有不凝性气体的高压混合气体自里层螺旋管的上端进入螺旋管，经中间层套管内的低温液体初步冷却后再经里层螺旋管的下端的止回阀进入外层套管，在外层套管里被高压过冷制冷剂液体洗涤，其中绝大部分制冷剂气体被冷凝成液体，相对较轻的不凝性气体积聚在外层套管的顶部，随着不凝性气体积聚量的增加(此时外层套管和中间层套管之间的电磁阀、节流阀已打开)，外层套管的液面逐渐下降，当下降至设定液位时打开放空电磁阀将不凝性气体排出分离器。随着不凝性气体的排出，外层套管内的液面逐渐上升(此时外层套管和中间层套管之间的电磁阀、节流阀已关闭)，当上升至设定液位时，关闭放空电磁阀，至此完成一个分离、放空周期，并接续开始下一个分离、排放周期。

在分离器上设置多个电磁阀、节流阀、液位传感器、温度传感器，通过对这些器件的控制，可以实现空气分离器的自动控制，从而大大提高不凝性气体的分离效率。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：实现了不凝性气体分离排放的自动化控制；由于经过冷凝、洗涤两级分离工艺，大大提高了不凝性气体分离的效率；本发明设备结构简单可靠，制造容易成本低，便于操作与维护，实用性强。

附图说明

图1是三重管式空气分离器的原理图

图2是三重管式空气分离器具体实施例的原理图

图中(1)外层套管、(2)中间层套管、(3)里层螺旋管、(4)止回阀、(5)电磁阀、(6)混合气体管、(7)电磁阀、(8)高压供液管、(9)电磁阀、(10)节流阀、(11)常开型电磁阀、(12)电磁阀、(13)放空管、(14)高点液位传感器、(15)低点液位传感器、(16)节流阀、(17)电磁阀、(18)截止阀、(19)降压管、(20)温度传感器、(21)液位传感器、(22)混合气体采集点、(23)控制器、(24)不凝性气体排放器

具体实施方式

现结合附图2，对本发明的内容进一步具体说明：

1.开启电源开机，电磁阀(7)、电磁阀)(17)、常开型电磁阀(11)开启，分别向高、低压侧供液；

2.当高压侧液位升高到设定高液位时，液位传感器(14)发出信号令常开型电磁阀(11)关闭，中间层套管(2)内的低压液体开始降温，电磁阀(17)由液位传感器(21)控制，保证低压侧的正常液位；

3.当温度达到设定温度时，温度传感器(20)发出信号，令混合气体采集点(22)的温度传感器和压力传感器开启，控制器(23)将压力传感器感应到的压力和温度传感器感应到的饱和温度对应的压力进行比较；

4.当采集点(22)的压力高于该采集点温度所对应的饱和压力一定值时，控制器(23)发出信号令电磁阀(5)、电磁阀(9)开启，混合气体进入里层螺旋管(3)，经初步冷却后再经里层螺旋管(3)下端的止回阀进入外层套管(1)，被高压过冷氨液洗涤，其中绝大部分氨气被冷凝成液体，相对较轻的不凝性气体积聚在外层套管(1)的顶部；

5.由于电磁阀(9)开启，高压液位慢慢降低，当降低到设定液位时，液位传感器(15)发出信号，令电磁阀(12)开启，电磁阀(9)关闭，不凝性气体经混合气体排放器(24)中水的进一步洗涤后排入下水道；

6.由于电磁阀(9)关闭，高压液位逐渐升高，当升到设定高液位时，液位传感器(14)发出信号，令电磁阀(12)关闭，电磁阀(9)开启，暂时停止不凝性气体排放；

7.重复以上5、6两个步骤，直到混合气体采集点(22)的压力传感器感应到的压力和温度传感器感应到的饱和温度对应的饱和压力的差值低于设定差值时，说明该点的不凝性气体含量已降到设定的值，此时控制器(23)发出信号令电磁阀(5)关闭，完成一个分离排放周期；

8.三重管式空气分离器此时处于待机状态，一旦混合气体采集点的混合气体含量超过设定的指标，三重管式空气分离器再重复以上2-7步骤。

本实施例只是举例一个混合气体采集点来说明三重管式空气分离器的工作过程。实际工程中，可根据制冷系统的具体情况设置多个混合气体采集点。