ПОМПА ВОЗВРАТА МАСЛА В КОМПРЕССОР ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к холодильной технике, в частности, к устройству возврата масла в компрессор или компрессорный агрегат холодильной установки.
Для уменьшения износа подвижных частей компрессоров холодильных установок хладагент, циркулирующий через компрессоры, переносит некоторое количество смазочного материала, в частности машинного масла. Часто масло из компрессора уносится в систему. Для бесперебойного функционирования холодильной установки необходимо, чтобы масло постоянно возвращалось в компрессор. В трубопроводе всасывания компрессора двигается смесь из газообразного хладагента и масла, при этом масло двигается в основном в виде масляной пленки по стенкам трубопровода. На вертикальных участках за счет повышенной скорости хладагента масло продолжает двигаться в сторону компрессора.
При значительных высотах вертикальных участков трубопроводов масло пленкой стекает вниз по стенкам и скапливается внизу. В этом случае для возврата масла в компрессор, например, во фреоновых холодильных установках используют маслоподъемные петли. По мере накопления масла в маслоподъемной петле, его уровень поднимается, снижая проходное сечение для газообразного хладагента, что вызывает плавное повышение скорости хладагента. Повышение скорости газообразного хладагента и его воздействие на поверхность масла способствуют разрушению этой поверхности с образованием мелких капелек и возврату масла в вертикальный участок трубопровода всасывания компрессора в виде масляного тумана и масляной пленки.
Недостатком маслоподъемных петель является то, что на вертикальных участках трубопровода всасывания компрессора, имеющих большую высоту, значительное количество масла скапливается в маслоподъемной петле при остановке компрессора. При этом во время очередного запуска компрессора скопившееся масло может попасть в компрессор в виде масляной пробки и привести к возникновению сильного гидроудара.
Во избежание перечисленных ситуаций, способных спровоцировать серьезные механические повреждения компрессора, в том случае, когда разность уровней очень большая, маслоподъемные петли необходимо устанавливать не менее чем через каждые 7,5 метров вертикальных трубопроводов как на всасывающей, так и на нагнетающей магистралях компрессора.
При разности уровней более 30 м потери давления в трубопроводах такой высоты с 4-мя последовательно установленными маслоподъемными петлями становятся совершенно неприемлемыми.
Для возврата масла в системах с вертикальными участками можно использовать устройство возврата масла, описанное в патенте CN 203478709 U, 12.03.2014, принятое в качестве прототипа полезной модели. Устройство содержит маслосборник, снабженный реле уровня и связанный с трубопроводом всасывания компрессора, и эжектор, связанный с трубопроводом нагнетания компрессора через электромагнитный клапан и трубопроводом всасывания компрессора. Давление в маслосборнике соответствует давлению в трубопроводе всасывания компрессора. Для возврата масла в компрессор используют эжектор, через который масло эжектируется в трубопровод всасывания компрессора вместе с газообразным хладагентом, поступающим из трубопровода нагнетания компрессора. Функция эжектора заключается в том, чтобы подать масло из маслосборника в трубопровод всасывания компрессора. Напор, создаваемый эжектором, расходуется на преодоление гидравлического сопротивления при движении масла из маслосборника в полость всасывания.
Недостатки прототипа:
- напор, создаваемый эжектором, крайне мал, чтобы поднять масло на высоту 30 м и более.
- для низкотемпературных холодильных систем, вязкость масла существенно повышается, что негативно сказывается на работе эжектора для непосредственной подачи масла в трубопровод всасывания компрессора.
Задачей предлагаемой полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков и создание нового устройства, повышающего эффективность возврата масла в компрессор холодильной установки.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности возврата масла в компрессор холодильной установки.
Решение задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что устройство возврата масла в компрессор холодильной установки содержит маслосборник, снабженный реле уровня и связанный с трубопроводом всасывания компрессора, и эжектор, связанный с трубопроводом нагнетания компрессора через электромагнитный клапан и с трубопроводом всасывания компрессора, причем маслосборник связан с трубопроводом нагнетания компрессора через электромагнитный клапан и с коллектором всасывания компрессора, а эжектор связан с маслосборником для создания в маслосборнике давления, более низкого, чем в трубопроводе всасывания компрессора.
На входе и выходе маслосборника установлены обратные клапаны.
Реле уровня масла связано с электромагнитным клапаном, через который маслосборник связан с трубопроводом нагнетания.
В предлагаемом техническом решении в отличие от прототипа эжектор предназначен для создания в маслосборнике давления, более низкого, чем в трубопроводе всасывания компрессора. При этом создаваемый эжектором перепад давления расходуется на преодоление гидравлического сопротивления при движении масла из трубопровода всасывания компрессора в маслосборник.
На фигуре представлена гидравлическая схема устройства возврата масла в компрессор холодильной установки в соответствии с полезной моделью.
Согласно полезной модели устройство возврата масла в компрессор холодильной установки содержит маслосборник 1, снабженный реле 2 уровня и связанный с трубопроводом всасывания компрессора, и эжектор 3, связанный с трубопроводом нагнетания компрессора через электромагнитный клапан 4 и с трубопроводом всасывания компрессора. Маслосборник 1 связан с трубопроводом нагнетания компрессора через электромагнитный клапан 5 и с коллектором всасывания компрессора через отдельный трубопровод. Кроме того, эжектор 3 связан с маслосборником 1, обеспечивая во время работы устройства создание в маслосборнике 1 давления, более низкого, чем в трубопроводе всасывания компрессора.
На входе маслосборника 1 установлен обратный клапан 6, а на выходе маслосборника 1 - обратный клапан 7.
Реле 2 уровня масла связано с электромагнитным клапаном 5, через который маслосборник 1 связан с трубопроводом нагнетания.
Устройство монтируют в самой нижней точке вертикального участка трубопровода всасывания компрессора, куда по стенкам трубопровода стекает масло. В этом месте масло со временем накапливается.
По команде контроллера электромагнитный клапан 4 открывается (электромагнитный клапан 5 закрыт), и газообразный хладагент из трубопровода нагнетания под высоким давлением расширяется в эжекторе 3 до давления всасывания. В результате эжекции давление в маслосборнике 1 становится ниже, чем в трубопроводе всасывания, и скопившееся в нижней точке вертикального участка трубопровода всасывания масло поступает в маслосборник 1, преодолевая из-за разности давлений сопротивление обратного клапана 6.
Постепенно уровень масла в маслосборнике 1 увеличивается до срабатывания реле 2 уровня. После срабатывания реле 2 уровня закрывается электромагнитный клапан 4 и открывается электромагнитный клапан 5. Газообразный хладагент под высоким давлением (давлением нагнетания) поступает в маслосборник 1, выдавливая масло через обратный клапан 7 вверх по отдельному масляному трубопроводу в коллектор всасывания компрессора (компрессорного агрегата).
При повышении давления в маслосборнике 1 движение масла из него в трубопровод всасывания предотвращает обратный клапан 6, а значительное гидравлическое сопротивление эжектора 3 способствует росту давления. После того, как масло будет полностью удалено из маслосборника 1, электромагнитный клапан 5 закрывается, электромагнитный клапан 4 открывается и цикл повторяется. Предотвращение возврата масла из масляного трубопровода обеспечивается обратным клапаном 7, установленным на выходе из маслосборника 1.
3
Таким образом, обеспечивается повышение эффективности возврата масла в компрессор, поскольку подъем масла (на высоту более 30 м) из маслосборника осуществляется газообразным хладагентом высокого давления, отбираемым из трубопровода нагнетания компрессора, а масло из маслосборника поступает в коллектор всасывания по отдельному трубопроводу. Максимальная высота, на которую можно подать масло одним устройством согласно полезной модели определяется разностью давлений нагнетания и всасывания (в метрах масляного столба). Например, для хладагента R404a с температурой кипения +5°С и температурой конденсации +30°С эта разность давлений составит 7,1 бар, что соответствует примерно 85 м столба масла с плотностью 850 кг/м. Для подачи масла на большую высоту необходимо последовательно установить несколько устройств возврата масла.