一种膨胀阀后电磁调节的气液分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种膨胀阀后电磁调节的气液分离装置，包括气液混合工质进口、气相工质出口、液相工质出口、磁性浮子、永磁体、非铁磁导筒、挡液板、电磁铁和外筒体。本实用新型专利技术利用磁性物质“异极相吸、同极相斥”的原理，控制液相工质出口的开闭和磁性浮子浮起所需浮力，进而使该装置能够根据实际工况进行动态调节。最终，本实用新型专利技术通过实现膨胀阀后气液混合状态工质的充分两相分离，使液相工质进入蒸发器，一方面提高蒸发器的有效换热面积，另一方面降低工质的压力损失，提高热泵和制冷系统的运行效率，实现节能减排的目的。实现节能减排的目的。实现节能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀阀后电磁调节的气液分离装置


[0001]本技术涉及一种用于膨胀阀后的气液分离装置，属于热泵和制冷机组领域，特别是涉及一种膨胀阀后电磁调节的气液分离装置。

技术介绍

[0002]随着我国经济的发展，基于逆卡诺循环的热泵和制冷系统(下文简称热泵和制冷系统)因其显著的节能属性而被广泛应用于建筑物和工业生产过程中的供热和制冷领域，因而其运行能耗受到了社会的密切关注。以建筑能耗为例，据统计，全球约1/3的温室气体排放与建筑能耗相关，而制热、制冷能耗占到建筑能耗的65％左右。因此，如何提高热泵和制冷系统运行效率，降低能耗对我国的节能减排事业具有重要的现实意义。
[0003]目前，对于基于逆卡诺循环的热泵和制冷系统，膨胀阀是其重要组成部件，液态工质经过其节流降压后变为气液混合物，随后气液混合物进入蒸发器蒸发吸热变为气态工质进入压缩机，而在实际运行过程中，膨胀阀后气液混合状态的工质存在气液相分布的不均匀性，一方面造成工质在蒸发器内，尤其是干式蒸发器内工质分配不均匀的情况，进而造成其换热面积得不到充分利用；另一方面，气液混合工质的体积流速较大，造成工质在管路和蒸发器内产生较大的压降。上述两个方面均对热泵和制冷系统的高效运行产生不利影响，因此实现热泵和制冷系统膨胀阀后气液两相工质的充分两相分离，尽量降低蒸发器进口工质的干度十分必要，而现有气液分离器主要用于分离蒸发器出口少量的液态工质来保证压缩机不发生“液击”现象，而膨胀阀后气液混合状态的工质，其液相占比远高于蒸发器出口的工质，所以现有气液分离器并不满足膨胀阀后的两相分离需求。
[0004]因此，现有装置中亟需一种实现热泵和制冷系统膨胀阀后气液混合状态工质两相分离的装置。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的不足，本技术提供了一种膨胀阀后电磁调节的气液分离装置。
[0006]为实现上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：
[0007]一种膨胀阀后电磁调节的气液分离装置，包括气液混合工质进口、气相工质出口、液相工质出口、磁性浮子、永磁体、非铁磁导筒、挡液板、电磁铁和外筒体。所述气液混合工质进口一般与热泵或制冷系统膨胀阀相连，气相工质一般与热泵或制冷系统压缩机吸气口相连，液相工质出口一般与热泵或制冷系统蒸发器进口相连。装置内部设置非铁磁导筒，所述非铁磁导筒与液相工质出口相连，其壁面布置有多个进液孔，所述磁性浮子置于非铁磁导筒内，磁性浮子内置永磁体，且永磁体的两极竖直布置。所述电磁铁设置在非铁磁导筒顶端。所述挡液板固定在非铁磁导筒外壁且挡液板外边缘与外筒体内壁具有一定间隙，保证液态工质能够流入外筒体底部位置。
[0008]所述非铁磁导筒采用非铁磁材料制成，避免材料本身对磁性浮子的动作产生影
响。
[0009]所述电磁铁通过改变绕组电流的方向，利用“异极相吸、同极相斥”的原理，调节磁性浮子浮起所需要的浮力。
[0010]本技术相比现有技术的有益效果是：
[0011]1.利用膨胀阀后气液分离器，能够使膨胀阀后气液两相工质的气相和液相充分分离，从而使蒸发器进口的工质为纯液状态或接近纯液状态，一方面通过改善换热通道内的工质分配均匀性从而提高有效换热面积，另一方面，通过降低节流阀后工质的体积流速，减少工质压力损失；
[0012]2.利用磁铁“异极相吸、同极相斥”效应来控制磁性浮子浮起所需要的浮力，能够间接实现对汽液分离装置底部工质的密度调节，使该装置能够根据热泵或制冷系统工况变化做出动态调节。
附图说明
[0013]图1是本技术的系统图。
[0014]附图标记：1
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气液混合工质进口，2
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气相工质出口，3
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液相工质出口，4
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非铁磁导筒，5
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磁性浮子，6
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永磁体，7
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挡液板，8
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电磁铁，9
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外筒体。
具体实施方式
[0015]下面根据具体实施方式对本技术做进一步阐述。
[0016]如图1所示的膨胀阀后电磁调节的气液分离装置，包括气液混合工质进口1，气相工质出口2，液相工质出口3，非铁磁导筒4，磁性浮子5，永磁体6，挡液板7，电磁铁8，外筒体9。其中，气液混合工质进口1和气相工质出口2直接直接布置在外筒体9上部，一般分别与热泵和制冷系统的膨胀阀出口和压缩机进口相连，非铁磁导筒4与液相工质出口3相连，磁性浮子5内置于非铁磁导筒4 内，并能在液态工质的浮力作用下自由上下移动，永磁体6内置于磁性浮子5 的内部并保证永磁体的两极处于竖直位置，电磁铁8位于非铁磁导筒4的顶端，电磁铁8的绕组在非铁磁导筒4的外部，铁芯一部分伸入非铁磁导筒4内部，挡液板7由非铁磁导筒4固定在外筒体9内，挡液板7的外边缘与外筒体9内壁存在一定间隙，保证液相工质能够顺利流入装置底部。
[0017]当膨胀阀出口的气液混合工质经气液混合工质进口1进入该装置，在重力或离心力的作用下产生气液两相分离，气相工质由气相工质出口2流出，分离后的液相工质由重力作用流入装置底部，然后由非铁磁导筒4上的开孔流入，当液态工质积累到一定程度，并且其产生的浮力大于磁性浮子5的重力与电磁铁8施加给磁性浮子5的磁力，磁性浮子5上浮使非铁磁导筒4与液相工质出口3连通，液相工质流出该装置。
[0018]该装置运行分为两种模式，一种是启动模式，一种是运行模式。
[0019]对于启动模式，在热泵或制冷系统开始运行前，给电磁铁8通电利用“异极相吸”原理吸附起磁性浮子5，使液相工质出口3处于常开状态，保证热泵和制冷系统运行初期有足够工质循环量。
[0020]对于运行模式，当热泵或制冷系统稳定运行后，改变电磁铁8绕组的电流方向，利用“同极相斥”的原理，释放磁性浮子5。当分离后的液相工质在外筒体积累到一定的液位，
并且该密度下的液相工质产生的浮力足以克服浮子重力时，电磁铁绕组不通电，由于热源或环境温度的变化，热泵或制冷系统的蒸发温度会发生波动，进而导致液相工质密度发生变化。由于磁性浮子5具有固定的质量体积比，即所受重力一定，为了避免液相工质密度低，所产生的浮力不足以克服磁性浮子5的重力，造成液相工质出口3常闭的情况，电磁铁8通过改变绕组电流方向和大小，利用“异极相吸”的原理，产生向上的磁吸力，降低磁性浮子5 上浮所需的浮力。因此，该装置能够通过电磁控制来适应热泵和制冷机组的多种工况变化，具有一定的动态调节能力。
[0021]以上所述的仅是本技术的优选实施方式，但本技术并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膨胀阀后电磁调节的气液分离装置，其特征在于：包括气液混合工质进口(1)，气相工质出口(2)，液相工质出口(3)，非铁磁导筒(4)，磁性浮子(5)，永磁体(6)，挡液板(7)，电磁铁(8)，外筒体(9)，所述气液混合工质进口(1)和气相工质出口(2)直接布置在外筒体(9)上部，一般分别与热泵和制冷系统的膨胀阀出口、压缩机进口相连，所述非铁磁导筒(4)与液相工质出口(3)相连，磁性浮子(5)内置于非铁磁导筒(4)内，永磁体(6)置于磁性浮子(5)的内部并保证永磁体的两极处于竖直位置，电磁铁(8)位于非铁磁导筒(4)的顶端，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：董胜明，王获达，罗瑶，胡晓微，刘菲菲，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：新型
国别省市：