Отделитель масла для компрессора

Маслоотделитель для компрессора

Маслоотделители рекомендуются для систем:

работающих при низких температурах;
с не смешивающимися хладагентами;
с испарителями, которые не возвращают масло — затопленные испарители;
с линиями перепуска масла;
с переменной производительностью;
с длинным вертикальным всасывающим или нагнетательным трубопроводом.

Хотя должным образом установленные маслоотделители обычно очень хорошо отделяют масло от пара хладагента, они эффективны не на 100%. Следовательно, необходимо обеспечить некоторые дополнительные средства удаления небольшого количества масла, которое проходит через отделитель в другие части системы.

Устройство маслоотделителей нагнетательного трубопровода показаны на рисунке 24.1. В трубе большого диаметра установлены параллельные экраны и перфорированные перегородки. Пар хладагента со смазкой поступает из нагнетательного трубопровода меньшего диаметра в маслоотделитель, в результате чего скорость пара уменьшается. У капель масла больше кинетическая энергия и, следовательно, они продолжают двигаться к перегородке с большей скоростью. Так как тяжелые капли не могут быстро изменить направление и пройти через отделитель, они оседают на поверхности перегородок, а пар проходит через отверстия. Капли собираются и стекают в основание маслоотделителя, а затем обратно в компрессор через поплавковый регулятор и трубу. В других конструкциях маслоотделителей используется центробежная сила, сокращение скорости пара и изменение направления пара для отделения масла. Каждое устройство также основано на разнице кинетической энергии масла и пара.

При использовании маслоотделителя в системе важно ограничить попадание жидкого хладагента в картер при выключенном компрессоре. Хладагент может конденсироваться в маслоотделителе, если там холоднее, чем в компрессоре или соединительном трубопроводе. Уровень жидкости в отделителе поднимется и откроет поплавковый регулятор, пропуская смесь масла и жидкого хладагента в картер компрессора. Для минимальной конденсации пара хладагента при выключенном компрессоре в отделителе, его необходимо установить возле компрессора в теплом месте. Отделитель необходимо хорошо изолировать для уменьшения теплопередачи в окружающую среду при выключенном компрессоре. Для дальнейшего уменьшения возможности попадания жидкого хладагента из отделителя в картер линия отвода масла должна быть соединена с входным отверстием компрессора, а не картера. Благодаря устройству проходов в компрессоре жидкий хладагент испарится, а не смешается с маслом в картере.

Линию возврата масла необходимо оборудовать электромагнитным клапаном, смотровым стеклом, ручным регулирующим вентилем и ручным стопорным вентилем, как показано на рис. 23.15 в предыдущей главе. Определяя уровень масла через смотровое стекло, ручной регулирующий вентиль поворачивают так, чтобы жидкая смесь из маслоотделителя медленно поступала во входное отверстие при включенном компрессоре. Электромагнитный клапан соединен со стартером двигателя компрессора так, чтобы клапан был открыт, только когда компрессор работает. Это предотвращает перетечку жидкости из отделителя в выключенный компрессор, но разрешает регулировать поток и испарение хладагента во входное отверстие при включенном компрессоре.

Функции маслоотделителя

Основной функцией отделителя масла является удаление масла из потока паров хладагента высокого давления на линии нагнетания и его возврат в компрессор. Маслоотделитель предотвращает повышенный унос масла из картера компрессора и увеличивает эффективность системы посредством снижения интенсивности циркуляции масла в холодильном контуре.

Масло может возвращаться в компрессор напрямую (однокомпрессорные установки) или через систему «маслосборник — регулятор уровня масла» (многокомпрессорные агрегаты).

Отделители масла разных производителей и серий могут значительно отличаться друг от друга по внутренней конструкции и иметь различную эффективность маслоотделения. Кроме того, выпускаются маслоотделители как герметичные, так и разборные.

Стандартные отделители масла

Принцип действия. При входе в маслоотделитель пары хладагента с каплями масла попадают в корпус маслоотделителя, где скорость потока значительно падает. За счет снижения скорости потока значительная часть капель и паров масла оседает в нижней части аппарата. Затем газ проходит через выходной сетчатый фильтр, где происходит окончательное отделение масла от хладагента. В нижней части маслоотделителя находится поплавковый механизм с игольчатым клапаном, который возвращает масло обратно в компрессор.

Циклонные отделители масла

Принцип действия. При входе в маслоотделитель пары хладагента с каплями масла попадают в спиральную часть аппарата. Поток движется по спирали и за счет центробежной силы происходит осаждение капель масла на внутренней поверхности стенок маслоотделителя. По стенкам масло стекает в нижнюю часть аппарата, отделенную от основной части специальным маслоотбойником, который предотвращает повторный унос масла. В нижней части маслоотделителя находится поплавковый механизм с игольчатым клапаном, который возвращает масло обратно в компрессор.

Конструкция маслоотделителя и маслоотбойника предотвращает выброс масла при запуске холодильного компрессора.

Для отделения масла от хладагента применяют различные типы маслоотделителей, эффективность работы которых зависит от условий их использования. Например, степень отделения масла в аппаратах увеличивается с понижением температуры пара, входящего в маслоотделитель. Маслоотделители с фильтрующей насадкой обеспечивают большую степень отделения при меньшей доли масла во входящем в аппарат паре хладагента. Бар-ботажные маслоотделители работают с номинальным значением степени отделения, если высота барботажного слоя в аппарате не менее 0,12 м, а отделенное масло непрерывно удаляется из аппарата.

Маслоотделитель компрессора – система очистки газа от масла

Главная страница » Маслоотделитель компрессора – система очистки газа от масла

Компрессорные установки многообразного конструктивного исполнения, сделанные под работу с разными средами, широко применяются на практике. Компрессоры обеспечивают необходимые технологические условия для продуктивного применения газовой среды. К примеру, сжатый воздух активно используется автосервисами, на заводах, на малых предприятиях. Даже в быту есть потребность в сжатом воздухе. Но компрессорным установкам присущ один серьёзный недостаток – унос масла из системы. Поэтому маслоотделитель компрессора является неотъемлемым элементом конструкции таких машин. Рассмотрим это устройство.

Маслоотделитель компрессора — общие сведения на оборудование

Компрессор видится системой, действующей на принципах механических движений. Поэтому само собой разумеющимся фактором отмечается использование смазки для движущихся деталей компрессорной установки.

Винтовой компрессор: 1 — электродвигатель; 2, 7, 8 — подшипники; 3 — ведомый ротор; 4 — корпус компрессора; 5 — вал; 6 — сальник; 9, 11 — балансный поршень; 10 — ведущий ротор

В качестве смазки традиционно применяют компрессорное масло. Подаваемое на механические узлы и движущиеся детали, компрессорное масло обеспечивает смазку трущихся частей машины.

Тем самым поддерживается долгосрочная работа компрессора, существенно увеличивается срок службы механических деталей системы. Однако применяемое компрессорное масло неизбежно смешивается с рабочей газовой средой. Причём содержание масла в том же сжатом воздухе отмечается на высоком уровне.

Сжатая компрессором рабочая газовая среда фактически становится непригодной для использования. Кроме того, смесь воздуха с маслом в определённых концентрациях взрывоопасна.

На практике применяются самые разные конструкции систем, предназначенных очищать сжатую газовую смесь. Каждая конструкция отличается техническими параметрами и эффективностью

Вот поэтому большинство конструкций воздушных компрессоров по умолчанию оснащаются маслоотделителями. А те из них, что не имеют такого оснащения, обязательно требуется доукомплектовать маслоотделителем.

Виды компрессорных маслоотделителей

Конструктивное исполнение маслоотделителей компрессоров, с учётом их принципа действия, следующее:

циклонные,
сетчатые,
барботажные,
инерционные.

Также существуют маслоотделители для компрессоров, изготовленные в комбинированном варианте, где сочетаются сразу несколько систем маслоотделения.

Циклонный маслоотделитель

Этот вид системы отделения масла использует принцип центробежной вращательной силы. Устройство – сосуд, имеет внутри пластинчатый элемент спирального вида.

Конструкция циклонного действия и принцип очистки для этого вида устройств: 1 — входной фильтр; 2 — венчурная стенка; 3 — горловина; 4 — маслоотбойник; 5 — циклонный сепаратор

Когда смесь газа и масла, сжатая компрессором, поступает в циклонный маслоотделитель, образуется вихревой поток за счёт спиралевидных пластин — элементов устройства.

Под действием циклонного вихря масло, обладающее большим удельным весом относительно газа, отделяется и осаждается на стенке сосуда, а затем стекает в его нижнюю область.

Очищенный от масла газ выходит из маслоотделителя по верхнему патрубку. Эффективность очистки циклонными устройствами достигает 80%.

Сетчатый маслоотделитель компрессора

Самым простым, с точки зрения механической конструкции для компрессора, является сеточный маслоотделитель. Устройство очищает газовую среду от скопления масла за счёт фильтрации потока мелкой сеткой.

Простейшая система отделения и очистки — сетка. По сути, это обычный фильтр грубой очистки, эффективность действия которого не слишком высока

Причём степень очистки напрямую зависит от плотности сеточного фильтра. Однако слишком высокая плотность снижает пропускную способность сетки для газа.

Эффект сепарации достигается опять же за счёт большего удельного веса компрессорного масла. Смесь газа с маслом встречает на своём пути сетку, меняет направление движения и скорость. В результате тяжёлые масляные частички задерживаются, а более лёгкая газовая среда продолжает движение.

Между тем эффективность очистки сетчатыми устройствами относительно невысокая (не более 50%). Поэтому этот вид компрессорных сепараторов относят к фильтрам грубой очистки.

Маслоотделители барботажные

Более тонкую очистку масла от воздуха или другой газовой среды обеспечивают компрессорам маслоотделители барботажного типа. Принцип их действия основан на продвижении сжатой газовой смеси сквозь жидкостной барьер. Эффективность очистки может достигать 80-90%.

Система с барботажным принципом работы: А — вход газа; В — выход газа; С — слив воды; D — слив масла; 1 — улавливатель масла; 2 — каплеуловитель (демистер); 3 — вихревой ограничитель

Правда, технологическая схема с барботажными маслоотделителями должна иметь дополнительно систему отделения масла от жидкости. Этот момент оборачивается тем, что конструктивно барботажные маслоотделители выглядят довольно сложным устройством и требуют соответствующего технологичного подхода.

Инерционный сепаратор

Гравитационными маслоотделителями, циклонными фильтрами, называют также системы инерционной очистки. Принцип действия таких аппаратов несколько напоминает работу циклонного устройства.

Аппарат состоит из сосуда, внутри которого расположена конструкция, напоминающая винт мясорубки. Смесь газа с маслом проходит от верхней области сосуда к нижней, изменяя направление движения согласно дорожке винта.

Инерционная система отделения (очистки) функционирует практически по тому же принципу что и циклонная. Используются наклонные поверхности сепаратора: 1 — стекающая плёнка; 2 — капли

Инерционная сила отделяет маслянистые частички от газа. Они остаются на поверхности винтовой дорожки, собираются в более увесистые капли и стекают в нижнюю область сосуда.

Инерционные маслоотделители достаточно эффективные аппараты – очищают газовую среду на 70-90%. Но применение таких систем ограничено по отношению к исполнению компрессоров. Преимущественно инерционными аппаратами комплектуются поршневые и спиральные компрессоры.

Комбинированные устройства фильтрации масла

Механизмы маслоотделения, собранные на базе комбинированной схемы, отмечаются как самые эффективные из всех существующих маслоотделителей (до 99% очистки). Но при этом комбинированные устройства отличаются сложностью конструкции и существенными издержками на их обслуживание.

Комбинированные системы очистки отличаются сложными инженерными решениями. Это дорогостоящие массивные установки, обычно промышленного назначения

Комбинация (сочетание) сразу нескольких систем в одном сосуде, как правило, невозможна. Поэтому сама конструкция являет собой массивное устройство, состоящее из нескольких модулей.

Отделение масла от выхлопных газов

Устройства отделения масла применяют не только на компрессорах воздуха или иных газов. Популярны в обществе владельцев автомобилей очистители выхлопных газов. Нередко такие устройства делают своими руками из подручных материалов. Получается вполне эффективная система очистки картерных газов для автомобиля.

Как сделать маслоотделитель картерных газов автомобиля?

Простейший аппарат, функционально «заточенный» под масляную сепарацию для автомобилей, вполне допустимо изготовить из пластиковых сантехнических принадлежностей.

Несложная конструкция, сделанная своими руками владельцем автомобиля из набора сантехнических принадлежностей. Недорого и вполне эффективно для машин с пробегом

Комплект деталей, так называемого маслоотделителя картерных газов автомобиля, обозначен скромным списком свободно доступных деталей:

Муфта сантехническая (1 шт.).
Штуцеры латунные (2 шт.).
Заглушки сантехнические под муфту (2 шт.).
Шланг топливный автомобильный (1 шт.).
Металлическая сетка для мытья посуды.

Маслоотделитель картерных газов автомобиля своими руками

На одной из пластиковых заглушек для сантехнической муфты нужно просверлить два отверстия под входной и выходной штуцеры. Вставить латунные штуцеры в отверстия и надёжно закрепить с обратной стороны.

Штуцеры для входа и выхода обрабатываемой газовой смеси на корпусе сантехнической заглушки. Заглушкой закрывают один конец муфты

Далее выход одного из штуцеров с нижней стороны крышки необходимо удлинить куском топливного шланга (или металлической трубкой). Трубка по размеру длины делается равной 2/3 длины сантехнической муфты. Это будет входящая линия картерных газов.

Удлинённый штуцер входящих газов. Эта часть конструкции будет размещаться внутри сантехнической муфты вместе с металлической сеткой, исполняющей роль фильтра

Следующим шагом необходимо установить доработанную крышку на сантехнической муфте. Через оставшуюся открытой противоположную сторону муфты нужно поместить внутрь металлическую сетку. Затем установить вторую крышку на муфте.

Готовая конструкция, сделанная своими руками и установленная в области мотора под капотом автомобиля. На практике устройство показало удовлетворительную работу

Вот и всё. Простейший (но вполне эффективный) маслоотделитель картерных газов автомобиля готов к установке в систему легкового транспорта. Нужно лишь пометить входящий/исходящий штуцеры, чтобы впоследствии не перепутать местами. Устанавливается маслоотделитель картерных газов на канале малого сапуна клапанной крышки.

Опыт изготовления очистителя картерных газов на видео

Некоторые материалы взяты на: Drive2

Маслоотделитель для кондиционера или холодильного компрессора. Проблемы и решения

Циркуляция масла в контуре холодильной установки – предмет споров и наиболее часто задаваемый клиентами вопрос при подборе оборудования. О том, как помочь маслу циркулировать правильно, рассказывает Сергей Зеленков, технический директор компании HTS.

Эффекты со знаком плюс и минус

На циркуляцию масла в холодильных установках оказывают влияние несколько факторов, один из которых – взаимная растворимость хладагентов и масла. Положительная сторона взаимной растворимости в том, что она обеспечивает смазку деталей компрессоров и способствует уплотнению динамических функциональных зазоров. Негативной же стороной является снижение кинематической вязкости масла, что уменьшает его смазывающую способность. При этом чем выше процент растворенного хладагента в масле, тем ниже его смазывающая способность.

Каждый тип масла имеет свою характеристику растворимости в зависимости от температуры масла и давления хладагента (рис. 1).

Чем выше давление и ниже температура, тем растворимость фреона в масле выше. Помимо растворимости существует понятие смешиваемости – образование однородной среды из масла и хладагента в жидком состоянии. Для нас интересны, в первую очередь, так называемые разрывы смешиваемости – диапазоны температуры, в которых происходит расслоение (разделение фаз). Разрывы растворимости для масла BSE55 (см. рис. 1) показаны на рис. 2.

Еще один негативный эффект — унос масла из картера компрессора в систему. Когда компрессор выключен, масло в картере абсорбирует некоторое количество хладагента, зависящее не только от температуры и давления, но и от процедуры остановки компрессора. При очередном старте компрессора в картере резко падает давление, что приводит к вскипанию хладагента, растворенного в масле. Масло в таком случае увлекается в большом количестве парами хладагента как в виде мелкодисперсных частиц, так и в парообразном состоянии. В результате в момент старта уносится самое большое количество масла.

По этой причине один из производителей рекомендует для своих компрессоров Copeland максимум 10 пусков в час. Количество пусков и остановок спирального компрессора ограничено только параметрами системы (тепловая нагрузка, температуры в помещении и на улице и т.д.). Минимальный промежуток между пусками зависит только от скорости возврата масла из системы после включения и складывается из времени уноса масла в систему при включении и времени возврата масла из системы и пополнения картера до необходимого уровня. Более частое включение компрессора, скажем, из-за большой тепловой нагрузки на испаритель, может привести к уносу масла из картера и повреждению компрессора.

Из компрессора во фреонопровод

Проследим путь смеси из фреона и масла далее. После компрессора смесь попадает во фреонопровод. При движении рабочего тела по трубопроводу температура пара вследствие теплообмена с окружающей средой понижается, часть парообразного масла конденсируется и движется с потоком фреона в виде мелких капель. Размер частиц масла, унесенных потоком пара хладагента из компрессора, составляет 5–50 мк. Таким образом, масло, транспортируемое потоком рабочего тела по нагнетательному трубопроводу, находится как в виде пара, так и в виде капель – мелких, образовавшихся при конденсации парообразного масла, и более крупных, увлеченных потоком пара из компрессора.

Очевидно, что для нормальной циркуляции масла в системе скорость в трубопроводах необходимо держать минимальной как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания. Для газовых магистралей рекомендуются скорости 6–15 м/с, а для жидкостных не более 1,2 м/с. Разные источники дают разные значения оптимальной скорости движения хладагента, но все сходятся в том, что скорость на газовых магистралях должна быть выше скорости витания, а именно не должна падать ниже 2,5 м/с на горизонтальных участках и 7,5 м/с – на вертикальных.

Ключевая задача при выборе диаметров фреонопроводов – обеспечить циркуляцию масла (количество уносимого масла должно равняться количеству вернувшегося) при допустимых потерях на сопротивление трубопроводов (сопротивление трубопроводов и элементов холодильной установки может значительно снизить ее холодопроизводительность с одновременным повышением энергопотребления).

Для интенсификации возврата масла линии фреонопроводов должны иметь уклоны (газовая магистраль – к конденсатору, жидкостная – к внутреннему блоку), а на вертикальных участках газовых магистралей следует устанавливать маслоподъемные петли. Допускается менять диаметры горизонтальных и вертикальных фреонопроводов.

У систем с переменным расходом хладагента можно встретить сдвоенное исполнение вертикальных участков (рис. 3). Это необходимо, чтобы предотвратить образование масляных пробок при работе с минимальной производительностью, когда скорости потока становится недостаточно для подъема масла.

Рис. 3. Дублирование вертикального участка фреонопровода

При таком исполнении диаметр малой трубы выбирается так, чтобы при минимальной производительности скорость потока в ней не падала ниже 5 м/с, а диаметр большой – так, чтобы при работе на полную мощность скорость в обеих трубах не превышала 20 м/с.

Типы маслоотделителей и их эффективность

Помимо проектных решений, связанных с прокладкой и выбором диаметров фреонопроводов, которые не всегда способны обеспечить нормальную циркуляцию масла, существуют механические способы отделения масла от хладагента. Так, в холодильной технике используются маслоотделители разных конструкций. Они предназначены для улавливания масла, уносимого хладагентом из компрессора, и сглаживания пульсаций нагнетаемого пара хладагента.

Маслоотделители делятся на промывные (барботажные) и инерционные (циклонные, сетчатые, комбинированные). Остановимся на маслоотделителях инерционного и циклонного типа, которые встречаются чаще всего. Они устанавливаются на газовую магистраль между компрессором и конденсатором.

В инерционном маслоотделителе капли масла отделяются за счет резкого изменения скорости и направления потока. Эффективность такого решения, по данным разных производителей, составляет до 80%.

В циклонных маслоотделителях (рис. 4) установлена спиральная пластина. Поток пара поступает на спиральную пластину и закручивается, при этом возникают центробежные силы, под действием которых капли масла отбрасываются к внутренней поверхности маслоотделителя, а затем стекают вниз. Эффективность данного устройства может достигать 99%.

Рис. 4. Циклонный маслоотделитель

Линию возврата масла подключают либо на сторону всасывания, либо через специальный регулятор уровня масла, устанавливающийся вместо смотрового глазка на картере компрессора. Первый вариант используется для компрессоров без смотровых глазков, второй вариант надежнее, но дороже.

При остановке компрессора часть горячего газа может конденсироваться внутри маслоотделителя, так как температура снаружи ниже, чем температура горячего газа. В результате уровень жидкости повысится, открыв тем самым поплавковый клапан, и жидкий хладагент может попасть в картер компрессора. Электронный регулятор позволяет этого избежать, открываясь только тогда, когда уровень масла падает внутри самого компрессора.

Унесенное хладагентом масло при неправильно спроектированных фреоновых магистралях, пройдя весь путь от компрессора до испарителя, может накапливаться в последнем и спровоцировать гидроудар. Избежать этого можно, установив на всасывающий трубопровод отделитель жидкости. Особенно это актуально в системах, где температура испарения и тепловая нагрузка на испаритель меняются в больших пределах, что может привести к заливу компрессора жидким хладагентом. Однако отделители жидкости не используют с зеотропными смесями (R407C), поскольку это может вызвать изменение их состава и увеличение температурного скольжения, а также в установках с функцией pump-down.

Наконец, стоит отметить, что уносимое масло образует тонкую пленку внутри трубопроводов и теплообменников, что препятствует нормальному теплообмену и снижает его интенсивность. Такое снижение наиболее заметно в испарителе, где благодаря низкой температуре масло и хладагент легко разделяются.

Итак, в большинстве случаев обеспечение нормальной циркуляции масла в системе сводится к грамотному проектированию фреоновых трасс. В некоторых случаях требуются добавление специальных устройств и настройка холодильного контура, что позволяет защитить компрессор и гарантирует, что масло не будет накапливаться в застойных зонах, предотвращая неизбежный гидроудар при их опорожнении.

Компания HTS, официальный дистрибьютор оборудования Stulz в России, всегда готова подобрать для своих клиентов оптимальные и надежные системы, основываясь на
многолетнем опыте в решении непростых задач.

Статья опубликована в журнале ИКС, № 2/2020

Сепараторы-Маслоотделители для компрессоров в Москве

тип: влагоотделитель, фильтр, редуктор, тип фильтра: воздушный, рабочее давление: 10 атм, диаметр входного соединения: 1/4F, диаметр выходного соединения: 1/4F