Tìm hiểu bình tách dầu: phân loại, cấu tạo, nguyên lí tách dầu

Các máy lạnh khi làm việc cần phải tiến hành bôi trơn các chi tiết chuyển động nhằm giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị. Trong quá trình máy nén làm việc dầu thường bị cuốn theo môi chất lạnh. Để tách lượng dầu bị cuốn theo dòng môi chất khi máy nén làm việc, ngay trên đầu ra đường đẩy của máy nén người ta bố trí bình tách dầu. Lượng dầu được tách ra sẽ được hồi lại máy nén hoặc đưa về bình thu hồi dầu.

Nhiệm vụ của bình tách dầu

Vị trí của nó nằm sau máy nén và trước thiết bị ngưng tụ, nó có nhiệm vụ làm tách dầu ra khỏi dòng môi chất đi về thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, làm cho các thiết bị này không có lớp trở nhiệt do dầu tạo ra, do đó làm tăng khả năng trao đổi nhiệt của các thiết bị này.

Vì vậy làm cho nhiệt độ và áp suất ngưng tụ T_k, P_k ổn định hơn, nhiệt độ và áp suất bay hơi T₀, P₀ giảm đều đặn, hệ thống lạnh làm việc với năng suất lạnh cao hơn, đồng thời dầu bôi trơn được hồi về máy nén, máy nén không mất dầu và làm việc ổn định hơn.

Cấu tạo và nguyên lý tách dầu

Cấu tạo

1. Đường hơi môi chất nén lên.
2. Đường xả dầu tự động.
3. Đường hơi môi chất dàn ngưng
4. Thân bình tách dầu.
5. Lá chắn dầu.
6. Phao
7. Van hồi dầu tự động.
8. Dầu

Nguyên lý tách dầu

• Giảm đột ngột tốc độ dòng gas từ tốc độ cao (khoảng 18-25 m/s đối với NH₃; 15-18 m/s đối với freon) xuống tốc độ thấp 0,5-1,0 m/s. Khi giảm tốc độ đột ngột giọt dầu mất động năng và rơi xuống.
• Thay đổi hướng chuyển động của dòng môi chất một cách đột ngột. Dòng môi chất đưa vào bình thường đưa ngoặt theo những góc nhất định.

Phương pháp hồi dầu

Xả định kỳ về máy nén: Trên đường hồi dầu từ bình tách dầu về cacte máy nén có bố trí van chặn hoặc van điện từ. Trong quá trình vận hành quan sát thấy mức dầu trong cacte xuống quá thấp thì tiến hành hồi dầu bằng cách mở van chặn hoặc nhấn công tắc mở van điện từ xả dầu.

Xả tự động nhờ van phao: sử dụng bình tách dầu có rơle phao tự động hồi dầu khi mức dầu trong bình dâng lên cao, van phao nổi lên và mở cửa hồi dầu về máy nén

Hồi dầu về bình thu hồi dầu: cách hồi dầu này thường được sử dụng cho máy lạnh NH₃. Bình thu hồi dầu không chỉ dùng thu hồi dầu từ bình tách dầu mà còn từ tất cả các bình khác. Để thu hồi dầu, người ta tạo áp lực thấp trong bình nhờ đường ống nối từ bình tập trung dầu với đường ống hút của máy nén

Xả ra ngoài: trong một số hệ thống, những thiết bị nằm ở xa hoặc trường hợp dầu bị bẩn, việc thu gom dầu khó khăn, người ta xả dầu ra ngoài. Sau khi được xử lý và sử dụng lại.

Phân loại

Bình tách dầu kiểu nón chắn

Bình tách dầu kiểu nón chắn có nhiều dạng khác nhau, nhưng phổ biến nhất là loại hình trụ, đáy và nắp dạng elip, các ống gas vào ra ở hai phía thân bình.

1- Hơi vào: 2- Vành gia cường: 3- Hơi ra: 4- Nón chăn trên; 5- Cửa hơi xả vào bình: 6- Nón chắn dưới: 7- Dầu ra

Bình tách dầu kiểu nón chắn được sử dụng rất phổ biến trong các hệ thống lạnh lớn và rất lớn. Nguyên lý tách dầu kết hợp rẽ ngặt dòng đột ngột, giảm tốc độ dòng và sử dụng các nón chắn. Dòng hơi từ máy nén đến khi vào bình rẽ ngoặt dòng 90^o, trong bình tốc độ dòng giảm đột ngột xuống khoảng 0,5 m/s các giọt dầu phần lớn rơi xuống phía dưới bình. Hơi sau đó thoát lên phía trên đi qua các lỗ khoan nhỏ trên các tấm chắn.

Các giọt dầu còn lẫn sẽ được các nón chắn cản lại. Để dòng hơi khi vào bình không sục tung toé lượng dầu đã được tách ra nằm ở đáy bình, phía dưới người ta bố trí thêm 01 nón chắn. Nón chắn này không có khoan lỗ nhưng ở chỗ gắn vào bình có các khoảng hở để dầu có thể chảy về phía dưới. 

Ngoài ra đầu cuối ống dẫn hơi bịt kín không xả hơi thẳng xuống phía dưới đáy bình mà hơi được xả ra xung quanh theo các rãnh xẻ hai bên. Do việc hàn đáy elip vào thân bình chỉ có thể thực hiện từ bên ngoài nên để gia cường mối hàn, phía bên trong người ta có hàn sẵn 01 vành có bề rộng khoảng 30mm.

Bình tách dầu có van phao hồi dầu tự động

Bình tách dầu có van phao tự động thu hồi dầu cũng có rất nhiều kiểu dạng khác nhau, tuy nhiên có điểm chung là bên trong có van phao nối với đường thu hồi dầu. Khi lượng dầu trong bình đủ lớn, van phao tự động mở cửa để dầu thoát ra ngoài.

Bình tách dầu trên hình (a) có cấu tạo khá đơn giản. Bên trong bình tách dầu ở đầu nối ống hơi vào và ra người ta gắn các bao lưới kim loại với thước lỗ lưới rất nhỏ. Các lưới chắn có tác dụng tách dầu khá hiệu quả. Đối với dòng hơi vào, bao lưới có tác dụng cản và giảm động năng các giọt dầu, đối với ống hơi ra bao lưới có tác dụng ngăn không cho cuốn dầu ra khỏi bình. Khi lượng dầu trong bình đủ lớn, van phao sẽ mở cửa cho dầu thoát ra ngoài.

Trên hình (b), nguyên lý tách dầu hoàn toàn khác: hơi môi chất đi vào phía dưới, sau đó đi vào khoang hơi ở xung quanh và đi lên phía trên, trước khi đi ra khỏi bình hơi được dẫn qua lớp vật liệu xốp để tách hết dầu.

Hình dưới đây là bình tách dầu có van phao thu hồi dầu thường được sử dụng cho các hệ thống nhỏ và trung bình, đặc biệt trong các hệ thống môi chất freon.