□李景藝□劉爾璽□潘 強(qiáng)□陳廣軍□楊耀華□楊 華

1.蘭州蘭石集團(tuán) 蘭駝農(nóng)業(yè)裝備有限公司 蘭州 730314

2.蘭州蘭石能源裝備工程研究院 蘭州 730314

羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于容積回轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)，是利用兩個葉型葉輪在氣缸內(nèi)作相對運(yùn)動來壓縮和輸送氣體的回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)械。羅茨鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于低壓場合的氣體輸送和加壓，也可用作真空泵。這種設(shè)備最初由英國人喬治于1849年發(fā)明，由美國工程師羅茨改進(jìn)，此后人們便稱這種氣體輸送機(jī)械為羅茨鼓風(fēng)機(jī)而延續(xù)至今[1]。

1 特點(diǎn)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)的機(jī)殼進(jìn)排氣口遮壁線形成螺旋式結(jié)構(gòu)，與葉輪頂部的直線構(gòu)成三角形進(jìn)排氣口，隨葉輪的旋轉(zhuǎn)而循序開閉，運(yùn)行噪聲極低，且沒有排氣脈動現(xiàn)象。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪為兩葉直線型，葉輪之間只要確保側(cè)面間隙即可，與同樣尺寸的傳統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)相比，具有效率高的特點(diǎn)。

葉輪采取特殊外形，便于保持葉輪間的相互間隙，密封性能大大改善，使效率進(jìn)一步提高。

2 工作原理

當(dāng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，氣體進(jìn)入由兩個葉輪和機(jī)殼圍成的空間內(nèi)，即氣體進(jìn)入氣腔。先進(jìn)入的氣體被一個葉輪和機(jī)殼圍在進(jìn)氣腔內(nèi)，此時氣體僅僅被圍住，而沒有被壓縮或膨脹，似真空狀態(tài)。隨著葉輪的轉(zhuǎn)動，進(jìn)氣腔的氣體被不斷帶到排氣腔，又因兩葉輪是相互嚙合轉(zhuǎn)動的，隨著葉輪的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，兩葉輪將排氣腔內(nèi)氣體送至排氣口。葉輪連續(xù)不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，使更多的氣體持續(xù)送至排氣腔，進(jìn)而由排氣口排出機(jī)體。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的主軸由電動機(jī)通過V型帶或聯(lián)軸器帶動，主軸通過齒輪箱內(nèi)同步齒輪的作用，使機(jī)體內(nèi)的兩個葉型葉輪相向旋轉(zhuǎn)。葉輪相互之間及葉輪與機(jī)體之間有一微小間隙，當(dāng)兩葉輪相向旋轉(zhuǎn)時，葉輪與機(jī)殼所圍成的進(jìn)氣腔內(nèi)的氣體直接被推送至排氣腔后排出機(jī)體，達(dá)到鼓風(fēng)的作用[2]。

3 結(jié)構(gòu)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)外形為臥式結(jié)構(gòu)，有皮帶輪傳動和聯(lián)軸器傳動兩種，進(jìn)排氣口采用上進(jìn)下排方式。羅茨鼓風(fēng)機(jī)主要由墻板部、機(jī)殼部、齒輪部、葉輪部、傳動組、單向閥、安全閥、壓力表、支架、進(jìn)排氣口消聲器、橡膠撓性接頭、電動機(jī)等部件組成[3]。

4 安裝注意事項

（1）不應(yīng)將羅茨鼓風(fēng)機(jī)安裝在有人員經(jīng)常出入的場所，以防人員受傷和燙傷。

（2）不應(yīng)將羅茨鼓風(fēng)機(jī)安裝在有易燃、易爆及腐蝕性氣體的場所，以防火災(zāi)和中毒等事故發(fā)生。

（3）根據(jù)進(jìn)排氣口方向和維修需要，羅茨鼓風(fēng)機(jī)四周應(yīng)留有適當(dāng)寬裕的空間。

（4）在羅茨鼓風(fēng)機(jī)安裝時，應(yīng)保證地基堅固，地面平整，地基不允許高出地面。

（5）羅茨鼓風(fēng)機(jī)放置在室外時，應(yīng)設(shè)置防雨棚。

（6）羅茨鼓風(fēng)機(jī)在不高于40℃的環(huán)境溫度下可長期使用，高于40℃時，應(yīng)安裝排氣扇等降溫措施，以延長羅茨鼓風(fēng)機(jī)的使用壽命。

（7）輸送空氣的介質(zhì)，其含塵量≤100 mg/m3。

5 操作注意事項

5.1 使用前

（1）使用前，應(yīng)對羅茨鼓風(fēng)機(jī)各部件全面進(jìn)行檢查，檢查機(jī)組是否完整，各螺栓、螺母的連接松緊情況，各緊固件和定位銷的安裝質(zhì)量，進(jìn)排氣管道和閥門安裝質(zhì)量等是否符合要求。

（2）為了保證羅茨鼓風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行，不允許承載管道、閥門、框架等外加負(fù)荷[4]。

（3）檢查羅茨鼓風(fēng)機(jī)的主軸與電動機(jī)軸兩軸中心線是否在同一直線上。

（4）檢查機(jī)組的底座四周是否全部墊實(shí)，地腳螺栓是否緊固。

（5）向油箱內(nèi)加入適量的潤滑油，潤滑油為N220牌號的中負(fù)荷工作齒輪油。

（6）檢查電動機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合指向要求。

（7）在皮帶輪或聯(lián)軸器處應(yīng)安裝皮帶罩或防護(hù)罩，以保證操作使用的安全性。

（8）打開全部進(jìn)排氣口閥門，盤動羅茨鼓風(fēng)機(jī)葉輪，應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，無撞擊和摩擦等現(xiàn)象。確認(rèn)一切正常后，方可啟動羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

5.2 空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)

新安裝或大修后的羅茨鼓風(fēng)機(jī)都應(yīng)進(jìn)行空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)?？肇?fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)的概念是：在進(jìn)排氣口閥門全開的條件下投入運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有不正常的氣味或冒煙現(xiàn)象，以及碰撞或摩擦聲，軸承部位的徑向振動速度不大于6.3 mm/s。空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)30 min，如情況正常，即可投入帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；如發(fā)現(xiàn)運(yùn)行不正常，則進(jìn)行檢查，排除之后仍需進(jìn)行空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)[5]。

5.3 正常帶負(fù)荷持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)正常帶負(fù)荷持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時，要求逐步緩慢地調(diào)節(jié)，帶負(fù)荷直至額定負(fù)荷，不允許一次性調(diào)節(jié)至額定負(fù)荷。所謂額定負(fù)荷，指進(jìn)排氣口之間的靜壓差，按標(biāo)牌上的標(biāo)定壓力值控制。在排氣口壓力正常的情況下，需要注意進(jìn)氣口的壓力變化，以避免超負(fù)荷。

正常工作時嚴(yán)禁全部關(guān)閉進(jìn)排氣口閥門。應(yīng)定期觀察壓力情況，注意在超負(fù)荷時安全閥是否能排氣，否則應(yīng)及時調(diào)整安全閥，不允許超負(fù)荷運(yùn)行。

由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的特殊性，不允許將排氣口的氣體長時間直接回流至羅茨鼓風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口，否則必將影響機(jī)組的運(yùn)行安全性。如需采用回流調(diào)節(jié)，則必須采取冷卻措施。

要經(jīng)常注意潤滑油的油量，定期檢查，并做好記錄，確保油量合適[6]。

5.4 停機(jī)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)不宜在滿負(fù)荷情況下突然停機(jī)，必須逐步卸負(fù)荷后再停機(jī)，以免損壞機(jī)組部件。

6 故障分析

由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)可能出現(xiàn)的故障形式多種多樣，原因涉及使用條件和運(yùn)行情況等多方面，因此需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析排除。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的故障分析見表1。

表1 羅茨鼓風(fēng)機(jī)故障分析

7 結(jié)束語

近年來，我國各行各業(yè)廣泛采用節(jié)能環(huán)保設(shè)備，節(jié)約能源資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。羅茨鼓風(fēng)機(jī)市場的發(fā)展與繁榮，與其自身有利于優(yōu)化產(chǎn)能、節(jié)約能源等優(yōu)勢分不開。作為一種應(yīng)用廣泛的機(jī)械設(shè)備，羅茨鼓風(fēng)機(jī)對于節(jié)省生產(chǎn)成本、促進(jìn)生態(tài)改善、綜合提高社會與經(jīng)濟(jì)效益起著不容忽視的積極作用。因此，在使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)時，需要熟練掌握其工作原理、結(jié)構(gòu)及故障排除方法，以便合理使用，使其發(fā)揮最大的作用。

[1]劉厚根，趙厚繼，朱曉東.羅茨鼓風(fēng)機(jī)三葉轉(zhuǎn)子與二葉轉(zhuǎn)子性能比較[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2008（4）:12-15.

[2]蔡玉強(qiáng)，李德才，任旦元.羅茨鼓風(fēng)機(jī)磁性液體密封的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報，2015,35（7）:897-901.

[3]張顧鐘，王發(fā)展，韓剛，等.逆流冷卻羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能分析[J].流體機(jī)械，2011,39（4）:48-53.

[4]陳泗水.試論羅茨鼓風(fēng)機(jī)選型設(shè)計[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，1998（2）:8-11.

[5]郭猛.污水處理廠羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲治理[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009（12）:56-57.

[6]宋健強(qiáng).羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子各部間隙的分析與計算[J].化工機(jī)械，2010,37（6）:697-701.

[7]王孚懋，李東敬，楊龍，等.羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)特性分析[J].機(jī)械設(shè)計與制造,2010（5）:152-154.

[8]袁澤峰，胡永樂，卜素婷.氣體壓力脈動激勵下羅茨鼓風(fēng)機(jī)殼體振動響應(yīng)[J].礦山機(jī)械，2017（3）:4-8.

[9]張一健.羅茨鼓風(fēng)機(jī)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計及噪聲治理[J].通用機(jī)械，2007（3）:77-81.

[10]張哲，趙永瑞，楊繼峰.三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲源測試分析[J].化工裝備技術(shù)，2013，34（2）：5-7，14.

[11]張海芹.高溫羅茨鼓風(fēng)機(jī)的研發(fā)[J].風(fēng)機(jī)技術(shù)，2013（4）：49-52.