羅茨式鼓風機(Roots Blower)是一種**容積式風機**,其核心原理是通過一對相互嚙合的轉子在機殼內旋轉,將氣體從進氣口吸入并強制推向排氣口。其構造主要包括以下幾個關鍵部分:
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**1. 主要結構組成**
**(1)轉子(葉輪/螺旋齒)**
- **形狀**:通常為**二葉或三葉**型(三葉更常見,噪音更低)。
- **材料**:鑄鐵、不銹鋼或特殊合金(耐腐蝕或耐高溫)。
- **特點**:
- 兩個轉子**相同**,通過**同步齒輪**保持嚙合。
- 轉子之間**無接觸**,留有微小間隙(0.1~0.4mm),避免磨損。
**(2)機殼(氣缸)**
- **作用**:容納轉子并形成密閉工作腔。
- **材質**:鑄鐵或焊接鋼板,內壁需精密加工以確保氣密性。
- **結構**:
- **進氣口與排氣口**:通常位于機殼兩側,方向可定制(水平或垂直)。
- **冷卻設計**:部分機型帶散熱鰭片或水冷夾套(高溫工況)。
**(3)同步齒輪**
- **功能**:確保兩個轉子**同步反向旋轉**,維持固定間隙。
- **材質**:合金鋼,經淬火處理以提高耐磨性。
- **安裝位置**:位于轉子軸端,與軸承箱集成。
**(4)軸承與密封**
- **軸承**:
- 采用**滾動軸承**(如深溝球軸承)或**滑動軸承**(大功率機型)。
- 支撐轉子軸并承受軸向/徑向載荷。
- **密封**:
- **軸封**:防止氣體泄漏,常用**迷宮密封**、**機械密封**或**填料密封**。
- **特殊密封**:輸送易燃、有毒氣體時需用雙端面機械密封。
**(5)驅動系統**
- **電機**:通過聯軸器或皮帶輪直接驅動主動轉子。
- **傳動方式**:
- **直聯式**:緊湊,適用于中大型風機。
- **皮帶傳動**:可調節轉速,適合小功率機型。
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**2. 輔助系統(可選配置)**
- **消音器**:安裝在進/排氣口,降低氣流噪聲。
- **過濾器**:進氣口過濾灰塵,保護轉子。
- **閥**:防止超壓損壞風機(通常設定為額定壓力1.1倍)。
- **潤滑系統**:齒輪和軸承需定期加注潤滑油或潤滑脂。
- **變頻控制系統**:調節電機轉速以實現流量控制。
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**3. 核心工作原理**
1. **吸氣階段**:轉子旋轉時,進氣口側容積增大,形成負壓吸入氣體。
2. **封閉輸送**:氣體被封閉在轉子與機殼之間的腔體內,隨轉子轉動向排氣口移動。
3. **排氣階段**:轉子嚙合使腔體容積減小,氣體被強制排出。
> **關鍵特點**:氣體輸送過程**無內壓縮**,壓力由排氣側系統阻力決定。
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**4. 典型結構示意圖**
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進氣口
↓
┌───────────────┐
│ 轉子A →← 轉子B │ ← 同步齒輪
└───────────────┘
↑
排氣口
```
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**5. 設計特點與優勢**
- **簡單堅固**:無閥門、活塞等易損件,故障率低。
- **無油設計**:轉子間無潤滑,輸送氣體純凈(適用于食品、醫藥行業)。
- **雙向性**:反轉轉子可切換進/排氣方向(需調整齒輪相位)。
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**6. 常見變體與改進**
- **三葉型**:比二葉型噪音低、脈動小,成為主流。
- **密集型**:緊湊設計,集成消音器和過濾器。
- **水冷式**:高溫工況下通過水冷夾套散熱。
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**7. 維護要點**
- **定期檢查**:轉子間隙、齒輪嚙合、軸承磨損。
- **潤滑管理**:按周期更換齒輪油和軸承脂。
- **清潔**:清理過濾器,避免粉塵進入增大磨損。
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羅茨風機的構造設計使其在**低壓、大流量**場景中表現優異,但需注意其**噪音**和**溫升問題**。選型時應根據介質特性、壓力需求及環境條件匹配結構材質和密封方式。