罗茨鼓风机
基本介绍
罗茨鼓风机,也称作罗茨风机,英文名Roots blower,系属容积回转鼓风机,利用两个或者三个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机。这种鼓风机结构简单,制造方便,适用于低压力场合的气体输送和加压,也可用作真空泵。
基本原理
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罗茨鼓风机系属容积回转鼓风机。这种压缩机靠转子轴端的同步齿轮使两转子保持啮合。转子上每一凹入的曲面部分与气缸内壁组成工作容积,在转子回转过程中从吸气口带走气体,当移到排气口附近与排气口相连通的瞬时,因有较高压力的气体回流,这时工作容积中的压力突然升高,然后将气体输送到排气通道。两转子互不接触,它们之间靠严密控制的间隙实现密封,故排出的气体不受润滑油污染。[1]
主要特点
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罗茨鼓风机
其较大的特点是使用时当压力在允许范围内加以调节时流量之变动甚微,压力选择范围很宽,具有强制输气的特点。输送时介质不含油。结构简单、维修方便、使用寿命长、整机振动小。
真空泵。由于周期性的吸、排气和瞬时等容压缩造成气流速度和压力的脉动,因而会产生较大的气体动力噪声。此外,转子之间和转子与气缸之间的间隙会造成气体泄漏,从而使效率降低。罗茨鼓风机的排气量为0.15~150立方米/分,转速为 150~3000转/分。单级压比通常小于1.7,较高可达2.1,可以多级串联使用。
主要介质
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罗茨鼓风机输送介质为清洁空气,清洁煤气,二氧化硫及其他惰性气体,特殊气体行业(煤气、天然气、沼气、二氧化碳、二氧化硫等)及高压工况的可以选择产品。鉴于具有上述特点,因而能广泛适应冶金、化工、化肥、石化、仪器、建材行业。
结构
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按转子的形状,罗茨鼓风机分为两叶型和三叶型。三叶型转子每转动一次由 两 个转子进行三 次吸、排气。与二叶型相比,气体脉动性小,振动也小,噪声低.
参数
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罗茨鼓风机的转速为150~3000转/分钟。流量为0.15~1200立方米/分钟,压力为9.8~196千帕,功率为0.75~1000千瓦,单机重量为100~9000千克。
区别
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与离心风机的区别比较大:
⒈工作原理不同,离心风机用的是曲线风叶,靠离心力将气体甩到机壳处,而罗茨风机用的是两个8字形的风叶,它们间的间隙很小,靠两个叶片的挤压,将气体挤至出气口。
⒉由于工作原理不同,一般它们的工作压力不同,罗茨风机的出气压力比较高,而离心风机比较小。
⒊风量不同,一般罗茨风机用在风量要求不大但压力要求较高的地方,而离心风机用在压力要求低,风量要求大的地方。
⒋制造精度不一样,罗茨风机要求的精度很高,对装配要求也很严,而离心风机比较松。
运行调节
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根据流体力学理论,气体的流动过程将伴随着损失。例如,气体流过节流装置后,气流的压力会相应减少,也就是它们损失了风机的有用功。由于这一切都是在风机输送气体的过程中发生的,也就是浪费了风机的能量。
风机工况点是风机在某一转速下的性能曲线与管网阻力特性线的交点。风机实际运行时,并非永远停留在设计工况点上。它将随用户的需求或外界条件的变化而变化,也就是风机实际上处于变工况下工作。要想使风机的风压或风量达到某一目标值,就需要对风机或管网进行为人为地控制,亦称调节。通过有效地调节,实现在保证风机能够稳定工作的条件下,既要满足生产对流量或压力的要求,又能较大限度地节能。简言之,调节的目的就是满足性能要求,扩大(稳定)工况,实现节能,防止喘振。
风机采用不同的调节方式都可达到同一目的,但节能效果各不相同。
根据理论分析及实践证明,可得出如下4个方面的结论。
⑴对于鼓风机和压缩机,出口节流调节方式耗功较多。尽管相对流量Qr(实际流量Q与设计流量Q0之比)减少时,功率亦相应减少。如当Q=0.65 Q0时,所对应的功率减少到原来的80%左右,但与其它调节方式相比,耗能仍居**。
⑵如果相对流量变化不大时(或称调节深度小时),几种调节方式耗功差别不大。即调节方式对节能效果影响不大,甚至不仅不节能,反而因调节装置的存在多耗功(如液力耦合器)。
⑶一般来说,调节深度越大,节能效果越显著。因此,要慎重选择调节方式,以期获得较大效益。
⑷变速调节曲线接近理想曲线。所以,变速调节方式优越,特别是采用变频电动机调速的节能方案为较佳,但需要增设变频装置。对于中小容量的变频调速建议积极试用;由于大容量高电压变频调速装置价格较高,应结合具体情况,综合比较,决定取舍。总之,既要考虑调节性能,也要考虑设备初投资、可靠性及经济性等,全面评价调节方式的优劣。
如何减少噪音
罗茨风机在很多领域中都起着重要的作用,但是在使用的过程中,噪音的产生也是让很多人头疼的问题。
要想了解噪声产生的原因首先就要了解一下设备的结构成分,风机的整体材质有钢铸件、玻璃钢、不锈钢等的。一般是用的风机是由钢铸居多,组成部分**头、底座、电机、消音器等。风机在运转的时候是由电机带动叶轮进行转动,将气体从一端送到另一端。而在这个过程中噪声源主要有气流噪音、机械噪音、电机噪音。其中zui大的噪音就是气流噪音,影响也是较大的。那么我们应该怎么做从哪几个方面解决这种噪音呢?
1. 从风机的材质构造方面来讲,低噪音的风机在机壳的制造上面会增加机壳的平均速度,从而降低了噪音的传播,但是增厚的同时又会增加风机的制造成本,所以这类风机也会比普通风机的价格贵一些。
2. 若是前期买风机的时候没有注意噪音问题,也可以使用有效的减震底座,可以降低风机工作时产生的振动,继而减少噪音。或者安装弹簧减震器及其他的减震装置,也可以有效的降噪。
3. 消音器是降低噪音的主要配件,可以降低气流噪声,低噪音的风机会根据型号和转速的不同分别配置不同的消音器来降低风机噪音。
4. 有些企业会由于工作环境的原因需要更大限度的减少噪音,那么这种情况下有必要配置消音房,可以很大程度的减少噪音。消音房配置于设备外部,整体的操作也可以在外部进行,简单方便又高效。
组成
罗茨风机由:机壳、墙板、叶轮、油箱、消声器五大部分组成。
机壳:主要起到支撑(墙板、叶轮、消声器)和固定的作用。
墙板:主要用来连接机壳与叶轮,并支撑叶轮的旋转,以及起到端面密封的效果。
叶轮:是罗茨风机的旋转部分,分两叶和三叶,但由于三叶的比两叶的出气脉动更小、噪声更小、运转更平稳等很多优点,已逐渐代替两叶罗茨风机。
油箱:主要用于存放用来润滑齿轮及轴承的润滑油。
消声器:用来减小罗茨风机的进、出时由于气流脉动产生的噪音。
安装
罗茨风机由于是高速运转的机器,所以会产生震动,又由于其内部空气的脉动左右,也加大了罗茨风机的震动,所以罗茨风机的安装时需要固定在地面上的。 根据风机型号不同,在地面按风机尺寸在对应的位置挖150*150mm见方300mm深的方坑,并埋入地脚螺栓,然后通过螺栓,螺母把风机连接起来,最后在方坑中填满水泥混凝土,等混凝土固定之后,再用力把螺母拧紧,是风机底座和混凝土牢牢连接在一起,这样就可以减小罗茨风机在运转中的震动位移,提高了设备的运行安全性,并且由于减小了震动,从而也大大延长了风机的使用寿命。
运转
当罗茨鼓风机正常运转后,操作工应密切注视所有部件运行状况,随时观察机器各部件的温度,机器的振动,以及消声器的噪音,如有异常应立即停机。
停机
罗茨鼓风机的正常停机是首先打开旁通管,进行“放风”,待风压降下来后(基本为零),才能切断电源,然后关闭进气阀、冷却水系统。非正常停机也应首先考虑打开旁通管,进行“放风”
维护
正常运转中,每隔1~2小时检查一下轴承、油箱内润滑油、电机等的温度,不得**规定值。罗茨鼓风机在运转过程中噪声很大,为了降低噪声, 除了安装消声器外有时也可以采用一些简便方法以减少噪声,比如用地穴法。在地下挖一个4~5m³;的地穴,地穴上盖封好,用一根导管将进风口引入地穴,用另一导管将外界空 气引入地穴。两根导管尽量踩入地穴底,这样可以减少很多噪音。
罗茨鼓风机的调节方法有两种,一种是放风的方法,这个方法简单可靠,但不经济。比较经济的方法是调节转速。部分立窑水泥厂为了提高罗茨风机的风压、风量,就是把鼓风机的转速加快。但是应该注意的是,增加转速要考虑机械设备的机械强度,不能增加很大,一般转速不应**过铭牌的15%。转速增大往往还要更换较大的电机。
罗茨鼓风机的润滑油3~6个月更换一次或用孔径小于50微米的铜丝网过滤一次。**次起动后工作时间较多为200个小时,就应换油。消声器也宜半年左右检修一次,更换部分或全部吸音材料。空气滤清器应经常检修,进出口阀门,旁通管应保持正常良好状态。有问题立即修理。
故障处理
首先问题一关于风量不足处理
⑴转子缝隙大 处理方法用工具调整间隙;
⑵密封漏气 处理方法更换密封装置;
⑶过滤器网眼堵塞 处理方法是更换或者清洗过滤器;
其次电机过载的问题解决:
⑴润滑油不行,这里建议调换优质润滑油;
⑵油环不转或者转动过慢,这里建议进行修理或者更换;
⑶风机轴电机对中不良,这里建议重新对中;
再次密封磨损问题处理:
⑴密封环与轴套同轴度误差大,解决方法更换磨损的零部件;
⑵轴弯曲或杂物进入密封环,解决方法清除杂物并且进行轴校正;
⑶转子振动太大或者轴承间隙过大,解决方法就是更换轴承清除变形影响;
操作说明
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⒈输送介质的进汽温度通常不得大于 40℃。
⒉介质中微粒的含量不得**过 100mg/m3,微粒较大尺寸不得**过较小工作间隙的一半。
⒊运转中轴承温度不得** 95℃,润滑油温度不** 65℃。
⒋使用压力不得**铭牌上规定的升压范围。
⒌罗茨鼓风机叶轮与机壳、叶轮与侧板、叶轮与叶轮间隙出厂时已调好,重新装配时要保证该间隙。
⒍罗茨鼓风机运行时,主油箱、副油箱油位必须在油位计两条红线之间。
基本要求
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1、鼓风机应符合本标准的规定,并按照经规定程序批准的图样和技术文件制造。
2、鼓风机的设计、制造及一般技术性能应符合JB/T、8941.1的规定。
3、鼓风机应在进气温度不**40℃,气体中固体微粒的含量不大于100mg/`m^3`,微粒较大尺寸不大于鼓风机气缸内各相对运动部件的较小工作间隙之半的条件下正常使用。
4、在规定工作条件下,鼓风机累计无故障运行时间应不少于6000h。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。