罗茨鼓风机的安装使用与故障分析

□李景艺□刘尔玺□潘 强□陈广军□杨耀华□杨 华

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罗茨鼓风机属于容积回转鼓风机，是利用两个叶型叶轮在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机械。罗茨鼓风机结构简单，制造方便，适用于低压场合的气体输送和加压，也可用作真空泵。这种设备最初由英国人乔治于1849年发明，由美国工程师罗茨改进，此后人们便称这种气体输送机械为罗茨鼓风机而延续至今[1]。

1 特点

罗茨鼓风机的机壳进排气口遮壁线形成螺旋式结构，与叶轮顶部的直线构成三角形进排气口，随叶轮的旋转而循序开闭，运行噪声极低，且没有排气脉动现象。

罗茨鼓风机叶轮为两叶直线型，叶轮之间只要确保侧面间隙即可，与同样尺寸的传统鼓风机相比，具有效率高的特点。

叶轮采取特殊外形，便于保持叶轮间的相互间隙，密封性能大大改善，使效率进一步提高。

2 工作原理

当罗茨鼓风机在运转时，气体进入由两个叶轮和机壳围成的空间内，即气体进入气腔。先进入的气体被一个叶轮和机壳围在进气腔内，此时气体仅仅被围住，而没有被压缩或膨胀，似真空状态。随着叶轮的转动，进气腔的气体被不断带到排气腔，又因两叶轮是相互啮合转动的，随着叶轮的进一步转动，两叶轮将排气腔内气体送至排气口。叶轮连续不断运转，使更多的气体持续送至排气腔，进而由排气口排出机体。罗茨鼓风机的主轴由电动机通过V型带或联轴器带动，主轴通过齿轮箱内同步齿轮的作用，使机体内的两个叶型叶轮相向旋转。叶轮相互之间及叶轮与机体之间有一微小间隙，当两叶轮相向旋转时，叶轮与机壳所围成的进气腔内的气体直接被推送至排气腔后排出机体，达到鼓风的作用[2]。

3 结构

罗茨鼓风机外形为卧式结构，有皮带轮传动和联轴器传动两种，进排气口采用上进下排方式。罗茨鼓风机主要由墙板部、机壳部、齿轮部、叶轮部、传动组、单向阀、安全阀、压力表、支架、进排气口消声器、橡胶挠性接头、电动机等部件组成[3]。

4 安装注意事项

（1）不应将罗茨鼓风机安装在有人员经常出入的场所，以防人员受伤和烫伤。

（2）不应将罗茨鼓风机安装在有易燃、易爆及腐蚀性气体的场所，以防火灾和中毒等事故发生。

（3）根据进排气口方向和维修需要，罗茨鼓风机四周应留有适当宽裕的空间。

（4）在罗茨鼓风机安装时，应保证地基坚固，地面平整，地基不允许高出地面。

（5）罗茨鼓风机放置在室外时，应设置防雨棚。

（6）罗茨鼓风机在不高于40℃的环境温度下可长期使用，高于40℃时，应安装排气扇等降温措施，以延长罗茨鼓风机的使用寿命。

（7）输送空气的介质，其含尘量≤100 mg/m3。

5 操作注意事项

5.1 使用前

（1）使用前，应对罗茨鼓风机各部件全面进行检查，检查机组是否完整，各螺栓、螺母的连接松紧情况，各紧固件和定位销的安装质量，进排气管道和阀门安装质量等是否符合要求。

（2）为了保证罗茨鼓风机的安全运行，不允许承载管道、阀门、框架等外加负荷[4]。

（3）检查罗茨鼓风机的主轴与电动机轴两轴中心线是否在同一直线上。

（4）检查机组的底座四周是否全部垫实，地脚螺栓是否紧固。

（5）向油箱内加入适量的润滑油，润滑油为N220牌号的中负荷工作齿轮油。

（6）检查电动机转向是否符合指向要求。

（7）在皮带轮或联轴器处应安装皮带罩或防护罩，以保证操作使用的安全性。

（8）打开全部进排气口阀门，盘动罗茨鼓风机叶轮，应转动灵活，无撞击和摩擦等现象。确认一切正常后，方可启动罗茨鼓风机进行试运转。

5.2 空负荷试运转

新安装或大修后的罗茨鼓风机都应进行空负荷试运转。空负荷试运转的概念是：在进排气口阀门全开的条件下投入运转，没有不正常的气味或冒烟现象，以及碰撞或摩擦声，轴承部位的径向振动速度不大于6.3 mm/s。空负荷试运转30 min，如情况正常，即可投入带负荷运转；如发现运行不正常，则进行检查，排除之后仍需进行空负荷试运转[5]。

5.3 正常带负荷持续运转

罗茨鼓风机正常带负荷持续运转时，要求逐步缓慢地调节，带负荷直至额定负荷，不允许一次性调节至额定负荷。所谓额定负荷，指进排气口之间的静压差，按标牌上的标定压力值控制。在排气口压力正常的情况下，需要注意进气口的压力变化，以避免超负荷。

正常工作时严禁全部关闭进排气口阀门。应定期观察压力情况，注意在超负荷时安全阀是否能排气，否则应及时调整安全阀，不允许超负荷运行。

由于罗茨鼓风机的特殊性，不允许将排气口的气体长时间直接回流至罗茨鼓风机的进气口，否则必将影响机组的运行安全性。如需采用回流调节，则必须采取冷却措施。

要经常注意润滑油的油量，定期检查，并做好记录，确保油量合适[6]。

5.4 停机

罗茨鼓风机不宜在满负荷情况下突然停机，必须逐步卸负荷后再停机，以免损坏机组部件。

6 故障分析

由于罗茨鼓风机可能出现的故障形式多种多样，原因涉及使用条件和运行情况等多方面，因此需要根据实际情况进行分析排除。罗茨鼓风机的故障分析见表1。

表1 罗茨鼓风机故障分析

7 结束语

近年来，我国各行各业广泛采用节能环保设备，节约能源资源，保护生态环境。罗茨鼓风机市场的发展与繁荣，与其自身有利于优化产能、节约能源等优势分不开。作为一种应用广泛的机械设备，罗茨鼓风机对于节省生产成本、促进生态改善、综合提高社会与经济效益起着不容忽视的积极作用。因此，在使用罗茨鼓风机时，需要熟练掌握其工作原理、结构及故障排除方法，以便合理使用，使其发挥最大的作用。

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[2]蔡玉强，李德才，任旦元.罗茨鼓风机磁性液体密封的研究[J].真空科学与技术学报，2015,35（7）:897-901.

[3]张顾钟，王发展，韩刚，等.逆流冷却罗茨鼓风机性能分析[J].流体机械，2011,39（4）:48-53.

[4]陈泗水.试论罗茨鼓风机选型设计[J].风机技术，1998（2）:8-11.

[5]郭猛.污水处理厂罗茨鼓风机噪声治理[J].环境保护与循环经济，2009（12）:56-57.

[6]宋健强.罗茨鼓风机转子各部间隙的分析与计算[J].化工机械，2010,37（6）:697-701.

[7]王孚懋，李东敬，杨龙，等.罗茨鼓风机转子系统动态特性分析[J].机械设计与制造,2010（5）:152-154.

[8]袁泽峰，胡永乐，卜素婷.气体压力脉动激励下罗茨鼓风机壳体振动响应[J].矿山机械，2017（3）:4-8.

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[10]张哲，赵永瑞，杨继峰.三叶罗茨鼓风机噪声源测试分析[J].化工装备技术，2013，34（2）：5-7，14.

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