羅茨鼓
風(fēng)機(jī)工作原理及風(fēng)機(jī)SLIP的概念和一種風(fēng)機(jī)SLIP值簡(jiǎn)易實(shí)用的測(cè)量方法。從而計(jì)算風(fēng)機(jī)不同壓力下不同的SLIP值，正確客觀地評(píng)定了風(fēng)機(jī)的質(zhì)量情況和容積效率等。羅茨鼓風(fēng)機(jī)容積效率的評(píng)定和測(cè)量，不同生產(chǎn)廠家有不同的說法。有的廠家說生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)容積效率為90%多，乃至更高。風(fēng)機(jī)的容積效率和風(fēng)機(jī)的容積利用率及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速壓力是分不開的。風(fēng)機(jī)的容積利用率大，風(fēng)機(jī)的出風(fēng)效率就高；同時(shí)相同壓力下風(fēng)機(jī)的回漏風(fēng)是不變的，同轉(zhuǎn)速下壓力變大風(fēng)機(jī)的回漏風(fēng)就多。所以風(fēng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速低壓力時(shí)容積效率高；在低轉(zhuǎn)速高壓力時(shí)容積效率較低，有的僅達(dá)40%～50%。正確簡(jiǎn)易地測(cè)定出一個(gè)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的SLIP值，對(duì)正確客觀地評(píng)定風(fēng)機(jī)的質(zhì)量情況和容積效率具有很重要的意義。2風(fēng)機(jī)工作原理羅茨鼓風(fēng)機(jī)為容積式風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)中，空氣由風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口（左）沿缸體壁移動(dòng)轉(zhuǎn)至出風(fēng)口（右）排出。如圖1所示。圖中所示為三葉型，風(fēng)機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就由2個(gè)葉輪完成3次吸、排氣。2個(gè)葉輪間由同步齒輪帶動(dòng)，以始終保持正確的相位。3SLIP的由來由于羅茨鼓風(fēng)機(jī)的葉輪和缸體，葉輪之間及葉輪兩端面和風(fēng)機(jī)缸體左右兩端蓋間都有微小的間隙，它是無接觸運(yùn)動(dòng)。所以在圖中Pocket（葉輪和缸體封閉區(qū)）中的空氣一定會(huì)有一部分在運(yùn)動(dòng)中回至風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口，從而浪費(fèi)了風(fēng)機(jī)一部分轉(zhuǎn)速。定義風(fēng)機(jī)在出風(fēng)口7154Pa的負(fù)載壓力下，測(cè)定的風(fēng)機(jī)回漏風(fēng)的轉(zhuǎn)速稱為風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)SLIP值。在風(fēng)機(jī)不同壓力點(diǎn)下都有不同的SLIP值。4風(fēng)機(jī)理論進(jìn)口風(fēng)量及容積效率的計(jì)算（1）Q0=CFR·L·n（式中:CFR=6·Pocket·L因?yàn)轱L(fēng)機(jī)每轉(zhuǎn)一周，由2個(gè)葉輪各進(jìn)行3次吸、排氣，單位為m3/min；n為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；L為風(fēng)機(jī)葉輪長(zhǎng)，m；CFR為風(fēng)機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周吸入的體積m3/r；Pocket為圖1中葉輪和缸體封閉區(qū)面積，m2。（2）在出風(fēng)口負(fù)載壓力p下，風(fēng)機(jī)進(jìn)口風(fēng)量的計(jì)算：Qp=CFR·L·(n－SLIPp)(式中：SLIPp=SLIP·(p/p0)1/2，壓力p下的風(fēng)機(jī)回漏風(fēng)和基礎(chǔ)SLIP的關(guān)系，可從試驗(yàn)中驗(yàn)證)。（3）風(fēng)機(jī)容積效率：ηv=Qp/Q0·100%該式很精確地計(jì)算出了風(fēng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速n和負(fù)載壓力p下風(fēng)機(jī)的容積效率。（4）風(fēng)機(jī)SLIP值測(cè)定及簡(jiǎn)易測(cè)試裝置:測(cè)試裝置如圖2所示。原理過程：羅茨鼓風(fēng)機(jī)在變頻電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)起來，空氣由風(fēng)機(jī)右面進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，出風(fēng)口用一蓋板封好無氣體外漏。氣體通過左面玻璃管進(jìn)入U(xiǎn)型管，壓縮U型管內(nèi)的水柱形成一個(gè)水柱差。基礎(chǔ)SLIP為7154Pa（約為703mmH2O水柱差）時(shí)，測(cè)得的此時(shí)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)SLIP值，風(fēng)機(jī)的SLIP值是由測(cè)試而得來的。筆者以BK5003風(fēng)機(jī)做了壓力狀態(tài)下參數(shù)的測(cè)試，數(shù)據(jù)見表1。表1風(fēng)機(jī)出風(fēng)口負(fù)載壓力和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系表U型管內(nèi)水柱差(負(fù)載壓力p)/mmH2O所測(cè)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（SLIP值）/（r/min）p1=200n1=92p2=400n2=127p0=703n0=170p3=1000n3=204從表中數(shù)據(jù)看出，n=n0·(p/p0)1/2，這也是符合容積式風(fēng)機(jī)原理的，風(fēng)機(jī)的SLIP和風(fēng)機(jī)的負(fù)載壓力有關(guān)和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)。負(fù)載壓力一定風(fēng)機(jī)的回漏風(fēng)量是一定的，所以SLIP值是一定的。5本簡(jiǎn)易裝置的特點(diǎn)通過以上介紹和多次的實(shí)際使用，發(fā)現(xiàn)有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）裝置簡(jiǎn)易，制作方便。一般的廠家都可以很容易地完成該裝置，成本低。（2）實(shí)用性好。整個(gè)裝置在測(cè)定風(fēng)機(jī)SLIP時(shí)很方便，很實(shí)用。短短的幾分鐘時(shí)間就可以完成一個(gè)風(fēng)機(jī)SLIP的測(cè)定。從而可很快地評(píng)定該風(fēng)機(jī)的間隙情況和回漏風(fēng)量，正確計(jì)算出風(fēng)機(jī)各壓力狀態(tài)下不同轉(zhuǎn)速下的進(jìn)風(fēng)量。（3）精確度較高。本裝置中負(fù)載壓力用水柱差來測(cè)定較為精確，1～2mm水柱的誤差相對(duì)于703mmH2O來說精確度可達(dá)99.8%左右。本裝置中的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由光電轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀來測(cè)定。所以SLIP所測(cè)值精確度很高。當(dāng)然，當(dāng)?shù)卮髿鈮旱葘?duì)風(fēng)機(jī)SLIP的測(cè)定也有影響，但很小很小，可以不計(jì)誤差。6結(jié)論我公司從事羅茨鼓風(fēng)機(jī)的開發(fā)研制多年，在筆者主持的BK型羅茨鼓風(fēng)機(jī)的開發(fā)試制樣機(jī)期間，通過使用本SLIP簡(jiǎn)易裝置，對(duì)樣機(jī)SLIP值的分析，合理地設(shè)計(jì)規(guī)范了風(fēng)機(jī)內(nèi)部各間隙大小。從而最大限度地提高了風(fēng)機(jī)的容積效率，取得了明顯的效果。同時(shí)由風(fēng)機(jī)的容積大小和各壓力狀態(tài)下的SLIP值，比較精確地用公式計(jì)算了樣本上列出的各參數(shù)情況。在平時(shí)風(fēng)機(jī)主機(jī)的測(cè)試中，僅需完成對(duì)風(fēng)機(jī)SLIP的測(cè)量和風(fēng)機(jī)高壓力高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的短時(shí)間運(yùn)行就可以了，大大縮短了生產(chǎn)中風(fēng)機(jī)運(yùn)行測(cè)試的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。通過長(zhǎng)期的實(shí)際使用，取得了明顯的效果。
