羅茨鼓
風(fēng)機工作原理及風(fēng)機SLIP的概念和一種風(fēng)機SLIP值簡易實用的測量方法。從而計算風(fēng)機不同壓力下不同的SLIP值，正確客觀地評定了風(fēng)機的質(zhì)量情況和容積效率等。羅茨鼓風(fēng)機容積效率的評定和測量，不同生產(chǎn)廠家有不同的說法。有的廠家說生產(chǎn)的風(fēng)機容積效率為90%多，乃至更高。筆者認(rèn)為，風(fēng)機的容積效率和風(fēng)機的容積利用率及風(fēng)機的轉(zhuǎn)速壓力是分不開的。風(fēng)機的容積利用率大，風(fēng)機的出風(fēng)效率就高；同時相同壓力下風(fēng)機的回漏風(fēng)是不變的，同轉(zhuǎn)速下壓力變大風(fēng)機的回漏風(fēng)就多。所以風(fēng)機在高轉(zhuǎn)速低壓力時容積效率高；在低轉(zhuǎn)速高壓力時容積效率較低，有的僅達40%～50%。正確簡易地測定出一個羅茨鼓風(fēng)機的SLIP值，對正確客觀地評定風(fēng)機的質(zhì)量情況和容積效率具有很重要的意義。2風(fēng)機工作原理羅茨鼓風(fēng)機為容積式風(fēng)機，在風(fēng)機葉輪轉(zhuǎn)動中，空氣由風(fēng)機進風(fēng)口（左）沿缸體壁移動轉(zhuǎn)至出風(fēng)口（右）排出。如圖1所示。圖中所示為三葉型，風(fēng)機每轉(zhuǎn)動一圈就由2個葉輪完成3次吸、排氣。2個葉輪間由同步齒輪帶動，以始終保持正確的相位。3SLIP的由來由于羅茨鼓風(fēng)機的葉輪和缸體，葉輪之間及葉輪兩端面和風(fēng)機缸體左右兩端蓋間都有微小的間隙，它是無接觸運動。所以在圖中Pocket（葉輪和缸體封閉區(qū)）中的空氣一定會有一部分在運動中回至風(fēng)機進風(fēng)口，從而浪費了風(fēng)機一部分轉(zhuǎn)速。定義風(fēng)機在出風(fēng)口7154Pa的負(fù)載壓力下，測定的風(fēng)機回漏風(fēng)的轉(zhuǎn)速稱為風(fēng)機的基礎(chǔ)SLIP值。在風(fēng)機不同壓力點下都有不同的SLIP值。4風(fēng)機理論進口風(fēng)量及容積效率的計算（1）Q0=CFR·L·n（式中:CFR=6·Pocket·L因為風(fēng)機每轉(zhuǎn)一周，由2個葉輪各進行3次吸、排氣，單位為m3/min；n為風(fēng)機轉(zhuǎn)速，r/min；L為風(fēng)機葉輪長，m；CFR為風(fēng)機每轉(zhuǎn)動一周吸入的體積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)機進口風(fēng)量的計算：Qp=CFR·L·(n－SLIPp)(式中：SLIPp=SLIP·(p/p0)1/2，壓力p下的風(fēng)機回漏風(fēng)和基礎(chǔ)SLIP的關(guān)系，可從試驗中驗證)。（3）風(fēng)機容積效率：ηv=Qp/Q0·100%該式很精確地計算出了風(fēng)機在一定轉(zhuǎn)速n和負(fù)載壓力p下風(fēng)機的容積效率。（4）風(fēng)機SLIP值測定及簡易測試裝置:測試裝置如圖2所示。原理過程：羅茨鼓風(fēng)機在變頻電機的驅(qū)動下慢慢轉(zhuǎn)動起來，空氣由風(fēng)機右面進風(fēng)口進入，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入U型管，壓縮U型管內(nèi)的水柱形成一個水柱差。基礎(chǔ)SLIP為7154Pa（約為703mmH2O水柱差）時，測得的此時風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)SLIP值，風(fēng)機的SLIP值是由測試而得來的。筆者以BK5003風(fēng)機做了壓力狀態(tài)下參數(shù)的測試，數(shù)據(jù)見表1。表1風(fēng)機出風(fēng)口負(fù)載壓力和風(fēng)機轉(zhuǎn)速關(guān)系表U型管內(nèi)水柱差(負(fù)載壓力p)/mmH2O所測風(fēng)機轉(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)機原理的，風(fēng)機的SLIP和風(fēng)機的負(fù)載壓力有關(guān)和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速無關(guān)。負(fù)載壓力一定風(fēng)機的回漏風(fēng)量是一定的，所以SLIP值是一定的。5本簡易裝置的特點通過以上介紹和多次的實際使用，發(fā)現(xiàn)有以下優(yōu)點：（1）裝置簡易，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）實用性好。整個裝置在測定風(fēng)機SLIP時很方便，很實用。短短的幾分鐘時間就可以完成一個風(fēng)機SLIP的測定。從而可很快地評定該風(fēng)機的間隙情況和回漏風(fēng)量，正確計算出風(fēng)機各壓力狀態(tài)下不同轉(zhuǎn)速下的進風(fēng)量。（3）精確度較高。本裝置中負(fù)載壓力用水柱差來測定較為精確，1～2mm水柱的誤差相對于703mmH2O來說精確度可達99.8%左右。本裝置中的風(fēng)機轉(zhuǎn)速由光電轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示儀來測定。所以SLIP所測值精確度很高。當(dāng)然，當(dāng)?shù)卮髿鈮旱葘︼L(fēng)機SLIP的測定也有影響，但很小很小，可以不計誤差。6結(jié)論我公司從事羅茨鼓風(fēng)機的開發(fā)研制多年，在筆者主持的BK型羅茨鼓風(fēng)機的開發(fā)試制樣機期間，通過使用本SLIP簡易裝置，對樣機SLIP值的分析，合理地設(shè)計規(guī)范了風(fēng)機內(nèi)部各間隙大小。從而最大限度地提高了風(fēng)機的容積效率，取得了明顯的效果。同時由風(fēng)機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算了樣本上列出的各參數(shù)情況。在平時風(fēng)機主機的測試中，僅需完成對風(fēng)機SLIP的測量和風(fēng)機高壓力高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下的短時間運行就可以了，大大縮短了生產(chǎn)中風(fēng)機運行測試的時間，提高了生產(chǎn)效率。通過長期的實際使用，取得了明顯的效果。
