旋轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)概述

旋轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)形式很多，最常用的是羅茨鼓風(fēng)機(jī)。羅茨鼓風(fēng)機(jī)的工作原理與齒輪泵相似，如圖1所示，機(jī)殼內(nèi)有兩個(gè)特殊形狀的轉(zhuǎn)子，常為腰形或三角形，兩轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的縫隙很小，使轉(zhuǎn)子能自由轉(zhuǎn)動(dòng)而泄漏少。兩轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，可使氣體從機(jī)殼一側(cè)吸入，從另一側(cè)排出。如改變轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，則吸入口和排出口可互換。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和轉(zhuǎn)速成正比，而且不受出口壓力變化的影響。羅茨鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，風(fēng)量可大體保持不變，故稱之為定容式鼓風(fēng)機(jī)。其輸氣量范圍為2~500 m³/min，出口表壓力一般在80 kPa以內(nèi)，但以表壓力在40 kPa左右時(shí)的效率較高。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)的出口應(yīng)安裝氣體穩(wěn)壓罐（又稱緩沖罐），并配置安全閥。出口閥門(mén)不能完全關(guān)閉，一般采用回流支路調(diào)節(jié)流量。此外操作溫度不宜大于85℃，以免因轉(zhuǎn)子受熱膨脹而發(fā)生碰撞和摩擦，降低設(shè)備的機(jī)械效率。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)緊類，整機(jī)震動(dòng)小，可以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，送出的氣體不含油質(zhì)，且維修方便快捷。較新型的L48X66WD-1型機(jī)（適用于1500m³左右水體的大中型育苗室）這些優(yōu)點(diǎn)更為突出。這種機(jī)型屬于容積回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡精度非常高，整機(jī)震動(dòng)更小，最大特點(diǎn)是在使用中，當(dāng)壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時(shí)流量變動(dòng)小，并且壓力的選擇范圍寬。工作介質(zhì)為空氣，且工作于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口工作壓力為101325Pa、溫度為20℃、密度為12kg/m³、相對(duì)濕度為50%的情況下，各重要數(shù)據(jù)關(guān)系如圖2所示。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)，在使用中必須將各供氣支路的供氣閥全部打開(kāi)，如果有較多的孵化他沒(méi)有卵或幼體，錯(cuò)誤地停止對(duì)這些孵化池供氣會(huì)造成鼓風(fēng)機(jī)排氣量大大減少，機(jī)內(nèi)氣壓急劇增高，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行受阻，電動(dòng)機(jī)負(fù)荷迅速增大，從而造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。與羅茨鼓風(fēng)機(jī)配套的是三相異步鼠籠式電動(dòng)機(jī)，它的相定子繞組接通三相交流電源后會(huì)在電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n₁。

在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)子會(huì)隨著同方向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速用n₂表示，輕負(fù)荷的情況下n₁略大于n₂，對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速是固定不變的。如果轉(zhuǎn)子受阻情況如前面所述，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速就會(huì)明顯降低，n₁ 與n₂的差值增大，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n₁-n₂的轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流，該電流是電源通過(guò)定子繞組利用電磁應(yīng)現(xiàn)象傳遞過(guò)來(lái)的，所以定子繞組的電流也會(huì)急劇增大，約為起動(dòng)電流值，即額定電流的4~6倍，造成電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。如果時(shí)間較長(zhǎng)則會(huì)燒毀定子繞組。所以，在實(shí)際生產(chǎn)中要注意，不論有多少個(gè)孵化池在使用，供氣管路中各閥門(mén)必須全部打開(kāi)，以防鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行受阻，造成電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷。

鼓風(fēng)機(jī)羅茨鼓風(fēng)機(jī)

羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬于容積式鼓風(fēng)機(jī)，是回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)的一種，利用兩個(gè)葉形轉(zhuǎn)子或三個(gè)葉形轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)做相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送氣體。由于轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn)，被抽氣體從進(jìn)氣口吸人到轉(zhuǎn)子與泵殼之間的空聞內(nèi)，再經(jīng)排氣口排出，氣體經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)沒(méi)有內(nèi)壓縮過(guò)程。

羅茨鼓風(fēng)機(jī)是中小型硫酸廠常用的鼓風(fēng)機(jī)。在需用風(fēng)量較小時(shí)，離心式鼓風(fēng)機(jī)常因 葉輪直徑較小，一般每分 鐘2950轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速下較難達(dá)到硫酸生產(chǎn)需用的壓頭而不適用。 羅茨鼓風(fēng)機(jī)兼有往復(fù)式壓氣機(jī)和離心式鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) ，已具有往復(fù)式壓氣機(jī)在轉(zhuǎn)速一定時(shí)風(fēng)壓稍有變化，送風(fēng)量可保持不變，即保持轉(zhuǎn)速與風(fēng)量間正比關(guān)系的特點(diǎn)，也具有離心式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，不用氣閥和曲軸，重量較輕，應(yīng)用方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是出口受阻礙時(shí)易使壓力升高甚至造成機(jī)器本身?yè)p壞。用久后，因兩只轉(zhuǎn)子間的間隙、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的間隙擴(kuò)大而致送風(fēng)量下降。

鼓風(fēng)機(jī)高爐鼓風(fēng)機(jī)

目前的高爐鼓風(fēng)機(jī)均采用葉片式風(fēng)機(jī)，主要有離心式和軸流式兩大類。離心鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，設(shè)計(jì)點(diǎn)效率高，噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)。離心式高爐鼓風(fēng)機(jī)在中國(guó)有比較成熟的制造和使用經(jīng)驗(yàn)，400m³以下的高爐在工業(yè)落后的地區(qū)和國(guó)家使用較為廣泛。但隨著高爐的增大，離心鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)損失、外形尺寸及風(fēng)機(jī)重量等都有較大幅度的增加，這就給制造、運(yùn)輸、安裝和維護(hù)等帶來(lái)很大的困難，而且同時(shí)還受到旋轉(zhuǎn)件——葉輪材料強(qiáng) 度、主軸剛度、電機(jī)啟動(dòng)等因素的限制，又使該風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性有所降低。而軸流式鼓風(fēng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、負(fù)荷調(diào)節(jié)性好、使用范圍寬、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、電機(jī)易啟動(dòng)等特點(diǎn)，所以在大型化和現(xiàn)代化高爐上被廣泛使用。中國(guó)在500m³以上的高爐中廣泛采用了軸流鼓風(fēng)機(jī), 在制造和運(yùn)行方面也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

鼓風(fēng)機(jī)磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)

磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)是采用磁懸浮軸承的渦輪機(jī)的一種。其主要結(jié)構(gòu)是鼓風(fēng)機(jī)葉輪直接安裝在電動(dòng)機(jī)軸延伸端上，而轉(zhuǎn)子被垂直懸浮于主動(dòng)式磁性軸承控制器上，不需要增速器及聯(lián)軸器，實(shí)現(xiàn)由高速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。由變頻器來(lái)調(diào)速的單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)，其核心是磁懸浮軸承和永磁電動(dòng)機(jī)技術(shù)。磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)主要技術(shù)特點(diǎn)有：

（1）高效葉輪：高效葉輪用三元流設(shè)計(jì)，且五軸加工技術(shù)保證了葉輪制造精度。

（2）磁懸浮軸承：無(wú)機(jī)械磨損，能量低，半永久性壽命。

（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化：風(fēng)機(jī)葉輪直接安裝于電動(dòng)機(jī)軸端，與控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，集裝于箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、簡(jiǎn)潔。

（4）安裝維護(hù)方便：無(wú)需起吊設(shè)備和高大空間，無(wú)需特殊基礎(chǔ)，維護(hù)方便，同時(shí)節(jié)約機(jī)房的基建費(fèi)用。

（5）系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)：根據(jù)用戶流量不同，允許多臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作，調(diào)節(jié)范圍廣，靈活性強(qiáng)。

磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)：

（1）節(jié)能高效：采用磁懸浮軸承，無(wú)接觸損失和機(jī)械損失，實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速無(wú)極變速調(diào)節(jié)。

（2）系統(tǒng)集成性高：具有進(jìn)口過(guò)濾器、冷卻系統(tǒng)、全自動(dòng)防喘振系統(tǒng)、停電和故障保護(hù)系統(tǒng)等，帶來(lái)了操作的安全性、方便性和可靠性。

（3）冷卻效率高：冷卻系統(tǒng)采用外置冷凝器的方式，能夠有效地保護(hù)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的隨時(shí)起停。

鼓風(fēng)機(jī)單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)

單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)是進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著“三元流動(dòng)理論”在離心式壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品。單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)上采用了三元流動(dòng)設(shè)計(jì)理論，使單極離心式鼓風(fēng)機(jī)效率高達(dá)82%以上，遠(yuǎn)優(yōu)于多極離心鼓風(fēng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上采用了軸向進(jìn)氣導(dǎo)葉調(diào)節(jié)裝置，在恒定壓力下，流量調(diào)節(jié)為額定電流的 65%~105%，單臺(tái)流量調(diào)節(jié)范圍45%-100%，使得在低負(fù)荷條件下運(yùn)行也有較高的效率，這是低速多極鼓風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。由于單極高速離心鼓風(fēng)機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、節(jié)約能源、性能范圍調(diào)節(jié)廣泛和自動(dòng)化水平高等特點(diǎn)，目前已是污水處理行業(yè)曝氣鼓風(fēng)機(jī)的主流產(chǎn)品。

鼓風(fēng)機(jī)多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)

離心鼓風(fēng)機(jī)又稱透平鼓風(fēng)機(jī)，氣體在旋轉(zhuǎn)的葉輪作用下，獲得壓力和流速的增大，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)送風(fēng)。其工作原理為當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，氣體在離心力的作用下甩出并改變流向，動(dòng)能轉(zhuǎn)換為靜壓能，從排氣口排出氣體，同時(shí)在葉輪間形成一定負(fù)壓，使外界氣體在大氣壓的作用下補(bǔ)入，達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。離心鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)葉輪數(shù)量分為多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)和單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)。多級(jí)低速離心鼓風(fēng)機(jī)正常是指轉(zhuǎn)子在2只或2只以上的葉輪串聯(lián)在同一根主軸上，至多可有八級(jí)風(fēng)葉，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為3000~3600r/min的離心式鼓風(fēng)機(jī)鬧。離心鼓風(fēng)機(jī)一般選用進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)流量與壓力，使風(fēng)機(jī)在較低的功率下運(yùn)行，不需要放風(fēng)調(diào)節(jié)，且能保持同額定工況基本相同的高效率，用于壓力流量都不穩(wěn)定的工況。

多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)的送氣量一般較大，但所產(chǎn)生的風(fēng)壓不高，出口表壓一般≤110kPa，流量一般在130m³/min左右。與羅茨鼓風(fēng)機(jī)相比，低速多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)由于具有噪聲較低、風(fēng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)可靠、效率較高等優(yōu)點(diǎn)，20世紀(jì)80年代以來(lái)，在國(guó)外的污水處理廠中逐漸取代了羅茨鼓風(fēng)機(jī)，但仍存在體積大、質(zhì)量重、流量調(diào)節(jié)性能差、效率偏低、能耗大等弊端。

鼓風(fēng)機(jī)空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)

空氣懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)是一種全新概念的離心鼓風(fēng)機(jī)，借鑒航空、航天器的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用先進(jìn)的空氣懸浮技術(shù)，采用了“高速直聯(lián)電機(jī)”和“空氣懸浮軸承"這兩個(gè)高端核心技術(shù)，改善了傳統(tǒng)單級(jí)高速渦輪鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速齒輪聯(lián)軸器、冷卻系統(tǒng)和油潤(rùn)滑系統(tǒng)等，大大提高了產(chǎn)品的技術(shù)性能及運(yùn)行可靠性。

空氣懸浮單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)采用SVS鈦合金材料，葉輪抗變形能力強(qiáng)，選擇最佳效率角度設(shè)計(jì)，效率高達(dá)88%；采用BLDCM永磁無(wú)刷超高速電機(jī)，是隨著永磁材料技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種最新型電機(jī)，更加高效節(jié)能；采用變頻調(diào)節(jié)方式，使懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)的可調(diào)范圍更寬；采用空氣自冷卻技術(shù)，可確保鼓風(fēng)機(jī)在炎熱的夏季仍保持可靠的工作性能，由于采用高速直聯(lián)電機(jī)、空氣懸浮軸承及三維模擬渦輪葉輪，大大減少了因?yàn)闄C(jī)械傳動(dòng)和機(jī)械摩擦而產(chǎn)生的能源消耗，故效率極高；空氣懸浮軸承較磁懸浮軸承壽命更長(zhǎng)，更換價(jià)格也相對(duì)低廉；啟停不依賴于電源，運(yùn)行較磁懸浮離心鼓風(fēng)機(jī)更加穩(wěn)定可靠；與羅茨風(fēng)機(jī)相比可節(jié)能25%~35%，與傳統(tǒng)多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)相比可節(jié)能15%~20%，與傳統(tǒng)單級(jí)高速離心鼓風(fēng)機(jī)相比可節(jié)能10%~15%。風(fēng)量為35~160 m³/min,最大出口風(fēng)壓達(dá)100kPa。

鼓風(fēng)機(jī)主要由下列六部分組成：電機(jī)、空氣過(guò)濾器、鼓風(fēng)機(jī)本體、空氣室、底座（兼油箱）、滴油嘴。鼓風(fēng)機(jī)靠汽缸內(nèi)偏置的轉(zhuǎn)子偏心運(yùn)轉(zhuǎn)，并使轉(zhuǎn)子槽中的葉片之間的容積變化將空氣吸入、壓縮、吐出。在運(yùn)轉(zhuǎn)中利用鼓風(fēng)機(jī)的壓力差自動(dòng)將潤(rùn)滑送到滴油嘴，滴入汽缸內(nèi)以減少摩擦及噪聲，同時(shí)可保持汽缸內(nèi)氣體不回流，此類鼓風(fēng)機(jī)又稱為滑片式鼓風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)輸送介質(zhì)以清潔空氣、清潔煤氣、二氧化硫及其他惰性氣體為主。也可按需生產(chǎn)輸送其他易燃、易爆、易蝕、有毒及特殊氣體。