羅茨風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式分為臥式和立式兩種。臥式羅茨風(fēng)機(jī),它由兩個(gè)三葉形轉(zhuǎn)子、機(jī)殼、兩根平行軸組成。機(jī)殼可分為帶有水冷、氣冷和不設(shè)冷卻裝置三類。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是在兩軸的同端裝有式樣和大小完全相同的、且互相嚙合的兩個(gè)齒輪,使主動(dòng)軸直接與電動(dòng)機(jī)相連,并通過齒輪帶動(dòng)使從動(dòng)軸作相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,能排擠出兩倍陰影體積的空氣,因而主動(dòng)軸每旋轉(zhuǎn)一周就排擠出4倍陰影體積的空氣。羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口合理的布置應(yīng)為:上端進(jìn)風(fēng)下端排風(fēng)(對(duì)臥式而言),這樣可以利用高壓氣體抵銷一部分轉(zhuǎn)子與軸的重力,降低軸承壓力,減少磨損。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)的理論風(fēng)量為qvt=4Aonl,式中A為轉(zhuǎn)子在垂直位置時(shí)與機(jī)殼內(nèi)壁所包圍的面積,計(jì)算中近似取它等于轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)所描繪的面積πD2/4的1/3,A0=l/3xπD2/4=πD2/12。因而,得出理論風(fēng)量為qvt=4x(πD2nl)/12=1/3πD2nl。
由于轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)于間、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間有縫隙存在,空氣將會(huì)漏回至吸風(fēng)側(cè),因而實(shí)際輸氣量小于理論風(fēng)量,即qv=ηvqvt=πD3nlηv
D——腰形轉(zhuǎn)子直徑。即轉(zhuǎn)子兩頂點(diǎn)間距離m;
L–腰形轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度m;
n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)rpm;
ηv——容積效率,一般ηv=0.75-0.85。
從理論分析可知,只要電動(dòng)機(jī)能帶動(dòng),鼓風(fēng)機(jī)就可在任何壓強(qiáng)下工作。但是,如出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口壓強(qiáng)相差過大,就會(huì)有大量空氣經(jīng)間隙漏回至進(jìn)口,導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)效率降低;同時(shí),轉(zhuǎn)速過高,也可能引起機(jī)器振動(dòng)而縮短壽命,故出風(fēng)口壓強(qiáng)不宜過高。國(guó)產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的靜壓在19620~Pa之間,風(fēng)量在0.25-250m3/min(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下),一般轉(zhuǎn)速有580、730、960及1450rpm。
取鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口斷面,列出包含有鼓風(fēng)機(jī)機(jī)械能的方程,就可得出能量出L:L=∫21
式中,與氣體熱力學(xué)過程有關(guān)。由于在羅茨鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)氣體為絕熱壓縮,其能量頭L。為鼓風(fēng)機(jī)壓縮lJ氣體所謂耗茁式中:——吸氣空間的絕對(duì)壓力,h;
c——?dú)怏w的等熵指數(shù)。
在全壓中,動(dòng)壓所占的比重較小,可以忽略表示風(fēng)機(jī)的壓強(qiáng),則鼓風(fēng)機(jī)的有效功宰戶。為
g——鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量