罗茨鼓风机密封区别
罗茨鼓风机的主要零部件有机壳、墙板、转子、同步齿轮、轴承及密封件等。
1、机壳
机壳为截面呈椭圆形的缸体，一般由高强度铸铁制成，输送腐蚀性气体时可采用不锈钢制造。缸体上设有进、排气孔口，外部铸有加强筋和安装脚，大多为整体结构。也有些大尺寸机壳采用水平中分结构，上、下壳体之间采用销钉定位。
2、墙板
在机壳与主、副油箱之间设有墙板。其作用一是作为端盖，将机壳两端封闭起来；二是作为支座，将转子两端支承起来。靠近轴伸端的称为前墙板,另一端的称为后墙板。有的墙板上配有侧板，装配时将侧板嵌人机壳端口，可满足转子径向定位的要求；工作时即使发生磨损，也只需要更换侧板，而不至于让整块墙板报废。
墙板一般为高强度铸铁制件。输送腐蚀性气体时，通常与机壳一样，采用不锈钢制造。
3、转子
转子通常由叶轮与轴经热套或冷压结合而成，有主动与从动之分。轴为优质碳素钢或高强度合金钢制件，从动轴相对较短。叶轮一般为髙强度铸铁制件，必要时采用不锈钢制造。小转子也可将叶轮与轴做成一个整体，采用高强度球墨铸铁铸造。为减轻重量，往往将叶轮头部做成空心结构。
转子按叶轮头数有两叶与三叶之分,按叶轮形状有直叶与扭叶之分。两叶转子均为直叶，三叶转子有直叶和扭叶两种形状。就声学性能而言，三叶优于两叶，扭叶优于直叶。但因加工条件所限，实际应用中以直叶转子居多。叶轮横断面的图形称为叶型，其轮廓线称为型线。型线由一组特定曲线组合而成，通常按其中某段曲线的名称给叶型命名。以两叶转子为例， 出了圆孤线叶型、渐开线叶型及摆线叶型等常用叶型的型线特征。h dF J 11.CO m
4、同步齿轮
同步齿轮的作用，一是传递动力，二是确定两叶轮间的间隙，保证两转子同步运转。
主、从动齿轮具有相同的啮合参数，是一对传动比等于1:1的圆柱齿轮。为了便于周向调整，从动齿轮大多由齿圈与轮毂组合而成。调整时，应按规定的旋转方向进行旋转。反向旋转时,齿轮侧隙将空置到齿槽的另一侧去，主、从动叶轮之间的间隙将随之发生变化。
齿轮有直齿、斜齿及人字齿等几种齿型，材料一般为优质碳素钢或髙强度合金钢。齿轮与轴、齿圈与轮毂之间为圆柱配合或锥度配合。采用圆柱配合时，在配合面间装有起固定作用的平键。
5、轴承
就承载而言，主要是径向载荷。当同步齿轮为直齿或人字齿时，不存在轴向力；采用斜齿轮时，会产生一定的轴向力，但载荷较小。常用轴承，有深沟球轴承、调心滚子轴承、角接触球轴承及圆柱滚子轴承等型式。圆柱滚子轴承大多作承载轴承使用其他几种轴承既可承载也可对转子起轴向定位作用。
6、密封
密封的目的，主要是防止气体和润滑油泄漏。密封的好坏，在一定程度上能反映产品设计制造水平的髙低和使用性能的优劣e特别是在输送易燃、易爆或有毒气体时，密封是关系到鼓风机能否安全运行的关键因素。
密封分为两大类。一类是固定部位的密封，如墙板与机壳之间、墙板与油箱之间以及轴承压盖与轴承座之间的密封，称为静密封;另一类是运动部位的密封，如轴端部位、轴承座尾部及轴伸部位的密封，称为动密封(或轴密封)。静密封结构简单，一般为橡胶石棉板、O形密封圈等。轴密封结构较为复杂，常用的有迷宫密封、骨架油封组、涨圈密封、填料密封和机械密封等型式。
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：罗茨鼓风机
专利名称：罗茨鼓风机墙板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种罗茨鼓风机墙板，尤其是机壳内部结构，属机械工程中泵技术领域。
背景技术：
罗茨鼓风机是一种用于输送气体的机械设备，其结构包括由机壳和前后墙板组成的气腔，机壳上有吸排气口。有一对平行的轴经轴承安装在前后墙板之间，两轴分别是主动轴和从动轴。主动轴从前墙板伸出与电机连接，两轴还在后墙板外以相互啮合的同步齿轮连接。两墙板外各以一密封罩盖与墙板密封构成油箱，其内灌注冷却润滑油，用以对轴承、 齿轮进行润滑和冷却。以往使用的罗茨鼓风机墙板是实心的板体，其所受热量只能通过内外两侧表面向气腔内气体和冷却润滑油传导、辐射，而罗茨鼓风机在工作时排气口外的气体会因压缩而产生热量，另一侧油箱温度也较高，导致墙板将热量传导给轴承，从而使轴承在高温状态下工作，降低轴承工作寿命。为解决这一问题，通常的做法是在是在密封罩盖上设置水冷结构，但这一措施增加了罗茨鼓风机结构的复杂性。
发明内容针对上述不足，本实用新型就是要提供一种使阻拦排气口热量向轴承传导的罗茨鼓风机墙板。本实用新型提供的罗茨鼓风机墙板，罗茨鼓风机的转子轴经轴承安装在墙板上， 墙板内是安装有转子的气腔，墙板外是与一密封罩盖密封构成的油箱，转子轴与墙板之间从内向外分别安装有动密封装置和轴承，所说墙板上有处于内外侧面之间且开口在墙板周边上的空气隔离腔，则墙板形成至少在转子轴安装孔周围部分支撑的、有空气夹层隔离的两层，一层为油箱壁，另一层为气腔壁。本实用新型提供的罗茨鼓风机墙板，在内外两侧之间，除必须存在的转子轴安装孔部分仍存在实体外，其余部分设置了一个空气隔离腔，且这个空气隔离腔在墙板周边有开口，使气腔和油箱产生的热量都可以从该空气隔离腔传导给空气并经辐射散热。与现有技术相比，本实用新型能通过空气的对流作用带走大量热量而具有散热效果，可有效地防止轴承受热过高而使其在高温下工作的问题，保证轴承工作在正常的温度范围内，提高轴承工作寿命，同时因不需要冷却水冷却而节能、环保。所说空气隔离腔设置在墙板内侧的机械密封装置所在层面上，由于转子轴的高速运转，机械密封装置会因摩擦发热，而气腔也在内侧一边，所以将空气隔离腔设置在近内侧，即机械密封装置外的墙板是实体被挖空的空气隔离腔，则散热效果更好，对位于近外侧的轴承的保护作用也更好。所说空气隔离腔与转子轴垂直，且上下两侧设置空气隔离腔的开口而垂直边上封闭，使空气隔离腔形成上下垂直的通道，在工作时与外界空气的温差可形成自下而上的空气流，提高散热效果。
图1为罗茨鼓风机外部结构示意图；图中1-齿轮箱，2-后墙板，3-机壳，4-吸气口，5-前墙板，6-前密封罩盖，7-主动轴，8-排气口 ；图2是图1中A——A向剖视图；图中3-机壳，4-吸气口，5-前墙板，6-前密封罩盖，7-主动轴，9-从动轴，10-空气隔离腔；图3是图1中件5的B——B视面图；图中5-前墙板，10-空气隔离腔，11-轴安装孔。
具体实施方式
一罗茨鼓风机如图1、2所示，包括机壳3、前墙板5、后墙板2组成的气腔，机壳内在同一水平面上平行地安装有一对转子轴，其中一为主动轴7另一为从动轴9，主从动轴之间经后墙板外的齿轮箱1内的同步齿轮连接，前墙板外还有前密封罩盖6，齿轮箱和前密封罩盖与前墙板所构成的都是油箱，用以密封润滑冷却液对齿轮和轴承起润滑、冷却作用。机壳上下壁分别设置吸气口 4和排气口 8。在墙板上设置有空气隔离腔10，空气隔离腔是在墙板内外侧之间挖去一部分，使两侧之间有一个空气夹层。如图3所示，除轴安装孔11周围及与机壳安装用螺丝孔周围外都是空气夹层(螺丝孔外围虽然用套管也能起到支撑作用但不便安装)，即是墙板中的空气隔离腔。该空气隔离腔与转子轴垂直，并在轴与墙板之间的机械密封装置所在平面上，因此图3中的轴安装孔实际上是机械密封装置的安装座套。另外，墙板上兼具支撑墙板内外两层、密封、方便安装的轴安装孔周围及螺丝孔周围所余留的部分，向上下方向延伸以构成导流作用，使空气隔离腔形成以这些延伸部分为左右壁的、垂直方向的导风管，随着工作时墙板温度的上升，空气在其中形成自下往上的对流。
权利要求1.一种罗茨鼓风机墙板，罗茨鼓风机的转子轴经轴承安装在墙板上，墙板内是安装有转子的气腔，墙板外是与一密封罩盖密封构成的油箱，转子轴与墙板之间从内向外分别安装有动密封装置和轴承，其特征是所说墙板上有处于内外侧面之间且开口在墙板周边上的空气隔离腔，则墙板形成至少在转子轴安装孔周围部分支撑的、有空气夹层隔离的两层，一层为油箱壁，另一层为气腔壁。
2.如权利要求1所述的罗茨鼓风机墙板，其特征是所说空气隔离腔设置在墙板内侧的机械密封装置所在层面上。
3.如权利要求1或2所述的罗茨鼓风机墙板，其特征是所说空气隔离腔与转子轴垂直， 且上下两侧设置空气隔离腔的开口而垂直边上封闭，则空气隔离腔形成上下垂直的通道。
专利摘要本实用新型提供的罗茨鼓风机墙板，罗茨鼓风机的转子轴经轴承安装在墙板上，墙板内是安装有转子的气腔，墙板外是与一密封罩盖[6]密封构成的油箱，转子轴与墙板之间从内向外分别安装有动密封装置和轴承，所说墙板[5]上有处于内外侧面之间且开口在墙板周边上的空气隔离腔[10]，则墙板形成至少在转子轴安装孔周围部分支撑的、有空气夹层隔离的两层，一层为油箱壁，另一层为气腔壁。与现有技术相比，本实用新型能通过空气的对流作用带走大量热量而具有散热效果，可有效地防止轴承受热过高而使其在高温下工作的问题，保证轴承工作在正常的温度范围内，提高轴承工作寿命，同时因不需要冷却水冷却而节能、环保。
文档编号F04C29/04GKSQ
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者高进 申请人:浙江同源鼓风机制造有限公司
原标题：罗茨鼓风机的密封形式及其应用
如今，罗茨鼓风机的应用行业越来与广泛，密封形式也多样化。罗茨鼓风机的密封主要包括主动轴轴伸、轴承座尾部油密封、墙板部轴密封三部位。其中墙板部轴密封主要是为了阻止气体泄露，而另外两个部位则是防止漏油，亦有对密封气体的要求。
一、气密封装置
我们一般将以密封气体为主的结构称为气密封装置，单独起油密封作用的称为油密封装置。罗茨风机墙板部轴密封装置通常用的有迷宫密封、填料密封、涨圈密封和机械密封等；主动轴轴伸部常用的密封装置有骨架油封组或机械密封。轴承座尾部油密封常采用回油槽结构或骨架油封组密封。
1.迷宫密封
迷宫密封是利用流体流经一系列节流间隙与膨胀空腔组成的通道，使工作介质产生节流效应，以限制泄漏的非接触式动密封。罗茨鼓风机的墙板部轴密封广泛采用迷宫密封。其密封机理可简单解释为，流体经过许多曲折的通道，经多次节流而产生很大阻力，使流体难于渗漏，从而达到密封目的。其优点是不受转速和温度的限制，结构简单，维修方便，使用寿命长。适当地增加密封齿数目，可用于高压气体的密封；如果密封件加工和组合良好，在运行中，一般不会出故障，也不需要经常更换。其缺点主要是密封零件加工精度要求高。由于密封间隙小，当机器运转不良时会发生摩擦磨损，从而降低密封性能。该种密封一般适用于输送空气的场合，在输送有毒、易燃和易爆气体时，其使用受到限制。标准型罗茨鼓风机墙板部密封一般采用该种形式的密封。
2.填料密封
填料密封是用填料填塞泄漏通道，阻止泄漏的一种密封形式。填料密封结构简单，装拆方便，成本低廉，因而得到了广泛的应用。在罗茨鼓风机的填料密封结构中，较常用的有盘根填料、成型聚四氟乙烯填料及骨架油封组填料等。因该型密封属于接触型密封，容易造成轴与油封唇口或聚四氟乙烯填料接触部位）的磨损。由于其结构简单，装拆方便，成本低廉，密封效果较好，对工作环境和维护保养要求不高，因而在化肥厂等行业一直具有较广的应用。
3.涨圈密封
涨圈密封是将若干带切口的弹性环放于密封槽中，由于涨圈本身的弹力，而使其外圆紧贴在壳体上，涨圈外径与壳体间无相对转动。气体只能通过涨圈与环形槽的缝隙向下游泄漏。工作时，涨圈在两侧气体压差的作用下，紧贴于环形槽的下游端面。进入缝隙的高压气体充满背隙空间，使涨圈外圆与密封座内孔之间的密封进一步加强，剩下的泄漏通道只有涨圈的切口。由于切口间隙很小，且在安装时将切片错位安装，经过几道涨圈密封之后，只有很少的出去。如果再加装封压气体密封装置，则密封效果更佳。因该型密封是接触型密封，因此密封效果较好，但使用时需要注脂润滑。新研制的特种材料制成的涨圈，使用时可以不加注润滑脂。
墙板部轴密封采用上述三种密封形式，当墙板结构为开式时，被输送气体不会漏进油箱，但可能向大气中泄漏。润滑油亦不会漏进机壳内。当采用闭式墙板结构时，被输送气体可能漏进油箱。作为真空泵使用，抽真空时，润滑油可能漏进机壳。
二、机械密封
机械密封又称端面密封，是一种限制工作流体沿转轴泄漏的装置。通常由静止环静环）、旋转环动环）、弹性或磁性元件、旋转环传动件和辅助密封圈等零件组成。工作时利用旋转环和静止环相对转动的两个贴合表面以及辅助密封来实现其密封功能。机械密封能否正常工作取决于两端面之间能否建立稳定、可靠的润滑液膜和及时将摩擦热导出。因机械密封具有工作可靠，泄漏量小，工作寿命长，端面磨损能自动补偿，无须经常维修，功率损耗小，且对轴没有磨损等特点，被广泛应用在机械工业、石油和化学工业等各类旋转机械中。
机械密封型密封因其结构复杂，精度要求高，价格贵，维修不便。一般只用于密封要求较高，其他密封形式不能满足的场合。
罗茨鼓风机所采用的机械密封，又分为K型机械密封与N型机械密封。K型机械密封即在主动轴轴伸处加装机械密封，墙板部轴密封采用迷宫密封或填料密封形式。因允许气体进入墙板或油箱，故墙板封闭，并要求气体对油不能有劣化作用。采用该种形式的密封，被输送气体可能漏进油箱，但极少向大气中泄漏。抽真空时，油可能漏进机壳。一般用于输送干净的工业气体（如氮气），但对润滑油有劣化的气体，不能使用该型密封形式的风机。
在罗茨鼓风机的墙板部轴密封采用四个机械密封，即通常所讲的N型机械密封”采用N型机械密封，气体泄漏极少，可近似实现零泄漏”特别是对油有劣化作用的气体，采用该密封形式的风机效果更佳。
罗茨鼓风机的密封结构多样，各种密封形式又各有千秋，因此在选用罗茨鼓风机时，除了选择合适的机型外，还应根据输送介质的特性，选择合理的密封形式。一般输送空气时，选用迷宫密封形式；化肥厂输送 C0%或半水煤气时，由于其介质不清洁，含煤焦油太多，一般选用填料密封形式的风机；对于石油、化工等行业用来输送清洁的易燃、易爆和有毒等特殊气体的罗茨鼓风机，则应选用机械密封风机。
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山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、气体增压罗茨风机、密封罗茨鼓风机等水产养殖曝气设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱增氧机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨增氧机，赢得了市场好评和认可。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。今天小编与大家一起学习一下罗茨鼓风机的密封形式及应用，以及天然气增压罗茨风机采用的机械合金密封的原理。
罗茨鼓风机的密封包括主动轴轴伸、轴承座尾部油密封和墙板部轴密封三个部位的密封。墙板部轴密封主要是阻止气体泄漏，另外两个部位除防止漏油外，有时也有密封气体的要求，比如输送天然气、煤气的罗茨鼓风机等。
气密封装置
通常将以密封气体为主的结构称为气密封装置，单独独起油密封作用的称为油密封装置。罗茨鼓风机墙板部轴密封装置常用的有迷宫密封、填料密封、涨圈密封和机械密封等；主动轴轴伸部常用的密封装置有骨架油封组或机械密封。轴承座尾部油密封常采用回油槽结构或骨架油封组密封。
1.迷宫密封
迷宫密封是利用流体流经一系列节流间隙与膨胀空腔组成的通道，使工作介质产生节流效应，以限制泄漏的非接触式动密封。罗茨鼓风机的墙板部轴密封广泛采用迷宫密封。其密封机理可简单解释为，流体经过许多曲曲折折的通道，经多次节流而产生很大阻力，使流体难于渗漏，从而达到密封目的。其优点是不受转速和温度的限制，结构简单，维修方便，使用寿命长。适当地增加密封齿数目，可用于高压气体的密封；如果密封件加工和组合良好，在运行中，一般不会出故障，也不需要经常更换。其缺点主要是密封零件加工精度要求高。由于密封间隙小，当机器运转不良时会发生摩擦磨损，从而降低密封性能。该种密封一般适用于输送空气的场合，在输送有毒、易燃和易爆气体时，其使用受到限制。标准型罗茨鼓风机墙板部密封一般采用该种形式的密封。
2.填料密封
填料密封是用填料填塞泄漏通道，阻止泄漏的一种密封形式。填料密封结构简单，装拆方便，成本低廉，因而得到了广泛的应用。在罗茨鼓风机的填料密封结构中，较常用的有盘根填料、成型聚四氟乙烯填料及骨架油封组填料等。因该型密封属于接触型密封，容易造成轴（与油封唇口或聚四氟乙烯填料接触部位）的磨损。由于其结构简单，装拆方便，成本低廉，密封效果较好，对工作环境和维护保养要求不高，因而在化肥厂等行业一直具有较广的应用。
3.涨圈密封
涨圈密封是将若干带切口的弹性环放于密封槽中，由于涨圈本身的弹力，而使其外圆紧贴在壳体上，涨圈外径与壳体间无相对转动。气体只能通过涨圈与环形槽的缝隙向下游泄漏。工作时，涨圈在两侧气体压差的作用下，紧贴于环形槽的下游端面。进入缝隙的高压气体充满背隙空间，使涨圈外圆与密封座内孔之间的密封进一步加强，剩下的泄漏通道只有涨圈的切口。由于切口间隙很小，且在安装时将切片错位安装，经过几道涨圈密封之后，只有很少的出去。如果再加装封压气体密封装置，则密封效果更佳。因该型密封是接触型密封，因此密封效果较好，但使用时需要注脂润滑。新研制的特种材料制成的涨圈，使用时可以不加注润滑脂。
墙板部轴密封采用上述三种密封形式，当墙板结构为开式时，被输送气体不会漏进油箱，但可能向大气中泄漏。润滑油亦不会漏进机壳内。当采用闭式墙板结构时，被输送气体可能漏进油箱。作为真空泵使用，抽真空时，润滑油可能漏进机壳。
机械密封
机械密封又称端面密封，是一种限制工作流体沿转轴泄漏的装置。通常由静止环（静环）、旋转环（动环）、弹性或磁性元件、旋转环传动件和辅助密封圈等零件组成。工作时利用旋转环和静止环相对转动的两个贴合表面以及辅助密封来实现其密封功能。机械密封能否正常工作取决于两端面间能否建立稳定、可靠的润滑液膜和及时将摩擦热导出。因机械密封具有工作可靠，泄漏量小，工作寿命长，端面磨损能自动补偿，无须经常维修，功率损耗小，且对轴没有磨损等特点，被广泛应用在机械工业、石油和化学工业等各类旋转机械中。
机械密封型密封因结构比较复杂，精度要求较高，价格较贵，维修不太方便。一般只用于密封要求较高，其他密封形式不能满足的场合。
罗茨鼓风机所采用的机械密封，又分为K型机械密封与N型机械密封。K型机械密封即在主动轴轴伸处加装机械密封，墙板部轴密封采用迷宫密封或填料密封形式。因允许气体进入墙板或油箱，故墙板封闭，并要求气体对油不能有劣化作用。采用该种形式的密封，被输送气体可能漏进油箱，但极少向大气中泄漏。抽真空时，油可能漏进机壳。一般用于输送干净的工业气体（如氮气），但对润滑油有劣化的气体，不能使用该型密封形式的风机。
在罗茨鼓风机的墙板部轴密封采用四个机械密封，即通常所讲的“N型机械密封”。采用N型机械密封，气体泄漏极少，可近似实现“零泄漏”。特别是对油有劣化作用的气体，采用该密封形式的风机效果更佳。
在实际工作中，也曾遇到因风机密封形式选用不合理导致风机无法满足使用工况的情况。如山东某企业，选用高炉用风机，根据其输送介质组成、使用工况等具体要求，综合考虑为其选用单机械密封风机。当时采用设备招标的形式进行购买，共有四、五家罗茨鼓风机生产厂家参加投标，厂家最终选用普通迷宫密封风机。在设备安装调试过程中，问题百出，最后不得不重新选用其他密封形式的风机。
由于罗茨鼓风机具有多种密封结构，各种密封形式又各具特点，因此在选用罗茨鼓风机时，除选择合适的机型外，还应根据输送介质的特性，选择合理的密封形式。一般输送空气时，选用迷宫密封形式；化肥厂输送CO2或半水煤气时，由于其介质不清洁，含煤焦油太多，一般选用填料密封形式的风机，如L系列填料密封风机或RR系列填料密封风机；对于石油、化工等行业用来输送清洁的易燃、易爆和有毒等特殊气体的罗茨鼓风机，则应选用机械密封风机。如是N2等对油质无劣化作用，且对轴承、齿轮等零部件无腐蚀性的惰性气体，可选用K型机械密封风机（单机械密封），否则，就须选用N型机械密封（四机械密封）风机。
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