简介：针对罗茨鼓风机的特点，结合国内外对降噪治理的科研成果，提出了在设计与制造上降低罗茨鼓风机工作噪声的方法，并列举了一些具体实例加以说明。

1、引言

罗茨鼓风机每次吸入、排出的风量很大并有突变现象，从而产生较大噪声，被称为机械产品的“电老虎”，特别是在高压的情况下尤甚，且风量越大、压力越高。转速越快，则噪声就越大，而现代化大生产又希望罗茨鼓风机能提供更高的压力和更大的风量。为了提高风机性能、降低噪声污染、满足环保要求，工程师们想尽了各种对策。本文从噪声源着手，在设计与制造方面提出降低噪声的一些方法。

2、噪声分析

罗茨鼓风机噪声主要包括机械噪声和气动噪声，而启动噪声又包括旋转噪声和涡流噪声。机械噪声主要又齿轮噪声、轴承噪声及管路振动噪声等。旋转噪声是在旋转叶轮掠过较窄的通道出口处时，沿周向的气动压力与气流速度都有很大的变化，使得周期性吸、排气以及瞬时等容压缩而形成的气流速度与压力脉动，产生很大的气体动力噪声（见图1）。涡流噪声又称紊流噪声，是由于紊流边界层及其脱离引起的气流压力脉动造成的。一方面，叶轮旋转时，表面形成涡流，这些涡流在表面分裂时产生了涡流噪声；另一方面，高压气体通过间隙向低压区泄漏并通过孔口、弯道时也会产生涡流噪声。这些噪声加上风机进气容积的赫姆藿兹共鸣，就时罗茨风机的噪声达到了令人难以忍受的程度。

3、结构设计

3.1设计回流孔

在机壳出风端末转子中心处开一定的U形条孔，可以减轻出风口端的压力爆发，在叶轮与机壳、墙板所形成的容腔即将进入封闭状态时，使出风口的高压气体有少量部分能回流入容腔，并使容腔与出风口气室形成一定的压力平衡。同时，当叶轮继续旋转时，容腔体积变小，压力增加，又可使得密闭容腔在大量排出气体前能通过回流孔预排，这样既可减少“死角”气体的涡流噪声，又可减少排气时由于压力过于释放造成的冲击噪声（图2）。这也是目前国内正在不断研制的“逆流冷却”技术。进气回流孔的孔道应与“死角”相连，且出口方向应与排气方向一致；孔的尺寸也不宜过大，一般取10～15mm，且夹角也应小于20度，否则会由于内泄过大而造成风量不能满足要求。

3.2设计异形进出风口

传统罗茨鼓风机的进出风口微矩形口，吸气时，真个叶轮外圆同时进入密封区，使气体突然关闭，排气时叶轮外圆又同时打开，则高压气体突然释放，使得吸入和排出气体时都会产生高噪声并伴有交大振动。将进出风口设计成异形口，吸入时密封和排出时的打开基于开口面积由最大到零和由零到最大，均为渐变，从而延缓了进排气口气体压差的变化率，起到削减周期性排气冲击噪声的作用，因此使噪声低而平稳。异形口的形式很多，从制造方便的角度出发，最常用的时菱形口或斜口，孔口的斜度与风口尺寸及机壳长度有关。通常，风口大、机壳短，宜设计菱形口（见图3）。

3.3转子串接设计法

叶轮一般作为一个整体与轴连接，若将叶轮沿轴向分成几段，则构成串接转子。每段叶轮具有相同的叶型、直径，甚至相同的长度。串接时，相邻两段叶轮周向错开一定的角度（两叶错开90度，三叶错开60度），并在机壳内或叶轮段间设置隔板，将其隔成相应的段，每一段的工作情况都与单台鼓风机相似。由于各段叶轮的工作过程有一定的时间差，使气体脉冲减少，与同长度的单一叶轮相比总排气流量不变而脉动变得更加平稳，噪声叶相对较低。