螺杆风机的工作原理

螺杆风机（通常指双螺杆式风机）是一种容积式风机，其核心工作原理基于两个相互啮合的螺杆转子（阳转子和阴转子）在密闭腔体内的旋转运动，通过周期性改变腔体容积来实现气体的吸入、压缩和排出。以下是其详细工作原理：

1. 基本结构

  双螺杆转子：由一对精密加工的螺旋形转子组成，分为阳转子（主动转子）和阴转子（从动转子），两者的螺旋齿数通常不同（如4:6或5:6），通过齿轮同步反向旋转。

- 同步齿轮：确保两个转子保持精确啮合，避免直接接触，减少磨损。

- 壳体：包围转子的密闭腔体，设有进气口和排气口。

2. 工作过程

螺杆风机的工作分为三个阶段：

 （1）吸气阶段

- 转子旋转时，进气口侧的齿槽逐渐分离，形成负压，外部气体被吸入腔体。

- 随着转子转动，气体被封闭在由转子和壳体形成的密闭腔室中。

 （2）压缩阶段

- 转子的螺旋齿持续啮合，密闭腔室的容积逐渐减小，气体被轴向推动并向排气口方向移动。

- 由于容积减小，气体压力逐渐升高（压缩过程为等容压缩或接近等熵过程）。

 （3）排气阶段

- 当腔室与排气口连通时，压缩后的气体被强制排出系统。

- 转子的连续旋转使吸气、压缩、排气过程循环进行，实现气体的连续输送。

3. 核心特点

- 无接触运行：转子间通过同步齿轮保持微小间隙，依靠润滑油或密封气体形成保护膜，避免摩擦，寿命长。

- 高效稳定：流量与转速成正比，输出压力稳定（通常0.1~1.5 bar），适合中低压场景。

- 低脉动、低噪音：连续压缩过程减少了气流脉动，运行平稳。

- 结构紧凑：相比活塞式风机，体积小且维护简单。

4. 关键参数

- 压缩比：由转子长度和螺旋设计决定，通常单级压缩比不超过4:1。

- 容积效率：取决于转子间隙控制（间隙过大会导致内泄漏）。

- 润滑方式：分喷油式（油润滑冷却）和无油式（依赖精密加工和气体密封）。

5. 应用领域

- 气体输送：如污水处理曝气、气力输送、真空系统。

- 工业流程：用于压缩空气、天然气、沼气等。

- 特殊环境：易燃易爆气体输送（需防爆设计）。

6. 与离心风机的区别

- 压力范围：螺杆风机适合中低压（<1.5 bar），离心风机适合更低压力、更大流量。

- 流量调节：螺杆风机流量通过转速调节更精准，离心风机依赖阀门或导叶。

- 效率：在部分负载工况下，螺杆风机效率更高。 

螺杆风机通过双螺杆转子的啮合运动实现气体的连续压缩，结合了高效性、可靠性和低维护需求，在中低压气体输送领域具有显著优势。其性能核心在于精密加工的转子型线和同步控制技术。