技術領域：
本實用新型涉及一種羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，屬機(jī)械裝置。
技術背景羅茨式鼓風機廣泛運用於(yú)環保、電力、石油、化工、糧食輸送等工業領域。單台羅茨式鼓風機能承受的負載壓力較低，一般小於(yú)0.1MPa，當要求負載壓力超過0.1Mpa，都採(cǎi)用兩台羅茨風機串聯的形式，但兩台風機串聯形式的兩級風機存在不足，表現在1、兩台羅茨風機串聯形式，中間需設有冷卻器，來冷卻一級的出風溫度，導緻風機占地面積大、結構複雜、耗材多；2、兩台羅茨風機相當與兩個噪聲源産生噪音疊加，導緻風機噪音高。
發明内容
本實用新型正是爲瞭(le)克服上述不足，提供一種體積小、耗材少，噪音低的單級多段羅茨風機，其創新點在於(yú)将多台風機設計成一體，通過内部分段壓縮以達到中高壓，具體是這樣來實現的單級多段羅茨鼓風機，包括風機殼體、油箱、風機殼體内的葉輪軸，其特征在於(yú)葉輪軸是二段或多段葉輪軸的連體結構。本實用新型採用内部分級壓縮，葉輪相當與兩台或多台單級風機葉輪長度之和，使風機内部形成高壓高溫空氣，爲瞭(le)防止風機軸在高壓高溫下産生較大變形，可加錦工機軸徑。；風機内部採用分段壓縮，後段比前段承受的壓力要高得多，這樣，後段的高壓空氣勢必要有一部分洩露到前一級段，爲瞭(le)防止洩露，提高效率，在與中間連接軸交接處的兩葉輪殼體外側槽内均嵌置密封件，密封件可以是聚四氟乙烯，也可以是其它高性能密材料，保證各段間的軸封。
風機由於(yú)使用壓力高，風機溫升高，爲瞭(le)降低風機工作溫度，風機殼體和油箱上均置有冷卻水裝置。
本實用新型單(dān)級多段風機採(cǎi)用内部分級壓縮，不需設中間冷卻器，占地面積、兩段風機重量隻有兩級風機的1/3，材料成本大大降低，組裝精度易保證，能耗少，風機噪音大大降低。
附圖爲本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例1，單級兩段羅茨鼓風機，包括風機殼體(5)、油箱(4)、風機殼體(5)内的葉輪軸，葉輪軸是二段葉輪軸(1，3)的連體結構，與中間連接軸交接處(chù)的兩葉輪軸(1，3)殼體外側(cè)開有溝槽，槽内均嵌置密封件(2)，風機殼體(5)和油箱(4)上均置有冷卻水裝置(6)。
實施例2，參(cān)考實施例1，單(dān)級多段羅茨鼓風機，風機殼體(5)内的葉輪軸是若幹段(二段以上)葉輪軸的連體結構。
權利要求1.單(dān)級多段羅茨鼓風機，包括風機殼體、油箱、風機殼體内的葉輪軸，其特征在於(yú)葉輪軸是二段或多段葉輪軸的連體結構。
2.根據權利要求1所述的單級多段羅茨鼓風機，其特征在於(yú)與中間連接軸交接處的兩葉輪殼體外側(cè)開有溝槽，槽内均嵌置密封件。
3.根據權利要求2所述的單(dān)級多段羅茨鼓風機，其特征在於(yú)密封件是聚四氟乙烯。
4.根據權利要求1所述的單(dān)級多段羅茨鼓風機，其特征在於(yú)風機殼體和油箱上均置有冷卻水裝置。
專利摘要單(dān)級多段羅茨鼓風機，屬機械裝置，包括風機殼體、油箱、風機殼體内的葉輪軸，葉輪軸是二段或多段葉輪軸的連體結構，採(cǎi)用内部分級壓縮，不需設中間冷卻器，占地面積、兩段風機重量隻有兩級風機的1/3，材料成本大大降低，組裝精度易保證，能耗少，風機噪音大大降低。
文檔(dàng)編(biān)号F04C18/18GKSQ
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年7月26日 優先權日2005年7月26日
發(fā)明者謝維民, 杜曉林 申請(qǐng)人:謝維民, 杜曉林
羅茨鼓風機屬於(yú)容積式鼓風機，是回轉式鼓風機的一種，利用兩個葉形轉子或三個葉形轉子在氣缸内做相對運動來輸送氣體。由於(yú)轉子的不斷旋轉，被抽氣體從(cóng)進氣口吸入到轉子與泵殼之間的空間内，再經排氣口排出，氣體經羅茨風機沒有内壓縮過程。
羅茨鼓風機結構簡單運行平穩、可靠，機械效率高，便於(yú)維護和保養，對於(yú)被輸送氣體中所含的粉塵、液滴和纖維不敏感；當壓力在一定範圍内變化時，轉速不變，則流量爲一常數；運行時适應性強，在流量要求穩定而阻力變化幅度較大時，可以自動調節；與離心風機相比價格低。但噪聲大，存在潤滑油向氣缸滲漏的缺點，同時其風量調節隻能採(cǎi)用調節轉速法和旁路放風閥法，調節轉速法由於(yú)羅茨風機採(cǎi)用恒轉矩負載，轉速不可調節，而旁路放風閥法則造成能量浪費。當然，對變頻改造後的羅茨風機，在小流量、變流量時效率較高，可達95%以上；效率一般在70%左右，較離心風機相比效率較低，特别是在流量高於(yú)100m3/min時，功耗較大。目前，在國外的污水處理系統中，羅茨鼓風機由於(yú)存在容量小、噪聲大、效率低、和運行維護費用高等問題，已經被淘汰。
羅茨鼓風機的性能曲線主要指風量（Q）和壓力（P）變化關系的曲線Q-P及軸功率（N）和壓力變化關系的曲線N-P。通過羅茨風機的性能曲線可以看出，在一定轉速下，羅茨鼓風機的壓力變化量較大時，風量的變化量非常小，基本不變；而功率曲線表明，功率随著(zhe)壓力的增高而增加。因此，羅茨鼓風機特别适用於(yú)管網阻力多變而風量要求基本穩定的場合，我國小型市政和工廠污水處理中應用較多。
02、多級離心鼓風機
離心鼓風機又稱透平鼓風機，氣體在旋轉的葉輪作用下，獲得壓力和流速的增大，可以實現連續送風。其工作原理爲當電機轉動從而帶動風機葉輪旋轉，氣體在離心力的作用下甩出並(bìng)改變流向，動能轉換爲靜壓能，從排氣口排出氣體，同時在葉輪間形成一定負壓，使外界氣體在大氣壓的作用下補入，達到連續鼓風的目的。離心鼓風機根據葉輪數量分爲多級離心鼓風機和單級離心鼓風機。多級低速離心鼓風機正常是指轉子在2隻或2隻以上的葉輪串聯在同一根主軸上，至多可有八級風葉，轉子轉速爲3000～3600r/min的離心式鼓風機[4]。離心鼓風機一般選用進口節流調節流量與壓力，使風機在較低的功率下運行，不需要放風調節，且能保持同額定工況基本相同的高效率，适用於(yú)壓力流量都不穩定的工況。
多級離心鼓風(fēng)機的送氣量一般較大，但所産(chǎn)生的風(fēng)壓不高，出口表壓一般不高出110kPa,流量一般在130m3/min左右。
與羅茨鼓風機相比，低速多級離心鼓風機由於(yú)具有噪聲較低、風機運行平穩可靠、效率較高等優點，20世紀80年代以來，在國外的污水處理廠中逐漸取代瞭(le)羅茨鼓風機，但仍存在體積大、質量重、流量調節性能差、效率偏低、能耗大等弊端。
03、單(dān)級高速離心鼓風(fēng)機
單級高速離心鼓風機是從20世紀90年代開始，随著(zhe)“三元流動理論”在離心式壓縮機和鼓風機設計上的應用而發展起來的。單級離心鼓風機採用齒輪箱增速，在齒輪箱内用機油潤滑和冷卻。但單級離心鼓風機由於(yú)隻有一個葉輪，不可能産生較大的風壓，它的出口壓力多在50kPa以内，流量在18～1050m3/min，一般80m3/min左右。
單級高速離心鼓風機採(cǎi)用瞭(le)三元流動理論進行設計，使其更加符合流體流動規律，其葉輪效率較採(cǎi)用二元葉輪的多級低速離心鼓風機有很大的提高，而且是一級結構，流道短、損失較小，使其效率較多級低速離心提高10%～15%，可高達82%；在結構上採(cǎi)用瞭(le)軸向進氣導葉調節裝置，在壓力恒定時，流量調節爲額定流量的65%～105%，使其在低負荷條件下也可以達到較高的運行效率，這是羅茨鼓風機所沒有的優點；採(cǎi)用自動化監控系統，自動化程度高；採(cǎi)用組裝式整體結構，與同流量和壓力的多級離心式鼓風機相比，節約消耗，重量一般少70%，占地面積約小50%；同時三元流動葉輪比普通二元流動葉輪直徑要小30%～40%，故其轉子轉動慣量較小，機組的啓動和停車時間短，無需高位油箱和蓄能器，使鼓風機轉速可達r/min。
由於(yú)單級高速離心鼓風機具有重量輕、體積小、節約能源、性能調節範圍廣泛、效率高和自動化水平高等優點，早已在國外取代多級低速離心式得到廣泛應用，是目前污水處理行業的主流産(chǎn)品。目前，國外生産(chǎn)單級高速離心鼓風機的廠家主要有美國的英格索蘭、日本的川崎重工、德國的德馬克和瑞士的蘇爾壽等，國内的廠家主要有沈陽鼓風機廠、杭州制氧機廠和陝西鼓風機廠等。
羅茨風機适用於(yú)100m3/min以内較小流量的處理設備(bèi)，能耗與離心式相差不大，流量調控好，變水位效率高，且價格低，總體價格經濟效益好，主要用於(yú)小型市政污水及工廠污水處理，特别是适合CAST工藝（循環式活性污泥法）污水處理廠。
多級離心風機适用於(yú)流量範圍在100～400m3/min的情況下，雖然成本較羅茨風機稍高，但其能耗低，長(zhǎng)期綜合效益最佳，主要用於(yú)中小型市政污水處理廠。
單級高速離心鼓風機無法採用變頻調速，在滿負荷時效率高，但當流量減少時，功耗並(bìng)不是同比減小，因此部分負載的效率低，能耗大，主要适用於(yú)大中型污水處理廠。
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目前，污水處理廠(chǎng)大多採(cǎi)用活性污泥法進行污水處理，而其中污水曝氣是其關鍵工藝環節。常用的污水處理風機有羅茨鼓風機,多級離心風機、單級高速離心風機，下面錦工重工和大家來探讨一下，這三種類型風機應該如何選擇。
一、能耗對比
從圖中可以看出：
1、在流量較小時,羅茨風(fēng)機、單(dān)級高速離心風(fēng)機以及多級離心風(fēng)機效率差異不大；
2、在流量較大時羅茨式轉速無法提高，相對(duì)效率較低；單(dān)級高速離心風機以及多級離心風機差距較小。
二、投資成本對比
三種風(fēng)機的投資成本對(duì)比
污水處(chù)理廠(chǎng)三種風機流量單位成本曲線圖
從圖中可以看出：
1、小流量範(fàn)圍宜選用SR羅茨風(fēng)機：在小流量範(fàn)圍内，三種風(fēng)機能耗相差很小，但是羅茨鼓風(fēng)機的成本低,性價比好。
2、中流量範圍宜選用多級離心風機：雖然採(cǎi)購成本高於(yú)羅茨風機，但是其能耗低、效率高,性價比好。
3、大流量範(fàn)圍宜選用單(dān)級高速離心風機：單(dān)級離心成本低，能耗低低，性價比好好。
三、風機選擇
1、對於(yú)小型污水處理廠(chǎng)可選擇羅茨風機，雖然相對單級高速離心風機以及多級離心風機效率差一些,但因價格低,總體價格經濟效益可能是最好的；
2、對於(yú)中型污水處理廠，宜選擇經濟實用的採(cǎi)用變頻調速技術的多級離心風機，具有很好的性能價格比,長期綜合經濟效益佳；
3、對於(yú)大型污水處理廠(chǎng)宜選擇單級高速離心風機。
污水處理風機該選擇羅茨風機還是單級、多級離心風機？山東錦工重工機械有限公司專業生産制造各類羅茨風機、羅茨真空泵、MVR蒸汽壓縮機、回轉風機等設備(bèi)，承接氣力輸送系統工程，生産旋轉供料器、倉(cāng)泵、料封泵、旋轉閥等各類氣力輸送設備(bèi)，綜合以上所講如有遺漏或問題歡迎咨詢錦工在線客服。
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1、工況情況不同
我們知道普通的離心風機風量大、壓力小，在性能方面，離心風機面對壓力變(biàn)化時，風量變(biàn)化較大，這些知識也是我們在之前提到過是（離心風機與羅茨風機的區别），其優點(diǎn)是：風量大、造價低、噪音小、節約能源。
離心風機在污水曝氣方面的使用，多針對水池淺的情況下，在其合理的壓力範圍内，如果壓力變(biàn)化較大，則可能出現風量不足的情況。當然，您可能會說，多級離心鼓風機、單級高速離心鼓風機可以适應較高的壓力，且風量能夠滿足且穩定，這就引出瞭(le)下面的問題。
2、多級離心鼓風(fēng)機與單(dān)級高速離心鼓風(fēng)機的優劣
與羅茨風機相比較而言，多級離心鼓風機與單級離心鼓風機，能夠提供更大的風量，也有些較爲寬泛的壓力範圍，但是爲何很少有污水處理廠(chǎng)家採(cǎi)用這類風機呢？原因是：造價太高！上面兩種風機，造價較高，技術工藝較高，在使用後期如果存在一定的問題，則隻能返廠(chǎng)維修，市面上很少有專業維修此類風機的。
3、羅茨鼓風機的優勢
羅茨鼓風機在污水處(chù)理方面的優缺點，相必大家都有所瞭(le)解，優勢：流量範圍廣、壓力範圍廣、風量穩定、造價低，其也存在一定的劣勢：噪音值高、能耗高，這兩個缺點是常被消費者诟病的地方。
4、相比較(jiào)而言如何選(xuǎn)擇？
普通離心風(fēng)機：能耗低、噪音低、造價低、風(fēng)量範(fàn)圍高、壓力範(fàn)圍低；
單(dān)級高速離心鼓風機：能耗低、噪音低、造價高、風量範(fàn)圍高、壓力範(fàn)圍廣；
羅茨風(fēng)機：風(fēng)量範(fàn)圍廣、造價低、能耗大、噪音大、壓力範(fàn)圍廣；
當我們的工況情況在普通離心風機範圍内，我們建議選擇普通離心風機，而如果超出瞭(le)離心風機的範圍，我們建議選用羅茨風機，從中短期來看，選擇羅茨風機最合理；如果您想從長遠來看，那就選擇單級高速離心鼓風機一類，長期下來，單級高速離心鼓風機較爲節省，也就是我們常說的，買著(zhe)貴用著(zhe)省。
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目前國内大多數污水處理廠採(cǎi)用的工藝是鼓風曝氣工藝，而這種工藝需要風機來曝氣，常用的污水處理風機有羅茨鼓風機,多級離心風機、單級高速離心風機，下面小編(biān)就和大家來探讨一下，這三者應該如何選擇：
三種風機能耗對比
目前國内的市政污水廠的風機以進口産(chǎn)品居多,下面比較是建立在進口風機的各項參(cān)數上，三種風機的能耗對比見下圖:
三種風(fēng)機(jī)流量—功率曲線圖
在流量較小時,三種風機效率差異不是很顯著；對(duì)於(yú)大流量風機,由於(yú)羅茨式轉速無法提高,效率較低;另兩種離心風機差距較小。
三種風(fēng)機的投資成本對(duì)比
三種風(fēng)機流量—單(dān)位流量成本曲線圖
從(cóng)上面曲線圖(tú)可以看出：
①小流量範(fàn)圍：三種風(fēng)機的能耗相差很小,但是羅茨鼓風(fēng)機的成本最低,性價比最好。
②中流量範(fàn)圍：雖然多級離心風(fēng)機成本比羅茨鼓風(fēng)機稍高,但是其能耗低、效率高,性價比最好。
③大流量範(fàn)圍：單(dān)級離心成本最低,能耗也最低,性價比最好。
離心風(fēng)機的流量調(diào)節-部分負載功耗
從(cóng)上面曲線圖(tú)可以看出：
①部分負載:在進行風機選型時,流量和壓力會有一定的設計餘量,特别是流量,一般會有20%～30%的餘量;同時由於(yú)污水量和水質的波動,每時每刻所需的風量也在變(biàn)化。所以嚴格地說,風機總是在部分負載而總是滿載,因而必須對風機的流量進行調節。
②單級離心風機流量調節:必須採(cǎi)用進口導葉和出口導葉調節,但當流量減小時,功耗並(bìng)不是同比例減小(如上圖示),因此部分負載的效率低,能耗大。
③多級離心風機流量調節:一般採(cǎi)用入口蝶閥手動或自動調節,但節能效果與單(dān)級一樣不理想。
結論
由上面的比較可見,三種風機各有優勢(這正是它們同時存在的理由)。風機選型沒有最好的,隻有最适合的。不同規模的污水處(chù)理廠(chǎng),不同的工藝,不同的投資目的,不同的使用條件得出的最佳選擇可能不同。
①對於(yú)小型污水處理廠(chǎng),選擇簡單可靠的羅茨風機是最好的,雖然效率差一些,但因價格低,總體價格經濟效益可能是最好的；
②對於(yú)中型污水處理廠,選擇經濟實用的多級離心機是最好的,特别是變(biàn)頻調速多級離心機,具有極高的性能價格比,長期綜合經濟效益佳；
③對於(yú)大型污水處理廠(chǎng),單級高速離心風機是最佳選擇。
羅茨風機與單(dān)級、多級離心鼓風機的主要區别，不同的風機有著(zhe)不同的适用範圍，羅茨風機、多級離心風機和單(dān)級高速離心風機各自的流量範圍也有較大的差異。
1、羅茨鼓風機的特點
①價格相對低；比較簡單的回轉機械，易於(yú)控制和設備(bèi)維修保養；
②壓力随背壓變(biàn)化；小流量高速風(fēng)機效率較高；
③效率一般來說低於(yú)多級、單(dān)級離心風機；
④流量大於(yú)120m3/min時占地面積(jī)大。
2、多級離心風(fēng)機的特點(diǎn)
①低轉速機(jī)械，可靠系數高，使用周期長(zhǎng)；
②訂購成本相對高；
③易於(yú)運用全風冷式設計，無冷卻水相關的故障和維修保養費(fèi)用；
④實際操作設備(bèi)維修保養比較簡單，無需有著(zhe)特訓的實際操作檢修工作人員；
⑤滿載效率高於(yú)羅茨鼓風機，略低於(yú)單(dān)級離心風機；
⑥電機功率低於(yú)400kW的機型可選用變頻調速和直連驅動的方式，可大幅度提高一部分負載的工作效率。在絕大多數工況下，變頻調速的多級離心機效率會高於(yú)單級離心機，由於(yú)一部分負載是污水處理廠最典型性的工況，因此多級離心風機相對於(yú)大中小型污水處理廠而言有著(zhe)更加好的性能價格比和良好的長短期效益；
⑦噪音低於(yú)羅茨鼓風機和單(dān)級離心風機；
⑧單(dān)機流量在100～400m3/min時有著(zhe)最好的性能價格比
3、單(dān)級高速離心鼓風機特點(diǎn)
①高轉速(一般來(lái)說超過(guò)20000r/min)，噪音高；
②滿載效率高，沒法運用變(biàn)頻調(diào)速，部分負載耗能高；
③大流量相對(duì)性占地面積(jī)小；
④控制系統十分複雜，潤滑系統十分複雜，設備(bèi)維修保養比較複雜，設備(bèi)大修需用請生産(chǎn)制造原裝廠支持；
⑤需用有著(zhe)特訓的實際(jì)操作工作人員；
⑥機械設備(bèi)投資大；單機流量大於(yú)300m3/min的性能價格比高。
羅茨風機與單級、多級離心鼓風機的主要區别，山東錦工環保設備(bèi)有限責任公司專業生産(chǎn)制造三葉羅茨風機（曝氣、氧化、反吹風機）、羅茨真空泵、氣力輸送設備(bèi)，綜合上述若有遺漏或設備(bèi)難題可在下方留言或電話咨詢!
? 在城鎮中小型污水處理廠(chǎng)工藝設計中，其曝氣系統通常採(cǎi)用鼓風曝氣的方式。目前在我國城市污水處理系統中,曝氣風機的能耗占整個污水處理系統能耗的60%以上。因此，選擇哪種曝氣鼓風機就顯得尤爲重要。
? 鼓風(fēng)機(jī)基本類型和分析比較
1.單(dān)級高速離心式鼓風(fēng)機：
是把電動機的機械能轉變爲氣體壓力能的一種旋轉葉片機械，具有調節進風口導葉角度或變頻調速達到45～百分100的風量調整範圍。在出口壓力變化不大的情況下,單級高速風機在設計工況點上運行時,其鼓風機效率比多級風機高約百分之3-百分之5,比羅茨風機效率高約百分之15-百分之20。單級風機由於(yú)其採(cǎi)用高速風機,不需多級傳動,在需風量較大的情況下,具有明顯的體積和重量優勢,但由於(yú)高速運轉噪音較大。單級高速離心風機在各類風機中屬於(yú)較高的類别，其結構複雜。技術含量高。其維修更換費用也較高，不利於(yú)降低成本。
2.多級低速離心式鼓風(fēng)機(jī)：
其工作原理與單級高速離心式鼓風機基本相同，區别在於(yú)多級低速風機是氣體通過多級串聯的葉輪經過幾級連續壓縮，獲得所需風量風壓。多級離心鼓風機由於(yú)其採(cǎi)用多級葉輪輸送介質，可滿足較高的出口壓力要求。但在出口流量很大的情況下，風機爲滿足出口壓力和流量，其體積和重量與單級高速離心風機相比，已不具備明顯優勢。因此，在風機出口流量大於(yú)300m?/min時多選擇單級高速離心式鼓風機。
3.羅茨鼓風機：
羅茨鼓風機和電機通過皮帶連接，将本機體内的氣體由進氣腔内壓縮推送至排氣口後排出，達到鼓風的目的。根據羅茨鼓風機的出口壓力與流量的性能曲線，随著(zhe)出口壓力較大幅度變化的情況下。羅茨鼓風機流量隻作小幅度波動，由於其對變壓頭适應性強，更适合變液位系統窄幅調整風機風量。在恒壓工況狀态下效率比離心鼓風機低百分之10以上。在滿足小風量運行情況下，具有明顯的體積和重量優勢。羅茨鼓風機結構簡單、日常維護量小、維修及更換成本較低。故在城鎮小型污水處理廠中有瞭(le)廣泛使用。
由此可看出，在日處理量低於(yú)3萬噸的小型污水處理廠來說，選擇羅茨鼓風機是較爲合适的。在日處理量3-10萬噸的污水處理廠來說，更多的就要考慮其風機性能、效率及調控方式的選擇瞭(le)。
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1、單級羅茨風機
單(dān)級羅茨風機在輸送氣體時隻會經過一次升壓，也就是說，輸送的空氣壓力保持不變(biàn)，不會出現逐級遞升的過程。
2、雙級串聯羅茨鼓風(fēng)機(jī)
雙級串聯羅茨鼓風(fēng)機氣體在輸送過程中，會經過二次升壓，将氣體的壓力升到更高的階段，期間會釋放更多的熱量。羅茨鼓風(fēng)機風(fēng)量爲多少?單(dān)級雙級分開來說!
3、前兩者的區别
單(dān)級羅茨鼓風機針對的是壓力較小的工況，而雙級串聯針對的是壓力更高的工況，升壓的過程需要對設備(bèi)還有氣體進行降溫，保證輸送線路的安全。
4、多級離心風機
多級離心鼓風機是多級升壓的主要代表，多級離心鼓風機的氣體會經過多級升壓，也能夠達(dá)到羅茨風機的一些性能，且有些方面能夠比羅茨鼓風機完成的更爲出色，但是價格相對(duì)較高，且維修起來相對(duì)麻煩。
單級風機與多級風機的主要區别就是升壓的過程，給氣體升一次壓我們較多單級風機，對氣體多級升壓，我們稱之爲多級風機，而風機的類型是回轉式還是離心式，主要取決於(yú)風機的主要結構還有工作形式。如果您有羅茨鼓風機的採(cǎi)購問題，可以聯系我們的官方客服熱線
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