不同的真空系統(tǒng)需要不同的真空度。因此，通常需要用一套真空機組來完成，即在不同壓力范圍內(nèi)工作的真空泵串聯(lián)起來。
高真空側的真空泵可以達到系統(tǒng)所需的真空度，而低真空側的真空泵直接與大氣相通。顯然，最簡單的真空裝置是直接排放空氣的真空泵。然而，高真空系統(tǒng)通常需要三級機組，而中等真空系統(tǒng)通常需要兩級機組。
高真空泵和低真空泵難以形成有效的高真空機組。這有幾個原因。流量連續(xù)性是其中之一。高真空泵都有前級耐壓的限制，即如果前級高于一定壓力，泵就不能正常工作。然而，當前級泵達到該臨界壓力時，泵送速度通常會降低，因此前級泵的廢氣流量可能小于主泵的廢氣流量。這種不一致性流量破壞了連續(xù)性流量的要求，并將不可避免地導致真空裝置無法正常工作。然而，如果另一個真空泵連接在高真空泵和低真空泵之間，它可以作為上下之間的連接，流量是連續(xù)的，并且每個泵可以在最佳狀態(tài)下工作。羅茨泵可以在中等真空范圍內(nèi)工作，這是最合適的，所以它也被稱為羅茨增壓泵。由于其低壓縮比，它可以在幾帕到幾百帕的范圍內(nèi)連接。當三級高真空機組進入的真空度相對較高時，由于主泵流量的廢氣明顯減少，廢氣的連續(xù)性只能由較小的前級泵來維持，這是實際應用中經(jīng)常采用的方法，從而降低了機組的能耗。
高真空機組通常需要三級機組的另一個原因是高真空泵的吸入壓力的限制。泵具有初始工作壓力，傳統(tǒng)的高真空泵在幾帕的范圍內(nèi)。因此，在主泵開始工作之前，前級泵必須預泵至該壓力。然而，直接排放大氣的前級泵通常需要很長時間來泵送至該壓力，因為泵的泵送速度隨著壓力降低而降低，特別是對于周期性泵送空氣的真空機組，需要時間來達到工作真空度。預抽時間越長，進入工作真空度越長，因此增加一臺真空泵與前級低真空泵配合，可以在短時間內(nèi)達到主泵的工作壓力，使系統(tǒng)盡快工作進入，保證設備的使用效率。
羅茨泵和油增壓泵都可以用作中型真空泵。分子增壓泵具有非常高的壓縮比，這不僅使其能夠獲得清潔的真空，而且具有優(yōu)異的高真空性能。同時，它在中等真空范圍內(nèi)也有很強的抽吸能力。這使得分子增壓泵成為目前唯一具有中高真空性能的真空泵，因此只有與低真空泵相匹配，才能形成與三級機組性能相當?shù)母哒婵諜C組。具體地，由于分子增壓泵的耐壓性高，前級泵可以容易地處于高流量狀態(tài);然而，分子增壓泵的高吸入壓力減緩了前級泵的預泵送負載。分子增壓泵可以在100-50Pa下工作。前級泵從大氣到該壓力的壓力基本上遵循每經(jīng)過一段時間壓力降低一個數(shù)量級的規(guī)律。因此，該機組可以具有非常高的泵送效率。簡化高真空裝置和取消羅茨泵是分子增壓泵的另一個優(yōu)點。對于較大的高真空應用設備，前級泵的預抽能力也可適當加強，以進一步縮短泵送時間。由于預抽時間與整個排氣過程相比非常短，所以前級泵的使用時間也非常短，所以它也可以作為多臺設備的預抽功能，這通常是非?，F(xiàn)實的。這大大簡化了大規(guī)模應用的真空裝置。
在一些中等真空應用中，需要進入10-1Pa的范圍，這對于羅茨泵的二級機組來說通常是難以實現(xiàn)的。然而，使用與兩級羅茨泵串聯(lián)的三級機組可以將真空度增加一個數(shù)量級和進入10-1Pa，因此三級機組也通常用于中等真空應用中。由于分子增壓泵能以10-1Pa的全速泵送，它也能代替三級介質(zhì)真空裝置中的兩級羅茨泵。一般來說，分子增壓泵可以完全取代在中真空低壓范圍內(nèi)長期工作的羅茨泵泵。但是，在介質(zhì)真空的高端壓力范圍內(nèi)長時間工作的羅茨泵應該比較少，因為在這個壓力范圍內(nèi)的前級泵往往具有很強的泵送速度。
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