三、不同的真空系統(tǒng)要求的真空度不同。因此往往必須由一套真空機(jī)組來(lái)完成。即由工作在不同壓力范圍的真空泵串接起來(lái)，高真空一側(cè)的真空泵能達(dá)到系統(tǒng)要求的真空度，而低真空一側(cè)的真空泵是直排大氣的。顯然最簡(jiǎn)單的真空機(jī)組就是一臺(tái)直排大氣的真空泵。但高真空系統(tǒng)一般需要三級(jí)機(jī)組，中真空一般需要二級(jí)機(jī)組。一臺(tái)高真空泵和一臺(tái)低真空泵難于組成有效的高真空機(jī)組。
這有幾方面的原因。流量的連續(xù)性就是其中之一。高真空泵都有前級(jí)耐壓的限制，即前級(jí)高于某一壓力，泵就不能正常工作。而當(dāng)前級(jí)泵達(dá)到這一臨界壓力時(shí)，往往抽速會(huì)減小，這樣前級(jí)泵的排氣流量可能會(huì)小于主泵的排氣流量，這種流量的不一致破壞了流量連續(xù)性的要求，必然會(huì)引起真空機(jī)組不能正常工作。但如在高低真空泵之間再連接一臺(tái)中真空泵，便可起到承上啟下的作用，流量連續(xù)，而且各泵皆可工作在最佳狀態(tài)。羅茨泵能工作在中真空范圍，是最適合的，故又稱羅茨增壓泵，由于其壓縮比不高，正好可連接幾Pa至幾百Pa的范圍。當(dāng)三級(jí)高真空機(jī)組進(jìn)入較高的真空度時(shí)，由于主泵的排氣流量明顯減少，此時(shí)僅靠一臺(tái)較小的前級(jí)泵便可維持抽氣的連續(xù)性，在實(shí)際運(yùn)用中這是經(jīng)常采用的方法，這樣可減少機(jī)組的能耗。高真空機(jī)組往往需要三級(jí)機(jī)組的另一個(gè)原因歸結(jié)于高真空泵的吸入壓力的限制。泵都有起始工作壓強(qiáng)，傳統(tǒng)的高真空泵都在幾Pa的范圍。因此前級(jí)泵必須預(yù)抽到這一壓力主泵才能開(kāi)始工作。但直排大氣的前級(jí)泵抽至這一壓力往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)殡S著壓力降低泵的抽速在減小，特別是對(duì)于周期性抽氣的真空機(jī)組，對(duì)達(dá)到工作真空度的時(shí)間是有要求的，預(yù)抽時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)入工作真空度的時(shí)間也越長(zhǎng)，故增加一臺(tái)中真空泵與前級(jí)低真空泵配合，可在較短的時(shí)間達(dá)到主泵可以工作的壓力，這樣可以使系統(tǒng)盡快地進(jìn)入工作壓力，保證了設(shè)備的使用效率。
羅茨泵和油增壓泵都可以作為中真空泵，分子增壓泵有極高的壓縮比，這除了使它能獲得清潔真空外還具有優(yōu)異的高真空性能，同時(shí)在中真空范圍也有超強(qiáng)的抽氣能力。這就使分子增壓泵成為目前唯一兼有中高真空性能的真空泵，所以只需要與低真空泵配合便能組成性能堪比三級(jí)機(jī)組的高真空機(jī)組。具體地講由于分子增壓泵耐壓高，所以可使前級(jí)泵易于處于高流量狀態(tài)；而分子增壓泵吸入壓力高，減緩了前級(jí)泵的預(yù)抽負(fù)擔(dān)。分子增壓泵可以在100-50Pa工作，前級(jí)泵從大氣到這一壓力，基本遵從每經(jīng)過(guò)時(shí)間壓力降低一個(gè)數(shù)量級(jí)的規(guī)律，因此，機(jī)組可以具有很高的抽氣效率。簡(jiǎn)化高真空機(jī)組，取消羅茨泵是分子增壓泵的又一個(gè)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于較大型的高真空應(yīng)用設(shè)備，也可適當(dāng)加強(qiáng)前級(jí)泵的預(yù)抽能力，進(jìn)一步縮短抽氣時(shí)間，由于預(yù)抽時(shí)間與整個(gè)排氣過(guò)程相比很短，所以前級(jí)泵的使用時(shí)間也很短，因此可以兼作多套設(shè)備的預(yù)抽作用，而這往往是非常現(xiàn)實(shí)的。這就使規(guī)模化應(yīng)用的真空機(jī)組得到大大的簡(jiǎn)化。在某些中真空應(yīng)用中，需要進(jìn)入10-1Pa范圍，這對(duì)羅茨泵的二級(jí)機(jī)組往往難于實(shí)現(xiàn)，而使用二級(jí)羅茨泵串接的三級(jí)機(jī)組可使真空度提高一個(gè)數(shù)量級(jí)而進(jìn)入10-1Pa，所以中真空應(yīng)用也常用三級(jí)機(jī)組。由于分子增壓泵在10-1Pa可以滿抽速，所以亦可以在三級(jí)中真空機(jī)組中取代兩級(jí)羅茨泵。一般地講，長(zhǎng)時(shí)間工作在中真空的低端壓力范圍的羅茨泵，分子增壓泵可以完全取代。而長(zhǎng)時(shí)間工作在中真空高端壓力范圍的羅茨泵相對(duì)而言應(yīng)該較少，因?yàn)檫@一壓力范圍前級(jí)泵往往還具有強(qiáng)勁的抽速。這從宏觀上預(yù)測(cè)了分子增壓泵取代羅茨泵的前景。
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