前級泵

"前級泵"這個名詞在真空機組中見的比較多，主要是幫助主泵羅茨真空泵啓動，羅茨真空泵一般情況下不能在常壓下啓動，如果要啓動電機功率相當大，而且對泵的運行有傷害。而且通過配用不同的前級泵可以運用到不同的環境。如配用水環式真空泵，就可以抽除含有大量可凝性蒸氣和帶有一定腐蝕性的氣體（通過水稀釋腐蝕性氣體濃度）。常見的前級泵有：水環式真空泵、旋片式真空泵，立式無油真空泵、往復式真空泵、H、2H滑閥式真空泵等。通過選用不同的前級泵可以得到不同的真空度和抽氣速率。

羅茨真空泵不能單獨使用，必須配上前級泵組成機組，使用前級真空泵是為了降低羅茨真空泵的排出壓力，由於羅茨真空泵的壓縮比是有限的，所以選擇前級真空泵的抽速是重要的，羅茨真空泵的最大壓縮比是隨排出壓力而變化的，在高排出壓力下，最大壓縮比最多達3：1，而最高壓縮比是在排出壓力為1到10mbar之間（1 mbar=0.75Torr）可達50:1，甚至更高些。

因此，選擇前級泵的抽速，要根據羅茨真空泵的長期工作壓力範圍考慮。

例如有一系統用羅茨真空泵機組抽氣，要求在1 mbar入口壓力時有600升/秒的抽速，並長期工作，問應選擇多大抽速的前級泵。

先假定用30升/秒的前級泵時，壓縮比K=600：30=20查得K=20時最大排出壓力為30 mbar。

由此得出，當選用30升/秒前級泵時，在入口壓力低於1.5 mbar以下工作是可行的，但高於1.5 mbar入口壓力工作時就選用大一些前級泵了。該例中，工作真空度1 mbar低於1.5 mbar，所以30升/秒的前級泵可以滿足上述真空系統的抽氣要求。

另外應當考慮的是，對預抽時間的要求問題，如果正常工作時間遠比預抽時間長，可選較小的前級泵；假如真空室較大，而且要求很快預抽，就要用較大的前級泵，有時為了更好發揮設備的效率，機組裝有較大的預抽泵，在正常工作後停掉它，而用較小的前級泵維持，這樣做是為了節約功率。

對羅茨真空泵機組的極限壓力的要求，也是選擇前級泵的必須考慮的，對極限真空度要求較高（達1X10－3Pa～1X10－2Pa壓力）一般選用雙級旋片式油封機械泵或雙級滑閥機械泵作為前級泵。極限真空度要求在（1X10－2Pa～1X10－1Pa）之間可選用單級油封機械泵作為前級泵，極限真空度要求在133～1333Pa之間可選用往復式真空泵或液環式真空泵作為前級泵。

當選用往復式或液環式粗真空泵作為羅茨真空泵的前級泵時，前級泵的抽速一般為羅茨真空泵的1/2－1/4，不能太大，否則將使壓縮比過大，造成羅茨真空泵的排氣温度高而不能正常工作。

選用前級泵時還必須考慮被抽氣體中是否有腐蝕性介質，是否含有可凝性氣體，是大量的還是微量的。如果含有腐蝕性氣體，就不能選用油封機械泵，油封機械泵還不適宜抽除含有大量可凝性蒸汽的氣體，否則將會使密封液很快乳化，抽除含有微量可凝性蒸汽的氣體時，也必須採用帶有氣鎮裝置的油封機械泵作為前級泵。

為了獲得在低入口壓力（1~100pa）時的高的抽氣速率，可用一台羅茨真空泵作為另一台羅茨真空泵的前級泵組成的三級或四級機組，此時羅茨真空泵之間的抽速比一般在2~5之間。

通常，選配前級泵的原則如下：

1、要求前級泵造成主泵工作所需的預真空條件。

2、主泵允許的最大排氣壓力下，前級泵必須將主泵所排出的最大氣體量及時排走，前級泵的抽速須按照該泵在實際入口壓力時的實際抽速。

3、兼作預抽泵的前級泵要滿足預抽時間和預抽真空度的要求。