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用于較高真空的羅茨真空泵(機械增壓泵)不能直排大氣，如直排大氣會造成羅茨真空泵吸氣口與排氣口壓差太大，從而使羅茨真空泵過載，如單純加大羅茨真空泵電機功率又會造成羅茨真空泵過熱以致羅茨真空泵轉子之間的微小間隙很快因熱膨脹而卡死。為保證羅茨真空泵能達到較高真空必須保證羅茨真空泵轉子之間的間隙。所以羅茨真空泵使用時必須設有前級泵，用前級泵將系統內壓力抽至一定范圍內時再啟動羅茨真空泵，如此可以避免羅茨真空泵過載。前級泵可以選用水(液)環式真空泵、旋片式真空泵、滑閥式真空泵、往復式真空泵等可直排大氣的真空泵。

　　羅茨真空機組在一般情況下，選用水環泵作為前級泵比其它真空泵更為有利，這主要是由于它能夠抽除大量的可凝性蒸汽，特別是當氣鎮油封機械真空泵排除可凝性蒸汽能力不夠，或使用的溶劑能使泵油惡化而影響性能，或者是真空系統不允許油污染的時候更為明顯。
　　羅茨泵－水環泵機組廣泛地用于化工、食品升華干燥、高空模擬試驗等的抽真空系統中。這類聯合機組，大致有如下幾種類型。
　　（1）羅茨泵－水環泵：機組中水環泵的作用是造成羅茨泵所需的預備真空，因此要求該水環泵的最大允許排氣壓力，即是說，一方面要盡量提高水環泵的極限真空，另一方面，也要設法提高羅茨泵的最大允許排氣壓力。
　　一般情況，單級水環泵極限真空度不高，而目前我國生產的羅茨泵要求的預真空又較高，故實際上不用單級水環泵作為羅茨泵的前級泵，而用能提高極限真空度的雙級水環泵作為前級泵使用，采用雙級水環泵，還可以提高機組的極限真空度。
　　一臺羅茨泵的極限真空度是較低的，特別是當它與水環泵組合運行時，使用范圍受到限制，整個機組的極限真空度可能更低，但若用兩臺羅茨泵串聯再與水環泵組合，就能大大提高機組的極限真空度。
　　故在這種類型里通常見到的是兩臺羅茨泵串聯后再用雙級水環泵作前級泵組成機組。
　　（2）羅茨泵－水環泵－大氣泵機組：即使采用雙級水環泵，極限真空度的提高也只是在一定的范圍之內，這是因為受到水的飽和蒸汽壓的限制。水環泵的理論極限壓力就是水的飽和蒸汽壓。如果考慮氣體返流等因素的影響，實際上水環泵的極限壓力顯著比該水溫上的飽和蒸汽壓力為高。為了提高前級泵的極限真空度，還可以使水環泵與大氣泵組合使用。

這樣，串聯一級大氣泵后的極限真空度可達20~30Torr,如果水環泵與二級大氣泵組合，則極限真空可達2~10Torr。
　　（3）羅茨泵－水環泵并聯機械真空泵：此機組主要用于需要處理大量水蒸汽，且極限真空度要求較高的抽真空系統，例如在真空干燥方面。
　　要求處理大量水蒸汽的真空系統中，使用水環泵是較合適的，但由于其極限真空度不高，致使整個機組的極限真空度較低。雖然在要求真空度較高的抽真空系統中，需要極限真空較高的機械真空泵作為前級泵使用。但由于水環泵的耗電量大，效率很低，噪聲高，在需要長時間的真空干燥系統中，用水環泵作為羅茨泵前級泵很不經濟。
　　在上述情況下，可將氣鎮機械真空泵與水環泵并聯，作為羅茨泵的前級泵。真空干燥時，先用水環泵進行預抽，直至水蒸汽大量減少時，再開動氣鎮機械真空泵，切斷水環泵。如需要較長時間才能完成干燥的場合，所需冷卻水和功率都較少。