一般罗茨真空泵机组在设计中须具备4要素:①被抽容器大小;②所需的工作压力;③达到工作压力要求时间;④被抽气体的性质特征。真空泵机组前级泵的选择与上述4要素密切相关。根据不同的用途,罗茨真空泵常用的前级泵有:旋片式真空泵、滑阀式真空泵、液环式真空泵(包括水环式真空泵)及气体循环冷却罗茨泵。前级泵的选择首先应考虑被抽气体的性质特征和可达到的工作压力,通常按如下原则选择:1.如果被抽气体无特殊性,既无腐蚀性和毒性,又不是低蒸汽压的气体,如洁净空气等,应首先考虑采用旋片式真空泵作为机组的前级泵。因为旋片式真空泵有大的压缩比和宽的工作压力范围,双级旋片真空泵工作压力范围从大气至1×10-2Pa,单级旋片真空泵的工作压力范围从大气至1Pa。即便是单级旋片真空泵作为一级罗茨机组的前级泵其极限压力可达1×10-1Pa。这类配置由于机组有较宽的工作压力范围,所以经济性好,使用广泛。
与此同样,滑阀式真空泵也是这类配置的首选前级泵,滑阀式真空泵因其对被抽气体中含少量杂质的敏感性低于旋片式真空泵,故在许多场合优于旋片式真空泵作为前级泵配置。如果被抽气体成份带有腐蚀性或气体成份会裂解前级真空泵油,或者抽除较低蒸汽压的气体。一般前级泵就不能使用旋片式真空泵和滑阀式真空泵,因为这类气体会对前级泵产生腐蚀,或会产生大量水蒸汽凝结在前级泵,侵蚀泵油后使前级泵不能正常工作。在这种情况下,选择水环式真空泵为前级泵较为合适。一般水环式真空泵与一级罗茨泵或二级罗茨泵或三级罗茨泵组成的机组其极限压力分别可达650Pa、25Pa、1Pa。但是,这类使用中有一个值得注意问题是:常常遇到被抽的物质对环境有污染,则必须选择相适合的液体组成循环使用的封闭液环式真空泵,同时要配上工作液热交换冷却装置和液环真空泵排出口气体与液体的分离装置。
