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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。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。工作原理：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。為羅茨真空泵能達到較高真空必須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。
