有的真空干燥箱為什么會(huì)用兩個(gè)泵？

很多高品質(zhì)的真空干燥箱確實(shí)會(huì)采用雙泵配置。這并非簡(jiǎn)單的冗余備份，而是一種旨在顯著提升真空系統(tǒng)性能和效率的工程設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)單來說，核心原因是：為了克服單級(jí)真空泵在低真空（粗真空）階段抽氣效率低下、耗時(shí)長(zhǎng)的問題，并保護(hù)主泵免受腐蝕和污染。

雙泵系統(tǒng)通常由一個(gè)前級(jí)泵和一個(gè)主泵組成，他的工作原理和優(yōu)勢(shì)：

雙泵系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理

典型的雙泵系統(tǒng)包括：

1. 前級(jí)泵（粗抽泵/預(yù)抽泵）：

類型：通常是旋片式真空泵或活塞式真空泵。

作用：它的優(yōu)勢(shì)在于從大氣壓（1013 mbar）到較低真空度（例如 1-10 mbar） 這個(gè)階段具有非常高的抽氣速度和效率。它可以快速移除箱體內(nèi)的大量空氣，迅速建立起初步的真空環(huán)境。

2. 主泵（高真空泵）：

類型：通常是分子渦輪泵 或渦旋式干泵。

作用：它的優(yōu)勢(shì)在于在高真空和超高真空領(lǐng)域（例如 10?3 mbar 甚至更低） 具有很好的性能。但它在大氣壓下無法啟動(dòng)，且在低真空階段抽氣效率很低。

工作流程如下：

1.  啟動(dòng)真空程序。

2. 前級(jí)泵首先工作，在幾分鐘內(nèi)將箱體從大氣壓快速抽到主泵可以高效工作的啟動(dòng)壓力（例如 10-20 mbar）。

3.  當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，閥門自動(dòng)切換，主泵啟動(dòng)，接手后續(xù)的抽氣工作，將真空度推向更高的水平（如 10?2 或 10?3 mbar）。

4.  前級(jí)泵此時(shí)并未停止，而是繼續(xù)作為主泵的“輔助"或“背壓"泵，為主泵維持一個(gè)較低的出口壓力，確保主泵能始終高效運(yùn)行。

5.  到達(dá)目標(biāo)真空度后，系統(tǒng)進(jìn)入維持狀態(tài)。

使用雙泵的主要優(yōu)勢(shì)和原因

1. 大幅提高抽氣速度，節(jié)省時(shí)間

這是最直接的原因。前級(jí)泵處理它最擅長(zhǎng)的“重活累活"（移除大量氣體），讓主泵專注于它最擅長(zhǎng)的“精細(xì)活"（移除微量氣體）。這種分工協(xié)作使得從大氣壓到高真空的整個(gè)過程耗時(shí)最短，效率高。對(duì)于需要頻繁開關(guān)門取放樣品的實(shí)驗(yàn)室，節(jié)省的時(shí)間非常可觀。

2. 保護(hù)昂貴的主泵

許多主泵（尤其是分子渦輪泵）非常精密且價(jià)格昂貴，它們不能直接暴露在大氣壓或含有大量水汽、溶劑蒸汽的環(huán)境中。

防止腐蝕和污染：樣品中蒸發(fā)出的水蒸氣、有機(jī)溶劑等，如果直接進(jìn)入分子渦輪泵，會(huì)凝結(jié)成液體，與泵油混合形成乳化液，損壞泵體并使其性能急劇下降。前級(jí)泵在初始階段就抽走了絕大部分的這些蒸汽和顆粒物，為主泵提供了一個(gè)相對(duì)“清潔"的工作環(huán)境，極大地延長(zhǎng)了主泵的使用壽命。

符合啟動(dòng)條件：如前所述，分子渦輪泵必須在前級(jí)真空達(dá)到一定水平后才能啟動(dòng)，雙泵系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)這一要求的必然選擇。

3. 達(dá)到更高的極限真空度

單靠一個(gè)旋片泵，由于其固有的結(jié)構(gòu)限制和油蒸汽返流等問題，極限真空度通常只能達(dá)到10?2 ~ 10?3 mbar 量級(jí)。

而“前級(jí)泵 + 分子渦輪泵"的組合可以輕松地將系統(tǒng)真空度提升至10?3 ~ 10?? mbar 甚至更高。這對(duì)于需要極低水汽含量和氧含量的應(yīng)用至關(guān)重要，例如處理極易氧化的材料、電子元器件的烘烤、或某些精密化學(xué)合成。

4. 增強(qiáng)工藝可靠性和穩(wěn)定性

對(duì)于要求嚴(yán)格的工藝過程，快速且穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)真空度是保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性和重現(xiàn)性的關(guān)鍵。雙泵系統(tǒng)提供了更強(qiáng)大、更可靠的真空獲取能力。

因此，如果您看到的真空干燥箱配備了兩個(gè)泵，那么它很可能是一臺(tái)面向科研、電子、新材料等領(lǐng)域的高性能設(shè)備，旨在追求極速、高真空和樣品保護(hù)。

上海合恒儀器設(shè)備有限公司

2025.9.11