无论是在食品业还是制药行业，化学或者工艺工程，金属加工业抑或汽车行业： 在众多工业领域，最高效的制造工序需要的气体环境压力远低于大气压力。 负 700 mbar（绝对压力为 300 mbar）的压力 被视为负压。 真空范围从 300 mbar 以下开始，细分为粗略真空、精细真空、高真空和超高真空（请见图表）。
在真空技术中，我们接触的是以毫巴 （mbar） 为单位的绝对压力。 “绝对”一词表示相应数值指的是绝对完全的真空。 绝对真空的绝对压力为 0.0000 mbar。 在真空技术中，显示的始终是绝对压力，因此通常会删除 "abs" 这个标志。在工厂中，如果使用所谓的泵组，就能够以经济节约的方式实现粗略真空、精细真空和高真空。 这些真空泵组至少为双级运行。 前级泵和正排量风机一同运行。 Aerzener 机械设备制造有限责任公司自 1868 年开始制造正排量风机，自 1940 年起也开始制造用于形成真空的专用正排量风机。 因此，AERZEN 不仅仅是这一技术的先驱者。 如今，AERZEN 公司已经是全球领先的制造商，生产各式各样的负压和真空泵。 AERZEN 所取得的成就，离不开其高超的技术水平、高精度的生产制造、夜以继日的研发、经验丰富的工作人员以及与客户之间持续而深入的对话。 适用于高达 500 mbar 绝对压力的负压范围。 AERZEN 提供 Delta Blower G5 系列正排量风机。 近期开发的 Delta Hybrid 系列扭叶螺杆风机甚至可以生成高达 300 mbar 绝对压力的负压。 高达 500 mbar 绝对压力和高达 300 mbar 绝对压力的负压各自只需一级便可达到。
但是，300 mbar 绝对压力以下的负压仅可在所谓的泵组中双级实现，结合使用前级泵与真空正排量风机。 由此便稳妥地实现了操作装置（所谓的操作点）所需体积流量。 在第一级中，前级泵将容器或房间中的可用介质的压力降低至预真空状态，例如 200 mbar 绝对压力。 然后，在第二级中，真空正排量风机启动并持续与前级泵共同运行，从而达到规定的最终真空或规定的体积流量。 真空设施将来的运营商（例如中国某家钢铁厂）将所需设施的所有关键参数告知泵组制造商（例如德国某家设施制造商）：
泵组制造商随即与 AERZEN 一同选择相应的前级泵和相应的真空泵。
根据应用领域，尽可能为中性气体使用前级泵系统、水环式真空泵、滑油滑片泵或可控爪型泵。 对于尤其需要高质量的化工行业应用，排空工艺气体时可能需要使用昂贵的螺杆真空泵。 作为具备多年经验的专业企业，AERZEN 拥有大量针对所有前级泵系统的性能文档，可在泵组制造商挑选最优前级泵系统时提出中肯的建议，并与泵组制造商一同选择最理想的 AERZEN 真空正排量风机。 为了达到泵组运营商规定的参数，前级泵与 AERZEN 真空泵的能效和隔热应达到与彼此相匹配的最优状态。
图 1 以理论计算的形式示出了前级泵（橘色线条）和 AERZEN GMa 系列真空泵（绿色线条）双级解决方案之间的互动。 但是，为了缩短抽真空时间，多级解决方案也可能使用一台前级泵和多台连续工作的真空泵。 X 轴显示前级泵和真空泵的压力范围，Y 轴则显示体积流量。 在此例中，前级泵首先单独启动。 达到 200 mbar 绝对压力的真空时，AERZEN 真空泵启动。 在达到 1 mbar 操作点之前，绿色曲线大幅上升。 在操作点上，组合的体积流量率约为 1,750 m³/h。 可以通过在设计程序中修改参数来纠正本次理论计算中最先出现的两个温度临界压力范围，这样，此例所选前级泵与 AERZEN 真空泵组合即可确保达到规定操作点（在此即 1 mbar），并且能在组合中成功运行。 根据这一程序，通过观察热限值并使用最佳前级泵与真空泵组合，泵组制造商与 AERZEN 就能达到运营商规定的泵组参数。 AERZEN
对前级泵与真空泵的适当组合进行最优选择，可确保实现具有成本效益的泵组以及长期耐久、经济节约且具有最高能效的运行状态。
AERZEN 提供带有预进气冷却装置（所谓预进气鼓风机）的 mHV 系列真空泵，有 11 种结构尺寸可选，以实现 250 至 61,000 m³/h 的理论标称进气流量。 其最大允许压力差取决于相应的热负载。 预进气鼓风机作为前级泵主要用于粗略真空和负压范围或相对于大气的负压级，以在第一阶段实现较高的压力差，以及在高达 p2/p1 = 5 的粗略真空范围内实现较高的压缩比。 最好使用 mHV 系列预进气鼓风机来实现持续运行，避免过热问题。 为此，大气空气或已经再次冷却的气体经过又一个进气通道送入整机排气端，无需其他阀门或调节器。 使用已冷却的气体时，先在前级泵和预进气鼓风机之间的气体-空气冷却器或气体-水冷却器中进行冷却。 预进气鼓风机的壳体法兰配有 O 形密封圈，安装的润滑油防溅装置用于向带有预进气冷却装置的真空泵供应润滑油。 如果窄 V 带压力差受限，通过直接耦合的电机或正齿轮驱动真空泵。 输送室由组合防溅环-活塞环迷宫密封件密封，驱动轴则由带有油栏的双径向密封环密封。
适用于 200 至 10-3 mbar 真空范围的 HV 系列空冷鼓风机有 12 种结构尺寸可选，以实现 180 至 97,000 m³/h（速度从 3,000 至 3,600 rpm）的理论标称进气流量。 GMa 结构形式适用于纵向流动方向，GLa 结构形式适用于水平流动方向，可实现非常紧凑的设计。 这两种结构均可用于喷漆工艺、化学和工艺工程、冶金和包装工业、中央真空装置、氦压缩和氦泄漏检测系统以及灯具、管具、太阳能设备的制造和汽车行业等等。 对于特殊应用，可以为风冷防溅润滑鼓风机使用专用密封件，为铸件和旋转式活塞使用专用材料变体等。 由于 IE 3 结构形式的电机标准驱动装置，鼓风机能够以最高能效运行并适用于众多市场，包括美国、加拿大和俄罗斯。 另外，它们还适用于变频器操作。 电机通过法兰直接连接到鼓风机上。 专用防溅环-活塞环迷宫密封件可避免油从轴承室渗入输送室。 另外还安装了一个配有冷凝通道的大尺寸中和室。 为了增强净化效果，可以用密封气体来清洗中和室。 可以选择根据 ATEX 94/9/EG 指令来制造 HV 系列真空泵，这是一个独有的特色。 它们提供高达 13 bar 的爆炸压力冲击阻力，无需分流调节即可运行，并且是唯一经过批准可用于 0 区（内部）和 T4 温度等级（外部）的真空泵。 为了增强工艺安全性，可以关闭 50 mbar 以下的监测选项。
AERZEN CM 系列（适用于腐蚀性气体）和 HM 系列（适用于中性气体）密闭式电机鼓风机适于持续运行，可实现极短的泵送时间，并且用于 200 至 10-5 mbar 真空范围的工业高真空技术。 此类鼓风机结合密封驱动装置运行，因为驱动轴由一体化密闭式电机密封，无需通往大气层的连接通道。 由于此类鼓风机的转速高达 6,000 至 7,200 rpm，几乎是同尺寸产品的转速的两倍，因此在第二阶段获得了极短的泵送周期，为运营商极大地加快了生产进程。 甚至为了进一步增强性能，两台前级泵和一台密闭式电机鼓风机集成为一个泵组，整个单元仍然以特别的紧凑设计脱颖而出 — 这是配有大量泵组的多系统的特殊优势。 AERZEN 生产的密闭式电机鼓风机
这些系统可生成工业真空，适用于化学和工艺工程、箔纸和玻璃喷漆、氢的提取、氦泄漏检测系统等领域以及任何必须完全杜绝泄漏的情况。 另外，这些鼓风机还可用于半导体行业、微电子技术、平面屏幕制造、激光技术和太阳能技术。 鼓风机可以以纵向和横向形式交付。 由于采用标准水冷，鼓风机适用于净室环境。 极佳的机械阻力（高达 230 mbar）可缩短泵送时间。 变频器的使用实现了较高的控制范围 （1:5），因此可以使用较小结构尺寸的鼓风机。 多亏了网络、周期性和持续性的运行的不同电机变体，AERZEN 始终可以提供个性化的解决方案，即使是针对特殊应用。
要想通过对泵组进行最优设计来生成真空，没有“现成”的解决方案，因为前级泵和真空正排量风机的性能参数必须达到与彼此理想匹配的状态。 只有通过这种方式，泵组才能达到运营商要求的和操作点规定的参数。 因此，只有根据规定真空泵供应商 AERZEN 和泵组制造商共同给出的深入建议，才能实现最优解决方案。泵组制造商从外部供应商手中购买前级泵和真空泵。 AERZEN 借助大量软件来检验由前级泵和 AERZEN 真空泵（由泵组制造商规划或规定）组成的泵组合。 “我们尤其注意避免温度临界压力范围，并在能效层面上提供最佳分级率。 对于 AERZEN 产品，我们不仅就工艺真空应用也会就整个泵组组合的设计向泵组制造商提出意见和建议。”
作者： Norbert Barlmeyer，压缩空气专业记者，德国比勒费尔德 (Bielefeld)
