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单级旋片式真空泵一般极限真空度只能达到1*10-2托(个别达10-3托)，为什么不能再高呢?主要由于:
1、泵的结构上存在有害空间(图1)，该空间中的气体是无法排除的。当旋片转过排气口后，这一部分气体又被压缩，经过转子与泵腔间的缝隙又回到吸气空间，所以，每次总有些气体排不尽。有害空间越小，泵极限真空度越高。
2、前已述，泵腔被旋片分隔成为两部分:排气空间与吸气空问，两者间存在着一定的压强差。当排气空间的气体被压缩得很小时，它的压弧很高，会通过各种可能的途径突破到吸气空间去，使真空度下降。所以泵的活动接触面越少越好。
图1真空泵的有害空间
1、有害空间2、上切点A
3.泵油在泵体内循环流动过程中会溶解进大量气体和蒸气。在吸气空间，因为压强较低，溶解的气体又会跑出来，使泵的真空度不易提高。
为了提高泵的极限真空度，除了提高泵体、转子、旋片的加工精度，尽量减少装配间隙和有害空间以外，最有效的办法是将两只单级泵串接起来，组合成双级泵。这样，极限真空度
将大大提高，可达10--4托(国外有的泵达到10-5托)。我国目前生产的各种旋片式真空泵，几乎全是双级的。
图2为双级旋片式真空泵的工作原理图。前级泵是低真空级(又叫第一级，低级)，后级泵是高真空级(又叫第二级，高级)，被抽气体经后级进入前级，由排气阀排出泵外。前、后两级稍有不同:后级的泵腔(缸)比前级大，前级和单极泵一样，随时有油进入泵腔，而后级仅在开始工作时存有少量的油，工作一段时间后，便没有油进入泵腔了。后级工作时，一部分气体从后排气阀直接排到大气中去，一部分气体经由前级泵排到大气中去;工作一段时间后，后级泵里的气体经过压缩后，压强达不到一个大气压以上，推不开后排气阀，这些气体就完全从前级排出
去。抽气时间一长，后级泵进气口的压强大大下降，泵的出口压强也很小，进出口的压强差也就小，被压缩气体返回的数量相应减少多同时，后级泵中易蒸发的油分子不断被前级泵抽走，油蒸气的分压强因而就减小了。这样可以提高泵的极限真空度.而油污染也比单级泵小。
第I室和第五室旋片的安装位置是互相垂直的。因此，保证第一级排气时第二级正好是抽气，使它们能同步地工作。
图2双级泵的工作原理
1.低真空级排气阀2.高真空级排气阀3.进气管4.掺气阀5.中间通道
双级旋片式真空泵泵体(又叫定子、泵壳、泵腔、腔体、缸体)结构一般分整体式和组合式两种目前多用整体式改进型，即泵体内压入一个中隔板使之分为高、低真空室(或高低缸)。在中隔板的适当位置设置小孔，使之排气时互通。高真空室的有效几何容积决定了泵的抽速。最高真空度决定了泵的极限真空度。高、低室的容积按一定比例选取，一般是1:1-4:1,特殊选6:1，大泵(例如2X-150F)甚至达10:1.
型号意义:例2X-15, 2表示双级泵，单级则不写，X旋片式真空泵的旋字汉语拼音第一字母即xuan字的字头X字，用以表示旋片式油封机械真空泵，15表示在760托时抽速为15立升/秒。有些泵型号后面还带有其他拼音字母，例2XZ中的Z表示直联泵等等。