真空泵机组是一种由罗茨泵作为主泵，水环泵作为前级泵串联而成的设备。

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这种机组设计克服了单台水环泵使用时极限压力差和在一定压力下抽气速率低的缺点，同时保留了罗茨泵能迅速工作、有比较大抽气速率的优点。
在真空泵机组中，水环泵的主要作用是造成罗茨泵所需的预备真空，由于单级水环泵的极限真空度不高，而罗茨泵要求的预真空又比较高，因此通常使用极限压力较低的双级水环泵作为前级泵。
真空泵机组的工作原理主要是利用偏心转子通过旋转在泵腔内形成容积变化，将气体排出泵外，在吸气过程中，吸气室容积增大，真空度降低，将容器内的气体吸入泵室；在排气过程中，体积变小，压力升高，最后吸入的气体通过油封排出泵外。
真空泵机组广泛应用于化工行业的真空蒸馏、真空蒸发、脱水结晶，食品行业的冷冻干燥等高空模拟试验，以及医药行业的真空干燥和轻纺行业的涤纶切片等领域，同时，在机械、石油、造纸、电力、电子、冶金、陶瓷、引水、印染、建材等领域也有广泛应用。
在选择真空泵机组时，需要考虑其结构，例如抽腐蚀性气体时，必须要求真空泵用耐腐蚀材料或衬耐腐蚀材料制成，同时，真空泵的主要参数如抽气速率、残余压力、抽气量和起动压力也是选择时需要考虑的重要因素。