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ULVAC愛發科CR16B多級羅茨型干泵：無油潔凈真空的經濟型之選

2026-5-8　　閱讀(122)

一、產品概述

CR16B是日本ULVAC（愛發科）株式會社旗下CR系列多級羅茨型干式真空泵的緊湊型號。ULVAC作為的真空技術綜合解決方案提供商，擁有從低真空到超高真空的全系列真空獲得設備。CR系列作為ULVAC面向一般產業設計的干泵產品線，以無油潔凈、空冷節能、穩定耐用為核心優勢，廣泛應用于電子、鍍膜、真空干燥及各類工業與科研領域。

CR16B是該系列中排氣量最小的型號，最大抽氣速度為16 m3/h，極限壓力≤3.0 Pa。該泵已獲得國際標準CE和cTUVus認證，適用于全球范圍的設備集成和應用場景。其設計初衷是為那些不需要大排氣量但要求潔凈真空環境的工藝場景提供一個經濟、緊湊、易維護的真空解決方案。

二、核心技術原理：多級羅茨型干泵的結構與優勢

2.1 羅茨型干泵的工作原理

CR16B所采用的多級羅茨型干泵技術，本質上是一種將多級機械增壓泵集成于一體的干式真空泵。泵體殼體內裝有一對以相反方向同步旋轉的三葉轉子，轉子之間以及轉子與殼體之間保持微小間隙，以非接觸方式旋轉。當轉子旋轉時，氣體被吸入、壓縮并最終排出泵外。由于轉子與殼體之間不存在接觸摩擦，因此無需在排氣室內使用任何油或液體進行密封潤滑，獲得了潔凈無油的排氣品質。齒輪和軸承所需的潤滑油被密封在獨立腔室中，通過精密密封結構防止油進入殼體，從而保證真空側絕對無油。

2.2 多級結構的意義

與單級羅茨泵不同，多級羅茨泵在一根軸上串聯了多級羅茨型轉子，各級轉子由中間壁隔離形成獨立的泵腔，上一級的排氣口連接下一級的進氣口。轉子本身的直徑和形狀基本相同，但為了增加壓縮比，各級轉子的寬度從低壓側向高壓側逐級收窄。這種多級結構使羅茨型干泵具備直接從大氣壓啟動并持續排氣至目標極限壓力的能力，無需額外的前級泵配合。

之所以需要這樣的多級設計，根本原因在于羅茨轉子本身的壓縮能力有限。在單級構型下，羅茨泵無法獨自克服大氣壓力將氣體排出，只能作為增壓泵使用。而通過三到五級轉子的“接力"壓縮——每一級將上一級的出口氣體進一步壓縮加壓——最終產生足夠的氣壓將氣體排向大氣。CR16B正是利用這一設計理念，將原本需要復雜組合的真空系統簡化為單個整體式干泵。

2.3 多級羅茨技術的設計挑戰

多級羅茨技術需要同時解決幾個核心矛盾：轉子與殼體之間的間隙必須足夠小以保證密封效率，但又必須精確一致以避免任何摩擦接觸。各級轉子在高轉速下的熱膨脹差異、殼體在不同壓力分布下的形變都需要在設計階段通過精密計算和工程補償來實現。此外，各腔體之間的密封和壓力平衡也對制造工藝提出了高的要求。CR16B的可靠運行和長壽命設計，正是ULVAC在真空泵領域多年技術積累的綜合體現。

三、核心特點與技術優勢

3.1 絕對潔凈的無油排氣

CR16B的排氣室內不使用任何真空油，轉子與氣缸之間無接觸運行，從根本上杜絕了油蒸氣污染樣品或工藝腔體的可能性。這一特性使其特別適合半導體制造、FPD生產、電子元器件處理等領域——在這些領域中，即使是微量的碳氫化合物污染也可能導致器件表面化學改性、附著力下降乃至報廢。對于制藥和食品行業的真空干燥工藝，無油特性同樣直接關系到產品質量和安全標準。

3.2 風冷設計，無需冷卻水和氮氣

CR16B采用風冷冷卻方式，泵體在運行過程中依靠強制風冷系統維持熱平衡。與傳統需要循環冷卻水和氮氣吹掃的油封泵或某些干泵相比，CR16B顯著降低了對廠務設施的要求。在晶圓廠、封裝測試線等潔凈車間內，這既簡化了設備部署流程，又減少了長期運行成本，同時規避了因水冷回路泄漏而引發大范圍停機事故的風險。

3.3 低功耗與輕量化設計

CR16B搭載了DC密封電機，在實現節能的同時還改善了氣密性和輕量化。其電機額定功率僅為0.72 kW，重量為35 kg。對于需要在緊湊空間內集成的小型真空系統而言，35 kg的重量使CR16B可以靈活布置，不必像大功率干泵那樣做額外的地基加固。同時，它的低功耗特性使得設備長期運行的電力成本得到有效控制。

3.4 氣鎮機構應對水蒸氣

CR16B可選配針閥或電磁閥+針閥兩種氣鎮機構，能夠將水蒸氣等可凝性氣體從泵內有效排出。氣鎮閥開啟后，少量的干燥空氣在壓縮階段被引入泵腔，降低水蒸氣分壓，使其在壓縮終了時不至于凝結成液態水進入泵油——雖然CR16B不使用泵油，但液態水聚積仍會加速內部部件腐蝕。當使用氣鎮機構時，CR16B的最大耐水蒸氣處理量可達300 g/h。

氣鎮機構使用要點：氣鎮閥并非始終開啟的通用配置。開啟氣鎮會引入額外的干燥空氣，輕微降低泵的有效抽速，并且排氣口的水蒸氣含量上升還需考慮廢氣處理問題。因此用戶應僅在確實需要抽除水蒸氣的應用中按需開啟，并在工藝結束后及時關閉，以維持泵的最佳性能狀態。

3.5 國際安全認證與環境友好

CR16B已取得CE和cTUVus國際安全認證，滿足全球主要市場的電氣安全標準和法規要求。此外，該泵符合RoHS環保標準，不含有害物質，是一款兼具安全性與環保性的工業產品。

3.6 低噪音運行

CR16B可通過選裝配件進一步降低運行噪音。RS-01消音器（配KitD套件）和EFS-11-NW25簡易消音器均可選裝，其中EFS型為濾芯式消音器，在定期維護時需更換內部元件。此外，隔音罩（Soundproof cover）作為一個選配附件，可供有更高靜音要求的應用場景選用。對于實驗室、潔凈室等對環境噪音敏感的場景，應優先配置消音器以保證人員操作舒適性。

四、詳細技術規格

參數項	單位	規格
最大抽氣速度	m3/h	16
極限壓力	Pa	≤3.0
最大入口壓力	—	大氣壓
最大出口壓力	—	大氣壓
電源（型號/相·電壓）	—	單相: 100V, 200V；三相: 200V
電機額定功率	kW	0.72
吸氣口規格	—	KF25
排氣口規格	—	KF25
重量	kg	35
冷卻方式	—	風冷
氣鎮機構	—	選配件（針閥/電磁閥+針閥）
最大耐水蒸氣量	g/h	<300（使用氣鎮時）
適用標準	—	CE, cTUVus
標準附件	—	電源用連接器、信號用連接器、使用說明書、空氣過濾器、護套

數據來源

技術說明：極限壓力值是在氣鎮閥關閉、無氣鎮氣體引入的條件下測得的。當實際抽除含大量水蒸氣的工藝氣體時，極限壓力會有一定程度的上升，屬正常現象。最大抽氣速度對應的是在大氣壓入口條件下、泵在最佳工作區間所能達到的名義抽速，實際系統抽速將受管道尺寸、閥門通導等因素影響。訂購時請明確電源的相數和電壓要求。

五、應用場景與用途

5.1 粗抽與渦輪分子泵前級

CR16B作為多級羅茨型干泵，可從大氣壓直接啟動并工作，常用于真空系統的粗抽階段。在分析儀器、鍍膜設備和半導體工藝腔體中，CR16B承擔從大氣壓抽至中低真空的粗抽任務，為渦輪分子泵（TMP）提供必要的前級壓力條件。其無油特性確保分子泵側不會因油蒸氣擴散而降低極限真空度或污染樣品。

5.2 半導體與FPD制造

在半導體晶圓制造和平板顯示器（FPD）生產過程中，工藝腔體對真空環境潔凈度要求高。濺射（Sputtering）、蒸鍍（Evaporation）、等離子清洗等工藝均需在潔凈真空環境下進行。CR16B的絕對無油排氣、無顆粒產生特性，直接提升了產品的良率和工藝穩定性。

5.3 真空干燥與水蒸氣處理

CR16B可與氣鎮機構配合，處理真空干燥設備中產生的大量水蒸氣。在食品脫水、藥品冷凍干燥、化工產品精制及藥材脫氣等領域中，CR16B每秒16 m3/h的抽速能夠快速降低腔體內水分壓力。最大300 g/h的水蒸氣處理能力適用于中小型真空干燥器的批次式抽濕需求。

5.4 空氣與惰性氣體的真空排氣

對于只需要抽除空氣或氮氣等非腐蝕性潔凈氣體的應用場景，CR16B是經濟的選擇。例如在真空封裝、真空脫泡、真空浸漬等工藝中，CR16B能夠快速建立所需的真空度，無需額外的冷卻水和復雜維護，尤其適合需要間歇式使用真空的MIM金屬注射成型、樹脂除氣環節。

5.5 化學與生物實驗

科研院所的化學和生物實驗室內，常常需要在小體積的反應系統內獲得潔凈的粗真空環境。CR16B憑借34kg的緊湊機身、KF25標準法蘭接口和風冷設計的簡潔性，能夠方便地安置于試驗臺旁或設備機架內。但需特別留意：CR16B雖能處理多種常規氣體，但不推薦用于排氣腐蝕性氣體，除非嚴格按照操作手冊確認氣體兼容性。對于含酸堿蒸汽的化學工藝，應優先選用ULVAC專門針對腐蝕性氣體設計的HR/LR系列干泵。

5.6 實驗室與科研設備

作為小型化、低噪音的干泵，CR16B也被廣泛應用于高校實驗室和研究所的真空系統中，如表面分析儀器的前級泵、真空管實驗等場景。使用時應結合消音器和橡膠腳墊以改善工作環境。

5.7 配置選裝件后的適用場景拓展

CR16B的能力邊界可通過選裝件適當拓展：在水蒸氣含量高的工藝中安裝氣鎮機構；在噪音敏感區域配置EFS簡易消音器或隔音罩；在容易產生振動的試驗臺安裝橡膠腳墊。

六、系列對比與選型建議

CR系列涵蓋CR16B、CR30B、CR60B三個基礎型號，以及大型號CR300B，適用不同排氣量需求的場景。CR16B作為該系列的入門型號，在抽速和極限壓力上做出取舍，換取更低的購機成本和更小的安裝空間。

型號	最大抽速（m3/h）	極限壓力（Pa）	電機功率（kW）	重量（kg）	吸氣口
CR16B	16	≤3.0	0.72	35	KF25
CR30B	30	≤0.5	1.5	48	KF40
CR60B	55	≤0.5	3.0	100	KF50
CR300B	300	≤0.5	3.0	100	KF50

數據來源

CR16B與更大抽速型號之間的技術差異不僅體現在抽速上，更重要的是極限壓力——CR16B的極限壓力為≤3.0 Pa，而其他三款型號均為≤0.5 Pa。這一差異主要源于多級轉子中壓縮級的數量與尺寸，決定了CR16B更適合對真空度要求寬松而對成本敏感的粗抽應用。

選型建議：

? CR16B：經濟緊湊，極限壓力≤3.0 Pa，適用于中小體積真空腔體的粗抽、干燥和一般排氣，價格優勢顯著。
CR30B：抽速更大且極限壓力低至≤0.5 Pa，適用于需要潔凈環境的鍍膜和半導體前級真空。
CR60B/CR300B：滿足大容積腔體的快速抽空需求，適應高吞吐量的工業生產線。

七、安裝與使用須知

7.1 環境條件

CR16B為室內專用干泵，使用時需確保環境溫度在適當范圍內，且無大量粉塵或腐蝕性氣體侵入。雖然泵體本身為干式結構，但仍應保持電氣接線處的清潔干燥。

7.2 進氣防塵保護

CR16B標準配備空氣過濾器，安裝于進氣口前，用于阻擋外界的顆粒物進入泵腔。對于可能存在粉塵或微粒的工藝應用，建議在過濾器前端再增加一級粗效過濾，以延長泵體的維護周期。運行期間應定期檢查過濾器的污染情況并及時更換。

7.3 排氣口連接

排氣口應連接到合適的排氣管路。若直接向大氣排放噪音超標，建議使用消音器或隔音罩等選裝降噪附件。

重要：絕對禁止堵塞排氣口，否則會導致泵內部壓力異常升高，可能損壞泵體密封結構并引發安全事故。

7.4 長期停用后的檢查

CR16B在長期停用（6個月及以上）后重新啟動時，需要按照操作手冊進行詳細的檢查和保養，確認內部零件無銹蝕或卡滯，避免運行過程中發生損傷。

7.5 氣體兼容性

CR16B適用于空氣、惰性氣體和水蒸氣等常規氣體的抽排。強烈建議不要使用CR16B排送腐蝕性氣體（如含鹵素、強酸強堿成分的氣體）。如需處理腐蝕性氣體，請咨詢ULVAC的技術人員支持，選用HR/LR等具備特殊耐蝕設計的泵型。

7.6 維護

干泵雖不需每日更換泵油，但齒輪箱內的潤滑油仍有使用期限，應在指導周期內由專業技術人員進行檢查和更換?？諝膺^濾器和消音器等易損件應定期更換。具體維護細節和周期請參照產品隨附的《使用說明書》。

八、總結

ULVAC愛發科CR16B多級羅茨型干泵是一款在無油潔凈性能、緊湊尺寸和經濟性之間取得良好平衡的干式真空泵。其多級羅茨轉子結構配合風冷設計，在無需冷卻水和氮氣的情況下穩定提供≤3.0 Pa的極限真空和16 m3/h的實際抽速。同時，CE/cTUVus國際安全認證使其可被全球設備制造商和終端用戶放心采用。

在半導體輔助工藝、FPD生產支持、真空干燥、實驗室粗抽及一般工業排氣等對潔凈度有基礎要求、排氣量適中且無需處理腐蝕性氣體的應用場景中，CR16B提供了一個低購置門檻、低運行成本、低維護頻率的穩健方案。作為CR系列的經濟型入門款，CR16B適合對排氣速度不做過高要求但注重泵體緊湊性和初期投資的生產與科研用戶。

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