一、產(chǎn)品概述

CR16B是日本ULVAC（愛(ài)發(fā)科）株式會(huì)社旗下CR系列多級(jí)羅茨型干式真空泵的緊湊型號(hào)。ULVAC作為的真空技術(shù)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(shè)備。CR系列作為ULVAC面向一般產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)的干泵產(chǎn)品線，以無(wú)油潔凈、空冷節(jié)能、穩(wěn)定耐用為核心優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于電子、鍍膜、真空干燥及各類(lèi)工業(yè)與科研領(lǐng)域。

CR16B是該系列中排氣量最小的型號(hào)，最大抽氣速度為16 m3/h，極限壓力≤3.0 Pa。該泵已獲得國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CE和cTUVus認(rèn)證，適用于全球范圍的設(shè)備集成和應(yīng)用場(chǎng)景。其設(shè)計(jì)初衷是為那些不需要大排氣量但要求潔凈真空環(huán)境的工藝場(chǎng)景提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)、緊湊、易維護(hù)的真空解決方案。

二、核心技術(shù)原理：多級(jí)羅茨型干泵的結(jié)構(gòu)與優(yōu)勢(shì)

2.1 羅茨型干泵的工作原理

CR16B所采用的多級(jí)羅茨型干泵技術(shù)，本質(zhì)上是一種將多級(jí)機(jī)械增壓泵集成于一體的干式真空泵。泵體殼體內(nèi)裝有一對(duì)以相反方向同步旋轉(zhuǎn)的三葉轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子之間以及轉(zhuǎn)子與殼體之間保持微小間隙，以非接觸方式旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體被吸入、壓縮并最終排出泵外。由于轉(zhuǎn)子與殼體之間不存在接觸摩擦，因此無(wú)需在排氣室內(nèi)使用任何油或液體進(jìn)行密封潤(rùn)滑，獲得了潔凈無(wú)油的排氣品質(zhì)。齒輪和軸承所需的潤(rùn)滑油被密封在獨(dú)立腔室中，通過(guò)精密密封結(jié)構(gòu)防止油進(jìn)入殼體，從而保證真空側(cè)絕對(duì)無(wú)油。

2.2 多級(jí)結(jié)構(gòu)的意義

與單級(jí)羅茨泵不同，多級(jí)羅茨泵在一根軸上串聯(lián)了多級(jí)羅茨型轉(zhuǎn)子，各級(jí)轉(zhuǎn)子由中間壁隔離形成獨(dú)立的泵腔，上一級(jí)的排氣口連接下一級(jí)的進(jìn)氣口。轉(zhuǎn)子本身的直徑和形狀基本相同，但為了增加壓縮比，各級(jí)轉(zhuǎn)子的寬度從低壓側(cè)向高壓側(cè)逐級(jí)收窄。這種多級(jí)結(jié)構(gòu)使羅茨型干泵具備直接從大氣壓?jiǎn)?dòng)并持續(xù)排氣至目標(biāo)極限壓力的能力，無(wú)需額外的前級(jí)泵配合。

之所以需要這樣的多級(jí)設(shè)計(jì)，根本原因在于羅茨轉(zhuǎn)子本身的壓縮能力有限。在單級(jí)構(gòu)型下，羅茨泵無(wú)法獨(dú)自克服大氣壓力將氣體排出，只能作為增壓泵使用。而通過(guò)三到五級(jí)轉(zhuǎn)子的“接力”壓縮——每一級(jí)將上一級(jí)的出口氣體進(jìn)一步壓縮加壓——最終產(chǎn)生足夠的氣壓將氣體排向大氣。CR16B正是利用這一設(shè)計(jì)理念，將原本需要復(fù)雜組合的真空系統(tǒng)簡(jiǎn)化為單個(gè)整體式干泵。

2.3 多級(jí)羅茨技術(shù)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

多級(jí)羅茨技術(shù)需要同時(shí)解決幾個(gè)核心矛盾：轉(zhuǎn)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(jí)轉(zhuǎn)子在高轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)階段通過(guò)精密計(jì)算和工程補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，各腔體之間的密封和壓力平衡也對(duì)制造工藝提出了高的要求。CR16B的可靠運(yùn)行和長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)，正是ULVAC在真空泵領(lǐng)域多年技術(shù)積累的綜合體現(xiàn)。

三、核心特點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1 絕對(duì)潔凈的無(wú)油排氣

CR16B的排氣室內(nèi)不使用任何真空油，轉(zhuǎn)子與氣缸之間無(wú)接觸運(yùn)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(dǎo)體制造、FPD生產(chǎn)、電子元器件處理等領(lǐng)域——在這些領(lǐng)域中，即使是微量的碳?xì)浠衔镂廴疽部赡軐?dǎo)致器件表面化學(xué)改性、附著力下降乃至報(bào)廢。對(duì)于制藥和食品行業(yè)的真空干燥工藝，無(wú)油特性同樣直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量和安全標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 風(fēng)冷設(shè)計(jì)，無(wú)需冷卻水和氮?dú)?/h3>

CR16B采用風(fēng)冷冷卻方式，泵體在運(yùn)行過(guò)程中依靠強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)維持熱平衡。與傳統(tǒng)需要循環(huán)冷卻水和氮?dú)獯祾叩挠头獗没蚰承└杀孟啾龋珻R16B顯著降低了對(duì)廠務(wù)設(shè)施的要求。在晶圓廠、封裝測(cè)試線等潔凈車(chē)間內(nèi)，這既簡(jiǎn)化了設(shè)備部署流程，又減少了長(zhǎng)期運(yùn)行成本，同時(shí)規(guī)避了因水冷回路泄漏而引發(fā)大范圍停機(jī)事故的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 低功耗與輕量化設(shè)計(jì)

CR16B搭載了DC密封電機(jī)，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)還改善了氣密性和輕量化。其電機(jī)額定功率僅為0.72 kW，重量為35 kg。對(duì)于需要在緊湊空間內(nèi)集成的小型真空系統(tǒng)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(shí)，它的低功耗特性使得設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的電力成本得到有效控制。

3.4 氣鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)水蒸氣

CR16B可選配針閥或電磁閥+針閥兩種氣鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⑺魵獾瓤赡詺怏w從泵內(nèi)有效排出。氣鎮(zhèn)閥開(kāi)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(shí)不至于凝結(jié)成液態(tài)水進(jìn)入泵油——雖然CR16B不使用泵油，但液態(tài)水聚積仍會(huì)加速內(nèi)部部件腐蝕。當(dāng)使用氣鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)時(shí)，CR16B的最大耐水蒸氣處理量可達(dá)300 g/h。

氣鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)使用要點(diǎn)：氣鎮(zhèn)閥并非始終開(kāi)啟的通用配置。開(kāi)啟氣鎮(zhèn)會(huì)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(wèn)題。因此用戶(hù)應(yīng)僅在確實(shí)需要抽除水蒸氣的應(yīng)用中按需開(kāi)啟，并在工藝結(jié)束后及時(shí)關(guān)閉，以維持泵的最佳性能狀態(tài)。

3.5 國(guó)際安全認(rèn)證與環(huán)境友好

CR16B已取得CE和cTUVus國(guó)際安全認(rèn)證，滿(mǎn)足全球主要市場(chǎng)的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。此外，該泵符合RoHS環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，不含有害物質(zhì)，是一款兼具安全性與環(huán)保性的工業(yè)產(chǎn)品。

3.6 低噪音運(yùn)行

CR16B可通過(guò)選裝配件進(jìn)一步降低運(yùn)行噪音。RS-01消音器（配KitD套件）和EFS-11-NW25簡(jiǎn)易消音器均可選裝，其中EFS型為濾芯式消音器，在定期維護(hù)時(shí)需更換內(nèi)部元件。此外，隔音罩（Soundproof cover）作為一個(gè)選配附件，可供有更高靜音要求的應(yīng)用場(chǎng)景選用。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室、潔凈室等對(duì)環(huán)境噪音敏感的場(chǎng)景，應(yīng)優(yōu)先配置消音器以保證人員操作舒適性。

四、詳細(xì)技術(shù)規(guī)格

數(shù)據(jù)來(lái)源

技術(shù)說(shuō)明：極限壓力值是在氣鎮(zhèn)閥關(guān)閉、無(wú)氣鎮(zhèn)氣體引入的條件下測(cè)得的。當(dāng)實(shí)際抽除含大量水蒸氣的工藝氣體時(shí)，極限壓力會(huì)有一定程度的上升，屬正?，F(xiàn)象。最大抽氣速度對(duì)應(yīng)的是在大氣壓入口條件下、泵在最佳工作區(qū)間所能達(dá)到的名義抽速，實(shí)際系統(tǒng)抽速將受管道尺寸、閥門(mén)通導(dǎo)等因素影響。訂購(gòu)時(shí)請(qǐng)明確電源的相數(shù)和電壓要求。

五、應(yīng)用場(chǎng)景與用途

5.1 粗抽與渦輪分子泵前級(jí)

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

5.2 半導(dǎo)體與FPD制造

在半導(dǎo)體晶圓制造和平板顯示器（FPD）生產(chǎn)過(guò)程中，工藝腔體對(duì)真空環(huán)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(huán)境下進(jìn)行。CR16B的絕對(duì)無(wú)油排氣、無(wú)顆粒產(chǎn)生特性，直接提升了產(chǎn)品的良率和工藝穩(wěn)定性。

5.3 真空干燥與水蒸氣處理

CR16B可與氣鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)配合，處理真空干燥設(shè)備中產(chǎn)生的大量水蒸氣。在食品脫水、藥品冷凍干燥、化工產(chǎn)品精制及藥材脫氣等領(lǐng)域中，CR16B每秒16 m3/h的抽速能夠快速降低腔體內(nèi)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(duì)于只需要抽除空氣或氮?dú)獾确歉g性潔凈氣體的應(yīng)用場(chǎng)景，CR16B是經(jīng)濟(jì)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(wú)需額外的冷卻水和復(fù)雜維護(hù)，尤其適合需要間歇式使用真空的MIM金屬注射成型、樹(shù)脂除氣環(huán)節(jié)。

5.5 化學(xué)與生物實(shí)驗(yàn)

科研院所的化學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，常常需要在小體積的反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)獲得潔凈的粗真空環(huán)境。CR16B憑借34kg的緊湊機(jī)身、KF25標(biāo)準(zhǔn)法蘭接口和風(fēng)冷設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔性，能夠方便地安置于試驗(yàn)臺(tái)旁或設(shè)備機(jī)架內(nèi)。但需特別留意：CR16B雖能處理多種常規(guī)氣體，但不推薦用于排氣腐蝕性氣體，除非嚴(yán)格按照操作手冊(cè)確認(rèn)氣體兼容性。對(duì)于含酸堿蒸汽的化學(xué)工藝，應(yīng)優(yōu)先選用ULVAC專(zhuān)門(mén)針對(duì)腐蝕性氣體設(shè)計(jì)的HR/LR系列干泵。

5.6 實(shí)驗(yàn)室與科研設(shè)備

作為小型化、低噪音的干泵，CR16B也被廣泛應(yīng)用于高校實(shí)驗(yàn)室和研究所的真空系統(tǒng)中，如表面分析儀器的前級(jí)泵、真空管實(shí)驗(yàn)等場(chǎng)景。使用時(shí)應(yīng)結(jié)合消音器和橡膠腳墊以改善工作環(huán)境。

5.7 配置選裝件后的適用場(chǎng)景拓展

CR16B的能力邊界可通過(guò)選裝件適當(dāng)拓展：在水蒸氣含量高的工藝中安裝氣鎮(zhèn)機(jī)構(gòu)；在噪音敏感區(qū)域配置EFS簡(jiǎn)易消音器或隔音罩；在容易產(chǎn)生振動(dòng)的試驗(yàn)臺(tái)安裝橡膠腳墊。

六、系列對(duì)比與選型建議

CR系列涵蓋CR16B、CR30B、CR60B三個(gè)基礎(chǔ)型號(hào)，以及大型號(hào)CR300B，適用不同排氣量需求的場(chǎng)景。CR16B作為該系列的入門(mén)型號(hào)，在抽速和極限壓力上做出取舍，換取更低的購(gòu)機(jī)成本和更小的安裝空間。

數(shù)據(jù)來(lái)源

CR16B與更大抽速型號(hào)之間的技術(shù)差異不僅體現(xiàn)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(hào)均為≤0.5 Pa。這一差異主要源于多級(jí)轉(zhuǎn)子中壓縮級(jí)的數(shù)量與尺寸，決定了CR16B更適合對(duì)真空度要求寬松而對(duì)成本敏感的粗抽應(yīng)用。

選型建議：

• ? CR16B：經(jīng)濟(jì)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(jià)格優(yōu)勢(shì)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(huán)境的鍍膜和半導(dǎo)體前級(jí)真空。

• CR60B/CR300B：滿(mǎn)足大容積腔體的快速抽空需求，適應(yīng)高吞吐量的工業(yè)生產(chǎn)線。

七、安裝與使用須知

7.1 環(huán)境條件

CR16B為室內(nèi)專(zhuān)用干泵，使用時(shí)需確保環(huán)境溫度在適當(dāng)范圍內(nèi)，且無(wú)大量粉塵或腐蝕性氣體侵入。雖然泵體本身為干式結(jié)構(gòu)，但仍應(yīng)保持電氣接線處的清潔干燥。

7.2 進(jìn)氣防塵保護(hù)

CR16B標(biāo)準(zhǔn)配備空氣過(guò)濾器，安裝于進(jìn)氣口前，用于阻擋外界的顆粒物進(jìn)入泵腔。對(duì)于可能存在粉塵或微粒的工藝應(yīng)用，建議在過(guò)濾器前端再增加一級(jí)粗效過(guò)濾，以延長(zhǎng)泵體的維護(hù)周期。運(yùn)行期間應(yīng)定期檢查過(guò)濾器的污染情況并及時(shí)更換。

7.3 排氣口連接

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

重要：絕對(duì)禁止堵塞排氣口，否則會(huì)導(dǎo)致泵內(nèi)部壓力異常升高，可能損壞泵體密封結(jié)構(gòu)并引發(fā)安全事故。

7.4 長(zhǎng)期停用后的檢查

CR16B在長(zhǎng)期停用（6個(gè)月及以上）后重新啟動(dòng)時(shí)，需要按照操作手冊(cè)進(jìn)行詳細(xì)的檢查和保養(yǎng)，確認(rèn)內(nèi)部零件無(wú)銹蝕或卡滯，避免運(yùn)行過(guò)程中發(fā)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(guī)氣體的抽排。強(qiáng)烈建議不要使用CR16B排送腐蝕性氣體（如含鹵素、強(qiáng)酸強(qiáng)堿成分的氣體）。如需處理腐蝕性氣體，請(qǐng)咨詢(xún)ULVAC的技術(shù)人員支持，選用HR/LR等具備特殊耐蝕設(shè)計(jì)的泵型。

7.6 維護(hù)

干泵雖不需每日更換泵油，但齒輪箱內(nèi)的潤(rùn)滑油仍有使用期限，應(yīng)在指導(dǎo)周期內(nèi)由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行檢查和更換?？諝膺^(guò)濾器和消音器等易損件應(yīng)定期更換。具體維護(hù)細(xì)節(jié)和周期請(qǐng)參照產(chǎn)品隨附的《使用說(shuō)明書(shū)》。

八、總結(jié)

ULVAC愛(ài)發(fā)科CR16B多級(jí)羅茨型干泵是一款在無(wú)油潔凈性能、緊湊尺寸和經(jīng)濟(jì)性之間取得良好平衡的干式真空泵。其多級(jí)羅茨轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)配合風(fēng)冷設(shè)計(jì)，在無(wú)需冷卻水和氮?dú)獾那闆r下穩(wěn)定提供≤3.0 Pa的極限真空和16 m3/h的實(shí)際抽速。同時(shí)，CE/cTUVus國(guó)際安全認(rèn)證使其可被全球設(shè)備制造商和終端用戶(hù)放心采用。

在半導(dǎo)體輔助工藝、FPD生產(chǎn)支持、真空干燥、實(shí)驗(yàn)室粗抽及一般工業(yè)排氣等對(duì)潔凈度有基礎(chǔ)要求、排氣量適中且無(wú)需處理腐蝕性氣體的應(yīng)用場(chǎng)景中，CR16B提供了一個(gè)低購(gòu)置門(mén)檻、低運(yùn)行成本、低維護(hù)頻率的穩(wěn)健方案。作為CR系列的經(jīng)濟(jì)型入門(mén)款，CR16B適合對(duì)排氣速度不做過(guò)高要求但注重泵體緊湊性和初期投資的生產(chǎn)與科研用戶(hù)。