ULVAC爱发科CR16B多级罗茨型干泵：无油洁净真空的经济型之选

一、产品概述

CR16B是日本ULVAC（爱发科）株式会社旗下CR系列多级罗茨型干式真空泵的紧凑型号。ULVAC作为的真空技术综合解决方案提供商，拥有从低真空到超高真空的全系列真空获得设备。CR系列作为ULVAC面向一般产业设计的干泵产品线，以无油洁净、空冷节能、稳定耐用为核心优势，广泛应用于电子、镀膜、真空干燥及各类工业与科研领域。

CR16B是该系列中排气量最小的型号，最大抽气速度为16 m³/h，极限压力≤3.0 Pa。该泵已获得国际标准CE和cTUVus认证，适用于全球范围的设备集成和应用场景。其设计初衷是为那些不需要大排气量但要求洁净真空环境的工艺场景提供一个经济、紧凑、易维护的真空解决方案。

二、核心技术原理：多级罗茨型干泵的结构与优势

2.1 罗茨型干泵的工作原理

CR16B所采用的多级罗茨型干泵技术，本质上是一种将多级机械增压泵集成于一体的干式真空泵。泵体壳体内装有一对以相反方向同步旋转的三叶转子，转子之间以及转子与壳体之间保持微小间隙，以非接触方式旋转。当转子旋转时，气体被吸入、压缩并最终排出泵外。由于转子与壳体之间不存在接触摩擦，因此无需在排气室内使用任何油或液体进行密封润滑，获得了洁净无油的排气品质。齿轮和轴承所需的润滑油被密封在独立腔室中，通过精密密封结构防止油进入壳体，从而保证真空侧绝对无油。

2.2 多级结构的意义

与单级罗茨泵不同，多级罗茨泵在一根轴上串联了多级罗茨型转子，各级转子由中间壁隔离形成独立的泵腔，上一级的排气口连接下一级的进气口。转子本身的直径和形状基本相同，但为了增加压缩比，各级转子的宽度从低压侧向高压侧逐级收窄。这种多级结构使罗茨型干泵具备直接从大气压启动并持续排气至目标极限压力的能力，无需额外的前级泵配合。

之所以需要这样的多级设计，根本原因在于罗茨转子本身的压缩能力有限。在单级构型下，罗茨泵无法独自克服大气压力将气体排出，只能作为增压泵使用。而通过三到五级转子的“接力"压缩——每一级将上一级的出口气体进一步压缩加压——最终产生足够的气压将气体排向大气。CR16B正是利用这一设计理念，将原本需要复杂组合的真空系统简化为单个整体式干泵。

2.3 多级罗茨技术的设计挑战

多级罗茨技术需要同时解决几个核心矛盾：转子与壳体之间的间隙必须足够小以保证密封效率，但又必须精确一致以避免任何摩擦接触。各级转子在高转速下的热膨胀差异、壳体在不同压力分布下的形变都需要在设计阶段通过精密计算和工程补偿来实现。此外，各腔体之间的密封和压力平衡也对制造工艺提出了高的要求。CR16B的可靠运行和长寿命设计，正是ULVAC在真空泵领域多年技术积累的综合体现。

三、核心特点与技术优势

3.1 绝对洁净的无油排气

CR16B的排气室内不使用任何真空油，转子与气缸之间无接触运行，从根本上杜绝了油蒸气污染样品或工艺腔体的可能性。这一特性使其特别适合半导体制造、FPD生产、电子元器件处理等领域——在这些领域中，即使是微量的碳氢化合物污染也可能导致器件表面化学改性、附着力下降乃至报废。对于制药和食品行业的真空干燥工艺，无油特性同样直接关系到产品质量和安全标准。

3.2 风冷设计，无需冷却水和氮气

CR16B采用风冷冷却方式，泵体在运行过程中依靠强制风冷系统维持热平衡。与传统需要循环冷却水和氮气吹扫的油封泵或某些干泵相比，CR16B显著降低了对厂务设施的要求。在晶圆厂、封装测试线等洁净车间内，这既简化了设备部署流程，又减少了长期运行成本，同时规避了因水冷回路泄漏而引发大范围停机事故的风险。

3.3 低功耗与轻量化设计

CR16B搭载了DC密封电机，在实现节能的同时还改善了气密性和轻量化。其电机额定功率仅为0.72 kW，重量为35 kg。对于需要在紧凑空间内集成的小型真空系统而言，35 kg的重量使CR16B可以灵活布置，不必像大功率干泵那样做额外的地基加固。同时，它的低功耗特性使得设备长期运行的电力成本得到有效控制。

3.4 气镇机构应对水蒸气

CR16B可选配针阀或电磁阀+针阀两种气镇机构，能够将水蒸气等可凝性气体从泵内有效排出。气镇阀开启后，少量的干燥空气在压缩阶段被引入泵腔，降低水蒸气分压，使其在压缩终了时不至于凝结成液态水进入泵油——虽然CR16B不使用泵油，但液态水聚积仍会加速内部部件腐蚀。当使用气镇机构时，CR16B的最大耐水蒸气处理量可达300 g/h。

气镇机构使用要点：气镇阀并非始终开启的通用配置。开启气镇会引入额外的干燥空气，轻微降低泵的有效抽速，并且排气口的水蒸气含量上升还需考虑废气处理问题。因此用户应仅在确实需要抽除水蒸气的应用中按需开启，并在工艺结束后及时关闭，以维持泵的最佳性能状态。

3.5 国际安全认证与环境友好

CR16B已取得CE和cTUVus国际安全认证，满足全球主要市场的电气安全标准和法规要求。此外，该泵符合RoHS环保标准，不含有害物质，是一款兼具安全性与环保性的工业产品。

3.6 低噪音运行

CR16B可通过选装配件进一步降低运行噪音。RS-01消音器（配KitD套件）和EFS-11-NW25简易消音器均可选装，其中EFS型为滤芯式消音器，在定期维护时需更换内部元件。此外，隔音罩（Soundproof cover）作为一个选配附件，可供有更高静音要求的应用场景选用。对于实验室、洁净室等对环境噪音敏感的场景，应优先配置消音器以保证人员操作舒适性。

四、详细技术规格

数据来源

技术说明：极限压力值是在气镇阀关闭、无气镇气体引入的条件下测得的。当实际抽除含大量水蒸气的工艺气体时，极限压力会有一定程度的上升，属正常现象。最大抽气速度对应的是在大气压入口条件下、泵在最佳工作区间所能达到的名义抽速，实际系统抽速将受管道尺寸、阀门通导等因素影响。订购时请明确电源的相数和电压要求。

五、应用场景与用途

5.1 粗抽与涡轮分子泵前级

CR16B作为多级罗茨型干泵，可从大气压直接启动并工作，常用于真空系统的粗抽阶段。在分析仪器、镀膜设备和半导体工艺腔体中，CR16B承担从大气压抽至中低真空的粗抽任务，为涡轮分子泵（TMP）提供必要的前级压力条件。其无油特性确保分子泵侧不会因油蒸气扩散而降低极限真空度或污染样品。

5.2 半导体与FPD制造

在半导体晶圆制造和平板显示器（FPD）生产过程中，工艺腔体对真空环境洁净度要求高。溅射（Sputtering）、蒸镀（Evaporation）、等离子清洗等工艺均需在洁净真空环境下进行。CR16B的绝对无油排气、无颗粒产生特性，直接提升了产品的良率和工艺稳定性。

5.3 真空干燥与水蒸气处理

CR16B可与气镇机构配合，处理真空干燥设备中产生的大量水蒸气。在食品脱水、药品冷冻干燥、化工产品精制及药材脱气等领域中，CR16B每秒16 m³/h的抽速能够快速降低腔体内水分压力。最大300 g/h的水蒸气处理能力适用于中小型真空干燥器的批次式抽湿需求。

5.4 空气与惰性气体的真空排气

对于只需要抽除空气或氮气等非腐蚀性洁净气体的应用场景，CR16B是经济的选择。例如在真空封装、真空脱泡、真空浸渍等工艺中，CR16B能够快速建立所需的真空度，无需额外的冷却水和复杂维护，尤其适合需要间歇式使用真空的MIM金属注射成型、树脂除气环节。

5.5 化学与生物实验

科研院所的化学和生物实验室内，常常需要在小体积的反应系统内获得洁净的粗真空环境。CR16B凭借34kg的紧凑机身、KF25标准法兰接口和风冷设计的简洁性，能够方便地安置于试验台旁或设备机架内。但需特别留意：CR16B虽能处理多种常规气体，但不推荐用于排气腐蚀性气体，除非严格按照操作手册确认气体兼容性。对于含酸碱蒸汽的化学工艺，应优先选用ULVAC专门针对腐蚀性气体设计的HR/LR系列干泵。

5.6 实验室与科研设备

作为小型化、低噪音的干泵，CR16B也被广泛应用于高校实验室和研究所的真空系统中，如表面分析仪器的前级泵、真空管实验等场景。使用时应结合消音器和橡胶脚垫以改善工作环境。

5.7 配置选装件后的适用场景拓展

CR16B的能力边界可通过选装件适当拓展：在水蒸气含量高的工艺中安装气镇机构；在噪音敏感区域配置EFS简易消音器或隔音罩；在容易产生振动的试验台安装橡胶脚垫。

六、系列对比与选型建议

CR系列涵盖CR16B、CR30B、CR60B三个基础型号，以及大型号CR300B，适用不同排气量需求的场景。CR16B作为该系列的入门型号，在抽速和极限压力上做出取舍，换取更低的购机成本和更小的安装空间。

数据来源

CR16B与更大抽速型号之间的技术差异不仅体现在抽速上，更重要的是极限压力——CR16B的极限压力为≤3.0 Pa，而其他三款型号均为≤0.5 Pa。这一差异主要源于多级转子中压缩级的数量与尺寸，决定了CR16B更适合对真空度要求宽松而对成本敏感的粗抽应用。

选型建议：

• ⭐ CR16B：经济紧凑，极限压力≤3.0 Pa，适用于中小体积真空腔体的粗抽、干燥和一般排气，价格优势显著。

• CR30B：抽速更大且极限压力低至≤0.5 Pa，适用于需要洁净环境的镀膜和半导体前级真空。

• CR60B/CR300B：满足大容积腔体的快速抽空需求，适应高吞吐量的工业生产线。

七、安装与使用须知

7.1 环境条件

CR16B为室内专用干泵，使用时需确保环境温度在适当范围内，且无大量粉尘或腐蚀性气体侵入。虽然泵体本身为干式结构，但仍应保持电气接线处的清洁干燥。

7.2 进气防尘保护

CR16B标准配备空气过滤器，安装于进气口前，用于阻挡外界的颗粒物进入泵腔。对于可能存在粉尘或微粒的工艺应用，建议在过滤器前端再增加一级粗效过滤，以延长泵体的维护周期。运行期间应定期检查过滤器的污染情况并及时更换。

7.3 排气口连接

排气口应连接到合适的排气管路。若直接向大气排放噪音超标，建议使用消音器或隔音罩等选装降噪附件。

重要：绝对禁止堵塞排气口，否则会导致泵内部压力异常升高，可能损坏泵体密封结构并引发安全事故。

7.4 长期停用后的检查

CR16B在长期停用（6个月及以上）后重新启动时，需要按照操作手册进行详细的检查和保养，确认内部零件无锈蚀或卡滞，避免运行过程中发生损伤。

7.5 气体兼容性

CR16B适用于空气、惰性气体和水蒸气等常规气体的抽排。强烈建议不要使用CR16B排送腐蚀性气体（如含卤素、强酸强碱成分的气体）。如需处理腐蚀性气体，请咨询ULVAC的技术人员支持，选用HR/LR等具备特殊耐蚀设计的泵型。

7.6 维护

干泵虽不需每日更换泵油，但齿轮箱内的润滑油仍有使用期限，应在指导周期内由专业技术人员进行检查和更换。空气过滤器和消音器等易损件应定期更换。具体维护细节和周期请参照产品随附的《使用说明书》。

八、总结

ULVAC爱发科CR16B多级罗茨型干泵是一款在无油洁净性能、紧凑尺寸和经济性之间取得良好平衡的干式真空泵。其多级罗茨转子结构配合风冷设计，在无需冷却水和氮气的情况下稳定提供≤3.0 Pa的极限真空和16 m³/h的实际抽速。同时，CE/cTUVus国际安全认证使其可被全球设备制造商和终端用户放心采用。

在半导体辅助工艺、FPD生产支持、真空干燥、实验室粗抽及一般工业排气等对洁净度有基础要求、排气量适中且无需处理腐蚀性气体的应用场景中，CR16B提供了一个低购置门槛、低运行成本、低维护频率的稳健方案。作为CR系列的经济型入门款，CR16B适合对排气速度不做过高要求但注重泵体紧凑性和初期投资的生产与科研用户。