日本爱发科ULVAC MBS-053小型罗茨式机械增压泵技术介绍

日本爱发科ULVAC MBS-053小型罗茨式机械增压泵技术介绍

日本爱发科ULVAC MBS-053小型罗茨式机械增压泵技术介绍

日本爱发科ULVAC MBS-053小型罗茨式机械增压泵技术介绍：8字形转子无油压缩原理与中真空系统增效应用

在真空镀膜、真空干燥、分析仪器及半导体制造等中真空应用场景中，真空系统面临的一个典型问题是：当压力降至一定区间时，前级泵（如油旋片泵或干泵）的抽速会显著下降，导致系统排气效率大幅降低。爱发科（ULVAC）MBS系列小型罗茨式机械增压泵正是针对这一需求而开发，其中MBS-053作为该系列的代表型号，依托8字形转子无油容积式压缩与直流无刷电机两大核心技术，以50m³/h抽速、4.0×10⁻²Pa极限压力、可在大气压下启动等特性，成为面向中小型真空系统增效应用的可靠选择。

一、工作原理：8字形转子无油容积式压缩

MBS-053的核心工作原理建立在8字形（茧形）转子无油容积式压缩这一物理机制之上。机械增压泵本质上是一种罗茨型容积式真空泵——通过两个8字形转子在泵腔内同步反向旋转，周期性地改变转子与泵壳之间形成的封闭腔体容积，实现气体的吸入、压缩与排出。

泵的核心运动部件由两个精密加工的三叶罗茨转子组成：

• 严格的同步旋转：两个转子由高精度齿轮传动保持严格的同步，以相反方向旋转。转子之间以及转子与泵壳之间保持微小间隙，彼此不直接接触。

• 气体输送与压缩：气体从进气口被吸入转子与泵壳之间的空间，随着转子的转动，气体被隔离并推向排气口。在此过程中，气体沿转子旋转方向被逐级输送，最终从排气口排出。

• 无油洁净运行：由于转子室内不使用润滑油，能够实现油蒸气污染少的真空排气。即使面对水蒸气、溶剂等蒸汽，也能发挥稳定的排气性能。

• 磁耦合结构：MBS-053采用磁耦合结构传递动力，泵的驱动部分与转子室之间无机械密封接触，从结构上杜绝了润滑油向泵外部的泄漏。

• 非接触式内部密封：泵的内部密封采用非接触式密封，显著减少了机械损耗——与旧型号相比功耗降低约60%。

• 与前级泵的串联工作：机械增压泵无法单独将气体排至大气，必须与油旋片泵等前级泵（辅助泵）串联使用。在前级泵抽速下降的压力范围内，MBS-053可大幅提高整个系统的抽速。

二、核心技术特点

1. 直流无刷电机，实现大气压启动

MBS-053搭载DC无刷电机（200W） ，可根据负载以最佳转速运行。与传统罗茨泵需要在前级泵将系统抽至一定真空度后才能启动不同，MBS-053可以从大气压力开始抽真空。这一特性使其在需要频繁从大气压开始抽空的工艺中具有显著优势，可有效缩短整体排气时间。

2. 50m³/h抽速，适配中小型真空系统

MBS-053的实际排气速度为50m³/h。抽速的具体数值会因所配合的前级泵抽速不同而有所变化。这一抽速区间适用于溅射设备、蒸镀设备、真空干燥箱、分析仪器及半导体制造设备等中小型真空场景。

3. 4.0×10⁻²Pa极限压力

MBS-053的极限压力可达4.0×10⁻²Pa（通过电离真空计测量）。该数值会因所配合的前级泵极限压力不同而有所变化。这一压力水平可满足真空镀膜、真空干燥、分析仪器等多数中真空工艺对真空度的要求。

4. 磁耦合无泄漏结构

MBS-053采用磁力耦合结构传递动力，取代了传统的轴封结构。这一设计的实际价值在于：

• 无油泄漏：从结构上杜绝了润滑油向泵外部的泄漏

• 无机械磨损：磁耦合传递动力无需物理接触，减少了机械损耗

• 维护便捷：无需担心轴封老化导致的漏油问题

5. 低功耗设计

MBS-053在极限压力下的功耗仅为50W，满负荷时功耗为250W。与旧型号相比，功耗降低约60%。在需要长期连续运行的工业场景中，这一低功耗特性可显著降低电力成本。

6. 宽电压适配与全球认证

MBS-053支持单相100-120V / 200-240V（50/60Hz） 双电压系统，通过切换驱动箱内的电源即可在不同电压下运行。产品已通过TUV认证（欧洲标准产品安全认证），符合国际安全标准。

7. 小型轻量设计

MBS-053外形尺寸为167(W)×410(L)×130(H)mm，重量仅11kg。在同类机械增压泵中属于小型轻量级设计，可灵活安装于空间有限的设备和机台中。

8. 内置保护功能

MBS-053内置多种保护功能，包括手动复位型热保护器等安全设计，可在异常情况下自动切断电源，保护设备安全。

三、性能参数一览

数据来源：爱发科产品规格表

四、典型应用场景

真空镀膜：用于溅射设备、蒸镀设备、离子镀设备的真空系统，在中真空区间提升系统抽速，缩短镀膜前的抽空时间。

真空干燥与冷冻干燥：用于真空干燥器、冷冻真空干燥器的真空系统。

半导体制造：用于半导体制造设备及CVD装置的真空系统。

分析仪器：用于分析仪器、电子显微镜的前级泵，为高精度检测提供稳定的真空环境。

泄漏测试：用于氦泄漏测试设备、CO₂气体激光器的真空系统。

真空脱泡与热处理：用于真空脱泡、真空热处理等工艺。

液晶注入：用于液晶面板制造中的液晶注入工艺。

气体置换与真空隔热：用于气体置换、填充、真空隔热等工艺。

五、使用注意事项

MBS-053作为机械增压泵，有以下使用要点需要注意：

• 必须与前级泵组合使用：机械增压泵不能单独使用，必须与油旋片泵等前级泵（辅助泵）串联

• 设计用于在线安装：通过固定排气口法兰进行安装

• 初次使用需脱气：初次运行或长期未运行时，启动时泵油可能起泡，需用前级泵进行脱气排气

• 大气压附近运行限制：在大气压附近运行时，排气速度与前级泵相当，无法发挥增压特性

• 油量控制：泵油不得超过规定量，否则油会进入转子室内部

• 电源电压确认：务必确认电源电压与泵的设定电压一致

六、总结

MBS-053是爱发科在小型罗茨式机械增压泵领域的一款代表性产品。通过8字形转子无油容积式压缩机制与直流无刷电机技术的配合，在实现50m³/h抽速和4.0×10⁻²Pa极限压力的同时，可从大气压开始抽真空。其磁耦合无泄漏结构、低功耗设计（功耗降低约60%）、宽电压适配及小型轻量等特性，使其成为真空镀膜、真空干燥、分析仪器及半导体制造等中真空应用场景中可靠的系统增效方案。

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