一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀。该超薄插板阀的整体厚度小于8mm；包括阀安装件、阀体机构和直线导入器；阀安装件为板状，中部开设有通孔，一侧面设有一对导轨；阀体机构包括阀板，阀板的中部开设有阀孔，上端活动连接着直线导入器；工作时，阀体机构在直线导入器的作用下，沿一对导轨实现上下移动；当阀体机构上移至上止点，使阀孔和通孔重合贯通时，超高真空超薄插板阀为打开状态；当阀体机构下移至下止点，使阀孔和通孔完全不贯通时，超高真空超薄插板阀为关闭状态。本实用新型专利技术在不增加样品与电离点距离的情况下，实现了质谱探测器与束源室之间的快速隔离，提升了换样效率，提高了运行精度及稳定性。

A ultra high vacuum ultra thin plate valve used for isolating beam source and mass spectrometry

The utility model relates to a ultra high vacuum ultra thin plate valve used for isolating the beam source chamber and mass spectrum. The overall thickness of the ultra-thin gate valve is less than 8mm; including the valve installation, valve mechanism and linear guide device; a valve installed in a plate shape, the middle is provided with a through hole, one side of which is provided with a pair of guide rails; valve mechanism comprises a valve plate, the valve plate is provided with a central valve hole, the upper end is connected with the import line device; work, valve mechanism in a straight line guide device under the action of a pair of guide rails along the up and down movement; when the valve mechanism moves the top dead point, the valve hole through the through hole overlap, ultra high vacuum thin plate valve open; when the valve mechanism to the next stop point, the valve hole the through hole is completely through, ultra high vacuum flapper valve is closed thin. The utility model does not increase in the sample and ionization point distance, to achieve a rapid isolation between mass spectrometry detector and the beam source chamber, enhance the sampling efficiency, improve the accuracy and stability of operation.

【技术实现步骤摘要】
一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀
本技术属于真空阀门
，具体涉及应用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀。
技术介绍
质谱仪是鉴定分子结构的重要手段。质谱仪一般由进样装置、离子源、离子传输系统、质量分析器和真空系统等部分组成，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带电荷离子，经离子传输系统加速电场的作用，形成离子束，最终进入质量分析器被记录检测。超声分子束是气体由高压区经小孔进入低压区，通过绝热膨胀形成的定向运动的“孤立”原子、分子集合，是研究原子分子物理、激光化学、等离子体物理、微观化学反应动力学、空间物理、天体物理等领域的重要手段。超声分子束和质谱联用是上世纪中后期发展起来的一种实验技术。由于分子束取样可以“冷冻”气相化学反应中的较活泼自由基和其他中间体，而质谱可以对这些产物进行快速定性，因此超声分子束质谱联用技术近年来在反应动力学、燃烧诊断、热解、低温氧化反应研究中获得了广泛的应用。超声分子束质谱联用装置一般按照真空梯度由束源室、电离室、质量仪等构成，彼此之间由中间有小孔的锥形取样漏勺连接。束源室压力可从数个大气压到数十Torr不等，电离室压力一般维持在10-2～10-3Pa，、质谱仪的真空度则维持在10-4～10-6Pa左右。在实际工作中，常常需要根据实验需求反复拆装束源室，从而使实验装置整体暴露大气。待仪器安装完毕重新抽气，往往需数小时才能恢复之前的超高真空状态，严重影响工作效率。此外，电离室内部的离子传输系统结构复杂，极易受实验条件变化的干扰；质谱仪内部的质量分析器若长时间暴露在空气中，使用寿命也会大大降低。为了解决更换束源室又不破坏其他腔室真空的问题，可以在束源室和电离室之间安装真空插板阀。但是，传统的真空插板阀存在几点不足，一是阀体较厚，大大增加了取样漏勺与电离区的距离，导致形成的超声分子束到达电离区时中心分子数密度急剧下降，从而降低了仪器灵敏度；二是传统真空插板阀没有设置阀体运行轨道，运行稳定性及精度较差；三是传统真空插板阀一般应用于洁净的超高真空环境，密封时，阀体带着密封圈向法兰垂直运动直至贴紧密封，如密封圈上有颗粒将大大降低密封效果。
技术实现思路
为了实现在实验中更换样品时无须破坏质谱仪真空，同时达到不降低取样效率、运行稳定性较好、不受颗粒污染影响的目的，本技术提供一种用于分子束质谱装置的超高真空超薄插板阀。一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀的整体厚度小于8mm，具体结构说明如下：包括阀安装件21、阀体机构22和直线导入器23；所述阀安装件21为板状，中部开设有通孔214，周边均布法兰孔，阀安装件21的一侧面设有一对导轨212，一对导轨212对称位于通孔214的两侧；所述阀体机构22包括活动铰链221、导向连接件222和阀板223，所述阀板223的中部开设有阀孔2234，阀板223的上端通过活动铰链221连接着直线导入器23的伸缩杆233；阀板223通过导向连接件222与一对导轨212中上的导向槽2120的配合设于阀安装件21上；所述直线导入器23位于阀安装件21外侧的上部；阀板223的上下移动由直线导入器23通过活动铰链221驱动；工作时，所述阀体机构22在直线导入器23的作用下，沿一对导轨212实现上下移动；当阀体机构22中的导向连接件222上移至导向槽2120中的上止点2121，使阀孔2234和通孔214重合贯通时，所述超高真空超薄插板阀为打开状态；当阀体机构22中的导向连接件222下移至导向槽2120中的下止点2125，使阀孔2234和通孔214完全不贯通时，所述超高真空超薄插板阀为关闭状态。进一步限定的技术方案如下：与阀板223上的阀孔2234对应的所述阀安装件21上的通孔214的轴向一侧圆周上开设有密封槽213，密封槽213内设有密封圈215，密封时，密封圈215的轴向的外侧端面与阀板223的板面接触。所述密封槽为燕尾槽，所述密封圈为O型密封圈。所述阀板223的厚度小于5mm。所述一对导轨212结构相同，相对应的内侧面上沿长度方向开设有两段结构相同、长度相等的导向槽2120，所述导向槽2120包括上止点2121、上直槽2122和下止点2125，上直槽2122和下止点2125之间由斜槽2123和下直槽2124光滑过渡连接；与导轨212上的导向槽2120配合，阀板223的两侧分别设有两个导向连接件222；导向连接件222一端安装在阀板223两侧的连接件安装孔2235中，另一端配合安装于导向槽2120内。导向连接件222包括配合的固定轴2222和轴套2221；阀板223的运动路径由固定轴2222和轴套2221在导向槽2120中的运动路径确定。所述活动铰链221由短杆2211和长杆2213通过两只连接臂2212连接组成，且短杆2211和长杆2213平行；所述短杆2211的中部连接着直线导入器23的伸缩杆233，所述长杆2213的两端分别连接着阀板223。所述阀板223的上端中部开设有向下凹的U形安装槽，U形安装槽的两侧分别开设有安装通孔，所述长杆2213的两端配合设于安装通孔2231内，安装通孔2231的外端为螺纹孔2232，螺纹孔2232内设有外螺纹堵头。阀安装件21的上部设有安装法兰211，直线导入器23中的伸缩杆233插设于安装法兰211内，直线导入器23通过导入器法兰232与安装法兰211的配合连接，设于阀安装件21外侧。所述阀板223上设有一个以上的放气孔2233。本技术的有益技术效果体现在以下方面：1.采用阀板223与O型密封圈215分离的设计，使阀板223厚度减薄。体现在结构上，即O型密封圈215安装在阀安装法兰21上的燕尾密封槽213中，阀板223的厚度小于5mm，只需满足承压不变形即可。所述阀安装法兰21是电离腔1与束源室4间的隔离法兰，设置有通孔214，通孔周围设置有燕尾密封槽213，放置O型密封圈215。2.采用轨道设计，使阀板223严格按照轨道运动，提高阀板223稳定性。体现在结构上，即在阀板223两侧安装导向连接件222，包括固定轴2222和轴套2221，固定轴2222外设置轴套2221，减少摩擦；在阀安装法兰21上安装导轨212，导轨212上设置导向槽2120，阀板223两侧的导向连接件222置于导向槽2120内，按照导向槽2120路径移动。3.采用密封圈滑动摩擦方式去除表面颗粒污染物的设计，使密封圈不受颗粒污染影响。体现在结构上，即导向槽2120由上止点2121、上直槽2122、斜槽2123、下直槽2124和下止点2125构成，斜槽2123用于连接上直槽2122和下直槽2124。阀板223侧面的导向连接件222在上直槽2122中向下运动到末端时，进入斜槽2123；继续运动则阀板223开始接触并压紧O型密封圈215，至斜槽2123末端时，阀板223完全压紧O型密封圈215；继续运动，进入下直槽2124，此时阀板223相对O型密封圈215作垂直向下的摩擦运动，这种滑动摩擦的方式能够有效去除O型密封圈215上附着的细小颗粒污染物。4.采用防回弹锁止设计，使阀板223固定牢靠。体现在结构上，即在导轨212上的斜槽2123后设置一段下直槽2124。阀板223侧面的导向连接件2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀，其特征在于：所述超高真空超薄插板阀的整体厚度小于8mm；包括阀安装件、阀体机构和直线导入器；所述阀安装件为板状，中部开设有通孔，周边均布法兰孔，阀安装件的一侧面设有一对导轨，一对导轨对称位于通孔的两侧；所述阀体机构包括活动铰链、导向连接件和阀板，所述阀板的中部开设有阀孔，阀板的上端通过活动铰链连接着直线导入器的伸缩杆；阀板通过导向连接件与一对导轨上的导向槽的配合设于阀安装件上；所述直线导入器位于阀安装件外侧的上部；阀板的上下移动由直线导入器通过活动铰链驱动；工作时，所述阀体机构在直线导入器的作用下，沿一对导轨实现上下移动；当阀体机构中的导向连接件上移至导向槽中的上止点，使阀孔和通孔重合贯通时，所述超高真空超薄插板阀为打开状态；当阀体机构中的导向连接件下移至导向槽中的下止点，使阀孔和通孔完全不贯通时，所述超高真空超薄插板阀为关闭状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀，其特征在于：所述超高真空超薄插板阀的整体厚度小于8mm；包括阀安装件、阀体机构和直线导入器；所述阀安装件为板状，中部开设有通孔，周边均布法兰孔，阀安装件的一侧面设有一对导轨，一对导轨对称位于通孔的两侧；所述阀体机构包括活动铰链、导向连接件和阀板，所述阀板的中部开设有阀孔，阀板的上端通过活动铰链连接着直线导入器的伸缩杆；阀板通过导向连接件与一对导轨上的导向槽的配合设于阀安装件上；所述直线导入器位于阀安装件外侧的上部；阀板的上下移动由直线导入器通过活动铰链驱动；工作时，所述阀体机构在直线导入器的作用下，沿一对导轨实现上下移动；当阀体机构中的导向连接件上移至导向槽中的上止点，使阀孔和通孔重合贯通时，所述超高真空超薄插板阀为打开状态；当阀体机构中的导向连接件下移至导向槽中的下止点，使阀孔和通孔完全不贯通时，所述超高真空超薄插板阀为关闭状态。2.根据权利要求1所述的一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀，其特征在于：与阀板上的阀孔对应的所述阀安装件上的通孔的轴向一侧圆周上开设有密封槽，密封槽内设有密封圈，密封时，密封圈的轴向的外侧端面与阀板的板面接触。3.根据权利要求2所述的一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀，其特征在于：所述密封槽为燕尾槽，所述密封圈为O型密封圈。4.根据权利要求1所述的一种用于隔离束源室与质谱的超高真空超薄插板阀，其特征在于：所述阀板的厚度小于5mm。5.根据权利要求1所述的一种用于隔离束源室与质...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玖重，陈夏敏，文武，李天宇，潘洋，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34