气氛可控式小型反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了一种气氛可控式小型反应装置，包括装置底座及固定设置于装置底座上的分子泵泵组，分子泵泵组固定连接有一根真空管路，真空管路的周侧开设有一用于与其他真空设备对接传递样品的对接口，真空管路上还固定连接有一用于将样品转移至其中进行化学反应的反应腔，反应腔内固定设置有一石英管，反应腔的内壁与石英管的外壁互不接触且二者之间的区域抽真空，石英管的外壁均匀缠绕有加热电阻丝。本实用新型专利技术可与其他超高真空系统相配合、应用于对不同气氛以及不同温度下基础反应及其产物的分析，反应气氛压力从10

【技术实现步骤摘要】
气氛可控式小型反应装置
本技术涉及一种反应装置，尤其涉及一种可与其他超高真空系统相配合、应用于对基础反应及产物分析的气氛可控式小型反应装置，属于真空科研设备领域。
技术介绍
超高真空设备系统是进行超高真空实验中不可或缺的重要硬件基础，其一般由真空泵、真空计、真空腔体及其它元件并借助于真空管道，按一定要求组合而成。以保证在一定的空间内获得并保持特定真空环境、确保某项工艺过程或物理过程在真空系统内实施，在半导体、机械加工、物理、化学、材料和生物科学等各个研究领域都有着广泛的应用。一般而言，这类超高真空设备系统在实际应用的过程中还会与其他装置配合使用。例如通过这类设备所制备获得的样品如需进行后续的化学反应，还需要被转移至小型反应装置中进行不同气氛以及不同温度下的反应。为了提升样品反应的速率、缩短反应时间，在操作时，这类小型反应装置一般都会对样品进行加热处理。在现有技术中，这类小型反应装置对样品的加热一般都会采用直接给样品加热的方式进行，但由于各反应气氛的导热性不同，使用直接加热的方式会使得样品的加热效率呈现出较大差别，例如在H2气氛下的样品的升温要比在真空环境中的升温更加困难、样品在H2气氛下加热至同样温度则比在真空环境中需要更大的电流或更长的加热时间。这样一来，不仅会大幅度增加实验时间，还增加了加热过程中样品发生变化的可能性。并且由于直接加热的方式耗能较大，在应用时需要配备大功率直流电源，应用成本高昂。针对实验过程中遇到的上述问题，如何在现有设备的基础上提出一种全新的反应装置，从而在保证实验效果的前提下兼顾节能和效率，以满足实际的实验需求，就成为本领域内技术人员所亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述缺陷，本技术的目的是提出一种气氛可控式小型反应装置，具体如下。一种气氛可控式小型反应装置，包括装置底座及固定设置于所述装置底座上、用于提供设备真空的分子泵泵组，所述分子泵泵组固定连接有一根真空管路，所述真空管路的周侧开设有一与其他真空设备相匹配、用于与其他真空设备对接传递样品的对接口，所述真空管路上与所述对接口相对的周侧固定连接有一用于将样品转移至其中进行化学反应的反应腔，所述反应腔内固定设置有一用于承载样品并进行反应的石英管，所述反应腔的内壁与所述石英管的外壁互不接触且二者之间的区域抽真空，所述石英管的外壁缠绕有用于为所述石英管加热的加热电阻丝。优选地，所述真空管路垂直设置，所述真空管路的一端与所述分子泵泵组固定连接、所述真空管路的另一端固定连接有一用于进行产物分析的残余气体分析器。优选地，所述真空管路上设置有多个功能部件，所述功能部件包括用于显示整个所述真空管路的真空度的全量程规、用于定量地将反应产物转移至所述残余气体分析器中进行产物分析的微调计量阀以及用于观察样品传递情况的第一视窗和第二视窗；所述全量程规固定设置于所述真空管路上、所述分子泵泵组至所述对接口之间的位置处，所述微调计量阀固定设置于所述真空管路上、所述对接口至所述残余气体分析器之间的位置处，所述第一视窗及所述第二视窗均开设于所述真空管路上与所述反应腔相连接的位置处。优选地，所述真空管路与所述反应腔之间还通过多根连接管路固定连接有多个功能阀，所述功能阀包括用于在样品反应结束后对所述反应腔进行抽真空处理的粗抽阀及抽气阀、用于对所述反应腔与所述石英管之间的区域进行抽真空处理的夹层抽气阀；所述粗抽阀通过连接管路分别与所述真空管路及所述反应腔相连接，所述粗抽阀还连接有一前级泵，所述抽气阀及所述夹层抽气阀均借助连接管路与所述反应腔相连接且所述抽气阀及所述夹层抽气阀均借助连接管路与所述分子泵泵组相连接。优选地，所述反应腔的一端借助管路接头与所述真空管路固定连接，所述反应腔的另一端借助管路接头固定连接有一用于实现样品转移的磁力杆，所述反应腔与所述真空管路之间的管路接头上开设有用于常压流动态反应时反应气体排出的排空口，所述反应腔与所述磁力杆之间的管路接头上开设有用于进气气路连接的进气口。优选地，所述反应腔与所述真空管路之间的管路接头上还固定设置有一用于在样品反应时将所述真空管路与所述反应腔隔开的插板阀；所述反应腔与所述磁力杆之间的管路接头上还固定设置有一用于在样品传递时对样品位置进行微调的角度调整器。优选地，所述反应腔的外周侧开设有两个用于接通循环冷却水进行降温的水冷循环口，所述水冷循环口的一端与所述反应腔与所述石英管之间的区域相连通、所述水冷循环口的另一端外接有水冷循环设备。优选地，所述反应腔水平设置，所述石英管的设置方向与所述反应腔设置方向相平行，所述石英管的两端通过连接组件实现其与所述反应腔的固定，所述连接组件包括O型圈、外螺纹件以及连接法兰；所述O型圈套设于所述石英管两侧端口的外沿位置，所述外螺纹件的外周侧设置有螺纹，所述连接法兰的内周侧设置有螺纹且螺纹尽头设置有一圈与所述O型圈过盈配合的平台，所述外螺纹件与所述连接法兰二者的螺纹相匹配，所述外螺纹件与所述连接法兰二者通过螺纹旋接固定、所述O型圈紧密设置于所述外螺纹件与所述连接法兰二者之间。优选地，所述石英管的外壁等距、均匀缠绕有所述加热电阻丝，所述石英管的内部可活动地设置有用于接收样品的样品槽，所述石英管的内部还设置有用于进行测温传感的热电偶，所述石英管的外周侧固定设置有一加热端子以及一热电偶测温端子，所述加热电阻丝的两端均与所述加热端子固定连接，所述热电偶的两端均与所述热电偶测温端子固定连接。优选地，还包括一用于维持装置整体平衡、避免所述真空管路与所述反应腔的连接位置过重的支撑杆，所述支撑杆的上端承托于所述反应腔的下端部、所述支撑杆的下端支撑于地面或所述装置底座上。与现有技术相比，本技术的优点主要体现在以下几个方面：本技术所提供的一种气氛可控式小型反应装置可与其他超高真空系统相配合、应用于对不同气氛以及不同温度下基础反应及其产物的分析，反应气氛压力从10-6mbar至1个大气压间可调、反应温度从室温至600℃间可调，充分地满足了绝大多数高精度实验的实验需求。同时，在本技术的技术方案中，将以往所采用的对样品直接加热的方式改为了辐照加热的方式，即在放置样品的石英管外壁缠绕一圈电阻丝，通过对电阻丝加热产生热量来传导至石英管内的样品上，这样一来，也就使得样品的加热效率与加热气氛无关，仅仅通过电阻丝的加热即可在短时间内给样品升温，不仅显著提高了样品的加热效率、缩短了样品的加热时间，而且也降低了直接加热的方式需配备大功率直流电源的硬件成本。此外，在本技术的整体结构简单，所使用的部件均为常见的加工件，装置的整体制作成本低、装配时间短。且在其应用过程中，操作者能够独立完成操作，提高了工作效率、高效地完成了相关的实验操作，从而在最大限度上降低了人力及时间成本。本技术能够很好地与现有的真空进样设备系统进行对接，适应性强、适用范围广阔。本技术还为同领域中其他小型反应装置的设计、制造和使用提供了技术启示，具有很高的借鉴、使用及推广价值。...

【技术保护点】
1.一种气氛可控式小型反应装置，包括装置底座及固定设置于所述装置底座上、用于提供设备真空的分子泵泵组（3），其特征在于：所述分子泵泵组（3）固定连接有一根真空管路，所述真空管路的周侧开设有一与其他真空设备相匹配、用于与其他真空设备对接传递样品的对接口（5），所述真空管路上与所述对接口（5）相对的周侧固定连接有一用于将样品转移至其中进行化学反应的反应腔（6），所述反应腔（6）内固定设置有一用于承载样品并进行反应的石英管（20），所述反应腔（6）的内壁与所述石英管（20）的外壁互不接触且二者之间的区域抽真空，所述石英管（20）的外壁缠绕有用于为所述石英管（20）加热的加热电阻丝（21）。/n

【技术特征摘要】
1.一种气氛可控式小型反应装置，包括装置底座及固定设置于所述装置底座上、用于提供设备真空的分子泵泵组（3），其特征在于：所述分子泵泵组（3）固定连接有一根真空管路，所述真空管路的周侧开设有一与其他真空设备相匹配、用于与其他真空设备对接传递样品的对接口（5），所述真空管路上与所述对接口（5）相对的周侧固定连接有一用于将样品转移至其中进行化学反应的反应腔（6），所述反应腔（6）内固定设置有一用于承载样品并进行反应的石英管（20），所述反应腔（6）的内壁与所述石英管（20）的外壁互不接触且二者之间的区域抽真空，所述石英管（20）的外壁缠绕有用于为所述石英管（20）加热的加热电阻丝（21）。


2.根据权利要求1所述的气氛可控式小型反应装置，其特征在于：所述真空管路垂直设置，所述真空管路的一端与所述分子泵泵组（3）固定连接、所述真空管路的另一端固定连接有一用于进行产物分析的残余气体分析器（1）。


3.根据权利要求2所述的气氛可控式小型反应装置，其特征在于：所述真空管路上设置有多个功能部件，所述功能部件包括用于显示整个所述真空管路的真空度的全量程规（7）、用于定量地将反应产物转移至所述残余气体分析器（1）中进行产物分析的微调计量阀（12）以及用于观察样品传递情况的第一视窗（8）和第二视窗（16）；
所述全量程规（7）固定设置于所述真空管路上、所述分子泵泵组（3）至所述对接口（5）之间的位置处，所述微调计量阀（12）固定设置于所述真空管路上、所述对接口（5）至所述残余气体分析器（1）之间的位置处，所述第一视窗（8）及所述第二视窗（16）均开设于所述真空管路上与所述反应腔（6）相连接的位置处。


4.根据权利要求1所述的气氛可控式小型反应装置，其特征在于：所述真空管路与所述反应腔（6）之间还通过多根连接管路固定连接有多个功能阀，所述功能阀包括用于在样品反应结束后对所述反应腔（6）进行抽真空处理的粗抽阀（14）及抽气阀（13）、用于对所述反应腔（6）与所述石英管（20）之间的区域进行抽真空处理的夹层抽气阀（15）；
所述粗抽阀（14）通过连接管路分别与所述真空管路及所述反应腔（6）相连接，所述粗抽阀（14）还连接有一前级泵，所述抽气阀（13）及所述夹层抽气阀（15）均借助连接管路与所述反应腔（6）相连接且所述抽气阀（13）及所述夹层抽气阀（15）均借助连接管路与所述分子泵泵组（3）相连接。


5.根据权利要求1所述的气氛可控式小型反应装置，其特征在于：所述反应腔（6）的一端借助管路接头与所述真空管路固定连接，所述反应腔（6）的另一端借助管路接头固定连接有一用于实现样品转移的磁力杆（2），所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：李幻，张冬，
申请(专利权)人：苏州华杨赛斯真空设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32