专利名称：超高真空环境下的微量气体注入设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型气体注入设备，具体涉及一种在超高真空环境下实现微量气体注入 的设备。
背景技术：
目前，公知的真空环境下气体注入设备是由贮气钢瓶、气管和针阀等组成。打开贮气钢 瓶上的开关放气，然后通过调节针阀将气体经过气管注入到实验装置。但是，由于一般针阀 精度有限，管路中的杂质气体又会降低实验气体的纯度，注入过程也只能是一种漫扩散更不 能保证气流的方向性，最终会导致实验研究不能得到理想的结果。
发明内容
本发明公开一种在超高真空环境下实现微量气体注入的设备，其目的在于克服现有的真 空环境下气体注入设备，采用调节针阀将气体经过气管直接注入到实验装置，导致实验气体 的纯度降低，不能保证气流的方向性，致使实验结果不准确等弊端。本发明设计了一个差分 真空结构，通过微调阀将可控流量的微量气体在高真空甚至是超高真空环境下注入实验装置。 通过本设备进行的气体注入过程，注入的实验气体均匀稳定而且方向性好，大大提高了其在 实际应用中的可靠性，可以适用于高要求的实际工况。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，首先选用进口的精密微调阀门，最小可调 漏率为lXl(TTorr'l/s;然后为设备设计一种两级差分真空结构，分别为低真空端和高真空 端，两端分别均配置涡轮分子泵机组，抽速均为70 1/s，中间用带有口径为02的限流小孔 的无氧铜密封板隔开，固定在法兰上；在微调阔门的出口处安装一个口径为Ol长度为20mm 的喷嘴，用以集中气流，提高注入气体的能量；不同真空区段配置3个真空规，用于测量其 真空度，其中一个为热偶规用于测量低真空，另两个为热阴极电离规用于测量高真空或超高 真空，通过真空度可以准确计算出注入的气体流量。
超高真空环境下的微量气体注入设备，其特征在于包括低真空段、高真空室和超高真 空室；低真空段贮气钢瓶经铜软管与电磁阀、热偶规、微调阀串联连接；高真空室和超高真 空室分别配置涡轮分子泵机组，中间用带有限流小孔的密封板隔开，密封板固定在法兰上； 在微调阀门的出口处连接一喷嘴，喷嘴与高真空室连通，超高真空室与波纹管连通；通过法兰与气动阀门的右端带有限流小孔的密封板连接，密封板固定在法兰上，气动阀门的左端直 接与实验装置主体用法兰连接；高真空室和超高真空室还分别连接有热阴极电离规。
所述的带有限流小孔的密封板，小孔开在密封板中心，且小孔与喷嘴的中心均在同一直 线上。
在微调阀门的出口处安装喷嘴，用以集中气流，提高注入气体的能量；不同真空区段配 置3个真空规，用于测量其真空度，其中一个为热偶规用于测量低真空，另两个为热阴极电 离规用于测量高真空或超高真空，通过真空度可以准确计算出注入的气体流量。
本发明的有益效果是，进行气体注入实验时可以得到均匀稳定的实验气体流，而且可以 精密调节气体流量，有效提高实验数据的精确度。
图1是本发明超高真空环境下的微量气体注入设备结构示意图。
l.贮气钢瓶，2.电磁阀，3.铜软管，4.热偶规，5.微调阀，6.喷嘴，7.热阴极电离规， 8.密封板，9.波纹管，IO.气动门阀，ll.涡轮分子泵机组，12.超高真空室，13.高真空室。
具体实施例方式
以下结合附图和是实力对本发明作进一步描述。
超高真空环境下的微量气体注入设备，如图1所示，包括低真空段、高真空室和超高真 空室；低真空段贮气钢瓶1经铜软管3与电磁阀2、热偶规4、微调阀5串联连接；高真空室 和超高真空室分别配置涡轮分子泵机组11，中间用带有限流小孔的无氧铜密封板8隔开，无 氧铜密封板8固定在法兰上；在微调阀5的出口处连接一喷嘴6，喷嘴6与高真空室连通；超 高真空室与波纹管连通；通过法兰与气动阀门右端的带有限流小孔的无氧铜密封板连接，无 氧铜密封板固定在法兰上，气动阀门的左端直接与实验装置主体用法兰连接；高真空室和超 高真空室还分别连接有热阴极电离规。无氧铜密封板上的小孔开在密封板中心，且小孔与喷 嘴的中心均在同一直线上。
限流小孔的直径为2mm，喷嘴直径为lmm，长度为20mm;贮气钢瓶1装有所需实验气体， 实验改变时可直接更换另外一种气体，喷嘴6和带限流小孔的密封板8同时起到密封和限流 的作用，涡轮分子泵机组11为无油污染机组。
首先启动涡轮分子泵机组ll，获得系统真空环境，打开贮气钢瓶l的开关，将气体放出，然后开启电磁阀2，实验气体进入铜软管3，观察热偶规4的真空度指示值，适量时调节微调 阀5，控制微量气流通过喷嘴6进入高真空室13和超高真空室12，然后气流主体通过密封板 8上的限流小孔，呈一个圆锥形通过气动阀门10后，最终注入到实验装置的真空室，完成整 个注入过程。
权利要求
1.超高真空环境下的微量气体注入设备，其特征在于包括低真空段、高真空室和超高真空室；低真空段贮气钢瓶经铜软管与电磁阀、热偶规、微调阀串联连接；高真空室和超高真空室分别配置涡轮分子泵机组，中间用带有限流小孔的密封板隔开，密封板固定在法兰上；在微调阀门的出口处连接一喷嘴，喷嘴与高真空室连通，超高真空室与波纹管连通；通过法兰与气动阀门的右端带有限流小孔的密封板连接，密封板固定在法兰上，气动阀门的左端直接与实验装置主体用法兰连接；高真空室和超高真空室还分别连接有热阴极电离规。
2. 根据权利要求l所述的超高真空环境下的微量气体注入设备，其特征在于所述的带有限 流小孔的密封板，小孔开在密封板中心，且小孔与喷嘴的中心均在同一直线上。
全文摘要
超高真空环境下的微量气体注入设备，包括低真空段、高真空室和超高真空室；低真空段贮气钢瓶经铜软管与电磁阀、热偶规、微调阀串联连接；高真空室和超高真空室分别配置涡轮分子泵机组，中间用带有限流小孔的密封板隔开，密封板固定在法兰上；在微调阀门的出口处连接一喷嘴，喷嘴与高真空室连通，超高真空室与波纹管连通；通过法兰与气动阀门的右端带有限流小孔的密封板连接，密封板固定在法兰上，气动阀门的左端直接与实验装置主体用法兰连接；高真空室和超高真空室还分别连接有热阴极电离规。本发明进行气体注入实验时可以得到均匀稳定的实验气体流，而且可以精密调节气体流量，有效提高实验数据的精确度。
文档编号F17D1/00GK101408277SQ20081004077
公开日2009年4月15日 申请日期2008年7月21日 优先权日2008年7月21日
发明者安双利 申请人:上海第二工业大学