真空进样装置的制作方法

本实用新型涉及一种进样装置，尤其涉及一种可与其他真空设备相配合、共同完成向真空腔体中精确送样的真空进样装置，属于真空科研设备领域。

背景技术：

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。

具体而言，在科学实验的过程中，最为常见的一种实验需求是向设备的真空腔体整体或局部空间内注入特定量的气体或液体样品分子。为了满足上述实验需求，目前市面上常见的超高真空设备系统，大多都利用微漏阀，将制备好的高纯样品引入到设备的真空室中，但此种方法一般仅适用于向腔体内部整体注入某种气液样品并且不要求该气液样品在腔体内均匀分布的情况，在一些高精度实验，如程序升温脱附（tpd）实验中，就很难进行应用。同时利用这一方式注入气液样品，其进量不易确定、操控可控性低，整体的实验重复性较差。

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真空进样装置，从而将制备好的气液样品均匀地、可重复地引入到设备真空室的某个特定区域，以满足高精度实验的需求，就成为本领域内技术人员所亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在上述缺陷，本实用新型的目的是提出一种真空进样装置，具体如下。

所述真空进样装置包括一根用于气液样品输送的进样管，所述进样管上套设有一个用于将装置整体与超高真空设备系统固定连接的主连接法兰，所述进样管的两端分别设置有一个用于装置与其他部件固定的部件接头；还包括一个借助所述部件接头固定连接于所述进样管一端的储气室，所述储气室内部嵌设有用于引入气液样品的垫片组件及用于使所述储气室内的气液样品均匀分布的蝶形进气孔。

优选地，还包括一个用于将装置整体与其他相关的设备进行连接拓展的副连接法兰，所述副连接法兰连接有一根进样支管，所述进样支管与所述进样管相连通。

优选地，所述垫片组件包括一张微孔垫片及一张微通道板，所述微孔垫片设置于所述储气室内靠近所述进样管的一侧，所述微通道板设置于所述储气室内远离所述进样管的一侧。

优选地，所述储气室的头部借助所述部件接头与所述进样管的一端固定连接，所述微孔垫片嵌设于二者连接位置的中间，所述微孔垫片上通过激光打孔开设有一微孔，所述微孔的直径为5mm~9mm。

优选地，所述储气室的尾部连接有一固定螺母，所述微通道板借助所述固定螺母固定安装于所述储气室的尾部。

优选地，所述蝶形进气孔位于所述微孔垫片及所述微通道板二者之间，所述蝶形进气孔固定安装于所述储气室内腔的根部位置。

优选地，所述进样管的一端为装置连接端、另一端为设备连接端，所述进样管的装置连接端与所述储气室固定连接，所述进样管的设备连接端与多路独立进气系统内的气动控制部分固定连接。

优选地，所述多路独立进气系统的气动控制部分内设置有多个气动阀，所述气动阀两两为一组，每组两个所述气动阀之间通过三通接头相连通，所述三通接头与所述进样管的设备连接端固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点主要体现在以下几个方面：

本实用新型所提供的一种真空进样装置，可以将制备好的气液样品均匀地、可重复性地引入到设备真空室的某个特定区域内，从而实现向真空腔体的精确送样，通过这样的方式可以精确地控制进样时间、进样区域以及样品在腔体内分布的均匀性等等，满足了绝大多数高精度实验的实验需求。

同时，本实用新型的整体结构简单，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。

此外，本实用新型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。本实用新型还为同领域中其他进样装置的设计、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。

以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1为本实用新型的结构组合示意图；

图2为本实用新型所连接的多路独立进气系统内的气动控制部分的局部结构示意图；

其中：1、进样管；2、部件接头；3、主连接法兰；4、进样支管；5、副连接法兰；6、微孔垫片；7、微通道板；8、蝶形进气孔；9、固定螺母；10、储气室；11、波纹管阀；12、第一三通接头；13、第二三通接头；14、第一气动阀；15、第二气动阀；16、第一电磁阀；17、第二电磁阀。

具体实施方式

本实用新型提供了一种真空进样装置，具体如下。

如图1所示，一种真空进样装置，包括一根用于气液样品输送的进样管1，所述进样管1上套设有一个用于将装置整体与超高真空设备系统固定连接的主连接法兰3。所述进样管1的两端分别设置有一个用于装置与其他部件固定的部件接头2。在本实施例中，所述主连接法兰3选用cf35非标法兰，所述部件接头选用swagelok1/4英寸vcr接头。

所述进样管1的一端为装置连接端、另一端为设备连接端。所述进样管1的装置连接端借助所述部件接头2固定连接有一储气室10。所述储气室10内部嵌设有用于引入气液样品的垫片组件及用于使所述储气室10内的气液样品均匀分布的蝶形进气孔8。所述进样管1的设备连接端与多路独立进气系统内的气动控制部分固定连接。

所述的真空进样装置，还包括一个用于将装置整体与其他相关的设备进行连接拓展的副连接法兰5，所述副连接法兰5选用cf16法兰，所述副连接法兰5连接有一根进样支管4，所述进样支管4与所述进样管1相连通。

所述垫片组件包括一张微孔垫片6及一张微通道板7，所述微孔垫片6设置于所述储气室10内靠近所述进样管1的一侧，所述微通道板7设置于所述储气室10内远离所述进样管1的一侧。

所述储气室10的头部借助所述部件接头2与所述进样管1的一端固定连接，所述微孔垫片6嵌设于二者连接位置的中间，所述微孔垫片6可以通过对swagelok1/4vcr垫片进行激光打孔而获得，所述微孔垫片6所述微孔的直径为5mm~9mm不等。

所述储气室10的尾部连接有一固定螺母9，所述微通道板7借助所述固定螺母9固定安装于所述储气室10的尾部。所述微通道板7可以使得样品被均匀的引入到真空室的某个特定的小区域。

所述蝶形进气孔8位于所述微孔垫片6及所述微通道板7二者之间，其目的是使得样品进入到储气室内部后分布的比较均匀，所述蝶形进气孔8固定安装于所述储气室10内腔的根部位置。

以上部件组装起来便可以获得本方案的真空进样装置，如果需要装置中的部分组件沿线性方向移动，可在相应部件上增加相应长短的线驱动。

如图2所示，所述多路独立进气系统的气动控制部分内设置有多个气动阀，所述气动阀两两为一组，每组两个所述气动阀之间通过三通接头相连通，所述三通接头与所述进样管1的设备连接端固定连接。

具体而言，所述多路独立进气系统的气动控制部分的两侧可以用机械泵或者分子泵进行抽气。在使用前，通过波纹管阀11将气路抽干净，旋紧波纹管阀11，将制备好的样品通过多路独立进气系统引入到第一三通接头12位置。第二三通接头13处通过vcr波纹管连接在所述真空进样装置的设备连接端，此时所述真空进样装置已经与腔体连接，处于真空状态，样品准备完毕。第一气动阀14、第二气动阀15、第一电磁阀16及第二电磁阀17通过快速接头跟软管按照图2的方式连接，所述第一电磁阀16及第二电磁阀17之间的管路连接高压氮气或者高压空气。这样通过电磁阀的开关，即可控制相应气动阀的开关，进而便可以轻松的控制进样时间。为方便控制电磁阀的开关，本方案中还选用了一款继电器进行控制，该继电器可被编程。所述继电器与电磁阀的供电电源均为24v直流电源。

在应用过程中，首先将所述继电器与控制端相应的通讯接口进行连接，选择好相应的接口后，可以利用全开、全关按钮对继电器全部做开启或者关闭处理，这样可以方便的对气路进行抽气，在清洗气路的时候非常方便。控制端上将本方案中的八路继电器分成了四组，两两一组，使得该继电器与控制端可以同时控制四组气路。对于每一组而言，初始化按钮的作用是关闭第一电磁阀16，打开第二电磁阀17，使得第一气动阀14关闭，第二气动阀15开启，使得气路处于准备状态。在时间栏里面输入进样时间后，通过点击开始按钮，可以迅速地、以毫秒级的速度将第一电磁阀16开启，第二电磁阀17关闭。此时第一气动阀14开启，第二气动阀15关闭，开始进样。当设定时间到的时候，两个电磁阀的状态迅速地、以毫秒级的速度恢复至初始状态，残余气体通过8处被抽走，因此可以精确的控制进样时间，精度可以到0.1s，满足绝大多数的实验需求。

本实用新型所提供的一种真空进样装置，可以将制备好的气液样品均匀地、可重复性地引入到设备真空室的某个特定区域内，从而实现向真空腔体的精确送样，通过这样的方式可以精确地控制进样时间、进样区域以及样品在腔体内分布的均匀性等等，满足了绝大多数高精度实验的实验需求。

同时，本实用新型的整体结构简单，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。

此外，本实用新型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。本实用新型还为同领域中其他进样装置的设计、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。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。