CN101681787B - 质谱仪装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种质谱仪装置(10)，其具有外壳(86)，所述外壳(86)具有带有质谱仪预真空出口(30)的质谱仪预真空真空腔(20)、至少两个质谱仪高真空真空腔(21、22、23)和与所述高真空真空腔(21、22、23)连接的集成的涡轮分子泵(12)，所述涡轮分子泵(12)具有预真空出口(89)。所述两个预真空出口(30、89)通入所述外壳(86)内的共同的预真空空间(98)内，所述预真空空间(98)通入外壳出口(88)内。

Description

质谱仪装置
技术领域
本发明涉及一种质谱仪装置，其具有带有预真空出口的质谱仪预真空腔和至少两个质谱仪高真空腔，以及具有与高真空腔连接的涡轮分子泵。
背景技术
在这种质谱仪装置中，为了给质谱仪提供相应的低压，需要涡轮分子泵，用于涡轮分子泵的预真空泵以及用于质谱仪预真空腔的另一个预真空泵。这样的装置是复杂的并且昂贵的。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种物美价廉的质谱仪装置。
该目的借助一种质谱仪装置得以实现，所述质谱仪装置具有外壳，所述外壳具有：带有质谱仪预真空出口的质谱仪预真空真空腔；至少两个质谱仪高真空真空腔；和与所述高真空真空腔连接的集成的涡轮分子泵，所述涡轮分子泵具有预真空出口，其中所述两个预真空出口通入所述外壳内的共同的预真空空间内，所述预真空空间通入外壳出口内，所述涡轮分子泵在其入口转子级的远端具有带有至少两个相互分开的开口部分的吸气口，所述开口部分分别与不同的高真空真空腔连接。
根据本发明的质谱仪装置具有安装在质谱仪的外壳内的集成的涡轮分子泵。质谱仪高压腔通过外壳内部的通道与涡轮分子泵直接连接。此外提出，在质谱仪外壳的内部，质谱仪预真空腔的预真空出口和涡轮分子泵的预真空出口通入共同的预真空空间内。紧接着预真空空间通向唯一的外壳出口，所述外壳出口在需要时通向外部的预真空泵。
通过将涡轮分子泵集成在质谱仪的外壳内，能够实现非常紧凑并且相对简单的质谱仪装置。通过质谱仪预真空腔和涡轮分子泵的预真空出口的在外壳内的唯一的共同的预真空空间内的结合，产生另一个结构上的简化。
根据一个优选的实施形式，涡轮分子泵除高真空压缩机级外还具有设置在预真空空间和外壳出口之间的预真空压缩机级，质谱仪和涡轮分子泵的预真空出口通入所述预真空空间内。以这种方式，在质谱仪外壳内已经进行预真空压力从1至5mbar到5至10mbar或更高的压缩。因此，待连接在预真空外壳出口上的预真空泵相应小地设计。涡轮分子泵的预真空压缩机级理论上也能够设计成使得其压缩至大气压力，以致不再需要外部的预真空泵。
涡轮分子泵能够通过逐步地安装其各个部件而安装到质谱仪外壳内。但是根据一个优选的实施形式，涡轮分子泵构成为安装在质谱仪的外壳内的无外壳的芯。因为涡轮分子泵构成为无外壳的芯，所述芯的外壳由质谱仪外壳或其中的结构形成，所以可省去单独的涡轮分子泵外壳。因此不但节省结构空间和重量，而且原则上还相应地减少涡轮分子泵的入口和出口。
涡轮分子泵在其入口转子级的远端最好具有带有至少两个相互分开的开口部分的吸气口，所述开口部分分别与质谱仪高真空腔连接。涡轮分子泵在吸气口的平面内具有至少两个相互分开的开口部分。通常具有圆环形的形状并且直接地与入口转子级邻接的相对大面积的吸气口被分成两个开口部分或在需要时被分成多个开口部分。通过开口部分的尺寸和其径向位置的改变能够相应地调节用于相应的高压腔所需的压力水平和泵输出量。将吸气口划分为两个或多个开口部分在技术上要求相对少的耗费。因为所有的开口部分位于吸气口的平面内，所以尽管开口部分面积相对于吸气口面积变小，但是可实现良好的流导值并且因此实现低的吸气性能损失。将吸气口划分分为两个或多个开口部分是紧凑式的解决方案，所述解决方案相应地减少涡轮分子泵的在泵轴线上划分的中间入口的数量。
附图说明
下面参考附图详细地阐述本发明的实施例。
具体实施方式
在图中示出质谱仪装置10，所述质谱仪装置具有带有质谱仪外壳86的质谱仪92和涡轮分子泵12。涡轮分子泵12构成为插入到外壳86内的无外壳的芯(Kartusche)13。
质谱仪92例如能够构成为四极质谱仪，但是也能够为另一个质谱仪类型。所述质谱仪具有四个真空腔20、21、22、23，用虚线箭头示出的离子流流过所述真空腔。压力最高的真空腔20为预真空真空腔，离子流通过离子流外壳入口94流入所述预真空真空腔内。在预真空真空腔20内充满1至5mbar的电离电压。沿离子流的流动方向设置的高真空真空腔21、22、23具有10-1至10-7mbar的压力。
涡轮分子泵12构成为芯13，也就是说，其不具有独自的外壳。涡轮分子泵芯13无外壳地插入到外壳86内。因此涡轮分子泵12的高真空部分的泵定子19直接由外壳86或外壳86的内部结构保持。
涡轮分子泵12在其高真空部分内具有中间入口83以及形成高真空入口的两个另外的开口部分81、82。开口部分81、82通过设置在入口转子级远端的吸气口16的相应的划分形成。吸气口16直接与入口转子级18邻接并且由外壳86形成。
圆面状的吸气口16通过外壳86的管道壁被分为两个开口部分81、82。开口部分81、82在俯视图中为圆形，但是能够以扇形构成为同心圆环或以其它形状构成。
涡轮分子泵12在其预真空出口89具有无转子和无定子的预真空空间98，所述预真空出口89限定涡轮分子泵的高真空部分的出口侧，一方面来自涡轮分子泵12的高真空部分的气体并且另一方面通过预真空出口30来自预真空真空腔20的气体一起流入所述预真空空间98内。
涡轮分子泵12具有沿流动方向与预真空空间98连接的预真空压缩机级96，在所述预真空压缩机级内，来自预真空空间98的气体被压缩至5至10mbar或更高。紧接着，所述气体通过外壳出口88离开外壳86，并且从那里通过管道供给外部预真空泵90。涡轮分子泵12的转子轴14支承高真空部分的转子级和预真空压缩机级96的转子级。

Claims (3)

1.一种质谱仪装置(10)，具有外壳(86)，所述外壳(86)具有：
带有质谱仪预真空出口(30)的质谱仪预真空真空腔(20)；
至少两个质谱仪高真空真空腔(21、22、23)；和
与所述高真空真空腔(21、22、23)连接的集成的涡轮分子泵(12)，所述涡轮分子泵(12)具有预真空出口(89)，
其中所述两个预真空出口(30、89)通入所述外壳(86)内的共同的预真空空间(98)内，所述预真空空间(98)通入外壳出口(88)内，
所述涡轮分子泵(12)在其入口转子级的远端具有带有至少两个相互分开的开口部分(81、82)的吸气口(16)，所述开口部分(81、82)分别与不同的高真空真空腔(22、23)连接。
2.如权利要求1所述的质谱仪装置，其特征在于，所述涡轮分子泵(12)具有在所述预真空空间(98)和所述外壳出口(88)之间的预真空压缩机级(96)。
3.如权利要求1或2所述的质谱仪装置，其特征在于，所述涡轮分子泵(12)构成为插入所述外壳(86)内的无外壳的芯(13)。
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