CN106206238A - 换锥装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种换锥装置，所述换锥装置包括：腔体门，所述腔体门上设有双锥座，双锥安装在所述双锥座上；所述腔体门与腔体通过转轴连接；连杆机构，所述连杆机构的主动端连接移动机构，从动端连接所述双锥座；第一导轨，所述第一导轨设置在腔体门上，双锥座在连杆机构的带动下在所述第一导轨上沿背离双锥安装位置的方向移动。本发明还涉及一种换锥方法。本发明具有拆装方便、快速，确保双锥位置不偏移等优点。
Description
技术领域
本发明涉及质谱分析领域，特别涉及一种应用于等离子体离子源的快速换锥装置及换锥方法。
背景技术
在电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)中，样品溶液需要经过高频等离子体电离，电离后经采样锥和截取锥(一般称为双锥)提取进入真空系统。因此，在仪器使用一段时间后，双锥很容易变脏，需要时常更换清洗。目前通过下述两种方式进行双锥的拆卸与清洗，但各自存在缺陷：
1.把整个等离子体离子源从仪器中挪开，在仪器外部更换完双锥后再推回去；这种换锥方式操作复杂、不便，耗时长，且等离子体离子源体积庞大，重新装回去后很难确保离子源、双锥位置与之前完全一致，降低了检测精度；同时人为地将仪器拆分成两块进行更换也有损美观；
2.直接在等离子体离子源的屏腔室内换锥，但屏腔室空间狭小，更换极其不便，更换要求高、耗费时间长。
发明内容
为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种拆装方便、快速，确保双锥位置不偏移、系统稳定性高的换锥装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种换锥装置，所述换锥装置包括：
腔体门，所述腔体门上设有双锥座，双锥安装在所述双锥座上；所述腔体门与腔体为转动式连接，通过转动腔体门打开或关闭腔体。
根据上述换锥装置，优选地，所述腔体门与腔体通过转轴连接。
根据上述换锥装置，优选地，所述换锥装置进一步包括：
连杆机构，所述连杆机构的主动端连接移动机构，从动端连接所述双锥座；
第一导轨，所述第一导轨设置在腔体门上，双锥座在连杆机构的带动下在所述第一导轨上沿背离双锥安装位置的方向移动。
根据上述换锥装置，优选地，所述移动机构包括移动基座和把手，所述移动基座上设有活塞销，所述活塞销嵌套在所述连杆机构主动端的长圆孔内并在所述长圆孔内往复运动。
根据上述换锥装置，优选地，所述换锥装置进一步包括：
第二导轨，所述第二导轨设置在腔体门上且轴线方向与所述第一导轨的轴线方向垂直；所述移动机构沿所述第二导轨运动。
根据上述换锥装置，优选地，所述换锥装置进一步包括：
定位机构，所述定位机构用于锁定所述连杆机构使其无法运动。
根据上述换锥装置，优选地，所述定位机构包括锁销和弹性件。
本发明还提供上述任一所述的换锥装置的换锥方法，所述换锥方法包括以下步骤：
(A1)转动腔体门，双锥脱离腔体，在腔体外更换双锥；
(A2)转动腔体门关闭腔体。
根据上述换锥方法，优选地，所述换锥方法进一步包括：
(B1)在腔体门闭合状态系下，向上提起移动机构，连杆机构运动从而带动双锥座离开双锥安装位置；
(B2)定位机构将所述连杆机构锁定；
所述(B1)、(B2)步骤位于(A1)步骤之前。
根据上述换锥方法，优选地，关闭腔体过程中，定位机构接触腔体壁，所述连杆机构被解锁，向下推动所述移动机构，双锥回复至安装位置。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、换锥方便、快速
本发明将双锥做到门式结构上，巧妙地利用连杆结构，在开门过程中双锥座从腔体内脱离出来，在腔体外完成换锥，本发明是一个简单的开门、换锥与关门的过程，十分方便、快速；同时本发明的换锥过程无需整体拆卸离子源，不破坏仪器外观。
2、换锥过程确保双锥位置不发生偏移
本发明的腔体门与腔体之间通过转轴连接，且转轴的中心轴线到双锥安装位置的轴心的距离与开门过程中双锥的轴心到转轴中心轴线的距离固定不变，保证拆换锥后双锥回到初始的安装位置，确保双锥的位置不发生偏移。
3、系统稳定性高、维护成本低
本发明巧妙利用连杆结构实现了双锥座移动，安全可靠，系统稳定性高，维护成本低。
4、方便腔体内部的清洁
本发明的换锥过程将双锥移至腔体外部，使得腔体内部的清洁更加方便。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明实施例1的换锥装置的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
图1示意性地给出了本发明实施例1的换锥装置的结构简图，如图1所示，所述换锥装置包括：
腔体门11，所述腔体门上设有双锥座21，双锥22安装在所述双锥座21上；所述腔体门11与腔体12通过转轴13连接，通过转动腔体门打开或关闭腔体。
等离子体源经双锥提取进入真空系统，双锥与腔体壁之间紧密连接，为防止在打开腔体门过程中双锥/双锥座与腔体壁之间发生磨损，故：
进一步地，所述换锥装置还包括：
连杆机构31，所述连杆机构的主动端32连接移动机构4，从动端33连接所述双锥座21；
第一导轨51，所述第一导轨设置在腔体门11上，双锥座21在连杆机构的带动下在所述第一导轨上沿背离双锥安装位置的方向移动；双锥与腔体壁分离后，再通过转轴旋转打开腔体门。
控制人员对移动机构施力，连杆机构的主动端受力后带动从动端旋转，进而使得双锥座沿第一导轨移动，与腔体壁分离。为了确保在双锥座移动过程中，转轴的中心轴线到双锥安装位置的轴心的距离与开门过程中双锥的轴心到转轴中心轴线的距离固定不变，且拆换锥后双锥能回到初始的安装位置、不发生偏移，故：
进一步地，所述换锥装置还包括：
第二导轨52，所述第二导轨设置在腔体门上且轴线方向与所述第一导轨的轴线方向垂直；所述移动机构沿所述第二导轨运动。
定位机构6，所述定位机构用于锁定所述连杆机构使其无法移动，以避免开门过程中双锥座发生移动，提高系统的稳定性。
本实施例还提供一种上述换锥装置的换锥方法，所述换锥方法包括以下步骤：
(A1)转动腔体门，双锥脱离腔体，在腔体外更换双锥；
(A2)换锥结束，转动腔体门关闭腔体。
进一步地，所述换锥方法还包括：
(B1)在腔体门闭合状态系下，向上提起移动机构，连杆机构运动从而带动双锥座离开双锥安装位置；
(B2)定位机构将所述连杆机构锁定；
所述(B1)、(B2)步骤位于(A1)步骤之前。
在关闭腔体的过程中，定位机构接触腔体壁，所述连杆机构被解锁，向下推动所述移动机构，双锥回复至安装位置，设备可以正常工作。
本实施例的益处在于：通过将双锥做到门式结构上和连杆结构的设置，在开门与关门之间快速、方便地实现双锥的拆装；且通过转轴、第一导轨和第二导轨的设计，确保在换锥过程中双锥位置不发生偏移。
实施例2
根据本发明实施例1的换锥装置及方法在电感耦合等离子体质谱分析领域的应用例。
在该应用例中，移动机构包括移动基座和把手，移动基座上设有活塞销；连杆机构为连杆，连杆的主动端设有长圆孔，所述活塞销嵌套在长圆孔内并在所述长圆孔内往复运动，连杆的从动端连接双锥座；从动端设有支点，所述支点固定在腔体门上，控制人员通过把手对连杆的主动端施力，从动端受力后绕支点旋转进而使得双锥座沿第一导轨移动；定位机构为锁销，锁销下装有弹性件(如弹簧)，双锥座与腔体壁分离后，弹性件将锁销弹起锁定连杆使双锥座无法移动。
该应用例的换锥流程如下：
S1.在腔体门闭合状态系下，向上提起把手，移动基座上设置的活塞销运动，连杆的从动端受力后绕支点旋转进而使得双锥座沿第一导轨移动，双锥座与腔体壁分离，锁销将连杆锁定；
S2.握住把手逆时针转动腔体门至水平位置，双锥脱离腔体，从双锥座上拆下双锥并换上清洁完毕的双锥；
S3.握住把手顺时针转动腔体门，锁销与腔体壁接触并被压下，连杆被解锁，向下按下把手，连杆运动使得双锥回复至安装位置，电感耦合等离子体质谱可正常工作。
Claims (10)
1.一种换锥装置，其特征在于：所述换锥装置包括：
腔体门，所述腔体门上设有双锥座，双锥安装在所述双锥座上；所述腔体门与腔体为转动式连接。
2.根据权利要求1所述的换锥装置，其特征在于：所述腔体门与腔体通过转轴连接。
3.根据权利要求1所述的换锥装置，其特征在于：所述换锥装置进一步包括：
连杆机构，所述连杆机构的主动端连接移动机构，从动端连接所述双锥座；
第一导轨，所述第一导轨设置在腔体门上，双锥座在连杆机构的带动下在所述第一导轨上沿背离双锥安装位置的方向移动。
4.根据权利要求3所述的换锥装置，其特征在于：所述移动机构包括移动基座和把手，所述移动基座上设有活塞销，所述活塞销嵌套在所述连杆机构主动端的长圆孔内并在所述长圆孔内往复运动。
5.根据权利要求3所述的换锥装置，其特征在于：所述换锥装置进一步包括：
第二导轨，所述第二导轨设置在腔体门上且轴线方向与所述第一导轨的轴线方向垂直；所述移动机构沿所述第二导轨运动。
6.根据权利要求3所述的换锥装置，其特征在于：所述换锥装置进一步包括：
定位机构，所述定位机构用于锁定所述连杆机构。
7.根据权利要求6所述的换锥装置，其特征在于：所述定位机构包括锁销和弹性件。
8.根据权利要求1-7任一所述的换锥装置的换锥方法，其特征在于：所述换锥方法包括以下步骤：
(A1)转动腔体门，双锥脱离腔体，在腔体外更换双锥；
(A2)转动腔体门关闭腔体。
9.根据权利要求8所述的换锥方法，其特征在于：所述换锥方法进一步包括：
(B1)在腔体门闭合状态系下，向上提起移动机构，连杆机构运动从而带动双锥座离开双锥安装位置；
(B2)定位机构将所述连杆机构锁定；
所述(B1)、(B2)步骤位于(A1)步骤之前。
10.根据权利要求9所述的换锥方法，其特征在于：关闭腔体过程中，定位机构接触腔体壁，所述连杆机构被解锁，向下推动所述移动机构，双锥回复至安装位置。
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