CN106246512A - 一种用于大面积mcp清刷测试的真空装置 - Google Patents

一种用于大面积mcp清刷测试的真空装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于大面积MCP清刷测试的真空装置，包括分子泵、闸板阀、支撑台架、真空室上盖、转轴组件、真空室底盘组件、转盘、接线柱。支撑台架水平设置且承载面设置若干通孔，真空室底盘组件设置于支撑台架上表面且端面设置与支撑台架一通孔匹配的分子泵通孔，真空室上盖上设置一观察窗且真空室上盖与真空室底盘同心闭合并于非工作状态下可分离，转轴组件穿过真空室底盘组件，转盘设置于真空室内部用于承载MCP及荧光屏组件且在转轴组件的驱动下转动，闸板阀设置于支撑台架下表面且设置一可闭合或打开的阀孔且阀孔与分子泵通孔对应，分子泵设置于闸板阀下端面且分子泵抽气口与阀孔对应，接线柱沿转盘的周向设置于转盘上。

Description

一种用于大面积MCP清刷测试的真空装置
技术领域
本发明涉及一种真空测试技术，特别是一种用于大面积MCP清刷测试的真空装置。
背景技术
电子清刷是提升MCP性能的有效手段，目前国内的MCP清刷测试系统不适用于大面积MCP(50mm×100mm)的清刷测试，针对大面积MCP清刷测试的研究未见报道。真空度的保证是大面积MCP清刷测试进行的前提，清刷测试的真空度要求一般控制在5×10-4Pa以下。真空装置是大面积MCP清刷测试系统的关键组成部分，合理设计用于大面积MCP清刷测试的真空装置至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于大面积MCP清刷测试的真空装置，该装置的真空室能够实现45min达到清刷需要的真空度5×10-4Pa，极限真空度达到5×10-5Pa的指标要求。该装置外部可控制其内部转盘的转动，其结构设计密封性好，易于操作。
一种用于大面积MCP清刷测试的真空装置，包括分子泵、闸板阀、支撑台架、真空室上盖、转轴组件、真空室底盘组件、转盘、接线柱。支撑台架水平设置且承载面设置若干通孔，真空室底盘组件设置于支撑台架上表面且端面设置与支撑台架一通孔匹配的分子泵通孔，真空室上盖上设置一观察窗且真空室上盖与真空室底盘同心闭合并于非工作状态下可分离，转轴组件穿过真空室底盘组件，转盘设置于真空室内部用于承载MCP及荧光屏组件且在转轴组件的驱动下转动，闸板阀设置于支撑台架下表面且设置一可闭合或打开的阀孔且阀孔与分子泵通孔对应，分子泵设置于闸板阀下端面且分子泵抽气口与阀孔对应，接线柱沿转盘的周向设置于转盘上。所述真空室底盘组件端面上还以转轴组件旋转轴为中心设置4个入光连接管和4个电极连接管，其中入光连接管在工作时用于提供外部光源通道，电极连接管工作时用于提供MCP及荧光屏组件和外部电源连接通道；所述转盘端面设置与入光连接管匹配的通光孔。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)本发明首创了国内用于对大面积MCP(50mm×100mm)清刷测试的真空装置；(2)本发明结构设计合理，密封性优良；(3)本发明通过采用进口机械泵、分子泵能实现真空室快速达到清刷测试的真空度要求，且使用的可靠性高。
下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图，其中图1(a)立体轴测图，图1(b)为另一角度的立体轴测图。
图2为本发明升降组件结构示意图，其中图2(a)为立体轴测图，图2(b)为部分半剖视图。
图3为真空室底盘组件结构示意图，其中图3(a)为立体轴测图，图3(b)为另一角度立体轴测图。
图4为转轴组件结构示意图，其中图4(a)立体轴测图，图4(b)为半剖视图，图4(c)为半剖视图局部放大图。
具体实施方式
结合图1(a)(b)，一种用于大面积MCP清刷测试的真空装置，包括设置于水平地面上的支撑台架5，与支撑台架5底部用螺栓连接的三相电机1，竖直安装且外部与支撑台架5采用螺钉固定的升降组件2，其下端与三相电机1自带的减速器相连接，与升降组件2采用螺栓连接的过渡连接板6，与过渡连接板6采用螺栓连接的上盖连接座7，与上盖连接座7采用螺钉连接的真空室上盖8，与真空室以无氧铜圈密封的石英观察窗9，与支撑台架5采用螺钉固定的真空室底盘组件11，真空室上盖8与真空室下盖组件11同心，二者采用胶圈密封，与真空室底盘组件11采用螺栓固定的闸板阀4，与闸板阀4采用螺栓固定的分子泵3，安装于真空室底盘组件11内孔的转轴组件10，其转轴从真空室内伸出，可实现转轴组件10的真空室外部部分控制真空室内部部分的转动，与转轴组件10采用螺栓连接的转盘12，所述转盘12位于真空室内，沿转盘周向分布固定的接线柱13。
工作时打开三相电机1带动升降组件2从而带动真空室上盖8调整到闭合状态，打开机械泵(图中未画出)待真空度达到20Pa以下，打开闸板阀4，打开分子泵3待真空度达到清刷要求时开始清刷。转盘12上设有四个工位，其中三个清刷工位，一个测试工位。测试时，外部转动转轴组件10带动转盘12转动，可实现清刷测试工位的切换。关闭时，关闭闸板阀4，关闭分子3，关闭机械泵，对真空室开始充气待其内部恢复至大气压，打开三相电机1带动升降组件2上升从而带动真空室上盖8上升，实现真空室上盖8与真空室底盘组件11的分离，进而对转盘12上的各个工位做相应操作。所述的机械泵采用的是进口的adixen ACP15无油干泵，分子泵采用的是进口的HIPACE 700。
结合图2(a)(b)，本发明涉及的升降组件2包括丝杆2-1、丝杆螺母2-2、导向轴2-3、导向套2-4、导向螺钉2-5、端头2-6，其中丝杆2-1下端与三相电机1的内置减速器相连，丝杆螺母2-2与丝杆螺纹连接，导向轴2-3下端与丝杆螺母2-2固定连接，导向轴2-3外圆周设有导向槽，导向套2-4与支撑台架5通过螺钉固定连接，并与导向轴2-3外圆周间隙配合，导向螺钉2-5与导向套2-4的相应螺纹孔处连接，且螺钉伸出部分置于导向轴2-3的导向槽内，端头2-6与导向轴2-3上部内圆周间隙配合。
三相电机1正转时，带动丝杆2-1转动，丝杆螺母2-2带动导向轴2-3左上升的螺旋运动，导向螺钉2-5限制了丝杆螺母2-2与导向轴2-3的转动，所以丝杆螺母2-2带动导向轴2-3做直线上升运动，导向轴2-3上端推动端头2-6上升，从而带动与之相连的真空室上盖8上升。三相电机1反转时，带动真空室上盖8做下降运动，过程与上升过程类似。
结合图3(a)(b)，本发明涉及的真空室底盘组件11包括真空室底盘组件11包括底盘11-1、小口径连接管11-2、小口径连接管法兰11-3、分子泵连接管11-4、分子泵连接管法兰11-5、电极连接管11-6、电极接管法兰11-7、转轴连接管法兰11-8、转轴连接管11-9、入光连接管法兰11-10、入光连接管11-11，其中底盘11-1与支撑台架5通过螺钉固定连接，小口径连接管11-2、分子泵连接管11-4、电极连接管11-6、转轴连接管11-9、入光连接管11-11分别与底盘11-1对应的开孔采用氩弧焊连接，小口径连接管法兰11-3、分子泵连接管法兰11-5、电极接管法兰11-7、转轴连接管法兰11-8、入光连接管法兰11-10分别与对应的数字标号接管采用氩弧焊连接，所述小口径连接管11-2、电极连接管11-6、入光连接管11-11数量均为4个，且分别以各自的角度排列在各自的圆周上，所述的分子泵连接管11-4、转轴连接管11-9数量均为一个，各法兰数量与对应的数字标号接管的数量一致，入光连接管法兰11-10与入光连接管11-11固定连接，数量为4个。
所述的4个小口径连接管11-2，其中三个分别用于接机械泵、放气阀、真空规，另外一个为预留接口，所述的分子泵连接管法兰11-5与闸板阀4相连接，所述的电极接管法兰11-7用于与接电极组件(未画出)连接，所述的转轴连接管法兰11-8与转轴组件10连接，所述的入光连接管法兰11-10用于与真空玻璃窗组件连接。所述的分子泵连接管法兰11-5、电极接管法兰11-7、转轴连接管法兰11-8与外部接口连接时均采用无氧铜圈密封，所述的电极接管法兰11-7与外部接口连接时采用的是真空夹子密封，所述的入光连接管法兰11-10与真空玻璃窗采用的是胶圈密封。
所述小口径连接管11-2内径为35mm，小口径连接管法兰11-3通经35mm，分子泵连接管11-4内径150mm，分子泵连接管法兰11-5通径150mm，电极连接管11-6内径100mm、电极接管法兰11-7通径100mm、转轴连接管法兰11-8通径50mm，转轴连接管11-9内径50mm、入光连接管法兰11-10通径125mm，入光连接管11-11内径125mm。
结合图4(a)(b)(c)，本发明涉及转轴组件10包括联轴节10-1、转轴10-2、轴承压盖10-3、锁紧螺母10-4、第一轴承10-5、轴套10-6、法兰10-7、第二轴承10-8、J型密封圈10-9、J型密封圈压套10-10、密封压盖10-11、连接键10-12、转轴头10-13、推力轴承10-14、转盘支架10-15。联轴节10-1与转轴10-2下端通过螺钉压紧固定连接，锁紧螺母10-4与转轴10-2螺纹处连接；第一轴承10-8设置于锁紧螺母10-4上方，其内圈与转轴10-2紧配合，外圈紧靠法兰10-7的阶梯孔内；轴套10-6内圈与转轴10-2间隙配合；第二轴承10-8设置于轴套10-6与转轴10-2的轴肩之间，其内圈与转轴10-2紧配合，外圈紧靠50法兰10-7的阶梯孔内；轴承压盖10-3与法兰10-7下端面连接，其内圈紧靠第二轴承10-8外圈；J型密封圈10-9内圈与转轴10-2外圆周紧配合，J型密封圈10-10压套设置于J型密封圈10-9上方，紧压J型密封圈10-9，所述J型密封圈10-9数量为3个，J型密封圈10-10压套数量为2个，沿转轴10-2轴向间隔安装；密封压盖10-11与法兰10-7固定连接，其内孔与转轴10-2间隙配合，外圆周设置于法兰10-7的阶梯孔内，与法兰10-7通过无氧铜圈密封连接；转轴头10-13通过连接键10-12与转轴10-2连接；推力轴承10-14内圈与转轴头10-13紧配合，外圈紧靠转轴连接管11-9的阶梯孔内；转盘支架10-15与转轴头10-13上端螺纹连接，转盘12与转盘支架通过螺栓固定连接。
工作时通过外力转动转轴头10-13，带动转轴10-2转动，进而带动通过连接键10-12连接起来的转轴头10-13转动，进而带动真空室内的转盘12转动，法兰10-7与转轴连接管法兰11-8的无氧铜圈密封及多层J型密封圈10-10的安装均保证了该组件的密封性，第一轴承、第二轴承、推力轴承的安装保证了转轴转动时的同轴度，有利于减少转盘的晃动，提高测试的精确性。

Claims (7)

1.一种用于大面积MCP清刷测试的真空装置，其特征在于，包括分子泵(3)、闸板阀(4)、支撑台架(5)、真空室上盖(8)、转轴组件(10)、真空室底盘组件(11)、转盘(12)、接线柱(13)；其中
支撑台架(5)水平设置且承载面设置若干通孔，
真空室底盘组件(11)设置于支撑台架(5)上表面且端面设置与支撑台架(5)一通孔匹配的分子连接管(11-4)，
真空室上盖(2)上设置一观察窗(9)且真空室上盖(2)与真空室底盘(1)同心闭合并于非工作状态下可分离，
转轴组件(10)穿过真空室底盘组件(11)，
转盘(12)设置于真空室内部用于承载MCP及荧光屏组件且在转轴组件(10)的驱动下转动，
闸板阀(4)设置于支撑台架(5)下表面且设置一可闭合或打开的阀孔且阀孔与分子泵连接管(11-4)对应，
分子泵(3)设置于闸板阀(4)下端面且分子泵(3)抽气口与阀孔对应，
接线柱(13)沿转盘(12)的周向设置于转盘(12)上；
所述真空室底盘组件(11)端面上还以转轴组件(10)旋转轴为中心设置4个入光连接管(11-11)和4个电极连接管(11-16)，其中
入光连接管(11-11)在工作时用于提供外部光源通道，
电极连接管(11-16)工作时用于提供MCP及荧光屏组件和外部电源连接通道；
所述转盘(12)端面设置与入光连接管(11-11)匹配的通光孔。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括三相电机(1)、升降组件(2)、过渡连接板(6)、上盖连接座(7)；其中
三相电机(1)设置于支撑台架(5)底部，
升降组件(2)设置于三相电机(1)上，
过渡连接板(6)设置于升降组件(2)上端，
上盖连接座(7)设置于过渡连接板(6)上且与真空室上盖(2)固定连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述升降组件(2)包括丝杆(2-1)、丝杆螺母(2-2)、导向轴(2-3)、导向套(2-4)、导向螺钉(2-5)、端头(2-6)；其中
丝杆(2-1)上端设置于导向轴(2-3)内且下端与三相电机(1)的内置减速器相连，
丝杆螺母(2-2)与丝杆(2-1)螺纹连接，
导向轴(2-3)下端与丝杆螺母(2-2)固定连接，
导向套(2-4)外壁与支撑台架(5)固定连接且套于导向轴(2-3)上并与导向轴(2-3)间隙配合，
导向螺钉(2-5)与导向套(2-4)的螺纹连接且螺钉伸出部分置于导向轴(2-3)外壁沿轴向设置的导向槽内，
端头(2-6)与导向轴(2-3)上部内圆周间隙配合。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转轴组件(10)包括联轴节(10-1)、转轴(10-2)、轴承压盖(10-3)、第一轴承(10-5)、轴套(10-6)、法兰(10-7)、第二轴承(10-8)、密封压盖(10-11)、连接键(10-12)、转轴头(10-13)、推力轴承(10-14)、转盘支架(10-15)；其中
密封压盖(10-11)与法兰(10-7)上端面固定连接，
联轴节(10-1)一端与电机旋转轴连接且另一端与转轴(10-2)下端连接，
转轴(10-2)穿过法兰(10-7)和密封压盖(10-11)的通孔，
法兰(10-7)通孔至少为三级阶梯状且内径从下至上依次减小，
轴承压盖(10-3)与法兰(10-7)下端面连接，
第一轴承(10-5)内圈与转轴(10-2)紧配合且外圈紧靠法兰(10-7)的最下层阶梯的阶梯壁上且下端面紧靠轴承压盖(10-3)，
第二轴承(10-8)内圈其内圈与转轴(10-2)紧配合且外圈紧靠法兰(10-7)最上层阶梯的阶梯壁上，
轴套(10-6)内圈与转轴(10-2)连接且设置于第一轴承(10-5)和第二轴承(10-8)之间
密封压盖(10-11)的通孔与转轴(10-2)间隙配合，
转轴头(10-13)通过连接键(10-12)与转轴(10-2)连接，
推力轴承(10-14)内圈与转轴头(10-13)紧配合，外圈紧靠50接管(11-9)的阶梯孔内，
转盘支架(10-15)与转轴头(10-13)上端连接，
转盘(12)与转盘支架(10-15)固定连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述密封压盖(10-11)与法兰(10-7)之间设置J型密封圈(10-9)且J型密封圈(10-9)内圈与转轴(10-2)外圆周紧配合且J型密封圈(10-9)被设置于其上方的J型密封圈(10-10)压套紧压。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述J型密封圈(10-9)数量为3个，J型密封圈(10-10)压套数量为2个，沿转轴(10-2)轴向间隔安装。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述真空室底盘组件(11)还包括若干连接管，分别与外部的机械泵、放气阀、真空规连接或预留。
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CN107665798A (zh) * 2016-07-28 2018-02-06 南京理工大学 一种大面积均匀面电子源

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