CN109585255B - 密封装置及质谱仪进样装置 - Google Patents
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Abstract
一种密封装置及质谱仪进样装置，该密封装置包括进样法兰、弹性夹管装置和柔性密封管，进样法兰具有柔性密封管装配腔和夹管装置装配腔，柔性密封管设置在柔性密封管装配腔内，金属管穿套在柔性密封管内，毛细管紧套在金属管内，弹性夹管装置设置在夹管装置装配腔内，柔性密封管装配腔和夹管装置装配腔以具有角度的方式相交，以使弹性夹管装置在弹性作用下对柔性密封管施加径向压力，在金属管和毛细管插入柔性密封管的状态下，柔性密封管被压紧在金属管外部，在金属管和毛细管被抽出的状态下，柔性密封管被压扁而堵塞柔性密封管装配腔。该密封装置能够在拆卸、更换进样毛细管时不泄露质谱仪真空腔的真空，结构简单，设计巧妙，制作简便。
Description
技术领域
本发明涉及质谱仪设备，特别是涉及一种密封装置及质谱仪进样装置。
背景技术
质谱分析法是一种以电子轰击或其他的方式使被测物质离子化，形成各种质荷比(m/e)的离子，然后利用电磁学原理使离子按不同的质荷比分离并测量各种离子的强度，从而确定被测物质的分子量和结构的方法。质谱仪一般由样品引入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统等部分组成。广义地说，能够将气态离子进行分离分辨的器件就是质量分析器。因为质谱仪的质量分析器安装在真空腔里，分析样品只有通过特定的方法和途径才能被引入到离子源，并被离子化，然后被引入质量分析器进行质量分析。一般把所有用于完成这种样品引入任务的部件统称为样品引入装置。而样品引入方式则可分为直接引入法和间接引入法。间接引入法又可细分为色谱引入、膜进样等。直接引入法是将低挥发性样品直接装在探针上，将探针送入真空腔内，然后给探针通大电流加热，使探针的温度上升，样品分子受热后挥发形成蒸气，该蒸气受真空腔内真空梯度的作用被直接引入到离子源中离子化。由于温度对样品的挥发度影响较大，需精确控制温度，但这也使固体选择性进样成为可能。这种方法主要适合于较低挥发性、热稳定性好的样品。而对于难挥发和热不稳定样品，主要采用解吸电离(DI)的办法。色谱法是质谱中应用最多的样品间接引入法，这种进样系统的研究热点之一就是质谱和色谱之间的接口技术。GC的样品可通过毛细管直接引入到质谱的质量分析器内。
当清洗质谱仪时或更换毛细管时，需要从质谱仪上拆卸毛细管，为了满足质谱分析时的真空环境要求，进样装置与质谱仪之间需要较好的密封和固定，现有的质谱仪进样装置在更换毛细管时泄真空，容易导致分子泵停止工作；现有技术中其他能够在拆卸毛细管时不泄真空的进样装置需要通过复杂的机构来实现，不适用于小型质谱仪；另外，实现上述密封的进样装置对接口的结构要求比较高，加工难度大。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种密封装置及具有该密封装置的质谱仪进样装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种密封装置，用于实现毛细管与质谱仪真空腔体之间的密封拆装，所述密封装置包括进样法兰、弹性夹管装置和柔性密封管，所述进样法兰具有柔性密封管装配腔和夹管装置装配腔，所述柔性密封管装配腔从所述密封装置的外部连通至所述质谱仪真空腔体，所述柔性密封管设置在所述柔性密封管装配腔内，金属管穿套在所述柔性密封管内，毛细管紧套在所述金属管内，所述毛细管从所述密封装置的外部经过所述柔性密封管装配腔延伸到所述质谱仪真空腔体，所述弹性夹管装置设置在所述夹管装置装配腔内，所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔以具有角度的方式相交，以使所述弹性夹管装置在弹性作用下对所述柔性密封管施加径向压力，在所述金属管和所述毛细管插入所述柔性密封管的状态下，所述柔性密封管被所述弹性夹管装置压紧在所述金属管外部，在所述金属管和所述毛细管被抽出的状态下，所述柔性密封管被所述弹性夹管装置压扁而堵塞所述柔性密封管装配腔。
进一步地：
还包括安装在所述进样法兰的外侧的连接头，所述金属管和所述毛细管穿过所述连接头内的通道，所述连接头具有公端，所述连接头的公端插入所述柔性密封管装配腔的外侧出口，所述柔性密封管的朝向外侧的一端套接在所述连接头的公端上，所述连接头的公端将所述柔性密封管的端部紧压在所述柔性密封管装配腔的外侧出口上。
所述柔性密封管装配腔的所述外侧出口处形成有朝外逐渐扩大的锥形口，所述连接头的公端具有与所述锥形口相对应的锥形部。
还包括手紧接头，所述连接头的通道内形成有朝所述柔性密封管装配腔方向逐渐减小的锥形孔，所述连接头的通道的内壁上设置有螺纹，所述手紧接头在所述通道的出口一侧与所述连接头的通道螺纹连接，所述手紧接头具有与所述锥形孔相对应的锥形前端。
所述弹性夹管装置包括夹管头、压簧和顶丝，所述顶丝将所述压簧顶紧，所述夹管头耦合在所述压簧上，所述夹管头依靠所述压簧的弹性力对所述柔性密封管施加弹性压力。
所述进样法兰上还设置有压簧张紧度调节口，所述夹管装置装配腔能通过所述压簧张紧度调节口向外部开放，所述压簧张紧度调节口上设置有可拆卸的密封板。
所述密封板与所述压簧张紧度调节口之间设置有密封圈。
所述柔性密封管为硅胶软管。
所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔以直角相交。
一种质谱仪进样装置，包括所述的密封装置。
本发明具有如下有益效果：
本发明的密封装置能够在拆卸、更换质谱仪进样毛细管时不泄露质谱仪真空腔的真空，且该密封装置结构简单，设计巧妙，不需要通过复杂的机构来实现加工制作，其加工难度小，制作简便，成本低。
在优选的方案中，通过在所述进样法兰的外侧的连接头的设置，利用连接头的公端将柔性密封管的端部紧压在柔性密封管装配腔的外侧出口上，能够达到更好的密封效果。尤其是锥形口和锥形部配合的设计，可实现渐入式的压紧，密封性好，可靠性高。进一步地，结合手紧接头的顶入式设置，操作便利，可控性强。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1，在一种实施例中，一种密封装置，用于实现毛细管1与质谱仪真空腔体之间的密封拆装，所述密封装置包括进样法兰3、弹性夹管装置和柔性密封管2，所述进样法兰3具有柔性密封管装配腔和夹管装置装配腔，所述柔性密封管装配腔从所述密封装置的外部连通至所述质谱仪真空腔体(位于图中左侧，未示出)，所述柔性密封管2设置在所述柔性密封管装配腔内，金属管6穿套在所述柔性密封管2内，毛细管1紧套在所述金属管6内，所述毛细管1从所述密封装置的外部经过所述柔性密封管装配腔延伸到所述质谱仪真空腔体，所述弹性夹管装置设置在所述夹管装置装配腔内，所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔以具有角度的方式相交，以使所述弹性夹管装置在弹性作用下对所述柔性密封管2施加径向压力，在所述金属管6和所述毛细管1插入所述柔性密封管2的状态下，所述柔性密封管2被所述弹性夹管装置压紧在所述金属管6外部，在所述金属管6和所述毛细管1被抽出的状态下，所述柔性密封管2被所述弹性夹管装置压扁而堵塞所述柔性密封管装配腔。
在优选的实施例中，所述密封装置还包括安装在所述进样法兰3的外侧的连接头4，所述金属管6和所述毛细管1穿过所述连接头4内的通道，所述连接头4具有公端，所述连接头4的公端插入所述柔性密封管装配腔的外侧出口，所述柔性密封管2的朝向外侧的一端套接在所述连接头4的公端上，所述连接头4的公端将所述柔性密封管2的端部紧压在所述柔性密封管装配腔的外侧出口上。
在更优选的实施例中，所述柔性密封管装配腔的所述外侧出口处形成有朝外逐渐扩大的锥形口，所述连接头4的公端具有与所述锥形口相对应的锥形部。
在进一步优选的实施例中，所述密封装置还包括手紧接头5，所述连接头4的通道内形成有朝所述柔性密封管装配腔方向逐渐减小的锥形孔，所述连接头4的通道的内壁上设置有螺纹，所述手紧接头5在所述通道的出口一侧与所述连接头4的通道螺纹连接，所述手紧接头5具有与所述锥形孔相对应的锥形前端。
在一些优选的实施例中，所述弹性夹管装置包括夹管头11、压簧8和顶丝9，所述顶丝9将所述压簧8顶紧，所述夹管头11耦合在所述压簧8上，所述夹管头11依靠所述压簧8的弹性力对所述柔性密封管2施加弹性压力。
在一些优选的实施例中，所述进样法兰3上还设置有压簧张紧度调节口，所述夹管装置装配腔能通过所述压簧张紧度调节口向外部开放，所述压簧张紧度调节口上设置有可拆卸的密封板7。
在更优选的实施例中，所述密封板7与所述压簧张紧度调节口之间设置有密封圈10。密封圈10可以是O型氟胶圈。
在优选的实施例中，所述柔性密封管2为硅胶软管。
所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔相交的角度例如是60-120度，在优选的实施例中，所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔以直角相交。
参阅图1，在另一种实施例中，一种质谱仪进样装置，包括前述任一实施例的密封装置。
以下结合一个具体实施例说明密封装置的装配方法和使用方法。
该密封装置的装配方法：
首先将硅胶管套在连接头上的锥形圆柱上，然后装配到用于装配硅胶管的进样法兰上，用螺丝将连接头固定在进样法兰上。在固定连接头的时候，进样法兰的带有锥度的圆孔内壁与连接头上的锥形圆柱将硅胶管压紧，起到密封和固定的作用。外界通过硅胶管内孔与真空腔体相连。夹管头、压簧、顶丝共同组成夹紧装置，装配在进样法兰的对应位置；通过调节压簧的张紧度使夹管头将硅胶管压扁，起到有效的密封作用。然后用O型氟胶圈和密封板对夹管装置进行整体密封。
该密封装置的使用方法：
手拧接头套在金属管上，石英毛细管在金属管内腔内。在更换毛细管时，首先将手紧接头旋开，将石英毛细管连同金属管一块拔下，当金属管通过夹管头后，夹管装置将硅胶管加紧，将通路密封。在安装毛细管时，金属管通过硅胶管内孔到达真空腔体内。金属管通过夹紧装置时将夹管头顶开，伸进真空腔体内，然后将手紧接头拧紧。完成一次毛细管的更换。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种密封装置，用于实现毛细管与质谱仪真空腔体之间的密封拆装，其特征在于,所述密封装置包括进样法兰、弹性夹管装置和柔性密封管，所述进样法兰具有柔性密封管装配腔和夹管装置装配腔，所述柔性密封管装配腔从所述密封装置的外部连通至所述质谱仪真空腔体，所述柔性密封管设置在所述柔性密封管装配腔内，金属管穿套在所述柔性密封管内，毛细管紧套在所述金属管内，所述毛细管从所述密封装置的外部经过所述柔性密封管装配腔延伸到所述质谱仪真空腔体，所述弹性夹管装置设置在所述夹管装置装配腔内，所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔以具有角度的方式相交，以使所述弹性夹管装置在弹性作用下对所述柔性密封管施加径向压力，在所述金属管和所述毛细管插入所述柔性密封管的状态下，所述柔性密封管被所述弹性夹管装置压紧在所述金属管外部，在所述金属管和所述毛细管被抽出的状态下，所述柔性密封管被所述弹性夹管装置压扁，从而利用被压的所述柔性密封管堵塞密封所述柔性密封管装配腔，所述柔性密封管为硅胶软管，所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔相交的角度是60-120度。
2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于,还包括安装在所述进样法兰的外侧的连接头，所述金属管和所述毛细管穿过所述连接头内的通道，所述连接头具有公端，所述连接头的公端插入所述柔性密封管装配腔的外侧出口，所述柔性密封管的朝向外侧的一端套接在所述连接头的公端上，所述连接头的公端将所述柔性密封管的端部紧压在所述柔性密封管装配腔的外侧出口上。
3.如权利要求2所述的密封装置，其特征在于,所述柔性密封管装配腔的所述外侧出口处形成有朝外逐渐扩大的锥形口，所述连接头的公端具有与所述锥形口相对应的锥形部。
4.如权利要求3所述的密封装置，其特征在于, 还包括手紧接头，所述连接头的通道内形成有朝所述柔性密封管装配腔方向逐渐减小的锥形孔，所述连接头的通道的内壁上设置有螺纹，所述手紧接头在所述通道的出口一侧与所述连接头的通道螺纹连接，所述手紧接头具有与所述锥形孔相对应的锥形前端。
5.如权利要求1至4任一项所述的密封装置，其特征在于, 所述弹性夹管装置包括夹管头、压簧和顶丝，所述顶丝将所述压簧顶紧，所述夹管头耦合在所述压簧上，所述夹管头依靠所述压簧的弹性力对所述柔性密封管施加弹性压力。
6.如权利要求5所述的密封装置，其特征在于,所述进样法兰上还设置有压簧张紧度调节口，所述夹管装置装配腔能通过所述压簧张紧度调节口向外部开放，所述压簧张紧度调节口上设置有可拆卸的密封板。
7.如权利要求6所述的密封装置，其特征在于,所述密封板与所述压簧张紧度调节口之间设置有密封圈。
8.如权利要求1至4任一项所述的密封装置，其特征在于, 所述柔性密封管装配腔和所述夹管装置装配腔以直角相交。
9.一种质谱仪进样装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的密封装置。
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