CN214203607U - 用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，包括与过渡腔室依次连通的第一控制阀和缓冲腔室，和与质谱仪的真空腔室连通的第二控制阀，所述缓冲腔室的一接口通过第一连接气路与所述第二控制阀的另一接口连通；所述真空预抽系统还包括与过渡腔室连通的进气阀。本实用新型的过渡腔室和真空腔室之间连通设置有第一控制阀、缓冲腔室和第二控制阀，在质谱仪开启时可利用真空腔室对缓冲腔室抽取真空，使得缓冲腔室的真空度接近真空腔室并保持恒定，利用缓冲腔室缓存的高真空度负压来实现过渡腔室的快速预抽，缩短了样品的等待进样时间，提高了检测效率。

Description

用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统

技术领域

本实用新型涉及质谱仪，尤其是涉及一种用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统。

背景技术

基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪（即MALDI-TOF-MS，以下简称质谱仪）需要在真空状态下进行样品分析，即将样品置于质谱仪的真空腔室内进样样品解离。现有质谱仪大多利用分子泵对真空腔室（由箱体和盖板围成）抽取真空，确保真空腔室的真空度；为保护分子泵，分子泵的前端常配备有前级机械泵。

现有质谱仪的真空腔室较大，真空腔室的抽真空时间较长，若通过对真空腔室反复补充空气和抽真空来实现样品的取放，严重降低了质谱仪的检测效率。为此，现有质谱仪大多具有过渡腔室（真空腔室的盖板上开设有取放口，过渡腔室由抵在取放口底部的样品靶槽和盖设取放口处的密封盖围成），通过对过渡腔室放真空和预抽即可实现样品的取放作业，进而提高检测效率。

现有过渡腔室的预抽方式是利用质谱仪的机械泵，当过渡腔室的真空度达到预设真空度时，样品靶槽下行预设高度，过渡腔室和真空腔室连通形成一个整体，从而实现稳定进样。然而，由于机械泵的预抽时间相对较长，导致样品的等待时间较长，无法满足高通量样本的快速检测需求；另外，现有过渡腔室的预抽大多利用外设气路，气路结构复杂，不仅占用空间，稳定性较差，而且气路还容易磨损，影响过渡腔室的正常预抽。因而，如何设计一种能够实现过渡腔室的快速预抽的真空预抽系统是本行业需要解决的重要技术问题。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，该真空预抽系统的缓冲腔室能够预存与真空腔室真空度一致的高真空负压，可通过缓存腔室室对过渡腔室预抽，实现过渡腔室的快速预抽，缩短了样品的进样等待时间。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：

本实用新型所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，包括与过渡腔室依次连通的第一控制阀和缓冲腔室，和与质谱仪的真空腔室连通的第二控制阀，所述缓冲腔室的一接口通过第一连接气路与所述第二控制阀的另一接口连通；所述真空预抽系统还包括与过渡腔室连通的进气阀。

在本实用新型的优选实施方式中，所述真空预抽系统还包括密封设置在真空腔室的外壁上的阀体歧块，所述进气阀和第二控制阀集成安装在所述阀体歧块上。

在本实用新型的优选实施方式中，所述阀体歧块上开设有腔室连接通道，其具有第一连接孔、第二连接孔，以及第一连接通道、第二连接通道，所述第一连接通道一端与所述过渡腔室连通而另一端与所述第一连接孔连通，所述第二连接通道一端与所述第二连接孔连通而另一端与所述真空腔室连通；

阀体歧块上还开设有进气阀连接通道，其具有第一通道和第二通道，所述第一通道的一端与第一连接孔连通而其另一端与所述进气阀的第一接口连通，所述第二通道的一端与进气阀的第二接口连通而另一端与外界大气连通；

阀体歧块上还开设有第三通道，所述第三通道的一端与所述第二连接孔连通而另一端与所述第二控制阀的一接口连通。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述第二通道的进气口处密封插装有消音器，有效避免因空气流速过快而引起的啸声；消音器自带过渡网，对进入第二通道内的空气进行过滤，提高进入过渡腔室内的空气的洁净度。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述真空预抽系统还包括与所述过渡腔室连通的真空检测元器件。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述阀体歧块上还开设有与所述第一连接孔连通的真空检测通道，所述真空检测元器件的检测部插装在所述真空检测通道内，通过检测第一连接孔的真空度来判断过渡腔室的真空度是否达到进样标准。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述真空检测元器件为真空规。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述阀体歧块上还开设有一端与所述第一连接孔连通的第四通道，所述第一控制阀安装在阀体歧块上。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述第二控制阀、进气阀和第一控制阀均为两位两通电磁阀，通过质谱仪的第一控制阀控制第二控制阀、进气阀和第一控制阀的启闭，实现过渡腔室的自动充气和真空预抽。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述阀体歧块的一侧面的上部或下部向外凸出形成安装台面，所述安装台面密封贴设在所述真空腔室的外壁上。

本实用新型的过渡腔室和真空腔室之间连通设置有第一控制阀、缓冲腔室和第二控制阀，在质谱仪开启时可利用真空腔室对缓冲腔室抽取真空，使得缓冲腔室的真空度接近真空腔室并保持恒定，利用缓冲腔室缓存的高真空度负压来实现过渡腔室的快速预抽，缩短了样品的等待进样时间，提高了检测效率。

本实用新型的阀体歧块密封安装在真空腔室的盖板上，且第二控制阀、真空规和进气阀集成安装在阀体歧块上，有效减少气路结构，使得质谱仪更加简洁，有效降低了因牵拉气路或气路摩擦等引起的故障。同时真空规能够检测过渡腔室的真空度，确保每个检测每个样品时过渡腔室的预抽真空度都在预设范围内，当过渡腔室的真空度难以预抽到预设定范围内时，质谱仪的控制系统发出报错提示。

附图说明

图1是本实用新型的管路连接图。

图2是本实用新型所述进气阀、第二控制阀在阀体歧块上的安装图。

图3是图2中阀体歧块的主视图。

图4是图3的D-D向剖视结构示意图。

图5是图2中阀体歧块的右视图。

图6是图2中阀体歧块的左视图。

图7是图6的B-B向剖视结构示意图。

图8是图6的C-C向剖视结构示意图。

图9是图2中阀体歧块的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

同时还需要说明的是，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1-2所示，本实用新型所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，包括与过渡腔室1.1依次连通的第一控制阀2和缓冲腔室3，和与质谱仪的真空腔室1.2连通的第二控制阀4，缓冲腔室3的一接口通过第一连接气路与第二控制阀4的另一接口连通；真空预抽系统还包括与过渡腔室1.1连通的进气阀5，打开进气阀，外界气体进入过渡腔室，以便于开启取放口处的密封盖。本实用新型的过渡腔室1.1和真空腔室1.2之间连通设置有第一控制阀2、缓冲腔室3和第二控制阀4，在质谱仪开启时可利用真空腔室1.2对缓冲腔室3抽取真空，使得缓冲腔室3的真空度接近真空腔室1.2并保持恒定，利用缓冲腔室3缓存的高真空度负压来实现过渡腔室1.1的快速预抽，缩短了样品的等待进样时间，提高了检测效率。

如图2所示，真空预抽系统还包括设置在真空腔室1.2外壁（具体为盖板的一侧面上）上的阀体歧块7，进气阀5、第二控制阀4（进气阀5和第二控制阀4优选两位两通电磁阀）和后述的真空规6集成安装在阀体歧块7上，简化了质谱仪的外设气路，使质谱仪整机结构更加简洁。具体地：

如图3-4所示，阀体歧块7后侧面的上部具有一向后突出的安装台面7.1，阀体歧块7的上部水平设置有一对前后方向的安装孔7.2，穿设在每个安装孔7.2内的螺栓将阀体歧块7固定在真空腔室1.2的盖板上（并保证安装台面7.1紧贴在盖板上），减少阀体歧块7与真空腔室1.2的接触面积；

盖板上间隔开设有与过渡腔室1.1连通的第一通孔，以及与真空腔室1.2连通的第二通孔，第一通孔与后述的第一连接通道7.5连通，第二通孔与后述的第二连接通道7.6连通，实现了阀体歧块7与真空腔室1.2、过渡腔室1.1的连通；

如图4所示，阀体歧块7上开设有腔室连接通道，其中腔室连接通道包括第一连接孔7.3、第二连接孔7.4，以及第一连接通道7.5、第二连接通道7.6，第一连接孔7.3和第二连接孔7.4为自阀体歧块7顶面竖直向下开设的工艺孔，第一连接孔7.3和第二连接孔7.4的上部密封插装有封堵件（即封堵头），确保密封性能；第一连接通道7.5和第二连接通道7.6自阀体的后侧面水平向前开设且均为盲孔，第一连接通道7.5通过第一通孔与过渡腔室1.1连通而其另一端与第一连接孔7.3连通，实现了第一连接孔7.3和过渡腔室1.1的连通；第二连接通道7.6的一端通过第二通孔与真空腔室1.2连通而其另一端与第二连接孔7.4连通，实现了第二连接孔7.4与真空腔室1.2的连通；

如图6-8所示，阀体歧块7上还开设有进气阀连接通道，进气阀连接通道包括自阀体歧块7的左侧面水平向右开设的第一通道8.1（为盲孔）和第二通道8.2（为通孔），第一通道8.1的右端与第一连接孔7.3连通而其左端和进气阀5的第一接口连通，第二通道8.2的左端和进气阀5的第二接口连通而右端插装有与外界大气连通的消音器8.3（自带滤网），外界空气先后经第二通道8.2→进气阀5→第一通道8.1→第一连接孔7.3→第一连接通道7.5→第一通孔进入过渡腔室1.1，实现过渡腔室1.1的送气，以便于打开密封盖放置样品；消音器8.3能够减少因进气速度过快而引起的啸声，且消音器8.3自带过滤网，可对进入过渡腔室1.1内的空气进行过渡，提高空气的洁净度；

如图2和图5、9所示，第二控制阀4通过螺丝固定安装在阀体歧块7的右侧面上；阀体歧块7上水平开设有第三通道9，第二控制阀4的一接口与第三通道9连通，使其通过第三通道9、第二连接孔7.4、第二连接通道7.6与真空腔室1.2处于连通状态，第二控制阀4的另一接口通过第一连接气路与缓冲腔室3连通；

如图2、7、9所示，真空预抽系统还包括与过渡腔室1.1连通的真空检测元器件（优选真空规6），阀体歧块7上还开设有与第一连接孔7.3连通的真空检测通道10.1，真空规6的检测部插装在真空检测通道10.1下部的沉孔10.2内，由于第一连接孔7.3通过第一连接通道7.5与过渡腔室1.1连通，在检测过程中可通过检测第一连接孔7.3的真空度来判断过渡腔室1.1的真空度是否达到进样标准，当过渡腔室1.1的真空度达到预抽时间并持续预抽时，若过渡腔室1.1内的真空度依然达不到预设真空度，及时发现漏气，进一步保证质谱仪的稳定运行。

在实际安装时，第一控制阀2的安装方式可以灵活选择。具体地：第一控制阀2可以安装在真空腔室1.2的盖板上，第一控制阀2的一接口与过渡腔室1.1连通而另一接口通过第二连接气路与缓存腔室连通；还可以在盖板上设置一个与过渡腔室1.1连通的管接头，第二连接气路的一端与管接头连通而另一端与缓冲腔连通，第一控制阀2连通设置在第二连接气路上；当然，还可以将第一控制阀2集成安装在阀体歧块7上，将阀体歧块7上水平开设一个自前后面水平延伸的第四通道，第四通道的内端与第一连接孔7.3连通，第一控制阀2的接口与第四通道的外端连通而另一接口通过第二连接气路与缓存腔室连通。

在实际安装时，第一控制阀2、第二控制阀4和进气阀5均采用两位两通电磁阀，利用质谱仪的控制系统控制第二控制阀4和进气阀5的自动开启和关闭，实现过渡腔室1.1的自动预抽和进气，进而满足样品的取放需求；在预抽过程中，第一控制阀2和第二控制阀4的开启方式均采用高频次启闭或小流量开启，防止因真空腔室1.2和过渡腔室1.1连通后而引起真空腔室1.2的真空度快速下降，进一步防止分子泵12因真空腔室1.2因真空度变化大而停机。

本实用新型的工作过程和原理简述如下：

启动质谱仪，机械泵11和分子泵12先后启动，对真空腔室1.2抽取负压，确保真空腔室1.2内达到样品检测所需高真空度（约为10^-6mbar）；

在抽真空过程中打开第二控制阀4，关闭进气阀5和第一控制阀2，真空腔室1.2与缓存腔室处于连通状态，利用分子泵12对缓存腔室抽取负压，使得缓存腔室具有接近真空腔室1.2的高真空度的恒定负压，缓存腔室的抽真空路径为：分子泵12→真空腔室1.2→第二连接通道7.6→第二连接孔7.4→第三通道9→第二控制阀4→第一连接气路→缓存腔室；

当需要取放样品时，真空腔室1.2的样品靶槽移动至取放口下方后向上抬升并抵在取放口的底边缘，盖设在取放口处的密封盖和样品靶槽围成过渡腔室1.1，打开进气阀5，外界空气先后经第二通道8.2→进气阀5→第一通道8.1→第一连接孔7.3→第一连接通道7.5→第一通孔进入过渡腔室1.1，使过渡腔室1.1内的压力恢复至常压，以便于打开密封盖放置新的待检样品；

当将样品置于样品靶槽后，取放口处的密封盖与样品靶槽围成过渡腔室1.1，将第二控制阀4和进气阀5关闭，打开第一控制阀2后过渡腔室1.1内和缓存腔室内处于连通状态，具体连通路径为缓存腔室→第二连接气路→第一控制阀2→过渡腔室1.1；由于缓存腔室内的真空度接近真空腔室1.2，过渡腔室1.1在缓存腔室的作用下迅速下降；当过渡腔室1.1内的真空度在预设范围内时，关闭第一控制阀2，并将真空腔室1.2内的样品靶槽向下移动，此时过渡腔室1.1和真空腔室1.2形成一个整体，然后将样品靶槽移动至真空腔室1.2内离子源下方进行样品解离检测即可；

在样品连续检测过程中，为确保下一个样品的检测，在关闭第一控制阀2后，采用高频次启闭或小流量开启方式开启第二控制阀4，使真空腔室1.2和缓存腔室连通，利用分子泵12继续对缓存腔室抽真空，确保缓存腔室的高真空度，进而满足其他样品的检测需求。同时在检测过程中，为保护分子泵12，第二控制阀4和第一控制阀2的开启方式均采用高频次启闭或小流量开启方式，避免因缓存腔室的负压与真空腔室1.2相差较大而导致分子泵12停机，提高样品的检测稳定性。

需要强调的是，上述实施例仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改、替换和改进等等，这些修改和改进都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因而，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：包括与过渡腔室依次连通的第一控制阀和缓冲腔室，和与质谱仪的真空腔室连通的第二控制阀，所述缓冲腔室的一接口通过第一连接气路与所述第二控制阀的另一接口连通；所述真空预抽系统还包括与过渡腔室连通的进气阀。

2.根据权利要求1所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述真空预抽系统还包括密封设置在真空腔室的外壁上的阀体歧块，所述进气阀和第二控制阀集成安装在所述阀体歧块上。

3.根据权利要求2所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述阀体歧块上开设有腔室连接通道，其具有第一连接孔、第二连接孔，以及第一连接通道、第二连接通道，所述第一连接通道一端与所述过渡腔室连通而另一端与所述第一连接孔连通，所述第二连接通道一端与所述第二连接孔连通而另一端与所述真空腔室连通；

阀体歧块上还开设有进气阀连接通道，其具有第一通道和第二通道，所述第一通道的一端与第一连接孔连通而其另一端与所述进气阀的第一接口连通，所述第二通道的一端与进气阀的第二接口连通而另一端与外界大气连通；

阀体歧块上还开设有第三通道，所述第三通道的一端与所述第二连接孔连通而另一端与所述第二控制阀的一接口连通。

4.根据权利要求3所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述第二通道的进气口处密封插装有消音器。

5.根据权利要求3所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述真空预抽系统还包括与所述过渡腔室连通的真空检测元器件。

6.根据权利要求5所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述阀体歧块上还开设有与所述第一连接孔连通的真空检测通道，所述真空检测元器件的检测部插装在所述真空检测通道内。

7.根据权利要求5或6所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述真空检测元器件为真空规。

8.根据权利要求3所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述阀体歧块上还开设有一端与所述第一连接孔连通的第四通道，所述第一控制阀安装在阀体歧块上。

9.根据权利要求1所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述第二控制阀、进气阀和第一控制阀均为两位两通电磁阀。

10.根据权利要求2所述的用于质谱仪过渡腔室的真空预抽系统，其特征在于：所述阀体歧块的一侧面的上部或下部向外凸出形成安装台面，所述安装台面密封贴设在所述真空腔室的外壁上。

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