CN214579064U - 用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构及阀体组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构，包括阀体歧块和气路通道，所述气路通道包括腔室连接通道、进气阀连接通道和预抽阀连接通道。本实用新型还公开了一种用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，包括集成在阀体连接结构上的进气阀和预抽阀。本实用新型将预抽阀、真空规和进气阀集成安装在阀体歧块上，减少气路结构，使得质谱仪更加整洁，有效降低了因牵拉气路或气路摩擦等引起的故障。同时本实用新型的预抽阀，能够实现过渡腔室和真空腔室的连通，在抽真空时分子泵可通过真空腔室对过渡腔室间接抽取真空，实现了过渡腔室的快速预抽，缩短了样品了进样等待时间，提高了检测效率。

Description

用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构及阀体组件

技术领域

本实用新型涉及质谱仪的抽真空系统，尤其是涉及一种用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构，还涉及一种包含该阀体连接结构的阀体组件。

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。现有质谱仪的抽真空系统大多利用分子泵对真空腔室（由质谱仪的箱体和盖板围成）抽取真空，确保真空腔室的真空度；同时为保护分子泵，在分子泵的前端还配备有前级机械泵。

在实际检测过程中，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（即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前级机械泵，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，机械泵和过渡腔室通过外设管路连接，控制阀安装在外设管路上，外设管路不仅占用空间，而且其稳定性较差、容易磨损，影响过渡腔室的正常预抽。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构，还提供了一种包括该阀体连接结构的阀体组件，实现了集成安装，减少外设连接管路，提高了抽真空系统的运行稳定性。

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抽真空系统的阀体连接结构，包括阀体歧块和开设在所述阀体歧块上的气路通道，所述气路通道包括

腔室连接通道，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质谱仪的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质谱仪的真空腔室连通；

进气阀连接通道，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抽真空系统的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其另一端与外界大气连通；

预抽阀连接通道，具有第三通道和第四通道，所述第三通道一端与所述第一连接孔连通而另一端与抽真空系统的预抽阀的第一接口连通，所述第四通道的一端与所述预抽阀的第二接口连通而另一端与第二连接孔连通。

在本实用新型的优选实施方式中，所述气路通道还包括开设在阀体歧块上的真空检测通道，所述真空检测通道的一端与所述第一连接孔连通而其一端具有一沉孔，抽真空系统的真空检测元器件的检测部插装在所述沉孔内。

在本实用新型的优选实施方式中，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，所述安装台面通过连接件密封贴设在质谱仪的外壁上。

本实用新型还提供了一种用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，所述阀体组件包括进气阀、预抽阀和本实用新型所述的阀体连接结构，所述进气阀安装在阀体连接结构的阀体歧块的一侧面，所述预抽阀安装在所述阀体歧块的另一侧面，且所述进气阀的第一接口与所述第一通道连通而其第二接口与所述第二通道连通，预抽阀的第一接口与所述第三通道连通而其第二接口与所述第四通道连通。即将进气阀和预抽阀集成安装在阀体歧块上，保证整机简洁，减少外设连接管路。

在本实用新型的更优选实施方式中，所述阀体组件包括进气阀、预抽阀、真空检测元器件和本实用新型所述的阀体连接结构，所述进气阀安装在所述阀体歧块的一侧面，所述进气阀的第一接口与所述第一通道连通而第二接口与所述第二通道连通；所述预抽阀安装在与所述进气阀相对的阀体歧块的另一侧面上，预抽阀的第一接口与所述第三通道连通而其第二接口与所述第四通道连通；所述真空检测元器件安装在阀体歧块上且与所述真空检测通道连通。即将进气阀、预抽阀、真空检测元器件（优选真空规）集成安装在阀体歧块上，整个气路无需外设连接管路，不仅能够保证整简洁，还能有效避免连接管路磨损、牵拉等引起的振动等。

在本实用新型的优选实施方式中，所述进气阀和预抽阀均为两位两通电磁阀。设置在阀体歧块上的预抽阀，实现了过渡腔室和真空腔室的连通，可通过真空腔室对过渡腔室直接抽取真空，实现了过渡腔室的快速抽真空，缩短了样品的等待检测时间。同时为避免预抽时真空腔室因真空度骤降而引起分子泵停机，预抽阀的开启方式一般采用高频次启闭或小流量开启方式。

在本实用新型的优选实施方式中，所述第二通道的进气口处设置有具有过滤件的消音器，有效避免因进气速度过快而引起的啸声。

本实用新型将预抽阀、真空规和进气阀集成安装在阀体歧块上，减少气路结构，使得质谱仪更加整洁，有效降低了因牵拉气路或气路摩擦等引起的故障。同时本实用新型的预抽阀，能够实现过渡腔室和真空腔室的连通，在抽真空时分子泵可通过真空腔室对过渡腔室间接抽取真空，实现了过渡腔室的快速预抽，缩短了样品了进样等待时间，提高了检测效率。

附图说明

图1是本实用新型所述阀体组件的结构示意图。

图2是图1中阀体歧块的主视图。

图3是图2的D-D向剖视结构示意图。

图4是图1中阀体歧块的右视图。

图5是图1中阀体歧块的左视图。

图6是图5的B-B向剖视结构示意图。

图7是图5的C-C向剖视结构示意图。

图8是图1中阀体歧块的仰视图。

图9是本实用新型所述阀体组件在质谱仪上的安装图。

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所示，本实用新型所述的用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，包括阀体连接结构，以及集成在阀体连接结构上的进气阀1、预抽阀2、真空检测元器件（优选真空规3），将进气阀1、预抽阀2（进气阀1和预抽阀2优选两位两通电磁阀）和真空规3集成安装在阀体连接结构上，使得整个结构不外设管路即可实现过渡腔室的通气和快速预抽，使质谱仪整机结构更加简洁。具体地：

如图1和图9所示，阀体连接结构包括固连在真空腔室的盖板F侧面上的阀体歧块4和开设在阀体歧块4上的气路通道，其中，阀体歧块4后侧面的上部向后突出形成一安装台面，阀体歧块4的上部水平设置有一对前后方向延伸的安装孔5，通过穿设在每个安装孔5内的螺栓将阀体歧块4安装在真空腔室的盖板F上（安装台面紧贴在盖板F上），减少阀体歧块4与真空腔室的接触面积；

盖板F上间隔开设有与过渡腔室连通的第一通孔，以及与真空腔室连通的第二通孔，第一通孔与后述的第一连接通道6.3连通，第二通孔与后述的第二连接通道6.4连通，实现了阀体歧块4与真空腔室、过渡腔室的连通；

如图2-3所示，气路通道包括腔室连接通道，腔室连接通道具有竖向开设在阀体歧块4上的第一连接孔6.1、第二连接孔6.2，以及水平设置在阀体歧块4上的第一连接通道6.3和第二连接通道6.4（第一连接通道6.3和第二连接通道6.4自阀体歧块4的后侧面水平向前延伸），第一连接孔6.1和第二连接孔6.2为自阀体歧块4顶面竖直向下开设的工艺孔，第一连接孔6.1和第二连接孔6.2的上部密封插装有封堵件（即封堵头），保证气路通道的密封性能；第一连接通道6.3通过第一通孔与过渡腔室连通而另一端与第一连接孔6.1连通，实现了第一连接孔6.1和过渡腔室的连通；第二连接通道6.4的一端通过第二通孔与真空腔室连通而其另一端与第二连接孔6.2连通，实现了第二连接孔6.2与真空腔室的连通；

如图1和图5-7所示，气路通道还包括进气阀连接通道，进气阀连接通道包括自阀体歧块4的左侧面水平向右开设的第一通道7.1（为盲孔）和第二通道7.2（第二通道7.2为通孔），第一通道7.1的右端与第一连接孔6.1连通而其左端和进气阀1的第一接口连通，第二通道7.2的左端和进气阀1的第二接口连通而右端（即进气口）插装有与外界大气连通的消音器7.3（自带滤网），消音器7.3能够有效减少因进气速度过快而引起的啸声。在实际安装时，进气阀1安装在阀体歧块4的左侧面上，外界空气进气阀1与过渡腔室连通，外界空气进入过渡腔室的路径为：外界空气先后经第二通道7.2→进气阀1→第一通道7.1→第一连接孔6.1→第一连接通道6.3→第一通孔进入过渡腔室，便于打开密封盖放置样品；

如图1、4、6-7所示，气路通道还包括预抽阀连接通道，预抽阀连接通道包括自阀体歧块4的右侧面水平向左开设的第三通道8.1和第四通道8.2（第三通道8.1和第四通道8.2均为盲孔），第三通道8.1的左端和第一连接孔6.1连通而右端和预抽阀2的第一接口连通，第四通道8.2的右端与预抽阀2的第二接口连通而其左端和第二连接孔6.2连通。在安装时，预抽阀2安装在阀体歧块4的右侧面上，且预抽阀2的两个接口分别与第三通道8.1和第四通道8.2连通，实现了过渡腔室和真空腔室的连通，具体连通路径为：过渡腔室→第一通孔→第一连接通道6.3→第一连接孔6.1→第三通道8.1→预抽阀2→第四通道8.2→第二连接孔6.2→第二通孔→真空腔室，实现了预抽阀2和真空腔室、过渡腔室的连通。

如图1、6和图8所示，气路通道还包括开设在阀体歧块4上的真空检测通道9，真空检测通道9竖向开设，其顶部与第一连接孔6.1连通，其下部具有一真空规3的检测部配合的沉孔9.1。在安装时，真空规3的检测部插装在沉孔9.1内且真空规3通过螺栓固定在阀体歧块4的底面上，实现了真空规3在阀体歧块4的安装。同时由于第一连接孔6.1的真空度与过渡腔室内的真空度相同，通过监控第一连接孔6.1的真空度即可实现过渡腔室内真空度的检测，确保每次放样后过渡腔室内的真空度达到进样要求，进而保证分子泵的正常运行。

预抽阀2和进气阀1均采用两位两通电磁阀，利用质谱仪的控制系统控制预抽阀2和进气阀1的自动开启和关闭，实现过渡腔室的自动预抽和进气，进而满足样品的取放需求；且预抽阀2的开启方式可小流量开启方式或多频次开合方式，防止因真空腔室和过渡腔室连通后而引起真空腔室的真空度快速下降，进一步防止分子泵因真空腔室因真空度变化大而停机。

本实用新型将进气阀1、预抽阀2和真空规3集成安装在阀体歧块4上，且阀体歧块4密封安装在真空腔室的盖板F上，过渡腔室的整个预抽完全不需要外设气路，使得质谱仪更加简洁；预抽阀2安装在过渡腔室和真空腔室之间的气路通道上，实现了过渡腔室和真空腔室的连通，在预抽时可利用真空腔室的真空度对过渡腔室进行预抽（相当于分子泵通过真空腔室对过渡腔室进行预抽），提高了过渡腔室的预抽速度，缩短了样品的等待检测时间。

本实用新型所述阀体组件的具体工作过程如下：

质谱仪开机时，质谱仪的前级机械泵预先启动，然后分子泵也启动工作，利用分子泵对真空腔室抽取负压（机械泵持续工作），使得真空腔室的负压达到样品检测所需高真空度（约为10^-6 mbar）；

在取放样品时，真空腔室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F围成过渡腔室，打开进气阀1，外界空气先后经第二通道7.2→进气阀1→第一通道7.1→第一连接孔6.1→第一连接通道6.3进入过渡腔室，使过渡腔室内的压力逐渐恢复至常压；然后打开盖板F上的密封盖，将待检样品放在样品靶槽上；再盖上密封盖，打开预抽阀2（高频次启闭或小流量开启）对过渡腔室进行预抽，预抽路径如下：真空腔室→第二通孔→第二连接孔6.2→第四通道8.2→预抽阀2→第三通道8.1→第一连接孔6.1→第一连接通道6.3→过渡腔室，使得真空腔室和过渡腔室处于连通状态，真空腔室的高真空度使得过渡腔室快速达到预设真空度，实现了过渡腔室的快速预抽，缩短了样品的等待时间；待过渡腔室的真空度达到预设真空度时，将样品靶槽F移动至真空腔室的离子源处进行样品解离检测即可；重复该操作即可实现多个样品的解离检测。

需要强调的是，上述实施例仅为本实用新型的最优实施方式，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 (8)

1.一种用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构，其特征在于：包括阀体歧块和开设在所述阀体歧块上的气路通道，所述气路通道包括

腔室连接通道，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质谱仪的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质谱仪的真空腔室连通；

进气阀连接通道，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抽真空系统的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其另一端与外界大气连通；

预抽阀连接通道，具有第三通道和第四通道，所述第三通道一端与所述第一连接孔连通而另一端与抽真空系统的预抽阀的第一接口连通，所述第四通道的一端与所述预抽阀的第二接口连通而另一端与第二连接孔连通。

2.根据权利要求1所述的用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构，其特征在于：所述气路通道还包括开设在阀体歧块上的真空检测通道，所述真空检测通道的一端与所述第一连接孔连通而其一端具有一沉孔，抽真空系统的真空检测元器件的检测部插装在所述沉孔内。

3.根据权利要求1所述的用于质谱仪抽真空系统的阀体连接结构，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，所述安装台面通过连接件密封贴设在质谱仪的外壁上。

4.一种用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，其特征在于：所述阀体组件包括进气阀、预抽阀和权利要求1所述的阀体连接结构，所述进气阀安装在阀体连接结构的阀体歧块的一侧面，所述预抽阀安装在所述阀体歧块的另一侧面，且所述进气阀的第一接口与所述第一通道连通而其第二接口与所述第二通道连通，预抽阀的第一接口与所述第三通道连通而其第二接口与所述第四通道连通。

5.一种用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，其特征在于：所述阀体组件包括进气阀、预抽阀、真空检测元器件和权利要求2所述的阀体连接结构，所述进气阀安装在所述阀体歧块的一侧面，所述进气阀的第一接口与所述第一通道连通而第二接口与所述第二通道连通；所述预抽阀安装在与所述进气阀相对的阀体歧块的另一侧面上，预抽阀的第一接口与所述第三通道连通而其第二接口与所述第四通道连通；所述真空检测元器件安装在阀体歧块上且与所述真空检测通道连通。

6.根据权利要求4或5所述的用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，其特征在于：所述进气阀和预抽阀均为两位两通电磁阀。

7.根据权利要求4或5所述的用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，其特征在于：所述第二通道的进气口处设置有具有过滤件的消音器。

8.根据权利要求5所述的用于质谱仪抽真空系统的阀体组件，其特征在于：所述真空检测元器件为设置在所述阀体歧块底面上的真空规。

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