实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型在于提出一种气体吸附测试仪的抽真空装置,所述抽真空装置增大了分子泵上进气孔的流通截面,进一步提高气体吸附分析仪的真空度。
本实用新型还提出一种具有上述抽真空装置的气体吸附测试仪。
根据本实用新型第一方面的气体吸附测试仪的抽真空装置,包括:分子泵,所述分子泵内具有气腔,所述分子泵上形成有与所述气腔连通的进气孔,所述进气孔的中心轴线沿所述分子泵的轴向方向;进气管,所述进气管连接在所述进气孔位置,所述进气管通过所述进气孔与所述气腔连通。
根据本实用新型的气体吸附测试仪的抽真空装置,通过使进气孔沿分子泵的轴向延伸,可以使分子泵的进气孔的直径达到最大化,使进入分子泵的气量变大,更有利于气体分子扩散进入分子泵,从而提高了抽真空装置的工作效率和极限真空度。
在一些实施例中,所述分子泵包括泵主体和端盖,所述泵主体的轴向的一侧敞开,所述端盖通过紧固件固定于所述泵主体上且封盖在所述泵主体的敞开侧,所述进气孔沿所述端盖的厚度方向贯通所述端盖。
在一些实施例中,所述泵主体和所述端盖中的其中一个上形成有密封槽,所述密封槽沿所述泵主体的周向延伸为环形,所述密封槽内设有第一密封件,所述第一密封件为柔性金属件,所述泵主体和所述端盖中的另一个上设有密封凸起,所述密封凸起配合在所述密封槽内并与所述第一密封件抵接。
在一些实施例中,所述端盖垂直于所述分子泵中心轴线的截面为圆形,所述进气孔的中心轴线、所述进气管的中心轴线和所述端盖的中心轴线共线。
在一些实施例中,所述进气管具有第一管段,所述第一管段伸入所述进气孔内,且所述第一管段的两端均与所述进气孔的周沿和/或内壁焊接连接。
在一些实施例中,所述进气管包括沿轴向相连的第一管段和第二管段,所述第一管段伸入所述进气孔内,所述第一管段的长度大于所述进气孔的深度,所述第二管段的外径大于所述第一管段的外径和所述进气孔的直径。
在一些实施例中,所述进气管为刚性的金属直管。
在一些实施例中,还包括:气动阀,所述气动阀具有第一接管,所述第一接管与所述进气管的远离所述分子泵的一端通过外套管相连。
在一些实施例中,所述进气管的所述一端设有沿径向向外凸起的第一限位凸起,所述外套管的与所述进气管相连的一端形成有沿径向向内延伸的第二限位凸起,所述第二限位凸起位于所述第一限位凸起的朝向所述分子泵的一侧,且所述第二限位凸起与所述第一限位凸起在所述进气管的轴向上抵接,所述外套管的另一端与所述第一接管螺纹连接。
在一些实施例中,所述进气管的所述一端的端面与所述第一接管的端面之间设有第二密封件,所述第二密封件为柔性金属件,所述进气管的外表面和/或所述第一接管的外表面形成有第一容纳槽,所述进气管的内表面和/或所述第一接管的内表面形成有第二容纳槽,所述第二密封件的部分容纳于所述第一容纳槽和所述第二容纳槽内。
根据本实用新型第二方面的气体吸附测试仪,包括根据本实用新型第一方面的气体吸附测试仪的抽真空装置。
根据本实用新型的气体吸附测试仪,通过使进气孔沿分子泵的轴向延伸,可以使分子泵的进气孔的直径达到最大化,使进入分子泵的气量变大,更有利于气体分子扩散进入分子泵,提高了抽真空装置的工作效率和极限真空度,从而提高了气体吸附测试仪的整体性能。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的气体吸附测试仪的抽真空装置1000。
如图1所示,根据本实用新型实施例的气体吸附测试仪的抽真空装置1000,包括:分子泵10和进气管20。
具体地,分子泵10内具有气腔101,分子泵10上形成有与气腔101连通的进气孔102,进气孔102的中心轴线沿分子泵10的轴向方向。进气管20连接在进气孔102位置,进气管20通过进气孔102与气腔101连通。
在现有技术中,分子泵进气口通常径向设置,分子泵进气口的口径较小,可进入分子泵的气量较小,不便于气体分子扩散进入分子泵,不利于极限真空度的提高。在本实施例中,分子泵10内具有气腔101,进气管20通过进气孔102与气腔101连通,由于进气孔102沿分子泵10轴向延伸,这样可以使分子泵10通过进气管20和进气孔102沿轴向进气,由于进气孔102轴向延伸,不仅方便了分子泵10与进气管20连接,还可以增大分子泵10的进气孔102的流通截面,增大了流入分子泵10的进气量,有利于气体分子扩散进入分子泵,提高了分子泵10的工作效率,从而有利于极限真空度的提高。
根据本实用新型实施例的气体吸附测试仪的抽真空装置1000,通过使进气孔102沿分子泵10的轴向延伸,可以使分子泵10的进气孔102的直径达到最大化,使进入分子泵10的气量变大,更有利于气体分子扩散进入分子泵10,从而提高了抽真空装置1000的工作效率和极限真空度。
根据本实用新型的一些实施例,如图1及图2所示,分子泵10包括泵主体11和端盖12,并且泵主体11的轴向的一侧(例如如图1所示的泵主体的右侧)敞开,通过紧固件30将端盖12固定于分子泵10上,且端盖12封盖在泵主体11的敞开侧,进气孔102沿端盖12的厚度方向贯通端盖12。由此,方便泵主体11和端盖12 的成型加工,降低了加工难度;同时方便进气孔102的加工,方便进气孔102与进气管20的连接。
在本实用新型的一些具体实施例中,如图1和图2所示,泵主体11和端盖12中的其中一个上形成有密封槽1201,泵主体11和端盖12中的另一个上设有密封凸起1101,也就是说,当泵主体11上形成密封槽1201时,端盖12上设置密封凸起1101,当泵主体10上设置密封凸起1101时,端盖12上设置密封槽1201。密封槽1201沿泵主体11的周向延伸为环形,密封凸起1101配合在密封槽1201内。本实施例通过采用密封凸起1101与密封槽1201相配合,可以提高泵主体11和端盖12的连接位置的密封可靠性。
进一步地,密封槽1201内设有第一密封件40,第一密封件40为柔性金属件,泵主体11上的密封凸起1101与端盖12的密封槽1201内的第一密封件40抵接。由此第一密封件40在密封凸起1101与密封槽1201的槽壁抵接的作用下,第一密封件40发生变形,起到变形密封作用,通过采用这样的密封方式实现泵主体11与端盖12的高气密性,防止放气。
其中,第一密封件40可以由延展性金属材料制成,用于起到变形密封,以实现高气密性的目标。例如第一密封件40由无氧铜制成,且第一密封件40形成为垫圈,
进一步地,端盖12上形成有密封槽1201,在密封槽1201的开口端朝向底壁的方向(例如图2中所示的从左往右的方向)上,密封槽1201的截面宽度逐渐减小;由此,当端盖12与泵主体10装配时,密封槽1201可以对密封凸起1101起到导向的作用,方便端盖12与泵主体10对中,提高装配效率。同时,由于密封槽1201的截面宽度在开口朝向底壁的方向上逐渐减小,密封槽1201的截面大致呈梯形形状,这样可以增加密封槽1201的槽壁与密封凸起1101之间的抵接面积,增大密封的可靠性,同时密封槽1201还可以为第一密封件40的变形提供更多的容纳空间。
如图2所示,端盖12上形成有密封槽1201,在泵主体11上与端盖12接触的一端设有密封凸起1101,而且密封凸起1101与密封槽1201的形状适配;密封槽1201沿泵主体11周向延伸为环形;密封槽1201内设有第一密封件40,泵主体11上的密封凸起1101在端盖12的密封槽1201内通过第一密封件40抵接;第一密封件40为柔性金属件,在泵主体11与端盖12的连接上起到变形密封作用,通过采用这样的密封方式实现泵主体11与端盖12的高气密性,防止放气。
在本实用新型的一些具体实施例中,如图1所示,端盖12垂直于分子泵10中心轴线的截面为圆形,进气孔102的中心轴线、进气管20的中心轴线和端盖12的中心轴线共线。由此,保证了进气管20与进气孔102的同轴性,提高了进气管20与进气孔102的连接精度,从而提高了抽真空装置的气密性。
在本实用新型的一些具体实施例中,如图1所示,进气管20具有第一管段21,第一管段21伸入进气孔102内,且第一管段21的两端均与进气孔102的周沿和/或内壁焊接连接,也就是说,第一管段21的两端可以均和进气孔102的周沿焊接连接,第一管段21的两端也可以均和进气孔102的内壁焊接;还可以第一管段21的一端与进气孔102的周沿焊接,另一端与进气孔102的内壁焊接连接。本实施例通过将伸入进气孔102中的第一管段21的两端均与进气孔102的周沿和/或内壁进行焊接,通过焊接的方式将进气孔102与进气管20连接在一起,形成双层焊接,使密封效果更好,同时保证进气管20与进气孔102的连接处不会放气。
在本实用新型的一些具体实施例中,如图1及图3所示,进气管20包括沿轴向相连的第一管段21和第二管段22,其中第一管段21伸入进气孔102内,而且第一管段21的长度大于进气孔102的深度;第二管段22的外径大于第一管段21的外径和进气孔102的直径。此时,第一管段21与第二管段22的连接位置可以形成沿进气管20径向延伸的定位面,当第一管段21插入进气孔102时,定位面可以抵接在端盖12的外侧表面,起到对进气管20定位的效果,提高装配效率,同时还保证第一管段21伸入进气管20有足够的长度,方便进气管20与进气孔102的焊接。
根据本实用新型的一些实施例,进气管20为刚性的金属直管;在现有技术中,分子泵通过波纹管与气路系统连接,使连接管路较长,死体积较大,而且波纹管容易放气,本实施例选用金属直管不仅缩短了连接管路,还避免了管路泄气问题。而且,进气管20为刚性的金属直管,增加了进气管20的刚度和使用寿命,同时采用金属的进气管20还具有较高的气密性。
根据本实用新型的一些实施例,参考图1及图3,抽真空装置1000还包括:气动阀50,气动阀50上设有第一接管51,进气管20的远离分子泵10的一端通过外套管60相连;进气管20与分子泵10采用外套管60连接,使得结构简单,拆卸方便,连接可靠具有很好的密封作用。
在本实用新型的一些具体实施例中,进气管20的一端(例如图3中的进气管20的右端)设有第一限位凸起201,第一限位凸起201沿进气管20的径向向外凸起,外套管60的与进气管20相连的一端(例如图3所示的外套管60的左端)形成有第二限位凸起601,第二限位凸起601沿外套管60的径向向内延伸,第二限位凸起601位于第一限位凸起201的朝向分子泵10的一侧(例如图3中所示的第一限位凸起201左侧),且第二限位凸起601与第一限位凸起201在进气管20的轴向上抵接,外套管60的另一端(例如图3中所示的外套管60的右端)与第一接管51螺纹连接。在装配过程中,先将外套管60套在进气管20的第二管段22上,再将进气管20的第一管段21与进气孔102焊接,然后再将外套管60具有螺纹的一端与第一接管51连接,这样不仅拆卸方便,而且连接可靠,保证了连接处的气密性。
在一些具体实施例中,如图3所示,进气管20的一端的端面与第一接管51的端面之间设有第二密封件70,第二密封件70为柔性金属件,进气管20的外表面和/或第一接管51的外表面形成有第一容纳槽80。也就是说,可以是进气管20的外表面形成有第一容纳槽80,也可以是第一接管51的外表面形成有第一容纳槽80,还可以是进气管20的外表面和第一接管51的外表面配合形成有第一容纳槽80。进气管20的内表面和/或第一接管51的内表面形成有第二容纳槽90,也就是说,可以是进气管20的内表面形成有第二容纳槽90,也可以是第一接管51的内表面形成有第二容纳槽90,还可以是进气管20的内表面和第一接管51的内表面配合形成有第二容纳槽90。第二密封件70的部分容纳于第一容纳槽80和第二容纳槽90内。第一接管51与进气管20通过外套管60连接时,第一接管51一端的端面与进气管20一端的端面抵接,在抵接处第一容纳槽80与第二容纳槽90与抵接面连通。第二密封件70在第一接管51与进气管20抵接中发生变形,第二密封件70变形的部分会分别进入第一容纳槽80和第二容纳槽90,从而达到密封的作用,提高连接处的气密性。
下面将参考图1-图3描述根据本实用新型一个具体实施列的气体吸附测试仪的抽真空装置1000。
参照图1,根据本实用新型的气体吸附测试仪的抽真空装置1000,包括:分子泵10、进气管20和气动阀50。
如图1所示,分子泵10包括泵主体11和端盖12,且泵主体11的右端及端盖12为法兰形状。泵主体11的轴向的右侧敞开,端盖12通过紧固件30固定于泵主体11上且封盖在泵主体11的右侧,进气孔102沿端盖12的厚度方向贯通端盖12,其中泵主体11和端盖12为刚性金属材料。
参照图2,端盖12上形成有密封槽1201,密封槽1201沿泵主体11的周向延伸为环形,密封槽1201内设有第一密封件40,第一密封件40为柔性金属件。泵主体11上设有密封凸起1101,密封凸起1101配合在密封槽1201内并与第一密封件40抵接。
进气管20连接在进气孔102位置,进气管20通过进气孔102与气腔101连通。其中,端盖12垂直于分子泵10中心轴线的截面为圆形,而且进气孔102的中心轴线、进气管20的中心轴线和端盖12的中心轴线共线,保证了进气管20与进气孔102的同轴性。
参照图1与图3,进气管20包括沿轴向相连的第一管段21和第二管段22,第一管段21伸入进气孔102内,且第一管段21的两端均与进气孔102的内壁焊接连接。第一管段21的长度大于进气孔102的深度,第二管段22的外径大于第一管段21的外径和进气孔102的直径。其中,进气管20为刚性的金属直管。
气动阀50具有第一接管51,第一接管51与进气管20的远离分子泵10的一端通过外套管60相连。进气管20的一端设有沿径向向外凸起的第一限位凸起201,外套管60的与进气管20相连的一端形成有沿径向向内延伸的第二限位凸起601,第二限位凸起601位于第一限位凸起201的朝向分子泵10的一侧,且第二限位凸起601与第一限位凸起201在进气管20的轴向上抵接。第一限位凸起201上还设置有同轴凸起,同轴凸起的直径与外套管60的内径相同,便于安装外套管60时,保证进气管20与外套管60的同轴性。外套管60的另一端与第一接管51螺纹连接。进气管20的一端的端面与第一接管51的端面之间设有第二密封件70,第二密封件70为柔性金属件,进气管20的外表面与第一接管51的外表面配合形成有第一容纳槽80,进气管20的内表面与第一接管51的内表面配合形成有第二容纳槽90,第二密封件70的部分容纳于第一容纳槽80和第二容纳槽90内。而且,气动阀50为金属气动阀。
本实施例的气体吸附测试仪的抽真空装置1000,采用了全金属连接,同时对气腔101、进气管20、第一接管51、端盖12上的进气孔102等气体管路内壁进行了电抛光处理。
本实施例的抽真空装置1000应用于气体吸附测试仪中,代替以往的分子泵径向进气、以及波纹管连接结构,可以使气路系统的极限真空度提高两个数量级。可以使分子泵进气口的极限真空度由传统方案的10-8 mbar,进一步降低至10-10 mbar,从而可以显著提高气体吸附分析仪的精准度性能指标,P/P0值精确可达5×10-10。
根据本实用新型第二方面实施例的气体吸附测试仪,包括根据本实用新型上述第一方面实施例的气体吸附测试仪的抽真空装置1000。
根据本实用新型实施例的气体吸附测试仪的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
根据本实用新型实施例的气体吸附测试仪,通过设置上述第一方面实施例的气体吸附测试仪的抽真空装置1000,从而提高了气体吸附测试仪的整体性能。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。