專利名稱：一種改善真空獲得和保持的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及高真空設備的改進方法，特別是涉及一種改善真空獲得和保持的裝置及方法。
背景技術：
高真空設備在生產和科學試驗中都有著廣泛的應用，高真空設備存在的目的是為了獲得高真空，以保證反應不受外界環境的影響。如何快速達到高真空就是真空設備設計中要考慮的關鍵問題。目前連接真空設備與大氣之間最可靠的方法是采用高真空閘板門連接，但這種連接存在以下問題。閘板門需要兩側的氣壓接近時才能打開，因此在打開閘板門之前需要向反應腔中充氣，但是在接近大氣壓時，真空設備所使用的電阻硅和薄膜壓力儀等無法準確 的測量出反應腔內的壓力。因此，大多數的真空設備都在反應腔安裝了和大氣相連的放氣閥，在打開閘板門之前使用放氣閥向反應腔內充氣，保證內外壓力相等，但是這種方法一直保持高真空狀態下的腔體突然接觸到空氣，增加了空氣中吸附在腔體中的可能性，也增加了腔體暴露大氣的時間。或者采用膠圈密封反應腔，通過向反應腔內通入惰性氣體使反應腔自然打開，單膠圈密封本身不具有良好的密封性。使用這兩種方法都延長了真空設備達到高真空的時間。
發明內容
(一 )要解決的技術問題有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種改善真空獲得和保持的裝置和方法，以減少真空設備達到預定真空度所需的時間，并盡可能減少空氣對反應腔的污染。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發明提供了一種改善真空獲得和保持的裝置，該裝置包括反應腔300、閘板門200和進樣室100，其中，反應腔300與進樣室100通過閘板門200連接。上述方案中，所述進樣室100采用膠圈密封的盲板120與大氣隔離。所述盲板120具有與進樣室100密封連接的兩端，其中一端采用不可拆卸的軸，另一端采用可拆卸的手閥 110。上述方案中，所述反應腔300進一步連接有抽氣系統310和充氣閥320，當在反應腔300中的反應進行完畢需要更換樣品時，先用抽氣系統310將反應腔300抽至真空狀態，然后打開閘板門200，關閉抽氣系統310，松開進樣室100的手閥110，進樣室100的盲板120在大氣壓作用下仍然處于關閉狀態；打開充氣閥320，向反應腔300及進樣室100中充入惰性氣體，當反應腔300及進樣室100的氣壓等于大氣壓時進樣室100的盲板120自動打開，繼續通入惰性氣體使反應腔300和進樣室100保持正壓，減少空氣中的氧氣和水蒸氣等對實驗產生影響的氣體進入反應腔300的可能。
上述方案中，所述繼續通入惰性氣體使反應腔300和進樣室100保持正壓后，還包括更換樣品，然后關閉充氣閥320，關閉進樣室100的手閥110，打開抽氣系統310，將進樣室100和反應腔300同時抽真空，當真空度難以下降時，關閉閘板門200，將反應腔300單獨
抽至高真空。為達到上述目的，本發明還提供了一種改善真空獲得和保持的方法，該方法包括當在反應腔300中的反應進行完畢需要更換樣品時，先用抽氣系統310將反應腔300抽至真空狀態，然后打開閘板門200，關閉抽氣系統310，松開進樣室100的手閥110，進樣室100的盲板120在大氣壓作用下仍然處于關閉狀態；以及
打開充氣閥320，向反應腔300及進樣室100中充入惰性氣體，當反應腔300及進樣室100的氣壓等于大氣壓時進樣室100的盲板120自動打開，繼續通入惰性氣體使反應腔300和進樣室100保持正壓，減少空氣中的氧氣和水蒸氣等對實驗產生影響的氣體進入反應腔300的可能。上述方案中，所述繼續通入惰性氣體使反應腔300和進樣室100保持正壓后，還包括更換樣品，然后關閉充氣閥320，關閉進樣室100的手閥110，打開抽氣系統310，將進樣室100和反應腔300同時抽真空，當真空度難以下降時，關閉閘板門200，將反應腔300單獨抽至高真空。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果I、利用本發明，通過改進進樣室的設計，將進樣室和反應腔用閘板門連接，再將進樣室用膠圈密封，使真空腔可以實現在不需要安裝放氣閥的情況下全部由閘板門密封，減少了腔體內壁接觸到空氣的時間，降低了空氣吸附到腔體壁上的可能，使反應腔能夠在較短的時間內達到高真空，同時在反應中能有效地保護反應腔內不受外界氣氛的干擾，降低了生產實驗所需的時間提高了產品的質量。2、利用本發明，通過改進進樣室的設計使真空設備能夠有效減少了達到高真空所需的時間，提高了設備的效率，并減少了空氣中的氣體粘附在真空設備腔體中的可能性，對于在真空腔中的反應起到保護作用。
圖I是本發明提供的改善真空獲得和保持的裝置的結構示意圖；圖2是本發明提供的改善真空獲得和保持的裝置中進樣室的正視圖。圖3是本發明提供的改善真空獲得和保持的裝置中進樣室的俯視圖。圖4是對依照本發明實施例改善真空獲得和保持的裝置及方法進行驗證得到的真空度衰減曲線。附圖標記100進樣室，110手閥，120盲板200閘板門300反應腔，310抽氣系統，320充氣閥
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。如圖I所示，圖I是本發明提供的改善真空獲得和保持的裝置的結構示意圖，該裝置包括反應腔300、閘板門200和進樣室100，其中，反應腔300與進樣室100通過閘板門200連接。 如圖2和圖3所示，進樣室100采用膠圈密封的盲板120與大氣隔離。盲板120具有與進樣室100密封連接的兩端，其中一端采用不可拆卸的軸，另一端采用可拆卸的手閥 110。再參照圖I，反應腔300進一步連接有抽氣系統310和充氣閥320，當在反應腔300中的反應進行完畢需要更換樣品時，先用抽氣系統310將反應腔300抽至真空狀態，然后打開閘板門200，關閉抽氣系統310，松開進樣室100的手閥110，進樣室100的盲板120在大氣壓作用下仍然處于關閉狀態；打開充氣閥320，向反應腔300及進樣室100中充入惰性氣體，當反應腔300及進樣室100的氣壓等于大氣壓時進樣室100的盲板120自動打開，繼續通入惰性氣體使反應腔300和進樣室100保持正壓，減少空氣中的氧氣和水蒸氣等對實驗產生影響的氣體進入反應腔300的可能。更換樣品，然后關閉充氣閥320，關閉進樣室100的手閥110，打開抽氣系統310，將進樣室100和反應腔300同時抽真空，當真空度難以下降時，關閉閘板門200，將反應腔300單獨抽至高真空。基于圖1、2和3所示的改善真空獲得和保持的裝置，本發明還提供了一種改善真空獲得和保持的方法，該方法包括當在反應腔300中的反應進行完畢需要更換樣品時，先用抽氣系統310將反應腔300抽至真空狀態，然后打開閘板門200，關閉抽氣系統310，松開進樣室100的手閥110，進樣室100的盲板120在大氣壓作用下仍然處于關閉狀態；打開充氣閥320，向反應腔300及進樣室100中充入惰性氣體，當反應腔300及進樣室100的氣壓等于大氣壓時進樣室100的盲板120自動打開，繼續通入惰性氣體使反應腔300和進樣室100保持正壓，減少空氣中的氧氣和水蒸氣等對實驗產生影響的氣體進入反應腔300的可能；以及更換樣品，然后關閉充氣閥320，關閉進樣室100的手閥110，打開抽氣系統310，將進樣室100和反應腔300同時抽真空，當真空度難以下降時，關閉閘板門200，將反應腔300
單獨抽至高真空。下面結合具體的例子對本發明提供的改善真空獲得和保持的裝置及方法進行驗證。如圖4所示，將體積O. ISm3的反應腔反應完畢后抽至真空，并關閉反應腔與抽氣系統相連的閘板門，打開充氣閥和進樣室手閥，進樣室盲板自動打開后更換樣品。關閉進樣室盲板關閉手閥，打開抽氣系統閘板閥，打開前級泵機械泵2XZ-8抽速8L/s，真空達到IOPa時開啟分子泵FB600 600Hz，7分鐘達到5. O X l(T4Pa，關閉進樣室閘板門，30分鐘抽至8. 0X10_5。關閉抽氣系統閘板門后真空度為I. 2X 10_4Pa。停機關泵后20小時真空度為6. 2X 10_3Pa。因此，有效地減少了腔體內壁接觸到空氣的時間，降低了空氣吸附到腔體壁上的可能，使反應腔能夠在較短的時間內達到高真空，同時在反應中能有效地保護反應腔內不受外界氣氛的干擾，降低了生產實驗所需的時間提高了產品的質量。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。·
權利要求
1.一種改善真空獲得和保持的裝置，其特征在于，該裝置包括反應腔(300)、閘板門(200)和進樣室(100)，其中，反應腔(300)與進樣室(100)通過閘板門(200)連接。
2.根據權利要求I所述的改善真空獲得和保持的裝置，其特征在于，所述進樣室(100)采用膠圈密封的盲板(120)與大氣隔離。
3.根據權利要求2所述的改善真空獲得和保持的裝置，其特征在于，所述盲板(120)具有與進樣室(100)密封連接的兩端，其中一端采用不可拆卸的軸，另一端采用可拆卸的手閥(110)。
4.根據權利要求3所述的改善真空獲得和保持的裝置，其特征在于，所述反應腔(300)進一步連接有抽氣系統(310)和充氣閥(320)， 當在反應腔(300)中的反應進行完畢需要更換樣品時，先用抽氣系統(310)將反應腔(300)抽至真空狀態，然后打開閘板門(200)，關閉抽氣系統(310)，松開進樣室(100)的手閥(110)，進樣室(100)的盲板(120)在大氣壓作用下仍然處于關閉狀態； 打開充氣閥(320)，向反應腔(300)及進樣室(100)中充入惰性氣體，當反應腔(300)及進樣室(100)的氣壓等于大氣壓時進樣室(100)的盲板(120)自動打開，繼續通入惰性氣體使反應腔(300)和進樣室(100)保持正壓，減少空氣中的氧氣和水蒸氣等對實驗產生影響的氣體進入反應腔(300)的可能。
5.根據權利要求4所述的改善真空獲得和保持的裝置，其特征在于，所述繼續通入惰性氣體使反應腔(300)和進樣室(100)保持正壓后，還包括 更換樣品，然后關閉充氣閥(320)，關閉進樣室(100)的手閥(110)，打開抽氣系統(310)，將進樣室(100)和反應腔(300)同時抽真空，當真空度難以下降時，關閉閘板門(200)，將反應腔(300)單獨抽至高真空。
6.一種改善真空獲得和保持的方法，應用于權利要求I所述的裝置，其特征在于，該方法包括 當在反應腔(300)中的反應進行完畢需要更換樣品時，先用抽氣系統(310)將反應腔(300)抽至真空狀態，然后打開閘板門(200)，關閉抽氣系統(310)，松開進樣室(100)的手閥(110)，進樣室(100)的盲板(120)在大氣壓作用下仍然處于關閉狀態；以及 打開充氣閥(320)，向反應腔(300)及進樣室(100)中充入惰性氣體，當反應腔(300)及進樣室(100)的氣壓等于大氣壓時進樣室(100)的盲板(120)自動打開，繼續通入惰性氣體使反應腔(300)和進樣室(100)保持正壓，減少空氣中的氧氣和水蒸氣等對實驗產生影響的氣體進入反應腔(300)的可能。
7.根據權利要求6所述的改善真空獲得和保持的方法，其特征在于，所述繼續通入惰性氣體使反應腔(300)和進樣室(100)保持正壓后，還包括 更換樣品，然后關閉充氣閥(320)，關閉進樣室(100)的手閥(110)，打開抽氣系統(310)，將進樣室(100)和反應腔(300)同時抽真空，當真空度難以下降時，關閉閘板門(200)，將反應腔(300)單獨抽至高真空。
全文摘要
本發明公開了一種改善真空獲得和保持的裝置，該裝置包括反應腔(300)、閘板門(200)和進樣室(100)，其中，反應腔(300)與進樣室(100)通過閘板門(200)連接。本發明同時公開了一種改善真空獲得和保持的方法。利用本發明，通過改進進樣室的設計，將進樣室和反應腔用閘板門連接，再將進樣室用膠圈密封，使真空腔可以實現在不需要安裝放氣閥的情況下全部由閘板門密封，減少了腔體內壁接觸到空氣的時間，降低了空氣吸附到腔體壁上的可能，使反應腔能夠在較短的時間內達到高真空，同時在反應中能有效地保護反應腔內不受外界氣氛的干擾，降低了生產實驗所需的時間提高了產品的質量。
文檔編號B01J3/03GK102784592SQ201110128618
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月18日 優先權日2011年5月18日
發明者劉宇, 劉明, 胡媛, 謝常青, 龍世兵 申請人:中國科學院微電子研究所