真空系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種真空系統(tǒng)，該真空系統(tǒng)包括第一真空室和第二真空室，通過第一真空泵、特別是渦輪分子泵將該第一真空室抽真空，該第一真空室和該第二真空室通過通路連接，其中該通路被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，該壓力通風(fēng)室通過輔助真空泵抽真空，并且其中該內(nèi)部密封件的至少一個(gè)密封面由該第一或該第二真空室的壁材料組成，特別是該內(nèi)部密封件通過該第一真空室的壁材料與該第二真空室的壁材料之間的直接接觸形成。此外，本發(fā)明涉及一種質(zhì)譜系統(tǒng)。
【專利說明】真空系統(tǒng)發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及真空系統(tǒng)，該真空系統(tǒng)包括多個(gè)真空室和多個(gè)真空栗。進(jìn)一步，本發(fā)明涉及質(zhì)譜系統(tǒng)，該質(zhì)譜系統(tǒng)包括具有多個(gè)真空室和多個(gè)真空栗的真空系統(tǒng)。
[0002]發(fā)明背景
[0003]科學(xué)儀器如質(zhì)譜儀經(jīng)常在至少最低壓力段(其中例如檢測(cè)發(fā)生)中要求高或超高真空條件。尤其在同位素比值質(zhì)譜法中，具有多接收器的偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜儀由于其高精度和動(dòng)態(tài)范圍是有利的;這些多接收器質(zhì)譜儀需要具有多個(gè)壓力段的大型真空系統(tǒng)。總體上，這些儀器的真空室由不銹鋼制成，經(jīng)常使用預(yù)制的標(biāo)準(zhǔn)件如法蘭；不同的真空室通過焊接到相應(yīng)室的壁上的法蘭互連。在焊接過程中引入的熱可能導(dǎo)致工件的變形，這樣使得制造精度被限制。在第一真空室與第二真空室之間的連接密封總體上通過金屬密封件進(jìn)行，如金或銀線墊片(它們難以使用)或銅墊片(用于CF法蘭)(它們僅以一組有限的尺寸可供使用)。其結(jié)果是，制造真空系統(tǒng)的成本是高的，并且尺寸經(jīng)常受到可供使用的標(biāo)準(zhǔn)部件的限制。
[0004]英國專利GB249233 B披露了真空裝置，該真空安排具有用于將兩個(gè)或更多個(gè)體積抽真空的真空栗，該栗具有多個(gè)壓力段和至少兩個(gè)吸入口，其中用于第一壓力段的外部吸入口連接到第一體積用于其抽真空，該第一體積在空間上圍繞用于第二壓力段的內(nèi)部吸入口，該內(nèi)部吸入口連接到第二體積用于其抽真空，這樣使得該內(nèi)部吸入口是超高真空入口并且僅相對(duì)于該第一體積內(nèi)的壓力進(jìn)行密封并不是相對(duì)于外部壓力，并且通過金屬-金屬密封與該第一體積隔開，該金屬-金屬密封不導(dǎo)致該密封的金屬的塑性變形。它特別地非常適用于小的離子阱質(zhì)譜儀，其中該離子阱是在超高真空內(nèi)部體積中并且其他的真空段(包括另外的離子光學(xué)元件)可以圍繞該超高真空體積建造以便促進(jìn)密封。然而，在可商購多端口栗如分流渦輪分子栗的情況下，此概念限于小型儀器。
[0005]英國專利申請(qǐng)GB2504329 A描述了用于具有第一和第二殼體構(gòu)件的超高真空栗的密封安排，該第一殼體構(gòu)件容納抽吸機(jī)構(gòu)，該密封安排被定位為提供在該第一與第二殼體構(gòu)件之間的密封，其中該密封安排包括圍繞該第一殼體構(gòu)件的周邊延伸的內(nèi)部和外部密封件以及位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間的壓力通風(fēng)室(plenum)，并且其中提供抽吸裝置用于將該壓力通風(fēng)室抽到亞大氣壓。在優(yōu)選的實(shí)施例中，該抽吸裝置通過該抽吸機(jī)構(gòu)的零件提供;此概念旨在制造具有更便宜外殼的超高真空栗。
[0006]在這個(gè)背景下，本發(fā)明的目的是提供便宜且可靠的真空系統(tǒng)用于要求高或超高真空、特別是要求大于100cm3的超高真空體積的應(yīng)用。
[0007]發(fā)明概述
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種真空系統(tǒng)，該真空系統(tǒng)包括第一真空室和第二真空室，通過第一真空栗(特別是渦輪分子栗)將該第一真空室抽真空，該第一真空室和該第二真空室是相鄰的并且通過通路連接，其中該通路被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，該壓力通風(fēng)室通過輔助真空栗抽真空，并且其中該內(nèi)部密封件的至少一個(gè)密封面由該第一或該第二真空室的壁材料組成，特別地該內(nèi)部密封件通過該第一真空室的壁材料與該第二真空室的壁材料之間的直接接觸形成。
[0009]在本申請(qǐng)的上下文中，該第一真空室和該第二真空室可以，但不需要，對(duì)應(yīng)于不同的壓力段;換句話說，在該第一真空室與該第二真空室之間的通路可以具有高的傳導(dǎo)性，最高達(dá)對(duì)應(yīng)于該第一或第二真空室的內(nèi)部尺寸的傳導(dǎo)性，這樣使得這兩個(gè)真空室形成共用的壓力段。優(yōu)選地，該第一真空室與該第二真空室通過多個(gè)螺釘保持在一起。
[0010]在該第一真空室與該第二真空室的接合面中的通路可以具有任意形狀;該密封安排總體上相對(duì)于該接合面中的通路圓周地定位。在此上下文中，通路被該密封安排包圍的表述應(yīng)理解為是指相對(duì)于該接合面的空隙圓周地，將發(fā)現(xiàn)該密封安排的至少一個(gè)密封件。內(nèi)部密封件和外部密封件不需要是嚴(yán)格地同心的，只要這兩個(gè)密封件之間的區(qū)域是完全地并且沒有孔或中斷地由這些真空室的壁材料形成。其結(jié)果是，可以構(gòu)建任意尺寸的真空系統(tǒng)，特別是鑒于本發(fā)明的概念可以容易地適用于成對(duì)互連真空室的多室真空系統(tǒng)。多個(gè)壓力通風(fēng)室，即用于真空的分配管道，可以互連并且通過單一的輔助真空栗抽真空。
[0011]可以將由該第一真空室和/或第二真空室形成的壓力段抽真空到超高真空；相對(duì)于該超高真空體積，根據(jù)本發(fā)明的真空系統(tǒng)是完全金屬密封的。這對(duì)于氣體同位素質(zhì)譜儀是特別有利的，這樣使得此壓力段可以例如容納優(yōu)選Nier Johnson類型的雙聚焦偏轉(zhuǎn)質(zhì)譜儀的靜電分析器。來自該外部密封件(可能例如包括彈性體O形環(huán))的任何放氣通過該輔助真空栗抽走。其結(jié)果是，根據(jù)本發(fā)明的真空系統(tǒng)結(jié)合了金屬密封的真空室的優(yōu)點(diǎn)(例如，沒有通過O形環(huán)的放氣的污染和加熱該真空室的可能性)與O形環(huán)密封的真空室的優(yōu)點(diǎn)，其中更少的螺釘可以用于使第一真空室與第二真空室之間的連接變緊，并且其中在打開該密封連接之后的墊片的更換不是必需的。此外，輕微受損的密封表面(導(dǎo)致小的漏泄)不影響在超高真空室中達(dá)到的最終壓力，這降低了該真空系統(tǒng)的規(guī)范試驗(yàn)中失敗的風(fēng)險(xiǎn)并且因此簡化生產(chǎn)工藝。僅具有彈性體O形環(huán)的外部密封件相對(duì)于大氣進(jìn)行密封，而至少部分地由這些真空室中的至少一個(gè)的壁材料制成的內(nèi)部密封件相對(duì)于輔助真空進(jìn)行密封，有利地在分子流條件下。尤其結(jié)合用作輔助真空栗的渦輪分子栗，在真空系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到的最終壓力可以改進(jìn)最高達(dá)兩個(gè)或三個(gè)數(shù)量級(jí)，與常規(guī)真空系統(tǒng)相比。
[0012]優(yōu)選地，該第一和/或該第二真空室由金屬、特別是鋁制成，其中該內(nèi)部密封件包括由該第一真空室的壁材料組成的第一密封面和由該第二真空室的壁材料組成的第二密封面，其中該外部密封件包括彈性體O形環(huán)、優(yōu)選氟聚合物彈性體O形環(huán)、特別地由氟橡膠(Vi ton)或全氟化橡膠(Kalrez)組成，其中該彈性體O形環(huán)優(yōu)選地通過該第一真空室或該第二真空室的壁材料中的通道保持在適當(dāng)位置，并且其中特別地該通道的一個(gè)側(cè)條相對(duì)于該第一或該第二密封面是凹入的。
[0013]這些真空室可以由在CNC銑刀中機(jī)加工的塊材料制成。優(yōu)先地，該第一真空室由第一金屬(特別是鋁)塊制成，并且該第二真空室由第二金屬(特別是鋁)塊制成。使這些真空室的壁材料由鋁制成降低了制造成本，因?yàn)殇X容易機(jī)加工。該通路的形式可以任意地選擇，因?yàn)橹圃炀哂袑?duì)應(yīng)尺寸的O形環(huán)是容易且便宜的。用凹入條將該O形環(huán)保持在適當(dāng)位置允許經(jīng)由該輔助栗抽吸任何泄露或該O形環(huán)的放氣，這樣使得避免死體積并且更快地達(dá)到低真空壓力。該內(nèi)部密封件的第一和第二密封面可以優(yōu)選地制成扁平的；可以特別地機(jī)加工和/或拋光該表面以便是平面的并且沒有劃痕。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該第一和/或該第二真空室包括在該壁內(nèi)的端口，該端口被蓋覆蓋，其中該端口被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，其中該內(nèi)部密封件的一個(gè)密封面由該第一和/或該第二真空室的壁材料組成并且其中與該端口關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室，這樣使得該通路壓力通風(fēng)室與該端口壓力通風(fēng)室二者都通過該輔助真空栗抽真空。在此實(shí)施例中，在保持金屬密封的內(nèi)部體積的同時(shí)，可以提供與該真空室內(nèi)部的部件的接近。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例，該端口壓力通風(fēng)室在覆蓋該端口的蓋與覆蓋至該第一和/或第二真空室的內(nèi)部端口的第二蓋之間形成，這樣使得該端口壓力通風(fēng)室包括該端口的很大一部分面積，其中該內(nèi)部密封件的一個(gè)密封面由該第二蓋的材料、特別是不銹鋼或鋁組成。此實(shí)施例對(duì)于覆蓋真空室的很大一部分側(cè)壁的端口是特別有利的，因?yàn)樘峁┝己玫某槲?此外，可以容易地連接其他壓力通風(fēng)室。
[0016]當(dāng)該第一真空室和/或該第二真空室包括機(jī)械饋通件時(shí)是優(yōu)選的，其中該真空室與饋通件的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，并且其中與該饋通件關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室，這樣使得該饋通件壓力通風(fēng)室與該端口壓力通風(fēng)室二者都通過該輔助真空栗抽真空。該饋通件壓力通風(fēng)室可以優(yōu)選地間接連接到該通路壓力通風(fēng)室；當(dāng)例如該第二室包括饋通件和端口時(shí)，該饋通件壓力通風(fēng)室可以連接到該端口壓力通風(fēng)室，該端口壓力通風(fēng)室連接到該通路壓力通風(fēng)室。用于該真空內(nèi)部的操作的機(jī)械饋通件可以是平移或旋轉(zhuǎn)類型的。
[0017]當(dāng)該饋通件包括可移動(dòng)的軸，軸承和被固定、特別是用螺栓固定到該真空室的壁上的殼體時(shí)是特別優(yōu)選的，其中該外部密封件包括至少兩個(gè)彈性體O形環(huán)，位于殼體與可移動(dòng)的軸之間的第一O形環(huán)、以及位于殼體與該真空室的壁之間的第二O形環(huán)，其中該內(nèi)部密封件包括兩個(gè)密封面積，在該殼體與該真空室的壁之間的第一密封面積、以及在該殼體與該可移動(dòng)的軸之間的第二密封面積，并且其中該壓力通風(fēng)室包括與該第一密封面積相鄰的第一體積以及與該第二密封面積相鄰的第二體積，其中該第一與該第二體積通過至少一個(gè)鉆進(jìn)該殼體的孔互連。本發(fā)明的機(jī)械饋通件有利地允許避免由于移動(dòng)軸導(dǎo)致的超高真空室內(nèi)的壓力波動(dòng)，因?yàn)樵撦o助真空栗將迅速地抽走通過運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的泄露引入的任何氣體。
[0018]優(yōu)先地，該第一和/或該第二真空室包括電饋通件，其中該真空室與饋通件的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，并且其中與該饋通件關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室，這樣使得該饋通件壓力通風(fēng)室與該端口壓力通風(fēng)室二者都通過該輔助真空栗抽真空。用于電饋通件的部件是可商購的并且能夠處理在電子轟擊離子源和/或靜電分析器中需要的高電壓(典型地最高達(dá)1kV)。在真空室內(nèi)部，可以從裸露的剛性導(dǎo)線制造接線，將這些剛性導(dǎo)線以所希望的形式彎曲以便確保在高壓導(dǎo)線與地面或第二導(dǎo)線之間的足夠的絕緣距離。
[0019]特別優(yōu)先地，該第一和/或該第二真空室包括線接到該電饋通件的加熱安排、特別是電燈泡，并且其中該接線至少部分地通過耐熱材料、特別是聚酰亞胺薄膜(kapton)絕緣。通過加熱該真空室，在該真空室的壁上的污染物可以更迅速地去除，這樣使得可以更迅速地達(dá)到在超高真空范圍內(nèi)的較低的最終壓力。
[0020]優(yōu)選地，將適配件固定、特別是用螺栓固定到該第一和/或該第二真空室上，該適配件包括標(biāo)準(zhǔn)真空法蘭、特別是CF法蘭，其中該真空室與適配件的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，并且其中與該適配件關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室，這樣使得該適配件壓力通風(fēng)室與該通路壓力通風(fēng)室二者都通過該輔助真空栗抽真空。該適配件壓力通風(fēng)室可以特別地間接連接到該通路壓力通風(fēng)室；當(dāng)例如該第一室包括饋通件和適配件時(shí)，該適配件壓力通風(fēng)室可以連接到該饋通件壓力通風(fēng)室，該饋通件壓力通風(fēng)室直接或間接地連接到該通路壓力通風(fēng)室。該適配件可以有利地由與該真空室不同的材料、特別是不銹鋼制成。這允許例如當(dāng)連接附加的真空設(shè)備時(shí)，使用銅墊片，這樣使得該真空系統(tǒng)的最終壓力不經(jīng)由該附加的真空設(shè)備惡化。
[0021]對(duì)于具有小到中等尺寸的端口，可以將由不銹鋼制成的適配件固定到真空室上并且通過替代的密封安排(具有僅一個(gè)密封件)相對(duì)于大氣進(jìn)行密封。在該替代的密封安排中，由該真空室的壁材料制成墊環(huán)(rim)，其中該墊環(huán)的尺寸優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)CF銅墊片的尺寸。具體地，該環(huán)形墊環(huán)的內(nèi)徑和外徑可以對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)CF銅墊片的尺寸，并且該墊環(huán)的高度可以是等于或高于該銅墊片的厚度。優(yōu)選地，該不銹鋼適配件包括在兩個(gè)軸向端部的剪刃。當(dāng)將該適配件固定到該真空室時(shí)，該剪刃使該墊環(huán)變形以便提供相對(duì)于大氣的超高真空相容性密封件。此種替代密封安排對(duì)于在真空系統(tǒng)的壽命期間不需要去除的適配件是特別有用的，從而提供可靠的且劃算的密封件。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，該第一真空栗是渦輪分子栗或離子吸氣栗，其中該第二或第三真空室通過第二真空栗、特別是渦輪分子栗或離子吸氣栗抽真空，其中該第一真空室與第一真空栗的接合面和/或該第二或第三真空室與第二真空栗的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，并且其中與該第一和/或第二真空栗關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室，這樣使得該栗壓力通風(fēng)室和該通路壓力通風(fēng)室二者都通過該輔助真空栗抽真空。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例，該第一真空栗和該第二真空栗通過多端口渦輪分子栗的不同段形成，其中優(yōu)選地該輔助真空栗通過該多端口渦輪分子栗的另外的段、特別是與前級(jí)真空栗連接的最后一個(gè)段形成。對(duì)于相對(duì)小的體積和/或有限的氣體負(fù)載，多端口 /分流渦輪分子栗提供劃算的抽吸裝置。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的替代的特別優(yōu)選的實(shí)施例，該第一真空栗和該第二真空栗是單獨(dú)的渦輪分子栗，并且其中該輔助真空栗由專用的渦輪分子栗形成。使用單獨(dú)的真空栗對(duì)于具有超過100cm3的超尚真空體積的真空系統(tǒng)是特別有用的。
[0025]優(yōu)先地，該第一和/或該第二真空室由金屬、特別是鋁制成，其中該內(nèi)部密封件包括第一密封面，該第一密封面由該第一真空室的壁材料和/或該第二真空室的壁材料組成，其中該外部密封件包括彈性體O形環(huán)、優(yōu)選氟聚合物彈性體O形環(huán)，并且其中第二密封面由固定、特別是用螺栓固定到該第一和/或該第二真空室上的外部部件的壁材料組成。固定到真空室上的該部件可以是蓋、饋通件的殼體、適配件或栗或壓力傳感器的殼體。在本發(fā)明的真空概念中，鋁真空室可以與由不銹鋼制成的標(biāo)準(zhǔn)部件連接，同時(shí)保持金屬密封的內(nèi)部體積。
[0026]優(yōu)選地，至少一個(gè)壓力通風(fēng)室和/或該第一壓力通風(fēng)室與第二壓力通風(fēng)室之間的連接由該第一和/或該第二真空室的壁材料中的鉆的孔和/或銑削的通道制成。有利地，與固定(特別是用螺栓固定)到這些真空室之一上的任何附加元件關(guān)聯(lián)的所有壓力通風(fēng)室互連，這樣使得單一的輔助真空栗提供用于整個(gè)真空系統(tǒng)的輔助真空。當(dāng)制造這些真空室時(shí)，適合的壓力通風(fēng)室可以容易地通過CNC銑刀機(jī)加工這些真空室的壁進(jìn)行機(jī)加工。
[0027]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該真空系統(tǒng)進(jìn)一步包括多個(gè)通過通路和/或孔口(aperture)互連的室，其中至少一個(gè)另外的真空室與該第一和/或第二真空室連接，該另外的真空室通過另外的真空栗、特別是渦輪分子栗或離子吸氣栗抽真空，該真空室和該第一和/或第二真空室通過通路連接，其中該通路被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，該壓力通風(fēng)室通過輔助真空栗抽真空，并且其中該內(nèi)部密封件的至少一個(gè)密封面由該第一或該第二真空室的壁材料組成，特別地該內(nèi)部密封件通過該第一真空室的壁材料與該第二真空室的壁材料之間的直接接觸形成。有利地，本發(fā)明的概念允許構(gòu)造包括任意數(shù)目的相鄰真空室和/或壓力段的真空系統(tǒng)。
[0028]在本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，該第一真空室包括在該第一真空室的壁材料中機(jī)加工的具有第一內(nèi)徑的圓柱形端口，其中具有小于該第一直徑的內(nèi)徑的停止墊環(huán)位于該圓柱形端口的軸向內(nèi)端，其中將具有匹配該第一內(nèi)徑的第一外徑的圓柱形工件壓靠在該停止墊環(huán)上，這樣使得在該圓柱形工件的壁與該停止墊環(huán)之間形成第一密封件，其中該圓柱形工件的軸向外側(cè)面包括具有第二外徑的壁截面，該第二外徑小于該第一內(nèi)徑，其中該圓柱形工件進(jìn)一步包括將具有該第一和該第二外徑的壁零件接合的膜，該圓柱形端口進(jìn)一步包括具有第二內(nèi)徑的軸向外側(cè)截面，該第二內(nèi)徑大于該第一內(nèi)徑，其中在該具有第二外徑的壁截面與該另外的真空室的壁材料之間形成第二密封件，其中該軸向外側(cè)截面與通過該輔助真空栗抽真空的這些壓力通風(fēng)室之一連接，并且其中在該另外的真空室的壁材料與該第一真空室的軸向外側(cè)壁材料之間形成第三密封件，這樣使得該第三密封件相對(duì)于大氣進(jìn)行密封并且該第一密封件和第二密封件提供相對(duì)于該輔助真空的密封。優(yōu)選地，該圓柱形工件由不銹鋼制成;具體地，該第三密封件可以包括彈性體O形環(huán)。具體地，來自不銹鋼的車床工件提供足夠的彈性和穩(wěn)定性。此實(shí)施例允許到該另外的真空室的可再現(xiàn)的互連，這樣使得該真空系統(tǒng)可以分拆用于更容易的運(yùn)輸并且使用有限的重調(diào)或無需重調(diào)而再接合。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種質(zhì)譜系統(tǒng)，該質(zhì)譜系統(tǒng)包括根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室和/或該第二真空室容納離子源、特別是電子轟擊離子源，其中該第二真空室或第三真空室容納離子光學(xué)元件、特別是靜電分析器，并且其中至少一個(gè)另外的真空室連接到或形成該真空系統(tǒng)的一部分，其中優(yōu)選地該另外的真空室容納離子檢測(cè)器。該質(zhì)譜系統(tǒng)可以特別地包括雙聚焦偏轉(zhuǎn)質(zhì)量分析器，具有靜電分析器(用于選擇離子能量)、扇形磁場(chǎng)(用于脈沖選擇)以及多接收器檢測(cè)陣列(適用于多質(zhì)量的同時(shí)檢測(cè)以便確定準(zhǔn)確的強(qiáng)度比)。優(yōu)選地，該離子源是適用于氣體同位素比質(zhì)譜計(jì)的電子轟擊電離類型。
[0030]實(shí)施方式的詳細(xì)說明
[0031]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，現(xiàn)在將以舉例方式參照附圖更詳細(xì)地描述實(shí)施例，這些實(shí)施例僅用于說明并且不旨在且不限制本發(fā)明的范圍。
[0032]附圖清單
[0033]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)的兩個(gè)示意圖。
[0034]圖2示出了沿著穿過該優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)的線A-A的切割。
[0035]圖3示出了沿著穿過該優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)的線B-B的切割。
[0036]圖4示出了沿著穿過該優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)的線C-C的切割。
[0037]圖5示出根據(jù)該優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)的外部視圖。
[0038]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)中穿過機(jī)械饋通件的切割。
[0039]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的質(zhì)譜儀的示意性俯視圖。
[0040]參考圖1，示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)I的兩個(gè)視圖。在該圖的中心描繪了該真空系統(tǒng)的俯視圖。在此視圖中，表明沿著線A-A、B_B和C-C的三種不同的切割，它們將在以下的圖中示出。此外，示出該真空系統(tǒng)的透視圖。真空系統(tǒng)I由第一金屬塊2和第二金屬塊3構(gòu)造，機(jī)加工這些金屬塊以便形成真空室和用于連接另外的真空設(shè)備的端口；優(yōu)選地該金屬可以是鋁。原則上，適用于真空應(yīng)用的其他材料，如不銹鋼，可以用于構(gòu)造這些真空室的壁。該真空系統(tǒng)包括三個(gè)壓力段，兩個(gè)主壓力段ps、pA和一個(gè)輔助壓力段PH。根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施例，該第一壓力段Ps容納離子源并且該第二壓力段PA容納靜電分析器。
[0041]該第一壓力段Ps包括單一的真空室，源室20，該室與該第二壓力段PA通過包含小孔口的壁分開，這樣使得可以在這兩個(gè)壓力段之間維持壓差。源室20通過真空栗、特別是渦輪分子栗(未示出)抽真空，該真空栗與栗端口 5連接;優(yōu)選地該渦輪分子栗具有大致2501/s的抽吸速度?？梢酝ㄟ^進(jìn)氣口 16將樣品氣體引入該源室中。蓋4覆蓋壓力通風(fēng)室，以下將結(jié)合圖4描述該壓力通風(fēng)室。通過電饋通件9，離子源(未示出)可以提供有產(chǎn)生離子束所需的電壓;該第一壓力段進(jìn)一步包括端口 18，該端口通向第一壓力傳感器(未示出)、特別是彭寧電離計(jì)。在不引入樣品氣體下，該第一壓力段Ps優(yōu)選地在低于5*10—1(3毫巴、特別是約1*10—1(3毫巴的壓力下。
[0042]該第二壓力段pa包括第一真空室13和第二真空室12，這些真空室優(yōu)選地用螺栓固定在一起；由這兩個(gè)真空室容納的部件可以通過兩個(gè)端口 10、11(被外部蓋15覆蓋)接近。以下將討論這兩個(gè)真空室12、13的真空緊密連接和用于這些端口的密封概念的細(xì)節(jié)。運(yùn)行靜電分析器或其他離子光學(xué)部件的電壓可以通過電饋通件8供應(yīng)。這兩個(gè)真空室通過與栗端口 6連接的另外的真空栗(未示出)抽真空，優(yōu)選地該另外的真空栗是渦輪分子栗，特別具有大致2501/s的抽吸速度。優(yōu)選地，該第二壓力段pa在低于5*10—9毫巴、特別是約1*10—9毫巴的壓力下。
[0043]該輔助壓力段Ph包括多個(gè)壓力通風(fēng)室，特別是壓力通風(fēng)室7、14和17(通過外部蓋15之下的體積互連)，以及多個(gè)其他壓力通風(fēng)室，這些壓力通風(fēng)室優(yōu)先地通過鉆進(jìn)這些真空室的一個(gè)或多個(gè)的壁材料中的孔或銑削進(jìn)其中的通道形成和/或互連。根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施例，第三真空栗、優(yōu)選渦輪分子栗(未示出)與壓力通風(fēng)室7連接;第三壓力傳感器(未示出)、特別是彭寧電離計(jì)與壓力通風(fēng)室17連接。壓力通風(fēng)室14通向圍繞真空室與第一真空栗的接合面(即，穿過栗端口6的截面)圓周銑削的通道。該接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件、外部密封件和位于該內(nèi)部與外部密封件之間的通道/壓力通風(fēng)室，該通道/壓力通風(fēng)室可以通過壓力通風(fēng)室14抽真空。優(yōu)選地，該輔助壓力段Ph在低于5*10—7毫巴、特別是約1*10—7毫巴的壓力下?？傮w上，干燥的前級(jí)真空栗可以用于供應(yīng)該輔助真空;在那種情況下，約1*10—3毫巴的壓力將在該輔助壓力段中占優(yōu)勢(shì)。使用渦輪分子栗用于將這些壓力通風(fēng)室抽真空允許達(dá)到更低的最終壓力。
[0044]圖2示出了沿著穿過該優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)I的線A-A的切割。在此圖和以下的圖中，對(duì)應(yīng)元件由相同的參考號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。
[0045]包括源室20(具有至真空栗的端口5和至第一壓力傳感器的端口 18)的第一壓力段Ps通過具有小孔口 104的壁103與該第二壓力段pa隔開;孔口 104可以含有縫隙用于限定離子束。該第一真空栗可以直接或經(jīng)由適配件固定到該源室的壁2上。源室20與真空栗(或適配件)的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件121和外部密封件119，其中壓力通風(fēng)室120位于內(nèi)部密封件121與外部密封件119之間，這樣使得該密封安排在栗端口5的圓周。壓力通風(fēng)室120間接地與壓力通風(fēng)室7并且結(jié)果與輔助真空栗連接，這樣使得從外部密封件119泄露或蒸發(fā)的任何氣體被抽走。內(nèi)部密封件121的第一密封面由源室20的壁材料2組成，并且內(nèi)部密封件121的第二密封面由第一真空栗的法蘭或適配件形成。其結(jié)果是，真空栗與源室20之間的連接是金屬密封的。用于源室20中的部件的電壓由電饋通件9供應(yīng);饋通件9的真空密封法蘭面對(duì)源室20的壁材料2中的饋通件端口。該接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件113和外部密封件112，其中壓力通風(fēng)室110位于內(nèi)部密封件113與外部密封件112之間;壓力通風(fēng)室110間接地與輔助真空栗連接。
[0046]該第二壓力段pa包括第一真空室13和第二真空室12;優(yōu)選地由與源室20的壁的相同的金屬塊2機(jī)加工第二室12的壁，而由第二金屬塊3機(jī)加工該第一室的壁。在第一真空室13與第二真空室12之間的通路包括金屬塊2、3的很大一部分接合面。在該通路的圓周，提供密封安排，該密封安排包括內(nèi)部密封件115和外部密封件114，其中壓力通風(fēng)室106位于內(nèi)部密封件115與外部密封件114之間。內(nèi)部密封件115的第一密封面由第一真空室13的壁材料3組成，并且內(nèi)部密封件115的第二密封面由第二真空室12的壁材料2組成。優(yōu)選地，在CNC銑床中將這些密封面機(jī)加工到緊密公差;任選地，附加的表面處理如拋光或珩磨可以進(jìn)行。有利地，最高達(dá)連接相鄰真空室的孔口的泄漏率的內(nèi)部密封件115的泄漏率是可允許的，沒有所達(dá)到的最終壓力的顯著增加。在內(nèi)部密封件115的圓周，提供與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室106;此壓力通風(fēng)室可以至少部分地由機(jī)加工進(jìn)這些真空室中的一個(gè)或兩個(gè)的壁材料內(nèi)的通道形成。壓力通風(fēng)室106通過鉆進(jìn)或機(jī)加工進(jìn)這些真空室中的一個(gè)或兩個(gè)的壁材料的孔111與另外的壓力通風(fēng)室體積105(以下描述)連接。外部密封件114包括O形環(huán)(特別是由氟橡膠或全氟化橡膠制成的)，該O形環(huán)通過該第一真空室的壁材料3中機(jī)加工的通道保持在適當(dāng)位置;原則上，該通道可以完全或部分地機(jī)加工進(jìn)第二真空室12的壁材料2中。當(dāng)用于壓力通風(fēng)室106的該通道和用于外部密封件114的O形環(huán)的該通道二者被機(jī)加工成一個(gè)金屬塊(特別是形成第一真空室13的壁材料3的金屬塊)時(shí)，機(jī)加工另一個(gè)金屬塊2被簡化。為了最小化死體積(該死體積將在延長的時(shí)間段內(nèi)脫氣并且因此限制達(dá)到真空室的最終壓力的速度)，面對(duì)該壓力通風(fēng)室的O形環(huán)通道的側(cè)壁相對(duì)于該內(nèi)部密封件的密封面是凹入的；這可以從在圓圈中示出的鑲嵌物看出。
[0047]輔助壓力段Ph包括多個(gè)壓力通風(fēng)室；總體上環(huán)形的壓力通風(fēng)室與每個(gè)密封安排關(guān)聯(lián)。原則上，該外部密封件的O形環(huán)的形狀和與相應(yīng)的密封安排關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室的形狀可以具有任意的閉合形式。用于圖1中示出的端口 10和11的密封安排還包括內(nèi)部密封件101和102、外部密封件118和117、以及位于該內(nèi)部密封件與外部密封件之間的壓力通風(fēng)室105。與上述密封安排相比，這兩個(gè)端口 10和11的密封安排包括壓力通風(fēng)室105，該壓力通風(fēng)室覆蓋外部蓋15的面積的很大一部分。端口 11的外部密封件以及端口 10的外部密封件包圍相應(yīng)端口的面積，如上述密封安排的情況。然而，與端口 11關(guān)聯(lián)的內(nèi)部密封件118由第一真空室13的內(nèi)部蓋107與壁材料3之間的接合面形成。對(duì)應(yīng)地，與端口 10關(guān)聯(lián)的內(nèi)部密封件117由第二真空室的內(nèi)部蓋108與壁材料2之間的接合面形成。在這些內(nèi)部密封件、內(nèi)部蓋與外部密封件之間的壓力通風(fēng)室105具有高的傳導(dǎo)性并且由于大的面積和體積允許容易地將其他壓力通風(fēng)室連接到壓力通風(fēng)室105。通過壓力通風(fēng)室7，壓力通風(fēng)室105和所有連接的壓力通風(fēng)室通過輔助真空栗(未示出)抽真空。
[0048]圖3示出了沿著穿過該優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)I的線B-B的切割。在此視圖中，可以看到第二壓力段PA的第一真空室13、電饋通件8的內(nèi)面以及輔助壓力段Ph的壓力通風(fēng)室7、
14、105、128。
[0049]該第一真空室通過栗端口6抽真空;該端口被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件131、外部密封件133以及位于內(nèi)部密封件131與外部密封件133之間的壓力通風(fēng)室132。該內(nèi)部密封件的第一密封面由第一真空室13的壁材料3形成，并且第二密封面由另外的真空栗(未示出)的法蘭或固定到第一真空室13上的適配件(未示出)形成。栗壓力通風(fēng)室132與壓力通風(fēng)室14連接，該壓力通風(fēng)室14與壓力通風(fēng)室105連接，該壓力通風(fēng)室105與壓力通風(fēng)室7連接;其結(jié)果是，栗壓力通風(fēng)室132可以通過附接到壓力通風(fēng)室7的輔助真空栗抽真空。當(dāng)真空系統(tǒng)I形成科學(xué)儀器的一部分時(shí)，該第一真空室可以與另外的真空室連接;在當(dāng)前圖中，為簡單起見，相鄰的真空室由端蓋130表示。為了允許與相鄰真空室的可再現(xiàn)的裝配和真空緊密連接，將特定適配件126(優(yōu)選地在車床上制造的預(yù)加應(yīng)力的部件、特別由不銹鋼組成)插入該真空室的壁材料3中。該適配件包括兩個(gè)金屬密封面134和127，面對(duì)第一真空室13的密封面134的直徑顯著地不同于密封面127的直徑;薄壁或膜將這兩個(gè)密封面接合并且允許限定但是有限的變形。這些密封面是另外的密封安排的內(nèi)部密封件的一部分，該密封安排包括內(nèi)部密封件127、134，外部密封件129以及位于內(nèi)部密封件127、134與外部密封件129之間的壓力通風(fēng)室128，該壓力通風(fēng)室128與位于內(nèi)部蓋107與外部蓋15之間的壓力通風(fēng)室105連接。
[0050]圖4示出了沿著穿過該優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)I的線C-C的切割。
[0051 ] 在此圖中，可以看到第一壓力段Ps的源室20;通過壁103中的孔口 104，源室20與第二壓力段PA的第二真空室12連接。栗端口 5直接地或通過適配件連接到該真空栗(未示出)上;在對(duì)應(yīng)的接合面上，可以看到包括內(nèi)部密封件121和外部密封件119的密封安排?？傮w上圓形的壓力通風(fēng)室120位于內(nèi)部密封件121與外部密封件119之間。通過在源真空室20的壁材料2中鉆的孔，壓力通風(fēng)室120間接地與輔助真空栗(未示出)連接;此連接通過位于蓋4后面的壓力通風(fēng)室122提供。蓋4優(yōu)選地由不銹鋼制成并且包括與源室連接的圓形端口 136，該端口容納可以調(diào)整的元件以便改變離子源的傳導(dǎo)性。此外，用于準(zhǔn)許樣品進(jìn)入離子源的進(jìn)氣口 16固定到蓋4上;優(yōu)選地，蓋4與可調(diào)整的元件(未示出)以及蓋4與進(jìn)氣口 16的接合面是金屬密封的。
[0052]圖5示出了根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)I的外部視圖，其中已經(jīng)省略了蓋15和4以便更清楚地示出壓力通風(fēng)室105和122，這些壓力通風(fēng)室沿著這些蓋以及相關(guān)端口的很大一部分面積延伸，這樣使得端口的外部密封可以經(jīng)由覆蓋該端口的整個(gè)面積的壓力通風(fēng)室通過輔助真空栗抽吸。
[0053]在此視圖中，可以看到在不同的壓力通風(fēng)室之間的若干互連:壓力通風(fēng)室105經(jīng)由壓力通風(fēng)室7通過輔助真空栗21抽真空;壓力通風(fēng)室105由兩個(gè)部分組成，這兩個(gè)部分經(jīng)由在第一和第二真空室的壁材料中鉆或機(jī)加工的孔111連接。與另外的真空栗(用于將第二壓力段PA抽真空)關(guān)聯(lián)的密封安排包括壓力通風(fēng)室14，該壓力通風(fēng)室間接地通過壓力通風(fēng)室105抽真空。進(jìn)一步，可以看到壓力通風(fēng)室128與壓力通風(fēng)室105之間的連接。用于第一渦輪分子栗(與源室20關(guān)聯(lián))的密封安排的壓力通風(fēng)室120以及用于電饋通件9的密封安排的壓力通風(fēng)室110 二者都連接到位于蓋4后面的壓力通風(fēng)室122。壓力通風(fēng)室122經(jīng)由第二真空室12的壁材料2中銑削的孔135連接到壓力通風(fēng)室105。其結(jié)果是，壓力通風(fēng)室110、120和122通過輔助真空栗21抽真空。在圖5中，示出用于將該第一渦輪分子栗附接到源室20的適配件23的實(shí)例。
[0054]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選實(shí)施例的真空系統(tǒng)中穿過機(jī)械饋通件的切割。
[0055]該機(jī)械饋通件包括可移動(dòng)的軸601、殼體602、軸承安排、以及密封安排。為了精確地限定可移動(dòng)的軸601與殼體602之間的橫向運(yùn)動(dòng)，該軸承安排優(yōu)選地包括兩個(gè)軸承604，這些軸承特別地位于殼體602的軸向相對(duì)端。該軸承安排中的軸承604可以是優(yōu)選地由陶瓷或不銹鋼制成的滾珠軸承(特別適用于旋轉(zhuǎn)的饋通件)或優(yōu)選地由真空相容性聚合物如聚醚醚酮(PEEK)制成的滑動(dòng)軸承(特別適用于平移的饋通件)。機(jī)械饋通件600可以部分地如本領(lǐng)域中已知的進(jìn)行構(gòu)造，這樣使得例如可移動(dòng)的軸601與固定的殼體602之間的接合表面可以相通過一個(gè)或若干個(gè)彈性體O形環(huán)(未示出)對(duì)于大氣壓進(jìn)行密封。將該機(jī)械饋通件的殼體602固定，例如，用螺栓固定，到真空室的法蘭或壁605上;經(jīng)由該壁或法蘭605中的孔，可移動(dòng)軸601可以用于該真空室的高或超高真空的內(nèi)部的機(jī)械操作。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，密封安排包括外部密封件606、內(nèi)部密封件609和位于內(nèi)部密封件609與外部密封件606之間的壓力通風(fēng)室608。外部密封件606包括兩個(gè)彈性體O形環(huán)(優(yōu)選地由氟聚合物彈性體如氟橡膠制成)，第一 O形環(huán)密封殼體602與可移動(dòng)軸601的接合面并且第二 O形環(huán)密封饋通件殼體602與真空室壁605之間的接合面的圓周。優(yōu)選地，將每個(gè)彈性體O形環(huán)分別定位在該機(jī)械饋通件的殼體602中機(jī)加工的通道中，并且通過側(cè)壁607保持在適當(dāng)位置，該側(cè)壁相對(duì)于殼體602與可移動(dòng)軸601或真空室壁605的接合面是凹入的。壓力通風(fēng)室608包括包圍可移動(dòng)軸601的壓力通風(fēng)室和在殼體602與真空室壁的接合面處的壓力通風(fēng)通道;在示出的切割中，壓力通風(fēng)室和壓力通風(fēng)通道通過在殼體602中鉆的兩個(gè)孔連接。內(nèi)部密封件609包括在殼體602與可移動(dòng)軸601之間的滑動(dòng)密封件以及在殼體602與真空室壁605之間的扁平密封件。由于可移動(dòng)軸601的橫向位置由軸承604很好地限定，該滑動(dòng)密封件可以制造至緊密公差，這樣使得壓力通風(fēng)室608與高真空室之間的泄露被有效地限制。
[0056]如上所述的機(jī)械饋通件保護(hù)該高真空室免于由移動(dòng)可移動(dòng)軸601造成的壓力波動(dòng)，因?yàn)閷⒋┻^密封件603和604的任何氣體將被輔助真空栗抽走。
[0057]圖7示出質(zhì)譜儀的示意俯視圖，該質(zhì)譜儀被容納在包括以上所述的真空系統(tǒng)I的真空系統(tǒng)中。
[0058]該質(zhì)譜儀包括離子源701(特別是電子轟擊離子源，具有用于樣品和參比氣體的多個(gè)入口)、靜電分析器702、靜電加速透鏡704、可調(diào)整的孔口 709、用于分離離子(根據(jù)其動(dòng)量)的彎轉(zhuǎn)磁鐵705、可調(diào)整的靜電透鏡703、以及檢測(cè)器陣列706。電子隔室707供應(yīng)用于離子源701和靜電分析器702的電壓；用于放大檢測(cè)器信號(hào)的電路優(yōu)選地裝在檢測(cè)器隔室708內(nèi)。示例離子m、m2、m3的軌跡由實(shí)線指示;具有不同質(zhì)荷比的離子可以由檢測(cè)器陣列706中的不同檢測(cè)器檢測(cè)。對(duì)于具有相同電荷的離子，最靠內(nèi)的離子具有最小的質(zhì)量，這樣使得在示出的實(shí)例中，質(zhì)量是1111〈1112〈1113。
[0059]該真空系統(tǒng)包括多個(gè)真空室，這些真空室安排在多個(gè)壓力段中，這些壓力段通過具有有限傳導(dǎo)性的孔口隔開;此外，在這些室必須打開維修的情況下，閥可以用于隔開不同的壓力段。本發(fā)明的特征是用于真空室和密封安排的不同材料可以組合，這樣使得，例如，容納離子源701的壓力段Ps和容納靜電分析器702的壓力段pa可以由鋁使用具有抽真空的壓力通風(fēng)室的密封安排構(gòu)造，而在磁場(chǎng)中的容納飛行管的壓力段PM可以由不銹鋼構(gòu)造。在飛行管的情況下，真空室的尺寸受到磁鐵的極片的限制，這樣使得由不銹鋼構(gòu)造這些壁是有利的。容納靜電透鏡704和可調(diào)整的孔口 709的壓力段Pl的壁材料和密封概念，以及容納檢測(cè)器陣列706的壓力段Pd的材料和密封概念原則上可以任意地選擇。
[0060]總體上，根據(jù)本發(fā)明的真空系統(tǒng)可以包括通過通路(被如上所述的密封安排包圍)互連的多個(gè)具有任意尺寸的真空室。不像常規(guī)的金屬密封件，彈性體O形環(huán)不需要每當(dāng)對(duì)應(yīng)的連接松開時(shí)都更換。與多室真空系統(tǒng)的密封安排相關(guān)的所有壓力通風(fēng)室可以通過單一的輔助真空栗抽真空。其結(jié)果是，本發(fā)明允許降低構(gòu)造真空系統(tǒng)的成本，其中至少部分地從高真空室的壁材料形成金屬密封件。在保持完全金屬密封的真空系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，真空室可以由鋁構(gòu)造。
[0061 ]如在此(包括在權(quán)利要求書中)所用，除非上下文另外指示，否則在此這些術(shù)語的單數(shù)形式應(yīng)理解為包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。
[0062]貫穿本說明書的描述和權(quán)利要求書，詞“包含”、“包括”、“具有”和“含有”以及這些詞的變化形式(例如“包含著(comprising)”和“包含了(comprises)”等)意指“包括但不限于”，并且并不打算(并且并不)排除其他部件。
[0063]應(yīng)了解，可以對(duì)本發(fā)明的上述這些實(shí)施例作出變化，但這些變化仍落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。除非另外說明，否則本說明書中所披露的每個(gè)特征可以被用于相同、等效或類似目的的替代性特征替換。因此，除非另外說明，否則所披露的每個(gè)特征僅是一個(gè)通用系列的等效或類似特征的一個(gè)實(shí)例。
[0064]在此提供的任何和所有實(shí)例或示例性語言(“舉例來說”、“如”、“例如”以及類似語言)的使用僅旨在更好地說明本發(fā)明并且不指示對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，除非另外要求。本說明書中的語言不應(yīng)被解釋為表示任何未提出權(quán)利要求的元素對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施是必不可少的。
[0065]本說明書中描述的任何步驟可以按照任何順序來進(jìn)行或同時(shí)進(jìn)行，除非另有說明或上下文要求。
[0066]本說明書中披露的所有特征可以任意組合形式進(jìn)行組合，除了這類特征和/或步驟中的至少一些相互推斥的組合形式。具體而言，本發(fā)明的優(yōu)選特征適用于本發(fā)明的所有方面并且可以任何組合方式使用。同樣，非本質(zhì)的組合形式中描述的特征可以單獨(dú)使用(不進(jìn)行組合)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.真空系統(tǒng)，包括第一真空室(13)和第二真空室(12)，通過第一真空栗、特別是渦輪分子栗將該第一真空室(13)抽真空，該第一真空室(13)和該第二真空室(12)是相鄰的并且通過通路連接，其中該通路被密封安排圓周地包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件(I 15)和外部密封件(114)，其中壓力通風(fēng)室(106)位于該內(nèi)部密封件(115)與該外部密封件(114)之間，該壓力通風(fēng)室(106)通過輔助真空栗(21)抽真空，并且其中該內(nèi)部密封件(115)的至少一個(gè)密封面由該第一真空室(I 3)或該第二真空室(I 2)的壁材料(2、3)組成，特別地該內(nèi)部密封件(115)通過該第一真空室(13)的壁材料(3)與該第二真空室(12)的壁材料(2)之間的直接接觸形成。2.如權(quán)利要求1所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)由金屬、特別是鋁制成，其中該內(nèi)部密封件(115)包括由該第一真空室(13)的壁材料(3)組成的第一密封面和由該第二真空室(12)的壁材料(2)組成的第二密封面，其中該外部密封件(114)包括彈性體O形環(huán)、優(yōu)選氟聚合物彈性體O形環(huán)、特別地由氟橡膠或全氟化橡膠組成，其中該彈性體O形環(huán)優(yōu)選地通過該第一真空室(13)的壁材料(3)或該第二真空室(12)的壁材料(2)中的通道保持在適當(dāng)位置，并且其中特別地該通道的一個(gè)側(cè)條(116)相對(duì)于該第一或該第二密封面是凹入的。3.如權(quán)利要求1或2所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)包括在該真空室的壁內(nèi)的端口(11、10)，該端口(11、10)被蓋(15)覆蓋，其中該端口(11、10)被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件(101、102)和外部密封件(118、117)，其中壓力通風(fēng)室(105)位于該內(nèi)部密封件(101、102)與該外部密封件(118、117)之間，其中該內(nèi)部密封件(101、102)的一個(gè)密封面由該第一真空室(13)的壁材料(3)和/或該第二真空室(12)的壁材料(2)組成并且其中與該端口(11、10)關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(105)連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(106)，這樣使得該通路壓力通風(fēng)室(106)與該端口壓力通風(fēng)室(105) 二者都通過該輔助真空栗(21)抽真空。4.如權(quán)利要求3所述的真空系統(tǒng)，其中該端口壓力通風(fēng)室(105)在覆蓋該端口(I1、10)的蓋(15)與覆蓋至該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)的內(nèi)部端口的第二蓋(107、108)之間形成，這樣使得該端口壓力通風(fēng)室(105)包括該端口(11、10)的很大一部分面積，其中該內(nèi)部密封件(101、102)的一個(gè)密封面由該第二蓋(107、108)的材料、特別是不銹鋼或鋁組成。5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)包括機(jī)械饋通件，其中該真空室與饋通件的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，并且其中與該饋通件關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室，這樣使得該饋通件壓力通風(fēng)室與該端口壓力通風(fēng)室二者都通過該輔助真空栗抽真空。6.如權(quán)利要求5所述的真空系統(tǒng)，其中該機(jī)械饋通件包括可移動(dòng)的軸(601)，軸承(604)和被固定、特別是用螺栓固定到該真空室的壁(605)上的殼體(602)，其中該外部密封件(606)包括至少兩個(gè)彈性體O形環(huán)，位于殼體(602)與可移動(dòng)的軸(601)之間的第一 O形環(huán)、以及位于殼體(602)與該真空室的壁(605)之間的第二 O形環(huán)，其中該內(nèi)部密封件包括兩個(gè)密封面積，在該殼體(602)與該真空室的壁(605)之間的第一密封面積、以及在該殼體(602)與該可移動(dòng)的軸(601)之間的第二密封面積，并且其中該壓力通風(fēng)室(608)包括與該第一密封面積相鄰的第一體積以及與該第二密封面積相鄰的第二體積，其中該第一與該第二體積通過至少一個(gè)鉆進(jìn)該殼體(602)的孔互連。7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室(13)和/或該第二真空室(I2)包括電饋通件(8、9)，其中該真空室(12)與饋通件(9)的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件(113)和外部密封件(112)，其中壓力通風(fēng)室(110)位于該內(nèi)部密封件(113)與該外部密封件(112)之間，并且其中與該饋通件(9)關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(110)連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(106)，這樣使得該饋通件壓力通風(fēng)室(110)與該通路壓力通風(fēng)室(106) 二者都通過該輔助真空栗(21)抽真空。8.如權(quán)利要求7所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)包括線接到該電饋通件(8、9)的加熱安排、特別是電燈泡，并且其中該接線至少部分地通過耐熱材料、特別是聚酰亞胺薄膜絕緣。9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的真空系統(tǒng)，其中將適配件(23)固定、特別是用螺栓固定到該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)上，該適配件(23)包括標(biāo)準(zhǔn)真空法蘭、特別是CF法蘭，其中該真空室(12)與適配件(23)的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件(121)和外部密封件(119)，其中壓力通風(fēng)室(120)位于該內(nèi)部密封件(121)與該外部密封件(119)之間，并且其中與該適配件(23)關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(120)連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(106)，這樣使得該適配件壓力通風(fēng)室(120)與該通路壓力通風(fēng)室(106)二者都通過該輔助真空栗(21)抽真空。10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空栗是渦輪分子栗或離子吸氣栗，其中該第二真空室(12)或第三真空室通過第二真空栗、特別是渦輪分子栗或離子吸氣栗抽真空，其中該第一真空室(13)與第一真空栗的接合面和/或該第二真空室(12)或第三真空室與第二真空栗的接合面被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件(131、121)和外部密封件(133、119)，其中壓力通風(fēng)室(132、120)位于該內(nèi)部密封件(131、121)與該外部密封件(133、119)之間，并且其中與該第一真空栗和/或該第二真空栗關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(132、190)連接到與該通路關(guān)聯(lián)的壓力通風(fēng)室(106)，這樣使得該栗壓力通風(fēng)室(132、190)和該通路壓力通風(fēng)室(106) 二者都通過該輔助真空栗(21)抽真空。11.如權(quán)利要求10所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空栗和該第二真空栗通過多端口渦輪分子栗的不同段形成，其中優(yōu)選地該輔助真空栗通過該多端口渦輪分子栗的另外的段、特別是與前級(jí)真空栗連接的最后一個(gè)段形成。12.如權(quán)利要求10所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空栗和該第二真空栗是單獨(dú)的渦輪分子栗，并且其中該輔助真空栗(21)由專用的渦輪分子栗形成。13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)由金屬、特別地鋁制成，其中至少一個(gè)內(nèi)部密封件包括第一密封面，該第一密封面由該第一真空室(I 3)的壁材料(3)和/或該第二真空室(12)的壁材料(2)組成，其中該外部密封件包括彈性體O形環(huán)、優(yōu)選氟聚合物彈性體O形環(huán)，并且其中該至少一個(gè)內(nèi)部密封件的第二密封面由固定、特別是用螺栓固定到該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)上的外部部件的壁材料組成。14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的真空系統(tǒng)，其中至少一個(gè)壓力通風(fēng)室(106、132)和/或第一壓力通風(fēng)室(106、132)與第二壓力通風(fēng)室(105)之間的連接(111、14)由該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)的壁材料(3、2)中鉆的孔和/或銑削的通道制成。15.如以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的真空系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個(gè)通過通路和/或孔口互連的室，其中至少一個(gè)另外的真空室與該第一真空室(13)和/或該第二真空室(12)連接，該另外的真空室通過另外的真空栗、特別是渦輪分子栗或離子吸氣栗抽真空，該另外的真空室和該第一真空室(13)和/或第二真空室(12)通過通路連接，其中該通路被密封安排包圍，該密封安排包括內(nèi)部密封件和外部密封件，其中壓力通風(fēng)室位于該內(nèi)部密封件與該外部密封件之間，該壓力通風(fēng)室通過該輔助真空栗(21)抽真空，并且其中該內(nèi)部密封件的第一密封面由該第一真空室(I 3)或該第二真空室(I 2)的壁材料(3、2)組成，特別地該內(nèi)部密封件通過該第一真空室(13)的壁材料(3)或該第二真空室(12)的壁材料(2)與該另外的真空室的壁材料之間的直接接觸形成。16.如權(quán)利要求15所述的真空系統(tǒng)，其中該第一真空室(13)包括在該壁材料(3)中機(jī)加工的具有第一內(nèi)徑的圓柱形端口，其中具有小于該第一直徑的內(nèi)徑的停止墊環(huán)位于該圓柱形端口的軸向內(nèi)端，其中將具有匹配該第一內(nèi)徑的第一外徑的圓柱形工件(1216)壓靠在該停止墊環(huán)上，這樣使得在該圓柱形工件的壁與該停止墊環(huán)之間形成第一密封件(134)，其中該圓柱形工件的軸向外側(cè)面包括具有第二外徑的壁截面，該第二外徑小于該第一內(nèi)徑，其中該圓柱形工件進(jìn)一步包括將具有該第一和該第二外徑的壁零件接合的膜，該圓柱形端口進(jìn)一步包括具有第二內(nèi)徑的軸向外側(cè)截面，該第二內(nèi)徑大于該第一內(nèi)徑，其中在該具有第二外徑的壁截面與該另外的真空室的壁材料之間形成第二密封件(127)，其中該軸向外側(cè)截面與通過該輔助真空栗抽真空的這些壓力通風(fēng)室之一連接，并且其中在該另外的真空室的壁材料與該第一真空室的軸向外側(cè)壁材料之間形成第三密封件(129)，這樣使得該第三密封件相對(duì)于大氣進(jìn)行密封并且該第一密封件和第二密封件提供相對(duì)于該輔助真空的密封。17.—種質(zhì)譜系統(tǒng)，包括根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的真空系統(tǒng)(I)，其中一個(gè)真空室容納離子源(701)、特別是電子轟擊離子源，其中至少一個(gè)真空室容納離子光學(xué)元件(702)、特別是靜電分析器，并且其中至少一個(gè)另外的真空室連接到或形成該真空系統(tǒng)的一部分，其中優(yōu)選地這些另外的真空室之一容納離子檢測(cè)器(706)。
【文檔編號(hào)】H01J49/26GK105914125SQ201510904072
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日
【發(fā)明人】M·迪亞博格, M·庫魯門, R·西多夫, S·西多夫
【申請(qǐng)人】塞莫費(fèi)雪科學(xué)（不來梅）有限公司