Устройство для ввода образцов в масс-спектрометр

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 30.05,80 (21) 2932056/18-2 51) М. Кл, Н 01 1 49/26 присоединением заявки-23) Приоритет -Опубликовано 23.01.82.Дата опубликования оп Государственнын комнте 53) УДК 621.3Бюллетень3сания 28.01.82 по делам нзооретеиий и открытий(72) Автор Савоси Г ения Заявител ТВО ДЛЯ ВВОДА ОБРАЗЦОАСС-СПЕКТРОМЕТР) УСТ 2 Изобретение относится к устроиствам для ввода сменных образцов в масс-спектрометр, преимущественно с устройством для испарения твердых проб.Известно устройство для замены образцов в масс-спектрометре.Это устройство содержит высоковакуумный шлюз, вакуумный затвор, магазин для проб, шатун на одном конце которого установлена испаряемая проба во встроенном тигле, рабочую камеру, уплотнение, обеспечивающее при выдвинутой каретке, герметичность пространства между задней стенкой шлюза и торцовой стороной каретки 1 .Однако сложность управления процессом введения образцов в масс-спектрометр, наличие ввода с неметаллическим уплотнителем с промежуточной откачкой, что существенно ограничивает скорость движения, неизбежность натекания в рабочую камеру через зону уплотнения, отсутствие предварительной обработки образцов (предварительное испарение пробы) понижает надежность, так как возможна аварийная разгерметизация рабочей камеры при выходе из строя системы промежуточной откачки. Наиболее близким техническим решениемк данному изобретению является устройстводля ввода образцов в масс-спектрометр, содержащее рабочую и шлюзовую камеры, разделенные посредством вакууммного затвора,штангу с держателями на два образца,которые могут смещаться относительно друг друга на 180, а также привод, жестко связанный с ведущим валом. В этом устройстве толкающая штанга связана с открывающим и за 1 О крывающим устройством, которое вводится вдействие предусмотренным для этого дополнительным движением 2.Существенными недостатками известного устройства являются:1. Наличие большого количества допол 15 нительных движений (больше двух), чтоуменьшает надежность и производительность устройства и создает дополнительнуюнагрузку на оператора,2. Наличие ввода с неметаллическим уплотнителем с промежуточной откачкой, чтосущественно ограничивает скорость движения и неизбежность натекания в рабочуюкамеру через зону уплотнения, а это понижает надежность, так как возможна аварий 900348ЗО и 40 45 зо 35 ная разгерметизация рабочей камеры при вы.ходе из строя системы промежуточной откачки,3. При передаче вращающего момента,неметаллический уплотнитель находится всложном напряженном состоянии, испытывает знакопеременные деформации и имеет ограниченный ресурс работы.4. Отсутствует предварительная обработка образцов. Все это не позволяет с достаточной надежностью и производительностьюпроизводить прецизионные измерения изотопного состава твердых образцов.Цель изобретения - повышение производительности и надежности устройства.Эта цель достигается тем, что в устройстве для ввода образцов в масс-спектрометрсодержащем шлюзовую и рабочую камеру,барабан с диаметрально расположеннымидвумя держателями образцов и привод, жест.ко связанный с ведущим валом, ведущий валпомещен в гибкую герметичную оболочку,конец вала, расположенный под углом к основной его части, входит в зацепление с муфтой ведомого эксцентрикового вала, размещенного в подшипниках качения, на котором при помощи промежуточной гильзы установлен барабан, снабженный двумя фиксаторами, а рабочая камера снабжена двумя упорами, при этом часть уплотнительнойповерхности держателя выполнена сферической, повторяющей форму соответствующей части шлюзовой камеры. Барабан выполнен в виде прямоугольника, а промежуточная гильза снабжена пружиной сжатия.На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2сечение А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - сменный блок с образцом; на фиг. 4 - держатель сменного трехленточного блока.Устройство для ввода сменных блоков вмасс-спектрометр содержит барабан 1, изготовленный в виде прямоугольника для установки на нем двух держателей 2, ведущийвал 3 с гибким герметичным элементом-сильфоном 4 (например сильфоном из нержавеющей стали), ведущий вал 3 жестко связанс ручкой привода 5, далее связан через жесткую муфту 6 с ведомым эксцентриковым валом 7 с напрессованным подшипником 8 качения, барабанустановлен в подшипниках9 качения и монтируется на фланце 10 рабочей камеры, а привод перемещения держателей монтируется на корпусе 11 рабочей камеры, сильфон 4 одним концом закреплен накорпусе 11 рабочей камеры, а другим - напромежуточном валике 12 в виде цилиндрической цапфы, расположенным в пазу жесткой муфты 6. Ведущий вал 3 имеет изогнутую часть, которая размещена в опоре внутри промежуточного валика 12, угол поворотабарабана 1 ограничен двумя фиксаторами 13,расположенными на разном расстоянии отцентра барабана 1 и жестким упором 14,закрепленным на фланце 1 О рабочей камеры. В конструкцию барабана. входит промежуточная гильза 15 и торрированная пружина сжатия 16.Устройство работает следующим образом.Вращение барабана 1 осуществляется с помощью привода 5 через жесткую муфту 6, далее движение передается на эксцентриковый вал 7 с напрессованным подшипником 8 качения для избежания трения скольжения, эксцентриковый вал 7 воздействует на промежуточную гильзу 15 и вращает барабан 1 до жесткого упора 14 и одновременно передает поступательное перемещение промежуточной гильзе 15, через торрированную пружину 16 сжатия усилие передается на держатель 2 (фиг. 4). Держатель 2 прижимается своей сферической поверхностью к уплотнительному кольцу 17, расположенному на торце шлюзовой камеры 18, в результате этого пространство между рабочей и шлюзовой камерами оказывается изолированным друг от друга, далее через шлюзовую камеру 18 вводится сменный блок (см. фиг. 3) в держатель 2, закрывается дверца 19, изолирующая шлюзовую камеру от атмосферы, и пространство между рабочей и шлюзовой камерами откачивается через трубку 20, приваренную к шлюзовой камере 18, до давления 10мм рт. ст. и производится предварительная обработка пробы, нанесенной на одну из лент сменного блока. После предварительной обработки первой пробы в позиции загрузки-выгрузки и анализа второй пробы в позиции ионно-оптической системы масс-спектра, вращением привода 5 перемещается барабан 1 с держателями 2 и сменными трехленточными блока ми в противоположном направлении на 180 до упора 14, после фиксации происходит поступательное перемещение держателя 2 с трехленточным блоком второй отработанной пробы в позицию загрузки-выгрузки до уплотнения, а первая проба приходит в позицию ионно-оптической системы, когда барабан 1 зафиксирован фиксаторами 13 и упором 14, происходит изоляция шлюзовой от рабочей камеры. При нахождении держателя с трехленточным блоком в позиции ионно-оптической системы включается испаряющее устройство, функцию которого выполняет держатель 2 с электрическими контактами 21 (фиг. 4) и сменный трехленточный блок (см. фиг. 3), на электрические контакты 21 подается электроэнергия через герметичный разъем и гибкие проводники (не показаны), а в позиции загрузки-выгрузки открывается дверца 19 и выгружается отработанный трехленточный блок и загружается новый блок. Все это происходит за один вакуумный цикл без вскрытия рабочей камеры на атмосферу.Предварительная обработка образцов вне рабочей камеры предохраняет пробу отокисления, проникновения влаги и при этом не загрязняет пробу до анализа.При использовании предлагаемого устройства оказалось возможным производить высокоточное и легко осуществимое вращение барабана 1 и возвратно-поступательное перемещение держателей 2 одним вводом движения через эксцентриковый вал 7, создающий усилие уплотнения.При использовании устройства возможно осуществить прецизионные измерения изотопного состава твердых образцов с большей производительностью и надежностью по герметичности,Формула изобретения1. Устройство для ввода образцов в массспектрометр, содержащее шлюзовую и рабочую камеры, барабан с диаметрально расположенными двумя держателями образцов и привод, жестко связанный с ведущим валом, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности, ведущий вал помещен в гибкую герметичную оболочку, конец вала, расположенный под углом к основной его части, входит в зацепление с муфтой ведомого эксцентрикового вала, размещенного в подшипниках качения, на котором при помощи промежуточной гиль зы установлен барабан, снабженный двумяфиксаторами, а рабочая камера снабжена упором, при этом часть уплотнительной поверхности держателя выполнена сферической, повторяющей форму соответствующей части шлюзовой камеры.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что барабан выполнен в виде прямоугольника.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что промежуточная гильза снабжена пружи ной сжатия. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ2.548.891,кл. Н 01 1 39/34, 1977.20 2. Патент ФРГ1.26.343,кл, Н 01 1 39/34, 1968 (прототип).900348 го фи иг. Ф СостаТехредТиражарственнизобретеЖ - 35,т, г. У едактор аказ 21 го комитет й и открь аушская н жгород, ул. В. Иванова92/69ВНИИПИ Госудпо делам113035, Москва,илиал ППП Патен итель Н. АлА. Бойкас57 моваКорректор Г. РеПодписноеа СССРтийаб., д. 4/5Проектная, 4