专利名称：电子显微镜电子枪的换气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子显微镜技术领域，具体来说，是涉及一种给电子显微镜电子枪充入绝缘气体的换气装置。
背景技术：
电子显微镜是一种可以观察微小物质的重要仪器，人们利用它可以观察0.25nm 以下的物质。电子显微镜以电子束作为照明光源，以磁透镜或静电透镜作为偏转电子的装置，实现光学放大。电子显微镜在物理、化学、材料、科学研究、生命科学、地质、探矿、机械工业、电子工业等军民领域具有非常广泛的应用前景。电子枪是产生电子束的装置，为了防止电子击穿，需向电子枪内充绝缘气体。对此，采用一套换气装置对电子枪进行抽真空与充入绝缘气体，以解决电子枪击穿的问题。在目前的各种电子枪换气装置，各部件独立设置，在对电子枪进行抽-充-放气的处理时，要分别更换连接各部件，才能完成对电子枪的抽-充-放气操作，存在密封性较差的缺点，并且现有的换气装置还存在机械结构设计比较复杂、体积较大、不便装配和不便维修等缺点。
发明内容
本发明实施方式的目的是提供一种电子显微镜电子枪的换气装置，其结构简单， 对电子枪进行抽-充-放气操作过程中，不用连接替换各部件，密封性好，且体积小，便于装配和维修。本发明的目的是通过下述技术方案实现的本发明实施方式提供一种电子显微镜电子枪的换气装置，包括四通组件、充气组件、转换阀、抽气装置和电接点压力表；所述四通组件设有进气接口、抽放气接口、压力表接口和用于连接电子枪的换气接口，四个接口通过所述四通组件内部相互连通；其中，所述四通组件的进气接口与所述充气组件的出气口连接，抽放气接口经所述转换阀与所述抽气装置连接，压力表接口与所述电接点压力表连接；所述转换阀设有抽气接口和四通组件接口，通过所述四通组件接口与所述四通组件的抽放气接口连接，通过抽气接口与所述抽气装置连接，所述转换阀内部设有开关结构， 所述开关结构设有抽气、充气和放气三个位置，处于抽气位置时能使所述四通组件接口与抽气接口之间连通；处于充气位置时能使所述四通组件接口与抽气接口都关闭；处于放气位置时能使所述四通组件接口经所述转换阀与外部大气相通进行放气。所述四通组件由两个三通组件构成，一个三通组件的一个接口与另一三通组件的一个接口相互连通，其余的四个接口分别作为进气接口、抽放气接口、换气接口和压力表接所述充气组件包括充气罐、控制阀和管路；
用于储存向电子枪内充入的绝缘气体的充气罐上端设置控制阀，控制阀的出口上设有用于连接所述四通组件的进气接口的管路。所述转换阀包括阀体组件、轴、轴套、螺钉和密封圈；所述阀体组件内为空腔，阀体组件一端设有开口，另一端设有抽气接口，在抽气接口一端的阀体组件侧壁上设有四通组件接口，所述抽气接口和所述四通组件接口均与所述阀体组件内的空腔连通，所述阀体组件外壁上设有轴套定位槽；所述轴前端的轴体上间隔设有两道环槽，各环槽内均设有密封圈，轴前端设置在所述阀体组件的空腔内，能在所述空腔内滑动，与所述空腔形成滑动密封配合，轴前端的两道密封圈滑动至所述四通组件接口之外的空腔处为抽气位置，能开通所述抽气接口和所述四通组件接口之间的通路；轴前端的两道密封圈滑动至分布在所述四通组件接口两侧为充气位置，能关闭所述四通组件接口 ；轴前端的两道密封圈滑动至所述抽气接口和所述四通组件接口之间的空腔处为放气位置，能打开所述四通组件接口与所述轴和轴套的空隙之间的通路，并关闭所述抽气接口和所述四通组件接口之间的通路；所述轴套内为空腔，前端设有开口，通过所述开口套装在所述阀体组件的设有开口一端的外面，轴套后端与所述轴的后端固定连接，轴套上设有螺钉，螺钉前端嵌入到所述阀体组件外壁的所述轴套定位槽内，所述轴套能在所述螺钉和轴套定位槽的限制下沿所述阀体组件滑动并带动所述轴在所述阀体组件内滑动到抽气位置、充气位置或放气位置。所述阀体组件圆柱形，内部为圆柱形空腔结构；所述轴的外形为与所述阀体组件内的圆柱形空腔相匹配的圆柱形；所述轴套内部为与所述阀体组件外形相匹配的圆柱形空腔。所述轴前端的轴体上设有两个环槽，环槽内均设有0形橡胶密封圈。所述轴套后端与所述轴的后端固定连接为轴套后端设有通孔，轴的后端穿过所述通孔与所述轴套后端连接，通孔两侧的轴体上各设有一道安装槽，每道安装槽内均设有E形挡板，通过两个E形挡板使所述轴的后端与轴套的后端连接。所述抽气装置为机械泵。所述换气装置还包括两个底板，所述四通组件固定设置在一个底板上；所述电接点压力表固定设置在另一个底板上。所述电接点压力表还包括压力报警器，用于当充气压力达到或超过预设值时进行报警。本发明实施方式提供的电子显微镜电子枪的换气装置，经四通组件将充气组件、 转换阀、抽气装置和电接点压力表相互连接，对电子枪内换气时，通过控制充气组件的开关及调整转换阀内开关处于抽气、充气或放气等不同的位置，即可完成对电子枪内进行抽气、 充气或放气等换气操作。该换气装置结构简单，由于将各部件通过四通组件连接，并配合转换阀的开关的不同位置，在不用替换连接各部件的情况下，即可在密闭状态下完成对电子枪的换气操作，避免了对电子枪换气过程中，因更换各部件造成的操作繁琐和绝缘气体的泄漏损耗等问题。
图1为本发明实施例提供的电子显微镜电子枪的换气装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的电子显微镜电子枪的换气装置的另一角度结构示意图；图3为本发明实施例提供的换气装置的四通组件的结构示意图；图4为本发明实施例提供的换气装置的充气组件的结构示意图；图5为本发明实施例提供的换气装置的转换阀的立体结构示意图；图6为本发明实施例提供的换气装置的转换阀的正面结构示意图；图7为本发明实施例提供的换气装置的转换阀处于抽气位置的剖面结构示意图；图8为本发明实施例提供的换气装置的转换阀处于充气位置的剖面结构示意图；图9为本发明实施例提供的换气装置的转换阀处于放气位置的剖面结构示意图；图中各部件为1-四通组件；101-进气接口 ；102-抽放气接口 ；103-换气接口 ； 104-压力表接；2-充气组件；201-充气罐；202-控制阀；203-管路；2 ；3-转换阀；301-四通组件接口 ；302-抽气接口 ；303-阀体组件；304-轴套；305-螺钉；306-轴；307-阀体组件内的空腔；308-轴套定位槽；309-E形挡板；3010-环槽；3011-密封圈；4-抽气装置；5-电接点压力表；6-底板一 ；7-底板二。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。本发明实施例提供一种电子显微镜电子枪的换气装置，可用于电子显微镜的电子枪进行抽气、充入SF6*缘气体的操作，如图1、2所示，该换气装置包括四通组件1、充气组件2、转换阀3、抽气装置4和电接点压力表5 ；其中，所述四通组件1设有进气接口 103、抽放气接口 104、换气接口 105和压力表接口 106，四个接口 103、104、105、106通过所述四通组件内部相互连通；其中，所述四通组件1的进气接口 103与所述充气组件2的出气口连接，抽放气接口 104经所述转换阀3与所述抽气装置4连接，压力表接口 106与所述电接点压力表5连接，电接点压力表5内可设置压力报警器，通过压力报警器可当充气压力达到或超过预设值时进行报警，换气接口 105 用于连接电子枪的换气口；所述转换阀3设有抽气接口 302和四通组件接口 301，通过所述四通组件接口 301 与所述四通组件1的抽放气接口 104连接，通过抽气接口 302与所述抽气装置4连接，抽气装置4可采用机械泵，所述转换阀3内部设有开关结构，所述开关结构设有抽气、充气和放气三个位置，处于抽气位置时能使所述四通组件接口 301与抽气接口 302之间连通；处于充气位置时能使所述四通组件接口 301与抽气接口 302都关闭；处于放气位置时能使所述四通组件接口 301经所述转换阀进行放气。上述换气装置中，可以设置两个底板6、7，用于支撑固定部件，可将四通组件固定设置在一个底板上6 ；将电接点压力表5固定设置在另一个底板7上。如图3所示，上述换气装置中的四通组件1可由两个三通组件101、102构成，一个三通组件101的一个接口与另一三通组件102的一个接口相互连通，其余的四个接口分别作为进气接口 103、抽放气接口 104、换气接口 105和压力表接口 106。如图4所示，上述换气装置中的充气组件2包括充气罐201、控制阀202和管路 203 ；其中，充气罐201用于储存向电子枪内充入的绝缘气体，如SF6绝缘气体，充气罐201上端设置控制阀202，控制阀202的出口上设有管路203，管路203的出口用于连接所述四通组件的进气接口。如图5 7所示，上述换气装置中的转换阀3包括阀体组件303、轴306、轴套 304、螺钉305和密封圈3011 ；其中，所述阀体组件303外形为圆柱形，其内为圆柱形空腔307，阀体组件303—端设有开口，另一端设有抽气接口 302，抽气接口 302设置在阀体组件303的端部，在靠近抽气接口 302 —端的阀体组件303侧壁上设有四通组件接口 301，抽气接口 302和四通组件接口 301均与所述阀体组件303内的空腔307连通，即抽气接口 302和四通组件接口 301在没有阻挡物的前提下，可通过所述阀体组件内的空腔307连通，所述阀体组件303外壁上设有轴套定位槽308 ；所述轴306的外形为与所述阀体组件303内的空腔307相匹配的圆柱形，轴306 前端的轴体上设有两道环槽3010，两道环槽3010内均设有密封圈3011 (可用0形橡胶密封圈)，轴306前端设置在所述阀体组件303的空腔307内，能在所述空腔307内滑动，与所述空腔307形成滑动密封配合，轴306前端的两道密封圈3011滑动至所述四通组件接口之外的空腔307处为抽气位置(见图7)，能开通所述抽气接口和所述四通组件接口之间的通路；轴306前端的两道密封圈3011滑动至分布在所述四通组件接口两侧为充气位置(见图 8)，能关闭所述四通组件接口 301和抽气接口 302，从而使得所述阀体组件303的四通组件接口 301的抽气接口 302均不会影响充气组件对电子枪进行充气；轴306前端的两道密封圈3011滑动至所述抽气接口和所述四通组件接口之间的空腔处为放气位置(见图9)，能打开所述四通组件接口 301与所述轴306和轴套304的空隙之间的通路，并关闭所述抽气接口 302和所述四通组件接口 301之间的通路；所述轴套304内为圆柱形空腔，该圆柱形空腔与所述阀体组件303的外形相匹配， 轴套304前端设有开口，通过所述开口套装在所述阀体组件303的设有开口一端的外面，轴套304后端与所述轴306的后端固定连接，轴套304上设有螺钉305，螺钉305前端嵌入到所述阀体组件303外壁的所述轴套定位槽308内，所述轴套304能在所述螺钉305和轴套定位槽308的限制下沿所述阀体组件滑动并带动所述轴在所述阀体组件内滑动到抽气、充气或放气的不同位置，从而控制所述转换阀处于不同的状态。如轴套304滑动到螺钉305在轴套定位槽308后端的限位处(即转换阀的开关的抽气位置)时，带动轴306前端的两道密封圈滑动至阀体组件303的所述抽气接口 302和所述四通组件接口 301之外的空腔处， 从而开通了所述抽气接口 302和所述四通组件接口 301之间的通路。若轴套304滑动到螺钉305在轴套定位槽308中间的限位处(即转换阀的开关的充气位置)时，带动轴306前端的两道密封圈滑动分布到阀体组件303的所述四通组件接口 301的两侧，从而关闭了所述四通组件接口 301和抽气接口 302。若轴套304滑动到螺钉305在轴套定位槽308前端的限位处(即转换阀的开关的放气位置)时，带动轴306前端的两道密封圈3011滑动至阀体组件303的所述抽气接口 302和所述四通组件接口 301之间的空腔307处，从而打开所述四通组件接口 301与所述轴306和轴套304的空隙之间的通路，通过该通路实现与外部大气相通，并关闭了所述抽气接口 301和所述四通组件接口 302之间的通路。上述转换阀3中轴套304后端与所述轴306的后端固定连接可通过在轴套304后端设置通孔，使轴306的后端穿过所述通孔与所述轴套304后端连接，在通孔两侧的轴306 的轴体上各设置一道安装槽，每道安装槽内均设置E形挡板309，通过两个E形挡板309配合使所述轴306的后端与轴套304的后端连接。上述换气装置工作时，将电子枪的换气口连接到换气装置的换气接口上，抽气时， 关闭充气组件，将转换阀3的轴(即开关)放到抽气位置(见图7)，此时转换阀打开，即抽气装置经转换阀的抽气接口、四通组件接口、四通组件的抽放气接口、换气接口对电子枪内进行抽气；向电子枪充气时，先将转换阀3的轴(即开关)放到充气位置(见图8)，此时转换阀关闭，即关闭转换阀的四通组件接口和抽气接口，进而关闭四通组件的抽放气接口，再打开充气组件的控制阀，使充气罐内的高纯度的SF6气体(绝缘气体)经四通组件的进气接口、换气接口进入电子枪完成充气；放气时，关闭充气组件和抽气装置，将转换阀3的轴(即开关)放到放气位置(见图9)，此时转换阀打开，使电子枪经四通组件的换气接口、抽放气接口、转换阀的四通组件接口和转换阀的轴与轴套之间的空隙与外部大气相通，电子枪进行放气。无论是抽气，还是充气过程中，均通过电接点压力表对抽、充气的气压进行监控， 充气时，气压达到或超过预设值时，电接点压力表的压力报警器可以进行报警。本发明实施例的换气装置，其结构简单，对电子枪充、抽、放气操作方便，变换操作时，不用替换不同的部件，只通过转换阀简单的转换开关档位即可，保证了密封性，避免了绝缘气体的泄露和浪费。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，包括四通组件、充气组件、转换阀、抽气装置和电接点压力表；所述四通组件设有进气接口、抽放气接口、压力表接口和用于连接电子枪的换气接口， 四个接口通过所述四通组件内部相互连通；其中，所述四通组件的进气接口与所述充气组件的出气口连接，抽放气接口经所述转换阀与所述抽气装置连接，压力表接口与所述电接点压力表连接；所述转换阀设有抽气接口和四通组件接口，通过所述四通组件接口与所述四通组件的抽放气接口连接，通过抽气接口与所述抽气装置连接，所述转换阀内部设有开关结构，所述开关结构设有抽气、充气和放气三个位置，处于抽气位置时能使所述四通组件接口与抽气接口之间连通；处于充气位置时能使所述四通组件接口与抽气接口都关闭；处于放气位置时能使所述四通组件接口经所述转换阀与外部大气相通进行放气。
2.根据权利要求1所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述四通组件由两个三通组件构成，一个三通组件的一个接口与另一三通组件的一个接口相互连通，其余的四个接口分别作为进气接口、抽放气接口、换气接口和压力表接口。
3.根据权利要求1所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述充气组件包括充气罐、控制阀和管路；用于储存向电子枪内充入的绝缘气体的充气罐上端设置控制阀，控制阀的出口上设有用于连接所述四通组件的进气接口的管路。
4.根据权利要求1所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述转换阀包括阀体组件、轴、轴套、螺钉和密封圈；所述阀体组件内为空腔，阀体组件一端设有开口，另一端设有抽气接口，在抽气接口一端的阀体组件侧壁上设有四通组件接口，所述抽气接口和所述四通组件接口均与所述阀体组件内的空腔连通，所述阀体组件外壁上设有轴套定位槽；所述轴前端的轴体上间隔设有两道环槽，各环槽内均设有密封圈，轴前端设置在所述阀体组件的空腔内，能在所述空腔内滑动，与所述空腔形成滑动密封配合，轴前端的两道密封圈滑动至所述四通组件接口之外的空腔处为抽气位置，能开通所述抽气接口和所述四通组件接口之间的通路；轴前端的两道密封圈滑动至分布在所述四通组件接口两侧为充气位置，能关闭所述四通组件接口 ；轴前端的两道密封圈滑动至所述抽气接口和所述四通组件接口之间的空腔处为放气位置，能打开所述四通组件接口与所述轴和轴套的空隙之间的通路，并关闭所述抽气接口和所述四通组件接口之间的通路；所述轴套内为空腔，前端设有开口，通过所述开口套装在所述阀体组件的设有定位槽一端的外面，轴套后端与所述轴的后端固定连接，轴套上设有螺钉，螺钉前端嵌入到所述阀体组件外壁的所述轴套定位槽内，所述轴套能在所述螺钉和轴套定位槽的限制下沿所述阀体组件滑动并带动所述轴在所述阀体组件内滑动到抽气位置、充气位置或放气位置。
5.根据权利要求4所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述阀体组件圆柱形，内部为圆柱形空腔结构；所述轴的外形为与所述阀体组件内的圆柱形空腔相匹配的圆柱形；所述轴套内部为与所述阀体组件外形相匹配的圆柱形空腔。
6.根据权利要求4所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述轴前端的轴体上设有两个环槽，环槽内均设有0形橡胶密封圈。
7.根据权利要求4所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述轴套后端与所述轴的后端固定连接为轴套后端设有通孔，轴的后端穿过所述通孔与所述轴套后端连接，通孔两侧的轴体上各设有一道安装槽，每道安装槽内均设有E形挡板，通过两个E形挡板使所述轴的后端与轴套的后端连接。
8.根据权利要求1所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述抽气装置为机械泵。
9.根据权利要求1所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述换气装置还包括两个底板，所述四通组件固定设置在一个底板上；所述电接点压力表固定设置在另一个底板上。
10.根据权利要求1所述的电子显微镜电子枪的换气装置，其特征在于，所述电接点压力表还包括压力报警器，用于当充气压力达到或超过预设值时进行报警。
全文摘要
本发明公开一种电子显微镜的电子枪换气装置，属电子显微镜领域。包括四通组件设有进气接口、抽放气接口、压力表接口和接电子枪的换气接口，四个接口通过四通组件内部相互连通；其中，四通组件的进气接口与充气组件的出气口连接，抽放气接口经转换阀与抽气装置连接，压力表接口与电接点压力表连接；转换阀设有抽气接口和四通组件接口，通过四通组件接口与四通组件的抽放气接口连接，通过抽气接口与抽气装置连接，转换阀内设有开关，开关设有抽气、充气和放气三个位置，处于抽气位置时能使四通组件接口与抽气接口之间连通；处于充气位置时能使四通组件接口与抽气接口都关闭，处于放气位置能进行放气。该换气装置结构简单，操作方便，密封性好。
文档编号H01J37/26GK102231354SQ201110077408
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者于成交, 姚骏恩, 孙茂多, 孟凡念, 张春熹, 杨彦杰, 董全林, 袁水平 申请人:北京航空航天大学