同位素制备真空系统及其阀门安装结构的制作方法

本公开涉及地球化学实验装置，具体地，涉及一种同位素制备真空系统及其阀门安装结构。

背景技术：

在众多的科学实验或工业生产中，为避免其它物质的干扰，需要在真空环境下进行。比如，在稳定同位素地球化学的科学实验中，要根据不同岩矿样品，提取不同的元素，合成为气相物质，进行质谱测定，得到该元素的同位素比值，从而研究采样靶区的成岩成矿物质来源，矿物岩石形成温度，成岩成矿地球化学机理等。

针对不同的科学实验，需要设计、搭建功能各异的真空系统，真空系统一般由实验台、真空泵组、金属管、阀门、管件、真空规、真空计等相互连接而构成。真空泵组是指机械泵或扩散泵或分子泵等，或是它们的组合。金属管是指内、外抛光的卡套管。阀门是指波纹管针阀或球阀或膜片阀或气动电磁阀等。管件是指直通、三通、四通、变径接头等。真空规是指真空传感器。真空计是指真空度测量仪表。

阀门是真空系统的重要部件，其由阀体和手柄构成，阀体两侧具有外螺纹管接口和螺帽，管接口的内径与金属管的外径密封配合(不同外径的金属管选配不同规格的阀门)。当阀门与金属管连接时，先将金属管的一端穿过螺帽插入管接口内，然后用扳手旋转螺帽以锁紧。随着螺帽的旋转，阀体的管接口与金属管之间需要沿轴向移动(相互靠近)，实现阀门与金属管的密封连接。在真空系统的搭建时，将每个阀门逐一定位后，然后连接各金属管，即可实现整个真空系统的定位。

目前，同位素制备真空系统是在实验台上垂直安装一块面板，并且在面板上钻孔，然后利用螺丝将阀体的底面与面板连接，实现阀门的固定和定位。但是，在金属管与阀门的连接过程中，金属管与阀门之间需要沿轴向移动，因此很难确定阀门在面板上的位置，从而面板上开孔的位置难以确定。另外，真空系统中的管件和阀门只能布置在一个垂直平面上，极大地限制了真空系统设计的灵活性，增加了搭建真空系统的难度，其布局方式存在很大局限性。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种同位素制备真空系统及其阀门安装结构，该阀门安装结构使阀门能够布置在空间上的任意位置，而不限于平面上的某个位置，并且阀门的位置能够根据需要进行调节。

为了实现上述目的，本公开提供一种同位素制备真空系统的阀门安装结构，其中，包括网格架和至少一个阀门，所述网格架包括x轴梁、y轴梁和z轴梁，所述至少一个阀门通过滑块滑动安装在所述x轴梁或y轴梁或z轴梁上，以能够调整所述阀门的空间位置。

可选地，所述至少一个阀门包括第一阀门、第二阀门和第三阀门，所述第一阀门滑动安装在所述x轴梁上，所述第二阀门滑动安装在所述y轴梁上，所述第三阀门滑动安装在所述z轴梁上。

可选地，所述x轴梁、y轴梁和z轴梁均为断面呈正方形的方形型材。

可选地，所述滑块为倒u型并且包括顶板和连接在所述顶板的两端的两个侧板，所述两个侧板之间的距离与所述方形型材的断面边长基本相等，所述方形型材夹持在所述两个侧板之间。

可选地，所述阀门安装结构还包括多个顶丝，所述两个侧板上分别设置有与所述顶丝配合的螺纹孔，所述顶丝用于将所述滑块紧固在所述方形型材上。

可选地，所述两个侧板均为矩形板，每个侧板上设置有沿所述侧板的对角线布置的两个所述螺纹孔。

可选地，所述顶板为矩形板，所述顶板上设置有呈正方形排布的四个第一连接孔，所述阀门的底面设置有与所述四个第一连接孔对应的两个第二连接孔，所述阀门安装结构还包括多个螺钉，所述螺钉依次穿过所述第一连接孔和第二连接孔，以将所述阀门固定在所述顶板上。

可选地，所述螺钉为沉头螺钉，所述第一连接孔形成为与所述沉头螺钉配合的沉孔。

本公开还提供一种同位素制备真空系统，其中，包括上面所述的阀门安装结构。

通过上述技术方案，网格架形成为三维立体的支架，其x轴梁、y轴梁和z轴梁基本相互垂直形成空间坐标的x、y、z方向，阀门能够通过滑块滑动安装在网格架的任意位置，则能够根据需要将阀门布置在空间上的任意位置，例如根据同位素制备真空系统的设计需要，而不限于布置在平面上的某个位置，使同位素制备真空系统的设计、搭建更为灵活、结构更为紧凑。另外，由于阀门通过滑块滑动安装在网格架上，则阀门的位置能够根据需要进行调节，例如在与气管连接时适于气管的位置和连接需求而相对于网格架滑动。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本发明的同位素制备真空系统的阀门安装结构的立体图；

图2是本发明的同位素制备真空系统的阀门安装结构的阀门相对于滑块处于第一安装位置的立体图；

图3是本发明的同位素制备真空系统的阀门安装结构的阀门相对于滑块处于第二安装位置的立体图；

图4是阀门相对于滑块处于第一安装位置两者的装配图；

图5是阀门相对于滑块处于第二安装位置两者的装配图；

图6至图8分别是滑块的主视图、俯视图和侧视图；

图9是阀门的结构示意图。

附图标记说明

1网格架11x轴梁

12y轴梁13z轴梁

2阀门21第一阀门

22第二阀门23第三阀门

3滑块31顶板

32侧板33螺纹孔

34第一连接孔4顶丝

5螺钉6气管

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1、图2和图3所示，本发明的实施例提供一种同位素制备真空系统的阀门安装结构，包括网格架1和至少一个阀门2，网格架1包括x轴梁11、y轴梁12和z轴梁13，至少一个阀门2通过滑块3滑动安装在x轴梁11或y轴梁12或z轴梁13上，以能够调整阀门2的空间位置。

如图1所示，网格架1形成为三维立体的支架，其x轴梁11、y轴梁12和z轴梁13基本相互垂直形成空间坐标的x、y、z方向，阀门2能够通过滑块3滑动安装在网格架1的任意位置，则能够根据需要将阀门2布置在空间上的任意位置，例如根据同位素制备真空系统的设计需要，而不限于布置在平面上的某个位置，使同位素制备真空系统的设计、搭建更为灵活、结构更为紧凑。另外，由于阀门2通过滑块3滑动安装在网格架1上，则阀门2的位置能够根据需要进行调节，例如在与气管6连接时适于气管6的位置和连接需求而相对于网格架1滑动。

其中，阀门2可以为真空系统中需要的任何类型的阀门，如图9所示，本实施例中以用于控制气体的流通和截止的通断阀为例进行说明。根据设计真空系统中可以仅有一个阀门，也可以有多个阀门，多个阀门的类型可以相同，也可以不同，本实施例中以四个通断阀(一个第一阀门21、一个第二阀门22和两个第三阀门23)为例进行说明。

阀门2是同位素制备真空系统中的重要部件，其由长方体的阀体和条形或圆盘形的手柄构成。阀体的底面对角分布两个内螺纹孔。阀体两侧具有外螺纹管接口和螺帽，管接口的内侧呈锥面，螺帽内配有金属锥面卡套，管接口的内径与气管6的外径密封配合(不同外径的气管选配不同规格的阀门)。当阀门2与气管6连接时，先将气管6的一端穿过螺帽和卡套插入阀体的管接口内，手动锁紧螺帽。然后用扳手旋转螺帽以紧固气管6。随着螺帽的旋转，其底环推动卡套嵌入气管6外壁，卡套锥面与阀体的管接口内锥面接合，实现阀门2与气管6的密封连接。气管6采用金属管，卡套管一端与阀门2的管接口是硬连接，需要阀门2沿着卡套管轴向滑动，使卡套管穿过阀门2的螺帽插入阀体内，然后按照同样方法密封连接。由于阀门2通过滑块3滑动安装在网格架1上，则阀门2的位置能够根据气管6进行调节，例如在与气管6连接时适于气管6的位置和连接需求而相对于网格架1(具体为在网格架1的各个梁上)滑动，以满足连接需要。由于各式管件的接口与阀门相同，所以气管6与管件的连接与阀门类似。

参照图1、图2和图3，为了便于清楚地说明本发明的发明构思，至少一个阀门2包括第一阀门21、第二阀门22和第三阀门23，第一阀门21滑动安装在x轴梁11上，第二阀门22滑动安装在y轴梁12上，第三阀门23滑动安装在z轴梁13上。在真空系统的搭建时，通过气管6连接各阀门2时，为了适于其它部件的位置和安装需求，第一阀门21、第二阀门22和第三阀门23均可以在相应的梁上滑动，以调整相互之间的相对位置，便于连接气管6，使得真空系统的搭建简单、快捷，也使各阀门2之间的空间位置更紧凑。

x轴梁11、y轴梁12和z轴梁13的断面可以为任意合适的形状，例如圆形、三角形等，如图1、图2和图3所示，x轴梁11、y轴梁12和z轴梁13均为断面呈正方形的方形型材，使得阀门2安装稳定后不易滑动，定位准确，不易沿断面的周向转动。

滑块3可以为适于与梁的形状配合的任意形状，例如圆弧形。参照图4和图6，滑块3为倒u型并且包括顶板31和连接在顶板31的两端的两个侧板32，两个侧板32基本垂直于顶板31并基本相互平行。如图1、图2和图3所示，两个侧板32之间的距离与方形型材的断面边长基本相等，方形型材夹持在两个侧板32之间，使滑块3固定到方形型材上以在网格架1上安装阀门2。滑块3可以根据需要夹持在方形型材的四个侧面中的任意一个侧面上，其安装位置灵活。

为了进一步固定滑块3，如图4和图6所示，阀门安装结构还包括多个顶丝4，两个侧板32上分别设置有与顶丝4配合的螺纹孔33，顶丝4用于将滑块3紧固在方形型材上。顶丝4可以为短螺纹轴，其拧入螺纹孔33中，以抵顶在方形型材的侧面上，从而使滑块3固定在方形型材上。

为了避免滑块3窜动，如图5和图8所示，两个侧板32均为矩形板，每个侧板32上设置有沿侧板32的对角线布置的两个螺纹孔33，使方形型材的侧面与侧板32之间相应地通过两个顶丝4形成线接触，使其相对位置更稳定，滑块3不易发生相对位移、窜动，并且使侧板32的加工难度较低，结构强度较大。另外，每个侧板32上也可以设置有呈矩形排布的四个螺纹孔33，但是这样增大了侧板32的加工难度，降低了结构强度。

如图7所示，顶板31为矩形板，顶板31上设置有呈正方形排布的四个第一连接孔34，阀门2的底面设置有与四个第一连接孔34对应的两个第二连接孔，参照图4和图6，阀门安装结构还包括多个螺钉5(本实施例为两个)，螺钉5依次穿过第一连接孔34和第二连接孔，使阀门2的底面与顶板31贴合并固定，以将阀门2固定在顶板31上。四个第一连接孔34中沿顶板31的对角线布置的两个第一连接孔34各自形成为一组，两个第二连接孔沿顶板31的对角线布置。当然，两个第二连接孔也可以沿顶板31的四条边中的任意一条边布置。

参照图2和图4，阀门2通过两个第二连接孔与对应的一组第一连接孔34固定到顶板31上，使阀门2相对于滑块3处于第一安装位置，即与阀门2连接的气管6的延伸方向与侧板32垂直。参照图3和图5，拆卸掉螺钉5，使阀门2相对于顶板31转动90°，然后阀门2通过两个第二连接孔与对应的另一组第一连接孔34固定到顶板31上，使阀门2相对于滑块3处于第二安装位置，即与阀门2连接的气管6的延伸方向与侧板32平行。

其中，仅使用两个螺钉5连接四个第一连接孔34和两个第二连接孔，可以简化安装程序并且易拆卸，使得阀门2相对于滑块3的安装位置容易根据需要进行调整。

为了避免螺钉5对顶板31与阀门2的底面之间的干涉，如图4和图6所示，螺钉5为沉头螺钉，如图7所示，第一连接孔34形成为与沉头螺钉配合的沉孔。沉头螺钉的头部为锥形，相应地沉孔的上部也为锥形，以容纳沉头螺钉的头部，避免干涉顶板31与阀门2的底面之间的配合。

本发明的实施例还提供一种同位素制备真空系统，包括上面的阀门安装结构。同位素制备真空系统通常包括实验台、真空泵组、气管、阀门、管件、真空规、真空计等，以上部件相互连接形成真空系统。通过以上的阀门安装结构，同位素制备真空系统的设计和搭建更为灵活，并且可以在空间上进行布置，不限于在一个平面内，真空系统的结构更为紧凑，部件安装更方便、快捷。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。