一种气压环境维持结构及扫描电镜的制作方法

allin2022-07-13  116



1.本技术涉及密封技术领域,特别涉及一种气压环境维持结构,还涉及具有上述气压环境维持结构的扫描电镜。


背景技术:

2.在工作过程中,很多类工序或某类型的操作都对气压环境有着特殊要求,需要在特定的气压环境内工作,该气压环境的稳定性对操作结果的精准性有着重要影响。因此,多类设备上,尤其是对于涉及需要在高真空环境中进行某部分工作的设备而言,在气压环境的密封隔断方面具有较高的要求。
3.而被实施对象(即样品)进出特定的气压环境(即气压工作室)或在该气压工作室内移动,都需要外界干涉,若移动过程中,导致气压工作室与室外连通或连通时间较长,会导致气压工作室内特定的气压环境遭受破坏,从而还需要重新恢复特定的气压状态才能继续展开工作,耗费时间与人力,降低了作业效率。
4.因此,在进行样品移动时,如何维持工作室内的特定气压环境,成为本领域技术人员一直致力于研究的技术问题。


技术实现要素:

5.有鉴于此,本技术提供了一种气压环境维持结构,工作人员在外部操作即可移动工作室内的样品,同时保证了移动过程中特定气压环境与外界环境始终保持隔离,确保工作室内长期有效维持工作所需的特定气压环境,提高作业效率,简便作业操作。本技术还提供了具有上述气压环境维持结构的一种扫描电镜。
6.为了达到上述目的,本技术提供如下技术方案:一种气压环境维持结构,应用于室内有目标气压需求的工作室,包括有:穿通件,穿过连通所述工作室室内空间的穿通孔,并能够在所述穿通孔内移动,所述穿通件的用于操控位移的操控端位于室外、用于承载样品的承载端位于室内;密封部件,设置在所述穿通件与所述穿通孔之间,以使所述工作室室内与室外密封隔离。
7.可选的,所述密封部件包括密封所述穿通孔与所述穿通件间隙的密封圈。
8.可选的,所述穿通件设置为可滑动的穿在所述穿通孔内的穿通杆,所述密封部件还包括密封所述穿通孔与所述穿通杆间隙并套设在所述穿通杆上的密封保护套。
9.可选的,还包括有用于取放样品的样品室,所述样品室通过供样品进出的传送通道与所述工作室相连通,所述样品室、所述传送通道均处于所述承载端的移动范围内。
10.可选的,还包括用于导通或密闭所述传送通道的密封隔离组件。
11.可选的,还包括形成于所述工作室外并供所述穿通杆滑移的滑动通道,所述滑动通道与所述穿通孔连通并与所述工作室的外壁密封连接。
12.可选的,还包括有穿通座,设置在所述工作室的外壁上,所述穿通孔设置在所述穿通座上并与所述工作室室壁上的传送通道相连通。
13.可选的,所述穿通座上设置有用于与所述传送通道对接的对接轴体。
14.可选的,包括有连接座,所述滑动通道开设在所述连接座上,所述连接座与所述连通孔的承载体连接并所述滑动通道与所述连通孔连通。
15.一种扫描电镜,包括工作室及应用于所述工作室的气压环境维持结构,所述工作室为如上所述的工作室,所述气压环境维持结构为上所述的气压环境维持结构。
16.本技术提供的技术方案中,气压环境维持结构包括穿入工作室穿通孔内并可移动设置的穿通件,穿通件的一端穿入工作室内用来承载样品、另一端为操控端并位于室外,通过操控穿通件能在避免打开工作室的情况下,实现室内样品的移动,降低对工作室的开闭操作需求,降低对室内环境的破坏程度;同时,通过密封部件对穿通件与工作室穿通孔之间的间隙进行密封,实现移动密封功能,保证穿通件移动过程中,穿通孔处也不会形成气压泄露;如此,通过该气压环境维持结构,实现了对标的物进行室内转移的情况下,工作室室内始终能与外界维持隔离状态的效果,从而有效维持了工作室内所需的气压状态和气压环境,提高设备维持该环节工作需求的时长与状态,提高作业效率,也便于工作人员简捷高效地进行作业操作。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例中气压环境维持结构第一应用的剖面示意图;
19.图2为本实用新型实施例中气压环境维持结构第二应用的剖面示意图;
20.图3为图2中气压环境维持结构的外部连接示意图;
21.图4为本实用新型实施例中气压环境维持结构的拆分示意图;
22.图5为本实用新型实施例中气压环境维持结构第一角度的整体示意图;
23.图6为本实用新型实施例中气压环境维持结构第二角度的整体示意图;
24.图7为本实用新型实施例中气压环境维持结构的剖视图。
25.在图1-图7中:
26.1-工作室,11-传送通道,2-穿通杆,21-操控端,22-承载端,3-密封保护套,4-密封圈,5-穿通座,51-穿通孔,52-对接轴体,6-样品室,7-连接座,71-滑动通道,8-密封件。
具体实施方式
27.本技术提供了一种气压环境维持结构,工作人员在外部操作即可移动工作室内的样品,同时保证了物体移动过程中特定气压环境与外界环境始终保持隔离,确保工作室内长期有效维持工作所需的特定气压环境,提高作业效率,简便作业操作。本技术还提供了具有上述气压环境维持结构的一种扫描电镜。
28.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例,都属于本技术保护的范围。
29.如图1-图7所示,本技术实施例提供了一种气压环境维持结构,应用于室内有目标气压需求的工作室1上,该气压环境维持结构包括有穿通件及密封部件,其中,穿通件穿过设在工作室1室壁上并与工作室1室内空间连通的穿通孔51,并能够在穿通孔51内移动,穿通件的用于操控穿通件位移的操控端21位于室外、用于承载样品的承载端22位于室内,如此,在工作室1外即能够操控穿通件移动,而穿通件移动,会带动其承载端22上的样品在室内移动,完成样品位置变化,从而无需打开工作室1来移动样品,不会对室内的气压环境造成破坏;同时,密封部件设置在穿通件与穿通孔51之间,对穿通件与穿通孔51之间间隙进行密封,以使穿通件在移动过程中,此间隙被有效密封,穿通孔51处也不会形成气压泄露,工作室1室内与室外保持密封隔离。
30.如此设置,本实施例提供的该气压环境维持结构,通过操控穿通件能在避免打开工作室1的情况下,实现室内样品的移动,降低对工作室1的开闭操作需求,降低对室内环境的破坏程度;同时,通过密封部件对穿通件与工作室1穿通孔51之间的间隙进行密封,实现移动密封功能,保证穿通件移动过程中,穿通孔51处也不会形成气压泄露;从而,本实施例的气压环境维持结构,实现了对样品进行室内转移的情况下,工作室1室内始终能与外界维持隔离状态的效果,有效维持了工作室1内所需的气压状态和气压环境,提高设备维持该环节工作需求的时长与状态,提高作业效率,也便于工作人员简捷高效地进行作业操作。
31.上述实施例的气压环境维持结构,具有穿通件密封穿通移动功能,通过操控穿通件能在避免打开工作室1的情况下,实现室内样品的移动,实现了对样品进行室内转移的情况下,工作室1室内始终能与外界维持隔离状态的效果。进一步地,本实施例还提供了在取放样品的操作中,降低对工作室1内气压破坏程度的实施结构,以能够进一步维持工作室1内所需的气压状态和气压环境,提高设备维持该环节工作需求的时长与状态,提高作业效率。
32.本实施例中,如图2和图3所示,气压环境维持结构还包括有用于取放样品的样品室6,样品室6上开设有供样品进出的样品口及导通或密闭样品口的室门,同时,样品室6通过供样品进出的传送通道11与工作室1相连通,样品室6、传送通道11均处于穿通件承载端22的移动范围内,承载端22可以带着样品经传送通道11在两个腔室之间移动,实现样品在两个腔室之间的转移。穿通孔51设置在工作室1的室壁上或者设置在样品室6的室壁上,即穿通件与工作室1连接或与样品室6连接均可。进一步地,两个腔室之间设置有用于导通或密闭传送通道11的密封隔离组件。
33.当工作室1内预设好了特定的气压,通过密封隔离组件密闭传送通道11,工作室1与外部隔离,可以维持所需气压,而样品室6内可以预设与工作室1相同的气压,也可以是预设介于外界大气与工作室1内气压之间的气压环境。当需要放入样品,维持对传送通道11的密封,打开样品室6,将样品置入样品室6并放置在穿通件的承载端22上,在密闭样品室6的样品口之后,打开传送通道11,通过穿通件将样品移入工作室1内,而后快速将穿通件移出工作室1并密闭传送通道11。当需要取出工作室1内的样品时,首先维持样品口密闭,然后打开传送通道11,通过穿通件快速地将样品移出工作室1,而后快速密闭传送通道11,然后打开样品口,取走样品后再次密闭。如此设置,在取放样品的过程中,也尽最大程度的减少了工作室1的开闭时长,又由于样品室6内的气压接近工作室1内的气压,在打开工作室1时,也
会降低对工作室1内气压的破坏性,从而,本实施例提供的气压环境维持结构,实现了,在现有技术里对室内气压破坏性极大的取放样品的过程中,显著降低了对工作室1室内气压的破坏程度的功能,可以使工作室1快速恢复所需的工作环境,提高在工作室1内所进行工序的工作效率,尤其是当工作室1内需要的是高真空环境时,由于高真空环境的恢复速度慢,若工作室1打开的时间较长,会严重影响工作室1内工序进行的效率,将本实施例提供的气压环境维持结构应用到具有高真空需求的工作室1的密封隔离上,可以显著且有效的提高其室内的高真空环境维护效果,提高工作效率。
34.同时,无论穿通件是移动连接在样品室6上还是移动连接在工作室1上,由于密封部件对穿通件与穿通孔51之间的良好密封,具备移动密封功能,从而,都不会对室内气压造成破坏,结构性能优异。
35.无论穿通件是应用在单独的工作室1上,还是应用在同时具有样品室6及工作室1的工况中,具体而言,密封部件可以包括密封胶垫,围绕穿通孔51铺设并沿周向包裹穿通件。或者,如图1和图2所示,本实施例中,密封部件包括密封穿通孔51与穿通件之间间隙的密封圈4,密封圈4可套设在穿通件上或内嵌在穿通孔51的内壁上;使用密封圈4密封,在周向上没有对接或拼接缝隙,其一体成型的结构,更能保证良好的密封效果,且可以直接套设在穿通件上,更便于实施。如,在密封部件包括密封圈4的优选实施方式中,密封圈4套设在穿通件上并塞设穿通孔51内,如此设置,只需保证密封圈4与穿通孔51在尺寸上的紧密配合即能保证良好的密封效果,且相比于将密封圈4内嵌在孔壁上,本方式无需在孔壁上设置容纳密封圈4的凹槽,避免繁琐的加工过程,更便于结构的成型。
36.穿通件可以是杆件,也可以是其他类型,为杆件时,在穿通孔51内滑动位移,为其他类型的结构如板块或球体,可以是滑动也可以是铰接转动,可以根据具体情况而设定。
37.为确保样品在工作室1内的顺利位移,保证密封的情况下同时保持穿通件在穿通孔51内的正常移动,本实施例中,穿通件设置为可滑动的穿设在穿通孔51内的穿通杆2,穿通杆2的一端位于室外并形成上述操控端21,另一端穿过穿通孔51位于工作室1室内并形成上述承载端22,用于承载和带动样品位移,如此,对穿通杆2进行推拉,即可进行位移进而实现样品在室内的位置调整,不仅便于操作和操控,执行也平稳顺畅。操控端21可以设置有操作把手,便于工作人员握持,承载端22可以设置有用于承载样品的承载部件,承载部件根据具体的应用需求进行具体设定。
38.同时,密封部件不仅包括套设在穿通杆2上的密封圈4,还包括密封穿通孔51与穿通杆2之间的间隙、并套设在穿通杆2上的密封保护套3,密封保护套3与密封圈4沿穿通杆2的轴向排列;密封保护套3及密封圈4的内外径,均分别与穿通杆2的外径及穿通孔51内径进行匹配。如此设置,一方面,密封保护套3与密封圈4共同对穿通杆2与穿通件之间的间隙进行密封,提高了密封效果;另一方面,密封保护套3具有轴向长度,密封保护套3为移动的穿通杆2提供了具有轴向长度的密封性移动空间,换而言之,在穿通杆2进行轴向上的滑动时,位移路径的间隙在轴向上得到了具有长度性保障的有效密封,既确保了密封效果,同时,又保证了穿通杆2能够正常滑动,解决了现有技术中,穿通件在频繁移动的工况下容易导致密封不牢固,造成无法形成有效密封而使气压环境受到破坏的问题。
39.穿通孔51可以是直接开设在工作室1的室壁上的通孔,密封圈4、密封保护套3及穿通杆2等零部件与穿通孔51的连接,直接在工作室1上进行加工,然若具有工作室1的设备体
型大或不宜被频繁翻转或移动,则不便于进行各零部件与穿通孔51的连接及密封配合等加工操作。因此,本技术还提供了另一种实施例,该实施例中,气压环境维持结构还包括有穿通座5,工作室1的室壁上设置有一个沿厚度方向贯通的通孔,也可以为传送通道11,而上述与穿通杆2进行密封配合的穿通孔51设置在穿通座5上,穿通座5连接在工作室1的外壁上,穿通孔51与工作室1室壁上的通孔即传送通道11相连通,同时,穿通座5与外壁进行密闭连接,防止气压泄漏;穿通杆2穿过穿通孔51再穿过传送通道11而伸入工作室1内,密封保护套3与密封圈4均设置在穿通座5上的穿通孔51内。如此设置,穿通杆2与工作室1上的传送通道11之间无需进行密封,也能保证在移动过程中密封工作室1,则,穿通杆2、密封保护套3及密封圈4均与穿通座5进行连接,这些部件基本构成了气压环境维持结构的主体,在主体制作完成后,将穿通座5直接连接到工作室1壁上,即可以完成气压环境维持结构的应用。该实施结构具有以下有益效果:第一方面,便于进行零部件之间的连接,便于进行加工制作,也避免了对工作室1造成损坏,降低生产成本;第二方面,便于对各零部件进行维修、检修或更换,更易于维持较长的保证有效密封的使用期限;第三方面,该气压环境维持结构的实施主体,与工作室1相独立设置,不受实施对象的约束,可以匹配和应用到各种设备上各种结构的腔室的密封上,应用和实施方面均灵活方便。
40.穿通座5与工作室1外壁需要进行密封连接,以防止从二者的连接处形成气压泄漏,故,如图1和图6所示,穿通座5用于和工作室1外壁连接的一侧与工作室1外壁之间设置有密封件8,该密封件8整体呈环状并围绕工作室1的通孔而设,具体可以是密封胶垫或密封圈。
41.穿通座5可以是板块状,贴合在工作室1外壁上,密封件8嵌入在穿通座5上或工作室1外壁上。穿通座5与工作室1连接的一侧还可以设置有用于穿入工作室1通孔内的对接轴体52,对接轴体52凸出于穿通座5用于和外壁贴合连接的端面,外径与工作室1通孔的内径匹配,同时,穿通孔51开设在对接轴体52上。如此设置,一方面,便于对穿通座5的连接进行定位,简便实现穿通孔51与工作室1通孔的对正,另一方面,也提高了穿通孔51与工作室1通孔的同轴度;再一方面,延长了穿通孔51的轴向长度,提高密封性能和密封效果。
42.穿通座5与工作室1可以是通过紧固件或卡合类连接结构进行可拆卸连接,也可以是通过粘结或焊接等方式进行不可拆的固定连接。
43.穿通孔51可以是等径直孔,或者,如图7所示,呈台阶孔状,包括具有大直径d2的粗孔段及具有小直径d0的细孔段,密封保护套3及密封圈4均设置在粗孔段内,细孔段相较于粗孔段更靠近工作室1。细孔段直接与穿通杆2配合。如此设置,细孔段可以形成一个拦挡台阶,密封圈4与密封保护套3的轴向端部与该拦挡台阶相抵,可以防止受穿通杆2的移动摩擦影响,密封圈4与密封保护套3会产生轴向位移而影响密封效果。
44.密封保护套3及密封圈4的配合设置,保证了穿通杆2轴向滑动过程中对移动间隙的有效密封,保证室内环境可以维持工作所需的特定气压。然,若出现穿通杆2偏移、歪斜等具有径向位移的情况,会对密封保护套3及密封圈4进行挤压,容易导致密封短暂失效,而出现此类情况较频繁时,会对密封保护套3及密封圈4造成损坏,导致密封长期失效,该结构不能继续使用等严重问题。故,为解决该问题,保证穿通杆2的平稳滑动,减少穿通杆2的偏移、歪斜等情况,本实施例中,如图1和图3所示,气压环境维持结构还包括形成于工作室1外并供穿通杆2滑移的滑动通道71,滑动通道71与穿通孔51连通并与工作室1的外壁密封连接。
优选方案中,滑动通道71的横截面呈圆形,等径延伸,并与穿通孔51同轴设置。如此,穿通杆2在滑动通道71中滑动,受滑动通道71的约束,保证穿通杆2在移动过程中维持较高的与穿通孔51的同轴性,甚至,在受到径向力如意外撞击或操作不当时,也能够避免发生歪斜或偏移,防止造成密封失效或对密封部件进行挤压等不良后果,显著提高了结构稳定性及安全性,增强使用性能,大程度的解决了导致密封失效的问题,保障并提高密封效果及长期有效性,延长使用期限。
45.滑动通道71形成在连接座7上,若穿通孔51直接开设在工作室1上,则连接座7直接与工作室1的外壁进行密闭连接,可以通过在二者之间设置围绕传送通道11设置的密封圈实现密封;若穿通孔51设置在穿通座5上,连接座7与穿通座5的远离工作室1的一侧相连接,可以是通过紧固件或卡合类连接结构进行可拆卸连接,也可以是通过粘结或焊接等方式进行不可拆的固定连接。
46.在上述气压环境维持结构的基础之上,本技术还提供了一种扫描电镜,包括工作室1及应用于该工作室1的气压环境维持结构,该工作室1即为上述的工作室1,该气压环境维持结构即为上述的气压环境维持结构。
47.由于此扫描电镜具有上述的工作室1,工作室1上又设有上述的气压环境维持结构,所以该扫描电镜由气压环境维持结构带来的有益效果请参见上述内容,在此不再赘述。
48.本技术中涉及的部件、装置仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照附图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的,可以按任意方式连接、布置、配置这些部件、装置。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇,指“包括但不限于”,且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”,且可与其互换使用,除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”,且可与其互换使用。
49.还需要指出的是,在本技术的装置中,各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
50.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的,并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此,本技术不意图被限制到在此示出的方面,而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
51.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外,此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例,但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
52.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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