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专利名称：一种新型玻璃高真空实验测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化学反应装置领域，特别是涉及一种应用于催化剂原位表征、催化剂反应过程分析、分子光谱、化学分析、红外光谱、催化剂表面吸附物种、催化剂表征方面以及反应动态学等领域的新型玻璃高真空实验测试系统。
背景技术：
玻璃高真空实验测试系统，主要应用红外光谱催化剂原位表征、催化剂表面吸附物种和催化剂表征方面(探针分子的红外光谱)以及反应动态学方面的研究。至今，分子光谱尤其是红外光谱在催化研究中是最有前景和应用最广泛的表征方法。一般认为催化反应过程是通过反应物吸附在表面上，被吸附分子或者同另一被吸附分子反应，或者与另一气相分子反应，生成的产物最后脱附，使表面再生以实现催化循环。过去，对大多数催化反应机理的研究和控制是通过经验方法进行的。亦即从对反应物和产物的动力学观察来推论表面中间物，并以此来阐明反应机理。这些方法可以获得许多重要信息和对催化作用的深入理解，但是由于没有确切的有关表面吸附物种结构方面的知识为依据，用上述方法所获得的结果存在相当大的任意性，并且无法深入下去。由吸附分子的红外光谱可以给出表面吸附物种的结构信息，尤其可以得到在反应条件下吸附物种结构的信息。所以在许多年以前人们就对红外光谱用于催化作用研究十分感兴趣。目前红外光谱技术已经发展成为催化研究中十分普遍和行之有效的方法。研究的对象可以从工业上实用的负载催化剂、多孔材料到超高真空条件下的单晶或薄膜样品。它可以同热脱附(TPD)、四极质谱(MS)、色谱(GC) 等近代物理方法在线联合，获得对催化作用机理更为深入的了解。如果同原位X射线衍射仪、电镜、热分析技术相结合可研究催化剂和功能材料的相变，体相组成结构的变化，以及表面官能团的变化。从分子固体的红外光谱和拉曼光谱还可以研究分子晶体的对称性，崎变晶体纵向和横向的变化以及缺陷造成的影响。玻璃高真空实验测试系统主要为红外光谱应用于催化剂表面吸附物种和催化剂表征方面(探针分子的红外光谱)以及反应动态学方面的研究服务。高真空实验测试系统，现在市场现有产品大部分为全不锈钢材料设计，采用机械真空泵与分子泵配合，来实现高的真空度。但是该系统仅能简单抽取高的真空度，但是这种系统有几个问题无法解决(1)不锈钢管路虽然可以达到高的真空度，但是无法储存及输送试验中所需要的气体，因为会产生很多气体杂质；(2)对所需的探针分子如一氧化碳、一氧化氮、必定等进行纯化处理；C3)不锈钢材料不易与各种玻璃容器配合使用，很难实现快捷方便的装、卸玻璃容器；(4)很难实现高低真空间的互相转换；(5)该系统成本很高，为本实用新型价格的3-10倍。有鉴于上述现有的真空系统存在的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型玻璃高真空检测系统，使其更具有实用性和专业性
实用新型内容
[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种新型玻璃高真空实验测试系统，其可以保证实验中产生的真空度，达到10_4Pa，无泄漏或其他气体影响，并可以实现气体的纯化、高低真空的切换、便捷方便的标准接口，从而更加适于实用。为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案一种新型玻璃高真空实验测试系统，包括机械真空泵、高真空部、低真空部、真空计、高真空输出口、连接各部分的气路连接管和设于气路连接管上的阀门，其中机械真空泵通过气路连接管分成两路，一路连接至低真空部另一路依次通过缓冲球、玻璃扩散泵和液氮冷阱连接至高真空部，高真空部与液氮冷阱之间设有阀门，高真空部上连接有真空计、玻璃制备瓶和储气瓶，低真空部上设有进气口，进气口上设有阀门，高真空输出口通过三通玻璃真空阀门分别连接低真空部和高真空部，制备安瓶接口通过三通玻璃真空阀门分别连接低真空部和高真空输出口，高真空部和低真空部通过设有阀门的气路连接管连接。本实用新型可以通过如下技术特征增加其实用性。前述的新型玻璃高真空实验测试系统，其中所述低真空部和高真空部均为玻璃管。本实用新型可以通过如下技术特征增加其实用性。前述的新型玻璃高真空实验测试系统，其中所述真空计包括真空规管和精密真空表，其中紧密真空表与高真空部之间设有阀门。本实用新型可以通过如下技术特征增加其实用性。前述的新型玻璃高真空实验测试系统，其中所述机械真空泵通过真空波纹管或真空管作为气路连接管连接可伐接头，可伐接头分为两路，一路连接至低真空部，另一路连接至缓冲球，其中可伐接头与低真空部之间及可伐接头与缓冲球之间设有阀门。本实用新型可以通过如下技术特征增加其实用性。前述的新型玻璃高真空实验测试系统，其中所述储气瓶为两个，储气瓶与高真空部之间设有阀门。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于(1)高真空部全部采用玻璃管，解决了不锈钢容易被化学物质腐蚀和容易与产物气体发生物理化学吸附的问题。(2)高真空部、低真空部、储气瓶、玻璃阀门等组合使用，实现了对探针分子(一氧化氮、一氧化碳、吡啶等)纯化、储存和定量，并实现了高低真空的切换，随时得到所需的真空度。(3) 二级真空泵采用玻璃扩散泵，成本仅为分子泵成本的10%，大大降低了整套系统的成本。(4)本实用新型采用不锈钢材料和玻璃材料相结合的方式设计，玻璃与金属间采用可伐(Kovar)接头焊接，即保证了密封性也保证了产品的稳定性。本实用新型为科学实验提供一套完整的密封性能完好的实验设备，该设备其可以保证实验中产生的真空度，达到10_4Pa，无泄漏或其他气体影响，并可以实现气体的纯化、高低真空的切换、便捷方便的标准接口，从而更加适于实用，尤其在催化剂原位红外表征上得到很好的应用。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

图1为本实用新型的新型玻璃高真空实验测试系统的结构示意图。图2是本实用新型的新型玻璃高真空实验测试系统的三通真空玻璃阀构成示意图。图3是本实用新型的新型玻璃高真空实验测试系统的二通真空玻璃阀构成示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。图1为本实用新型的新型玻璃高真空实验测试系统的结构示意图；图2是本实用新型的新型玻璃高真空实验测试系统的三通真空玻璃阀构成示意图；图3是本实用新型的新型玻璃高真空实验测试系统的二通真空玻璃阀构成示意图。如图1所示，一种新型玻璃高真空实验测试系统，包括由气路连接管连接的机械真空泵A、可伐接头C、缓冲球D、玻璃扩散泵E、液氮冷阱F、高真空部P和低真空部Q，机械真空泵A通过真空波纹管B连接可伐接头C，可伐接头C分成两路，一路连接至低真空部Q，另一路依次连接缓冲球D、玻璃扩散泵 E、液氮冷阱F、高真空部P。可伐接头C与低真空部Q之间设有阀门01，可伐接头C与缓冲球D之间设有阀门11，液氮冷阱F与高真空部之间设有阀门09。高真空部P上连接有玻璃制备瓶K、真空规管G、精密真空表J、作为储气瓶的玻璃球瓶H和玻璃球瓶I。玻璃制备瓶 K，用于气体的纯化与制备。精密真空表J、真空规管G分别测量系统的低真空及高真空度。 储气瓶用于储存探针分子、气体纯化，方便实验中通入所需的气体并进行使用前的纯化。高真空部P与玻璃球瓶H之间设有阀门07，高真空部P与玻璃球瓶I之间设有阀门08。高真空部P与玻璃制备瓶K之间设有阀门06。高真空部P与精密真空表J之间设有阀门10。 高真空部P与低真空部Q之间通过设有阀门04的气路连接管连通。低真空部Q上设有进气口 L，进气口 L上设有阀门05。进气口 L为高真空部P服务，并实现高低真空的转换。高真空输出口 M通过三通玻璃真空阀门分别与高真空部P和低真空部Q连通。高真空输出口 M为标准玻璃接头，即可以保证高真空度，也方便与测试样品池或测试容器相通。制备安瓶 N通过三通玻璃真空阀门02分别与低真空部Q和高真空输出口 M连通。制备安瓶N，用于液体的纯化与制备。机械真空泵A、真空波纹管B、可伐KF接头C和缓冲球D组成一级真空泵，用于抽取低真空段，该部分真空可以抽取到lO—Ta。玻璃扩散泵E，用于提升真空度，提升真空度到10_4Pa，此为二级真空泵。液氮冷阱F用于冷却系统中杂质气体，也有利于帮助提高真空度。玻璃球瓶H、I为储气瓶，用于储存备用纯化好的气体。高真空部P采用玻璃管，为工作玻璃管，为本实用新型的核心部分。低真空部Q采用玻璃管，为高真空部P服务， 并实现高低真空的转换。本实用新型中的所有阀门都采用玻璃真空阀门，更好的保证了气密性。其中阀门01、04、05、06、07、08、09、10、11为二通玻璃真空阀门。二通玻璃真空阀门的构造见图3，三通玻璃真空阀门的构造见图2。[0028]本实用新型为科学实验提供一套完整的密封性能完好的实验设备，该设备其可以保证实验中产生的真空度，达到10_4Pa，无泄漏或其他气体影响，并可以实现气体的纯化、 高低真空的切换、便捷方便的标准接口，从而更加适于实用，尤其在催化剂原位红外表征上得到很好的应用。以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种新型玻璃高真空实验测试系统，其特征在于，包括机械真空泵、高真空部、低真空部、真空计、高真空输出口、连接各部分的气路连接管和设于气路连接管上的阀门，其中机械真空泵通过气路连接管分成两路，一路连接至低真空部另一路依次通过缓冲球、玻璃扩散泵和液氮冷阱连接至高真空部，高真空部与液氮冷阱之间设有阀门，高真空部上连接有真空计、玻璃制备瓶和储气瓶，低真空部上设有进气口，进气口上设有阀门，高真空输出口通过三通玻璃真空阀门分别连接低真空部和高真空部，制备安瓶接口通过三通玻璃真空阀门分别连接低真空部和高真空输出口，高真空部和低真空部通过设有阀门的气路连接管连接。
2.根据权利要求1所述的新型玻璃高真空实验测试系统，其特征在于，其中所述低真空部和高真空部均为玻璃管。
3.根据权利要求1所述的新型玻璃高真空实验测试系统，其特征在于，其中所述真空计包括真空规管和精密真空表，其中紧密真空表与高真空部之间设有阀门。
4.根据权利要求1所述的新型玻璃高真空实验测试系统，其特征在于，其中所述机械真空泵通过真空波纹管或真空管作为气路连接管连接可伐接头，可伐接头分为两路，一路连接至低真空部，另一路连接至缓冲球，其中可伐接头与低真空部之间及可伐接头与缓冲球之间设有阀门。
5.根据权利要求1所述的新型玻璃高真空实验测试系统，其特征在于，其中所述储气瓶为两个，储气瓶与高真空部之间设有阀门。
专利摘要本实用新型公开了一种新型玻璃高真空实验测试系统，包括机械真空泵、高真空部、低真空部、真空计、高真空输出口、连接各部分的气路连接管和设于气路连接管上的阀门，其中机械真空泵通过气路连接管分成两路，一路连接至低真空部另一路依次通过缓冲球、玻璃扩散泵和液氮冷阱连接至高真空部，高真空部与液氮冷阱之间设有阀门，高真空部上连接有真空计、玻璃制备瓶和储气瓶，低真空部上设有进气口，进气口上设有阀门，高真空输出口通过三通玻璃真空阀门分别连接低真空部和高真空部，制备安瓶接口通过三通玻璃真空阀门分别连接低真空部和高真空输出口，高真空部和低真空部通过设有阀门的气路连接管连接。具有密封性能好，保证真空度的特点。
文档编号G01N21/35GK201993311SQ201120045149
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者牟涛, 王新伟, 蔡春水 申请人:北京中教金源科技有限公司