[发明专利]一种解封样品密封器的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于真空技术领域，具体涉及一种解封样品密封器的装置及方法。

背景技术

深空探测是推动国家科技进步、开展新技术和新型部件技术试验验证的重要手段，也是世界各航天大国航天领域的重点发展方向。深空探测的重要任务之一就是在深空获取土壤、岩石等样品，完好封存并携带返回地球进行科学研究。根据我国深空探测发展规划，我国将于2020年前实现珍稀样品的无人采样与返回。近年来国内许多单位为此研制了珍稀样品密封装置，这些装置中部分采用了真空密封方式，即在星体本身的超高真空环境中把采集到的样品放入容器中，再进行真空密封，使样品保持在原有的真空环境中。这样可使珍稀样品在返回地面以及研究分析过程中不受地球大气环境的影响，避免造成样品的污染，使样品的分析结果能够反映原始的状况。为此，作为珍稀样品存贮与处理环境保持的一个重要环节，需要开展针对样品密封装置研究及其真空环境的解封技术。为此，本发明提出了在高真空环境下对珍稀样品密封装置进行解封的方法，并研制了解封装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种解封样品密封器的装置及方法，避免了珍稀样品在解封过程中受到地球外部环境（如水、氧气等）的污染，且该装置结构简单，操作便捷，便于珍稀样品密封装置在高真空环境下的解封。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种用于解封样品密封器的装置，包括主真空室、第一真空手套组件、第二真空手套组件、第一观察窗、第二观察窗、上真空传动机构、下真空传动机构、电阻规、电离规、压阻真空计、涡轮分子泵、干泵、第一真空阀门、第二真空阀门、第三真空阀门、第四真空阀门、第五真空阀门、第六真空阀门、气瓶和样品密封器；

所述主真空室为圆球形结构，在所述主真空室上设有舱门，在所述主真空室上开有四个安装孔，所述四个安装孔分别位于所述主真空室垂直相交的轴线上，在所述主真空室垂直轴线的上端两侧分别开有通孔；在所述主真空室垂直轴线的下端两侧分别开有管道连接孔；

在所述上真空传动机构和下真空传动机构设有托盘；

其连接关系在于：所述第一真空手套组件和第二真空手套组件通过其手套底部密封安装在所述主真空室水平轴线两端的安装孔处，所述第一观察窗和第二观察窗密封安装在所述主真空室垂直轴线上端两侧的通孔处，所述上真空传动机构和下真空传动机构密封安装在所述主真空室垂直轴线两端的安装孔处，所述样品密封器置于所述主真空室内并固定在下真空传动机构的托盘上；所述电阻规、电离规、压阻真空计分别密封安装在所述上真空传动机构两侧；所述第一真空手套组件和第二真空手套组件的内腔分别与所述干泵通过管路相连，在其对应的管路上安装所述第四真空阀门、第五真空阀门；所述主真空室的第一管道连接孔通过管路与所述气瓶相连并在其管路上安装所述第六真空阀门，所述主真空室的第二管道连接孔通过管路与所述涡轮分子泵的一端相连并在其管路上安装所述第一真空阀门，所述涡轮分子泵的另一端通过管路与干泵相连并在其管路上安装第三真空阀门；所述主真空室的第二管道连接孔还通过管路与所述干泵相连并在其管路上安装第二真空阀门。

解封方法如下：

步骤一、打开主真空室舱门，将样品密封器固定于下真空传动机构的托盘上；

步骤二、调节上真空传动机构，使上真空传动机构的托盘与样品密封器的盖板连接并固定，关闭主真空室舱门；

步骤三、用盲板分别将真第一空手套组件和第二真空手套组件密封，开启干泵，打开第四真空阀门和第五真空阀门，对真空手套组件和真空手套组件内腔抽真空，抽真空完毕后，关闭第四真空阀门和第五真空阀门；

步骤四、打开第二真空阀门，利用干泵对主真空室抽粗真空，观察电阻规的读数，待电阻规的读数低于10Pa时，关闭第二真空阀门；

步骤五、打开第三真空阀门，对涡轮分子泵抽粗真空，抽真空完毕后，开启涡轮分子泵，打开第一真空阀门，对主真空室抽真空，待电离规的读数低于5×10^-3Pa时，关闭第一真空阀门，停止抽气；

步骤六、打开第六真空阀门，通过气瓶往主真空室内充入高纯氮气，观察压阻真空计的读数，待主真空室内的压力接近外界大气压室时，关闭第六真空阀门，停止充气；

步骤七、解除真空手套组件和真空手套组件上的盲板，通过真空手套组件和真空手套组件的操作，解除样品密封器上盖板的锁紧密封件；

步骤八、用盲板将真空手套组件和真空手套组件密封，打开第二真空阀门，利用干泵对主真空室抽粗真空，观察电阻规的读数，待电阻规的读数低于10Pa时，关闭第二真空阀门；