DD203391A1

DD203391A1 - DEVICE FOR COOLING AN ELECTROTHERMIC ATOMIZER

Info

Publication number: DD203391A1
Application number: DD23374981A
Authority: DD
Inventors: Werner Huettig
Original assignee: Werner Huettig
Priority date: 1981-10-01
Filing date: 1981-10-01
Publication date: 1983-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuehlen eines elektrothermischen Atomisators, der in Atomabsorptionsspektrometern verwendet werden kann. Die Vorrichtung ist so auszubilden, dasz die Fluessigkeitsleitung um lange Elektroden und Kuevetten und die Versorgungsdurchfuehrung ins Kuevetteninnere gewaehrleistet ist. Zwei Kuehlkoerperteile eines Kuehlkoerpers umschlieszen zu kuehlende Elektroden und eine Kuevette, wobei jedes Kuehlkoerperteil aus einem inneren und einem aeuszeren Teil besteht. In der Umfangsflaeche des inneren Teils ist mindestens ein Kanal vorgesehen, der einen Zuflusz und einen Abflusz aufweist. Mehrere Kanaele sind durch Nuten, die Zu- und Abfluesse darstellen, miteinander gekoppelt. Zwischen den Zu- und Abfluessen sind die Kanaele unterbrochen. Die Zufluesse der nebeneinander in der Umfangsflaeche befindlichen Kanaele sind versetzt angeordnet.The invention relates to a device for cooling an electrothermal atomizer which can be used in Atomabsorptionsspektrometern. The device is to be designed so that the fluid line around long electrodes and cuvettes and the supply leadthrough into the inside of the cuvette is ensured. Two cooling body parts of a cooling body surround electrodes to be cooled and a cuvette, each cooling body part consisting of an inner and an outer part. In the peripheral surface of the inner part, at least one channel is provided, which has a Zuflusz and a drain. Several channels are coupled to each other by grooves, which are inflows and outflows. Between the inflows and outlets the channels are interrupted. The inflows of the channels located side by side in the peripheral area are staggered.

Description

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Titel; Vorrichtung zum Kühlen eines elektrothe.rmischen Atomisators Title; Apparatus for cooling an electrolytic atomizer

Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines elektrothermischen Atomisators, der insbesondere in Atomabs orptionsspektrome tern verwendet werden kann.The invention relates to a device for cooling an electrothermal atomizer, which can be used in particular in Atomabs orptionsspektrome tern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;Characteristic of the known technical solutions;

In der flammenlosen Atomabsorptionsspektroskopie werden elektrothermische Atomisatoren verwendet, um Proben in einen atomaren Zustand zu versetzen. Über Elektroden wird ein hoher Strom durch eine Graphitrohrküvette geleitet. Die zu untersuchende Probe wird zuerst getrocknet, verascht und dann atomisiert. Die Elektroden und das Graphitrohr werden dabei sehr stark erhitzt, so daß eine Kühlung dieser Teile notwendig ist. Es ist eine Lösung bekannt geworden, die zwei Gehäuseteile besitzt, die jeweils aus einem kompakten Kühlmantel bestehen. In jedem der Kühlmäntel ist ein Kühlmittelkanal eingearbeitet. Nachteilig ist hier, daß das Einbringen von relativ vielen, langen und im Durchmesser kleinen Bohrungen vor allem bei säurebeständigen und sehr harten Werkstoffen technologische Schwierigkeiten bereitet· Das macht sich besonders bemerkbar, wenn längere Graphitrohrküvetten, Elektroden und andere Teile zu kühlen sind.In flameless atomic absorption spectroscopy, electrothermal atomizers are used to atomize samples. Via electrodes, a high current is passed through a graphite tube cuvette. The sample to be examined is first dried, ashed and then atomized. The electrodes and the graphite tube are heated very strongly, so that a cooling of these parts is necessary. It is known a solution that has two housing parts, each consisting of a compact cooling jacket. In each of the cooling jackets, a coolant channel is incorporated. The disadvantage here is that the introduction of relatively many, long and small diameter holes especially in acid-resistant and very hard materials prepares technological difficulties · This is particularly noticeable when longer graphite cuvettes, electrodes and other parts are to be cooled.

Eine andere Lösung bringt in die Stirnflächen der Gebäuseteile Nuten ein, die die Küvette u-förmig umschließenAnother solution introduces into the end faces of the parts of the body grooves which enclose the cuvette in a U-shape

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und in welche Kühlrohre eingepreßt werden, was herstellungstechnologisch Probleme aufwirft. Mit den eingepreßten Rohren kann nur eine relativ kleine Fläche gekühlt werden. Der erziehlbare Wärmeübergang ist stark von der verwendeten Technologie abhängig.and in which cooling tubes are pressed, which poses manufacturing technology problems. With the pressed-in pipes only a relatively small area can be cooled. The heat transferable depends on the technology used.

Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der genannten technischen Lösungen zu beseitigen und bekannte Fertigungstechnologien zur Einbringung von Kanälen in säurebeständige und harte Werkstoffe zu verwenden.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of said technical solutions and to use known production technologies for introducing channels into acid-resistant and hard materials.

Explanation of the essence of the invention;

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung zu schaffen, die die Flüssigkeitsleitung um lange Elektroden und Küvetten und die Versorgungsdurchführungen ins Küvetteninnere gewährleistet.The object of the invention is to provide a cooling device which ensures the liquid line to long electrodes and cuvettes and the feedthroughs into the cuvette interior.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Kühlen eines elektrothermischen Atomisators, der in einer Schutzgashülle zwischen zwei Elektroden eine Küvette enthält, aus zwei Teilen besteht und der von einem zweigeteilten Kühlkörper umgeben ist, wobei ein Kühlkörperteil die eine Elektrode und das andere Kühlkörperteil die andere Elektrode enthält und beide Kühlkörperteile hermetisch miteinander verbunden werden können, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Kühlkörperteil aus einem inneren und einem äußeren Teil besteht, die koaxial zueinander angeordnet und fest miteinander verbunden sind, daß jedes Kühlkörperteil in der Umfangsflache seines inneren Teils mindestens einen, im wesentlichen zur Küvettenachse konzentrisch verlaufenden Kanal mit einem Zufluß und einem Abfluß aufweist, von denen mindestens der Zufluß oder der Abfluß durch den äußeren Teil geführt ist und daß der Kanal zwischen dem Zufluß und dem Abfluß unterbrochen ist.The object is achieved by a device for cooling an electrothermal atomizer, which contains a cuvette in a protective gas between two electrodes, consisting of two parts and which is surrounded by a two-part heat sink, wherein a cooling body part containing an electrode and the other heat sink part, the other electrode and both heat sink parts can be hermetically connected to each other, according to the invention achieved in that each heat sink part consists of an inner and an outer part, which are arranged coaxially to each other and firmly connected to each other, that each heat sink member in the peripheral surface of its inner part at least one, substantially to Cuvette axis concentric channel having an inlet and an outlet, of which at least the inflow or outflow is passed through the outer part and that the channel between the inflow and the outflow is interrupted.

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Die Sohle des Kanals besteht aus mehreren ebenen Flächen, von denen jeweils zwei aneinander stoßen. Es ist vorteilhaft, wenn in der Umfangsfläche des inneren Teils eines Kühlkörperteils mindestens zwei Kanäle vorgesehen sind. Der Zufluß des einen der beiden Kanäle und der Abfluß des anderen der beiden Kanäle werden durch eine in der Umfangsfläche des inneren Teils im wesentlichen parallel zur Küvettenachse verlaufende Nut gebildet. Die Zuflüsse der nebeneinander in der Umfangsfläche des inneren Teils des einen Kühlkörperteils befindlichen Kanäle sind gegeneinander versetzt angeordnet.The sole of the channel consists of several flat surfaces, two of which abut each other. It is advantageous if at least two channels are provided in the peripheral surface of the inner part of a heat sink part. The inflow of one of the two channels and the outflow of the other of the two channels are formed by a running in the peripheral surface of the inner part substantially parallel to the cuvette axis groove. The inflows of the channels located side by side in the peripheral surface of the inner part of a heat sink member are arranged offset from one another.

Ausführungsbeispieli

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawing. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung1 shows a longitudinal section through a cooling device according to the invention

Fig. 2 einen Schnitt A-A der Vorrichtung gemäß Fig. 12 shows a section A-A of the device according to FIG. 1

Fig. 3 einen Schnitt B-B der Vorrichtung gemäß Fig. 13 shows a section B-B of the device according to FIG. 1

Fig. 4 einen Schnitt C-C der Vorrichtung gemäß Fig. 14 shows a section C-C of the device according to FIG. 1

Fig. 5 einen Schnitt D-D der Vorrichtung gemäß Fig. 15 shows a section D-D of the device according to FIG. 1

Die Vorrichtung besteht aus einer Küvette 1, die zwischen zwei Elektroden 2 und 3» koaxial zu einer Küvettenachse X-X befestigt und von einem Schutzmantel 4 umhüllt ist. Während der Schutzmantel 4 und die Elektrode 2 von einem Kühlkörper 5 umgeben ist, wird die Elektrode 3 von einem Kühlkörper 6 umschlossen. Die Kühlkörper 5 und 6 bestehen aus inneren Kernen 7 und 8 und äußeren Hüllen 9 und 10. Der Kern 7 und die Hülle 9 und der Kern 8 und die Hülle sind koaxial zueinander angeordnet und fest miteinander verbunden.The device consists of a cuvette 1 which is attached between two electrodes 2 and 3 "coaxially with a cuvette axis X-X and is enclosed by a protective jacket 4. While the protective jacket 4 and the electrode 2 are surrounded by a heat sink 5, the electrode 3 is enclosed by a heat sink 6. The heat sinks 5 and 6 consist of inner cores 7 and 8 and outer shells 9 and 10. The core 7 and the sheath 9 and the core 8 and the sheath are arranged coaxially with each other and firmly connected.

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Der Kühlkörper 5 und der Schutzmantel 4 sowie der Kühlkörper 6 und die Elektrode 3 bilden mit ihren sich gegenüberliegenden Stirnflächen 24 und 25 einen abgestuften Ringspalt 11. Dieser ist durch eine Dichtung 12 nach außen verschlossen. In den Kern 7 des Kühlkörpers 5 sind Kanäle 13» 14- und 15 eingearbeitet. Entsprechend ist im Kern 8 des Kühlkörpers 6 ein Kanal 19 vorgesehen. Die Hülle 9 und der Kern 7 des Kühlkörpers 5 weisen eine Probenzufuhröffnung 18 auf, die auch den Schutzmantel 4 durchdringt* Eine entsprechende öffnung 26 besitzt auch die Küvette 1.The heat sink 5 and the protective jacket 4 and the heat sink 6 and the electrode 3 form with their opposite end faces 24 and 25 a stepped annular gap 11. This is closed by a seal 12 to the outside. In the core 7 of the heat sink 5 channels 13 »14 and 15 are incorporated. Accordingly, a channel 19 is provided in the core 8 of the heat sink 6. The sheath 9 and the core 7 of the heat sink 5 have a sample supply opening 18, which also penetrates the protective sheath 4. A corresponding opening 26 also has the cuvette 1.

In Fig. 2, 3» 4 und 5 sind Querschnitte durch die Kanäle 13.» 14» 15 und 19 dargestellt. Sie veranschaulichen deren Form und Aufbau. Der Kanal 13 (Fig. 2) ist mit einem Zufluß 20, der Kanal 15 (Fig. 4) mit einem Abfluß 21 und der Kanal 19 (Fig. 5) mit einem Zufluß 22 und einem Abfluß 23 versehen, die durch die Hüllen 9 und 10 geführt sind. Eine Nut 16 und eine Nut 17 stellen Zu- und Abflüsse dar und verbinden die Kanäle 13 und 14 sowie 14 und 15 miteinander. Die Kanäle sind nutenförmig gearbeitet und umschließen die Kerne 7 und 8 nicht vollständig, so daß sie zwischen den Zu- und Abflüssen jeweils unterbrochen sind. Es sind ebene Sohlenflächen 27, 28, 29 und 30 vorgesehen. Möglich ist es auch die Sohlenflächen als gekrümmte Flächen auszubilden. Die Probenzufuhröffnung 18 in Fig. 4 veranschaulicht, wie Versorgungsöffnungen ausgebildet sein können. Zur Kühlung fließt Kühlflüssigkeit durch den Zufluß 20, durchströmt den Kanal 13 und gelangt durch die Nut 16 in den Kanal 14, von hieraus durch die Nut 17 in den Kanal 15, wo sie durch den Abfluß 21 austritt* Der Kanal 19 stellt ein separates Kühlsystem dar, bei dem die Kühlflüssigkeit durch den Zufluß 22 ein- und durch den Abfluß 23 austritt*In Fig. 2, 3 »4 and 5 are cross sections through the channels 13.» 14 »15 and 19 shown. They illustrate their form and structure. The channel 13 (Fig. 2) is provided with an inlet 20, the channel 15 (Fig. 4) with a drain 21 and the channel 19 (Fig. 5) with an inlet 22 and a drain 23 through the sheaths 9 and 10 are guided. A groove 16 and a groove 17 are inflows and outflows and connect the channels 13 and 14 and 14 and 15 with each other. The channels are groove-shaped and do not completely surround the cores 7 and 8, so that they are interrupted between the inflows and outflows, respectively. There are flat sole surfaces 27, 28, 29 and 30 are provided. It is also possible to form the sole surfaces as curved surfaces. The sample delivery port 18 in Fig. 4 illustrates how supply ports may be formed. For cooling, cooling fluid flows through the inlet 20, flows through the channel 13 and passes through the groove 16 in the channel 14, from there through the groove 17 in the channel 15, where it exits through the drain 21 * The channel 19 provides a separate cooling system in which the cooling liquid enters through the inflow 22 and exits through the outflow 23 *

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Durch die Ausführung der Kühlvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel lassen sich relativ lange Atomisatoren in geeigneter Weise kühlen, denn es können beliebig viele Kanäle hintereinander gekoppelt werden. Durch die Möglichkeit, die Kanäle in den Kern einzufrasen, können sehr harte und säurebeständige Werkstoffe verwendet werden.By carrying out the cooling device according to the exemplary embodiment, relatively long atomizers can be cooled in a suitable manner, since any number of channels can be coupled in succession. The ability to freeze the channels into the core allows very hard and acid resistant materials to be used.

Claims

i if

Erfindungsanapruch;

An apparatus for cooling an electrothermal atomizer which contains a cuvette in a protective gas envelope between two electrodes, which is composed of two parts and which is surrounded by a two-part heat sink, wherein one heat sink part contains one electrode and the other heat sink part the other electrode and both heat sink parts be hermetically interconnected, characterized in that each heat sink member consists of an inner and an outer part, which are arranged coaxially with each other and fixedly connected to each heat sink part in the peripheral surface of its inner part at least one _s substantially concentric to the cuvette axis channel having an inlet and a drain , of which at least the inflow or outflow is guided through the outer part and that the channel between the inflow and the outflow is interrupted »

2. Device according to item 1, characterized in that the sole of the channel consists of several flat surfaces, of which two abut each other _e

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Device according to item 2, characterized in that at least two channels are provided in the peripheral surface of the inner part of a heat sink member and that the inflow of one of the two channels and the outflow of the other of the two channels is defined by a peripheral surface of the inner part essentially parallel to the cuvette axis groove are formed.

4. Device according to point 3, characterized in that the inflows of the channels located side by side in the peripheral surface of the inner part of the one heat sink part are offset relative to one another.

For this 3 pages drawings

September 22, 1981
WES 2 / slz

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