DE19927380A1 - Induktions-Aufschlußvorrichtung - Google Patents

Induktions-Aufschlußvorrichtung

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Abstract

Es wird eine Induktions-Aufschlussvorrichtung (10) mit einem Kippgestell (12) beschrieben, das mittels einer ersten Antriebseinrichtung (14) um eine horizontale Schwenkachse (16) hin und her verschwenkbar ist. Am Kippgestell (12) ist eine Lagereinrichtung (20) für einen Aufschluss-Tiegel (22) angebracht, die eine HF-Induktionsspule (26) aufweist. Der Aufschluss-Tiegel (22) ist an einer sich durch die Lagereinrichtung (20) hindurch erstreckenden Dreheinrichtung (44) anordenbar, die mittels einer zweiten Antriebseinrichtung (48) um eine zur Schwenkachse (16) senkrechte Rotationsachse rotativ antreibbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Induktions-Aufschlussvorrichtung, mit welcher es möglich ist, einen Aufschluss-Tiegel um eine horizontale Schwenkachse hin und her zu verschwenken, um das aufzuschliessende Material, bei dem es sich um die jeweilige zu analysierende Probe in Kombination mit einem Glasbildner handelt, beim Aufschluss zu homogenisieren. Zu diesem Zwecke, d. h. zum Homogenisieren des flüssigen Gemisches aus dem Glasbildner und der jeweiligen Probe, ist es bekannt, den Aufschluss-Tiegel beispielsweise um seine vertikale Achse hin und her zu schwenken. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Aufschluss-Tiegel um einen bestimmten Winkel aus der Lotrechten heraus zu neigen und den Tiegel um die geneigte Achse hin und her zu drehen. Bei einer weiteren bekannten Induktions-Aufschlussvorrichtung wird der Aufschluss-Tiegel um eine horizontale Schwenkachse hin und her geschwenkt, wie eingangs erwähnt worden ist. Des weiteren ist eine Induktions- Aufschlussvorrichtung bekannt, bei welcher der Aufschluss- Tiegel eine Rollbewegung um seinen Mittelpunkt in einer horizontalen Ebene durchführt. Alle diese bekannten Induktions- Aufschlussvorrichtungen weisen jedoch den Mangel auf, dass die Homogenisierung des aufgeschmolzenen Gemisches aus dem Glasbildner und der zu analysierenden Probe noch Wünsche offen lässt. Deshalb wurde auch bereits ein speziell gestalteter Aufschluss-Tiegel vorgeschlagen, der in seinem Boden wie bei einer Weinflasche mit einer zentralen Erhöhung ausgebildet ist. Bei dieser als Fluxer-BIS bekannten Induktions- Aufschlussvorrichtung wird der besagte Aufschluss-Tiegel um eine horizontale Achse hin und her geschwenkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktions- Aufschlussvorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, bei welcher die Homogenisierung des Gemisches aus flüssigem Probe- Material und Glasbildner auf einfache Weise weiter verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1, d. h. durch eine Induktions-Aufschlussvorrichtung mit einem Kippgestell gelöst, das mit einer ersten Antriebseinrichtung um eine horizontale Schwenkachse hin und her verschwenkbar ist, und an dem für einen Aufschluss-Tiegel eine Lagereinrichtung angebracht ist, die eine Hochfrequenz-(HF-)Induktionsspule aufweist und die mittels einer zweiten Antriebseinrichtung um eine zur Schwenkachse senkrechte Rotationsachse rotativ antreibbar ist.
Bei der erfindungsgemässen Induktions-Aufschlussvorrichtung wird der jeweilige Aufschluss-Tiegel also nicht nur um eine horizontale Schwenkachse hin und her verschwenkt oder nur rotativ angetrieben, sondern es wird eine Schwenkbewegung um eine horizontale Schwenkachse mit einer Drehbewegung um eine zur horizontalen Schwenkachse senkrechte Rotationsachse überlagert, d. h. kombiniert. Auf diese Weise wird die Schmelze aus dem Probe-Material und dem Glasbildner optimal homogenisiert. Bei dem Glasbildner handelt es sich beispielsweise um Elemente mit einem niedrigen Ionisationspotential wie Tetraborate oder Karbonate von Natrium und Lithium. Bei Proben mit metallischen Bestandteilen kann die Probe beispielsweise mit stark hygroskopischem Kaliumpyrosulfat aufgeschlossen, d. h. verdünnt werden.
Als zweckmässig hat es sich bei der erfindungsgemässen Induktions-Aufschlussvorrichtung erwiesen, wenn die erste Antriebseinrichtung eine Kolben-Zylinder-Einheit und wenn die zweite Antriebseinrichtung einen Motor aufweist. Bei diesem Motor kann es sich um einen Elektromotor handeln.
Vorteilhaft ist es, wenn die Aufschluss-Tiegel-Lagereinrichtung der erfindungsgemässen Induktions-Aufschlussvorrichtung einen mit der HF-Induktionsspule versehenen Lagerkörper mit einem zentralen Durchgangsloch aufweist, das oberseitig mit einer Erweiterung ausgebildet ist, in der ein tellerförmiger Keramikeinsatz mit einem zentralen Loch fixiert ist, und wenn sich durch das Durchgangsloch des Lagerkörpers und das zentrale Loch im Keramikeinsatz ein Stielelement hindurch erstreckt, das einteilig mit einem Tiegel-Aufnahmeteller für den jeweiligen Aufschluss-Tiegel ausgebildet und das mit der zweiten Antriebseinrichtung verbunden ist. Das Stielelement des Keramikeinsatzes ist hierbei zweckmässigerweise mittels einer Kupplung mit der zweiten Antriebseinrichtung drehmomentübertragend verbunden. Bei dieser Kupplung handelt es sich beispielsweise um eine Teflon-Kupplung. Der Lagerkörper besteht vorzugsweise aus einer Eingussmasse, in welche die HF- Induktionsspule eingebettet ist. Optimale HF-Eigenschaften ergeben sich, wenn die HF-Induktionsspule das zentrale Durchgangsloch im Lagerkörper und den tellerförmigen Keramikeinsatz konzentrisch umgibt und wenn die HF- Induktionsspule vom Keramikeinsatz zur Unterseite des Lagerkörpers hin verjüngt ausgebildet ist. Hierdurch ist eine HF-Richtcharakteristik realisierbar, welche den Aufschmelzvorgang des Pulvergemisches aus Probe-Material und Glasbildner im in der Induktions-Aufschlussvorrichtung befindlichen Aufschluss-Tiegel optimiert.
Zweckmässig ist es bei der erfindungsgemässen Induktions- Aufschlussvorrichtung, wenn die horizontale Schwenkachse, um welche das Kippgestell mittels der ersten Antriebseinrichtung hin und her verschwenkbar ist, derartig vorgesehen ist, dass ihre gedachte Verlängerung durch den jeweiligen, an der Lagereinrichtung gelagerten Aufschluss-Tiegel verläuft. Hierdurch wird die Durchmischung und somit die Homogenisierung von verflüssigtem Probe-Material und Glasbildner in vorteilhafter Weise mit relativ geringem Zeitaufwand optimiert.
Zum Schutze des in der erfindungsgemässen Induktions- Aufschlussvorrichtung angeordneten Aufschluss-Tiegels kann am Kippgestell über der Aufschluss-Tiegel-Lagereinrichtung eine Schutzgashaube vorgesehen sein. Das aus der Schutzgashaube austretende Schutzgas dient dabei zur Kühlung des besagten Aufschluss-Tiegels, so dass dieser wiederholt zur Anwendung gelangen kann.
Bei einer Ausbildung der zuletzt genannten Art kann die Schutzgashaube mittels einer dritten Antriebseinrichtung zwischen einer von der Aufschluss-Tiegel-Lagereinrichtung beabstandeten inaktiven Öffnungsstellung und einer zur Aufschluss-Tiegel-Lagereinrichtung benachbarten Aktivstellung hin und her verstellbar sein.
Die erfindungsgemässe Induktions-Aufschlussvorrichtung eignet sich in gleich optimaler Weise zum Aufschluss oxidischer Probe- Materialien wie zum Aufschluss metallischer Probe-Materialien. Dabei kann waagrecht vorgeschmolzen werden. Die Amplitude der Schwenkbewegung um die horizontale Schwenkachse kann einstellbar sein. Beispielsweise beträgt die Amplitude 20 Winkel-Grad um die Lotrechte. Desgleichen kann die Periodendauer dieser Pendelbewegung um die horizontale Schwenkachse einstellbar sein. Entsprechendes gilt für die Drehbewegung um die zur horizontalen Schwenkachse senkrechte Rotationsachse. Auch diese, d. h. die Drehzahl, kann einstellbar sein. Durch alle diese Einstellbarkeiten bzw. Einstell- Parameter ist der vom jeweiligen Probe-Material abhängige Aufschluss in vorteilhafter Weise optimierbar.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Induktions-Aufschlussvorrichtung.
Die Figur zeigt in einer schematischen Prinzip-Darstellung eine Ausbildung der Induktions-Aufschlussvorrichtung 10 mit einem schraffiert gezeichneten Kippgestell 12. Das Kippgestell 12 ist mittels einer ersten Antriebseinrichtung 14 um eine horizontale Schwenkachse 16 hin und her verschwenkbar. Das ist durch den bogenförmigen Doppelpfeil 18 angedeutet.
Am Kippgestell 12 ist eine Lagereinrichtung 20 für einen Aufschluss-Tiegel 22 angebracht. Die Lagereinrichtung 20 weist einen Lagerkörper 24 auf, der aus einer Eingussmasse besteht, in welche eine HF-Induktionsspule 26 eingebettet ist. Aus dem Lagerkörper 24 der Lagereinrichtung 20 stehen Anschlusselemente 28 und 30 der HF-Induktionsspule 26 heraus. Die Anschlusselemente 28 und 30 sind mit einem nicht gezeichneten HF-Generator zusammengeschaltet.
Der Lagerkörper 24 der Lagereinrichtung 20 weist ein zentrales Durchgangsloch 32 auf, das oberseitig mit einer Erweiterung 34 ausgebildet ist. In der Erweiterung 34 ist ein tellerförmiger Keramikeinsatz 36 fixiert. Der Keramikeinsatz 36 ist mit einem zentralen Loch 38 ausgebildet, dessen Durchmesser an den Durchmesser des zentralen Durchgangsloches 32 angepasst ist. Durch das Durchgangsloch 32 des Lagerkörpers 24 und das zentrale Loch 38 des Keramikeinsatzes 36 erstreckt sich ein Stielelement 40 hindurch, das einteilig mit einem Tiegel- Aufnahmeteller 42 ausgebildet ist. Der Tiegel-Aufnahmeteller 42 dient zur Aufnahme und Lagerung bzw. Halterung des Aufschluss- Tiegels 22.
Das Stielelement 40 und der Tiegel-Aufnahmeteller 42 bilden eine Dreheinrichtung 44, die mittels einer Kupplung 46 mit einer zweiten Antriebseinrichtung 48 drehmomentübertragend verbunden ist. Zu diesem Zwecke ist das Stielelement 40 beispielsweise mit zwei sich gegenüberliegenden Abflachungen 50 ausgebildet. Mit Hilfe der zweiten Antriebseinrichtung 48 ist die Dreheinrichtung 44 und somit der Aufschluss-Tiegel 22 um eine zur horizontalen Schwenkachse 16 senkrechten Rotationsachse 52 rotativ antreibbar. Das ist durch den bogenförmigen Pfeil 54 angedeutet.
Die erste Antriebseinrichtung 14 ist beispielsweise von einer Kolben-Zylinder-Einheit 56 und die zweite Antriebseinrichtung 48 ist beispielsweise von einem Getriebemotor 58 gebildet.
In der Figur ist eine HF-Induktionsspule 26 im Kippgestell­ festen Lagerkörper 24 verdeutlicht, die vom tellerförmigen Keramikeinsatz 36 der Dreheinrichtung 44 für den Aufschluss- Tiegel 22 zur Unterseite 60 des Lagerkörpers 24 hin parabolisch verjüngt ausgebildet ist, um das HF-Feld gezielt zum Aufschluss-Tiegel 22 zu richten bzw. zu fokussieren.
Die horizontale Schwenkachse 16, um die das Kippgestell 12 hin und her verschwenkbar ist, ist zweckmässigerweise derartig vorgesehen, dass ihre gedachte Verlängerung sich durch den an der Lagereinrichtung 20 gelagerten Aufschluss-Tiegel 22 hindurch erstreckt.
Am Kippgestell 12 der Induktions-Aufschlussvorrichtung 10 ist über der Lagereinrichtung 20 für den Aufschluss-Tiegel 22 eine Schutzgashaube 62 vorgesehen. Die Schutzgashaube 62 ist mit einer dritten Antriebseinrichtung 64 wirkverbunden, bei der es sich wie bei der ersten Antriebseinrichtung 14 um eine Kolben- ZylinderEinheit 66 handeln kann. Mit Hilfe der dritten Antriebseinrichtung 64 ist die Schutzgashaube 62 zwischen der in der Figur dargestellten, von der Aufschluss-Tiegel- Lagereinrichtung 20 beabstandeten inaktiven Öffnungsstellung und einer in der Figur nicht gezeichneten, zur Lagereinrichtung 20 benachbarten Aktivstellung hin und her verstellbar. Das ist durch den Doppelpfeil 68 angedeutet.
Die Schutzgashaube 62 ist mittels einer nicht gezeichneten Schlauchleitung mit einer nicht dargestellten Schutzgasquelle verbunden.
Bezugsziffernliste
10
Induktions-Aufschlussvorrichtung
12
Kippgestell (von
10
)
14
erste Antriebseinrichtung (für
12
)
16
horizontale Schwenkachse (von
12
)
18
bogenförmiger Doppelpfeil (um
16
)
20
Lagereinrichtung (an
12
)
22
Aufschluss-Tiegel
24
Lagerkörper (von
20
)
26
HF-Induktionsspule (in
24
)
28
Anschlusselement (von
26
)
30
Anschlusselement (von
26
)
32
zentrales Durchgangsloch (in
24
)
34
oberseitige Erweiterung (von
32
)
36
tellerförmiger Keramikeinsatz (in
34
)
38
zentrales Loch (in
36
)
40
Stielelement (von
44
)
42
Tiegel-Aufnahmeteller (von
44
)
44
Dreheinrichtung (für
22
)
46
Kupplung (zwischen
44
und
48
)
48
zweite Antriebseinrichtung (für
44
)
50
Abflachungen (an
40
)
52
Rotationsachse (von
44
)
54
bogenförmiger Pfeil (um
52
)
56
Kolben-Zylinder-Einheit (von
14
)
58
Getriebemotor (von
48
),
60
Unterseite (von
24
)
62
Schutzgashaube (an
12
)
64
dritte Antriebseinrichtung (für
62
)
66
Kolben-Zylinder-Einheit (von
64
)
68
Doppelpfeil

Claims (11)

1. Induktions-Aufschlussvorrichtung mit einem Kippgestell (12), das mittels einer ersten Antriebseinrichtung (14) um eine horizontale Schwenkachse (16) hin und her verschwenkbar ist, und an dem für einen Aufschluss-Tiegel (22) eine Lagereinrichtung (20) angebracht ist, die eine HF-Induktionsspule (26) aufweist, wobei der Aufschluss-Tiegel 22 mittels einer zweiten Antriebseinrichtung (48) um eine zur Schwenkachse (16) senkrechte Rotationsachse (52) rotativ antreibbar ist.
2. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinrichtung (14) eine Kolben- ZylinderEinheit (56) aufweist.
3. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Antriebseinrichtung (48) einen Motor aufweist.
4. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschluss-Tiegel-Lagereinrichtung (20) einen mit der HF-Induktionsspule (26) versehenen Lagerkörper (24) mit einem zentralen Durchgangsloch (32) aufweist, das oberseitig mit einer Erweiterung (34) ausgebildet ist, in der ein tellerförmiger Keramikeinsatz (36) mit einem zentralen Loch (38) fixiert ist, und dass sich durch das Durchgangsloch (32) des Lagerkörpers (24) und das zentrale Loch (38) im Keramikeinsatz (36) ein Stielelement (40) einer Dreheinrichtung (44) hindurch erstreckt, das einteilig mit einem Tiegel-Aufnahmeteller (42) für den jeweiligen Aufschluss-Tiegel (22) ausgebildet und das mit der zweiten Antriebseinrichtung (48) verbunden ist.
5. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stielelement (40) der Dreheinrichtung (44) mittels einer Kupplung (46) mit der zweiten Antriebseinrichtung (48) drehmomentübertragend verbunden ist.
6. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (24) aus einer Eingussmasse besteht, in welche die HF-Induktionsspule (26) eingebettet ist.
7. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Induktionsspule (26) das zentrale Durchgangsloch (32) im Lagerkörper (24) und den tellerförmigen Keramikeinsatz (36) konzentrisch umgibt.
8. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die HF-Induktionsspule (26) vom Keramikeinsatz (36) zur Unterseite (60) des Lagerkörpers (24) hin parabolisch verjüngt ausgebildet ist.
9. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Schwenkachse (16) derartig vorgesehen ist, dass ihre gedachte Verlängerung durch den jeweiligen, an der Lagereinrichtung (20) gelagerten Aufschluss-Tiegel (22) verläuft.
10. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Kippgestell (12) über der Aufschluss-Tiegel- Lagereinrichtung (20) eine Schutzgashaube (62) vorgesehen ist.
11. Induktions-Aufschlussvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzgashaube (62) mittels einer dritten Antriebseinrichtung (64) zwischen einer von der Aufschluss-Tiegel-Lagereinrichtung (20) beabstandeten inaktiven Öffnungsstellung und einer zur Aufschluss- Tiegel-Lagereinrichtung (20) benachbarten Aktivstellung hin und her verstellbar ist.
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