DE19964265C2 - Ofenreinigung eines Geräts für die Feststoff-Analyse von Materialproben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Verbrennungsanalyse von Feststoffproben. Derartige bekannte Geräte zur Verbrennungsanalyse von Feststoffproben sind im Hinblick auf ihre Betriebssicherheit erfindungsgemäß besonders vorteilhaft dadurch ausgestaltet, daß das Gerät einen Ofen (1), einen Tiegelspeicher (2), eine Tiegelzuführung (3) und eine Vorrichtung zur Ofenreinigung (4) aufweist, wobei die Vorrichtung zur Ofenreinigung (4) eine Absaugvorrichtung (26) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft Gerät zur Verbrennungsanalyse von Feststoffproben.

Die bekannten Geräte für die Feststoff-Analyse von Materialproben bieten bereits einen hohen Automatisationsgrad. Dieser Automatisationsgrad wird dadurch erreicht, daß ein zentraler Tiegelspeicher vorgesehen ist, daß die Tiegel aus dem zentralen Tiegelspeicher automatisch über eine Tiegelzuführung entnommen werden und dem Ofen zugeführt werden. Nach der Verbrennung bzw. Entgasung des Feststoffes erfolgt anschließend in der Regel eine automatische Ofenreinigung, um reproduzierbare Messungen zu gewährleisten. Nach der Ofenreinigung wird der nächste Tiegel zugeführt und die nächste Messung vorgenommen. Im Ergebnis lassen sich eine Vielzahl von Messungen ohne den Eingriff von Bedienungspersonal automatisiert durchführen. Die Steuerung erfolgt hierbei in der Regel über einen separaten Steuerrechner.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 30 19 466 A1 ist eine Vorrichtung zum Beschicken und Entladen eines Induktionsofens einer Analysiereinrichtung bekannt, welche lediglich eine manuelle Reinigung der Verbrennungskammer erlaubt. Eine manuelle Reinigung kann aber aufgrund der zumeist giftigen Verbrennungsrückstände in den Verbrennungskammern nur mit hohem Aufwand durchgeführt werden.

Dem gegenüber kann bei dem aus der US Patentschrift US 5,110554 bekannten Verbrennungsofen die Verbrennungskammer mit einem Reinigungsgas gereinigt werden. Die Reinigung erfolgt dabei jedoch nur unzureichend, da fest an der Verbrennungswand angelagerte Bestandteile nicht entfernt werden können.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 30 06 721 ist ferner eine Vorrichtung zum Reinigen von Verbrennungskammern bekannt, welche als integraler Bestandteil des Analysegerätes in der Form eines sich in der Verbrennungskammer bewegenden Reinigungselementes ausgebildet ist. Zwar kann ein derartiges Reinigungselement fest angelagerte Verbrennungsrückstände entfernen, jedoch können staubförmige Rückstände von Reinigungsprozessen in der Verbrennungskammer zurückbleiben und nächste Analysen beeinträchtigen. Ferner kann die durch das Reinigen auftretende Staubentwicklung die Betriebsicherheit des Gerätes zur Feststoffanalyse beeinträchtigen.

Der Lehre der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Gerät für die Feststoff-Analyse von Materialproben zur Verfügung zu stellen, welche eine besonders hohe Betriebssicherheit aufweist.

Gemäß der Lehre der Erfindung ist die aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gerät zur Verbrennungsanalyse von Feststoffproben einen Ofen, einen Tiegelspeicher, eine Tiegelzuführung und eine Vorrichtung zur Ofenreinigung aufweist, wobei die Vorrichtung zur Ofenreinigung eine Absaugvorrichtung aufweist.

Eine solche Absaugvorrichtung gewährleistet eine sichere Entsorgung des zum Teil giftigen Abriebs, der bei der Ofenreinigung anfällt. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Bedienungspersonal eines erfindungsgemäßen Gerätes für die Feststoff-Analyse von Materialproben nicht durch die Emission von unter Umständen giftigen Stäuben belastet wird.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Ofenreinigung eines Gerätes für die Feststoff-Analyse von Materialproben gemäß der Lehre der Erfindung auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Gerätes für die Feststoff-Analyse von Materialproben,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ofenreinigung gemäß der Lehre der Erfindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Gerätes für die Feststoff-Analyse von Materialproben weist einen Ofen 1, einen Tiegelspeicher 2, eine Tiegelzuführung 3 und eine Ofenreinigung 4 auf. Zusätzlich zu der Tiegelzuführung 3 ist zur Einbringung eines Tiegels 5 in den Ofen 1 ein Tiegellift 6 vorgesehen.

Weiter ist in Fig. 1 zu erkennen, daß es sich bei dem Ofen 1 um einen Hochfrequenz-Induktionsofen handelt, in dem der in ein Ofenrohr 7 eingebrachte Tiegel oder die in dem Tiegel befindliche Materialprobe über eine Hochfrequenz-Induktionsspule 8 beheizt wird. Das Ofenrohr 7 wird vor dem Beginn des Heizvorgangs durch einen Ofenverschluß 9 an seinem oberen Ende verschlossen. Der Verschluß des unteren Endes ergibt sich durch den angehobenen Tiegellift 6. Die Analyse der Feststoffprobe erfolgt bei dem Verbrennungsverfahren dadurch, daß die Feststoffprobe verbrannt wird und die durch die Verbrennung entstehenden Reaktionsgase über eine Reaktionsgasleitung 10 nicht dargestellten Infrarot- Detektoren zugeführt werden und dort analysiert werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Tiegelspeicher 2, wie an sich bekannt, als Tiegelkarussell ausgeführt.

Der automatisierte Meßablauf sieht zunächst die Abnahme des aus dem Ofen 1 entnommen Tiegels 5 vom Tiegellift 6, dessen Ablage in einem nicht dargestellten Sammelbehälter und die Abnahme eines neuen Tiegels 5 von dem Tiegelspeicher 2 und die Ablage dieses neuen Tiegels 5 auf dem Tiegellift 6 vor, wie dies durch die Pfeile angedeutet ist. Dabei sind entweder die Tiegel 5 bereits mit Materialproben versehen, oder aber die Tiegel 5 werden erst im Ofenrohr 7 von oben mit dem Material beschickt, was in der Regel in Öfen der Fall ist, in denen Graphittiegel durch direkten Stromfluß beheizt werden.

Nachdem der neue Tiegel 5 auf dem Tiegellift 6 abgestellt worden ist, wird der Tiegellift 6 angehoben, wodurch der Tiegel 5 in das Zentrum der Hochfrequenz-Induktionsspule 8 gebracht wird. Anschließend oder bereits vorher wurde das obere Ende des Ofenrohrs 7 durch den Ofenverschluß 9 verschlossen. Sobald das Ofenrohr 7 an seinem unteren und oberen Ende verschlossen ist, beginnt die Hochfrequenz- Induktionsspule 8 die Feststoffprobe bis zur Verbrennung zu beheizen. Dabei erfolgt, wie bereits oben beschrieben, eine Analyse der Reaktionsgase durch nicht dargestellte Infrarot-Detektoren. Nach der Verbrennung der Feststoffprobe wird der Tiegellift 6 abgelassen, der Ofenverschluß 9 geöffnet und das Ofenrohr 7 durch die Ofenreinigung 4, die an ihrem unteren Ende eine rotierende Bürste 11 aufweist, gereinigt.

In Fig. 2 ist schließlich eine Ofenreinigung 4 gemäß der Lehre der Erfindung dargestellt, die vollständig pneumatisch betätigbar ist. Diese Ofenreinigung 4 ist, anders als in Fig. 1 dargestellt, zwischen dem Ofenverschluß 9 und dem Ofenrohr - hier symbolisiert durch ein den Brennraum bildendes Ofenabschlußstück 20 - seitlich eingeschwenkt. Diese Schwenkbewegung gegenüber einer horizontal feststehenden Befestigungsplatte 21 erfolgt über ein pneumatisches Drehelement 22. Anschließend werden der untere Bürstenkopf 23 und der obere Bürstenkopf 24 über nicht im einzelnen dargestellte pneumatische Hubelemente angehoben bzw. abgesenkt und über ein pneumatisch betätigtes Drehelement 25 zur Reinigung um ihre Längsachse - und zwar abwechseln mit unterschiedlichem Drehsinn um etwa jeweils 270° - gedreht. Nach der Reinigung wird die Ofenreinigung 4 wieder aus dem Bereich zwischen Ofenverschluß 9 und Ofenrohr 7 heraus geschwenkt, so daß ein neuer Analysevorgang gestartet werden kann.

Um die vertikale Verschiebbarkeit der Ofenreinigung 4 zwischen einer Mittelposition, in der die Ofenreinigung 4 zwischen Ofenverschluß 9 und Ofenabschlußstück 20 seitlich eingeschwenkt wird, einer oberen Reinigungsposition, in der das Ofenabschlußstück 20 gereinigt wird, und einer unteren Reinigungsposition, in der der Ofenverschluß 9 gereinigt wird, zu gewährleisten, ist ein über ein 5-3-Wege-Ventil angesteuertes nicht dargestelltes und pneumatisch betätigbares Hubelement vorgesehen.

In Fig. 2 ist weiter dargestellt, daß die Ofenreinigung 4 eine Absaugvorrichtung 26 aufweist, die aus einem Absaugzylinder 27, einem Absaugrohr 28 und einer nicht dargestellten Saugeinheit besteht. Der Absaugzylinder 27 ist derart ausgestaltet, daß bei in das nicht im einzelnen dargestellte Ofenrohr eingeführten oberen Bürstenkopf 24 das Ofenrohr bis auf einen Ringspalt abschließt. Der über das Ansaugrohr 28 im Absaugzylinder 27 hergestellte Unterdruck bewirkt, daß die Umgebungsluft durch den Ringspalt in den Absaugzylinder 27 gesaugt wird und in das Absaugrohr 28 strömt und dabei die vom oberen Bürstenkopf 24 gelösten und in den Absaugzylinder 27 gefallenen Abriebpartikel mit sich reißt. Hierdurch ist gewährleistet, daß die beim Reinigungsvorgang entstehenden, zum Teil giftigen Abriebpartikel aus dem in Verbindung mit der Umgebungsluft stehenden Bereich entfernt werden und somit keine Gefahr mehr für das Bedienungspersonal darstellen. Selbstverständlich ist eine ähnliche Absaugvorrichtung auch in Verbindung mit dem Ofenverschluß 9 bzw. dem unteren Bürstenkopf 23 möglich. Die Abriebmenge, die bei der Reinigung des Ofenverschlusses 9 anfällt ist jedoch deutlich geringer, so daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf eine untere Absaugvorrichtung verzichtet worden ist.

Claims (1)

1. Gerät zur Verbrennungsanalyse von Feststoffproben, gekennzeichnet durch einen Ofen (1), einen Tiegelspeicher (2), eine Tiegelzuführung (3) und eine Vorrichtung zur Ofenreinigung (4), welche eine Absaugvorrichtung (26) aufweist.