DE3136536A1 - Tiegelausbildung - Google Patents
TiegelausbildungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Tiegelausbildungen zum
Schmelzen von Proben für die Analyse und insbesondere Tiegel aus widerstandsfähigem Material.
Bei Widerstandsöfen zum Schmelzen von Probekörpern, um Gasproben zu erhalten, und zwar von der Bauart,
wie sie von Leco Corporation, St. Joseph, Michigan als integraler Teil an einer Analysiervorrichtung hergestellt
werden, beispielsweise das Modell TC-36, werden Probenhaltetiegel aus Graphit zur Aufnahme der
Probe verwendet. Der Tiegel wird typischerweise zwischen Betätigungselektroden positioniert, um einen pulsierten
Strom hieran zum Erwärmen der Probe auf eine Schmelztemperatur über 3000° C zu legen. Verschiedenartigste
Tiegel wurden schon bei solchen Öfen eingesetzt, einschließlich Tiegel der in der US-Patentschrift 3 636
und 3 899 627 beschriebenen Art (Leco Corporation). Es wurde gefunden, daß während des Schmelzens der Proben
in solchen Tiegeln die typischerweise metallische Probe dazu neigt, in die Graphitseitenwandungen des
Tigels zu diffundieren und dadurch dessen Widerstandseigenschaften und somit die Temperatur zu ändern, bei
der der Tiegel eine Probe erwärmt, während Arbeitsstrom angelegt wird. Obwohl dies nicht ein ernstes Problem
ist", wenn die Tiegel zum schnellen Schmelzen von Probekörpern bei relativ hohem Durchsatz verwendet werden,
werden die Temperaturcharakteristiken nachteilig beeinflußt, wenn gewünscht wird, den Tiegel in einem vorhersagbaren
Muster gleichförmig und allmählich zu erwärmen. In einem Analysiergerät der vorbeschriebenen
Art, beispielsweise wie es in der deutschen Patentanmeldung P31 33 225.0 (internes Aktenzeichen MO7188
mit der U.S.-Priorität S.N. 190 357 vom 23. 9. 1980)
beschrieben ist, soll die .Temperatur des.Schmelzofens
stufenweise erhöht werden, was in direkter Beziehung zum angelegten Strom steht. Um dies zu erreichen ist es, beim
Anlegen von Strom allein notwendig, sicherzustellen, daß der Graphittiegel einen in wesentlichen konstanten Wider-·
stand beibehält, während Leistung zunehmend angelegt wird, um die vorhersagbaren Temperaturanstiege zu erreichen.
Tiegelanordnungen aus mehreren Teilen gibt es nach dem Stand der Technik. Eine solche Tiegelanordnung
ist beispielsweise in Fig. 1 der Zeichnungen der vorliegenden Anmeldung dargestellt, wo zwei zylindrisch
ausgebildete Tiegel verwendet werden, von denen der eine
teleskopartig in den änderen paßt. Solch ein Tiegel
ist insbesondere für eine Analysiervorrichtung ausgelegt, die für ein schnelles Schmelzen der Probe innerhalb
des inneren Tiegels sorgt, wobei der äußere Tiegel, die zur Verbrennung notwendige Schmelzwärme liefert. Der
spezifische Aufbau des Tiegels macht ihn jedoch nicht
in wünschenswerter Weise zur Verwendung in der erfindungsgemäß vorgesehenen Umgebung vorteilhaft.
Überraschend wurde nun gefunden, daß dadurch, daß eine
zweiteilige Tiegelanordnung mit einem ersten bzw. heizenden Tiegel, in den ein zweiter oder ein Probehartetiegel
eingeführt wird, der Widerstand und damit die Temperaturänderungen, die beim Stand der Technik in
Kauf zu nehmen waren, bei Analysiervorrichtungen vermieden werden können, bei denen der Strom allmählich oder
vorhersagbar über einen Zeitraum zur Schaffung gleichförmiger Temperatursteigerungen·angelegt wird. Die Tiegelanordnung
nach der Erfindung umfaßt einen Heiztiegel mit einem im wesentlichen zylindrischen Graphitgefäß mit
einem offenen oberen Ende und einem geschlossenen unteren Ende, der den Boden.des Tiegels bildet. Der Heiztiegel
umfaßt unter Abstand vom Boden angeordnete Einrichtungen, um einen Probenhaltertiegel hierin zu positionieren.
Der Probenhaltetiegel umfaßt ein zylindrisches Element mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende,
das so ausgebildet ist, daß es in den Heiztiegel paßt und die Positioniereinrichtungen erfaßt, um den Probenhaltetiegel
in der- maximalen Heizzone des Heiztiegels zu halten. Gegenstand der Erfindung ist diese Ausbildung
einschließlich der sie bildenden Einzelteile.
Nach einer vorzugsweisen Ausführungsform des Heiz-
tiegels umfaßt der Boden einen mittig angeordneten Zentrierknopf und ist am unteren äußeren Ende abgeschrägt;
eine obere ringförmig nach außen gehende Schulter
ist vorgesehen, um die zylindrische Seitenwand des Tiegels zu verstärken. " . ■ ·
Bexspielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen- nun
mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert· werden. Diese zeigt in
Fig. 1 einen Schnitt durch eine bekannte Tiegelanordnung ; .
Fig. 2 einen Schnitt durch einen bekannten Tiegel;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Erfindung samt den hiermit zugeordnet verwendeten Elektroden;
Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch den Heiztiegel nach der Erfindung;
Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch den Probenhaltetiegel nach der Erfindung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf den in Fig. 4 gezeigten. Tiegel und
Fig. 7 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 gezeigten Tiegel.
In Fig.'1 ist eine bekannte Tiegelanordnung zu sehen,
die bei einem analytischen Ofen der Bauart zum Eins-atz kommt, bei der ein einstellbares maximales Stromniveau
an die Tiegelanordnung zur schnellen Verbrennung einer Probe legt. Die Tiegelanordnung 10 umfaßt einen Probenhaltetiegel
12 mit einem relativ dünnwandigen zylindrischen Element, oben bei 13 offen, einer zylindrischen
Seitenwandung 14 und einem geschlossenen Boden 16. Das innere des Bodens ist halbkugelförmig bei 15 gerundet; ein stangenförmiger Fuß 18 geht nach unten von der unteren Außenfläche des Kegels ab, um den Probenhaltetiegel 12 innerhalb des zylindrischen Körpers des zylindrisch
ausgebildeten Heiztiegels 20 zu halten.· Der Durchmesser' des Elementes liegt bei etwa 2,54nttm (0,1 engl. Zoll).
Seitenwandung 14 und einem geschlossenen Boden 16. Das innere des Bodens ist halbkugelförmig bei 15 gerundet; ein stangenförmiger Fuß 18 geht nach unten von der unteren Außenfläche des Kegels ab, um den Probenhaltetiegel 12 innerhalb des zylindrischen Körpers des zylindrisch
ausgebildeten Heiztiegels 20 zu halten.· Der Durchmesser' des Elementes liegt bei etwa 2,54nttm (0,1 engl. Zoll).
Der Tiegel 20 verfügt über eine nach unten gehende öffnung
22 von einem Innendurchmesser, der geringfügig
größer als der Außendurchmesser des Tiegels 12 ist,
derart/ daß die· beiden Tiegel teleskopartig ineinander bewegbar sind. Die Unterseite 23 des heizenden Tiegels 20 bildet einen Kontakt zum Eingriff mit einer Elektrode, während eine Oberseite 24 des halbgeschlossenen Deckels · des heizenden Tiegels die bleibende Elektrodenkontaktoberfläche bildet. Eine öffnung 25 streckt sich durch
den Deckel des Tiegels nach unten und ermöglicht die
Zufuhr von Proben und Verbrennungsgas, in den Probenhaltetiegel 12. Eine Vielzahl radial abgehender öffnungen gehen ebenfalls durch den Deckel des Tiegels und ermöglichen es, daß gasförmige Schmelznebenprodukte entweichen und anschließend einer Anälysiervorrxchtung zugeführt
werden. Der Durchmesser der Öffnung 25 des Tiegels 20
beträgt etwa 6,35 mm (0,25 Zoll), wodurch sich ein relativ kleines Loch zum Zuführen von Proben in den Tiegel 12 sowie eine Zuführung der Trägergase in den Ofen,
innerhalb dessen die Tiegelanordnung verwendet wird,
Verwendung findet. Die drei radial abgehenden Öffnungen 26 stehen unter 120° zueinander und haben einen Durch-
größer als der Außendurchmesser des Tiegels 12 ist,
derart/ daß die· beiden Tiegel teleskopartig ineinander bewegbar sind. Die Unterseite 23 des heizenden Tiegels 20 bildet einen Kontakt zum Eingriff mit einer Elektrode, während eine Oberseite 24 des halbgeschlossenen Deckels · des heizenden Tiegels die bleibende Elektrodenkontaktoberfläche bildet. Eine öffnung 25 streckt sich durch
den Deckel des Tiegels nach unten und ermöglicht die
Zufuhr von Proben und Verbrennungsgas, in den Probenhaltetiegel 12. Eine Vielzahl radial abgehender öffnungen gehen ebenfalls durch den Deckel des Tiegels und ermöglichen es, daß gasförmige Schmelznebenprodukte entweichen und anschließend einer Anälysiervorrxchtung zugeführt
werden. Der Durchmesser der Öffnung 25 des Tiegels 20
beträgt etwa 6,35 mm (0,25 Zoll), wodurch sich ein relativ kleines Loch zum Zuführen von Proben in den Tiegel 12 sowie eine Zuführung der Trägergase in den Ofen,
innerhalb dessen die Tiegelanordnung verwendet wird,
Verwendung findet. Die drei radial abgehenden Öffnungen 26 stehen unter 120° zueinander und haben einen Durch-
messer von etwa 1,275 mm (0,05 Zoll) und sorgen für
relativ eng bemessene Öffnungen für die Entfernung von Verbrennungsnebenprodukten und von solchen, die relativ
_,.. . leicht durch die Verbrennungsprodukte verstopfen können.
Im Betrieb wird die Tiegelanordnung 10 zwischen ein
• _ Paar von Elektroden derart angeordnet, daß der Boden
19 des Fußes 18 die äußere Bodenfläche 16 des Tiegels
12 von der Elektrodenkontaktflache mit der Oberkante
13 unterhalb der inneren Kopffläche des Tiegels 20
■", ■ forthält, derart, daß der Stromweg zwischen der Unterseite
23 und der Oberseite 24 des Heiztiegels 20 erfolgt. Die Konstruktion der Anordnung 10 ist etwas.fragil
im Hinblick.des relativ geringen Durchmessers 18 des "Fußes" der der Bruchgefahr ausgesetzt ist und im
Hinblick auf die Verwendung einer Vielzahl von öffnungen 26 sowie der Öffnung 25 in dem sonst geschlossenen oberen
·■ · Ende des Heiztiegels 20. Im Betrieb ist es notwendig,
'.'._.■_■ den Tiegel 12 in den Ofen 20 sorgfältig einzuführen
•. und in ähnlicher Weise die zweiteilige Konstruktion
r. . nach einer Analyse zu entfernen, derart, daß ein Bruch
w nicht auftritt. Die Komplexheit der Konstruktion dieser
Tiegel machen die Tiegel nicht nur sehr fragil; sie • macht sie auch in der Konstruktion teuer.
Fig. 2 zeigt einen anderen'bekannten Tiegel 30, der
"," . in analytischen Widerstandsheizöfen für im wesentlichen
gleichzeitige Verbrennung einer Probe verwendet wurde.
; _ Der Tiegel 30 umfaßt eine zylindrische Seitenwandung
'.. 32, die oben bei 33 sich öffnet und verfügt über einen
abgerundeten inneren Boden 34. Der äußere Übergang
des Bodens 36 zur Seitenwandung 32 ist bei 38 abgeschrägt;
ein Zentrierknopf 39 erstreckt sich vom Mittelbereich
des Bodens nach unten. Ein solcher Tiegel ist genauer in der U.S.-Patentschrift 3 899 627 beschrieben und
ist über den Handel von der Firma Leco Corporation erhältlich.
.Fig. 3 nun zeigt einen analytischen Ofen 40 mit der
Tiegelanordnung 50 nach der Erfindung. Der Ofen umfaßt eine obere Elektrode 42 und eine untere Elektrode 44,
zwischen denen die Tiegelausbildung 50 positioniert ist, um Strom an die Graphittiegelausbildung über eine gesteuerte
Stromquelle 45 zu geben. Die Tiegelanordnung
50 umfaßt einen genauer in den Fig. 4 und 6 gezeigten Heiztiegel 60 und einen Probenhaltetiegel 70, der
genauer in den Fig.■5 und 7 zu sehen ist. Der Ofen wird verwendet, um Proben von 0,1 bis 2 g, beispielsweise
die in Fig. 3 gezeigte Nadelprobe 11 zu schmelzen. Nach Fig. 3 sind die Elektroden in offener Lage gezeigt,
wobei die untere Elektrode angehoben ist, um in die konfigurierte zylindrische Öffnung 43 der oberen
Elektrode zu passen, wobei ein O-Ring -41 abdichtend
gegen die zylindrische Innenwandung der oberen Elektrode ' greift, um' die beiden Elektroden gegeneinander abzudichten
und.eine abgedichtete, die Tiegelanordnung enthaltende Schmclzkammer zu bilden. Die untere Elektrode
44 weist einen Ständer mit einer. Wolframlegierungsspitze 48 mit einer. Öffnung 49 zur Aufnahme des zentrierenden
Knopfes 69' des Heiztiegels 60 auf. Der Einsatz 48 ist auch abgeschrägt, um eine ringförmige Kontaktfläche
51 zu schaffen, um die Ringkontaktfläche 68 des heizenden
Tiegels zu erfassen und einen elektrischen Kontakt hiermit herzustellen. Die obere Elektrode 42 umfaßt
einen Wolframlegierungseinsatz 52 mit einer Vielzahl von Schlitzen 53, die mit einer nicht dargestellten Leitung
in Verbindung stehen, die durch die obere Elektrode 52 zu einem Analysiergerät führt.
Das Analysiergerät umfaßt eine Infrarotzelle zum Messen
des Kohlendioxidgehalts in dem zu untersuchenden Gas, wodurch eine direkte Anzeige der Sauerstoffmenge gegeben
wird, die in Kohlendioxid während jedes Verbrennungszykius durch.den Ofen umgewandelt wird. Der Elektrodenkontakt
52 schafft eine segmentierte ringförmige Kontäktflache,
wodurch die obere ringförmige Kontaktfläche 66 zum Beheizen des Tiegels 60 erfaßt wird. Strom wird an
die Tiegelanordnung 50 gelegt," um eine stufenweise steigende Temperatur zwischen der Umgebung und etwas mehr
als 3000° zu schaffen, um Proben durch die gesteuerte Stromzufuhr 45 zu schmelzen. Die Tiegelanordnung 50, die
die gewünschten gleichförmigen Heizcharakteristiken für stufenweise erschmolzene Proben bringt, gilt für gesonderteGaskonzentrationen
für Sauerstoff oder ein anderes zu untersuchendes Gas, welches Verbindungen einer Probe
enthält. Dies soll nun genauer mit Bezug auf die Fig. 4-7 erläutert werden.
Γη den Fig. 4 und 6 ist zunächst ein Heiztiegel 60 gezeigt,
der aus einem festen Stangenmaterial eines Widerstandsheizmaterials wie Graphit herausgearbeitet wurde. Nach
der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich beim . · Graphit um einen vom Typ 710 GL, der von Airco Speer
erhältlich ist. Das Stangenmaterial ist so bearbeitet, daß eine nach unten vorstehende zylindrische Öffnung
61 sich ergibt, die nach der bevorzugten Ausführungsform einen Durchmesser von etwa 12,9 mm (0,508.ZoIl) aufweist.
Die zylindrische Öffnung 62 hat einen verminderten Durchmesser am unteren Ende des Tiegels, um eine zweite
f~\ Λ t-\ r-\ Γ" *"·, f^
6 ! 3 Ό 5 ό b
- 13 -
nach unten ragende zylindrische Öffnung 62 zu bilden.
An den Überschneidungen der zylindrischen die öffnungen 61 und 62 bildenden Innenwandungen ist eine im wesentlichen
horizontal sich erstreckende· Ringfläche' 63, die
nach oben weist, vorgesehen. Der Durchmesser des zylindrischen Vorsprungs 62 beträgt in etwa 12,32. mm (0,485
engl. Zoll), derart, daß die Ringfläche eine Breite von etwa 0,254 mm (0,01 Zoll) aufweist.
Der Innenboden 64 des Tiegels 6 0 ist konkav mit einem Radius von etwa 7,87 mm (0,31 Zoll) gerundet. Integral
ausgebildet und um den oberen Rand am Kopf des Tiegels 6 0 verlaufend ist eine Ringschulter 65 vorgesehen, die
die Verstärkung für den Kopf des Tiegels bildet und eine Ringkontaktfläche 66 am Kopf des Heiztiegels zum
Erfassen des Elektrodenkontakts 52 des Ofens herstellt. Der äußere Boden des Tiegels am Übergang von Seitenwandung
.67 und Boden 68 ist wie bei 69 gezeigt, unter einem Winkel · von etwa 30° nach der bevorzugten Ausführuhgsform
abgeschrägt. Nach unten von der Mitte des Bodens 68 vorsteht ein fester kreisförmiger Projektor
69', .der einen zentrierenden Knopf bildet, der in die
Öffnung 49 (Fig. 3) der Elektrodenspitze 48 paßt. Die Ringfläche 68 bildet so eine untere Kontaktfläche
zwischen' dem Heiztiegel und der unteren Elektrode, während die Ringkontaktfläche -66 von einem Außendurchmesser
von etwa 15,88 mm (0,625 Zoll) nach der bevorzugten Ausführungsform den elektrischen Kontakt mit
der oberen Elektrode 42 schafft. Die .Gesamtlänge des Tiegels zwischen diesen Kontaktflächen liegt bei etwa
22,9 mm nach der bevorzugten Ausführungsform, während der Innendurchmesser der Ringfläche 68 bei etwa 4,75 mm
(0,187 Zoll) liegt und ihr Außendurchmesser etwa
8,13 mm (0,32 Zoll beträgt. Die Wanddicke zwischen der abgeschrägten Fläche 69 und dem Boden 64 des Tiegels
beträgt etwa 2,54 mm. während die Wanddicke der Seitenwandung 67 bei etwa 0,965 mm (0,038 Zoll) liegt. Die
Zone maximaler Wärme innerhalb .des Heiztiegels 60 umfaßt den Längsteil des Tiegels zwischen der Unterkante der
Schulter 65 und der Ringträgeröffnung 63. Nach der be-
.*.. . vorzugten Ausführungsform hatte der Knopf 69' eine Länge
• w von etwa 1,397 mm (0,055 Zoll). Der Heiztiegel 60 bildet
-; hierdurch einen im wesentlichen vertikal sich erstreckenden
£,„ Tiegel mit einer nach unten reichenden konkaven Öffnung
zur Aufnahme eines Probenhaltetiegels mit den Positionier-
...- ' einrichtungen einschließlich der Ringschulter 63, die
den Probenhaitetiegel in der maximalen Heizzone nach
■?■■■■■*
Fig. 3 trägt. Der Tiegel ist abgeschrägt und vermindert
seine Querschnittsabmessung verglichen mit dem Gesamtdurchmesser
des Tiegels; er hat eine obere Ringkontakt-
.-^ fläche mit einem Bereich, der größer, als die Ringseiten-
wander Streckung des Abschnittes 67 des Tiegels ist.
Der Probenhaitetiegel 70 ist in den Fig. 5 und 7 dar-
*""' . gestellt und ist auch aus einer massiven Graphitstange
gearbeitet, wodurch eine zylindrische Seitenwandung 72 mit einer nach unten reichenden zylindrischen öffnung
74 geschaffen wird, welch, letztere in einem konkav gerundeten Boden 75 mit einem Krümmungsradius von 7,87
mm (0,31 Zoll) nach der bevorzugten Ausführungsform endet. Der Außendurchmesser der zylindrischen Wan- ■■ '
dung 72 beträgt etwa 12,7 mm (0,5 Zoll), wodurch ein Abstand von o,203 mm (0,08 Zoll zwischen der zylindrischen
Äußenwandung 72 des Probenhaitetiegels 70
. und der inneren zylindrischen Wand 61 des heizenden Tiegels 60 geschaffen wird. Der äußere Boden des Tiegels
70 ist flach, wodurch sich eine Scheibenfläche ergibt,
deren Außenkante gegen die Ringkontaktfläche 63 des heizenden Tiegels 60 greift. Der Innendurchmesser
der Zylinderwandung 74 beträgt etwa 10,16 mm (0,4 Zoll) während die Gesamtlänge zwischen der oberen Ringfläche
77 und dem scheibenförmigen. Boden 76 etwa 15,88 mm (0,625 Zoll.) beträgt. Greift der Rand der Fläche 76 gegen die
Ringfläche 63 des heizenden Tiegels,, so befindet sich der Rand 77 geringfügig unterhalb (etwa 0,127 mm (0,005
Zoll) unter der oberen Ringelektrodenkontaktfläche 66 des Heiztiegels wie durch den Spalt 79 in Fig. 3 gezeigt.
So wird keinerlei elektrischer Kontakt zwischen dem Tiegel 70 und der oberen Elektrode 42 hergestellt. Die
Dicke des Bodens 75 am Ort .ihrer minimalen Dicke liegt
bei etwa 1,52 mm (0,06 Zoll und ist nur um 0,254 mm (0,01 Zoll) dicker als die Seitenwandung 72.
Der Tiegel 70 arbeitet mit dem Tiegel 60 zusammen und bildet eine integrale Einheit, wobei deren jeder Tiegel
konkav vorstehende.öffnungen umfaßt, die nach unten von konzentrischen Oberseiten derart reichen, daß die
Probe in die offene Mündung 78 des Tiegels 70 durch die zylindrische öffnung 47 der oberen Elektrode fallen
kann. Die Mündung 78 hat einen relativ großen Durchmesser und ermöglicht einen freien Zugang zum Probenhaltetiegel
für die Zugabe einer Probe und auch eine Maximalöffnung für die Zuführung eines Trägergases und die
Entfernung der Verbrennungsgase.
Im Betrieb ist der Probenhaitetiegel 70 innerhalb des
heizenden Tiegels 60 angeordnet; die Ausbildung 50 wird dann auf der unteren Elektrode, wie Fig. 3 zeigt,
positioniert. Die untere Elektrode 44 wird dann in die
3Ί36536
Ausnehmung der oberen Elektrode 42 durch Verwendung einer
üblichen Steuerzylindereinrichtung angehoben, bis die obere Ringfläche 66 des Tiegels 60 den Kontakt 52 der
oberen Elektrode erfaßt. In dieser Stellung ist die Ofenkammer durch den O-Ring 41 abgedichtet und bildet
eine abgedichtete Brennkammer. Die offene Mündung relativ großen Durchmessers, die durch das nach oben offene Innere
des sowohl des heizenden Tiegels 60 wie des Probenhaitetiegels 70 gewährleistet ist, ermöglicht die einfache Zugabe einer Probe durch die öffnung 47 der oberen Elektrode,
sowie die Einführung eines Trägergases hierdurch. In ähnlicher
Weise ermöglicht der Spalt .79 (Fig. 3) zwischen der Oberseite 7 7 des Tiegels 70 und der Oberseite 66 des
Tiegels 60 es, daß Schmelznebenprodukte leicht aus der 'Tiegelausbildung während des Schmelzens austreten können,
um an die Analysiervorrichtung durch die Schlitze 53 in den oberen Elektrodenkontakt 52 auszutreten.
Nach Abschluß einer Analyse wird die Elektrode 44 abgesenkt; die Elektrodenausbildung 50 vom Ständer entfernt.
Der Wegwerfheiztiegel 70 kann einfach vom heizenden Tiegel
60 entfernt werden, indem er über einem Abfallbehälter umgedreht wird. So kann der Probenhaltertiegel 70 relativ
leicht entfernt werden; der stabile Heiztiegel 60 wird etwa 20 bis 50 mal verwendet. Solch eine Konstruktion
sichert einen weniger teuren Vorgang als bekannte Systeme insofern als der Probenhaltetiegel 70 von relativ vereinfachter
Konstruktion und hierdurch weniger teuer als der Wegwerftiegel 12 der Fig. 1 oder der der Fig. 2 (Stand
der Technik) ist. Der relativ haltbar hergestellte Heiztiegel 60 ist in der Lage, eine beachtliche Anzahl von .
Analysen auszuhalten und ist nicht besonders fragil noch wird die Zugabe von Proben noch die Entfernung von zu
untersuchenden Gasen aufgrund der Tiegelausbildung irgendwie beschränkt. Der dünnste Wandabschnitt des
Tiegels 60 bildet .die Zone maximaler Wärme und ist' der Bereich, in welchem der Probenhaltetiegel positioniert
ist. So wird durch die Anordnung nach der Erfindung eine Tiegelausbildung mit einem Heiztiegel vorgeschlagen, die
in bestimmter Weise einen Probenhaltetiegel lagert und für einen analytischen Widerstandsheizofen vorgesehen
ist. Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ofen von einer Bauart, durch den steuerbar die
Temperatur stufenartig erhöht wird, wodurch sich Temperaturplateaus ergeben,· auf denen der gasförmige Inhalt
verschiedener Verbindungen getrennt werden kann.
Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsformen erläutert.. Änderungen
und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung.
FSf
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Claims (14)
- Patentansprüche .Tiegelausbildung zur Verwendung in einem analytischen Ofen zum Schmelzen einer Probe, bestehend aus ineinander angeordnetem E[eiztiegel und Probenhaltertiegel,, dadurch gekennzeichne.t,· daß der Widerstandsheiztiegel (60) ein am oberen Ende offenes, im wesentlichen zylindrisches Element zur Aufnahme des Probenhaltertiegels (70) aufweist, wobei der Heiztiegel (60) über eine obere Ringkontaktfläche (66) an seinem offenen Ende zum Eingriff mit einer ersten Elektrode und über eine untere.Ringkontaktfläche zum Eingriff mit einer zweiten Elektrode verfügt, derart, daß der elektrische Strom durch denTiegel zwischen diesen Enden geleitet werden kann, wobei der Heiztiegel (60) weiterhin über Positioniereinrichtungen innerhalb des Heiztiegels verfügt, um den Probenhaltertiegel (70) innerhalb des Heiztiegels unter Abstand zwischen den oberen und unteren Enden zu positionieren, und daß der Probenhalter (70) von im wesentlichen zylindrischer Konstruktion mit einem oberen Ende und einem geschlossenen unteren Ende (75/76) ist, wobei dieser Probenhaltertiegel mit der Positioniereinrichtung zusammenwirkt, um den Probenhaltertiegel nach Einführung in den Heiztiegel zu positionieren, wobei das untere Ende des Probenhaltertiegels benachbart und unter Abstand zum unteren Ende des Heiztiegels sich befindet und das offene obere Ende des Probenhaltertiegels unter Abstand zur oberen Ringkontaktfläche des Heiztiegels steht.
- 2. Tiegelausbildung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Positioniereinrichtung eine Ringkontaktträgerfläche umfaßt, die integral innerhalb des Heiztiegels ausgebildet ist, in dem ein zylindrischer Wandabschnitt verminderten Durchmessers nahe dem unteren Ende des Heiztiegles vorgesehen ist.
- 3. Tiegelausbildung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiztiegel (60) am übergang seines Bodens (68) zur äußeren Seitenwand (67) abgeschrägt (bei 69) ist und einen mittigen knopfartigen spangenförmigen Vorsprung (69') trägt, der von seinem Boden nach unten reicht und diese untere Ringkontaktfläche zwischen Vorsprung und Abschrägung bildet.'■- ■·- -.-: :-". 313653G
- 4. Tiegelausbildung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenboden (64) des Heiztiegls konkav gerundet ist.
- 5. Tiegelausbildung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenboden des Probenhaltertiegels (70) konkav gerundet ist.
- 6. Tiegelausbildung nach Anspruch 5, dadurch .gekennzeichnet, daß diese obere Äingkontaktflache des Heiztiegels (60) durch eine nach außen reichende Ringschulter (65) gebildet ist, die in einem Stück mit dem oberen Rand des Heiztiegels (60) ausgebildet ist.
- 7. Tiegelausbildung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiztiegel (60) eine Länge von etwa 22,9 mm (0,9 Zoll) zwischen den oberen und' unteren Ringkontaktflächen aufweist und wobei der Probenhaltertiegel (70) eine Gesamtlänge von etwa 16 mm (0,63 Zoll) besitzt.
- 8. Tiegelanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Heiztiegels (60) etwa 12,7 mm im Durchmesser aufweist und der Wandabschnitt mit vermindertem Durchmesser um etwa 0,508 mm (0,02 Zoll) kleiner ist.
- 9. Tiegelanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung etwa 30° beträgt.
- 10. Tiegelanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Heiz- und Probenhaltertiegel•-: »: -..: .1 313653Gaus Graphit bestehen.
- 11. Heiztiegel zur Verwendung beim Halten eines eigenen Probenhaltertiegels in Verbindung mit einem analytischen Ofen zum Erschmelzen von Proben, g e k e η η ■ zeichnet durch einen im wesentlichen zylin-. drischen Graphitkörper mit einem oben offenen Ende und einem geschlossenen unteren Ende, wobei das obere Ende eine Ringschulter besitzt, die eine obere Ringkontaktfläche bildet :und der Körper eine zylindrische Innenwandung mit vermindertem Durchmesser im Längsschnitt nahe dem geschlossenen Ende umfaßt und eine innere Trägerfläche bildet, wobei der Körper weiterhin einen konkav gerundeten Boden am geschlos-■ senen Ende und eine Abschrägung am Übergang von zylindrischer Außenwand·und Boden bildet, wobei der ■ Körper weiterhin'einen nach■unten· weisenden zentrierten Vorsprung umfaßt, der von der Außenseite seines Bodens abgeht,'wobei die untere Ringkontaktfläche zwischen Vorsprung und Abschrägung sich erstreckt und die Ringträgerfläche einen Probenhaltertxegel unter Abstand zwischen den oberen und unteren Enden positioniert.
- 12. Tiegelausbildung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung etwa 30° beträgt.
- 13. Tiegelausbildung nach Anspruch 12, dadurch g e k e η nz e ichnet, daß der Abstand zwischen den Ringkontaktflächen etwa 22,85 cm (0,9 Zoll) beträgt.
- 14. Tiegelausbildung nach Anspruch 13, dadruch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Tiegels bei etwa 12,7 mm (0,5 Zoll) liegt.
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