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Pneumatischer Zerstäuber für die Atomabsorptions-
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spektroskopie Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Zerstäuber
zum Zerstäuben von Probenflüssigkeit bei der Atomabsorptionsspektroskopie enthaltend
(a) eine Zerstäuberdüse zur Erzeugung eines Sprühnebels von Probenflüssigkeit und
Druckgas und (b) einen vor der Zerstäuberdüse angeordneten Prall körper.
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Bei Atomabsorptionsspektrometern ist es bekannt, eine Probenflüssigkeit
durch einen pneumatischen Zerstäuber zu einem Flüssigkeitsnebel zu zerstäuben, der
in die Mischkammer eines Brenners eingesprüht wird. Durch die Flamme des Brenners
erfolgt eine Atomisierung der Probensubstanz. Das Meßlichtbündel des Atomabsorptionsspektrometers
läuft durch die Flamme. Dieses Meßlichtbündel besteht aus Strahlung mit der Resonanzwellenlänge
eines gesuchten Elements. Das Meßlichtbündel wird daher spezifisch durch die in
der Flamme in atomarem Zustand enthaltenen Atome des gesuchten Elements absorbiert.
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Die Empfindlichkeit und die Nachweisgrenze des Atomabsorptionsspektrometers
ist dabei um so besser, je kleiner die Flüssigkeitstropfen in dem Probenfl üssi
gkei tsnebel sind. Es ist bekannt, daß die Ausbeute an kleinen Tropfen in dem Probenflüssigkeitsnebel
verbessert werden kann durch einen Prall körper, üblicherweise eine Pralikugel,
die vor der Zerstäuberdüse des pneumatischen Zerstäubers angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatischen Zerstäuber
der eingangs genannten Art mit optimaler Ausbeute an kleinen Tropfen zu betreiben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß (c) der Abstand
des Prallkörpers von der Zerstäuberdüse einstellbar ist.
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Es hat sich gezeigt, daß die Ausbeute an kleinen Tropfen abhängig
ist von der Art der Probenflüssigkeit und vom Abstand des Prallkörpers von der Zerstäuberdüse.
Durch Einstellung dieses Abstandes kann daher für eine bestimmte Probenflüssigkeit
eine optimale Zerstäubung mit günstiger Ausbeute an kleinen Tropfen erreicht werden
und damit die Empfindlichkeit und die Nachweisgrenze des Geräts optimiert werden.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme
auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Fig. 1 ist eine brennkammerseitige
Ansicht eines Brennereinlaßteils mit der Prallkugel.
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Brennereinlaßteils, teilweise im
Schnitt.
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Fig. 3 ist eine Ansicht des Brennereinlaßteils von links in Fig.
2.
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Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt längs der Linie
IV -IV von Fig. 3 und Fig. 5 zeigt eine Ansicht von links in Fig. 4.
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In Fig. 1 bis 3 ist mit 10 ein Brennereinlaßteil bezeichnet, welches
mittels Schrauben 12 an eine Mischkammer eines Brenners bei einem Atomabsorptionsspektrometer
ansetzbar ist. Eine Abdichtung zwischen Mischkammer und Brennereinlaßteil erfolgt
mittels eines Dichtrings 14. Über Anschlußstutzen 16 und 18 und Einlaßöffnungen
20 bzw. 22 werden Luft bzw. Brenngas zugeführt. Mit 24 ist ein Anschluß für i den
Flüssigkeitsablau-,- bezeichnet.
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Zentral auf der mischkammerseitigen Innenseite des Brennereinlaßteils
sitzt eine Zerstäuberdüse 26.
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Die Zerstäuberdüse ist über einen Anschluß 30 mit Druckgas verbunden,
durch welches die Zerstäubung in bekannter Weise erfolgt. Über eine Nadel 32 wird
Probenflüssigkeit angesaugt und zerstäubt. Der Zerstäuber, der generell mit 34 bezeichnet
ist, ist mittels eines Klemmstücks 36 gehalten, das mittels einer Rändelschraube
38 gegen den Brennereinlaßteil festgezogen wird.
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Vor der Zerstäuberdüse 26 ist ein Prallkörper 40 in Form einer Kugel
gehalten. Dabei ist der Abstand des Prallkörpers 40 von der Zerstäuberdüse 26 einstellbar.
Weiterhin ist der Prallkörper 40 wahlweise von der Zerstäuberdüse 26 seitlich wegschwenkbar.
Es kann daher wahlweise mit oder ohne Prall körper 40 gearbeitet werden.
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Der Prallkörper 40 sitzt an dem kürzeren Schenkel 42 eines J-förmigen
Tragarmes 44. Der längere Schenkel 46 des J-förmigen Tragarmes 44 ist axial verstellbar
und zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verdrehbar gehaltert, wie noch
beschrieben wird.
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Dabei ist der Prallkörper 40 in der ersten Stellung vor der Zerstäuberdüse
26 angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt ist, und in der zweiten Stellung seitlich
von der Zerstäuberdüse weggeschwenkt.
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Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungform ist der Prallkörper
40 von einer Glaskugel gebildet. Der Tragarm 44 ist ein J-förmig gebogener Gl asstab
von kreisrundem Querschnitt, der mit der Glaskugel aus einem Stück besteht. (Beim
Arbeiten mit z.B. Flußsäure wird anstelle des Glasteiles ein entsprechendes Teil
aus Oxidkeramik verwendet.) Die Halterung des Tragarmes an dem Brennereinlaßteil
10 ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig.4 und 5 näher beschrieben.
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In dem Brennereinlaßteil 10 ist außeraxial zu der i n dieser angeordneten
Zerstäuberdüse 26 auf der der Mischkammer abgewandten Außenseite ein Außenteil 48
zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verdrehbar gelagert. Der Außenteil
48 enthält einen Mantelteil 50 von hohlzylindrischer Grundform und einen an einer
ersten Seite des Mantelteils angeformten Kopfteil 52. Der Kopfteil 52 liegt an der
Außenseite des Brennereinlaßteils 10 an. Der Kopfteil 52 weist einen Durchbruch
54 auf. Der Durchbruch 54 ist von einem Kragen 56 umgeben. Der Kragen 56 ist in
einer Lagerbohrung auf der Außenseite des Brennereinlaßteils 10 gelagert. An die
Lagerbohrung schließt sich eine damit gleichachsige, durch den Brennereinlaßteil
10 durchgehende Bohrung an, in welcher der längere Schenkel 46 des Tragarmes 44
geführt ist. Ein Einstellglied 58 von hohlzylindrischer Grundform ist mit einem
Gewinde 60 von der dem Kopfteil 52 gegenüberliegenden zweiten Seite her in dem Mantelteil
50 eingeschraubt. Das
Einstellglied weist an seinem dem Mantelteil
herausragenden Ende einen Stellring 62 auf. Weiterhin bildet das Einstellglied 58
einen nach innen vorstehenden Bund 64. Innerhalb des Einstellgliedes sitzt eine
Prallkörperhalterung 66, in welcher der längere Schenkel 46 des Tragarms 44, welcher
sich durch die durchgehende Bohrung des Brennereinlaßteils 10 erstreckt, festklemmbar
ist. Die Prallkörperhalterung 66 ist gegenüber dem Außenteil 50 undrehbar geführt.
Sie weist längs ihres Umfangs zwei einander gegenüberliegende radiale Führungsflächen
68 und 70 auf, die an gegenüberliegenden Seiten an dem Bund 64 des Einstellgliedes
58 anliegen.
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Durch Verdrehen des Einstellgliedes 8 wird dieses über das Gewinde
60 axial relativ zu dem Außenteil 50 bewegt. Über den Bund 64 und die Flächen 68
oder 70 wird die Prall körperhal terung dabei axial mitgenommen. Die Prallkörperhalterung
ist gegenüber dem Außenteil 50 geradgeführt, so daß sie sich nur geradlinig axial
bewegt und nicht mit dem Einstellglied dreht. Durch Verdrehen des Außenteils 50
relativ zu dem Brennereinlaßteil 10 zwischen der ersten und der zweiten Stellung
wird der Tragarm 44 entsprechend verschwenkt. In der ersten Stellung befindet sich
der Prall körper 40 vor der Zerstäuberdüse 26. In der zweiten Stellung ist der Prallkörper
40 seitlich von der Zerstäuberdüse 26 weggeschwenkt.
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Die Prall körperhaltung 66 besteht aus einem äußere Körper 71 von
hohlzylindrischer Grundform. Der äußere Körper 71 ist durch zwei an dem Kopfteil
52 des Außenteils 50 angebrachte, axial verlaufende Führungsleisten 72,74 gegenüber
dem Kopfteil 52
unverdrehbar aber axial verschiebbar geführt. Der
äußere Körper 71 bildet auf seiner Innenseite eine sich zu dem Kopfteil 72 hin verjüngende
konische Innenfläche 76. Weiterhin enthält die Prallkörperhalterung einen ringförmigen
Klemmkörper 78 aus einem verformbaren Material, vorzugsweise Kunststoff. Der Klemmkörper
78 besitzt eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche 80 und eine zu der konischen
Innenfläche 76 des äußeren Körpers 71 komplementäre konische Außenfläche 82. Schließlich
enthält die Prallkörperhalterung 66 noch eine Druckschraube 84, die mit einem Gewinde
86 in den äußeren Körper 71 eingeschraubt ist und an dem breiteren Ende des Klemmkörpers
78 anliegt, so daß der Klemmkörper 78 durch Anziehen der Druckschraube 84 über die
konische Innenfläche 76 des äußeren Körpers 71 radial zusammendrückbar ist. Dadurch
wird der Tragarm 44 festgeklemmt. Der Bund 64 des Einstellglieds 62 ist zwischen
der Stirnfläche 68 des äußeren Körpers 71 der Prall körperhal terung 66 und einem
Kopf 88 der Druckschraube 84 mit der Fläche 70 gehalten. Die Druckschraube 84 weist
einen zentralen Druchbruch 90 auf. Sie besitzt weiterhin einen Querschlitz 92, welcher
eine Verdrehung der Druckschraube 84 mittels einer Münze gestattet.
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An dem Kopfteil 52 des Außenteils 48 ist ein als Stellhebel dienender
Ansatz 94 angebracht. Außerdem weist der Kopfteil 52 eine Nase 96 auf. In der in
Fig. 1 und 3 dargestellten ersten Stellring des Außenteils 48 liegt die Nase 96
an einer als Anschlag dienenden Schraube 98 an. In dieser Stellung ist der Prallkörper
44 vor der Zerstäuberdüse 26 angeordnet. In einer zweiten Stellung liegt der
Ansatz
94 an einer ebenfalls als Anschlag dienenden Schraube 100 an. Das ist die Stellung,
in welcher der Prallkörper von der Zerstäuberdüse 26 seitlich weggeschwenkt ist.
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Der Außenteil 48 kann aus Kunststoff abstehen. Er ist dann selbsthemmend
in die Lagerbohrung des Brennereinlaßteils 10 mit dem Kragen 5 eingesetzt.
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Das Einstellglied 58 weist auf seiner antelfläche auswärts von dem
Gewinde 60 Ausdrehunqnn 102 auf.
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Bei einer Verdrehung des Einstellglieds 58 werden diese Ausdrehungen
102 zunehmend sichtbar. Daraus kann zusammen mit der Markierung 104 in Fig.5 von
außen die Einstellung des Prallkörpers 40 erkannt und reproduziert werden.