DE7516802U - BURNERS FOR SPECTRAL ANALYTICAL EXAMINATION PURPOSES - Google Patents
BURNERS FOR SPECTRAL ANALYTICAL EXAMINATION PURPOSESInfo
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Description
Die Neuerung betrifft einen Brenner für spektralanalytische dntersuchungszwecke, Insbesondere für die Durchführung flammenphotometrlscher Analysen, dem mit laminarer Strömung über eine mit dem Brennerkopf verbundene Zerstäuber- und Mischkammer ein Gemisch aus einer zu analysierenden Probensubstanz In Aerosolform, eines Brenngases und eines die Verbrennung unterstützenden Trägergases zur Unterhaltung einer Flamme mit läng* llchem Querschnitt zur Oberführung der Probe In Atom- oder Moleküldampf zugeführt wird.The innovation concerns a burner for spectral analysis investigation purposes, in particular for carrying out flame photometric analyzes with laminar flow an atomizing and mixing chamber connected to the burner head a mixture of a sample substance to be analyzed In Aerosol form, a fuel gas and a combustion-supporting carrier gas to maintain a flame with a length * llchem cross-section for carrying the sample into atomic or molecular vapor.
Bei der Flammen-Atomabsorptlonsmethode wird bekanntlich der Atomdampf mit einer die Resonanzwellenlänge(n) des nachzuweisenden Elementes enthaltenen Strahlung durchsetzt, wobei die Resonanzabsorption durch das nachzuweisende Element über ein Analysiergerät photoelektrisch gemessen?ijEhdf'füTrdie qualitative, insbesondere quantitative Analyse ausgewertet wird. Bei der quantitativen Flammen-Emissionsphotometrie wird die von den angeregten Atomen oder Molekülen des zu bestimmenden Elementes in Form, von Linien oder Binden sfusgesandte Strahlung gemessen. /,In the flame atomic absorption method, as is well known, the Atomic vapor interspersed with a radiation containing the resonance wavelength (s) of the element to be detected, wherein the resonance absorption by the element to be detected is measured photoelectrically via an analyzer? ijEhdf'fürThe qualitative, in particular quantitative analysis is evaluated. With the quantitative flame emission photometry the of the excited atoms or molecules of the to be determined Element in the form of radiation emitted by lines or bands. /,
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Brenner mit indirekter Zerstäubung und laminarer Strömung werden nach dem Stand der Technik für die Zwecke der atomaren Absorptionsanalyse mit Verbrennungsgasmischungen betrieben, die verhältnismässig geringe Brenngeschwindigkeiten aufweisen. Beispielsweise werden Acetylen-Luft- oder Acetylen-Stickstoffoxydulmischungen verwendet. Infolge ihres länglichen Querschnittes bieten diese Flammen einen langen Absorptionsweg für das die Flamme durchsetzende Licht. Die Empfindlichkeit und Genauigkeit der flammenphotometriseheη Untersuchungsmethode nimmt bekanntlich zu, je feiner die Zerstäubung der Probenflüssigkeit ist, je schneller und gleichmässiger die Vermischung des Substanznebels mit dem Brenn- und Trägergas erfolgt, je mehr zerstäubte Substanz in die Flamme gelangt und damit der photometrischen Messung zugänglich wird.Indirect atomization and laminar flow burners are known in the art for atomic purposes Absorption analysis operated with combustion gas mixtures, the relatively low burning rates exhibit. For example, acetylene-air or Acetylene-nitric oxide mixtures are used. As a result of their elongated cross-section, these flames offer a long absorption path for the light penetrating the flame. the Sensitivity and accuracy of the flame photometriseheη As is well known, the method of investigation increases, the finer the atomization of the sample liquid, the faster and The more evenly the substance mist is mixed with the fuel and carrier gas, the more substance is atomized gets into the flame and thus becomes accessible for photometric measurement.
Es ist eine Brenneranordnung für die Zwecke der Spektralanalyse mit einer Nebelkammer bekannt, die mit dem Brennerkopf verbunden ist und in die mit Hilfe einer Zerstäubervorrichtung die zu untersuchende Substanz enthaltene Lösung eingesprüht wird. Die Nebelkammer ist in einem Erhitzungs- und Kondensationsraum unterteilt. In dem Erhitzungsraum wird durch Infrarot-Strahlung der Flüssigkeitsnebel derart erhitzt, dass das Lösungsmittel in Dampfform überführt und die Substanz in die Form eines Aerosoles gebracht wird. Während sich die Luft-Aerosolmischung entlang den gekühlten Wänden des Kondensationsraumes bewegt, wird der grössere Teil des Lösungsmitteldampf es kondensiert, wobei das Kondensat am unteren Ende des Kondensationsraumes abfHessen kann.There is a burner arrangement for the purposes of spectral analysis with a cloud chamber known, which is connected to the burner head is connected and in the solution containing the substance to be examined with the aid of a nebulizer device is sprayed. The cloud chamber is in a heating and condensation space. In the heating room is The liquid mist is heated by infrared radiation in such a way that the solvent and the substance are converted into vapor form is brought into the form of an aerosol. While the air-aerosol mixture moves along the cooled walls of the condensation room moves, the greater part of the solvent vapor is it condenses, whereby the condensate can drain off at the lower end of the condensation space.
Dem in die Zuführungsleitung zum Brennerkopf eintretenden Gemisch aus dem die zu untersuchende Substanz enthaltenen Aerosol, einem sehr kleinen Teil des noch verbleibenden Lösungsmittels und dem Trägergas wird durch eine Öffnung quer zur Strömungsrichtung Brenngas zugeführt. Die gewählte LängeThe mixture of the aerosol containing the substance to be examined entering the supply line to the burner head, a very small part of the remaining solvent and the carrier gas is passed through an opening across the Direction of flow fuel gas supplied. The chosen length
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der Zuführungsleitung zum Brennerkopf, der an seinem oberen Ende eine zu einem schmalen langen Spalt mit Doppelschlitzbrennerschneide verjüngende Kammer bildet, gewährleistet eine völlige Durchmischung von Probenaerosol und Brenngas-Trägergas-Gemisch, bevor das Gemisch den Brenner erreicht. Mit dieser vorbekannten Brenneranordnung wird für die Durchführung einer optimalen atomaren Absorptionsanalyse eine hohe Empfindlichkeit und Stabilität der Flamme erreicht, wobei jedoch ein wesentlicher Nachteil darin besteht, dass hiermit ein zu grosser technischer und für Routinegeräte wirtschaftlich n. cht vertretbarer Aufwand verbunden ist.the supply line to the burner head, which is at its upper At the end a chamber tapering to a narrow long gap with a double-slit torch blade is guaranteed a complete mixing of the sample aerosol and fuel gas / carrier gas mixture before the mixture hits the burner achieved. With this previously known burner arrangement, a high sensitivity and stability of the flame is achieved in order to carry out an optimal atomic absorption analysis Achieved, but a major disadvantage is that this is too great a technical and for Routine equipment is not economically justifiable.
Es ist weiterhin ein mit technisch einfachen Mitteln aufgebauter Brenner mit Vorzerstäuber für Atcmabsorptions-Spektrometer bekannt, bei dem die zu untersuchende Substanz enthaltene Lösung mit Hilfe eines bekannten Zerstäubers mit Ringdüse, der eine rohrförmige gekrümmte Mischkammer an ihrem einlasseitigen Ende abschliesst, unter Trägergasdruck in die Kammer eingesprüht wird. Im Bereich der Krümmung der rohrförmigen Mischkammer, die am auslasseitigen Ende vertikal verläuft, sind an ihrer Seitenwandung zwei räumlich getrennte Düsen angeordnet, über die quer zur Strömungsrichtung des Aerosol-Gemisches Brenngas und entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Aerosol-Gemisches oxydierendes Trägergas derart zugeführt wird, dass einerseits eine gute Vermischung von Brenngas mit dem Trägergas gewährleistet ist und andererseits nach einer Art Gegenstromprinzip eine Durchmischung von Probenaerosol und Brenngas-Trägergasgemisch vor Erreichen der standardmässic,?n Doppelschlitz-Brennerschneide vom Brennerkopf erfolgt. Für den Betrieb dieses Brenners werden sowohl Acetylen-Luft- als auch Acetylen-Stickstoffoxydulmischungen verwendet, wobei jedoch bei Umstellung auf eine der vorherIt is also a burner built with technically simple means with a pre-atomizer for atomic absorption spectrometers known, in which the substance to be examined contained solution with the help of a known nebulizer with Ring nozzle, which closes off a tubular, curved mixing chamber at its inlet-side end, under carrier gas pressure is sprayed into the chamber. In the area of the curvature of the tubular mixing chamber, which is vertical at the outlet end runs, two spatially separated nozzles are arranged on its side wall, through which transversely to the flow direction of the Aerosol mixture fuel gas and opposite to the direction of flow of the aerosol mixture oxidizing carrier gas in this way is supplied that on the one hand a good mixing of fuel gas with the carrier gas is guaranteed and on the other hand Mixing of sample aerosol according to a kind of countercurrent principle and fuel gas-carrier gas mixture before reaching the standard double-slit torch cutting edge of the torch head he follows. Both acetylene-air and acetylene-nitrogen oxide mixtures are used to operate this burner used, but when switching to one of the previously
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genannten Kombinationen ein Wechsel des Brennerkopfes mit
in Bezug auf Breite und Länge unterschiedlichen Schlitzbrennerschneiden zur Anpassung an die verschiedenen Flammengeschwindigkeiten
notwendig ist. Dieses bekannte Brennersystem hat insofern Nachteile, dafl es in Verbindung mit
hochleistungsfähigen Atotuausorpcions-Spektralgeräten in
Bezug auf Empfindlichkeit, Stabilität der Flamme, Wirkungsgrad und Rauschfreiheit des Absorptionssignals nicht mehr
ausreichend die aus dem heutigen Stand der analytischen
Aufgabenstellungen resultierenden, applikativen Erfordernisse erfüllt.mentioned combinations a change of the burner head with
slot torch cutting edges with different width and length are necessary to adapt to the different flame speeds. This known burner system has disadvantages in that it can be used in conjunction with
high-performance atotuausorpcions spectral devices in
Regarding sensitivity, stability of the flame, efficiency and freedom from noise of the absorption signal no longer
sufficient from the present state of the analytical
Tasks resulting, application requirements met.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten
Nachteile zu überwinden und unter Berücksichtigung der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit eine Brenneranordnung für
Flammenspektralphotometer, insbesondere für die Zwecke der
atomaren Absorptionsanalyse zu schaffen, die ein sehr homogenes und aus sehr kleinen Tröpfchen bestehendes Aerosol der
zu untersuchenden Substanz zu der laminaren Flamme führt und einen besseren Wirkungsgrad, eine höhere Empfindlichkeit bei
Betrieb mit Acetylen-Stickstoffoxydul, eine bessere Stakilität und Verträglichkeit von Matrixbestandteilen als die bisher
gebräuchlichen Brenner liefert.The innovation is based on the task mentioned above
To overcome disadvantages and taking into account the simplicity and economy of a burner assembly for
Flame spectrophotometers, especially for the purposes of
to create atomic absorption analysis, which leads a very homogeneous aerosol of the substance to be examined, consisting of very small droplets, to the laminar flame and a better efficiency, a higher sensitivity when operating with acetylene nitrogen oxide, a better stability and compatibility of matrix components than before common burner supplies.
Gelöst wird diese Aufgabe neuerungsgemäss dadurch, dass eine rohrförmige und gekrümmte Mischkammer verwendet wird, die an ihrem einlasseitigen Ende zentral den Zerstäuber aufnimmt, darch den unter Trägergasdruck die Einsprühung des zu untersuchenden Probenflüssigkeitsnebels in Längsrichtung der Mischkammer erfolgt, dass in der Mischkammer eine Zufuhrleitung für das Trägergas vorgesehen ist, deren Austrittsdüse in einem geringen Abstand gegenüber der ringförmig ausgebildeten Zerstäuberdüse in Richtung ihrer Achse justierbar ausgerichtet ist, so dass This object is achieved according to the invention in that a tubular and curved mixing chamber is used, which centrally accommodates the atomizer at its inlet-side end, by means of which, under carrier gas pressure, the sample liquid mist to be examined is injected in the longitudinal direction of the mixing chamber Carrier gas is provided, the outlet nozzle of which is aligned adjustably in the direction of its axis at a small distance from the annularly designed atomizer nozzle, so that
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der scharf gebündelte Probenflüssigkeitsstrahl auf einen zentral gerichteten Trägergasstrom trifft und somit unter Anwendung des Trägergasgegenstromprinzips beim Aufprallen der beiden Medien eine weitere Zerkleinerung der Substanzteilchen erzielt wird, dass an der Seitenwandung der Mischkammer ein Eintrittskanal für Brenngas mit einer Strömungsrichtung quer zu der des Probenaerosols angeordnet ist, wodurch eine homogene Vermischung des Probenaerosols mit dem Brenn- und Trägergas erfolgt, dass an der Seitenwandung der Mischkammer ein weiterer Eintrittskanal vorgesehen ist, über den mit einem Ventil schaltbar zusätzlich wahlweise Acetylen als Brenngas für den Acetylen-Stickstoffoxydul-Flaramenbetrieb oder Luft als Trägergas für den Acetyien-Luft-Flammenbetrieb bei Zerstäubung von organischen Lösungen eingespeist werden kann, dass die an der Mischkammerinnenwandung kondensierten, schweren Aerosolteilchen der Substanzlösung einer Abflussleitung zugeführt werden und dass schliesslich der Brenner ein Sicherheitsventil enthält, welches als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist und den Ausgleich eines sich im Brenner eventuell bildenden Oberdruckes ermöglicht.the sharply focused sample liquid jet on one centrally directed carrier gas flow meets and thus using the carrier gas countercurrent principle upon impact of the two media a further comminution of the substance particles is achieved that an inlet channel for fuel gas with a flow direction transverse to that of the sample aerosol is arranged on the side wall of the mixing chamber, whereby a homogeneous mixing of the sample aerosol with the Combustion and carrier gas takes place in that a further inlet channel is provided on the side wall of the mixing chamber which can be switched with a valve and optionally acetylene as the fuel gas for the acetylene-nitrogen oxide flaramen operation or air as the carrier gas for the acetylene-air flame operation with the atomization of organic solutions can be that the condensed on the mixing chamber inner wall, heavy aerosol particles of the substance solution a Drain line are fed and that finally the burner contains a safety valve, which is designed as a spring-loaded check valve and the compensation an overpressure that may develop in the burner.
Ein weiterer mit der Neuerung erzielter Vorteil besteht darin, dass unter Verwendung der gleichen Einschlitz-Brennerschneide sowohl für Acetylen-Luft- als auch für Acetylen-Stickstoffoxydul-Flammen eine alternierende Umschaltung zwischen diesen Flammenarten ohne Wechsel des Brennerkopfes möglich ist.Another advantage achieved with the innovation is that the same single-slot torch cutting edge is used an alternating switchover between these for both acetylene-air and acetylene-nitrogen oxide flames Flame types is possible without changing the burner head.
Weiterhin ist nach der Neuerung vorgesehen, dass bei einer Störung in dem System die Brenneranordnung automatisch und sicher ausser Betrieb gesetzt wird.Furthermore, it is provided according to the innovation that in the event of a fault in the system, the burner arrangement automatically and is safely put out of operation.
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aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Im einzelnen zeigen:from the following description of an exemplary embodiment in connection with the accompanying drawings. Show in detail:
Fig. 1 schematischen Längsschnitt durch das neuerungsgemässe Brennersystem1 shows a schematic longitudinal section through the burner system according to the invention
Fig. 3 schematischen Längsschnitt durch das Umschaltventil3 shows a schematic longitudinal section through the changeover valve
Das in der Fig. 1 gezeigte Brennersystem enthält als Hauptkomponenten einen Zerstäuber 1, eine Mischkauuner 2, eine Stau.-kammer 3 und einen Brenner 4. Die als Lösung vorliegende zu untersuchende Substanz 5 wird über einen Kunststoffschlauch 6 und eine Edelstahlkapillare 7 durch einen mit einer Ringdüse 8 versehenen Zerstäuber 1 in bekannter Weise durch Anwendung eines komprimierten, oxydierenden Trägergases, welches in dem Brenner 4 verwendet und über die Leitung 9 zug&führt wird, angesaugt und in Form eines Nebels in eine rohrförmige, gekrümmta Mischkammer 2 eingesprüht. Das einlasseitige Ende der Mischkammer,die vorzugsweise aus mit 25 % Graphit verstärktem Teflon besteht und damit eine hohe chemische Resistenz aufweist, wird durch den aufgesetzten und gesicherten Zerstäuber 1 unter einem zentral wirkenden Federdruck dicht abgeschlossen. Der Zerstäuber 1 ist präzise ausgebildet und arbeitet mit zeitlich konstanter Zerstäubungsgeschwindigkeit. Die zentral in dem Zerstäuber verlaufende Kapillare 7 kann mit Hilfe einer Rändelschraube 10 längs des Ringdüsenkanals verschoben werden, wodurch sich die über der Ringdüsenaustrittsöffnung bildende Nebelkeule und damit die Probenflüssigkeitsansaugrate beeinflussen lässt, bis die optimalen Bedingungen für einenThe burner system shown in Fig. 1 contains, as main components, an atomizer 1, a Mischkauuner 2, a Storage chamber 3 and a burner 4. The substance 5 to be examined, which is present as a solution, is passed through a plastic tube 6 and a stainless steel capillary 7 through a provided with an annular nozzle 8 atomizer 1 in a known manner by using a compressed, oxidizing Carrier gas, which is used in the burner 4 and over the line 9 train & leads is sucked in and sprayed in the form of a mist into a tubular, curved mixing chamber 2. The inlet end of the mixing chamber, which preferably consists of Teflon reinforced with 25% graphite and so that it has a high chemical resistance, is by the attached and secured atomizer 1 under a centrally acting spring pressure tightly closed. The atomizer 1 is precisely designed and works with time constant atomization speed. The capillary 7 running centrally in the atomizer can be moved along the ring nozzle channel with the aid of a knurled screw 10, whereby the fog lobe forming over the ring nozzle outlet opening and thus the sample liquid suction rate can be influenced until the optimal conditions for a
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feinen und sehr glelchroässlgen Nebel erreicht sind. Nach diesem Justiervorgang wird die eingestellte Lage der Kapillare 7 durch einen Peststellring 11 fixiert.fine and very uniform mist are achieved. To This adjustment process is the set position of the capillary 7 fixed by a plague collar 11.
Durch eine im vorderen Teil der Mischkammer 2 zentrisch angeordnete Gegenstrenndüse 12, deren Austrittsöffnung zur Ringdüse des Zerstäubers 1 einen einstellbaren geringen Abstand hat, tritt über eine Zuleitung 13 mit einem nicht dargestellten Nadelventil fein dosierbar oxydierendes Trägergas aus, so dass beim Aufeinanderprallen von Probenaebel mit dem entgegengesetzt gerichteten Trägergasstrom die Substanztröpf^hen noch weiter zerkleinert werden. Mit den Justierschrauben 14, die gleichzeitig zur stabilen Führung der Gegenstromdüse 12 dienen, können die Achsen von dem Zerstäuber 1 und der Gegenstromdüse 12 exakt in Koinzidenz gebracht werden.By a centrally arranged in the front part of the mixing chamber 2 Counter separation nozzle 12, the outlet opening of which leads to the ring nozzle of the atomizer 1 has an adjustable small distance, occurs via a feed line 13 with a not shown Needle valve finely dosed oxidizing carrier gas, so that when the sample mist collides with the opposite directed flow of carrier gas the substance droplets still further crushed. With the adjusting screws 14, which also serve for the stable guidance of the countercurrent nozzle 12, the axes of the atomizer 1 and the countercurrent nozzle 12 can be brought into exact coincidence.
Der Mischkammer 2 wird in ihrem vorderen Teil durch einen in Querrichtung verlaufenden Austrittskanal 15 unter Druck Brenngas mit einer Strömungsrichtung zugeführt, die senkrecht zu der des sich bildenden Probennebels und des die Gegenstromdüse 12 verlassenden oxydierenden Trägergasstromes ausgerichtet ist, so dass eine starke Verwirbelung und innige Vermischung von Brenn- und Trägergas erfolgt, wobei auf ihrem Strömungsweg in der Kammer 2 das die Substanz enthaltene Aerosol mitgeführt wird. Die Länge der Mischkammer 2 ist derart gewählt, dass eine vollständige Durchmischung von Brenn- und Trägergas mit dem die zu untersuchende Substanz enthaltenen Aerosol gewährleistet ist. Die auf dem Wege zum Brenner 4 an der schrägen Mischkammerwandung kondensierten Substanztröpfchen fliessen durch eine sich an tiefster Stelle befindliche öffnung über einen Abfluss i6 ab.The front part of the mixing chamber 2 is supplied with fuel gas under pressure through an outlet channel 15 running in the transverse direction supplied with a direction of flow perpendicular to that of the forming sample mist and of the countercurrent nozzle 12 leaving oxidizing carrier gas stream aligned is, so that a strong turbulence and intimate mixing of fuel and carrier gas takes place, with on their flow path The aerosol contained in the substance is carried in the chamber 2. The length of the mixing chamber 2 is chosen so that that a complete mixing of fuel and carrier gas with that contained the substance to be examined Aerosol is guaranteed. The substance droplets condensed on the inclined mixing chamber wall on the way to the burner 4 flow off through an opening located at the lowest point via a drain i6.
Ein weiterer im vorderen Teil der Mischkammer 2 in Querrichtung verlaufender Austrittskanal 17 mit Düse 18 dient zurAnother outlet channel 17 with nozzle 18 running in the transverse direction in the front part of the mixing chamber 2 is used for
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zusätζlichen Einspeisung, wahlweise über ein in Fig. 3 dargestelltes Umschaltventil gesteuert, von entweder Acetylen als Brenngas für den Acetylen-Stickstoffoxydul-Flammenbetrieb oder Luft als Trägergas für den Acetylen-Luft-Flammenbetrieb bei der Zerstäubung von organischen Lösungsmitteln.additional feed, optionally via one shown in FIG. 3 Switching valve controlled by either acetylene as fuel gas for the acetylene nitrogen oxide flame operation or air as the carrier gas for the acetylene-air flame operation in the atomization of organic solvents.
Das in Fig. 3 gezeigte Umschaltventil weist eine zentral zum Ventilkörper 28 abgedichtete und einseitig geschlossene Hohlachse 29, die durch einen Drehknopf 30 in drei Raststellungen gebracht werden kann, mit zwei sich im Winkel von 180° auf Abstand gegenüberliegendenEinlassbohrungenThe switching valve shown in Fig. 3 has a central to the valve body 28 sealed and closed on one side hollow axis 29, which by a rotary knob 30 in three Locking positions can be brought, with two inlet holes opposite each other at an angle of 180 °
31 und 32 auf. Der Ventilkörper 28 trägt auf gleicher Ebene angeordnet zwei Anschlussverschraubungen 33 und 34 für dia zuzuführenden Gase. Bei einer Drehung der Hohlachse 29, ausgehend von einer nicht dargestellten, markierten Nullpunktsstellung, um 90° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn in eine Raststellung wird eine Deckungsgleichheit für den Einlass 35 mit der Einlassbohrung 31 erzielt, so dass zum Beispiel Acetylen als Brenngas durch die Längsbohrung 36 über eine Leitung 17 in die Mischkammer 2 strömen kann. Bei einer Drehung der Hohlachse 29, ausgehend von der Nullpunktsstellung, um 90° im Uhrzeigersinn in eine Raststellung wird eine Deckungsgleichheit für den Einlass 37 mit der Einlassbohrung31 and 32 on. The valve body 28 carries two screw connections 33 and 34 for dia, arranged on the same plane gases to be supplied. When the hollow axle 29 is rotated, starting from a marked zero position, not shown, by 90 ° counterclockwise into a Latching position, congruence for the inlet 35 with the inlet bore 31 is achieved, so that, for example Acetylene can flow as fuel gas through the longitudinal bore 36 via a line 17 into the mixing chamber 2. At a Rotation of the hollow axis 29, starting from the zero position, by 90 ° clockwise into a detent position is a Congruence for the inlet 37 with the inlet bore
32 erzielt, so dass zum Beispiel Luft oder Stickstoffoxydul als Trägergas durch die Längsbohrung 36 über eine Leitung in die Mischkammer 2 strömen kann.32 achieved, so that for example air or nitrogen oxydul can flow as a carrier gas through the longitudinal bore 36 via a line into the mixing chamber 2.
Unter Berücksichtigung des Normalbetriebes vom Brenner 4, für den die zusätzliche Zuführung von Brenn- oder Trägergas nicht erforderlich ist, wird als Nullpunktsstellung des Umschaltventils, das einlasse!tig stets mit den beiden Gasarten beaufschlagt ist, eine zu den Einlassbohrungen 35 und 37 um 90° versetzte Raststellung gewählt, bei der die beiden Kanäle 31 und 32 gesperrt sind.Taking into account the normal operation of burner 4, for which the additional supply of fuel or carrier gas is not required, is used as the zero point position of the switching valve, which is always admitted with the two types of gas, one to the inlet bores 35 and 37 selected locking position offset by 90 °, in which the two channels 31 and 32 are blocked.
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Des homogene Gemisch von Probenaerosol, Brenn- und oxydierendem Trägergas wandert von der Mischkammer 2 in eine Staukammer 3, die durch einen Bajonettverschluss gemäss Fig. 2 mit dem Brenner 4 verbunden ist. Der Boden der Staukammer ist in seinem vollen Durchmesser als Deckel 19 mit konischer Dichtfunktion ausgebildet, der sich bei einem eventuell auftretenden Rückschlag der Flamme 20 zum Ausgleich eines ;ich im Brenner 4 bildenden Oberdruckes sofort öffnet und das Gasgemisch schadlos verpuffen lässt. Das Sicherheitsventil 21 ist als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet, so dass durch einen zentral wirkenden Federdruck die Staukammer 3 wieder dicht abgeschlossen wird.The homogeneous mixture of sample aerosol, fuel and oxidizing carrier gas migrates from the mixing chamber 2 into a storage chamber 3, which is secured by a bayonet lock according to FIG is connected to the burner 4. The bottom of the storage chamber is conical in its full diameter as a cover 19 Sealing function formed, which in the event of a flashback of the flame 20 to compensate for a; i in the burner 4 forming overpressure opens immediately and lets the gas mixture deflate without damage. The safety valve 21 is designed as a spring-loaded check valve, so that the storage chamber 3 is sealed off again by a centrally acting spring pressure.
Gemäss Fig. 2 hat der Brenner 4 einen Brennerkopf 22, der als eine sich nach seinem oberen Teil hin verjüngende Kammer ausgebildet ist, die mit dem Schneidenbett 23 und der Einschlitzbrennerschneide 24 abschliesst. Der leicht abnehmbare Brennerkopf 22 kann mittels seiner Bajonettmuffe 25 in einem mit der Staukammer 3 verbundenen Bajonettflansch 26, der ein federndes Dichtelement enthält, in zwei um 90° gegeneinander versetzte Raststellungen Aufnahme finden. Der Bajonettflansch 26 ist drehbar angeordnet, so dass der Brennerkopf 22 um seine vertikale Achse über einen Winkelbereich von 30° kontinuierlich verstellt werden kann, wobei die Grad-Einstellung auf einer an der Staukammer 3 befestigten Skala 27 abzulesen ist. Auf diese Weise lässt sich bei atomaren Absorptionsmessungen die optisch wirksame Absorptionsweglänge in der laminaren Flamme verkürzen, wodurch zeitaufwendige Verdünnungen von Probenlösungen entfallen können. Bei der gewählten Länfe und Breite des BrennerschIitzes 24, der sowohl für den Acetylen-Luft- als auch für den Acetylen-Stickstoffoxydul-Flammenbetrieh geeignet ist, neigt der neuerungsgemässe, mit lamiBarer Strömung arbeitende Brenner 4 nicht zuAccording to Fig. 2, the burner 4 has a burner head 22 which is designed as a chamber tapering towards its upper part, which is connected to the cutting bed 23 and the Single slot torch cutting edge 24 closes. The easily removable burner head 22 can by means of its bayonet socket 25 in a bayonet flange 26 which is connected to the storage chamber 3 and which contains a resilient sealing element, in two at 90 ° Find detent positions offset from one another. The bayonet flange 26 is rotatably arranged so that the burner head 22 about its vertical axis over an angular range can be continuously adjusted by 30 °, the degree setting on a scale attached to the storage chamber 3 27 can be read. In this way, in the case of atomic absorption measurements, the optically effective absorption path length in the laminar flame can be shortened, which is time-consuming Dilutions of sample solutions can be dispensed with. With the selected length and width of the burner slot 24, which is both is suitable for the acetylene-air as well as for the acetylene-nitrogen oxide flame operation, the burner 4 according to the invention, which operates with lambar flow, does not tend to
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Die beschriebene Ausfuhrungsform eines neuerungsgemässen Brennersystems 1st vorzugsweise In Verbindung mit einem bekannten Atomabsorptions-Spektralphotometer verwendbar, das elektronisch-pneumatische Sicherheitsschaltmittel aufweist, die eine hohe Betriebssicherheit des Brenners 4 mit Acetylen-Luft- und Acetylen-Stickstoffoxydul-Flammen, die nach dem Stand der Technik automatisch gezündet werden, gewährleisten. In dem bekannten Atomabsorptions-Spektralgerät ist eine elektronische Zeitkreisschaltung integriert, welche bei Tastendruck "GAS OFF" zuerst das Brenngas und anschliessend mit einer Zeitverzögerung das oxydierende Trägergas absperrt. Ein Im Spektralgerät angeordnetes Trägergasreservoir bietet die Gewähr dafür, dass das explosive Gasgemisch restlos aus dem Brennersystem gespült wird. Bei Unterschreiten eines Mindestdruckes für die oxydierenden Trägergas» erfolgt über einen elektrisch gesteuerten Druckschalter, d°r den vorher genannten Zeitkreis auslöst, eine automatische Brenngasabsperrung.The described embodiment of an innovation according to Burner system is preferably used in conjunction with a known atomic absorption spectrophotometer, the has electronic-pneumatic safety switching means, the high operational reliability of the burner 4 with acetylene-air and acetylene-nitrogen oxydul flames, which according to the State of the art are automatically ignited, ensure. In the well-known atomic absorption spectral device, an electronic time circuit is integrated which, when the "GAS OFF" button is pressed, first turns on the fuel gas and then with it shut off the oxidizing carrier gas after a time delay. A carrier gas reservoir arranged in the spectral device offers the guarantee that the explosive gas mixture is completely purged from the burner system. If the pressure falls below a minimum pressure for the oxidizing carrier gas »takes place via a electrically controlled pressure switch, which triggers the aforementioned time circuit, an automatic fuel gas shut-off.
Für die Zwecke einer Drucküberwachung der Luft oder Stickitoffoxydul als Trägergas enthaltenen Gasflaschen und zur wahlweisen Anwählbarkeit dieser beiden Trägergase über Drucktasten ist eine nicht dargestellte, dem Stand der Technik entsprechende Gassteuervorrichtung vorgesehen, in der sich zwei Druckschalter befinden, welche auf einen Mindestdruck eingestellt sind, um zu gewährleisten, dass das vorstehend erwähnte, sich im Spektralgerät befindliche Trägergasreservoir ständig diesen Druck aufweist. Der Brenner 4 kann somit nur gezündet werden, wenn an den Druckminderern der Gasflaschen der erforderliche Mindestdruck eingeregelt werden kann. Ein in der Gassteuerungsvorrichtung sich befindliches pneumatisch wirkendes Rückschlagventil sorgt dafür, dass bei Strom- oder Trägergasausfall derFor the purpose of a pressure monitoring of the air or nitrogen oxide contained as a carrier gas gas bottles and for the optional selection of these two carrier gases via push buttons a state-of-the-art gas control device (not shown) is provided, in which there are two pressure switches which are set to a minimum pressure, to ensure that the aforementioned carrier gas reservoir in the spectral device is constantly at this pressure having. The burner 4 can therefore only be ignited if the required minimum pressure can be regulated on the pressure reducers of the gas cylinders. A pneumatically operated check valve located in the gas control device ensures that the
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Im Trägergasreservoir anstehende Druck nur in Richtung der Brenner-Mischkairaner 2 entweichen kann, über ein mit einem Relais gesteuertes Ventil lässt sich an der Gassteuervorrichtung die gewünschte Trägergasart anwählen, das jedoch seine Schalt- und Haltefunktion für den Stickstoffoxydul-Kanal nur ausübt, wenn während des Acetylen-Luft-Flammenbetriebes durch Druck der Taste "N-O" angewählt wird, da das Ventil in seiner Grundfunktion immer nur den Luftkanal zum Brenner 4 geöffnet hält. Bei dem Erlöschen der Acetylon-Stickstoffoxydul-Flamme wird sofort der Luftkanal freigegeben, so dass der Zöndvorgang, der grundsätzlich nur mit Acetylen-Luft als Brenn-Trägergasgemisch möglich ist, erneut ausgelöst werden kann. Mit dem neuerungsgemässen Brenner ist in Verbindung mit einem bekannten Atomabsorptions-Spektralphotometer und der vorstehend beschriebenen Gassteuerungsvorrichtung ein gefahrloser, direkter übergang von Acetylen-Luft-Flammenbetrieb auf Acetylen-Stickstoffoxydul-Flammenbetrieb und umgekehrt möglich. Es ist zu beachten, dass für den Betrieb des Brenners nur mit der Acetylen-Luft-Flamme die Sicherheitsvorkehrungen in dem bekannten Atomabsoprtions-Spektralgerät bereits ausreichen.The pressure present in the carrier gas reservoir is only in the direction of the Brenner-Mischkairaner 2 can escape via one with one Relay-controlled valve, the desired type of carrier gas can be selected on the gas control device, but that its switching and holding function for the nitrogen oxide channel only exercises if during the acetylene-air flame operation is selected by pressing the "N-O" key, since the basic function of the valve is always the air duct to the burner 4 holds open. When the acetylon nitrogen oxide flame is extinguished, the air duct is opened immediately released so that the ignition process, which is basically only possible with acetylene-air as the fuel-carrier gas mixture can be triggered again. The burner according to the invention is in connection with a known atomic absorption spectrophotometer and the gas control device described above, a safe, direct transition from acetylene-air flame operation to acetylene-nitrogen oxide flame operation and vice versa possible. It should be noted that for the operation of the burner only with the acetylene-air flame the safety precautions in the known atomic absorption spectral device already enough.
Die Neuerung wurde vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles erläutert, das jedoch in mannigfacher Weise, insbesondere hinsichtlich der konstruktiven Einzelheiten, abwandelbar ist, so dass das Brennersystem bei nur geringen Änderungen auch für Zwecke der Flammen-Emissionsspektroskopie verwendet werden kann.The innovation was described above using a preferred exemplary embodiment explained, but in many ways, especially with regard to the structural details, can be modified so that the burner system can also be used for flame emission spectroscopy with only minor changes can be used.
7516802 Z5.11.767516802 Z5.11.76
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| CN107271383B (en) * | 2017-06-06 | 2023-09-15 | 北京金索坤技术开发有限公司 | Array flame converging atomizer for flame atomic fluorescence spectrometer |
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