УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ПОРОШКОВЫХ ПРОБ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА Российский патент 1999 года по МПК G01J3/10 

Изобретение относится к спектральному анализу, в частности к распылителям порошковых проб, направляемых в источник возбуждения спектра и может быть использовано для спектрального анализа проб ограниченной навески, например, при озолении биологических объектов или в минералогии.

Все существующие устройства спектрального анализа проб ограниченной навески основаны на их испарении из кратера, реализуемого лазерным излучением, или заполненного в графитовых электродах с применением электрического дугового разряда (Т. Терек и др., Эмиссионный спектральный анализ, М., Мир, 1982, т. 2, с. 198).

Недостатком этих устройств является фракционность испарения различных компонентов контролируемой пробы, осложняющая обеспечение правильности анализа по используемым образцам сравнения.

Известно устройство для подачи порошковых проб в спектральном анализе (Авторское свидетельство СССР N 1188544, кл. G 01 J 3/10, 1985), включающее разъемный корпус с электродвигателем в верхней части, распылительную камеру, отражающую втулку с винтовой канавкой на ее внешней поверхности для подачи распыляющего газа, диспергирующий элемент, каналы для подачи распыляющего газа и для выхода аэрозоля, патрон с пробой и поршень, расположенные ниже диспергирующего элемента, который выполнен в виде лопасти с двумя наклонными к плоскости вращения пересекающимися крыльями, винтовая канавка на отражающей втулке выполнена с глухим сходом в верхней ее части, а канал для подвода распыляющего газа выполнен сообщающимся с канавкой на отражающей втулке в месте схода.

Недостатком этого устройства является его ограничение в использовании, т. к. механический диспергатор, расположенный в распылительной камере, может использоваться лишь для распыления порошков навеской в несколько граммов. Кроме того наличие диспергатора усложняет конструкцию распылителя.

Предлагаемое устройство направлено на снижение массы контролируемой пробы, упрощение конструкции распылителя и повышение надежности его работы.

Для этого в известном устройстве, содержащем патрон с пробой, поршень, распылительную камеру, каналы для подачи распыляющего газа и для выхода аэрозоля, распылительная камера выполнена торообразной, а патрон с поршнем установлены с возможностью перекрытия пробой вихревого потока в распылительной камере, при этом канал подачи распыляющего газа снабжен патрубком, введенным внутрь распылительной камеры, ось которого ориентирована в направлении движения отсекаемой части аэрозоля, а торец его расположен в зоне канала выхода аэрозоля, ось которого расположена под углом к патрубку, при этом стенки распылительной камеры за зоной выхода аэрозоля выполнены со смещением в направлении канала выхода аэрозоля.

Такое выполнение устройства позволяет устранить диспергирующий элемент, а эффект диспергирования достигнуть за счет использования абразивных свойств отсеченной части вихревого потока аэрозоля и тем самым упростить конструкцию предлагаемого устройства и повысить надежность его работы.

Снижение массы контролируемой пробы достигается за счет уменьшения габаритов устройства.

На фиг. 1 показан схематический разрез устройства.

На фиг. 2 изображена распылительная камера в разрезе в направлении перпендикулярном вихревому потоку.

Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого расположена торообразная распылительная камера 2, имеющая стенки 3, в одной из частей которой имеется канал 4 для подачи распыляющего газа 5, продолжающийся внутрь камеры 2 в виде патрубка 6, торец 7 которого расположен в ступенчатой зоне 8 вывода из камеры 2 готового аэрозоля 9 через канал 10. Ступенчатая зона 8, образована путем смещения стенок 3 распылительной камеры 2 за каналом выхода 10 в направлении этого канала.

В другой части камеры 2 имеется пробоподающий канал 11, выполненный с возможностью перекрытия вихревого потока 12, переходящий в пробоподающий канал 13, расположенный в патроне 14 с пробой 15, подаваемой в камеру 2 при помощи поршня 16.

Брикет пробы 15 /фиг. 2/ имеет кромки 17 и торец 18.

Устройство работает следующим образом.

После сочленения патрона 14, содержащего пробу 15, с корпусом 1 реализуется движение поршня 16, перемещающего пробу 15 из патрона 14 в камеру 2 одновременно с подачей распыляющего газа 5. При достижении пробой 15 стенки 3, противолежащей относительно канала 13 в направлении, перпендикулярном потоку 12 (фиг. 2), происходит разрушение кромок 17 торца 18 брикета пробы 15. Часть продуктов разрушения выносится распыляющим газом через канал 10, часть, усиливаемая эффектом инжекции, возвращается потоком 12 обратно к пробе 15 и, двигаясь по зазорам 19 между пробой 15 и стенками 3 камеры 2, обеспечивает разрушение пробы, перекрывающей газопроводное сечение камеры. Эта часть пробы из-за возможной вариации ее сыпучести и слипаемости способна вызвать снижение воспроизводимости анализа. Поэтому при заполнении патрона пробой она заменяется графитовым порошком 15-Гр, которая при разрушении используется также и для очистки канала 2 от остатков предыдущей пробы, а в ходе анализа в процессе накопления аналитического сигнала /или экспонирования спектра/ при подаче аэрозоля в источник возбуждения спектра выводится в течение "режима обжига".

Последующее поступление пробы 15-Пр стабилизируется и в результате эффективной абразивной обработки торца 18, вводимого в канал 2 пробы 15-Пр, сохраняется неизменным до ее полного расхода к моменту входа в канал торца поршня 16. Для устранения влияния возможного фракционирования частиц, под действием центробежных сил, часть канала 2 в зоне 8 вывода аэрозоля выполнена ступенчатой.

При использовании устройства для контроля пробы малой навески был применен патрон 14 с пробоподающим каналом 11 диаметром 2 мм и длиной 10 мм, обеспечивающим контроль пробы навеской 20 - 30 мг при расходе распыляющего воздуха 150 мл/мин.

Изобретение может быть использовано при озолении биологических объектов или в минералогии. Устройство содержит корпус 1 с торообразной распылительной камерой 2. Стенки 3 торообразной камеры 2 смещены за каналом выхода 10 с образованием ступенчатой зоны 8. Канал 4 для подачи распыляющего газа имеет патрубок 6 с торцом 7. Торец 7 расположен в ступенчатой зоне 8. Пробоподающий канал 11 выполнен с возможностью перекрытия вихревого потока. Пробоподающий канал 13 снабжен патроном 14 для порошковой пробы и поршнем 16 для подачи пробы в камеру 2. Устройство имеет простую конструкцию, компактно, надежно. 2 ил.

Устройство подачи порошковых проб для спектрального анализа, содержащее патрон с пробой, поршень, распылительную камеру, каналы для подачи распыляющего газа и для выхода аэрозоля, отличающееся тем, что распылительная камера выполнена торообразной, а патрон с поршнем установлены с возможностью перекрытия пробой вихревого потока в распылительной камере, при этом канал подачи распыляющего газа снабжен патрубком, введенным внутрь распылительной камеры, ось которого ориентирована в направлении движения отсекаемой части аэрозоля, а торец его расположен в зоне канала выхода аэрозоля, ось которого расположена под углом к патрубку, при этом стенки распылительной камеры за зоной выхода аэрозоля выполнены со смещением в направлении канала выхода аэрозоля.