Горелка для пламенной спектрометрии Советский патент 1992 года по МПК G01N21/72 

Изобретение относится к пламенно- спектрометрическому анализу и может быть использовано при конструировании пламенных спектрофотометров и атомно- абсорбционных спектрометров, используемых в качестве источника свободных атомов.

Известны горелки для пламенной спектрометрии, включающие полый корпус, имеющий с одной стороны отверстие для смеси горючих газов и с другой стороны формирующие пламя щель или ряд каналов,

Недостатком данных горелок является снижение безопасности работы с высокотемпературными пламенами из-за сильного нагрева корпуса, связанного со слабым теплоотводом от поверхности горелки, непосредственно соприкасающейся с пламенем. Это может привести к проскоку пламени внутрь корпуса горелки и ее разрушению.

Известны конструкции горелок, в которых для повышения безопасности работы применяют водяное охлаждение корпуса.

Недостатком таких горелок является усложнение как самой конструкции горелки, так и обслуживания грибора, которое заключается в необходимости подвода к прибору проточной воды и обеспечении контроля за непрерывностью ее подачи.

Известна конструкция горелки с каналом для формирования прямоугольной формы, причем поверхность канала образована двумя подобными фигурами разного сечения со стенками, перпендикулярными верхней плоскости корпуса

Недостатками горелки является снижение безопасности работы, связанное с перегревом корпуса горелки, вызываемым необходимостью значительно увеличивать расходы газов горючей смеси а также снижение воспроизводимости анализа, связанное с нарушениями ламинарности потока на выходе канала прямоугольной формы

сл

с

ю

Ч 4D N3

. Наиболее близкой к изобретению является конструкция горелки, содержащая полый корпус, имеющий с одной стороны отверстие для подвода смеси горючих газов, а с другой стороны - выступы с каналами для выхода смеси газов.

Недостатком известной горелки является снижение воспроизводимости анализов, Связанное с тем, что наличие выступов приводит к увеличению длины каналов для выхода смеси газов. За время прохождения частиц анализируемого вещества по каналу значительная часть частиц осаждается на стенках канала, не достигая пламени. Образующийся в канале из-за торможения потока скачек уплотнения приводит к активизации процессов слияния капель анализируемого вещества, что увеличивает долю крупных частиц, попадающий в , и увеличивает шумы пламени. Уменьшение длины канала или увеличение их диаметра по всей длине ослабляют эти негативные эффекты, однако при этом снижается безопасность работы, так как возрастает вероятность проскока пламени внутрь горелки. Цель изобретения -повышение воспроизводимости результатов анализа путем улучшения условий прохождения частиц анализируемого вещества по каналам и повышение безопасности работы с горелкой. Указанная цель достигается тем. что в горелке для пламенной спектрометрии формирующие пламя каналы выполнены в виде двух соосных цилиндров разного диаметра, причем больший из них расположен под меньшим со стороны горючей Шеей таким образом, что близстоящие основания разных цилиндров находятся в одной плоскости, а отношение диаметра большего цилиндра к меньшему составляет 2-2,5, а на выступы, в которых расположены эти каналы, надета насадка из материала с высокой теплопроводностью.

В каналах, выполненных таким образом, за счет меньшей длины канала с малым диаметром большая часть частиц анализируемого раствора попадает в пламя, не осаждаясь на стенках каналов. При этом повышается воспроизводимость анализов и снижается эффективность заростания каналов солями.

Благодаря лучшему отводу тепла из-за высокой теплопроводности материала насадки температура внешней поверхности горелки и внутренних стенок пламяформи- рующих каналов снижается, что приводит к уменьшению динамического сопротивления стенок каналов газом горючей смеси. Вследствие этого конус пламени уширяется и характер горения становится более ламинарным, что обеспечивает прохождение излучения резонансного источника при проведении атомно-абсорбционного анализа только через наиболее горячую центральную часть пламени и снижает влияние на анализ нестабильных внешних слоев пламени. Снижение динамического-сопротивления стенок профилированных каналов и их температуры позволяет значительно увеличить суммарную поперечную площадь отверстий, что ведет к росту количества

анализируемого раствора, попадающего в пламя, без увеличения риска проскока пламени.

На чертеже изображена предлагаемая горелка, поперечный разрез.

Горелка содержит полый корпус 1 из тугоплавкого материала {нержавеющая сталь, титан) круглой или прямоугольной формы с отверстием 2 для подвода смеси горючих газов и выполненными на поверхности корпуса выступами 3 с несколькими рядами профилированных каналов 4 для выхода смеси газов, а также массивную насадку 5 из материала с высокой теплопроводностью (медь, латунь), надеваемую

на выступы корпуса. Меньший диаметр канала выбирают исходя из типа горючей смеси от 0,6 мм для пламени ацетилен-закись азота до 1,6 мм для пламени пропан-бутан- воздух, Отношение большего диаметра канала к меньшему составляет 2-2,5. Общая длина каналов составляет 18-22 мм

Формула изобретения Горелка для пламенной спектрометрии,

содержащая полый корпус с вводом горючей смеси и каналами для формирования пламени, расположенными в выступах, расположенных на поверхности корпуса, о т - личающаяся тем, что, с целью повышения воспроизводимости результатов анализа и повышения безопасности в работе, каналы для формирования пламени выполнены в виде двух соосных цилиндров разного диаметра, пр ичем больший из них

0 расположен под меньшим со стороны подвода горючей смеси таким образом, что близстоящие основания разных цилиндров находятся в одной плоскости, отношение диаметра большего цилиндра к меньшему

5 составляет 2,5-2, а на выступы надета насадка из материала с высокой теплопроводностью.

Сущность изобретения горелка имеет полый корпус с вводом горючей смеси и каналами для формирования пламени расположенными в выступах на поверхности корпуса Каналы выполнены в виде двух со- осных цилиндров разного диаметра Большой цилиндр расположен под меньшим со стороны подвода горючей смеси. Близлежащие основания цилиндров размещены в одной плоскости Отношение диаметров большего и меньшего цилиндров составляет 2-2,5, длина каждого из каналов равна 18- 22 мм, а на выступы надета насадка из материала с высокой теплопроводностью 1 ил