Плазменная горелка

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ создания плазмы, сокращение расхода аргона,уменьшение стоимости анализов. Этот результат достигается тем, что плазменная горелка содержит витки катушки индуктора,внешнюю, среднюю и внутреннюю кварцевые трубки, коаксиально расположенные одна в другой со смещением вдоль продольной оси горелки,патрубки для подачи аргона в каждую кварцевую трубку, водоохлаждаемую оболочку, которая размещена снаружи вдоль внешней кварцевой трубки на протяжении 65 - 70 ее высоты, считая от верхней кромки внешней кварцевой трубки, и имеет патрубки для ввода и вывода воды.(72) Чернышов Павел Федорович Брюхов Виктор Иванович(57) Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано при прямом количественном анализе проб материалов на установках с индуктивно-связнной плазмой. Техническим результатом изобретения является расширения арсенала средств, применяемых для 22443 Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано при прямом количественном анализе проб материалов на установках с индуктивно-связанной плазмой. Известна плазменная горелка, описанная в работе Зильберштейн Х.И. Спектральный анализ чистых веществ. Л. Химия, 1971, с.215-216. Данная горелка содержит витки индуктора,кварцевую трубку, внутри которой образуется плазма, графитовую пластину с сухой пробой исследуемого вещества, танталовый держатель, на котором установлена графитовая пластина, медная водоохлаждаемая трубка, помещенная внутри танталового держателя, латунный водоохлаждаемый корпус, внутри которого находится танталовый держатель. Описанная горелка характеризуется сложностью в изготовлении. Известна плазменная горелка (А.с. СССР 1492247, кл. 01 21/73, заявл. 08.07.87, опубл. 07.07.89). Эта горелка содержит витки катушки внешнего колебательного контура генератора высоковольтных колебаний (витки индуктора), три кварцевые трубки разного диаметра - внешнюю,среднюю, внутреннюю, коаксиально расположенные одна в другой со смещением вдоль продольной оси,патрубки для подачи газа - аргона в каждую кварцевую трубку, приспособление для введения пробы. Аргон, перемещающийся вдоль внутренней поверхности внешней трубки, охлаждает стенки этой трубки в зоне образования факела плазмы. Поток аргона,протекающий по средней трубке,используется для создания плазмы, а струя аргона,движущаяся по внутренней трубке, применяется как средство для транспортирования пробы исследуемого вещества. Обычно во внешнюю кварцевую трубку подают аргон при расходе его, равном 15 л/мин, в среднюю трубку - при расходе 1 л/мин, во внутреннюю трубку - при расходе 1 л/мин. Таким образом, на охлаждение стенок внешней трубки расходуется 88 от общего количества аргона,поступающего в горелку. Данная горелка характеризуется значительным расходом дорогостоящего аргона, затрачиваемого на охлаждение горелки, что приводит к увеличению себестоимости выполняемых анализов. Технический результат изобретения - расширение арсенала средств, применяемых для создания плазмы,сокращение расхода аргона, уменьшение стоимости анализов достигается тем, что плазменная горелка содержит витки катушки индуктора, три кварцевые трубки разного диаметра - внешнюю, среднюю,внутреннюю, коаксиально расположенные одна в другой со смещением вдоль продольной оси,патрубки для подачи аргона в каждую кварцевую трубку, согласно изобретению дополнительно оснащена имеющей патрубки для ввода и вывода воды водоохлаждаемой оболочкой, размещенной снаружи вдоль внешней кварцевой трубки на протяжении 65 - 70 ее высоты, считая от верхней кромки внешней кварцевой трубки. Наличие водоохлаждаемой оболочки делает возможным сократить расход аргона в 3,4 - 4,2 раза 2 с 17 л/мин до 4 - 5 л/мин и тем самым уменьшить себестоимость выполнения анализов. Изобретение поясняется схематическим изображением предлагаемой плазменной горелки. Плазменная горелка содержит витки катушки индуктора 1, внешнюю 2, среднюю 3 и внутреннюю 4 кварцевые трубки, коаксиально расположенные одна в другой со смещением вдоль продольной оси горелки,водоохлаждаемую оболочку 5,размещенную снаружи вдоль внешней кварцевой трубки на протяжении 65 - 70 ее высоты, считая от верхней кромки верхней кварцевой трубки, и патрубки 6 для ввода и вывода воды, патрубок 7 для подачи аргона во внешнюю кварцевую трубку,патрубок 8 для подачи аргона в среднюю кварцевую трубку, патрубок 9 для подачи смеси аргона с пробой исследуемого вещества во внутреннюю кварцевую трубку. Нижний предел высоты водоохлаждаемой оболочки, равный 65 от высоты внешней кварцевой трубки, обусловлен тем, что при меньшем значении этого параметра сокращается величина водоохлаждаемого участка внешней кварцевой трубки и соответственно возрастает расход аргона, подаваемого через патрубок 7 во внешнюю трубку. Увеличение данного параметра более 70 не способствует сокращению расхода аргона и, следовательно, нецелесообразно. Плазменная горелка работает следующим образом. Перед запуском горелки в патрубок 7 подают аргон при расходе его 2 - 3 л/мин. Эта часть потока аргона создает тонкий охлаждающий слой, который предохраняет внутреннюю поверхность кварцевой трубки 2 от воздействия плазмы и исключает возможность заражения плазмы диоксидом кремния. В среднюю кварцевую трубку 3 вводят аргон при расходе его 1 л/мин, во внутреннюю трубку 4 поступает аргон при расходе 1 л/мин. В целом расход аргона, подаваемого в горелку,сокращается в сравнении с прототипом с 17 до 4-5 л/мин, то есть на 70,6 - 82,4. Для дополнительного охлаждения горелки используют водоохлаждаемую оболочку 5, в которую через патрубки 6 непрерывно подают (и выводят) дистиллированную воду. Плазмообразующий аргон поступает в горелку через патрубок 8. Пробу исследуемого вещества вводят в горелку через патрубок 9 в смеси с аргоном, который используют для транспортировки пробы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Плазменная горелка, содержащая витки катушки индуктора, внешнюю, среднюю и внутреннюю кварцевые трубки, коаксиально расположенные одна в другой со смещением вдоль продольной оси,патрубки для подачи аргона в каждую кварцевую трубку,отличающаяся тем,что горелка дополнительно оснащена водоохлаждаемой оболочкой, которая размещена снаружи вдоль внешней кварцевой трубки на протяжении 65-70 ее высоты, считая от верхней кромки внешней кварцевой трубки, и имеет патрубки для ввода и вывода воды.