DE10122873C2 - Flammenatomisierungsvorrichtung, insbesondere für ein Atomabsorptionsspektrometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flammenatomisierungsvorrichtung, insbesondere für ein Atomabsorptionsspektrometer, mit wenigstens einer Mischkammer und einer in diese mündenden Zerstäubereinrichtung sowie einem auf einen Brennerstutzen der Misch­ kammer aufgesetzten Brennerkopf, wobei relativ zum Brennerstutzen Mittel zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verschieblich gelagert sind und in Öff­ nungsstellung wenigstens eine Druckreduzieröffnung im Brennerstutzen geöffnet ist.

Eine solche Flammenatomisierungseinrichtung für ein Atomabsorptionsspektrometer ist aus DE 30 10 350 A1 bekannt und dient dazu, eine Probe in einen messbaren ato­ maren Zustand zu bringen. Dazu wird die Probe durch die Zerstäubereinrichtung insbe­ sondere als Aerosol in die Mischkammer eingeführt. Dort wird die Probe mit einem Brenngas vermischt und über den Brennerstutzen zum Brennerkopf geleitet. In diesem erfolgt dann die Verbrennung des mit der Probe angereicherten Brenngases. Die durch die Flamme angeregte Probe kann dann über das Atomabsorptionsspektrometer ausge­ wertet werden. Im Normalbetrieb übersteigt die Geschwindigkeit, mit der das mit Probe angereicherte Brenngas austritt, die Brenngeschwindigkeit. Dadurch ist die entsprechen­ de Flamme immer außerhalb von Mischkammer oder Brennerstutzen. Bei gewissen Fehlerquellen, wie bei Undichtigkeiten oder auch bei Verwendung von Lachgas kann es allerdings zu Flammenrückschlägen kommen. Lachgas beispielsweise weist eine sehr hohe Brenngeschwindigkeit auf und ist daher schwierig zu handhaben.

Bei einem solchen Flammenrückschlag, auch Flashback genannt, brennt die Flamme innerhalb des Brennerkopfes, im Bereich des Brennerstutzens und ggf. auch im Bereich der übrigen Mischkammer. Diese weisen relativ große Querschnitte auf, so dass dort eine geringe Gasgeschwindigkeit auftritt, die zu einer explosionsartigen Verpuffung und einem entsprechenden Explosionsüberdruck führt. Ein solcher Explosionsüberdruck darf allerdings nicht zur Zerstörung der Bauteile führen und außerdem soll die Flammenato­ misierungseinrichtung bei Auftreten eines solchen Überdrucks sicher abschalten.

Bei aus der Praxis bekannten Flammenatomisierungseinrichtungen erfolgte eine ent­ sprechende Druckentlastung bei einem solchen Explosionsüberdruck beispielsweise über einen davonfliegenden Brennerkopf. Dieser war über Seile oder andere Fangein­ richtungen gesichert. Bei anderen Flammenatomisierungseinrichtungen wie nach der eingangs genannten DE 30 10 350 A1 erfolgt eine entsprechende Druckentlastung beispielsweise über ein vorge­ spanntes Druckentlastungsventil.

Schließlich sind noch Flammenatomisierungseinrichtungen bekannt, bei denen zusätzli­ che Druckentlastungseinrichtungen wie herausnehmbare Stopfen, eine Berstscheibe oder dergleichen verwendet werden.

Bei den bekannten Flammenatomisierungseinrichtungen ist von Nachteil, dass zusätzli­ che Teile benötigt werden und der Aufwand zum Zurücksetzen der Einrichtung in einen arbeitsfähigen Zustand relativ groß ist. Außerdem werden zum Teil zusätzliche Dicht­ stellen benötigt, welche als potentielle Fehlerquellen zu betrachten sind.

Aus DE-GM 75 16 802 ist ein Brenner für spektralanalytische Untersuchungszwecke mit einem Zerstäuber an einem Ende einer Mischkammer und einem Brenner mit ent­ sprechendem Brennerkopf am anderen Ende der Mischkammer bekannt. Das dem Brenner zugeordnete Ende der Mischkammer bildet eine Staukammer, der ein Deckel zugeordnet ist. Dieser ist mit einem Sicherheitsventil versehen und öffnet bei Überdruck, um das Gasgemisch schadlos verpuffen zu lassen.

DE-GM 72 34 447 betrifft einen Brenner für Atomabsorptions-Spektrometer mit einer Mischkammer. Seitlich zur Mischkammer ist ein Zerstäuber und schräg gegenüberlie­ gend zu diesem ein Sicherheitsventil angeordnet. Einem Ende der Mischkammer ist ein entsprechender Brennerkopf zugeordnet.

In Analytical Chemistry, 44, 1972, Seiten 695 bis 698 ist ein Atomabsorptions- Spektrometer mit einem Zerstäuber an einem Ende einer Mischkammer und einer Bren­ neranordnung am anderen Ende der Mischkammer beschrieben. Die Brenneranordnung ist im Wesentlichen durch ein T-Stück gebildet, wobei an einem Ende des T-Stücks der Brennerkopf und am anderen Ende Druckabbauöffnungen angeordnet sind. Diese sind in Umfangsrichtung des T-Stücks angeordnet. In welcher Weise diese Druckabbauöff­ nungen sich Öffnen im Falle von Überdruck und ob dieses Öffnen mittels eines Ventils oder in anderer Weise erfolgt, ist nicht beschrieben.

DD 242 870 A1 offenbart ein Verfahren zur Abtastung und Erkennung von Codierspuren. Dieses Verfahren dient insbesondere dazu, zu erkennen, welcher Brennerkopf auf einem flammenphotometrischen Analysemessgerät aufgesetzt ist. Entsprechende Brennerkopf­ codierungen sind in den verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt. Dabei ist der entsprechende Brennerkopf mittels seines Brennerkopfhalses auf eine Aufnahme aufge­ setzt.

DE 35 41 107 A1 betrifft eine weitere Brenneranordnung für Atomabsorptions- Spektrometer. Ein Brennerkopf eines Brenners ist mittels einer Überwurfmutter mit einer Mischkammer verbunden, wobei der Brennerkopf mit einem entsprechenden ringförmi­ gen Lagerteil verbunden ist. Ein Kragen ist anscheinend einer nicht weiter dargestellten Mischkammer zugeordnet, auf dessen Außengewinde die Überwurfmutter zur lösbaren Befestigung des Brennerkopfes aufschraubbar ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass in konstruktiv einfacher Weise eine Druckentlastung bzw. -reduzierung erfolgt und gleichzeitig in einfacher und schneller Weise die Flammenatomisierungsvorrichtung wie­ der in einen arbeitsfähigen Zustand gebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa­ tentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Mittel durch eine relativ zum Brennerstutzen verschieblich gelagerte Gleithülse gebildet sind, an welcher der Brennerkopf lösbar befestigt ist.

Durch die Verschiebung der Gleithülse ist kein davonfliegendes Bauteil oder ein durch den Druck zu zerstörendes Bauteil mehr notwendig. Ebenso entfällt die Notwendigkeit zur Anordnung eines relativ komplexen Ventils zur Druckentlastung. Bei Aufbau eines entsprechend hohen Überdrucks verschiebt sich die Gleithülse selbsttätig in ihre Öffnungsstellung und der Druck wird über die Druckreduzieröffnung im Brennerstutzen ab­ gebaut. Dabei kann die Druckreduzieröffnung so angeordnet sein, dass die austretenden Produkte ohne Beaufschlagung anderer sensibler Teile des Gesamtsystems abgeleitet werden. Ebenso kann durch dies Ableitung eine mögliche Verletzung einer Bedienper­ son vermieden werden.

Da der Brennerkopf an der Gleithülse lösbar befestigt ist, kann in einfacher Weise auf einen Überdruck innerhalb der Mischkammern insbesondere des Brennerstut­ zens reagiert werden. Herrscht folglich ein Überdruck innerhalb der Mischkammer, wirkt dieser auf den Brennerkopf und verschiebt diesen relativ zum Brennerstutzen zusammen mit der Gleithülse. Dadurch wird letztere aus ihrer Schließstellung in die Öffnungsstel­ lung bewegt.

Die Gleithülse kann innerhalb des Brennerstutzens angeordnet und dort verschieblich gelagert sein. Ist sie dort beispielsweise mit dem Brennerkopf bewegungsverbunden, kann bei Auftreten eines Überdrucks die Gleithülse zusammen mit dem Brennerkopf ver­ schoben werden, wodurch die Druckreduzieröffnung freigegeben wird. Um allerdings die erfindungsgemäße Flammenatomisierungsvorrichtung einfacher zu gestalten und kein zusätzliches Totvolumen innerhalb der Mischkammer zu schaffen, das zu Probenver­ schleppungen zwischen verschiedenen Proben führen könnte, kann die Gleithülse auf den Brennerstutzen von außen aufgesteckt sein. Dadurch sind innerhalb des Brenner­ stutzens keine Änderungen notwendig.

Die Gleithülse kann auch als Teilhülse ausgebildet sein, d. h., die Hülse erstreckt sich nur entlang eines bestimmten Umfangswinkels um den Brennerstutzen. Dabei kann die Gleithülse, wie bereits weiter oben beschrieben, mit dem Brennerkopf verbunden und beispielsweise durch ihn in Anlage mit einer Außenwand des Brennerstutzens gehalten werden. Verschiebt sich dann der Brennerkopf aufgrund eines Überdrucks innerhalb der Mischkammer, wird sich die Gleit- oder Teilhülse ebenfalls entsprechend verschieben, wodurch die Druckreduzieröffnung freigegeben wird. Um allerdings eine Lagerung der Gleithülse unabhängig vom Brennerkopf oder anderen Teilen der Flammenatomisie­ rungsvorrichtung zu ermöglichen, kann die Gleithülse einen den Brennerstutzen umgebenden Hülsenmantel aufweisen. Auf diese Weise kann die Gleithülse selbst am Bren­ nerstutzen verschieblich gelagert sein.

Um die Gleithülse am Brennerkopf so zu befestigen, dass sie nur zwischen Schließ- und Öffnungsstellung bewegbar und nicht selbsttätig vom Brennerkopf lösbar ist, kann die Gleithülse auf den Brennerstutzen aufgeklipst sein.

Um die Bewegung der Gleithülse zwischen Schließ- und Öffnungsstellung in ihren Frei­ heitsgraden zu beschränken, kann die Gleithülse axial verschieblich zwischen Schließ- und Öffnungsstellung, aber drehfest am Brennerstutzen gelagert sein.

Für eine solche Lagerung sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Eine konstruktiv einfache Möglichkeit kann darin gesehen werden, dass von der Gleithülse und/oder vom Brennerstutzen ein im wesentlichen rippenförmiger Arretiervorsprung absteht, der in eine entsprechende Arretiervertiefung am jeweils anderen Teil zur drehfesten aber axial ver­ schieblichen Lagerung eingreift. Auf diese Weise wird durch nur ein Bauelement die La­ gerung zwischen Gleithülse und Brennerstutzen realisiert. Gleichzeitig können Öffnungs- und Schließstellung durch das Gleiten des Arretiervorsprungs in der Arretiervertiefung bestimmt sein. Beispielsweise kann die Schließstellung durch Anlage des Arretiervor­ sprungs mit einem Ende der Arretiervertiefung und die Öffnungsstellung entsprechend durch Anlage des Arretiervorsprungs mit dem anderen Ende der Arretiervertiefung be­ stimmt sein.

Um ein Verkanten der Gleithülse bei ihrer axialen Verschiebung zu vermeiden, kann es als vorteilhaft angesehen werden, wenn zwei Arretiervorsprünge und entsprechende Ar­ retiervertiefungen einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

In diesem Zusammenhang ist noch zu beachten, dass es natürlich möglich ist, dass so­ wohl ein Arretiervorsprung an der Gleithülse als auch am Brennerstutzen ausgebildet ist. Entsprechend ist auch jeweils eine Arretiervertiefung an der Gleithülse oder am Brenner­ stutzen ausgebildet. Arretiervorsprünge und Arretiervertiefungen der verschiedenen Teile sind so einander zugeordnet, dass sie bei aufgesetzter Gleithülse miteinander in Eingriff sind. Weiterhin ist noch zu beachten, dass ebenfalls das Aufklipsen der Gleithülse auf den Brennerstutzen durch Arretiervorsprung und Arretiervertiefung erfolgen kann. Bei­ spielsweise ist die Gleithülse auf den Brennerstutzen aufgeklipst, wenn der Arretiervor­ sprung in die Arretiervertiefung eingreift.

Um in einfacher Weise eine bestimmte Druckbeaufschlagung der Gleithülse zu benöti­ gen, um diese in die Öffnungsstellung zu verschieben, kann die Gleithülse in ihrer Schließstellung lösbar mit dem Brennerstutzen verrastet sein. Zum Lösen der Verrastung ist eine bestimmte Kraft erforderlich, die einem entsprechenden Überdruck innerhalb der Mischkammer entspricht.

Eine einfache Möglichkeit für eine solche Verrastung kann darin gesehen werden, wenn an Gleithülse und/oder Brennerstutzen ein Rastelement und am jeweils anderen Teil ein Gegenrastelement angeordnet sind. Auch bei Rast- und Gegenrastelementen kann es von Vorteil sein, wenn diese jeweils paarweise einander diametral gegenüberliegend ausgebildet sind.

Eine einfache Realisation eines solchen Rastelements bzw. Gegenrastelements kann darin gesehen werden, wenn das Rastelement als Verdickung und das Gegenrastele­ ment als im wesentlichen komplementäre Aussparung ausgebildet sind. Die Verdickung kann beispielsweise auf einer Innenseite der Gleithülse und entsprechend die Ausspa­ rung auf einer Außenseite des Brennerstutzens angeordnet sein. Eine umgekehrte An­ ordnung von Rast- und Gegenrastelement ist ebenfalls möglich.

Um auch bei nur kleiner Öffnungsfläche einer entsprechenden Druckreduzieröffnung schnell einen entsprechenden Überdruck in der Mischkammer abbauen zu können, kann eine Anzahl von Druckreduzieröffnungen im Brennerstutzen, insbesondere im gleichen Abstand oberhalb zum unteren Rand der Gleithülse in deren Schließstellung angeordnet sein. Die Druckreduzieröffnungen können ungleichmäßig verteilt sein, so dass vorzugs­ weise eine Abgabe des Brenngases beziehungsweise der verbrannten Produkte in ei­ nem bestimmten Raumwinkel erfolgt. Vorzugsweise können die Druckreduzieröffnungen am oberen Ende des Brennerstutzens ausgebildet sein. Es ist natürlich ebenfalls mög­ lich, dass die Druckreduzieröffnungen in Höhenrichtung ungleichmäßig verteilt sind, so dass beispielsweise zuerst ein Druckabbau über eine geringere Anzahl von Druckredu­ zieröffnungen und bei höherem Überdruck schließlich über alle Druckreduzieröffnungen erfolgt. Dabei können entsprechende Druckreduzieröffnungen zusätzlich oder auch in Alleinstellung in einem Bereich des Brennerstutzens ausgebildet sein, der bei Gleithülse in Öffnungsstellung gegenüber der Umgebung freigegeben ist.

Falls bei einem Druckaufbau keine Beaufschlagung sensibler Bauelemente im Bereich der Mischkammer zu befürchten ist, können die Druckreduzieröffnungen auch paarweise gegenüberliegend oder gleich beabstandet in Umfangsrichtung des Brennerstutzens an­ geordnet sein. Dadurch erfolgt ein Druckabbau im Wesentlichen in alle radialen Richtun­ gen relativ zum Brennerstutzen.

Eine einfache lösbare Befestigung von Brennerkopf und Gleithülse kann darin gesehen werden, wenn der Brennerkopf über ein oberes Ende der Gleithülse auf diese auf­ schnappbar ist. Die Schnappverbindung muss zumindest so stabil sein, dass bei Druck­ beaufschlagung des Brennerkopfes dieser sich nicht von der Gleithülse löst und unkon­ trolliert davonfliegt, sondern die Gleithülse in ihre Öffnungsstellung bewegt.

Um insbesondere automatisch feststellen zu können, dass ein Überdruck innerhalb der erfindungsgemäßen Flammenatomisierungsvorrichtung vorherrscht und durch Verschie­ ben der Gleithülse in Öffnungsstellung abgebaut wird, kann eine Verschiebung des Brennerkopfes und/oder der Gleithülse bei Verschieben der Gleithülse zwischen Schließ- und Öffnungsstellung durch eine Verschiebesensoreinrichtung erfassbar sein. Wird ein solches Verschieben erfasst, kann beispielsweise ein Warnsignal oder dergleichen aus­ gegeben werden.

Eine einfache Möglichkeit zur Erfassung einer entsprechenden Position von Gleithülse oder Brennerkopf kann darin gesehen werden, wenn die Verschiebesensoreinrichtung wenigstens einen an der Gleithülse oder am Brennerkopf angeordneten Magnetstreifen und einen entsprechenden Sensor aufweist. Beispielsweise können Magnetstreifen und Sensor so relativ zueinander angeordnet sein, dass der Magnetstreifen durch den Sen­ sor nur bei Gleithülse in Öffnungsstellung erfassbar ist und entsprechend ein Warnsignal abgegeben wird.

Um Brennerkopf und Gleithülse in einfacher Weise miteinander befestigen zu können, kann zwischen Brennerkopf und Gleithülse ein Bajonettverschluss mit insbesondere zwei um 180° versetzten Hakennasen ausgebildet sein.

Um Brennerkopf und Gleithülse gegeneinander abzudichten und gleichzeitig ein Wech­ seln des Brennerkopfes mit geringem Kraftaufwand zu ermöglichen, kann zwischen Brennerkopf und Gleithülse ein Dichtelement, insbesondere ein O-Ring angeordnet sein. Bei einer Anordnung der Druckreduzieröffnungen am oberen Ende des Brennerstutzens, dichtet der O-Ring diese gegenüber der Umgebung bei Gleithülse in Schließstellung ab, wobei der O-Ring vorzugsweise unterhalb der Druckreduzieröffnungen in der Schließstellung angeordnet ist. Die Druckreduzieröffnungen können schlitzartig oder als zum oberen Rand des Brennerstutzens offene Randausnehmungen ausgebildet sein.

Um ein Wechseln und Verdrehen des Brennerkopfes auch bei heißem Brennerkopf ohne Probleme zu ermöglichen, kann ein Drehhebel dem Brennerkopf zum Lösen/Befestigen von/an der Gleithülse zugeordnet sein. Der Drehhebel wird soweit verschwenkt, dass sich der Bajonettverschluss zwischen Brennerkopf und Gleithülse löst bzw. dieser in Eingriff gerät. Danach ist der Brennerkopf abnehmbar bzw. an der Gleithülse befestigt.

Um den Drehhebel in einfacher Weise verschwenkbar lagern zu können, kann der Dreh­ hebel an seinem dem Brennerkopf zugeordneten Ende einen insbesondere teilkreisför­ migen Lagerabschnitt aufweisen, der an der Gleithülse von außen anliegt und relativ zu dieser verdrehbar ist.

Um den Drehhebel als Bauteil separat zum Brennerkopf zu gestalten, kann der Lagerab­ schnitt zwischen einer Außenseite der Gleithülse und einer Innenseite des Brennerkop­ fes angeordnet und gehalten sein. Ist der Brennerkopf von der Gleithülse gelöst, ist e­ benfalls der Drehhebel mit seinem Lagerabschnitt in einfacher Weise von der Gleithülse entfernbar.

Um die Anordnung des Lagerabschnitts zwischen Gleithülse und Brennerkopf zu ver­ einfachen, kann die Innenseite des Brennerkopfes von einer die Gleithülse wenigstens teilweise umgebenden Brennerschürze gebildet sein. Die Brennerschürze kann sich bei­ spielsweise analog zum Lagerabschnitt teilweise um die Gleithülse erstrecken.

Um in einfacher Weise Schwenkhebel und Brennerkopf miteinander zu verbinden, kön­ nen Lagerabschnitt und Brennerschurz bei auf der Gleithülse aufgeschnapptem Bren­ nerkopf relativ zueinander drehfest angeordnet sein. Dies kann beispielsweise durch Eingriff entsprechender Vorsprünge und Vertiefungen im Bereich von Lagerabschnitt und Brennerschürze erfolgen.

Um im Falle eines Überdrucks eine ggf. weitere Beschädigung der Flammenatomisie­ rungsvorrichtung, insbesondere automatisch zu vermeiden, kann zumindest bei Erfassen der Öffnungsstellung durch die Verschiebesensoreinrichtung eine Flammenabschaltung durchführbar sein. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass elektronisch gesteu­ ert die Zufuhr von Brenngas zur Mischkammer unterbrochen wird.

Um weiterhin feststellen zu können, ob der Brennerkopf ordnungsgemäß auf der Gleit­ hülse angeordnet ist, kann die Verschiebesensoreinrichtung einen Detektor zur Erfas­ sung einer Winkelstellung zwischen Brennerkopf und Gleithülse und/oder eines Brenner­ kopftyps aufweisen. Dieser Detektor kann ebenfalls durch wenigstens einen Magnet­ streifen und zugehörigen Sensor gebildet sein. Eine ordnungsgemäße Befestigung des Brennerkopfes an der Gleithülse kann beispielsweise dadurch festgestellt werden, dass der Magnetstreifen an der Gleithülse nur in einem solchen Drehbereich erfasst wird, in dem eine ordnungsgemäße Befestigung des Brennerkopfes auf dem Brennerstutzen gewährleistet ist. Nur in diesem Drehbereich ist der Bajonettverschluss zwischen Bren­ nerkopf und Gleithülse in Schließstellung.

Schließlich kann der Detektor auch zur Erfassung eines Brennerkopftyps herangezogen werden, indem beispielsweise je nach Brennerkopftyp zumindest ein entsprechender Magnetstreifen in seiner Position am Brennerkopf verändert ist. Dabei können die Ma­ gnetstreifen zur Erfassung des Brennerkopftyps und der Winkelstellung zwischen Bren­ nerkopf und Gleithülse separat ausgebildet sein.

Im folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Flammenatomisierungsvorrichtung;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt analog zu Fig. 1 mit Gleithülse in Öffnungsstellung, und

Fig. 3 eine Seitenansicht auf Brennerkopf und Gleithülse der Flammenatomisierungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Flammenatomisierungsvorrichtung 1 dargestellt. Diese weist seitlich eine Zerstäuberein­ richtung 3 auf, die in eine Mischkammer 2 mündet. Die Mischkammer 2 weist einen in Fig. 1 nach oben verlaufenden Brennerstutzen 4 auf, auf dem ein Brennerkopf 5 aufge­ setzt ist.

Außen auf den Brennerstutzen 4 ist eine Gleithülse 6 mit Hülsenmantel 10 in ihrer Schließstellung 7 auf­ geklipst. Die Gleithülse 6 weist auf ihrer Innenseite 30 benachbart zum unteren Rand 15 einen rippenförmigen Arretiervorsprung 11 auf, der sich in axialer Richtung erstreckt. Dieser ist in einer nutförmigen Arretiervertiefung 12 angeordnet und entlang dieser zwi­ schen Schließstellung 7 und Öffnungsstellung 8, siehe Fig. 2, verschiebbar. Das Auf­ klipsen der Gleithülse 6 auf den Brennerstutzen 4 erfolgt durch Eingreifen des Arretier­ vorsprungs 11 in die Arretiervertiefung 12.

Arretiervorsprung 11 und Arretiervertiefung 12 sind paarweise einander gegenüberlie­ gend angeordnet.

Ein oberes Ende 16 der Gleithülse 6 weist einen radial auswärts weisenden Flansch auf. Auf das obere Ende 16 ist der Brennerkopf 5 aufgeschnappt. Dieser weist eine in etwa im Querschnitt halbkreisförmige Brennerschürze 28 auf, die von außen auf die Gleithülse 6 aufgeschnappt ist. Zwischen oberem Ende 16 der Gleithülse 6 und Brennerkopf 5 ist als Dichtelement 22 ein O-Ring angeordnet. Dieser dient zur Abdichtung zwischen den beiden Teilen.

Auf einer Außenseite der Brennerschürze 28 sind in axialer Richtung beabstandet zuein­ ander wenigstens zwei Magnetstreifen 18 angeordnet. Der in Fig. 1 untere Magnet­ streifen 18 dient zur Erfassung der Schließstellung 7 der Gleithülse 6. Die Magnetstreifen 18 bilden einen Teil einer Verschiebesensoreinrichtung 17. Jedem der Magnetstreifen 18 ist ein Sensor 19 zugeordnet. Der dem in Fig. 1 obere Magnetstreifen 18 zugeordnete Sensor 19 dient als Winkelpositionsdetektor 29 zur Erfassung eines Winkelbereichs und/oder zur Erfas­ sung eines Brennerkopftyps. Einerseits ist durch diesen Sensor feststellbar, ob der Brennerkopf 5 relativ zur axialverschieblichen, aber drehfest am Brennerstutzen 4 ange­ ordneten Gleithülse 6 in einem solchen Winkelbereich angeordnet ist, in der der zwi­ schen Brennerkopf 5 und Gleithülse 6 ausgewählte Bajonettverschluss 20 sicher ver­ schlossen ist. Andererseits ist mittels des gleichen Magnetstreifens oder auch eines weiteren Magnetstreifens feststellbar, ob ein bestimmter Brennerkopftyp eingesetzt ist.

Verschiedene Brennerkopftypen sind durch unterschiedliche Axialpositionen der ent­ sprechenden Magnetstreifen erfassbar. Beispielsweise entspricht die Positionierung der beiden Magnetstreifen nach Fig. 1 und 2 einem ersten Brennerkopftyp, während bei einem zweiten Brennerkopftyp der obere Magnetstreifen nach Fig. 1 und 2 in axialer Richtung nach unten versetzt angeordnet ist, siehe dazu die Hakennasen 21. Die beiden Bren­ nerkopftypen können sich beispielsweise in ihrer Schlitzlänge unterscheiden.

Der Brennerkopf 5 ist relativ zur Gleithülse 6 mittels eines Drehhebels 23 verdrehbar. Der Drehhebel weist ein Betätigungsende 31 auf. An seinem dem Betätigungsende 31 gegenüberliegenden Ende 24 weist der Drehhebel 23 einen im Querschnitteilkreisförmi­ gen Lagerabschnitt 25 auf. Dieser ist zwischen einer Außenseite 26 der Gleithülse 6 und einer Innenseite 27 des Brennerkopfes 5 angeordnet, siehe auch Fig. 2. Der Lagerab­ schnitt 25 ist drehfest mit der Brennerschürze 28 verbunden, so dass ein Verschwenken des Drehhebels 23 um Gleithülse 6 zu einer entsprechenden Verdrehung des Brenner­ kopfes 5 relativ zur Gleithülse 6 führt. So ist der Brennerkopf 5 sowohl lösbar als auch befestigbar an der Gleithülse 6.

Die axiale Verschiebbarkeit der Gleithülse 6 relativ zum Brennerstutzen 4 ist durch den Eingriff von Arretiervorsprung 11 und Arretiervertiefung 12 ermöglicht. Da sowohl der Arretiervorsprung 11 rippenförmig als auch die Arretiervertiefung 12 nutförmig sind, wird durch deren gegenseitigen Eingriff außerdem die Gleithülse 6 drehfest rela­ tiv zum Brennerstutzen 4 gehalten.

In Fig. 2 ist ein Schnitt analog zu Fig. 1 dargestellt, wobei die Gleithülse 6 in ihrer Öff­ nungsstellung 8 angeordnet ist. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Be­ zugszeichen versehen, wobei teilweise nur im Zusammenhang mit einer Figur auf die entsprechenden Teile hingewiesen wird.

Die Öffnungsstellung 8 ist durch Anlage des Arretiervorsprungs 11 am oberen Ende der Arretiervorrichtung 12 nach Fig. 2 festgelegt. Zusammen mit der Gleithülse 6 hat sich ebenfalls der Brennerkopf 5 nach oben in Fig. 2 verschoben. In Öffnungsstellung 8 sind Druckreduzieröffnungen 9 geöffnet, von denen nur eine in Fig. 1 und 2 darge­ stellt ist. Die Druckreduzieröffnungen 9 durchsetzen den Brennerstutzen 4, so dass bei einem Überdruck Brenngas oder entsprechende Verbrennungsprodukte aus der Mischkammer 2 nach außen austreten können. Durch den entsprechenden Überdruck in der Mischkammer 2 wird der Brennerkopf 5 nach oben verschoben, wobei er über seine Verbindung mit der Gleithülse 6 diese ebenfalls nach oben in Öffnungsstellung 8 verschiebt. In Schließstellung 7 der Gleithülse 6, siehe Fig. 1, ist der O-Ring 22 unterhalb der Druckreduzieröffnungen 9 angeordnet, so dass diese gegenüber der Umgebung abgedichtet sind. Die Druckreduzieröffnungen 9 sind vorzugsweise schlitzartig benachbart zum oberen Ende des Brennerstutzens 4 ausgebildet. Zusätz­ lich oder statt der Druckreduzieröffnungen 9 können auch die gestrichelt dargestellten Druckreduzieröffnungen 9 am unteren Ende des Brennerstutzens 4 ausgebildet sein.

Die Verschiebung in Öffnungsstellung 8 ist durch die Verschiebesensoreinrichtung 17, siehe auch Fig. 1, erfassbar. Wird die Öffnungsstellung 8 entsprechend erfasst, erfolgt eine Flammenabschaltung durch ein entsprechendes Signal der Verschiebesensor­ einrichtung 17.

Nach Flammenabschaltung und Abbau des Überdrucks können Brennerkopf 5 und Gleithülse 6 wieder nach unten in Fig. 2 verschoben werden, bis die Gleithülse 6 wie­ der in Ihrer Schließstellung 7, siehe Fig. 1, angeordnet ist. Danach ist die Flammenatomisierungsvorrichtung wieder betriebsbereit.

In Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Flammenatomisierungsvorrichtung 1, insbesondere im Bereich von Brennerkopf 5 und Gleithülse 6, dargestellt. Zusätzlich zu der voran­ gehenden Beschreibung ist noch erkennbar, dass die Gleithülse 6 in ihrer Schließ­ stellung 7 verrastbar ist. Die Verrastung erfolgt durch eine Verdickung als Rastele­ ment 13, die in eine entsprechende Aussparung als Gegenrastelement 14 in die Schließstellung 7 eingreift. Der Rasteingriff ist so festgelegt, dass ein bestimmter Ü­ berdruck innerhalb der Mischkammer 2 und entsprechend eine bestimmte Verschie­ bekraft nach oben in den Fig. 1 und 2 vorhanden sein muss, bevor die Gleithülse ih­ ren Rasteingriff in Schließstellung 7 in Richtung Öffnungsstellung 8 verlässt.

Wird der Brennerkopf 5 durch Verschwenken des Drehhebels von der Gleithülse 6 gelöst, ist er in axialer Richtung nach oben abhebbar. Danach ist ebenfalls der Dreh­ hebel 23 von der Gleithülse 6 lösbar, indem der Lagerabschnitt 25 im wesentlichen radial nach außen von der Gleithülse 6 fortbewegt wird. Danach ist, falls erforderlich, ebenfalls die Gleithülse 6 vom Brennerstutzen 4 abziehbar.

Wie beschrieben, ergibt sich eine einfache Möglichkeit der Druckentlastung bei ent­ sprechendem Überdruck innerhalb der Mischkammer. Gleichzeitig ist der Brennerkopf einfach befestigbar und lösbar. Die außen angeordnete Gleithülse erzeugt keine wei­ teren Dichtstellen und gewährleistet eine schnelle und ausreichende Druckentlastung in ihrer Öffnungsstellung über die entsprechenden Druckreduzieröffnungen 9. Gleich­ zeitig kann durch die Verschiebesensoreinrichtung 17 erfasst werden, dass eine sol­ che Druckentlastung stattfindet, so dass automatisch eine Flammenabschaltung erfol­ gen kann. Durch die Verwendung des Bajonettverschlusses und der axialen Abdich­ tung mittels Dichtelement 22 kann der Brennerkopf 5 einfach gedreht und gewechselt werden, wobei entsprechende Bedienkräfte minimiert sind.

Nach einer Druckentlastung lässt sich die Flammenatomisierungs­ vorrichtung in einfacher Weise durch Herunterdrücken der Gleithülse 6 zurück in ihre Schließstellung 7 wieder in den betriebsbereiten Zustand bringen.

Claims (24)

1. Flammenatomisierungsvorrichtung, insbesondere für ein Atomabsorptionsspektrometer, mit wenigstens einer Mischkammer und einer in diese mündenden Zerstäubereinrichtung sowie einem auf einen Brennerstutzen der Mischkammer aufgesetzten Brennerkopf, wobei relativ zum Brennerstutzen Mittel zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verschieblich gelagert sind, und in Öffnungsstellung wenigstens eine Druckreduzieröffnung im Brennerstutzen geöffnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel durch eine relativ zum Brennerstutzen (4) verschieblich gelagerte Gleithülse (6) gebildet sind, an der der Brennerkopf (5) lösbar befestigt ist.

2. Flammenatomisierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Gleithülse (6) auf dem Brennerstutzen (4) von außen aufgesteckt ist.

3. Flammenatomisierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Gleithülse (6) einen den Brennerstutzen (4) umgebenden Hül­ senmantel (10) aufweist.

4. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleithülse (6) auf dem Brennerstutzen (4) aufgeklipst ist.

5. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleithülse (6) axial verschieblich aber dreh­ fest am Brennerstutzen (4) gelagert ist.

6. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Gleithülse (6) und/oder vom Brennerstut­ zen (4) ein im wesentlichen rippenförmiger Arretiervorsprung (11) absteht, der in eine entsprechende Arretiervertiefung (12) am jeweils anderen Teil zur drehfesten Lagerung eingreift.

7. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arretiervorsprünge (11) und Arretiervertiefungen (12) einander jeweils diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

8. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleithülse (6) in ihrer Schließstellung (7) lös­ bar mit dem Brennerstutzen (4) verrastet ist.

9. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Gleithülse (6) und/oder am Brennerstut­ zen (4) ein Rastelement (13) und am jeweils anderen Teil ein Gegenrastele­ ment (14) angeordnet ist.

10. Flammenatomisierungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (13) als Verdickung und das Gegenrastelement (14) als im wesentlichen komplementäre Aussparung ausgebil­ det sind.

11. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Druckreduzieröffnungen (9) im Brennerstutzen (4) insbesondere im gleichen Abstand oberhalb zu einem unteren Rand (15) der Gleithülse (6) in deren Schließstellung (7) angeordnet sind.

12. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckreduzieröffnungen (9) gleich beabstan­ det in Umfangsrichtung des Brennerstutzens (4) angeordnet sind.

13. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerkopf (5) über ein oberes Ende (16) der Gleithülse (6) auf diese aufschnappbar ist.

14. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschiebung des Brennerkopfes (5) und/oder der Gleithülse (6) bei Verschieben der Gleithülse zwischen Schließstellung (7) und Öffnungsstellung (8) durch eine Verschiebesensoreinrichtung (7) erfassbar ist.

15. Flammenatomisierungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebesensoreinrichtung (17) wenigstens einen an der Gleithülse (6) oder am Brennerkopf (5) angeordneten Magnetstreifen (18) und einen entsprechenden Sensor (19) aufweist.

16. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Brennerkopf (5) und Gleithülse (6) ein Bajonettverschluss (20) mit insbesondere zwei um 180° versetzten Hakennasen (21) ausgebildet ist.

17. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Brennerkopf (5) und Gleithülse (6) ein Dichtelement (22), insbesondere ein O-Ring, angeordnet ist.

18. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehhebel (23) dem Brennerkopf (5) zum Lösen/Befestigen von/an der Gleithülse (6) zugeordnet ist.

19. Flammenatomisierungsvorrichtung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehhebel (23) an seinem dem Brennerkopf (5) zuweisenden Ende (24) einen insbesondere teilkreisförmigen Lagerabschnitt (25) aufweist, der an der Gleithülse (6) von außen anliegt und relativ zu dieser verdrehbar ist.

20. Flammenatomisierungsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerabschnitt (25) zwischen einer Außenseite (26), der Gleithülse (6) und einer Innenseite (27) des Brennerkopfes (5) angeordnet ist.

21. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (27) des Brennerkopfes (5) von einer die Gleithülse (6) zumindest teilweise umgebenden Brennerschürze (28) gebildet ist.

22. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19-21, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerabschnitt (25) und Brennerschürze (28) bei auf der Gleithülse (6) aufgeschnapptem Brennerkopf (5) relativ zueinander drehfest angeordnet sind.

23. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei Erfassen der Öffnungsstellung (8) durch die Verschiebesensoreinrichtung (17) eine Flammenabschaltung durchführbar ist.

24. Flammenatomisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14-23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebesensoreinrichtung (17) einen Winkelpositionsdetektor (29) zur Erfassung einer Winkelstellung zwischen Brennerkopf (5) und Gleithülse (6) aufweist.