(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
封止された試料投下チャンバと前記チャンバ内に位置決めされた少なくとも１つの可動要素とを有する試料投下ジョーアセンブリを含み、前記可動要素が試料保持位置と試料投下位置の間で移動可能である、分析試料を分析炉に導入するための試料投下アセンブリであって、前記可動要素を前記試料保持位置と前記試料投下位置の間で移動させるために前記可動要素に結合された磁気アクチュエータを含むことを特徴とする試料投下アセンブリ。
【請求項２】
前記アセンブリが、前記試料投下チャンバを規定するために円錐勾配壁と前記円錐勾配壁から離間された半円筒壁とを含むグロックを有し、前記可動要素が、前記チャンバ内の前記円錐勾配壁の近くに移動可能に位置決めされる請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記可動要素が、前記ブロックの前記円錐勾配壁と向かい合う円錐勾配面を有する試料投下ジョーを含む請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記アクチュエータが、前記ブロック内に延在しかつ前記ジョーを試料保持位置と試料投下位置の間で移動させるために前記ジョーに結合されたアクチュエータ・ロッドを含む請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記アクチュエータが、さらに、前記アクチュエータ・ロッドを移動可能に収容するためのプランジャを含み、前記プランジャが、前記チャンバに周囲の大気ガスが入るのを防ぐために前記ブロックに気密に結合された請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記プランジャが、概略円筒形であり、前記アクチュエータ・ロッドを受けるために開口した一端と、不活性ガスを導入するための部品を有する他端とを含む請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記アクチュエータ・ロッドが、強磁性体からなり、さらに、前記プランジャのまわりに取り付けられたソレノイド・コイルを含み、前記コイルに電流が流れたときに前記アクチュエータ・ロッドを前記プランジャ内に移動させて前記試料投下ジョーを試料解放位置に移動させる請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記試料投下ジョーを試料保持位置に付勢するために前記アクチュエータ・ロッドと前記プランジャの間に位置決めされた圧縮ばねをさらに含む請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記ブロックが、前記プランジャの前記部品から前記チャンバ内に不活性ガスを導入するために前記プランジャと前記チャンバを結合する通路を含む請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記部品が、軸方向に延在する開口と、前記プランジャに不活性ガスを入れるために前記軸方向に延在する開口と連通する半径方向に延在する開口とを含む請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記ブロック上に移動可能に位置決めされ、試料を前記試料投下チャンバ内に入れてその後で前記チャンバを封止する試料スライド・アセンブリをさらに含む請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記試料投下アセンブリ上に移動可能に位置決めされ、試料を前記試料投下チャンバ内に入れてその後で前記チャンバを封止する試料スライド・アセンブリをさらに含む請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
分析試料を分析炉のるつぼに導入するための試料投下アセンブリであって、
分析炉に取り付けるための試料投下ブロックを含み、前記ブロックが、上部から試料を受け取りかつ試料を下端から炉のるつぼ内に投下させる垂直方向に延在する開口を備えたチャンバを有し、前記チャンバは、チャンバの汚染物質がパージされるまでチャンバ内に試料を選択的に保持するための可動ジョーアセンブリを含み、前記可動ジョーアセンブリが、少なくとも１つの可動要素と、この可動要素の前記試料保持位置と試料投下位置との間の移動を制御するための１つの磁気アクチュエータとを含むアセンブリ。
【請求項１４】
前記ブロックが、前記チャンバを規定するために円錐勾配壁と前記円錐勾配壁から離間した半円筒壁とを含む請求項１３に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記可動要素は、前記チャンバ内の前記円錐勾配壁の隣に移動可能に位置決めされる請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
前記可動ジョーが、前記ブロックの前記円錐勾配壁と向かい合う円錐勾配面を有する試料投下ジョーを含む請求項１５に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記磁気アクチュエータが、前記ブロック内に延在しかつ前記ジョーを試料保持位置と試料投下位置の間で移動させるように前記ジョーに結合されたアクチュエータ・ロッドを含む請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記アクチュエータは、さらに、前記アクチュエータ・ロッドを移動可能に収容するプランジャを含み、前記プランジャが、前記チャンバ内に周囲の大気ガスが入るのを防ぐように前記ブロックに気密に結合された請求項１７に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
前記プランジャが、概略円筒形であり、前記アクチュエータ・ロッドを収容する開口のある一端と、不活性ガスを入れるための部品を備えた他端とを含む請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記アクチュエータ・ロッドが、強磁性体からなり、さらに、前記プランジャのまわりに取り付けられたソレノイド・コイルを含み、前記コイルに電流が流れたときに前記アクチュエータ・ロッドを前記プランジャ内に移動させて前記試料投下ジョーを試料解放位置に移動させる請求項１９に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記アクチュエータ・ロッドと前記プランジャの間に位置決めされ、前記試料投下ジョーを試料保持位置に付勢する圧縮ばねをさらに含む請求項２０に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
前記ブロックが、前記プランジャの前記部品から前記チャンバ内に不活性ガスを入れるために前記プランジャと前記チャンバを結合する通路を含む請求項２１に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
前記部品が、軸方向に延在する開口と、前記プランジャに不活性ガスを入れるために前記軸方向に延在する開口と連通する半径方向に延在する開口とを含む請求項２２に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
前記ブロック上に移動可能に位置決めされ、試料を前記試料投下チャンバ内に入れてその後で前記チャンバを封止する試料スライド・アセンブリをさらに含む請求項２３に記載のアセンブリ。
【請求項２５】
黒鉛るつぼを支持する下側電極と、
前記黒鉛るつぼの上縁と係合し、分析する試料を前記るつぼに入れるための導管を含む上側電極と、
前記上側電極に取り付けるための試料投下ブロックとを含み、前記ブロックが、上部から試料を受け取りかつ試料を下端から前記上側電極の導管内と炉のるつぼ内に投下させる垂直方向に延在する開口を備えたチャンバを有し、前記チャンバは、チャンバの汚染物質がパージされるまでチャンバ内に試料を選択的に保持する可動ジョーアセンブリを含み、前記可動ジョーアセンブリが、少なくとも１つの可動要素と、この可動要素の前記試料保持位置と試料投下位置との間の移動を制御するために１つの磁気アクチュエータを含む分析炉。
【請求項２６】
前記チャンバが、前記チャンバを規定するために円錐勾配壁と前記円錐勾配壁から離間した半円筒壁とを含む請求項２５に記載の炉。
【請求項２７】
前記可動要素が、前記チャンバ内の前記円錐勾配壁の近くに移動可能に位置決めされた請求項２６に記載の炉。
【請求項２８】
前記可動ジョーが、前記ブロックの前記円錐勾配壁と向かい合う円錐勾配面を有する試料投下ジョーを含む請求項２７に記載の炉。
【請求項２９】
前記磁気アクチュエータが、前記ブロック内に延在しかつ前記ジョーを試料保持位置と試料投下位置の間で移動させるように前記ジョーに結合されたアクチュエータ・ロッドを含む請求項１６に記載の炉。
【請求項３０】
前記アクチュエータが、さらに、前記アクチュエータ・ロッドを移動可能に収容するためのプランジャを含み、前記プランジャが、前記チャンバ内に周囲の大気ガスが入るのを防ぐために前記ブロックに気密に結合された請求項２９に記載の炉。
【請求項３１】
前記プランジャが、概略円筒形であり、前記アクチュエータ・ロッドを収容する開口のある一端と、不活性ガスを入れるための部品を備えた他端を含む請求項２９に記載の炉。
【請求項３２】
前記アクチュエータ・ロッドが、強磁性体からなり、さらに、前記プランジャのまわりに取り付けられたソレノイド・コイルを含み、前記コイルに電流が流れたときに前記アクチュエータ・ロッドを前記プランジャ内に移動させて前記試料投下ジョーを試料解放位置に移動させる請求項３１に記載の炉。
【請求項３３】
前記アクチュエータ・ロッドと前記プランジャの間に位置決めされ、前記試料投下ジョーを試料保持位置に付勢する圧縮ばねをさらに含む請求項３２に記載の炉。
【請求項３４】
前記ブロックが、前記プランジャの前記部品から前記チャンバ内に不活性ガスを入れるために前記プランジャと前記チャンバを結合する通路を含む請求項３３に記載の炉。
【請求項３５】
前記部品が、軸方向に延在する開口と、前記プランジャに不活性ガスを入れるために前記軸方向に延在する開口と連通する半径方向に延在する開口とを含む請求項３４に記載の炉。
【請求項３６】
前記ブロック上に移動可能に位置決めされ、試料を前記試料投下チャンバ内に入れてその後で前記チャンバを封止する試料スライド・アセンブリをさらに含む請求項３５に記載の炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、後の分析のために分析用るつぼに少量の試料を装填するための試料導入アセンブリに関し、詳細には、汚染物質の流入を防ぐ封止システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば鋼製のピンやチップなどの試料を比較的少量（１ｍｇ〜０．５グラム）燃焼させる分析炉では、一般に抵抗炉又は誘導炉が使用される。１対の電極間にるつぼを配置して直接抵抗加熱する場合には、黒鉛製のるつぼが使用される。高周波コイルによって提供される誘導電磁界で加熱する炉ではセラミック製のるつぼが使用される。どちらの炉においても、るつぼを脱ガスし、試料の装填中に汚染物質ガスが試料ガスと混ざらないようにする必要がある。
【０００３】
いくつかの従来技術のシステムでは、脱ガス後に燃焼室領域を開放して、分析する試料を挿入するためにるつぼに接近できるようにしなければならない。その際に、るつぼが大気ガスにさらされ、その大気ガスがるつぼを汚染して分析結果に悪影響を及ぼす可能性がある。汚染物質の導入を防ぐための１つの解決策は、不活性ガスでパージされ、試料を導入後に封止される可動ホッパに試料を導入する試料装填機構を提供することであった。導入後ホッパのジョーを開くと、電極アセンブリを介してるつぼ内に試料が投入される。米国特許第４，３７１，９７１号にそのような装置が示されている。この装置では、試料の導入時において大気と直接連通する通路が形成されるのを防止できるが、試料装填操作中に、可動ジョーアクチュエータ上に設けられた動的シールを介して少量の大気ガスが燃焼室に入る可能性がある。試料の酸素及び窒素含有量を測定するように設計された分析器では、特に低濃度の試料の場合、ごく微量の大気中の酸素と窒素でも分析結果を不正確にする。直線運動ピストンがラジアル・シール内を移動する封止された試料投下機構の場合でも、シャフト表面の欠陥に入り込んだガスが分析試料に導入され、酸素と窒素の測定量の精度が低下する。また、高い頻度での使用により、動的シールが時間と共に摩耗し、これにより大気の漏れが多くなる。
【０００４】
したがって、大気の汚染物質による汚染をなくすことができる改善された試料導入システムに対するニーズがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のシステムは、この様なニーズに応えるもので、封止できかつパージできかつ可動式のジョーを含む投入チャンバを含む試料導入システムを提供する。試料が投入チャンバに導入されると、可動式のジョーは開口るつぼと連通する導管の上方位置に試料を選択的に保持し、このジョーが開位置に移動されて試料を解放すると、るつぼが試料を受け取る。ジョーは磁界によって操作される。磁界は完全に密閉されたシステム内でジョーを移動させるため、試料投下ジョーが閉じた試料保持位置から開いた試料解放位置まで動く間における大気の汚染物質の導入が防止される。ジョーの操作のためにソレノイドなどの磁気アクチュエータを設けているため、試料投下動作の間、試料チャンバの封止状態が維持され、汚染物質が分析結果に影響を与えるのを防止できる。
【０００６】
本発明の上記の及びその他の特徴、目的及び利点は、添付図面を参照して以下の説明を読むことにより明らかになろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に示す分析抵抗炉１０は、上側電極アセンブリ１２と、黒鉛るつぼ１６を支持するための下側電極アセンブリ１４とを含み、黒鉛るつぼ１６は、下側電極アセンブリ１４の電極ポスト１５上に着座する基部を有する。上側電極アセンブリは図３に示した試料投下アセンブリから試料を入れる導管１８を含む。この導管１８は、上側電極アセンブリ１２の上面１９に着座され、かつ留金具などの従来の方法で上面１９に取り付けられている。電極アセンブリ１２及び１４としては、米国特許第４，０５６，６７７号に開示されたタイプ或いはミシガン州セントジョーセフのＬｅｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社によって製造されたＴＣ５００などの市販の機器に使用されているタイプのものを用いることができる。試料の燃焼中においては、電極アセンブリ１２及び１４が合体し、オーリング・シール１７が燃焼領域を囲み、燃焼副産物は、燃焼副産物の分析のために放出管１３を通して分析器へ流出する。後でより詳しく説明するように、試料投下ジョーアセンブリを介して、ヘリウムなどのキャリヤ・ガスが導管１８に導入される。るつぼ１６の上縁は、上側電極アセンブリ１２の環状電極１１と係合し、電流が黒鉛るつぼ１６に流され、本発明の独特な試料ジョー投下アセンブリによってるつぼ１６内に位置決めされた試料が加熱され燃焼される。るつぼ１６は、例えば米国特許第３，８９９，６２７号に開示されたタイプでよい。本発明は、抵抗加熱炉１０の環境で説明するが、本発明は、燃焼させるために分析用るつぼに試料を入れる必要がある誘導炉やその他の炉に使用することができる。
【０００８】
図１に示した炉１０の面１９の上に取り付けられているのは、図２と図３に示した本発明の試料投下アセンブリ２０である。試料投下アセンブリ２０は、図３に示すように位置決めされた、固定の試料投下ブロック３０、試料投下ジョーアセンブリ４０、及び試料投下スライド・アセンブリ９０を含む。円錐アパーチャ３２が導管１８のテーパー開口部と位置合わせされた状態でブロック３０が面１９上に位置決めさている。アパーチャ３２は、図８〜図１０に示したように、導管１８の寸法に適合する寸法に細くなる比較的広い開口を有する概略円錐形又は漏斗形である。ブロック３０は、後でより詳細に説明するように、試料装填操作の際に投下した試料がるつぼ１６の開口内に落ちるように、アパーチャ３２が導管１８と位置合わせされた状態で配置される。試料投下ブロック３０は、試料投下ジョーアセンブリ４０を着脱可能に取り付けることができるようにするために、試料ブロックの下面に旋回可能に取り付けられかつスロット３５内で上方へ回転する１対のトグル・ボルト３４及び３６を含む。試料投下ジョーアセンブリは、図３に示したように、ソケット・ヘッド３８を含むトグル・ボルト３４及び３６によってブロック３０の上面３１に取り付けられる。アパーチャ３５’’内の回転式ドエル３５’のねじ穴にトグル・ボルト３４及び３６をねじ込むと、アセンブリ４０のソケット４４、４５内にトグル・ボルト３４及び３６が着座され、これにより試料投下ジョーアセンブリ４０がブロック３０の上面に対して封止され、かつ固定される。そのような目的のため、アセンブリ４０は、ブロック３０と投下ジョーアセンブリ４０の間の境界面を封止するために、ジョーアセンブリ４０の下面４３の環状くぼみ４１に取り付けられたオーリング・シール４２（図８〜図１０）を含む。ブロック３０、４０及び９０はすべて、アルミニウムなどの適切な非鉄材料から機械加工される。ジョーアセンブリ４０とブロック３０は両方とも、炉１０の上面１９に固定され、スライド・アセンブリ９０は、後で説明するように投下ジョーアセンブリ４０にスライド式に取り付けられる。
【０００９】
ブロック４０は、ブロック４０をブロック３０に固定するためのトグル・ボルト３４と３６をそれぞれ受ける半円筒形のソケット４４と４５を対向する角部に有する。ブロック４０は、上側の両縁に、後でより詳しく説明するように、試料投下スライド９０を摺動可能でかつ外れないように支持する外側に突出する１対のフランジ５５（図２と図３）を含む。ブロック４０は、真ん中に垂直方向に延在する開口部４６（図２及び図８〜図１０）を含み、この開口部４６は側壁４７を有し、この側壁４７は、側壁４７と結合する半円錐形に勾配がつけられた側壁５７を有する可動ジョー５０（図６）と共に試料投下ホッパの一側面を規定するように勾配がつけられ、ジョーが、図８と図９に示す閉じ位置にあるときに接合されて、上記のようにして形成された円錐試料投下チャンバ５２の下端を密閉する。ブロック４０は、円錐面４７から離間されかつ円錐面４７と対向する半円筒形面４８を含む。
【００１０】
半円錐形勾配面４７とブロック５０及びそれと対向する半円筒壁４８との間の容積によって規定されるチャンバ５２には傾斜通路４９が連通している。この通路４９は、軸方向に延在する円筒形アパーチャ５１（図８〜図１０）と連通しており、円筒形アパーチャ５１は、アクチュエータ・ロッド６０とプランジャ７０とから成るプランジャ・アセンブリが挿入されるねじ付き円筒形アパーチャ５３で終わっている。アパーチャ５３は、図８〜図１０の組み立て図に示したようにプランジャ７０のねじ付き端７６を収容するために、図２に最もよく示したように５６で示す箇所にねじが切られている。投下ジョーアセンブリ・ブロック４０は、アクチュエータ・ロッド６０と可動ジョー５０の間の結合を可能にするためのアパーチャ５８を備えた端壁５４（図８〜図１０）を含む。可動ジョー５０は、図６に示されており、ほぼ半円筒形に機械加工されたアルミニウム・ブロックである。可動ジョー５０は、勾配面５７が結合面４７と向かい合う状態でチャンバ５２内で摺動して、分析炉１０内に試料を投下させるために図１０に示したように開くことができる密閉されたホッパを規定する。
【００１１】
可動ジョー５０の側壁５９（図６）からはねじ付きスタッド５９′が延在している。アクチュエータ・ロッド６０は、図８〜図１０に示したように、内側にねじが切られたソケット６３を有する円筒形端部６２を含み、このソケット６３にスタッド５９′をねじ込むことによってアクチュエータ・プランジャ・ロッド６０を可動ジョー５０に結合する。このように、アクチュエータ・ロッド６０の端部６２は、可動ジョー５０を結合しかつ係合するためにブロック４０の壁５４のアパーチャ５８を貫通して延在する。ロッド６０は、鋼などの強磁性材料から機械加工され、図８と図９に示したように、結合された可動ジョー５０を閉じた試料保持位置に付勢する圧縮ばね６５を受けるために端部６２の近くに環状フランジ６４（図２及び図８〜図１０）を含む。ロッド６０は、オーリング６７を支持するポスト６６を反対の端に含む。このオーリング６７はプランジャ７０（図１０）の端壁７７′と係合し、後で詳しく説明するように、プランジャ７０内へアクチュエータ・ロッド６０を後退させる際に生じる金属接触を防ぐ。
【００１２】
図５に最も良く示したように、プランジャ７０は、一端に雄ねじ７５を備えた環状カラー７４と、プランジャ７０とブロック４０の間の境界を封止するためにブロック４０の面５７′（図２及び図８〜図１０）にぴったりとはまって封止するオーリング７７を受ける環状肩部７６とを有する薄い非鉄円筒管７２を含む。
【００１３】
プランジャ７０は、さらに、オーリング・シール７７と反対の端にニップル７８を含む。このニップル７８は、横方向に延在するアパーチャ８０と連通する軸方向の開口７９を通してに不活性ガスを導入するものである。これにより、可動アクチュエータ・ロッド６０の外径とプランジャ７０の内壁８２とで囲まれる空間内にヘリウムなどの不活性ガスが流れ込むようにする。壁７７′は円筒形ブロックから構成されており、このブロックは、ヘリウム・ガスがその周囲まで流れ込むようにその寸法が決められ、はんだ接合８４によってニップル７８に固定されている（図５）。ニップル７８のまわりには、ニップル７８にヘリウム供給源を気密に結合できるようにするオーリング８５が設けられており、このニップル７８は、不活性ガスを導入するための結合ナットを受けるためにねじが切られていてもよい。
【００１４】
ソレノイド動作コイル８６（図２、図３及び図８〜図１０）が、プランジャ７０の円筒形外側面７２の周囲に設けられており、プランジャ７０内に磁界を発生させるための適切な電気制御回路に結合された１対の導体８７を含み、図１０に示したような開位置までジョー５０をスライドさせるように操作されたときに強磁性体アクチュエータ・ロッド６０をプランジャ・シリンダ内の図１０に示した位置まで引き込む。ジョーは、ブロック４０内に規定されたチャンバ５２内で比較的自由に移動することができるが、オーリング・シール７７の利用により外気から完全に封止される。したがって、閉位置から開位置まで移動するときに可動ジョーアセンブリと関連する動的シールはない。その代わりに、ジョーは、プランジャを作動ソレノイド８６に結合する磁界の作用によって自由に移動可能である。
【００１５】
試料は、以上図７〜図１０と関連して簡単に説明した試料投下スライド・アセンブリ９０を介して試料投下ジョーアセンブリ４０に入れられる。試料投下スライド９０は機械加工されたアルミニウム・ブロックであり、図８に示した試料投下位置にあるときにチャンバ５２に対して位置合わせされる円錐形の勾配アパーチャ９２を含む。アパーチャ９２の隣りには、円盤形ピストン９４を含む封止ピストン・アセンブリがあり、円盤形ピストン９４は、円筒形外周に取り付けられたピストン・シール９５と、ブロック４０の上面４１′と対向する面に設けられた溝９６とを有する。溝９６はオーリング９８を収容するためのものである。試料投下ジョーアセンブリが図９に示し後で説明する位置にあるとき、シール９８は試料投下ジョーアセンブリの開口４６を効果的に封止する。ピストン９４とそのシール９５は、ブロック９０内に形成されたピストン・シリンダ１００に収容されている。ブロック９０は１対の内側向きスロット１０２を含み、このスロット１０２はフランジ５５と係合することによって摺動可能にブロック４０上に取り付けられ、試料投下スライド９０をブロック４０に対して外れないように保持する。圧縮空気の供給源が、アパーチャ１０４及びオーリング・シール１０５によってねじ付きアパーチャ１０４に結合された封止継手１０６を介してシリンダ１００と連通しており、試料の投下時、及びその後における炉１０での試料の燃焼時においてピストン９４に圧力を加えて、ピストン９４をブロック４０の気密面４１′に対して下方に押しつける。スライド・ブロック９０は、燃焼サイクル中にオペレータが分析炉内を覗き込むことができるように封止された窓１０８を含むことができる。そのため、ブロック４０に適切に封止された石英窓１１０（図８〜図１０）を使用して、燃焼作業を観察することができる。次に図８〜図１０と関連して説明するように、試料投下アセンブリ２０の操作中にスライド９０を試料装填位置と試料投下位置との間で移動させるために、アクチュエータ・アーム１２０が、空気圧式アクチュエータ（図示せず）上でスライド９０に結合される。
【００１６】
試料の装填は、図８に示したように、開口９２が試料投下ジョーアセンブリ４０のチャンバ５２の上に来るように試料投下スライド９０を位置決めすることによって達成される。この位置において、オペレータは、ピンやチップなどの試料すなわちロッド試料１１２を、矢印Ａで示した方向に、漏斗形開口９２を介して、ブロック４０の固定側壁４７と可動ジョー５０の可動側壁５７とによって規定されたホッパ内に投下させることができる。試料は、そのように規定されたホッパの底に保持され、次に、スライド９０が、図９に示したように矢印Ｂで示した方向に移動され、その結果、ピストン封止オーリング９８が、ホッパ５２の上側の環状開口の周囲を取り囲み、部品１０６を介して圧力がピストンに加えられてピストンが加圧され、それにより投下ジョーアセンブリ４０との封止係合が形成される。
【００１７】
この時点で、ヘリウムなどの不活性ガスが、部品７８通して導入され、このガスの流れは、開口７９に入り、横向きの開口８０を通ってアクチュエータ・ロッド６０の外周面とシリンダ７２の内周面８２の間の環状空間に入り、上方に延びる通路４９を通って円筒壁４８を囲む領域を含むホッパ５２の空間内に入る。このガスは、ジョーを通って、炉の現在密閉されている電極のチャネル１８内に入り、管１３を通って外部に流れ、分析器に入る。適切なパージ時間後、ソレノイド８６が導体８７上の制御信号によって操作されて、図１０に矢印Ｃで示したようにジョー５０が右側に後退され、試料１１２が、重力によって、上側電極アセンブリ１２内の導管１８と位置合わせされた漏斗形開口３２内に落下する。個別のジョー部材をなくしかつブロック４０の表面４７を機械加工によって形成することによって、パージしなければならないトラップされた空気の空間の量が大幅に減少し、パージ時間を短くすることができる。ヘリウム・ガスは、図１０に矢印Ｄで示したように、引き続き開口７９と通路４９を通って、緩く取り付けられた可動ジョー５０によって形成された領域内に下方に流れ、分析サイクルの間に炉１０から導管１３を通り分析器（図示せず）に入る燃焼副産物を継続的に掃除する。
【００１８】
アクチュエータ・アーム１２０は、図８に示した試料進入位置から図９と図１０に示した封止位置までスライド９０を移動させるのに十分な工程長を有する適切な空気圧シリンダに結合することができる。また、スライド９０を、右から左ではなく、左から右に移動させてもよく、その結果、スライドを図８に示した位置の左側の位置から図８に示した位置に移動させることによって、試料をホッパ５２内に投下させることが必要になるまで、試料を開口９２に入れてブロック４０の上面４１′に乗せておくことができる。その後で、スライドは、ホッパ５２を取り囲むピストン・シールの操作のために、図９に示したような位置に再び移動される。
【００１９】
したがって、本発明の試料投下アセンブリ２０によって、後で大気から封止される試料投下ジョーアセンブリに試料を入れることができ、またジョーの可動部分に動的シールを使用することなくジョーを移動させることができ、それにより、分析中に、普通ならば動的シール構造内にある可能性のある微量の汚染ガスが燃焼ゾーンに入るのが防止されることが分かる。その結果、分析器が、普通ならば試料アセンブリを介してシステム内に漏れる可能性がある大気の酸素と窒素の影響を受けることなくごく少量の酸素と窒素を検出できる。また、単一の可動ジョー要素を設けることによって、不活性ガスを使用してパージしなければならない容積が減少し、閉じた試料保持位置で試料を保持するばね式ジョーアセンブリを設けることによって、分析のために試料を炉内に投下させるのにソレノイド８６を瞬間的に動作させるだけでよい。しかしながら、必要に応じて、分析中に石英窓１１０から試料を見るために、要求どおりにジョー５０を後退させることができる。
【００２０】
特許請求の範囲によって定義されたような本発明の趣旨又は意図から逸脱することなく、本明細書に記載したような発明の好ましい実施形態に様々な変更を行うことができることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の環境を示す分析炉の縦断面概略図である。
【図２】図１に示した炉に使用することができる本発明の試料投下アセンブリの分解斜視図である。
【図３】図２に示した構造の組立て斜視図である。
【図４】図２に示した試料投下アセンブリの１要素の拡大縦断面図である。
【図５】図２に示した試料投下アセンブリの別の要素の拡大縦断面図である。
【図６】本発明のシステムに使用される試料投下ジョーの拡大斜視図である。
【図７】図２に示した試料投下スライド及び封止アセンブリの分解斜視図である。
【図８】試料投下アセンブリの縦断面図であり、試料を試料投下ジョーアセンブリに装填するための第１の位置にある状態を示す。
【図９】試料投下アセンブリの縦断面図であり、試料投下ジョーアセンブリが封止位置にある第２の位置にある状態を示す。
【図１０】本発明のシステムの縦断面図であり、試料投下ジョーアセンブリが、図１に示した分析炉のるつぼに試料を入れるための試料投下位置にある状態を示す。
【符号の説明】
１０    分析抵抗炉
１２    上側電極アセンブリ
１４    下側電極アセンブリ
１６    るつぼ
１８    導管
２０    試料投下アセンブリ
３０    試料投下ブロック
３２    円錐アパーチャ
４０    試料投下ジョーアセンブリ
５０    可動ジョー
５２    試料投下チャンバ
５８    アパーチャ
６０    可動アクチュエータ・ロッド
７０    プランジャ
８６    ソレノイド動作コイル
９０    試料投下スライド・アセンブリ
９２    円錐形勾配アパーチャ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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