DE1498639A1 - Device for measuring noble gases in small quantities - Google Patents

Description

Oeskoeloven»ka akadeaie ved_f Praha (Tschechoslowakei)Oeskoeloven »ka akadeaie ved _f Praha (Czechoslovakia)

Einrichtung sum Messen von Edelgasen in kleinen MengenSet up for measuring noble gases in small quantities

Sie Erfindung betrifft eine evakuierbare Einrichtung aus Glas zum Messen von in Festkörpern eingeschlossenen Edelgasen, insbesondere Argon, in kleinen Mengen, welohe einen Reaktor zum Aufheizen des Festkörpers und daran angeschlossene Kühlfallen, Druckmeßgeräte, Absperrhähne und Adsor;berfallen umfaßt.The invention relates to a device that can be evacuated Made of glass for measuring trapped in solids Noble gases, especially argon, in small quantities, welohe a reactor for heating the solid and connected cold traps, pressure gauges, shut-off cocks and adsor; attacked includes.

Zur quantitativen untersuchung von Edelgasen sind eine Beihe von Einrichtungen bekannt. Weniger geläufig sind Einrichtungen zur Messung sehr kleiner Mengen von Edelgasen, insbesondere Argon, welohe insbesondere dann notwendig sind, wenn die Messung von Argon zur Ermittlung des Alters von Greet einen erfolgen soll. Sie Messung sehr kleiner Mengen Argon geschieht bei den bekannten Einrichtungen in hochfrakuierten Geräten, wobei der das Argon enthaltende Pestkörper zum Austreiben aller darin enthaltenen Gase aufgeheizt wird und das Argon aus dem Gasgemisch abgetrennt und bei. bekannter Temperatur und Druck bezüglich, eeints Volumens gemessen wird.For the quantitative investigation of noble gases are a Some of the facilities are known. Are less common Devices for measuring very small quantities of noble gases, in particular argon, which are then particularly necessary are, if the measurement of argon to determine the age of Greet one is to be done. You measurement very much Small amounts of argon occur in the known facilities in highly fractured devices, the one containing the argon Pest body is heated to expel all the gases it contains and the argon from the gas mixture separated and at. known temperature and pressure with respect to a volume being measured.

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Geräte zur Untersuchung von Festkörpern auf darin enthaltene gasförmige Produkte sind insbesondere bei der Erdölsuche bekannt (US-Patent 2 287 101, US-Patent 2 374 135, US-Patent 2 375 949 und US-Patent 2 429 555). Diese bekannten Geräte können zur Messung von Argon nicht verwendet werden» da ausnahmslos die zu analysierenden Gase durch Flüssigkeiten getrieben werden, wodurch bezüglich des Argons Oklusionen und Adsorptionen auftreten könnten.Devices for examining solids for gaseous products contained therein are in particular in petroleum exploration (U.S. Patent 2,287,101, U.S. Patent 2,374,135, U.S. Patent 2,375,949, and U.S. Patent 2,429,555). These known devices cannot be used to measure argon »since without exception the Gases to be analyzed are driven by liquids, causing occlusions and argon Adsorptions could occur.

Besser geeignet sind Geräte, wie sie beispielsweise in den folgenden Artikeln beschrieben Werdens J.A. Schukoljukov; "Novaja ustanovka dlja opredelenija argona K napoch" (Trudy pjatoj sese komisii po opredeleni^u absolutnovo vozrasta geoiogitoheskioh formacij-Izdavatelstvo A.N.SSSR. Moskau 1959) und E.-K. Gerlingt "Sovramenoje " sostojanije argonovo metoda opredelenije vozrasta* (Izdava* telstvo A.N.SSSH, Moskau 1961 - Leningrad - Seite 21). Ein wesentlicher Nachteil der in diesen Literaturstellen beschriebenen Geräte liegt jedoch darin, daß sie außerordentlich kompliziert und unhandlich sind. Insbesondere ist auch nicht die vollkommene Reinheit des Argoria gesichert, da ein Eintritt geringer Mengen von Luft und damit von Luft-Argon in das Gerät durch Diffussion über das erwärmte Quarzglas des Reaktors nicht verhindert werden kann. Dieser Nachteil wird ganz besonders dadurch verursacht, daß es bei den geschilderten Geräten unmöglich ist, einarmige Yakuumhähne zu verwenden, die allein wirkungsvoll abdichten können. Außerdem muß eine große Anzahl von Hähnen und Sohlifflächen bei den bekannten Geräten verwendet werden ₉ wodurch eben die Gefahr eines Devices such as those described, for example, in the following articles are more suitable: JA Schukoljukov; "Novaja ustanovka dlja opredelenija argona K napoch" (Trudy pjatoj sese komisii po opredeleni ^ u absolutnovo vozrasta geoiogitoheskioh formacij-Izdavatelstvo ANSSSR. Moscow 1959) and E.-K. Gerlingt "Sovramenoje" sostojanije argonovo metoda opredelenije vozrasta * (Izdava * telstvo ANSSSH, Moscow 1961 - Leningrad - page 21). A major disadvantage of the devices described in these references, however, is that they are extremely complicated and unwieldy. In particular, the complete purity of the Argoria is not guaranteed, since the entry of small amounts of air and thus air-argon into the device by diffusion over the heated quartz glass of the reactor cannot be prevented. This disadvantage is particularly caused by the fact that it is impossible with the devices described to use one-armed yakuum taps, which alone can seal effectively. In addition, a large number of taps and soles if surfaces must be used in the known devices _9, which is precisely the risk of a

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Eindii ngens von Luft und damit auch von Argon in das Gerät gegeben ist»Penetration of air and thus also of argon is placed in the device »

Sie Erfindung hat die Aufgabe, die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden.You invention has the task of the above Avoid disadvantages.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht* daß bei der eingangs geschilderten Einrichtung an den Ausgang des Reaktors über einen Absperrhahn äne Kupfer (II)-Oxid enthaltende Adsorberfalle und eine oder mehrere Kühlfallen angeschlossen sind, daran anschließend über einen Absperrhahn eine oder mehrere, für sich über Absperrhähne absperrbare, Aktivkohle enthaltende weitere Adsorberfallen, daran anschließend über einen Absperrhahn eine elementares Kalzium enthaltende Adsorberfalle, daran anschließend über einen Absperrhahn eine Aktivkohle enthaltende, über einen Absperrhahn an die Vakuumpumpe anschließbare Adsorberfalle, und daran anschließend über einen Absperrhahn eine metallisches, sehwammförmiges Titan enthaltende Adsorberfalle, eine Kühlfalle und ein McLeodmanameter.According to the invention this is achieved by * that in the device described above to the outlet of the reactor via a shut-off valve Adsorber trap containing copper (II) oxide and one or more cold traps are connected to it then one or more shut-off valves, which can be shut off individually via a shut-off valve, Further adsorber traps containing activated carbon on it then an adsorber trap containing elemental calcium via a shut-off valve, followed by it An activated charcoal via a stopcock and to the vacuum pump via a stopcock Adsorber trap that can be connected, and then a metallic, sponge-shaped trap via a stopcock Adsorber trap containing titanium, a cold trap and a McLeodmanameter.

Dabei besteht der Reaktor zweckmäßigerweise aus einem Kopf, der eine elektrische Heizvorrichtung trägt, die mittels Sehliffläohen in den einen Wasserkühlmantel aufweisenden Reaktorkörper eingesetzt ist. Die Heizvorrichtung wird dabei zweokmäßigerweise duroh eine Heizspirale gebildet, die duroh eine Quarzeprouvette führt und mittels eingeschmolzener ZuführungedrähteThe reactor expediently consists of one Head, which carries an electric heating device, which by means of Sehliffläohen in a water cooling jacket having reactor body is used. The heating device is two-way duroh a heating coil is formed, which leads through a quartz sample and by means of fused supply wires

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über den Einstich mit dem Kopf verbunden ist. Der Kühlmantel umgibt nicht nur den Reaktorkörper, sondern auch den Einschiiff des Kopfes sowie das Auegangsrohr samt Schliff. is connected to the head via the puncture. Of the The cooling jacket not only surrounds the reactor body, but also the neck of the head and the outlet pipe including the ground joint.

Die Adsorberfallen bestehen zweckmäßigerweise aus einem Hauptkörper, in dessen Unterteil ein Kühler zur Kühlung der Schliff lachen vorgesehen ist. In diese ist der Sohliffkern mit einer festen Kappe eingeschoben, auf welcher frei ein Hohlständer gelagert ist, der in den Einstich übergeht, der den elektrischen Heizkörper trägt. Dieser wird durch die Eprouvette für das verarbeitete Material gebildet, mit einer von außen gewundenen Heizspirale, wobei in den in den Unterteil des Heizkörpers reichenden Einstich Shermoelementdrähte eingeführt sind.The adsorber traps expediently consist of a main body with a cooler in its lower part to cool the ground joint is provided. In these the base of the sole is inserted with a fixed cap on which a hollow stand is freely supported that merges into the puncture, that of the electrical Radiator wears. This is formed by the Eprouvette for the processed material, with one from the outside coiled heating coil, with shermocouple wires in the puncture reaching into the lower part of the heating element are introduced.

Die Kühlfallen bestehen zweokmäßigerweiee jeweils aus einem zylindrischen Gefäß mit konzentrisch angeordnetem inneren und äußeren Mantel. Das obere Ende des mittleren zylindrischen Mantels ist mit dem Hand des äußeren zylindrischen Mantels verbunden und das zu kühlende Medium umströmt seine Kante am unteren Ende. Die Eingangsleitung mündet in den durch den äußeren und den mittleren zylindrischen Mantel begrenzten Raum ein, und die Ausgangsleitung in den durch den inneren und den mittleren zylindrischen Mantel begrenzten Raum. ,The cold traps consist of two pieces each a cylindrical vessel with a concentrically arranged inner and outer jacket. The top of the middle cylindrical jacket is connected to the hand of the outer cylindrical jacket and the medium to be cooled flows around it its edge at the bottom. The inlet line opens into the outer and central cylindrical ones Sheath limited space, and the outlet line in the inner and the central cylindrical Coat limited space. ,

Das MoLeod-ManxMeter ist sweokmäßigerweiee mit einem Drucketeuereystem versehen, welohes ein Rohrknie bildet«The MoLeod-ManxMeter is usually provided with a pressure system, which forms a pipe elbow «

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das mittels eines Rohres mit einem Kolben -verbunden ist. Dieser ist einerseits über zwei Zweiweghähne mit der Atmosphäre und dem Vakuum verbunden, andererseits über ein weiteres Zweiwegventil mit einem weiteren Kolben, der ein direktes Umpumpen des Gases in die Meßkapillare ermöglicht. Zum Zusammenpressen des. zu prüfenden Gases in der Meßkapillare wird ein durch einen Ballon erzeugte Unterdruck verwendet, der in das MoLeod-Han-ometer übertragen wird«connected to a piston by means of a pipe is. On the one hand, this is connected to the atmosphere and the vacuum via two two-way taps, and on the other hand Via another two-way valve with another piston, which allows the gas to be pumped directly into the measuring capillary allows. To compress the gas to be tested in the measuring capillary, a a negative pressure generated by a balloon is used, which is transmitted to the MoLeod-Han-ometer «

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der vorstehend geschilderten Einzelelemente wird erreicht, das Argon aus dem Gasgemisch bis zu höchster Reinheit zu isolieren, insbesondere weil eine Diffussion vor Luft-Argon in das Gerät verhindert wird. Vorteilhaft ist auch, daß auf Übergangsgläser, welche normalerweise zwischen die aus Kormalglas bestehende Apparatur und das Quarzglas des Reaktors eingefügt werden müssen, verzichtet werden kann. Auch die Möglichkeit, einarmige Vakuumhähne in geringster Anzahl zu verwenden, verhindert erfolgreich die unerwünschte Elndiffussion von Luft-Argon in das Gerät. Alle Hähne.der erfindungsgemäßen Einrichtung können in einer Ebene vorgesehen sein, und damit leicht.von einem Ort aus betätigt werden. Außerdem and sie leicht überblickbar. Die Einrichtung weist nur wenig toten Raum auf. Außerdem ermöglicht sie in leichter Weise ein Entlüften und Evakuieren, des ganzen.Gerätes oder einzelner Teile.The inventive arrangement of the individual elements described above achieves argon to isolate from the gas mixture up to the highest purity, especially because a diffusion before Air argon is prevented from entering the device. Advantageous is also that on transition glasses, which are normally between the apparatus consisting of normal glass and the quartz glass of the reactor must be inserted, can be dispensed with. Also the option of one-armed Using the smallest number of vacuum taps successfully prevents undesired elndiffusion of air-argon into the device. All Hahn.der device according to the invention can be provided in one plane and thus easily operated from one place will. In addition, they are easy to survey. the Facility shows little dead space. In addition, it allows easy venting and evacuation, of the whole device or individual parts.

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Zweokmäßigerweise ist vor dem den Ausgang des Reaktors von der ersten Adsorberfalle trennenden Absperrhahn die Hauptvakuumleitung über einen Absperrhahn an eine Hilfsvakuumleitung angeschlossen, welche mit einem Hochvakuum-Meßgerät, einem absperrbaren Sinlaß für getrocknete luft, dem Vakuumaggregat, und absperrbaren, zum Kalzium-Adsorber und zur diesem nachgeschalteten Aktivkohlfalle führenden Vakuum-. Umleitungen verbunden ist. Dadurch wird es möglich, mittels der Einrichtung gleichzeitig drei verschiedene Proben zu analysieren.Two times, the exit of the reactor is in front of the from the first adsorber trap the main vacuum line is connected to an auxiliary vacuum line via a stopcock, which with a high vacuum measuring device, a lockable one Inlet for dried air, the vacuum unit, and lockable, to the calcium adsorber and to this downstream activated charcoal trap leading vacuum. Diversions is connected. This makes it possible to analyze three different samples simultaneously by means of the device.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, zwischen der die Titan-Falle vom McLeod-Manometer trennenden Kühlfalle und dem McLeod-Manometer eine abschmelzbare Aktivkohlefalle anzuordnen. Damit kann das von den übrigen Bestandteilen abgetrennte hochreine Argon aus der Einrichtung herausgenommen und anderen Meßzwecken, beispielsweise einer massenspektroskopischen Untersuchung, zugeführt werden«Another useful embodiment of the invention is between the cold trap separating the titanium trap from the McLeod manometer and the McLeod manometer to arrange a fusible activated carbon trap. This allows the separated from the other components high purity argon taken out of the device and other measurement purposes, for example one mass spectroscopic examination, "

Es kann zweckmäßig sein, die Aktivkohlefallen als Molekularsiebe auszubilden. ,-It can be useful to design the activated carbon traps as molecular sieves. , -

Schließlich ist es zweckmäßig, die ganze Einrichtung vom Anschluß des Reaktors bis zum Anschluß an d ie Vakuumpumpe einstückig zusammenzublasen. Der Reaktor selbst kann aus einer anderen Glaθart als die übrige Eiariofetung bestehen.After all, it is convenient to the whole facility blown together in one piece from the connection of the reactor to the connection to the vacuum pump. The reactor itself can be made of a different type of glass than the rest Egg fattening exist.

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus demnächstehend anhand einer Zeiohnung dargestellten Ausführungsbeiepiel entnehmbar. Dabei zeigt die Zeichnung die sohematische Anordnung einer Einrichtung naoh der Erfindung.Further advantages and features of the invention are from the following shown on the basis of a newspaper Execution example can be removed. Included the drawing shows the sohematic arrangement of a device naoh the invention.

In der Zeichnung ist der Reaktor zum Aufheizen der Festkörperproben und Austreiben der Gase mit 1 bezeichnet. Er ist mittels einer Schliffverbindung 2 an die Hauptvakuumlinie angeschlossen. Mit 3 ist ein Quecksilbermanometer bezeichnet, das gleichzeitig als Sicherheitsventil dient. Mit 7 1st eine Anordnung zur Abtrennung von Gasen mittels GuO gekennzeichnet. Mit8,9,15 sind Ktihlfallen bezeichnet, die durch flüssige Luft oder Stickstoff gekühlt werden. Mit 10, 11, 13 sind Adsorber mit Aktivkohle oder Molekularsiebe bezeichnet. 12 kennzeichnet eine Anordnung zum Abtrennen von Gasen mittels elementarem Kalzium. Mit H ist eine Anordnung zum Abtrennen von Gasen mittels metallischem, sohwammförmigem Titan bezeichnet. 1.6 bezeichnet eine abschmelzbare Adsorberfalle mit Aktivkohle, welche auch als Molekularsieb ausgebildet sein kann. Die mit Argon beladene Adsorberfalle kann dann zur weiteren Untersuchung einem Massenspektrometer zugeführt werden. Die Bezugszahl 17 kennzeichnet das McLeod-Manometer* Mit dem Bezugszeiohen 25, 26, 27* 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 eind einarmige Absperrhähne gekennzeichnet.In the drawing, the reactor for heating up the solid samples and expelling the gases is indicated by 1 designated. It is connected to the main vacuum line by means of a ground joint 2. With 3 is a Mercury pressure gauge, which also serves as a safety valve. With 7 is an arrangement for the separation of gases marked by GuO. With 8,9,15 cold traps are designated, which through liquid air or nitrogen can be cooled. With 10, 11, 13 are adsorbers with activated carbon or Molecular sieves called. 12 indicates an arrangement for separating gases using elemental calcium. With H is an arrangement for separating Gases referred to by means of metallic, sponge-like titanium. 1.6 designates a meltable adsorber trap with activated carbon, which can also be designed as a molecular sieve. The adsorber trap loaded with argon can then be fed to a mass spectrometer for further investigation. The reference number 17 denotes the McLeod manometer * with reference number 25, 26, 27 * 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34 and one-armed Stop cocks marked.

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Di«j Hilfevakuumlinie umfaßt insbesondere daa Rohr 23, welches mittels der Bohre A_t 5 und 16 mit der Hauptvakuumlinie verbunden ist* Am Bohr 23 let no oh die Kühlfalle 19 angeschlossen, deren Ausgang mittels des Rohres'The auxiliary vacuum line comprises in particular the pipe 23 which is connected to the main vacuum line by means of the bores A _t 5 and 16.

20 an die Hochvakuumpumpe angeschlossen 1st. Hit 3620 connected to the high vacuum pump 1st. Hit 36

ist die Meflröhre eines Penning-Vakuum-Meflgerätes bezeiohnet_f 24 bezeichnet einen Absperrhahn, 22 eine Belüftungseinrichtung mit Iiufttrookenvorriohtung, welche mit dem Rohr 23 über den Absperrhahn 35 und dl· SohliffverbiadungThe Meflröhre of a Penning vacuum Meflgerätes denotes _f 24 denotes a shut-off valve, 22 a ventilation device with Iiufttrookenvorriohtung, which with the pipe 23 via the shut-off valve 35 and the Sohliffverbiadung

21 verbunden ist*21 is connected *

Sie beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt jThe device described works as follows j

Der Reaktorkopf 1 mit der Eprouvette aus Quarzglas, in welcher in abgewogener Menge eine Gesteinsprobe enthalten 1st, wird in den Innenraum des Reaktors eingebracht» Die Widerstandsheisspirale, welche durch die Eprouvette führt, wird dann mittels Zuleitungen, welohe durch den Kopf führen, bei niohtelngeaohalteter Stromquelle an diese angeschlossen. .The reactor head 1 with the test tube made of quartz glass, in which a rock sample is contained in a weighed amount 1st, is introduced into the interior of the reactor »The resistance hot spiral, which leads through the Eprouvette, is then by means of leads, welohe through the head lead, connected to this when the power source is not maintained. .

Bei geschlossenem Absperrhahn 35 wird sodann die ganze Apparatur über das Rohr 20 evakuiert, wobei alle anderen Absperrhähne geöffnet sind und das erreichte Vakuum mittels des Fenning-XeSgerätes 36 gemessen wird.With the shut-off valve 35 closed, the entire apparatus is then evacuated via the pipe 20, all other shut-off valves being opened and the vacuum achieved being measured by means of the Fenning-XeS device 36.

diesem ersten Evakuieren werden die fallen 7» 12 und 14 bzw. 10| 11 und: 13 aufgeheizt und die ganze Apparatur ein zweites Mal evakuiert·This first evacuation will fall 7 »12 and 14 or 10 | 11 and: 13 heated up and the entire apparatus evacuated a second time

Nach diesem Evakuieren werden dl« Absperrhahn© 25, 31 undAfter this evacuation, the shut-off cocks © 25, 31 and

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33 geschlossen, wodurch die Hauptvakuumlinie für das Abtrennen des Argons sowie dessen Messung bereit ist.33 closed, making the main vacuum line for the separation of the argon and its measurement ready.

Zunächst wird der Absperrhahn 26 geöffnet, und die anderen Hähne 27* 28, 29, 30, 32 und..24 geschlossen. Die Kühlfallen 8,9 und 15 und die Adsorber 10,11 und 13 mit Aktivkohle werden in flüssigen Stickstoff getaucht, und der Festkörper im Reaktor 1 wird langsam bis zum Schmelzen erhitzt.First the shut-off valve 26 is opened and the other valves 27 * 28, 29, 30, 32 and .. 24 are closed. The cold traps 8, 9 and 15 and the adsorbers 10, 11 and 13 with activated carbon are in liquid nitrogen immersed, and the solid in reactor 1 is slowly heated until it melts.

Die durch das Erhitzen, aus der Probe ausgetretenen Oase strömen über die Schliffverbindung 2 in die- Falle mit CuO, die zur Oxydation und/oder Adsorbtion bestimmter Gase des Gemisches dient» Zum Beispiel wird hier eine Oxydation von Kohlenwasserstoffen zu CO₂ und H₂O bewirkt, von CO zu CO₂, von H₂ zu HgO usw. Die Gase treten sodann in die Kühlfallen 8 und 9 ein, wo insbesondere H₂O und CO₂ musgefroren wird, gegebenenfalls auch H₂SO., HNO* usw.The beaten by heating, from the sample oasis flow over the ground joint 2 into diesel trap with CuO, which is used for the oxidation and / or adsorption of certain gases of the mixture "For example, here oxidation of hydrocarbons to CO ₂ and H ₂ O causes, from CO to CO ₂ , from H ₂ to HgO etc. The gases then enter the cold traps 8 and 9, where in particular H ₂ O and CO _{2 are} frozen, possibly also H ₂ SO., HNO * etc.

Nach einer gewissen Zeit werden die Hähne 27 und 28 geöffnet und das Argon mit äen noch vorhandenen Gasen an der Aktivkohle im Adsorber 10 adsorbiert. Darauf wird der Hahn 28 geschlossen, der Hahn 29 geöffnet und der verbliebene Rest der Gase im Adsorber 11 auf frischer Aktivkohle adsorbiert« Dann wird Ventil 27 geschlossen. - .After a certain time the taps 27 and 28 are opened and the argon with any remaining gases adsorbed on the activated carbon in adsorber 10. The cock 28 is then closed and the cock 29 is opened and the remainder of the gases in the adsorber 11 fresh activated carbon adsorbed. Valve 27 is then closed. -.

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Hiermit ist die erste Phase des Arbeitsvorganges beendet. .This is the first phase of the work process completed. .

In der zweiten Phase werden nach dem Schließen des Hahnes 27 die Hähne 28, 29 und 30 geöffnet, und die Dewargefäße mit flüssigem Stickstoff über den Ad» sorberfallen 10 und 11 werden durch aufschiebbare elektrische Widerstandsheizvorriohtungen ersetzt. Die Heizvorrichtungen werden zweekmäßigerweise über Fallregler geschaltet.In the second phase, after the Hahnes 27, the taps 28, 29 and 30 are opened, and the dewar flasks are filled with liquid nitrogen via the ad » sorberfallen 10 and 11 are slidable electrical resistance heating devices replaced. The heaters are conveniently over Fall controller switched.

Die Aktivkohle mit den adsorbierten Gasen wird nun aufgeheizt, wodurch die adsorbierten Gase ausgetrie~ ben werden. Sie werden eine gewisse Zeit mit dem erwärmten elementaren Kalzium in Gefäß 12 in Kontakt belassen, wodurch im wesentlichen alle Gase durch Reaktion quantitativ aus dem Gemisch beseitigt werden, mit Ausnahme von Argon oder gegebenenfalls Helium.The activated carbon with the adsorbed gases is now heated, whereby the adsorbed gases are expelled be practiced. You will be in contact with the heated elemental calcium in vessel 12 for a period of time leave, whereby essentially all gases are quantitatively removed from the mixture by reaction, with the exception of argon or possibly helium.

Nun wird der Hahn 32 geöffnet und das verbliebene Argon mit der Aktivkohle im Adsorber 13 in Kontakt gebracht, so daß es von der Aktivkohle adsorbiert wird. Nachdem das Argon im Adsorber 13 an der Aktivkohle adsorbiert ist, wird der Hahn 32 geschlossen, womit die zweite Phase des Arbeitsvorganges beendet ist.Now the cock 32 is opened and the remaining argon brought into contact with the activated carbon in the adsorber 13 so that it is adsorbed by the activated carbon. After this the argon in adsorber 13 is adsorbed on the activated carbon is, the cock 32 is closed, whereby the second phase of the operation is ended.

/C t; / C t;

In der dritten Arbeitephaee wird nach dem Schließen des Hahnes 32 zunächst der Hahn 33 geöffnet und das gegebenen-In the third working phase, after closing the Valve 32, the valve 33 is first opened and the given

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falls anwesend® Helium während kurze? Zeit abgepumpt. Darauf wird Hahn 33 geschlossen und Hahn 34 geöffnet, und statt des Dewargefäß β Bit flüssigem Stiekstoff das Adsorbergefäß 13 mit einer aufsohiebbarsn elektrischen Widerstandehelevorrichtung; die.Über einen Fallbügel regler geschaltet wird, versehen. Die Aktivkohle wird aufgeheizt und das adsorbierte reine Argon ausgetrieben. Es wird damit in Kontakt gebracht mit Sem erhitzten . metallischen Titan im Gefäß 14 und eins Zeitlang in diesem Kontakt belassen, wodurch nun die letzten noch anwesenden Unreinheiten im Argon beseitigt werden.if present® helium during short? Time pumped out. Then tap 33 is closed and tap 34 is opened, and instead of the Dewar vessel, β bit of liquid nitrogen the adsorber vessel 13 with a liftable electrical Resistance reliever; die. over a hanger controller is switched. The activated carbon is heated up and the adsorbed pure argon is expelled. It is brought into contact with Sem. metallic titanium in the vessel 14 and for a while in leave this contact, which means that the last one any impurities present in the argon are eliminated.

Durch diese Arbeiteschritte ist das Argon quantitativ von allen Beimischungen abgetrennt und es ist. nun möglich, sein Volumen mittels des MoLeod-Manometara zu messen. Dieses Kessen d#s Volumens geschieht dadurch, &afl das abgetrennte Argon-, das sich- jetzt im Raum hinter dem Hahn 32 befindet,*über das McLeod«=»Manom<gt©r 17 über die Kühlfalle 15: gepumpt wird, welche in flüssigen Stickstoff getaucht igt und zum Ausfrieren von Fsuohtigkeitsresten aus dem Argon und zum Ausfrieren der Feuchtigkeit und des Quecksilbers aus dam Mcliaod-Maaometers dient. Wenn das Argon« in das MoLeod-Manometer 17 gelangt ist, kann es bei bekannter temperatur und bekanntem Druck bezüglich seines Volumens gemessen werden. Das Ventil 54 wird dann geschlossen.As a result of these working steps, the argon is quantitative separated from all admixtures and it is. it is now possible to measure its volume using the MoLeod manometer. This kessening of the volume takes place by & afl the separated argon that is now in the room behind the tap 32 is located, * via the McLeod «=» Manom <gt © r 17 via the cold trap 15: is pumped, which in liquid Immersed in nitrogen and freezes out residual liquid out of the argon and to freeze out the moisture and the mercury from the Mcliaod Maaometer serves. When the argon «gets into the MoLeod manometer 17 its volume can be measured at a known temperature and pressure. That Valve 54 is then closed.

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Um das Argon gegebenenfalls auch isotopisch untersuchen zu können, wird hinter der Kühlfalle .17 an ela .Rohr 37In order to be able to examine the argon isotopically, if necessary, behind the cold trap .17 an ela .pipe 37

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ein Adsorber 16 mit Aktivkohle (oder Molekularsieb) angeschmolzen» der in flüssigen Stickstoff eingetaucht wird. Dadurch wird das im MoLeod-Manometer 17 enthaltene Argon adsorbiert. Der Adsorber 16 kann nun mit samt dem auf der Aktivkohle oder dem Molekularsieb adsorbierten Argon eingeschmolzen» vom Rohr 37 abgetrennt und einem Massenspektrometer zur Ausmessung zugeführt werden. Damit endet die dritte und letzte Phase des Arbeitsvorganges*an adsorber 16 with activated carbon (or molecular sieve) melted »which is immersed in liquid nitrogen. As a result, the argon contained in the MoLeod manometer 17 is adsorbed. The adsorber 16 can now with together with the argon adsorbed on the activated carbon or the molecular sieve, melted down »separated from the pipe 37 and a mass spectrometer for measurement are fed. This ends the third and last phase of the work process *

Da der gesamte Arbeitsvorgang in der erfindungsgemäßen Einrichtung in drei Arbeitsphasen getrennt ist, von · denen jede in einem selbständigen» abgetrennten Teil des Gerätes vor si oh. geht» ist es möglich, in der erfindungsgemäßen Einrichtung gleichzeitig drei verschiedene Proben zu analysieren. Dies wird dadurch erreicht, daß naoh Beendigung der ersten Arbeitsphase, nach weloher die Probe 1 in den zweiten Teil der Einrichtung Übergetreten ist., in den Reaktor eine weitere Probe eingebracht wird. Da naoh der zweiten Arbeitsphase die erste Probe in den dritten Seil der Einrichtung verbracht wird, kann dann die zweite Probe in den zweiten Teil eingeführt und dem Reaktor eine dritte Probe 3 zugeführt werden.Since the entire process in the invention Facility is separated into three work phases, each of which in an independent »separate part of the device before si oh. it is possible to analyze three different samples at the same time in the device according to the invention. This is achieved by that upon completion of the first working phase, after which sample 1 has passed into the second part of the device, another sample is introduced into the reactor. Since after the second work phase the first Sample is placed in the third rope of the facility, the second sample can then be introduced into the second part and a third sample 3 is fed to the reactor.

Diese vorteilhaften Möglichkeiten ergeben sich dadurch, daß die Hauptvakuumlinie grundsätzlich in drei Teile aufgeteilt ist» wobei der erste Teil duroh die Hähne 25 und 27 begrenzt let; der zweite Teil durch die Hähne 27, 32 51 und der dritte Teil duroh die Hähne 32 und 33·These advantageous possibilities result from that the main vacuum line is basically divided into three parts »with the first part through the taps 25 and 27 limited let; the second part through taps 27, 32 51 and the third part through the taps 32 and 33

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Wenn, nach Beendigung einer jeden Arbeitsphase der entsprechende Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung wieder evakuiert werden muß, sind die Hähne 25, 31, 33 und 35 vorgesehen. Mittels der ersten drei Hähne ist für die Hochvakuumpumpe der Zugang zu den drei Teilabschnitten der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, mittels des Hahnes 35 kann Über die Trookenverbindung 22 die Apparatur belüftet werden·If so, after the completion of each work phase, the corresponding one The taps 25, 31, 33 are part of the device according to the invention that must be evacuated again and 35 provided. By means of the first three taps is for the high vacuum pump access to the three sections the device according to the invention possible by means of of the cock 35 can over the Trooken connection 22 the apparatus to be ventilated

- Patentansprüche- claims

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Claims (1)

1A986391A98639 PatentansprücheClaims 1. Evakuierbare Einrichtung aus &las zum Messen von in Festkörpern eingeschlossenen Edelgasen, insbesondere Argon, in kleinen Mengen, welche einen Reaktor zum Aufheizen des Festkörpers und daran angeschlossene Kühlfallen, Druckmeßgeräte, Absperrhähne und Strecken mit Adsorbermaterialien umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Reaktors (1) über einen Absperrhahn. (26) eine Kupfer (Il)-Oxid enthaltene Adsorberfalle (7) und eine oder mehrere Kühlfallen (Q) 9) angeschlpssen sind,, daran anschließend über einen Absperrhahn (27) eine oder mehrere, für sich über Absperrhähne (28, 29) absperrbare, Aktivkohle enthaltende weitere Adsorberfallen (10,11)_sdaran anschließend über einen Absperrhahn (50) eine elementares Kalzium enthaltende Adsorberfalle (12), daran anschließend über einen Absperrhahn (32) eine Aktivkohle enthaltende, Über einen Absperrhahn (33) an das Yakuumaggregat ansohließbare Adsorberfalle (13), und daran anschließend über einen Absperrhahn (34) eine metallisches, sohwammförmiges Titan enthaltende Adsorberfalle (H)» eine Kühlfalle (15), und ein Mcleod-Manometer (17).1. Evacuable device from & read for measuring noble gases enclosed in solids, in particular argon, in small quantities, which includes a reactor for heating the solid and connected cold traps, pressure gauges, shut-off valves and lines with adsorber materials, characterized in that at the output of the Reactor (1) via a stopcock. (26) an adsorber trap (7) containing copper (II) oxide and one or more cold traps (Q) 9) are connected, then one or more, individually via shut-off valves (28, 29), via a shut-off valve (27) lockable, containing activated carbon further Adsorberfallen (10,11) _s thereafter via a stopcock Adsorberfalle (50) of elemental calcium-containing (12), subsequently via a stopcock (32) containing active carbon, via a shut-off valve (33) to the Yakuumaggregat adsorber trap (13) that can be poured onto it, and then via a shut-off valve (34) a metallic adsorber trap (H) containing sponge-like titanium, a cold trap (15), and a Mcleod manometer (17). Neue Unterlägen i^7itAi*aiir.i8ete3(teX»deuii!VK*4.fciafEB 9098.1 2/0816 ' New documents i ^ 7itAi * aiir.i8ete3 (teX »deuii! VK * 4.fciafEB 9098.1 2/0816 ' ■ H98639■ H98639 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1, characterized in that daß da» vor dem den Ausgang des Reaktors (1) von . ■; der ersten AdBorberfalle (?) trennenden Absperrhahn (26) die Hauptvakuumleitung über einen Absperrhahn t (25) an eine Hilfevakuumleitung (23) angeschlossen ist, welche mit einem Hochvakuum-Meßgerät (36), einem absperrbaren (35) EinlaS für getrocknete (22) Luft, dem Vakuumaggregat (20), und absperrbaren (31 »33) '■ zum Kalzium-Adeorber (12) und zur diesem nachgeechal-. teten Aktivkohl-Falle (13) führenden Vakuumleitungen ■ ■ (5, 18) verbunden ist.that before the exit of the reactor (1) from. ■; the main vacuum line is connected to an auxiliary vacuum line (23) via a shut-off valve (25), which is connected to a high vacuum measuring device (36), a lockable (35) inlet for dried (22) Air, the vacuum unit (20), and lockable (31 »33) '■ to the calcium adeorber (12) and to this nachgeechal-. teten activated charcoal trap (13) leading vacuum lines ■ ■ (5, 18) is connected. 3* Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Titan-Falle (H) Vom McLeod- j Manometer (1?) trennenden Kühlfalle (15) und dem McLeod- j Manometer (17) eine absohaltbare Aktivkohlefalle (16) j angeordnet ist* j3 * device according to claim 1 or 2, characterized in that between which the titanium trap (H) vom McLeod- j Manometer (1?) Separating cold trap (15) and the McLeod- j Manometer (17) an absorbable activated carbon trap (16) j is arranged * j 4· Einrichtung nach einem der Ansprüche'1 - 3, dadurch gekennzeichnet,' daß die Aktivkohlefallen als Molekularsiebe ausgebildet sind.4 · Device according to one of claims 1-3, characterized characterized 'that the activated carbon traps are designed as molecular sieves. 5« Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 -.4, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrhähne (24 - 34) in einer Ebene angeordnet und einarmig ausgebildet sind.5 «Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shut-off cocks (24-34) in are arranged on a plane and designed with one arm. 6. Einrichtung nach e inem der Ansprüche. 1 - 5, dadurch gekennzeichnet _f daß die ganze Einrichtung vom Ansohluß (2) des Reaktors (1) bis zum Anschluß (20) an die Vakuumpumpe einstückig zuBaomengeblasen ist.6. Device according to one of the claims. 1-5, characterized in that the whole device is _f zuBaomengeblasen from Ansohluß (2) of the reactor (1) integrally to the terminal (20) to the vacuum pump. 909812/0816909812/0816 7. Einrichtung naoh einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor aus einer anderen Glasart als die übrige Einrichtung besteht.7. device naoh one of claims 1-6, characterized in that the reactor consists of a different type of glass than the rest of the device. 19. September J968/431September 19, J968 / 431 909812/0 816909812/0 816