La présente invention est relative à un injecteur de vaporisation pour colonnes de chromatographie en phase gazeuse, du type comprenant une chambre de vaporisation fermée et chauffée, dans laquelle débouche l'extrémité ouverte de la colonne de chromatographie en phase gazeuse, ladite chambre étant alimentée en véhicule et en substance à analyser, laquelle est injectée au moyen de l'aiguille d'une seringue d'injection, qui peut être introduite à travers un conduit débouchant dans ladite chambre.
Les injecteurs de vaporisation pour colonnes de chromatographie en phase gazeuse du type défini ci-dessus, sont déjà connus et utilisés. Dans lesdits injecteurs, compte tenu du fait qu'il est nécessaire de maintenir
la chambre de vaporisation isolée penumatiquement pendant l'injection ainsi qu'au cours des délais qui précèdent et suivent l'injection, on prévoit une cloison séparatrice en correspondance avec le conduit d'injection, ladite cloison séparatrice étant réalisée en caoutchouc, en particulier en caoutchouc de silicone et étant percée par l'aiguille_de la seringue d'injection lorsque ladite injection doit être effectuée. A la fin de l'injection de la substance à examiner, l'aiguille est retirée et l'ouverture pratiquée dans la cloison par l'aiguille se referme grâce aux caractéristiques élastiques de ladite cloison. Cette réalisation connue pré-
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la présence nécessaire d'un élément chauffant pour la chambre de vaporisation, qui influe thermiquement sur le conduit d'introduction de l'aiguille et sur la cloison séparatrice également, et d'autre part à la présence de ladite cloison séparatrice.
En effet, du fait de l'augmentation de la température par rapport aux valeurs du milieu, laquelle est provoquée par l'élément chauffant de la chambre de vapo-risation, le caoutchouc qui forme la cloison séparatrice tend à s'altérer et à se décomposer, et les produits de décomposition contaminent le système chromatographique. On a essayé de remédier à cet inconvénient en utilisant un courant de lavage constitué par le véhicule luimême, qui ne se révèle cependant pas toujours suffisant pour atteindre les buts désirés.
En outre; l'action mécanique d'introduction de l'aiguille à travers la cloison a pour conséquence de provoquer le détachement de petits morceaux de caoutchouc qui tombent, à travers le conduit d'insertion de l'aiguille, dans la chambre de vaporisa-., tion, où le matériau se décompose, créant de nouveau des composés contaminés qui peuvent fausser l'analyse dans la colonne de chromatographie en phase gazeuse.
Un deuxième inconvénient, plus particulièrement lié à la présence d'une chambre de vaporisation chauffée, consiste en une différenciation dans l'émission de la substance à analyser à travers l'aiguille de la seringue dans la chambre de vaporisation. En effet, étant donné que la chaleur de la chambre de vaporisation exerce son action sur le conduit d'insertion de l'aiguille et par conséquent sur l'aiguille elle-même, les substances
qu'elle contient tendent à subir une vaporisation différenciée dans l'aiguille même et les composés volatils sortent de l'aiguille tandis que les substances ayant un point d'ébullition élevé, restent sur la paroi de l'aiguille et ne pénètrent pas du tout ou pénètrent en retard dans la chambre de vaporisation, faussant ainsi toute l'analyse.
La présente invention a en conséquence pour but de pourvoir à un injecteur.de vaporisation pour colonnes de chromatographie en phase gazeuse qui permet d'éliminer les inconvénients précités, garantissant un isolement pneumatique de la chambre de vaporisation par rapport au
<EMI ID=2.1> de la cloison en caoutchouc et permettant en même temps de Minimiser la vaporisation différenciée des substances a l'intérieur de l'aiguille de la seringue.
Conformément a la présente invention, ces buts sont essentiellement atteints dans un injecteur du type cité plus haut, caractérisé en ce que le conduit d'insertion de l'aiguille est fermé par une soupape à deux positions, qui peut être actionnée pour ouvrir le conduit pour l'insertion de l'aiguille, et en ce qu'un gra- dient de pression est créé dans une partie du parcours d'insertion de l'aiguille jusqu'à la chambre de vaporisation, grâce a l'introduction d'au moins une partie du véhicule sous une pression constante en au moins un point de ladite partie.
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tion, de la cloison en caoutchouc par une soupape action-
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cation du caoutchouc provoquée par le chauffage et à la possibilité de détachement de morceaux de la cloison au cours du travail d'introduction de l'aiguille, tandis que l'introduction d'au moins une partie du véhicule le long du parcours d'insertion de l'aiguille crée ledit gradient de pression qui permet d'obtenir l'isolement nécessaire de la chambre de vaporisation par rapport au milieu extérieur, même lorsque la soupape se trouve dans la posi-
<EMI ID=5.1>
cule le long du parcours de l'aiguille et la formation résultante d'un -courant dudit véhicule qui -lèche l'ai-
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de vaporisation, permettent d'obtenir un deuxième avantage essentiel de l'invention, qui est représenté par le
<EMI ID=7.1>
nière avant qu'elles arrivent a la chambre de vaporisa= tion. Donc, ledit effet négatif de différenciation que l'on observe dans quelques cas dans les réalisation aconformes à l'Art antérieur, est complètement éliminé.
En outre, en appliquant les principes décrits précédemment, il est possible de prévoir une chambre de
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sée sous la forme d'un dispositif accessoire qui peut être monté de façon amovible sur un injecteur connu pour injection directe (on-column injecter), ledit dispositif
<EMI ID=9.1>
l'injecteur direct et le foyer dans lequel est logée la colonne de chromatographie en phase gazeuse ; un conduit d'injection qui peut être introduit de façon étanche dans le siège de la colonne présent dans l'injecteur et
<EMI ID=10.1>
jection et qui est soumis, pour au moins une. partie de
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faisant partie de l'injecteur ; un volume d'expansion et de vaporisation de l'échantillon relié pneumatique-
<EMI ID=12.1>
tion d'une source de chaleur au moins suffisante pour, déterminer la vaporisation de l'échantillon injecté et un conduit de sortie, relié pneumatiquement au volume de vaporisation du côté opposé au.conduit d'injection et équipé de moyens pour recevoir de façon étanche l'extré- mité supérieure de la colonne de chromatographie en phase gazeuse. Les différentes caractéristiques, aussi bien principales que secondaires, de structure et de
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lée dans ce qui va suivre, en se référant à un mode de réalisation préféré de 1* injecteur proprement dit, repré-
<EMI ID=14.1> quelques détails ont été omis pour permettre une meilleure compréhension du dessin Injecteur de vaporisation <EMI ID=15.1> pour colonnes de chromatographie en phase gazeuse, con-
<EMI ID=16.1>
- la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un dispositif accessoire appliqué en position de travail <EMI ID=17.1>
vaporisation, et
- la figure 3 est une coupe analogue à celle de la figure 2, mais avec des pièces en vue, montrant le dispositif accessoire et l'injecteur direct en position détachée de présentation réciproque.
Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.
Si l'on se réfère a la figure 1, l'injecteur qui y est illustre comprend un premier corps 10, qui peut être fixé d'une façon connue en elle-même au foyer contenant la colonne de chromatographie en phase gazeuse,
<EMI ID=18.1>
traversé axialement par l'extrémité d'entrée de la colonne capillaire de chromatographie en phase gazeuse 16,
<EMI ID=19.1>
maintien 18. Un conduit 20 permet l'introduction, d'une façon connue en elle-même, d'un agent de refroidissement pour la partie initiale de la colonne 16, tandis que la référence 64 désigne une ligné.de clivage connue qui peut
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1>
d'une chemise 22 en verre qui forme une chambre 24, appe- lée chambre de vaporisation, et qui se resserre dans sa
<EMI ID=22.1>
vers lequel l'aiguille d'une seringue est introduite dans la chambre de vaporisation 24. Le corps 10 est entouré, en correspondance avec la chambré de vaporisation 24, d'un dispositif de chauffage 28, d'un,type connu en lui-même, tandis qu'un conduit 30 ménagé dans la partie supérieure du corps 10 permet l'introduction du véhicule au-dessus de la chemise en verre 22, en correspondance avec une petite chambre de distribution 32 débouchant dans le conduit 26.
Un deuxième corps 36 est fixé au corps 10 par l'intermédiaire d'une garniture métallique 34 et définit intérieurement un passage ou conduit 38 pour l'introduction de l'aiguille de la seringue d'injection, la grandeur dudit passage ou conduit étant établie d'une façon appropriée en utilisant un petit tube en acier comme indiqué par-.,la référence 40. L'intérieur du corps 36 définit également un siège conique 42 pour une soupape
44 destinée à ouvrir et fermer respectivement le passage
38 en conséquence de la rotation de la soupape sur son propre axe 46, rotation qui peut être contrôlée manuel-
<EMI ID=23.1>
porte quel autre moyens approprié. Le siège 42 de la sou-
<EMI ID=24.1>
<EMI ID=25.1>
52 grâce auquel l'on effectue l'introduction auxiliaire,
du véhicule a un débit réduit et sous une pression déter-
<EMI ID=26.1>
La chambre 50 est en communication avec un conduit 54
ménagé dans.le corps de la soupape 44 et qui débouche dans le passage 56 qui relie les deux branches du conduit
38. Le passage 54 est disposé le long de l'axe.46. de la
soupape. 44 .et l'introduction auxiliaire du véhicule dans
le conduit d'introduction 38 ne se produit que lorsque la soupape 44 est en position ouverte, ladite introduc-
<EMI ID=27.1>
respectivement vers la chambre de vaporisation 24, en aval de la soupapeetvers l'extérieur du corps 36, en amont de la soupape 44. Le courant du véhicule à travers le conduit 54 est effectué à l'aide du régulateur
de pression qui maintient un flux de gaz en aval de la soupape 44, même si la résistance hydraulique de la partie supérieure est plus petite que celle de la partie en aval.
L'introduction des substances à analyser est effectuée au moyen d'une seringue connue 58, équipée d'une longue aiguille 60 qui pénètre dans le passage 38 et dans le passage 26 jusqu'à atteindre la chambre de vaporisation
24, où la substance à analyser est introduite en actionnant d'une manière appropriée le piston 62 de la seringue 58.
La soupape 44 est avantageusement constituée par un polyamide résistant à la chaleur,et en particulier
un polyamide connu-sur le marché sous la turque déposée "VESPEL"
<EMI ID=28.1>
Conformément à la présente invention, l'introduction du véhicule à travers le conduit 52 est effectuée à une pression et à un débit propres à donner lieu à un .gradient positif de pression entre le point d'introduction, dans ce cas particulier illustré en correspondance avec la soupape 44 et un point quelconque en aval du point d'introduction, en particulier la chambre de vaporisation 24 ou la chambre de distribution 32. Ce gradient de pression permet d'effectuer le travail d'ouverture du conduit 38 au moyen de la soupape 44,sans que .cela entraîne aucune possibilité de communication entre la chambre de vaporisation 24 et le milieu extérieur.
En outre, compte tenu des différences extrêmement réduites entre le diamètre intérieur du conduit 38 et le diamètre extérieur de l'aiguille (respectivement de l'ordre de 0,28 mm et de 0,23 mm), un courant très rapide de véhicule se crée et lèche l'extérieur de l'aiguille, aussi bien en aval qu'en amont de la soupape 44 ; ledit cou-rant refroidit l'aiguille, et ceci malgré la présence
de zones chauffées tout autour de cette dernière, et maintient également les substances volatiles introduites par la seringue dans leur état liquide à l'intérieur de l'aiguille, ne permettant leur vaporisation que dans la chambre 24. Ce courant continue également en aval du conduit 38, dans la deuxième partie du conduit d'insertion de l'aiguille, définie par le façonnage du revêtement 22 et indiquée par 26, cette deuxième partie ayant un diamètre légèrement plus grand que la précédente (0,3 mm environ) et étant alimentée par la totalité du courant du véhicule introduit à travers le conduit 30. Cela permet d'assurer le maintien des conditions de refroidissement de l'aiguille jusqu'à la chambre de vaporisation 24.
Toujours en appliquant les dispositions qui viennent d'être examinées, les figures 2 et 3 illustrent
un injecteur de vaporisation obtenu grâce au couplage d'un injecteur direct en colonne connu et d'une chambre de vaporisation, sous forme de dispositif accessoire. Si l'on se réfère auxdites figures, un injecteur direct en colonne 110 est formé d'une façon connue par un corps 112 dans lequel est ménagé un canal
114 qui peut être fermé au moyen d'une soupape 116 placée en correspondance avec une zone revêtue d'une chemise 118 pour guider l'aiguille d'injection 120 qui fait partie d'une seringue d'injection 122 d'un type connu en lui-même. Le corps 112, dans une zone située au-dessous de,la soupape 116, présente une partie 124 conformée de façon à permettre un refroidissement venant de l'extérieur, comportant par exemple des ailettes, pour recevoir un courant permanent d'air de refroidissement et transmettre ce refroidissement au canal 114. Dans le canal 114, débouche un conduit 126 pour l'alimentation du gaz vecteur.
Toujours d'une façon connue, le canal 114 se termine en aval par une ouverture 128 où est logée la tête 130 d'un manchon cylindrique 132, ce manchon étant maintenu en position grâce à une frette filetée 134 appliquée à la base du corps 112 et agissant sur la tête 130
du manchon. Ledit manchon maintient en position une garniture en forme de cône tronqué 136 ayant une ouverture axiale à travers laquelle on peut introduire l'extrémité supérieure de la colonne capillaire de chromatographie en phase gazeuse, qui a traversé une ouverture axiale correspondante dans le manchon 132 et pénètre
dans le canal 114. L'ouverture axiale du manchon 132 forme,autour du capillaire de la colonne, un espace 138 qui est ouvert à son extrémité inférieure, tandis qu'il est relié, à son extrémité supérieure, au moyen des raccords
140 pratiqués dans la tête 130, avec la chambre 128, où débouche un conduit 142 pour l'introduction de l'air de refroidissement, ladite introduction n'étant effectuée qu'au cours de l'injection et constituant un système de refroidissement secondaire..
Le dispositif accessoire, qui peut être appliqué
à l'injecteur direct décrit précédemment, comprend essentiellement un conduit d'injection 144, ayant des dimensions capillaires égales à celles de l'extrémité supérieure de la colonne de chromatographie en phase gazeuse, lequel peut être introduit dans le manchon 132 et à travers la soupape 136 en position correspondant à celle généralement assumée par l'extrémité supérieure de la colonne capillaire, comme l'indique la figure 2. Ledit conduit d'injection 144 est relié du coté opposé à celui qui peut être introduit librement dans l'injecteur, à un volume de vaporisation et d'expansion 146 essentiellement formé par une extension du même conduit 144, dont les dimensions sont propres à donner lieu à une chambre de vaporisation qui est reliée à son tour, dans la position opposée à celle du conduit 144, avec un conduit de sortie 148.
Comme le montre la figure 2, le volume ou chambre de vaporisation 146,présente une dimension sensiblement égale à celle du conduit de sortie 148, mais il est évidemment possible de prévoir aussi des dimensions différentes. Le volume de vaporisation 146, avec au moins une partie du conduit de sortie 148, est inséré dans un petit bloc de support 150, de préférence en matériau thermoconducteur, à la partie inférieure duquel, c'està-dire du côté du conduit de sortie 148, est reliée une frette filetée 152, avec filetage en 154, gui présente une ouverture axiale 148'qui fait partie du conduit de sortie 148, ladite frette 152 étant montée par l'intermédiaire d'une garniture de maintien 156.
Ladite frette
152 présente un raccord 158 débouchant dans le conduit
148' et à travers lequel on peut prélever la portée de clivage d'une partie de l'échantillon, tandis que dans sa partie inférieure, en aval du raccord 158, ladite frette 152 porte une garniture en forme de cône tronqué
160 de maintien par rapport à l'extrémité supérieure 162 de la colonne de chromatographie en phase gazeuse.
Le petit bloc métallique 150 incorpore une résistance de chauffage 164 et il est par conséquent apte à transmettre de la chaleur, par conduction, à la chambre de vaporisation 146, ledit petit bloc 150 se terminant
à sa partie supérieure en correspondance avec le raccord initial de la chambre de vaporisation, à un faible intervalle de l'extrémité du manchon 132 pour permettre la sortie de l'air du système de refroidissement secondaire de ladite extrémité.
Comme le montre la figure 2, l'injection est effec-. tuée en introduisant l'aiguille 120 de la seringue.122 dans la partie initiale du canal 114 et dans le conduit d'injection 144, pratiquement jusqu'à l'extrémité de ce dernier et en introduisant ensuite l'échantillon dans le volume de vaporisation 146, le gaz vecteur étant intro- <EMI ID=29.1>
atteinte. la suite de l'actionnement de la résistance
164, la vaporisation de l'échantillon se produit et une partie dudit échantillon, avec une partie du véhicule, est introduite dans le conduit de clivage 158, tandis que la partie qui reste pénètre dans la colonne de chromatographie en phase gazeuse 162. Pendant l'injection, le système de refroidissement secondaire est actionné de façon a maintenir dans des conditions refroidies, avec la collaboration du: système de refroidissement primaire permanent, la totalité de l'injecteur direct et pratiquement la totalité du conduit d'injection 144, de sorte qu'aucune volatilisation prématurée et différenciée de
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120. Simultanément, la basse température maintenue dans les composants cités ci-dessus, ainsi que le débit de gaz vecteur qui entre par le raccord 126 permettent la
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arrière de l'échantillon vaporisé du volume de vaporisation 146 le long du conduit d'injection 144. Il est donc possible d'effectuer de cette façon une injection de vaporisation qui évite les inconvénients des injecteurs de
<EMI ID=32.1>
Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in-, vention ne se limite nullement à ceux. de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicité elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du
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de la portée" de la présents invention, en particulier en ce qui concerne la position et le nombre des points
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duction orée ledit gradient de pression ainsi que le courant de refroidissement décrit de l'aiguille pratiquement
<EMI ID=35.1> .
tions et variantes pourront être apportées à la structure de la soupape aussi bien que des autres moyens et dispositifs accessoires, indépendamment de l'objet essentiel de la présente invention.
En outre, les moyens de refroidissement de l'injecteur et du conduit d'injection ainsi que les moyens de chauffage de l'espace de vaporisation pourront être de n'importe quel type approprié, différent du type représenté. Par exemple, on pourra prévoir une cloison séparatrice extérieure pour la zone où loge l'espace de vaporisation,et ce dernier, pourra être recouvert directement ou indirectement par un courant de fluide chaud, pour remplacer par exemple le système de chauffage à résistance et le petit bloc conducteur précédemment illustrés. Toutes ces modifications et variantes doivent être considérées comme faisant partie de l'invention et entrant dans le cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS
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chromatographie en phase gazeuse, du type comprenant une chambre de vaporisation fermée et chauffée, dans laquelle débouche l'extrémité ouverte de la colonne de chromatographie en phase gazeuse, ladite chambre étant alimentée en véhicule et en substance à analyser, laquelle est injectée au moyen de l'aiguille d'une seringue d'injec-
<EMI ID=37.1>
chant dans ladite chambre, lequel injecteur est caractérisé en ce que le conduit d'insertion de l'aiguille est fermé par une soupape ayant au moins deux positions, qui peut être actionnée pour ouvrir le conduit pour l'inser- tion de l'aiguille, et en ce qu'un gradient de pression est créé dans une partie du parcours d'insertion de l'aiguille jusqu'à la Chambre de vaporisation, au moyen de l'introduction d'au.moins.une partie du véhicule sous pression constante en au moins un point de ladite partie.
The present invention relates to a vaporization injector for gas chromatography columns, of the type comprising a closed and heated vaporization chamber, into which opens the open end of the gas chromatography column, said chamber being supplied with vehicle and in substance to be analyzed, which is injected by means of the needle of an injection syringe, which can be introduced through a conduit opening into said chamber.
The vaporization injectors for gas chromatography columns of the type defined above are already known and used. In said injectors, taking into account the fact that it is necessary to maintain
the vaporization chamber insulated penomatically during the injection as well as during the periods preceding and following the injection, a separating partition is provided in correspondence with the injection duct, said separating partition being made of rubber, in particular in silicone rubber and being pierced by the needle of the injection syringe when said injection is to be carried out. At the end of the injection of the substance to be examined, the needle is withdrawn and the opening made in the partition by the needle closes thanks to the elastic characteristics of said partition. This known achievement pre-
<EMI ID = 1.1>
the necessary presence of a heating element for the vaporization chamber, which thermally influences the conduit for introducing the needle and also on the separating partition, and on the other hand to the presence of said separating partition.
Indeed, due to the increase in temperature compared to the values of the medium, which is caused by the heating element of the vaporization chamber, the rubber which forms the separating partition tends to deteriorate and to decompose, and the decomposition products contaminate the chromatographic system. We have tried to remedy this drawback by using a washing current constituted by the vehicle itself, which however does not always prove to be sufficient to achieve the desired goals.
In addition; the mechanical action of introducing the needle through the partition results in the detachment of small pieces of rubber which fall, through the needle insertion duct, into the vaporization chamber., tion, where the material decomposes, again creating contaminated compounds which can distort the analysis in the gas chromatography column.
A second drawback, more particularly linked to the presence of a heated vaporization chamber, consists in differentiation in the emission of the substance to be analyzed through the needle of the syringe into the vaporization chamber. Indeed, since the heat of the vaporization chamber exerts its action on the needle insertion duct and consequently on the needle itself, the substances
it contains tends to undergo a differentiated vaporization in the needle itself and the volatile compounds leave the needle while the substances having a high boiling point, remain on the wall of the needle and do not penetrate at all or enter the vaporization chamber late, thereby distorting the entire analysis.
The present invention therefore aims to provide a vaporization injector for gas chromatography columns which eliminates the aforementioned drawbacks, ensuring pneumatic isolation of the vaporization chamber from the
<EMI ID = 2.1> of the rubber partition and at the same time minimizing the differentiated vaporization of the substances inside the needle of the syringe.
In accordance with the present invention, these objects are essentially achieved in an injector of the type mentioned above, characterized in that the needle insertion duct is closed by a two-position valve, which can be actuated to open the duct for the insertion of the needle, and in that a pressure gradient is created in a part of the path of insertion of the needle up to the vaporization chamber, thanks to the introduction of at least part of the vehicle under constant pressure at at least one point in said part.
<EMI ID = 3.1>
tion, from the rubber bulkhead by an action valve-
<EMI ID = 4.1>
cation of the rubber caused by heating and the possibility of detachment of pieces from the partition during the work of inserting the needle, while the introduction of at least part of the vehicle along the insertion path of the needle creates said pressure gradient which makes it possible to obtain the necessary isolation of the vaporization chamber from the external environment, even when the valve is in the posi-
<EMI ID = 5.1>
flows along the course of the needle and the resulting formation of a -current of said vehicle which -licks it-
<EMI ID = 6.1>
vaporization, allow to obtain a second essential advantage of the invention, which is represented by
<EMI ID = 7.1>
before they reach the vaporization chamber. Therefore, said negative differentiation effect which is observed in some cases in the embodiments conforming to the prior art, is completely eliminated.
In addition, by applying the principles described above, it is possible to provide a
<EMI ID = 8.1>
seed in the form of an accessory device which can be removably mounted on a known injector for direct injection (on-column injecter), said device
<EMI ID = 9.1>
the direct injector and the furnace in which the gas chromatography column is housed; an injection pipe which can be introduced in a sealed manner in the seat of the column present in the injector and
<EMI ID = 10.1>
jection and who is subject, for at least one. part of
<EMI ID = 11.1>
being part of the injector; an expansion and vaporization volume of the pneumatic connected sample-
<EMI ID = 12.1>
tion of a heat source at least sufficient to determine the vaporization of the injected sample and an outlet conduit, pneumatically connected to the vaporization volume on the side opposite to the injection conduit and equipped with means for receiving in leaktight manner the upper end of the gas chromatography column. The different characteristics, both main and secondary, of structure and
<EMI ID = 13.1>
In the following, with reference to a preferred embodiment of the injector proper, shown
<EMI ID = 14.1> some details have been omitted to allow a better understanding of the vaporization injector drawing <EMI ID = 15.1> for gas chromatography columns,
<EMI ID = 16.1>
- Figure 2 is an axial sectional view of an accessory device applied in the working position <EMI ID = 17.1>
vaporization, and
- Figure 3 is a section similar to that of Figure 2, but with parts in view, showing the accessory device and the direct injector in the detached position of reciprocal presentation.
It should be understood, however, that these drawings and the corresponding descriptive parts, are given solely by way of illustration of the subject of the invention, of which they do not in any way constitute a limitation.
Referring to FIG. 1, the injector illustrated therein comprises a first body 10, which can be fixed in a manner known per se to the hearth containing the gas chromatography column,
<EMI ID = 18.1>
crossed axially by the inlet end of the capillary gas chromatography column 16,
<EMI ID = 19.1>
holding 18. A conduit 20 allows the introduction, in a manner known per se, of a cooling agent for the initial part of the column 16, while the reference 64 designates a known cleavage line which can
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1>
a glass jacket 22 which forms a chamber 24, called the vaporization chamber, and which tightens in its
<EMI ID = 22.1>
towards which the needle of a syringe is introduced into the vaporization chamber 24. The body 10 is surrounded, in correspondence with the vaporization chamber 24, of a heating device 28, of a type known in itself even, while a conduit 30 formed in the upper part of the body 10 allows the vehicle to be introduced above the glass jacket 22, in correspondence with a small distribution chamber 32 opening into the conduit 26.
A second body 36 is fixed to the body 10 by means of a metal lining 34 and internally defines a passage or conduit 38 for the introduction of the needle of the injection syringe, the size of said passage or conduit being established suitably using a small steel tube as indicated by -., reference 40. The interior of the body 36 also defines a conical seat 42 for a valve
44 intended to open and close the passage respectively
38 as a consequence of the rotation of the valve on its own axis 46, rotation which can be controlled manually-
<EMI ID = 23.1>
wear what other suitable means. Seat 42 of the sou-
<EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
52 by which the auxiliary introduction is carried out,
of the vehicle at a reduced flow rate and under determined pressure
<EMI ID = 26.1>
Chamber 50 is in communication with a conduit 54
formed in the body of the valve 44 and which opens into the passage 56 which connects the two branches of the conduit
38. The passage 54 is arranged along the axis. 46. of the
valve. 44. And the auxiliary introduction of the vehicle into
the introduction conduit 38 only occurs when the valve 44 is in the open position, said introduction
<EMI ID = 27.1>
respectively towards the vaporization chamber 24, downstream of the valve and towards the outside of the body 36, upstream of the valve 44. The current of the vehicle through the conduit 54 is carried out using the regulator
pressure which maintains a gas flow downstream of the valve 44, even if the hydraulic resistance of the upper part is smaller than that of the downstream part.
The introduction of the substances to be analyzed is carried out by means of a known syringe 58, equipped with a long needle 60 which enters the passage 38 and the passage 26 until reaching the vaporization chamber.
24, where the substance to be analyzed is introduced by appropriately actuating the piston 62 of the syringe 58.
The valve 44 is advantageously constituted by a heat-resistant polyamide, and in particular
a polyamide known on the market under the Turkish registered "VESPEL"
<EMI ID = 28.1>
In accordance with the present invention, the introduction of the vehicle through the conduit 52 is carried out at a pressure and at a flow rate which give rise to a positive pressure gradient between the point of introduction, in this particular case illustrated in correspondence with the valve 44 and any point downstream of the point of introduction, in particular the vaporization chamber 24 or the distribution chamber 32. This pressure gradient makes it possible to perform the work of opening the conduit 38 by means of the valve 44, without .that causing any possibility of communication between the vaporization chamber 24 and the outside environment.
In addition, taking into account the extremely small differences between the inside diameter of the conduit 38 and the outside diameter of the needle (respectively of the order of 0.28 mm and 0.23 mm), a very fast vehicle current is creates and licks the outside of the needle, both downstream and upstream of the valve 44; said current cools the needle, despite the presence
heated zones all around the latter, and also maintains the volatile substances introduced by the syringe in their liquid state inside the needle, allowing their vaporization only in chamber 24. This current also continues downstream of the conduit 38, in the second part of the needle insertion duct, defined by the shaping of the covering 22 and indicated by 26, this second part having a diameter slightly larger than the previous one (approximately 0.3 mm) and being supplied by the totality of the vehicle current introduced through the conduit 30. This makes it possible to maintain the conditions for cooling the needle to the vaporization chamber 24.
Still applying the provisions which have just been examined, FIGS. 2 and 3 illustrate
a vaporization injector obtained by coupling a direct injector in known column and a vaporization chamber, in the form of an accessory device. Referring to said figures, a direct column injector 110 is formed in a known manner by a body 112 in which is formed a channel
114 which can be closed by means of a valve 116 placed in correspondence with a zone coated with a jacket 118 to guide the injection needle 120 which is part of an injection syringe 122 of a type known in himself. The body 112, in a zone situated below, the valve 116, has a part 124 shaped so as to allow cooling coming from the outside, comprising for example fins, to receive a permanent stream of cooling air. and transmit this cooling to channel 114. In channel 114, a conduit 126 opens for the supply of the carrier gas.
Still in a known manner, the channel 114 ends downstream by an opening 128 in which the head 130 of a cylindrical sleeve 132 is housed, this sleeve being held in position by means of a threaded hoop 134 applied to the base of the body 112 and acting on the head 130
of the sleeve. Said sleeve maintains in position a truncated cone-shaped packing 136 having an axial opening through which the upper end of the capillary column of gas chromatography can be introduced, which has passed through a corresponding axial opening in the sleeve 132 and enters
in the channel 114. The axial opening of the sleeve 132 forms, around the capillary of the column, a space 138 which is open at its lower end, while it is connected, at its upper end, by means of the fittings
140 formed in the head 130, with the chamber 128, where a conduit 142 opens for the introduction of the cooling air, said introduction being carried out only during injection and constituting a secondary cooling system. .
The accessory device, which can be applied
to the direct injector described above, essentially comprises an injection conduit 144, having capillary dimensions equal to those of the upper end of the gas chromatography column, which can be introduced into the sleeve 132 and through the valve 136 in position corresponding to that generally assumed by the upper end of the capillary column, as shown in FIG. 2. Said injection conduit 144 is connected on the opposite side to that which can be freely introduced into the injector, a vaporization and expansion volume 146 essentially formed by an extension of the same conduit 144, the dimensions of which are suitable for giving rise to a vaporization chamber which is in turn connected, in the position opposite that of the conduit 144, with an outlet duct 148.
As shown in Figure 2, the volume or vaporization chamber 146 has a dimension substantially equal to that of the outlet conduit 148, but it is obviously possible to also provide different dimensions. The vaporization volume 146, with at least part of the outlet duct 148, is inserted into a small support block 150, preferably made of thermally conductive material, at the bottom of which, that is to say on the side of the outlet duct 148, is connected a threaded hoop 152, with thread at 154, which has an axial opening 148 ′ which forms part of the outlet duct 148, said hoop 152 being mounted by means of a retaining fitting 156.
Said fret
152 has a connector 158 opening into the conduit
148 ′ and through which the cleavage surface of a part of the sample can be taken, while in its lower part, downstream of the connector 158, said hoop 152 carries a lining in the form of a truncated cone
160 for holding relative to the upper end 162 of the gas chromatography column.
The small metal block 150 incorporates a heating resistor 164 and is therefore able to transmit heat, by conduction, to the vaporization chamber 146, said small block 150 ending
at its upper part in correspondence with the initial connection of the vaporization chamber, at a short interval from the end of the sleeve 132 to allow the exit of the air from the secondary cooling system of said end.
As shown in figure 2, the injection is carried out. killed by inserting the needle 120 of the syringe. 122 into the initial part of the channel 114 and into the injection conduit 144, practically to the end of the latter and then introducing the sample into the vaporization volume 146, the carrier gas being intro <EMI ID = 29.1>
reached. following the actuation of the resistance
164, vaporization of the sample occurs and a part of said sample, with part of the vehicle, is introduced into the cleavage conduit 158, while the remaining part enters the gas chromatography column 162. During l injection, the secondary cooling system is actuated so as to maintain under cooled conditions, with the collaboration of: permanent primary cooling system, all of the direct injector and practically all of the injection duct 144, so that no premature and differentiated volatilization of
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120. Simultaneously, the low temperature maintained in the components mentioned above, as well as the flow of carrier gas which enters through the connector 126 allow the
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rear of the vaporized sample of the vaporization volume 146 along the injection pipe 144. It is therefore possible to carry out a vaporization injection in this way which avoids the drawbacks of the injectors.
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As is apparent from the above, the invention is by no means limited to those. of its embodiments and of application which have just been described in a more explicit manner, it embraces on the contrary all the variants which may come to mind of the
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of the scope "of the present invention, in particular with regard to the position and the number of points
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duction orée said pressure gradient as well as the described cooling current of the needle practically
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tions and variants may be made to the structure of the valve as well as other means and accessory devices, regardless of the essential object of the present invention.
In addition, the means for cooling the injector and the injection pipe as well as the means for heating the vaporization space may be of any suitable type, different from the type shown. For example, an external separating partition could be provided for the zone where the vaporization space is housed, and the latter may be covered directly or indirectly by a stream of hot fluid, to replace for example the resistance heating system and the small conductor block previously illustrated. All these modifications and variants should be considered as part of the invention and falling within the scope of the present invention.
CLAIMS
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gas chromatography, of the type comprising a closed and heated vaporization chamber, into which opens the open end of the gas chromatography column, said chamber being supplied with vehicle and substance to be analyzed, which is injected by means of the needle of an injection syringe
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edge in said chamber, which injector is characterized in that the needle insertion conduit is closed by a valve having at least two positions, which can be actuated to open the conduit for insertion of the needle , and in that a pressure gradient is created in part of the needle insertion path to the vaporization chamber, by means of the introduction of at least part of the vehicle under pressure constant in at least one point of said part.