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-
<EMI ID=1.1>
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.
<EMI ID=3.1>
tion, de la cloison en caoutchouc par une soupape action-
<EMI ID=4.1>
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-
<EMI ID=6.1>
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
<EMI ID=8.1>
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
<EMI ID=11.1>
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
<EMI ID=13.1>
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
<EMI ID=30.1>
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
<EMI ID=31.1>
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
<EMI ID=33.1>
de la portée" de la présents invention, en particulier en ce qui concerne la position et le nombre des points
<EMI ID=34.1>
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
<EMI ID=36.1>
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.