CH406675A - Umschaltvorrichtung für Gaschromatographiegeräte - Google Patents

Description

  



  Umschaltvorrichtung für Gaschromatographiegeräte
Zur Trennung von Gemischen mittels Gaschromatographie werden häufig mehrere Trennsäulen in Reihe geschaltet, welche unterschiedliche Trennsubstanzen enthalten. Es können dann Banden, die in einer ersten Säule nicht vollständig aufgelöst werden können, auf eine   zweite Trennsäule geschickt    werden, welche eine weitergehende Trennung bewirkt. Es ist aber meist nicht erwünscht, dass die sämtlichen Gemischkomponenten auf eine zweite   Trennsäule geleitet werden,    weil das den Vorgang unnötig verlängern würde.

   Häufig wird auch von den die erste   Trennsäule verlassenden Randen die    eine auf eine zweite Trennsäule, die andere auf eine dritte, von der zweiten Trennsäule verschiedene Säule geleitet und vielleicht eine weitere Bande direkt auf den Detektor, gegeben. Zu   Lesern Zweck ist    eine Anordnung bekannt, bei welcher an   j, eider    Trennsäule ein Umschalthahn vorgesehen ist, durch welchen die Trennsäule wahlweise kurzschliessbar ist, also aus dem Trägergasstrom ausgeschaltet werden kann.

   (Vgl.   Siemens-Zeitschrift, Heft    3, März   1959,    Seiten   137    bis 144,  Präzisions-Gas-Chromatograph für das   Betriebslaboratoriumo,    insbesondere Bild 2.)
In manchen Fällen ist es   auch erwunscht, die       Strömungsmchtung in der Trennsäule umzukehren      und Trägergaseinlass und Tragergasauslass (zum    De  tektor)    miteinander zu vertauschen. Dann werden die schwerflüchtigen Komponenten, welche zum voll  ständigen Durchsetzen der Trennsäule    eine zu lange Zeit brauchen würden, und von denen auch nur die Gesamtmenge interessiert, rückwärts wieder aus der   Trennsäule      herausgespült. (Vgl.

   DAS    Nr. 1083 575 und die vorerwähnte Literaturstelle.)
Es ist ferner bekannt, an   jeder einzelnen Trenn-    säule ausser einem Kurzschlusshahn eine Umschaltvorrichtung für        Rückspülung  vorzusehen.



   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders vorteilhafte Konstruktion    eineskombiinierten Kurzschluss-und Rückspül-      Umschaltenso,    zu schaffen.   



   Eine. solche Umschaltvorrichtung ist erSjndungs-    gemäss so ausgebildet, dass sie von einem als flacher Steuerspiegel ausgebildeten Hahn gebildet ist, dessen feststehendes Teil vier Anschlussbohrungen aufweist, nämlich drei äussere in den Ecken eines gleichseitigen Dreieoks und eine zentrale im Mittelpunkt desselben, dass die Trennsäule mit zwei. der   äusseren Anschluss-      bohrungem untd ! der Trägergaseinlass umd-iaiuslass    mit der   sdritben    äusseren und der zentralen Anschluss   bohming verbunden ist,. umd dass das bewegliche Teil      desHahneseinensichüber120 erstreckenden    bo  genförmuigen    Kanal und in der   Symmetrieabene    desselben einen   vom.

   Mittelpunkt radial von dem bogen-    förmigen Kanal weg sich erstreckenden Verbindungskanal aufweist. Dabei kann eine mit dem beweglichen Steuerspiegelteil verbundene Sohaltwelle in drei Schaltstellungen einrastbar sein, in deren erster der Trägergaseinlass und der Trägergasauslass durch den    radialem Kanal unter Umgebung der Trennsäule mit-    einander verbunden sind, während in den anderen beiden Schaltstellungen der Trägergaseinlass über den bogenförmigen Kanal mit jeweils einem Ende der Trennsäule und der Trägergasauslass über den ra   dialen Kanal mit dem jeweils anderen Ende der      Trennsäule    in Verbindung steht. Man kann also hier mit einem Schalter die Trennsäule   wahlweise afuf     Vorlauf , Rückspülung  und  Kurschluss  schalten.



  Das geschieht mittels eines sehr einfach aufgebauten Umschalters. Wesentlich   ist,. dass der flache Steuer-    spiegel, wie ihn die Erfindung vorsieht, bei   Her-    stellung aus Metall und Kunststoff wie Polytetra  Nfuoräthylen    ohne Schmiemug arbeatet, so dass Störungen durch   Schmtienmttel    vermieden werden.   Sot-    che Umschalter mit flachen Steuerspiegeln aus Poly  tetrafluoräthylen    sind an sich bekannt.



   Damit sich das bewegliche Steuerspiegelteil an dem feststehenden ausrichten kann, ist vorteilhaft, das bewegliche Steuerspiegelteil mit einer Schaltwelle durch eine Kupplung zu verbinden, die eine Kippbewegung zwischen   Steuerspiogelteil. und    Schaltwelle zulässt.



   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in n den Abbildungen dargestellt und im   folgenden be-      schrieben    :
Fig.   I    ist eine   Vorderansicht einer erfindungsige-      mässen Umschaltvorrichtung.   



   Fig. 2 ist ein Längsschnitt der Vorrichtung und
Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie   A-B von Fig.    2.



   Fig. 4 bis   6      zeitgen      ; schematisch schaubildlich idie    Wirkkungsweise der Vorrichtung in den verschiedenen Stellungen.



   Mit 1 (Fig. 4) ist der Trägengaseinlass bezeichnet, der mit irgendeiner Trägergasquelle in Verbindung steht. Mit 2 ist die Auslassleitung bezeichnet, die zu einem nicht dargestellten Detektor führt. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine gaschromatographische Trennsäule mit den Enden 3a und 3b.



   Der Umschalter enthält einen ebenen Steuerspiegel, der von einem feststehenden Steuerspiegelteil 4 und einem dagegen verdrehbaren, beweglichen Steuerspiegelteil 5 gebildet ist. D. as feststehende   Staucrspiegelteil    4 enthält vier Anschlusskanäle, nämlich drei äussere 6, 7, 8, welche die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks bilden, und einen zentralen Kanal   9,    welcher im Mittelpunkt des   mmschniebenen    Kreises Hegt. Mit den äusseren Kanälen 6 und 7 sind die beiden Enden   3a    bzw.   3b    der Trennsäule 3 verbunden. An dem dritten äusseren Kanal 8 ist der Trägergaseiulass 1 augeschlossen, während der Trä  gsrgasauslass    2 mit dem zentnalen Kanal 9 in Verbindung steht.



   Das   bewegliche Stefuerspiegelteil 5 weist zwei       Verbindfungskanäle auf : Der eine ist ein sich über    120  auf dem umbeschriebenen Kreis des Dreiecks   6-7-8    erstreckender bogenförmiger Kanal 10. Der zweite Kanal 11 erstreckt sich in der Symmetrie  ebens des Kanals    10 von der Mitte 9 von idem Kanal 10 weg,   radial nach afussen.      



   MitdieserAnordnungsinddreiSchaltstellungen    möglich, die in Fig. 4, 5 und 6 dargestellt sind.



   In Stellung I (Fig. 4) ist die   Trennsäule    3 aus dem   Trägergasstrom ausgeschaltet, welcher über    den Verbindungskanal 11 geschlossen ist ( Kurzschluss  Stellung). Die Enden 3a, 3b der Trennsäule 3 sind durch den   Kanal 10 mitainander verbunden.   



   In Stellung II (Fig.   5)    fliesst der Trägergasstrom von Leitung 1 über Kanal 8, Kanal 10, Kanal 7 zum    Ende 36 der Trennsäule, durch odiose entgegen dem    Uhrzeigersinn (Fig. 5) hindurch. zu Ende 3a, Kanal   6    und   weber    Kanal 11 und Kanal 9 zu der Auslassleitung 2. In Stellung III (Fig.   5)    wind die   Trenn-    säule gerade in umgekehrter Richtung durchströmt,   , also    im Uhrzeigersinn in Fig. 6. Der Strömungsweg g verläuft wie folgt : Leitung 1, Kanal 8, Kanal 10, Kanal 6, Ende 3a der Trennsäule 3, Ende 3b, Kanal 7, Kanal 11 und Auslassleitung 2.



   In Fig.   1    bis 3 ist der konstruktive Aufbau des beschriebenen Umschalthahnes dargestellt.



   Das bewegliche   Steuerspiegelteil    5 (Fig. 2) wird von einer Schaltwelle 12 vendreht, die zentral in dem Hahngehäuse 13 gelagert ist. Diese Schaltwelle
12 weist an ihrem Ende einen im Längsschnitt konvex gekrümmten Keil 14 auf, welcher in eine Nut 15 eines Zwischenstückes 16 eingreift und mit dieser eine Nut-und-Feder-Verbindung zwischen Schaltwelle 12 und Zwischenstück 16 bildet. Diese gestattet eine zwangsschlüssige Mitnahme des Zwischenstückes 16, aber, gleichzeitig . auch   eine Kippbewegung des Zwi-    schenstückes gegenüber der Schaltwelle 12 in der Papierebene von Fig. 2. Durch eine entsprechende Nut-und-Feder-Verbindung 17 senkrecht dazu ist das Zwischenstück mit dem beweglichen   Steuerspiegel-    teil 5 verbunden.

   Auf   sdiese Weise    entsteht zwischen der Schaltwelle 12 und dem beweglichen Steuer  spiegelteil    5 eine Art Kardangelenk, welches ein   Ausrichten des beweglichen Stouerspiegelteils    an dem feststehenden gestattet.



   Auf das Zwischenstück 15 drückt eine Teller  feeder    18, welche. dia Schaltwelle 12 ringförmig umgibt und die sich über ein Drucklager 19 an dem   Hahngehäuse    13 abstützt.



   Die Schaltwelle 12 ist mittels einer   Kuigelraste      20    (Fig. 2) in den drei   Schaltstellumgem      I,    II und III   einrastbar.   



   Die   beschrmebene    Ausführung des Säulenumschalters gestattet einen leichten Austausch der Steuerspiegel, so   Idass    je nach dem gewünschten Temperaturbereich Tetrafluoräthylen (Teflon) oder andere Kunststoffe bzw. reine Metalle, wie z. B. Gold oder auch Kohle-Sintermetalle, verwendet werden können.



   In den letzteren beiden Fällen erweitert sich die   AnwendfungsmögHchkeit Ms zu einer Temperatur    von 400  C. Bei bekannten Umschalthähnen für Gaschromatographie-Trennsäule ist die Anwendungs  mögHchkoit    auf   Tempenaburen bis mu 80     C beschränkt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Umschaltvorrichtung für Gaschromatographieger räte, durch welche wahlweise das eine Ende einer Trennsäule mit einem Trägergaseinlass und das andere mit einem Trägergasauslass verbindbar ist, oder umgekehrt, t, ader die Trennsäule kurzgeschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass sie von einem als flacher Steuerspiegel ausgebildeten Hahn gebildet wird, dessen feststehendes Teil vier Anschlussboh rungen aufwaist, nämlich drei äussere in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks und eine zentrale im Mittelpunkt desselben, dass,

   die Trennsäule mit zwei der äusseren Anschlussbohrungen und der Trägereinlass und-austlass mit der dritten äusseren unjd der zentralen Anschlussbohrung verbunden ist, und dass das bewegliche Teil des Hahnes einen sich über 120 erstreckenden bogenförmigem Kanal und in der Symmetrieebene desselben einem vom Mttel- punkt radial von dem bogenförmige Kanal weg sich erstreckenden Verbindungskanal aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Stauerspiagelteil mit einer SchaltweNe durch eine Kupplung verbunden ist, die eine Kippbewegung zwischen Steuerspiegel nd Schallwelle zulässt.

   2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schaltweüe und Steuer- spiegelteil ein Zwischenstück vorgesehen Mt, welches mittels rechtwinklig zueinander verlaufender Nutund-Feder-Führungen mit im Längsschnitt bogenförmigen Federn einerseits mit idem Steuerspiegel- teil und anderseits mit der Schaltwelle gekoppelt ist.

   3. Vorrichtung nach Unteranspmch l, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Steuerspiegelteil mittels einer Feder an das feststehende angedrückt ist, welches die Schaltwelle umgibt und sich über ein Drucklager am Hahngehäuse abstützt.

   4. Vorrichtung nach Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Tellerfeder ist.

   5. Vorrichtung nach Patantanspriuch, dadurch gekennzeichnet, dal3 eine mit dem bsswaglichan Stetuer- spiegelteil verbundene Schaltwelle in drei Schaltstel- lungen eamraatbar Ast, in derem erster der Trägergaseinlal3 und der Trägergasauslass durch den radialen Kanal'unter Umgehmg der Trennsäule miteinander verbunden sind, während in den anderen beiden Scbaltstellungen der Trägergaseinlass über dem bogen förmifgen Kanal mit jeweils einem Ende der Trenn- säule und der Trägergaaaustass über den radialen Kanal mit idem jeweils anderen Ende der Trennsäule in Verbindung steht.