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Die Erfindung betrifft einen Fraktionssammler für eine stetig fließende
Flüssigkeit mit einer Vielzahl von in einem ortsfesten Halter gehaltenen Auffanggefäßen,
z. B. Reagenzgläsern, und einem kontinuierlich über die Öffnungen der Auffanggefäße
hinweggeführten Mundstück, aus welchem die Flüssigkeit ausfließt.
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Solche Geräte werden z. B. bei der fraktionierten Filterung oder
Destillation einer Flüssigkeit gebraucht. Bei der fraktionierten Filterung wandert
die Flüssigkeit, deren Bestandteile voneinander getrennt werden sollen, in einer
Säule innerhalb eines Filterstoffes nach unten. Je nach dem Bindungsvermögen der
in der Lösung vorhandenen Stoffe an die Säulenfüllung tropfen diese früher oder
später aus der Säule heraus. Durch einen Fraktionssammler nun soll die Flüssigkeit
in verschiedenen Gefäßen aufgefangen werden, so daß später genau festgestellt werden
kann, welche Anteile der Flüssigkeit zu welcher Zeit die Säule verlassen haben.
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Bei einem bekannten (Chemie-Ingenieur-Technik, Bd. 24, 1952, S. 620)
Fraktionssammler der eingangs genannten Gattung ist eine einzige lange Reihe von
Auffanggefäßen vorgesehen. Als Brücken zwischen den Sammelgefäßen werden kleine,
schräg abgeschnittene und in Längsrichtung geschlitzte Gummischlauchstücke verwendet.
Das Mundstück wird unmittelbar über diese Brücken hinweggeführt. Da nur eine einzige
Reihe von Auffanggefäßen vorgesehen ist, hat der bekannte Fraktionssammler eine
große Länge. Beim Hinwegführen des Mundstückes über die Brücken wird eine saubere
Trennung des Zuflusses beim Überwechseln von einem Gefäß in ein benachbartes Gefäß
nicht erzielt.
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Bekannt (USA.-Patentschrift 3 186 434) ist auch ein Fraktionssammler,
bei dem das Mundstück eine kreisförmige Bewegung ausführt und die Auffanggefäße
unterhalb einer Platte längs zwei Kreisen derart gestaffelt sind, daß die längs
eines Kreises angeordneten Auffanggefäße teilweise in die Lücken zwischen den längs
des anderen Kreises angeordneten Gefäßen eingreifen. In der Platte befinden sich
längs eines Kreises angeordnete, die Platte durchgreifende Löcher, von denen aus
Schläuche zu den Auffanggefäßen führen. Die Löcher werden nacheinander mit dem schrittweise
weiterbewegten und dichtend an der Platte anliegenden Mundstück in Verbindung gebracht.
Dieser bekannte Fraktionssammler erfordert eine Vorrichtung zum diskontinuierlichen
Antrieb des Armes. Wenn eine zuverlässige Abdichtung des Mundstückes gegenüber der
Platte erreicht werden soll, muß eine genau eben bearbeitete Platte verwendet werden.
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Ferner ist ein Fraktionssammler bekannt (USA.-Patentschrift 3 168
124), bei dem das Mundstück schrittweise längs einer mäanderförmigen Bahn bewegt
und so nacheinander über in parallelen Reihen angeordnete Auffanggefäße geführt
wird. Das Mundstück ist mit einem Ventil ausgerüstet, das während der Bewegungsschritte
geschlossen ist und das erst dann geöffnet wird, wenn sich das Mundstück über einem
Auffanggefäß befindet. Die schrittweise bewegung längs einer mäanderförmigen Bahn
erfordert einen komplizierten Antriebsmechanismus. Eine weitere Komplizierung bringt
das gesteuerte Ventil am Mundstück mit sich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fraktionssammler
der eingangs genannten Art, also
mit kontinuierlich bewegtem Mundstück, so auszubilden,
daß mehrere Reihen von Auffanggefäßen bei Bewegung des Mundstückes längs einer Linie
gefüllt werden können.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß über den
Auffanggefäßen eine Verteilerplatte angeordnet ist, in deren Oberseite zahlreiche,
durch scharfe Kanten voneinander getrennte und senkrecht zur Bewegungsrichtung des
Mundstückes verlaufende Rinnen eingelassen sind, daß jede Rinne eine die Verteilerplatte
durchsetzende, je einem Auffanggefäß zugeordnete Ausflußöffnung aufweist, daß die
Ausflußöffnungen in mehreren zur Bewegungsrichtung des Mundstückes parallelen Reihen
und in Richtung der Rinnen gestaffelt angeordnet sind und daß die Rinnen von ihrem
Begegnungspunkt mit dem Mundstück zu der Ausflußöffnung hin abfallen.
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Bei einem solchen Fraktionssammler kann eine sehr einfache Antriebsvorrichtung
verwendet werden, da das Mundstück kontinuierlich und geradlinig über die Verteilerplatte
hinweggeführt wird. Die Verteilung in die einzelnen Auffanggefäße, die raumsparend
angeordnet sind, erfolgt über die Rinnen. Bei der Erfindung ist also der Vorteil
der raumsparenden Anordnung der Auffanggefäße in mehreren Reihen mit dem Vorteil
einer sehr einfachen Ausbildung der Antriebsvorrichtung vereinigt. Die Verwendung
einer Verteilerplatte hat auch den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise die Extinktionskurve
dadurch aufgenommen werden kann, daß die Verteilerplatte mit ihren Ausflußöffnungen
auf eine geeignete Unterlage abgedrückt und diese anschließend mit Nachweischemikalien
behandelt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist am Mundstück
eine Schnappvorrichtung vorgesehen, die das Überleiten in eine benachbarte Rinne
schlagartig bewirkt. Die Schnappvorrichtung kann durch einen biegsamen Schlauch
oder eine biegsame Folie gebildet sein, wobei der Schlauch bzw. die Folie in die
Rinnen hineinragt.
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Am Ende des Bewegungsweges des Mundstückes kann eine das Mundstück
verschließende Vorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine fest angeordnete
Schneide, die auf das aus einem zusammendrückbaren Schlauch bestehende Mundstück
drückt.
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Hierdurch wird auf einfache Weise der weitere Auslauf des Eluates
verhindert, wenn alle Auffanggefäße gefüllt sind.
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Die Antriebsvorrichtung für die kontinuierliche Bewegung des Mundstückes
kann ein flexibles Band, vorzugsweise ein Kunststoffband aufweisen, an dem der Mundstückhalter
befestigt ist und das die gesamte Verteilerplatte abdeckt. Mit einem solchen Band,
das zugleich ein Teil der Antriebsvorrichtung ist, wird die Verteilerplatte auf
einfache Weise vor Staub geschützt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine teilweise Draufsicht auf die Verteilerplatte eines Fraktionssammlers
gemäß der Erfindung nach Linie I-I in Fig. 2, F i g. 2 einen Querschnitt durch den
Fraktionssammler nach Linie II-II in F i g. 1 und Fig. 3 einen Schnitt durch eine
Schnappvorrichtung zum plötzlichen Überleiten des Eluats in eine andere Rinne.
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Der Fraktionssammler hat eine Wanne 1, in die ein Gestell 2 für die
Aufnahme der Auffanggefäße 3
hineingestellt ist. Das Gestell besteht
aus einem Boden 4, einem Mittelteil 5 und einem Oberteil 6. Im Mittelteil 5 und
Oberteil 6 sind miteinander fluchtende Löcher 7, 8 zum Einstecken der Auffanggefäße
3 vorgesehen, die als Reagenzgläser ausgebildet sind.
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Oberhalb des Oberteiles 6 des Gestelles 2 befindet sich die insgesamt
mit 9 bezeichnete Füllvorrichtung für die Reagenzgläser 3. Diese Füllvorrichtung
besteht im wesentlichen aus einer Verteilerplatte 38 und einer insgesamt mit 11
bezeichneten Bewegungsvorrichtung für einen Mundstückhalter 12, in dem ein flexibler
Schlauch 13 gehalten ist, dessen unteres Ende 14 das Mundstück bildet.
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Die Bewegungsvorrichtung 11 für das Mundstück 12 besteht aus einer
Aufwickelwalze20, einem auf die Aufwickelwalze 20 aufzuwickelnden flexiblen, vorzugsweise
aus Kunststoff bestehenden Band 21 und einer weiteren Aufwickelwalze22, um die das
andere Ende des Bandes 21 geschlungen ist. Ferner ist oberhalb der Aufwickelwalze
22 eine Umlenkwalze 23 angeordnet, um die ein Band 24 gelegt ist, das mit dem Mundstückhalter
12 fest verbunden ist.
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Das Band 24 führt zu einem Registriergerät, in dem die sogenannte
Extinktionskurve registriert wird.
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Aus diesem Registriergerät tritt ein Papierstreifen aus, nämlich das
bereits erwähnte Band 24. Dieses als Registrierstreifen dienende Band 24 verläßt
das Registriergerät kontinuierlich, und zwar entsprechend der Anzahl der gefüllten
Reagenzgläser. Die Bewegung des Registrierstreifens 24 wird zur Steuerung der Bewegung
des Mundstückhalters 12 nutzbar gemacht.
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Dies geschieht auf folgende Weise: Auf die Walze 20 wird entweder
durch Federkraft oder durch eine Gewichtskraft oder irgendeine andere Antriebskraft
ein Aufwickelmoment ausgeübt, das das flexible Band 21 nach links zu ziehen versucht.
Auf die Walze 22 wird ein allerdings kleineres Aufwickelmoment aufgebracht, das
lediglich dazu dient, das Band 21 unter Spannung zu halten. Wird nun der Registrierstreifen
24 nachgelassen, so kann die Walze 20 das Band 21 aufwickeln, wodurch der Mundstückhalter
12 nach links gezogen wird (angedeutet durch den Pfeil 25). Damit wird das Mundstück
14 kontinuierlich über die Verteilerplatte 38 hinweggeführt. Ist das Mundstück 14
am Ende der Reagenzglasreihe angelangt, so läuft der Mundstückhalter gegen einen
fest eingebauten Keil 26, dessen Schneide den Schlauch 13 abklemmt.
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Das flexible Kunststoffband 21 ist so breit wie die Verteilerplatte
38, so daß diese vollständig abgedeckt ist. Hierdurch wird das Eluat vollkommen
gegen Staub geschützt.
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Aus der Draufsicht auf die Verteilerplatte (Fig. 1) ist zu ersehen,
daß die Auffanggefäße 3 senkrecht zur Bewegungsrichtung (angedeutet durch den Pfeil
36) gestaffelt angeordnet sind, wobei die gegenseitige Versetzung a beispielsweise
3 mm beträgt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs Reagenzgläser 3
hintereinander gestaffelt; an die hierdurch gebildete schräge Reihe schließt parallel
eine weitere Reihe an, deren erstes Glas wieder um den Abstand a gegenüber dem letzten
Glas der benachbarten Reihe versetzt ist. Die Verteilerplatte 38 hat als Auffangvertiefungen
parallele Rinnen 39, die ebenfalls einen Abstand von a voneinander haben. In jeder
Rinne 39 ist eine Ausflußöffnung 40 vorge-
sehen, die genau oberhalb des ihr zugeordneten
Auffanggefäßes liegt. Das Rinnenprofil ist so gewählt, daß es von beiden Seiten
her zur Ausflußöffnung 40 hin abfällt. Es ist klar, daß beim kontinuierlichen Hinwegbewegen
des Mundstückes über die Rinnen 39 die Reagenzgläser 3 nacheinander gefüllt werden.
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In Fig. 3 ist eine Vorrichtung gezeigt, mit der auch bei kleinem
Rinnenabstand eine scharfe Trennung der einzelnen Zuteilungen zu den verschiedenen
Reagenzgläsern erzielt wird. F i g. 3 zeigt einen insgesamt mit 41 bezeichneten
Mundstückhalter, der dem Mundstückhalter 12 nach Fig. 1 entspricht. Dargestellt
ist auch eine Rinne 39 (vgl. F i g. 2). Unterhalb des Mundstückhalters ist eine
flexible Folie 42 befestigbar, die vorzugsweise aus einem benetzbaren Werkstoff
besteht. Das durch das Mundstück 43 austretende Eluat tropft auf die Folie 42 und
fließt von dieser in die Rinne 39 ab.
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Beim Weiterbewegen des Mundstückes 41 legt sich die Folie 42 an die
Wand 44 der Rinne an und wird, in Fig. 3 gesehen, nach links gebogen. Wenn die Weiterbewegung
des Mundstückhalters 41 (die Bewegungsrichtung ist durch den Pfeil 45 angedeutet)
bis zu einem gewissen Maße fortgeschritten ist, schnappt die elastisch gebogene
Folie plötzlich über den Grat 46 der Trennwand44 hinweg in die benachbarte Rinne
39. Hierdurch wird ein sehr plötzliches Umleiten des aus dem Mundstück austretenden
Eluats erreicht.
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An Stelle einer biegsamen Folie 42 könnte auch das Mundstück 43 selber
als Schnappvorrichtung verwendet werden. Es genügt hierzu die elastische Ausbildung
des Mundstückes 43 und seine richtige Längenbemessung. Das Schlauchende würde dann
in gleicher Weise über den Grat 46 der Trennwand 44 hinwegschnappen.