DE2001710C3 - Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Einspritzung von gasförmigen oder flüssigen Proben in ein Trägerströmungsmittel, und im besonderen bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Vorrichtung zur Abgabe eines reproduzierbaren, geeichten Volumens einer flüssigen Probensubstanz in einen Trägergasstrom, in welchem die Probenflüssigkeit augenblicklich verdampft und durch den Trägergasstrotn einer stromabwärts angeordneten Analyseapparatur zugeführt wird.

Bei im Strömungsbetrieb betriebenen Analyseapparaturen, wie beispielsweise Gaschromalographieanlagen, muß eine flüssige oder gasförmige Probensubstanz zum Transport durch die Analyseapparaiur in ein Trägerstiömungsmittel eingeführt werden. Gewöhnlich wird die Probe in Form eines kleinen Probenpfropfens oder -volumens in das Trägerströmungsmittel eingeführt und von diesem durch eine Reihe von Bearbeitungsstationen und Detektorvorrichtungen geführt, welche eine quantitative und/oder qualitative Messung oder Anzeige der Bestandteile der Probe liefern. In verfahrenstechnischen Analyseinslrumenten werden üblicherweise Probenver.tile zum Einspritzen einer Probensubstanz aus einer Probenströmung in das Instrument verwendet. In Laboratoriums-Analyseinstrumenten wird die Probe zumeist mit einer Gas- oder Flüssigkeits-Handspritze durch eine mit einem perforierbaren Verschluß versehene Öffnung eingeführt, zur besseren Anpassung an verschiedene Probengrößen und Darstellungsarten der Probe.

In der Gaschromatographie wird gewöhnlich eine flüssige Probe in eine stromaufwärts der Chromatographiesäule angeordnete erhitzte Kammer oder direkt in die Säule eingeführt, wo die Probe sofort verdampft. Die Probe wird sodann durch das Träger-Strömungsmittel durch die Gaschromatographiesäule und von diesen zu dem Detektor des Instruments geführt, der

6$ jeweils eine physikalische Größe der Probenbestandteile mißt, sobald diese aufeinanderfolgende den Detektor erreichen. Bei Verwendung üblicher Injektionskanülen, wie sie zur subkutanten Injektion verwendet

werden, sowie Pipettenproben-Abmeßvorrichtungen nim Einspritzen der Probe in das Trägerströmungsmittel werden die Genauigkeit und, Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinträchtigt, und zwar wegen der Schwankungen hinsichtlich der Injektionsdauern, der Schwankungen hinsichtlich der Mengen der injizierten Proben sowie der ungleichmäßigen Verdampfung der Probe in der Verdampfungskammer.

Aus der USA.-Patentschrift 29 91 647 ist eine solche pipettenartige Injektionsvorrichtung bekannt. Sie weist eine kapillarartige Bohrung auf mit einer Auslaßöffnung am unteren Ende und einer Einlaßöffnung für ein gasförmiges Trägermittel an der Mantelfläche. Das untere Ende der Pipette ist konisch ausgebildet. Wird nun die Pipette in die Probeneinführvorrichtung gebracht, so verschließt das konische untere Ende der Pipette die Einspritzöffnung und zwingt das Trägergas über die Eintrittsöffnung und durch die kapillarartige Bohrung zu fließen, wobei die Probensubstanz mitgenommen wird. Bei dieser bekannten Probeninjoktionsvorrichtung läßt es sich jedoch nicht vermeiden, daß beim Einführen der Pipette in die Probeneinführvorrichtung des Chromatographen ein Teil der Probensubstanz durch den aufgebauten Gasdruck aus der Pipette verdrängt wird, bevor das untere Ende der Pipette an der Einspritzöffnung zur Anlage kommt. Hierdurch ergeben sich Fehlmessungen.

Ein weiteres Problem ergibt sich aus dem Fraktionierungseffekt der Probe innerhalb der Injektionsnadel bzw. -kanüle selbst. Zu einer derartigen Fraktionierung innerhalb der Kanülenkammer kommt es deswegen, weil ein Teil der mittels der Subkutan-lnjektionsspritze injizierten Probe in der Probenkammer der Spritze verbleibt. Dieser Fraktionierungseffekt innerhalb der Proben-Injektionskanüle wird dann ein besonders ernsthaftes Problem, wenn sehr kleine Probenmengen in das System eingeführt werden müssen i,_:id wenn die Probe sowohl hoch wie niedrig seilende Bestandteile aufweist. Hierbei hat sich ergeben, daß ein relativ höherer Prozentsatz der höher siedenden Komponenten in der erwärmten Injektionskanüle zurückbleiben, während die niedriger siedenden Komponenten das Bestreben zeigen, während des Injektions-Verdampfungsvorgangs abzusieden und aus der Injektionskanüle auszutreten. Diese Erscheinung stellt eine äußerst schwer zu beseitigende Fehlerquelle dar, insbesondere bei Verwendung sehr kleiner Probenvolumina.

Ein weiteres, sehr ernsthaftes Problem bei Verwendung von pipettenartigen oder handspritzenartigen Injektionsvorrichtungen ist der Rückdruck- bzw. Rückstaucffekt und seine Auswirkung auf die Stabilität der Basis- bzw. Bezugslinie. Wird eine Flüssigkeitsprobe in eine erhitzte Eintrittskammer injiziert und in dieser rasch verdampft, so erfährt sie eine Volumenausdeh nung, deren Ausmaß von der Temperatu: der Eintrittskammer, dem Molekulargewicht der Probensubstanz und dem Gasdruck in der Einl.rittskaminer abhängt. Die betreffende Volumenausdehnung liegt allgemein im Bereich einer Ausdehnung um das 100 bis 500fache. Dies hat einen momentanen Druckanstieg an dem Punkt zur Folge, an welchem die Probe verdampft wird, und entsprechend eine Strömung in allen Richtungen. Für ideale Bedingungen wäre es erwünscht, daß die gesamte Probensubstanz stromabwärts, d. h. in die Analyscsäule fließt. Ein kleiner Teil der Probensubstanz wird jedoch wegen des erwähnten Volumenausdehnungseffekts stromaufwärts strömen. Diese Stromaufwärtswandenine der Probe ist aus zwei Gründen unerwünscht.

Zum einen verbreitert sich hierdurch das Probeninjektionsvolumen, was eine entsprechende Verringerung der Auflösung zur Folge hat- Außerdem kann ein Teil der Probensubstanz, die stromaufwärts fließt, an Oberflächen, die sich auf niedrigerer Temperatur befinden, kondensieren oder an ihnen absorbiert werden. Dieser Teii der Probensubstanz kann dann allmählich is das Trägergas verdampfen und verursacht dann bei Erreichen des Detektors eine Auswanderung oder Instabili-

.'o tat der Basis- oder Bezugslinie. Dieses Problem ist besonders störend bei der programmierten Temperatur-Gaschromatographie, da es hier tatsächlich zu falschen Spitzen führen kann.

Bei einer handspritzenartigen Probeninjektionsvorrichtung, wie sie aus der USA.-Patentschrift 34 01 692 bekannt ist, ist mit dem Auftreten eines solchen Rückstaueffektes zu rechnen. Bei dieser Vorrichtung wird die Eintrittsöffnung der Probenkammerbohrung durch den darin gleitenden Kolben verschlossen, so daß keine vollständige Abdichtung erzielt wird. Darüber hinaus ist die seitliche Trägermitteleintrittsöffnung in großem Abstand von der Probenkammer angeordnet. Wird also diese Vorrichtung in die Probeneinführöffnung eines Analyseinstruments entleert, so wird der erhöhte Druck in der Probeneinführöffnung dazu führen, daß ein Teil der Probensubstanz in den Zwischenraum zwischen Kolben und Probenkammerbohrung gedrückt wird. Dieser Teil geht der Messung verloren, so daß Fehlmessungen auftreten.

Die Erfindung betrifft somit eine Probeninjektionsbzw. Einspritzvorrichtung zum Einsetzen durch eine selbstabdichtende Gummikappe hindurch in die Probeneinführöffnung eines Analyseinstruments zur Einführung einer vorgegebenen Menge einer flüssigen oder gasförmigen Probe in ein kontinuierlich durch eine Injektionsöffnung in der Probeneinführöffnung des Analyseinstruments strömendes flüssiges oder gasförmiges Trägermittel, wobei die Probeninjektionsvorrichtung eine Probenkammer von vorgegebenem VoIumen mit einer Austrittsöffnung am vorderen Ende und einer Eintrittsöffnung für das Trägermittel in seiner Seitenwandung und eine äußere Schulter aufweist, die sich bei der Einführung der Probeninjektionsvorrichtung in die Probeneinführöffnung gegen die Einspritzöffnung legt und hierdurch den Fluß des Trägermittels durch die Einspritzöffnung verhindert, so daß das Trägermittel durch die Trägermitteleintrittsöifnung der Probeninjektionsvorrichtung in die Probenkammer umgeleitet wird und so die Probensubstanz aus der Probenkammer herausspült.

Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer derartigen Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung zugrunde, bei welcher gewährleistet ist, daß die gesamte Probensubstanz in genau vorbestimmter Menge in das Trägermittel injiziert wird und sich in diesem ir Richtung stromabwärts ausdehnt und bei der außerderr der Fraktionierungseffekt im wesentlichen vermieder wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Probeninjektionsvorrichtung ir Form einer rohrförmigen Handspritze ausgebildet is mit einem die Probenkammer aufnehmenden vordere! Injektionsnadelteil und mit einem an diesem befestig ten Kolbenteil, welches einen in einer auf die Eintritts öffnung der Probenkammer ausgerichteten Kolben kammer hin und her bewegbaren Kolben aufweist, de mit einer Spitze ausgebildet ist, welche in der vorge schobenen oder vorderen Stellung des Kolbens sich a:

die Eintrittsöffnung zur Probenkammer anlegt und diese dicht verschließt, in der eingezogenen oder hinteren Stellung des Kolbens hingegen die Eintrittsöffnung freigibt, und daß der Kolben in seiner vorderen Stellung die Verbindung zwischen der nahe der Probenkammer angeordneten Eintrittsöffnung für die Trägermittel und der Eintrittsöffnung der Probenkammer unterbricht und in seiner zurückgezogenen Stellung den Strom des Trägermittels über die Eintrittsöffnung für das Trägermittel und durch die Probenkammer zuläßt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben in dieser zeigt

F i g. 1 in Schnittansicht einen Probeninjektor einer Ausführungsform,

F i g. 2 in vergrößerter Detailschnittansicht die Eintrittsöffnung des Probenhohlraums, den Kolben und die Eintrittsöffnung für das TrägerströmungsmiUel,

F i g. 3 in stark vergrößerter Schnittansicht eine andere Ausführungsform des Nadelteils der Probeneinspritzvorrichtung,

F i g. 4 in teilweise schematischer Darstellung eine Gaschromatographie-Anlage mit einer bestimmten Probenverdampfungseinlaßöffnung, in welche die Probeneinspritzvorrichtung eingesetzt ist,

F i g. 5 in Schnittansicht eine andere Ausführungsform, bei welcher der Kolben federvorgespannt is ι und durch einen Handhebel betätigt wird,

Fig.6 eine andere Ausführungsform einer Injizierkammer, welche aus einem Teil mit einer durch Einquetschen oder Einrollen hergestellten Schulter besteht, welche dichtschließend gegen die entsprechende Schulter an der Einspritzvorrichtung zu liegen kommt.

Die in F i g. 1 gezeigte Ausführungsform der Probeneinspritzvorrichtung weist ein längliches Rohrteil bzw. einen Zylinder 10 mit einem vorderen Injektor- oder Einspritzteil 11 und einem hinteren oder Kolbenteil 12 auf.

Die zylindrische Einspritzvorrichtung kann aus rostfreiem Stahl, Pyrexglas oder einem anderweitigen bekannten hochtemperaturfesten Material hergestellt sein. Es sei betont, daß die relativen Abmessungen der Anordnung bei der Darstellung der Zeichnung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern absichtlich so gewählt sind, daß die gegenseitige Beziehung der einzelnen Teile und ihr Zusammenwirken leicht erkennbar werden.

Der vordere Injektor- oder Linspritzteil 11 weist ein spitzes, schmales Nadelende zur Durchführung durch einen aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Abschlußdeckel, wie er normalerweise zum Verschluß einer Probeneintrittsöffnung sowie zum Verschluß von Probenflaschen verwendet wird. Der vordere oder Injektor- bzw. Einspritzteil 11 ist des weiteren mit einem Probenhohlraum bzw. einer Probenkammer 13 versehen, die eine vordere oder Austrittsöffnung 14 und eine hintere oder Eintrittsöffnung 16 an den Kolbenteil der Vorrichtung anschließend aufweist Das Volumen der Probenkammer kann extrem klein sein, derart, daß kleine Proben in der Größenordnung von 1 Mikroliter oder weniger gehandhabt werden können.

Der Kolbenteil der Vorrichtung ist mit einer Axialbohrung 17 versehen, die mit der Probenkammer 13 in dem Einspritzteil der Vorrichtung ausgerichtet ist In der Axialbohrung 17 ist ein Kolben 18 gleitend verschiebbar; der Kolben weist an seinem vorderen Ende einen Stößel 19 auf, der dichtsitzend in die Axialbohrung 17 eingepaßt ist und in dieser in Längsrichtung verschiebbar ist. Der dichtsiu.ende Stößel kann aus Polytetrafluorethylen oder einem anderweitigen geeigneten Material hergestellt sein, das eine reibungsarme Abdichtung mit der Innenwandung der Bohrung 17 gewährleistet und ein Zurücklecken in die hinteren Teile des Hohlraums verhindert. Der Stößel 19 kann mit einer spitzen oder konischen Ventilspitzc 21 versehen ίο sein, die auf die aus der Kolbenbohrung 17 in die Probenkammer 11 führende öffnung 16 ausgerichtet ist. Die Spitze 21 ist so geformt, daß s>e zum Aufsitzen gegen die Schulter 16a der öffnung 16 gelangt und diese öffnung wirksam abdichtet.

Am unteren Ende des Kolbenteils 10 ist eine Gasstromeintrittsöffnung 22 durch die Seitenwandung des Zylinders vorgesehen. Wenn sich die Kolbenspitze 21 in der eingezogenen Stellung befindet, wie aus F i g. 2 ersichtlich, so steht die öffnung 22 über die Kolbenbohrung 17 mit der öffnung 16 zur Probenkammer 13 in Verbindung.

Es sind Vorrichtungen vorgesehen, um den Kolben in der Kolbenbohrung 17 hin- und herzuverstellen und so die öffnung 16 zu dem Probenhohlraum 13 zu öffnen bzw. zu schließen. Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist hierzu ein Block oder oberer Körper 26 vorgesehen, in welchen mittels Verschraubung oder anderweitig ein mit Gewinde versehenes Halterungsteil 27 eingepaßt ist. In diesem oberen Block 26 ist ein O-Ring oder anderweitiges Abdichtteil 28 vorgesehen, das dichtschließend um das obere Ende 29 der Kolbenstange 18 paßt.

Bei dieser Ausführungsform ist der Halterungsteil 27 mit einer axialen Gewindebohrung versehen, deren Gewinde mit einem entsprechenden Gewinde am oberen Ende 31 der Kolbenstange zusammenwirkt. Beim Zusammenbau wird der Kolben so in das Halterungsteil 27 eingeschraubt, daß der vordere Stößel 19 in der Kolbenbohrung 17 zu liegen kommt. Sodann wird der KoI-ben in der Vorrichtung abwärts gedreht, derart, daß die Spitze 21 des Kolbens nahe oder innerhalb der öffnung 16 der Probenkammer zu liegen kommt. Durch Drehen am oberen Ende 18a des Kolbens kann so die Spitze 21 des Stößels 19 einwärts zum Verschließen der Öffnung 16 des Probenhohlraums oder aus der Öffnung 16 heraus verstellt werden, wodurch eine Verbindung zwischen dem Probenhohlraum und der öffnung 22 in der Seitenwandung des Kolbenteils 17 hergestellt wird. Beim Einschrauben des Halterungsteils 27 in den Block 26 kommt der untere Teil 27a zur Anlage gegen den O-Ring 28 und drückt diesen dichtsitzend um den Außenumfang des oberen Teils 29 des Kolbens zusammen. Zum Füllen der Probeneinspritzvorrichtung nach den F i g. 1 und 2 mit einer Probenflüssigkeit wird die Verschlußspitze 21 des Stößels zurückgezogen, derart, daß eine öffnung zwischen der öffnung 16 und der Öffnung 22 in der Seitenwandung der Einspritzvorrichtung hergestellt wird. Der vordere oder Nadelteil 11 des rohrförmigen Teils wird in eine mit einer Gummikappe verschlossene kleine Flasche oder Phiole eingeführt, derart daß die öffnung 14 unter den Spiegel der Probenflüssigkeit in der Flasche ragt Sodann wird in der Flasche oder Phiole mit Hilfe von Gas oder anderen Verfahren ein Druck erzeugt, um die Probenflüssigkeit bis zum Austritt aus der öffnung 22 nach oben in das Probe nröhrchen zu drücken. Sobald Probenflüssigkeit durch die Öffnung 22 austritt, ist der Probenhohlraum 13 vollständig gefüllt. Sodann wird die Kolbenstange 18

abwärts geschraubt oder anderweitig nach unten gedrückt, derart, daß die Spitze 21 des Stößels 19 eine gut schließende Dichtung mit der Seitenwandung oder Schulter 16a der öffnung 16 bildet.

Es sei darauf hingewiesen, daß in dem vorderen oder Einspritzteil 11 der Probeneinspritzvorrichtung zwischen der öffnung 14 und der öffnung 16 eine Schulter 15 angeformt ist, die einen größeren Durchmesser als das vordere oder Nadelteil am vorderen Ende der Vorrichtung besitzt. Diese Schulter 15 spielt eine wichtige Rolle bei der Verwendung der Vorrichtung zum Einführen von Proben in ein Probenabzapfsystem eines strömenden Mediums. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 besteht der Injektor- oder Einspritzteil 11 aus zwei Teilen mit verschiedenem Durchmesser, derart, daß der hintere Teil 15a lediglich ein Fortsatz der Schulter 15 ist; jedoch sind selbstverständlich auch andere Ausführungen möglich. Beispielsweise könnte die Schulter auch einfach nur durch Hei stellung einer tropfen- oder perlenförmigen Verdickung nach Art der in der Ausführungsform von F i g. 3 gezeigten Perle 32 ausgeführt sein. Die nach vorne bzw. abwärts gerichteten Flächen 15a bzw 32a der Schultern 15 und 32 haben vorzugsweise konische Form und sind zum Eingriff mit entsprechend geformten Oberflächen an einem Probeneinsatz ausgebildet, durch welche das Trägerströmungsmittel fließt. Im folgenden wird nun eine derartige Probeneintrittsvorrichtung beschrieben.

Eine Probeneinlaßvorrichtung zur Einführung der Probe in ein Trägerströmungsmittel, wie beispielsweise ein durch eine Gaschromatographieanlage strömendes Trägergas, ist in F ι g. 4 gezeigt. Die in F i g. 4 gezeigte heizbare °robeneinspritzöffnung ist ähnlich der in der USA.-Patentschrift 33 27 520 beschriebenen Eintnttsöfinung mit Kammern. Diese Probeneinspritzöffnung bildet eine Vorrichtung zur Verdampfung einer in die Apparatur mittels einer Probeneinspritzvorrichtung eingeführten Flüssigkeitsprobe. Die in F ig. 4 gezeigte Gaschromatographieapparatur weist einen Druckoder Strömungsregler 36, eine Chromatographiesäule 38 oder ein System derartiger Säulen, der bzw. denen die verdampfte Probe aus der Einspritzapparaiur zugeführt wird, sowie einen Detektor 39 auf. Mit Hilfe des Strörnungsreglers 36 wird eine Strömung eines Trägergases oder -Strömungsmittels, gewöhnlich Helium, wenngleich auch andere Strömungsmittel, wie beispielsweise Argon, Stickstoff. Kohlendioxyd, Wasserstoff und sogar Luft verwendet werden können, eingestellt. In einem bestimmten Zeitpunkt wird eine bestimmte Menge der Probensubstanz in die Einführöffnung 37 injiziert und dort verdampft. Die Probensubstanz wird sodann von der Eintrittsöffnung wer durch die Säule 38 gespült, in welcher die einzelnen Bestandteile der Probe voneinander getrennt werden. Diese Bestandteile gelangen dann in den Detektor 39, der eine Ausgangsanzeige über das Vorliegen der einzelnen Probenbestandteile bei ihrem Austritt aus der Säu-Ie 38 liefert.

Die Probeneinspritz- und Verdampfungsöffnung oder -vorrichtung 37 ist an ihrer Einlaßöffnung 41 durch eine selbstdichtende Kappe oder Gummiverschluß 42 derart, wie sie gewöhnlich zum dichten Verschluß einer Öffnung, die durch eine Nadelspitze durchstoßen werden soll, verwendet wird, verschlossen. Die Gummikappe 42 liegt dichtschließcnd über der öffnung 41 und wird über dieser durch eine Schraubkappe 43 festgehalten, die zum Einsetzen neuer Verschlüsse abnehmbar ist Die Hinspritzöffnung besteht aus einem Block, oder einer einen Block bildenden Gruppe von Teilen, mit einer inneren Kammer 44, durch welche das erwärmte Trägergas strömen kann. Zum Erwärmen des Trägergases innerhalb des Blocks 37 wird der Trägergasstrom durch einen erwärmten Bereich innerhalb des Blocks 37 geleitet. Die Wärmezufuhr erfolgt in beliebiger geeigneter Weise, beispielsweise mittels elektrischer Widerstand-Heizstäbe 45, oder irgendeiner anderen Wärmeenergiequelle, beispielsweise heißen Gasen oder Dampf. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, strömt das Trägergas durch den Kanal 46 in den Block, wo es erhitzt wird, und weiter in die Kammer 44, die zur weiteren Erhitzung des Trägergases und zur Verdampfung der Probe, die in das Probeneintrittsende 38a der Säule 38 injiziert wird, auf einer extrem hohen Temperatur gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Säule 38 nach oben in die Probeninjizier- und Verdampfungsvorrichtung hinein und ist in dieser mittels einer geeigneten Abdichtung etwa nach Art des Fittingrohrs 47 mit elastischer Gummidichtung 48 und Haltestück 49 dichtschließend befestigt. Bei dieser Ausführungsform ist das Chromatographierohr bzw. Die Chromatographiesäule an ihrem oberen Ende 38a trichterförmig erweitert; dieses konische Teil nimmt die entsprechend konisch geformte Schulter 15a bzw. 32a der Probeneinspritzvorrichtung auf.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Trägergas, das in die Kammer gelangt, normalerweise durch das konisch erweiterte Ende 38a in die Säule 38 eintritt. Sobald die Probeninjizier- bzw. Einspritzvorrichtung durch die Dichtung 42 eingeführt ist, erstreckt sich die Einspritznadel 11 abwärts bis in das obere Ende der Säule, und die Schulter 15 wird zur abdichtenden Anlage gegen das konisch erweiterte Ende 38a der Säule gebracht..

Hierdurch wird der Trägergasstrom durch das offene Ende der Säule gesperrt. Das Trägergas ist in diesem Zeitpunkt teilweise oder völlig am Eintritt in das erweiterte Ende der Säule gehindert. Daher sinkt der Druck im oberen Teil der Säule geringfügig ab und der Druck innerhalb der Kammer 44 steigt an. In diesem Zeitpunkt wird der Kolben bzw. Stößel geringfügig zurückgezogen, derart, daß die Öffnung 16 in die Probenkammer der Einspritzvorrichtung geöffnet wird. Es strömt dann Trägergas durch die öffnung 22 und die Probenkammer 13. derart, daß die gesamte innerhalb der Probenkammer befindliche Probensubstanz herausgespült wird. Der durch die Probenkammer strömende heiße Trägergasstrom drückt so die gesamte Probe in das Eintrittsende der Säule 38, wo es sofort verdampft und von dort durch die Chromatographiesäule strömt Da das Trägergas direkt durch die Probenkammer strömt, wird diese Kammer vollständig von dem heißen Trägergas ausgespült und es können keinerlei Probenbestandteile in dieser zurückbleiben. Die durch die Probenkammer 13 gespülte Probenflüssigkeit wird sofort injiziert und verdampft. Hierdurch werden Fraktionierungseffekte verhindert, da sämtliche schweren Bestandteile durch das heiße Trägergas verdampft werden.

Bei den in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsforrnen erfolgt das öffnen und Verschließen des Einlasses 16 mittels eines KolbenstöQels, der durch Hineinbzw. Herausschrauben des Kolbens hin- und herbewegt werden kann; jedoch können selbstverständlich andere Mittel für die Hin- und Herbewegung des Kolbens verwendet werden. In F i g. 5 ist eine andere Ausführungsform gezeigt, in welcher der Kolben mittels einer mechanischen Vorrichtung hin- und herbewegt wird, die

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eine schnellere Einwärts- bzw. Auswärtsverstellung des Kolbens ohne eine Drehung des Kolbens ermöglicht. Bei dieser Ausführungsform wird der Kolben in der Kolbenkammer 17 mittels eines federvorgespanntei. Hebelsystems hin und her verstellt, das bei Freigabe eines Hebels 51 eine schnelle Verstellung des Kolbens in seine Abdichtstellung gewährleistet. Zu diesem Zweck ist an einem oberen Führungsblock 52 ein Hebel 51 verschwenkbar mittels eines Gelenks 53 gelagert. Der obere Hebelarm 51a des Hebels erstreckt sich durch einen Schlitz 54 in einem Fortsatz 55 am oberen Ende des Kolbenstößels 18. Eine Feder 56 drückt den unteren Hebelarm auswärts, wodurch der obere Hebelarm 51a gegen den unteren Rand des Schlitzes 54 gedruckt wird, derart, daß der Kolben 19 dichtschließend gegen die öffnung 16 anliegt, wenn sich der Hebel in seiner Normalstellung befindet. Bei einer Verschwenkung des Hebelarmes 51 um den Schwenkpunkl des Gelenks 53 entgegen der normalen Vorspannkralt der Feder 56, derart, daß der untere Teil des Hebelarms entgegen der Federkraft 56 gedrückt wird, kommt der Kolben 18 von dem Anpreßdruek frei; eine zweite, innerhalb des Führungsteils 59 angeordnete Feder 58 bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Kolbens aus seiner Abdichtungsstellung weg. Die Kraft der Feder 58 ist dabei ausreichend, um den Kolben in seine eingezogene Stellung zu verstellen. Durch rasches Niederdrücken der Feder 5lj ist es möglich, den von der Spitze 2:1 gewährleisteten dichten Verschluß sehr rasch aufzuheben und dadurch eine Verbindung zwischen der öffnung 22 durch die Kolbenkammer 17 in die öffnung 16 der Probenkammer herzustellen.

In Fig.4 ist eine spezielle Ausführungsform einer Eintrittsvorrichtung gezeigt, welche die Einspritzvorrichtung in dem trichterförmig erweiterten Ende 38a der Chromatographiesäule aufnimmt. Jedoch können selbstverständlich auch andere Formen der Einspritzöffnung verwendet werden. Beispielsweise kann die Abdichtschulter innerhalb der Probeneinlaßöffnung möglicherweise durch eine innerhalb des rohrförmigen Hohlraums 44 statt an dem trichterförmig erweiterten Ende des Rohrs vorgesehene Schulter gebildet werden. Oder die Schulter kann beispielsweise eine perlenförmige oder gewälzte Verdickung innerhalb des Rohrs in einem Abstand von seinem Einlaßende sein, in welche sowohl der Nadelteil der Einspritzvorrichtung als auch die Schulter passen. Ein Beispiel einer derartigen Anordnung ist in F i g. 6 gezeigt, bei welcher die rohrförmige Einspritzöffnung 61 mit einer einwärts gerichteten Perle 62 versehen ist, wobei die Perle in einem kurzen Abstand von dem Ende 63 des Rohrs um den gesamten Umfang des Rohrs herum verläuft. Die Einspritznadel der Probeneinspritzvorrichtung erstreckt sich durch die Öffnung 63 des Rohrs, und die Schulter

15 kommt zur Anlage gegen die Schulter 62, wodurch eine Abdichtung gegen einen Gasstrom durch das Rohr 61 gebildet wird. Sobald dies der Fall ist, wird der Trägergasstrom durch die Öffnung 22 und die öffnung

16 in die Probenkammer 13 geleitet und drückt dort die Probenflüssigkeit aus der Injektionskammer heraus.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung zum Einsetzen durch eine selbstabdichtende Gummikappe hindurch in die Probeneinführöffnung eines Analyseinstruments zur Einführung einer vorgegebenen Menge einer flüssigen oder gasförmigen Probe in ein kontinuierlich durch eine Injektionsölfnung in der Probeneinführöffnung des Analyseinstruments strömendes flüssiges oder gasförmiges Trägermittel, wobei die Probeninjektionsvorrichtung eine Probenkammer von vorgegebenem Volumen mit einer Austriitsöffnung am vorderen Ende und einer Eintrittsöffnung für das Trägermittel in seiner Seitenwandung und eine äußere Schulter aufweist, die sich bei der Einführung der Probeninjektionsvorrichtung in die Probeneimuhröffnung gegen die Einspritzöffnung legt und hierdurch den Fluß des Trägermittels durch die Einspritzöffnung verhindert, so daß das Trägermittel durch die Trägermitteleintrittsöffnung der Probeninjektionsvorrichtung in die Probenkammer umgeleitet wird und so die Probensubstanz aus der Probenkammer herausspült, dadurch gekennzeichnet, daß die Probeninjektionsvorrichtung in Form einer rohrförmigen Handspritze ausgebildet ist mit einem die Probenkammer (13) aufnehmenden vorderen Injektionsnadelteil und mit einem an diesem befestigten Kolbenteil, welches einen in einer auf die Eintrittsöffnung (16) der Probenkammer (13) ausgerichteten Kolbenkammer (17) hin und her bewegbaren Kolben (18, 19) aufweist, der mit einer Spitze (21) ausgebildet ist, welche in der vorgeschobenen oder vorderen Stellung des Kolbens (18, 19) sich an die Eintrittsöffnung (16) zur Probenkammer (13) anlegt und diese dicht verschließt, in der eingezogenen oder hinteren Stellung des Kolbens hingegen die Eintrittsöffnung (16) freigibt, und daß der Kolben in seiner vorderen Stellung die Verbindung zwischen der nahe der Probenkammer (i3) angeordneten Eintrittsöffnung (22) für das Trägermittel und der Eintrittsöffnung (16) der Probenkammer unterbricht und in seiner zurückgezogenen Ste'lung den Strom des Trägermittels über die Eintrittsöffnung (22) für das Trägermittel und durch die Probenkammer (13) zuläßt.

2. Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite des Nadelteils (11) vorgesehene Schulter (15a) eine konische Form aufweist.

3. Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Außenseite des Nadelteils (11) vorgesehene Schulter in Form einer um den Umfang des Nadelteils angeformten Ringperle (32,32a) ausgebildet ist.

4 Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hin- und Herbewegung des Kolbens eine federvorgespannte Schwenkhebelanordnung vorgesehen ist, welche einen am Oberteil (52) der Injektionsspritze gelenkig befestigten, mit dem Kolben (18,55) in Eingriff stehenden Schwenkhebel (51,51a) aufweist, der durch eine Feder (56) in solcher Richtung vorgespannt ist, daß er den Kolben (55, 18, 19) normalerweise in eine Stellung drückt, in welcher der Kolben die Eintrittsöffnung (16) zu der Probenkammer

(13) verschließt, und daß eine weitere Feder (58) vorgesehen ist, welche auf den Kolben (18,55) eine Kraft im Sinne einer Verstellung des Kolbens in die eingezogene Stellung ausübt sobald der Schwenkhebel 51 entgegen seiner Federvorspannung (56) betätigt wird.

5. Probeninjektions- bzw. Einspritzvorricht:mg nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzöffnung (38a, 63, 61) der Probeneinführvorrichtung (37) der Analyseapparatur (36, 38, 39) mit einer Schrägfläche versehen ist mit welcher die am Nadelteil (11) der Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung (10) vorgesehene konische Schulter (15a, 32, 32a) beim Einsetzen des Nadelteils durch die Einspritzöffnung (38a, 63,61) in Eingriff gelangt.

6. Probeninjektions- bzw. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Schrägfläche der Einspritzöffnung (38a) der Probeneinführvorrichtung (37) vom trichterförmig erweiterten Ende einer Chromatographiesäuie (38) gebildet wird, das in der Probeneinführvorrichtung (37) einer Chromatographie-Analyseapparatur (36 bis 39) gehaltert ist (bei 47 bis 49).