DE2220465A1

DE2220465A1 - Probeneinlassventil fuer die fluessigkeitschromatographie

Info

Publication number: DE2220465A1
Application number: DE19722220465
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Fleischer; Heinz Dr Warncke
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1972-04-26
Filing date: 1972-04-26
Publication date: 1973-11-15

Description

Probeneinlaßventil für die Flüss igke itschromatographie Die Erfindung betrifft ein Probeneinlaßventil für dieFlüssigkeitschromatographie. In der Flüssigkeitschromatographie muß eine kleine Menge Probelösung in den Drägerflüssigkeitsstrom > am Anfang der Trennsäule gegen hohen Druck (70 - 300 Bar) eingeschleust werden.
Bisher wurden dafür meist kleine Injektionsspritzen verwendet, mit deren Hilfe die Probe durch ein Diaphragma aus elastischem Material injiziert wird, ähnlich dem in der Gaschromatographie üblichen Verfahren. Abgesehen von den Schwierigkeiten, die sich durch die mangelnde Lösungsmittelbeständigkeit elastischen Dichtungsmaterials ergeben, ist die Handhabung einer solchen Injektionsspritze nicht einfach. Zu leicht wird die dünne Nadel verbogen. Bei Drucken höher als ca. 100 Bar ist auch die Abdichtung des Spritzenkolbens schwierig, und der Kolben kann bei der Injektion leicht abknicken.
Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, diese Schwierigkeiten zu vermindern. So wurde das Diaphragma durch eine Art Schleuse ersetzt, durch die die Spritzennadel in den Druckraum eingeführt wird. Hierdurch wird jedoch die Handhabung der Spritze in anderer Weise kompliziert.
Andere Einspritzvorrichtungen machen es erforderlich, daß der Druck für die Injektion abgeschaltet wird, was die Genauigkeit und Reproduzicrbarkeit des chromatographischen Prozesses beeinträchtigt . Wieder andere ersetzen die manuelle Betätigung der Injektionsspritze durch einen pneumatischen Antrieb, was zwar die Betätigung vereinfacht, aber die grundsätzlichen Schwierigkeiten nicht aus der Welt schafft. Die für eine quantitative Analyse mit äußerem Standard erforderliche Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Injektion gegen hohen Druck dürfte mit Hilfe einer solchen Spritze nicht zu erzielen sein. Es sind auch Ventilkonstruktionen bekannt geworden, die die Verwendung einer Injektionsspritze vermeiden und mit guter Genauigkeit arbeiten. Alle diese Ventile entnehmen aber die zu injizierende Probe einem Flüssigkeitsstrom der durch das Ventil hindurchgeleitet werden muß. Sie eignen sich also gut für die automatische Analyse in einem Prozeßchromatographen.
Will man mit ihrer Hilfe aber Einzelproben analysieren, wie es im analytischen Labor die Regel ist, so wird ihre Benutzung ziemlich umständlich. Teilweise sind diese Ventile auch auf die Verwendung gummielastischen Dichtungsmaterials angewiesen, was eine Einschränkung des als mobile Phase verwendbaren Lösungsmittels mit stich bringt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Probeneinlaßventil zu entwickeln, daß bei hoher Lebensdauer eine verbesserte Reproduzierbarkeit und Genauigkeit besitzt. Das Ventil soll insbesondere im analytischen Betrieb eingesetzt werden und daher zur Entnahme von Einzelproben geeignet sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine in axialer Richtung verschiebbare, mit einer Ringnut oder Bohrung versehene Dosierstange von einem von der rägerflüssigkeit unter hohem Druck durchströmten Probeneinspülraum umgeben ist, der gegenüber der Dosierstange mit konischen Dichtungen abgedichtet ist. In der Füllstellung des Ventiles taucht die Ringnut bzw. Bohrung in eine Probenflüssigkett außerhalb des Ventiles ein. In der Injektionsstellung befindet sich die Ringnut bzw. Bohrung im Probeneinspülraum und wird von der Trägerflüssigkeit umströmt.
Vorteilhaft bestehen die konischen Dichtungen aus PTFE bzw.
legiertem Teflon.
Es ist auch vorgesehen den radialen Anpreßdruck der konischen Dichtungen nachzustellen.
Entsprechend einer vor-teilhaften Ausführung ist die Dosierstange mit einem pneumatischen, hydraulisehen, oder elektromotorischen Antrieb versehen.
Um Totvolumina zu vermeiden, ist die chromatographische Säule unmittelbar an den Probeneinspülraum angeschlossen. Der Abstand Kopf der Säule / Probeneinspülraum beträgt höchstens einige Millimeter.
Eine Weiterentwicklung für die Reihenuntersuchung von Probenflüssigkeiten besteht darin, daß unterhalb des Ventiles ein Probenautomat mit einer Vielzahl von Probenflüssigkeiten angeordnet ist. Die Dosierstange taucht dann nacheinander in die einzelnen Probenflüssigkeiten.
Die Erfindung ermöglicht die Dosierung von Plüssigkeitsproben mit der für die quantitative analytische Flüssigkeitschromatographie erforderlichen hohen Genauigkeit und Reproduzierbarkeit. Des weiteren erlaubt die hier beschriebene Konstruktion die Kombination mit einem automatischen Probenwechsler und damit eine vollautomatische Flüssigkeitsinjektion bei Serienanalysen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Das wichtigste Element des Ventiles ist die in axialer Richtung verschiebbare Dosierstange 1 mit der eingefrästen Ringnut 2.
Die Dosierstange 1 wird mit Hilfe der konzentrischen konischen Dichtungen 3, 4 geführt und abgedichtet. Der Antrieb erfolgt mit Hilfe eines pneumatischen Zylinders 5 dessen Kolben 6 fest mit der Dosierstange 1 verbunden ist Die unter hohem Druck stehende, flüssige mobile Phase für die Chromatographie wird durch die Leitungen 7 und 8 zu- bzw. abgeleitet. Zur Erziehlung kleinster Totvolumina werden Kapillarleitungen von ca 0,2 mm lichter Weite benutzt. Aus dem gleichen Grund wird die chromatographische Säule so dicht wie möglich an den Ableitungsstutzen 8 angeschlossen. Ihr Abstand zum Probeneinspülraum 9 soll möglichst klein sein.
Der Probeneinspülraum hat einen etwas größeren Durchmesser als die Dosierstange, sodaß die Strömung in keinem Fall unterbrochen wird. Die konischen konzentrischen Dichtungen 3 und 4 aus PTFE dichten den Probeneinspülraui 9 ab. Um eine Beschädigung der Dichtungen durch die hin und hergehende Ringnut 2 zu vermeiden, sind die Kanten der Dichtungen abgerundet.
In der Füllstellung A taucht die Dosierstange 1 bis über den Zapfen 10 in die im Probeglas 11 befindliche Probelösung ein.
Beim Zurückgehen in die Injektionsstellung 3 wird die in der Ringnut 2 befindliche Flüssigkeit in den Probeneinspülraum 9 befördert. Sollen die eingeschleusten Probenmengen verändert werden, so kann die Konzentration der Probelösung verringert werden. Außerdem besteht die Möglichkeit die Dosierstange durch eine mit einem anderen Ringnutvolumen auszutauschen.

Claims

Pat entansprüche
0 Probeneinlaßventil für die Flüssigkeitschromatographie dadurch gekennzeichnet, daß eine in axialer Richtung verschiebbare, mit einer Ringnut oder Bohrung versehene Dosierstange (3) von einem von der Trägerflüssigkeit unter hohem Druck durchströmten Probeneinspülraum (7) umgeben ist, der gegenüber der Dosierstange (3) mit konischen Dichtungen (8) und (9) abgedichtet ist, und daß in der Füllsteilung (A) des Ventiles die Ringnut (4) bzw. Bohrung in eine Probenflüssigkeit außerhalb des Ventiles eintaucht und in Injektionsstellung (B) im Probeneinspülraum (7) von der Trägerflüssigkeit umströmt wird. o 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (8), (9) aus PTSE bzw. legiertem PTFE bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Anpreßdruck der konischen Dichtungen einstellbar ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierstange (3) mit einem pneumatischen, hydraulischen, oder elektromotorischen Antrieb versehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß die chromatographische Säule unmittelbar an den Probeneinspülraum (7) angeschlossen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, daß zur chromatographischen Reihenuntersuchung ein Probenautomat mit einer Vielzahl von Probenflüssigkeiten unterhalb des Ventiles angeordnet ist, und die Dosierstange nacheinander in die einzelnen Flüssigkeiten eintaucht.

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