DE2318492A1 - Dosierapparat zur probeneinfuehrung in gas-chromatographen - Google Patents

Description

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Dr.-ί.ϊ,:... H. U C VZ T 2 Jr. I M α M eil en 22, Steiiwdorfetr. 10 _R^_r . -,

12. April 1973

Leonid Vladimirovi6 Cizov, Moskau (UdSSR)

Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-Chromatographen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dosierapparat, insbesondere einen Dosierapparat zur Einführung flüssiger und gasförmiger Proben in Form von Gas oder Dampf in einen Gas-Chromatographen-Analysator od. dgl.

Am wirksamsten kann die vorliegende Erfindung als Dosierapparat für geringe Mengen flüssiger und gasförmiger Stoffe benutzt und in der chemischen, Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie sowie in anderen Industriezweigen angewendet werden.

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Es ist ein Dosierapparat zur Einführung von Flüssigkeits- und Gasproben mit fortschreitender Bewegung eines Schiebers bekannt. Im Gehäuse eines derartigen Dosierapparats mit Zuführungs- und Ableitungskanälen für Proben und Trägergas befindet sich ein pneumatisch gesteuerter Schieber. Er weist drei Kanäle auf, deren einer als Dosierraum und deren zwei andere zum Gasdurchlauf, nämlich für Träger und Probe, dienen. Der Schieber wird von einem pneumatischen Kopf umgeschaltet.

Es sind auch ein Kolben-Dosierapparat für eine Flüssigkeitsprobe mit fortschreitender Bewegung des Plungers sowie ein Dreh-Dosierapparat mit zwei flachen Scheiben bekannt.

Zu den Hauptmängeln der bekannten Dosierapparate zählen:

die Notwendigkeit einer Präzisionsbearbeitung flacher und zylindrischer, einander berührender Flächen und die damit zusammenhängenden Schwierigkeiten bei deren Herstellung und Betrieb sowie deren hohe Kosten;

eine niedrige Betriebssicherheit oder ein häufiger Ausfall des Dosierapparats aufgrund der Entstehung von Mikrokratern auf den eingeschliffenen Flächen, die durch den Eintritt von festen suspendierten Staubteilchen oder unlöslichen Einschlüssen in den Dosierapparat auf der technologischen Leitung samt der Probe verursacht werden.

Die bekannten Konstruktionen der Dosierapparate mit fortschreitender Bewegung des Schiebers oder Plungers so-

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wie die Dosierapparate mit drehbarer Scheibe oder vom Typ eines drehbaren Hahns werden in einem einheitlichen Block ausgeführt, was deren Benutzung bei der Dosierung von Flüssigkeitsproben erschwert, wo der Unterwasserleitungen der Probe und ein Dosierelement enthaltende Probenentnahmeteil abgekühlt werden und die Probenaufnahmekammer oder die Verdampfungskammer eine hohe Temperatur aufweisen muß.

Darüber hinaus wird im Kolben-Dosierapparat in dem Maße des Verschleißes des Plungerpaares (Kolben-Zylinder) die hermetische Abdichtung gestört, was zur Herabsetzung der Exaktheit der Einführung der zu dosierenden Probe und zum "Speichern" im Dosierapparat (Erscheinen eines Rückstandes von einem Teil der Probe im Spalt zwischen dem Kolben und dem Zylinder) führt»

Es ist eine Einrichtung zur Einführung einer Flüssigkeitsprobe in einen Gas-Chromatographen bekannt, die eine zu beheizende Einheit enthält, innerhalb der eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgeschlossene Verdampfungskammer für die Flüssigkeitsprobe untergebracht ist, die von einer Seite mit einer Speisequelle von Trägergas für den Gas-Chromatographen und von der anderen mit einer Trennungssäule desselben Gas-Chromatographen verbunden ist, eine durch eine Einlage aus elastischem Material verdeckte Öffnung aufweist und zur Einführung der Spitze einer an beiden Enden einen offenen inneren Längs-Kapillarkanal für die Füllung mit einer zur Verdampfungskammer zugeführten Flüssigkeitsprobe besitzenden Nadel vorgesehen ist (vgl. z. B. DL-Handbuch der Gas-Chromatographie, 1966, Prof. Dr. Ing. Dr. h. c. E, Leibnitz).

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Bei der bekannten Einrichtung wird als Dosierelement eine Mikrospritze eingesetzt, deren Nadel in Form eines Kapillarrohres mit einem Eichkanal ausgeführt ist, die an einem der Enden eine Spitze aufweist. Das der Nadelspitze entgegengesetzte Ende ist mit dem Gehäuse der Mikrospritze verbunden, innerhalb dessen sich eine mit einem Eichdraht gekoppelte Stange bewegt, wobei der erstere in den Nadelkanal eintritt und bei der Probennahme durch die Nadel und bei der Verdrängung dieser Probe in die Verdampfungskammer für die Flüssigkeitsprobe die Rolle eines beweglichen Kolbens übernimmt.

Zur Einführung der Flüssigkeitsprobe wird die Nadel der Mikrospritze mit ihrem gespitzten Ende durch eine Verdichtung in die Verdampfungskammer eingeführt, worauf die Probe durch einen Druck auf die Stange aus dem Innenkanal der Nadel in die Verdampfungskammer verdrängt wird«, Die Größe der einzuführenden Probe wird nach der Verschiebung der Stange längs der auf das Gehäuse der Mikrospritze aufgetragenen Dosierskala ermittelt.

Das Vorhandensein von Lauf- und Verschleißteilen in der Mikrospritze führt zur Begrenzung von deren Lebensdauer, während der Spalt zwischen dem Eichdraht und dem Innenkanal der Nadel keine hermetische Abdichtung zustande bringt.

Das Fehlen der vollständigen hermetischen Abdichtung setzt die Exaktheit der Einführung und Reproduzierbarkeit der Flüssigkeitsprobe herab_s insbesondere wenn die Probe in die bei erhöhten Drücken arbeitende Verdampfungskammer für die Flüssigkeitsprobe eingeführt wird.

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Das Fehlen der vollständigen hermetischen Abdichtung erschwert bei der bekannten Einrichtung auch die Füllung des Innenkanals der Nadel mit der Flüssigkeitsprobe", ohne daß in diesen keine Luft eintritt«

Das Vorhandensein von Lauf- und Verschleißteilen.in der Mikrospritze gestattet es nicht, diese zur Einführung von feste unlösliche Einschlüsse aufweisenden Flüssigkeitsproben sowie zur Einführung von eine Korrosion der Teile der Mikrospritze bewirkenden aggressiven Flüssigkeiten einzusetzen.

Der andere Nachteil der genannten Einrichtung, der ebenfalls zur Herabsetzung der Exaktheit der Einführung und der Reproduzierbarkeit der Probe führt, ist das Vor·!· handensein eines toten Raumes, der sich im Spalt zwischen dem Eichdraht und dem Innenkanal der Nadel der Mikrospritze ausbildet, und der tote Raum nimmt mit der Abnutzung der Verschleißteile zu. Bei der Einführung der Nadel in die Verdampfungskammer verdampft ein Teil der zu analysierenden, im toten Raum befindlichen Probe, wobei die Menge der verdampfenden Probe schwer zu erfassen und von solchen veränderlichen Parametern, wie der Spaltgröße zwischen dem Eichdraht und dem Innenkanal der Nadel, der Zusammensetzung des zu analysierenden Gemisches, der Temperatur der Verdampfungskammer, der Geschwindigkeit des Trägergases und der Aufenthaltszeit der Nadel in der Verdampfungskammer, abhängig ist.

Die aufgezählten Mängel der" bekannten Einrichtung zur Einführung einer Flüssigkeitsprobe in einen Chromato-

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graphen beschränken deren Anwendungsbereich und Lebensdauer und haben eine Herabsetzung der Exaktheit der Einführung und Reproduzierbarkeit der Probe zur Folge, die wenige Prozente oder einige 10 Prozent beträgt.

Der Fehler nimmt mit einer Verringerung der Menge der einzuführenden Probe zu.

Es ist eine andere Einrichtung zur Einführung einer Flüssigkeitsprobe in einen Gas-Chromatographen bekannt, die eine Einheit zur Einführung der Probe enthält, innerhalb der eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete Probenaufnahmekamer (Verdampfungskammer) untergebracht ist, die mit einer Speisequelle von Trägergas und einer Trennungssäule verbunden ist. An demselben Ort liegt auch eine Überdruckkammer, die mit der Speisequelle von Trägergas und mit dem Umgebungsmedium über einen Kapillarkanal mit Stauwirkung verbunden ist.

Die beiden Kammern sind durch Einlagen aus elastischem Material verdeckt.

In der Einrichtung gibt es ein Mittel zur Erzeugung eines Druckgefälles zwischen der Probenaufnahmekammer und der Überdruckkammer, das Mittel kann z. B. in Form eines Reglers für das Druckgefälle ausgeführt werden, Darüber hinaus gibt es in der Einrichtung ein Dosierelement, das in Form eines auf beiden Seiten offenen, gebogenen Rohres (einer Nadel) a'usgeführt ist. Die Enden des Rohres sind nach einer Seite gerichtet und verlaufen parallel zueinander.

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Bei dieser Einrichtung wird der innere Kapillarkanal des Dosierelementes mit einer die Oberfläche des Rohres benetzenden Flüssigkeit unter Einwirkung der Kapillarkräfte und mit einer nicht benetzenden zwangsläufig gefüllt.

Die Einführung der Probe in den Chromatographen kommt durch Einstechen der elastischen Einlage mit den beiden Enden des Dosierelementes und durch Einführung des einen der Nadelenden in die Probenaufnahmekammer und des anderen in die Überdruckkammer zustande. Die Verdrängung der Probe aus dem inneren Kapillarkanal des Dosierelementes in die Probenaufnahmekammer wird durch ein zwischen der Probenaufnahmekammer und der Überdruckkammer wirkendes Druckgefälle erreicht.

In der Probenaufnahmekammer verdampft die Flüssigkeitsprobe und wird in Dampfform vom Trägergas in die chromatographische Kolonne übertragen.

Einer der wesentlichen Nachteile der beschriebenen Einrichtung ist das Vorhandensein von offenen, mit dem Umgebungsmedium kommunizierenden Enden des Dosierelements während der Entnahme und Übertragung der Probe in die Probenaufnahmekammer.

Hierbei kann ein teilweiser Verlust der Probe aus dem Eichvolumen des Dosierelementes in das Umgebungsmedium aufgrund deren Verdampfung vorkommen, was sich bei einer Analyse leichtflüchtiger Flüssigkeitsproben besonders bemerkbar macht.

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1Μ.& Anwendung dier gevnarin-ten Einrieb: tang: setzt also die Exaktheit der Einführung; von 1 eichtflüehtigert Stoffen heralc TiEKi. ist zur Einführung; gasförmiger Stoffe völlig· ungeeignet..

Der andere Käefcteil. de* genann,tert Einrichtung, ist ein schneller Verschleiß: der Abdichtung: infolge deren Burcfaste; Chens durch; die EicrderE der Dösiernaidei _f was gleiGlifalls eirre Senfeiug: der Exakth:e;it der Einftilirtiirrg der Profee urEd eine Störung der* foermetisethen Ätsdiclitcmg: der atrfirairnte- tind der trberdrta;ckkamwer zur Folge laat»

Ein: TiOGtL weiterer Naeiiteil der bekanötert Einriclitong ist bei der EiKfüJferttirg; großer Meirgea der Fliissigkeitsprobe der Ablaß eines Teiles der verdampfteti Probe aus der heißen Zone der Pröbenaufnahmekaminer in die Träge rga s ab1ei tung.

Die aufgezählten Nachteile der bekannten Einrichtung zur Einführung der Flüssigkeitsprobe in den Chromatographen schränken deren Arbeitsbereich und Lebensdauer ein, was es verbietet, sie zur Dosierung aus einem Strom; von Flüssigkeits- oder Gasproben in industriellen automatischen und präparativen Chromatographen zu verwenden»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile,, die oben genannt wurden, einen derartigen Dosierapparat zur Probeneinführung in einen Gas-Chromatographen zu schaffen, bei dem ein Dosierelement bei seiner Verschiebung eine Übertragung flüssiger, dampf- oder gasförmiger Proben aus einer Einheit zur Probenentnahme in eine Einheit zur Probenaufnahme, ohne daß die Probe mit dem Umgebungsmedium in Kontakt kommt, verwirklicht.

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Die Aufgabe wird bei einem Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-Chromatographen, enthaltend eine Einheit zur Probeneinführung, innerhalb der eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete, mit einer Quelle von Trägergas und einer chromatographischen Kolonne kommunizierende Probenaufnahmekammer und eine mit der Quelle voji Trägergas und mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Überdruckkammer untergebracht sind, ein Mittel zur Erzeugung eines Druckgefälles zwischen den beiden Kammern und eine Einheit zur Probenentnahme mit einem Dosierelement in Form eines gebogenen Rohres mit parallelen, in eine Richtung zeigenden Enden, die AuslaufÖffnungen aufweisen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einheit zur Probenentnahme eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete Durchlauf-Füllkammer zur Verbindung mit der Probe über zwei Stutzen und eine über einen Stutzen mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Sturz- oder Ableitkammer aufweist, wobei die Füllkammer mit der Probenaufnahmekammer und die Sturzkammer mit der Überdruckkammer über Kanäle mit Stopfbuchsendichtungen verbunden sind, die als Führungen für das Rohr und Stangen auftreten, die mit den Enden eines in den Führungen-Verdichtungen hin- und herbeweglichen Rohres gekoppelt sind, weshalb in einer fixierten Lage des Rohres mit den Stangen die Auslauföffnungen des Rohres mit den Kammern der Einheit zur Probenentnahme kommunizieren, wobei die Kammern der Einheit zur Probeneinführung von den Kammern der Einheit zur Probenentnahme durch die Außenfläche der Stangen isoliert sind, und in der anderen fixierten Lage die AuslaufÖffnungen des Rohres mit den Kammern der Einheit zur Probeneinführung kommunizieren, wobei die Kammern der Einheit zur Probeneinführung von den Kammern der Einheit zur Probenentnahme durch die Außenfläche des Rohres isoliert sind.

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Dank dieser Ausführung des Dosierapparats zur Probeneinführung in einen Gas-Chromatographen entfällt die Notwendigkeit der Herstellung von einander berührenden Laufteilen mit einem hohen Genauigkeitsgrad der Bearbeitung, was es gestattet, die Herstellungs technologie und ^B die Betriebstechnik des Dosierapparats zu vereinfachen und dessen Kosten zu senken.

Die Ausführung des Plungerpaares im Dosierapparat zur Probeneinführung in einen 'Gas-Chromatographen aus einem Dosierelement, nämlich einem Rohr mit Stangen, das sich auf den verdichteten Stopfbuchsenführungen bewegt, sorgt für eine hohe Betriebssicherheit des Dosierapparats, weil im Plungerpaar, dessen eines Element aus Metall {Dosierelement mit Stangen) und das andere aus elastischem Material (die Stopfbuchse ist aus Ftoroplast-4 ausgeführt) hergestellt ist, die Möglichkeit der Ausbildung von Kratzern oder Anrissen bei den Laufteilen selbst bei Vorhandensein in der Probe suspendierter fester Teilchen ausgeschlossen wird.

Die Konstruktion des Dosierapparats zur Probeneinführung in einen Gas-Chromatographen, der in Form von zwei getrennten Einheiten ausgeführt ist, deren Kanäle über Stopfbuchsendichtungen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit verbunden sind, gewährleistet die Arbeit der Einheit zur Probenentnahme und der Einheit zur Probenaufnahme bei wesentlich verschiedenen Temperaturen, was es ennöglicht, den Dosierapparat zur Dosierung sowohl von Gas- als auch von Flüssigkeitsproben erfolgreich einzusetzen^

Eine Ausführungsabwandlung der Erfindung besteht dar-

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in, daß die Stangen durchgehend ausgeführt sind- und mit ihren Stirnflächen dicht, ohne Spalt, an den Stirnseiten eines Rohrs anliegen, dessen Außendurclfflesser gleich dem Durchmesser der Stangen ist_r wobei die.Auslauföffnungen des Rohres an dessen Seitenflächen an der Verbindungsstelle der Stangen und der Rohrenden ausgeführt sind.

Der Ausgang des Innenraumes des Rohres aes Dosierelementes in Form von Öffnungen in der Seitenfläche des Rohres an der Stelle der dichten Verbindung der durchgehenden Stangen mit den Rohrenden verhindert die Ausbildung von nicht spülbaren Hohlräumen und Spalten im Dosierelement, wodurch die "Speicherung" im Dosierelement vermieden wird*

Die Erfindung kann gemäß einer weiteren Abwandlung in Laufrichtung des Dosierelementes gefederte Stopfbuchsendichtungen aufweisen.

Das Andrücken der Stopfbuchsendichtungen durch eine gefederte Leiste sorgt für eine Selbstabdichtung und Beibehaltung der hermetischen Abdichtung des Systems bei beliebigen Temperaturverhältnissen im Dosierapparat.

Die Eigenschaft der Stopfbuchsendichtungen aus Ftoroplast, in Verbindung mit einem Metall ohne Schmierung zu arbeiten., gewährleistet eine große Lebensdauer (Zykluszahl der Probeneinführungen in einen Chromatographen) .

Zweckmäßig ist, daß am Eingang für das Trägergas in die Probeaufnahmekammer ein Rücklaufventil vorgesehen

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ist,, das im Gestalt eines Kaiials ausgeführt ist, in den im Augenblick; der Probeneinführung die. Stange des Dosier-* eleraentes eintritt, wobei der Durchmesser des Kanals gleicht d;em Durchmesser der Stange ist.,

Die Abschaltung der Probenaufnahmekammer von der Trägergasleitung in dem Augenblick der Probeneinführung durch Eintritt der Stange des Doslerelementes in den Kanal verhindert dext Ablaß der Probe aus der Probenaufnahmekammer in die Trägergasleitung, wodurch eine augenblickliche Probeneinführung in eine ehromatographisehe Kolonne bei minimaler Verdünnung der Probe durch das Trägergas erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläuterte Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgeraäßen Dosierapparat;

Fig, 2 denselben mit einer anderen Ausführung des Rücklaufventils ι und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Dosierelement des Dosierapparats nach Fig. 1 *

Der erfindungsgemäße Dosierapparat enthält eine Einheit 1 (Fig. i) zur Probenentnah._me, die bei der Dosierung einer Flüssigkeitsprobe durch das Wasser abgekühlt und bei der Dosierung einer Dampfprobe durch einen elektrischen Heizkörper (nicht gezeigt) erwärmt wird«

Innerhalb der Einheit 1 zur Probenentnahme sind eine zylindrische Füllkammer 2 und eine Sturz- oder Ableitkammer 3 untergebracht, deren Achsen mit den Achsen einer Probenaufnahmekammer h bzw. einer Überdruckkammer 5 zusammenfallen, die in einer Einheit 6 zur Probeneinführung . -liegen.

Die Füllkammer 2 ist mit zwei Stutzen 7 und 8 versehen, die mit der technologischen Leitung zum Ein- und Austritt des Stromes von zu analysierendem Gas, Dampf oder Flüssigkeit verbunden sind.

Die Kammer 3 ist über einen Stutzen 9 mit dem Umgebungsmedium verbunden»

Die Kammern 2 und 3 sind von der einen Seite durch Stopfbuchseneinsätze 10, von der anderen durch Stopfbuchseneinsätze 11 abgedichtet, die gleichzeitig als Abdichtung der Probenaufnahmekammer 4 und der Überdruckkammer dienen können. Innerhalb der im beschriebenen Dosierapparat aus Ftoroplast-4 hergestellten Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 sind Enden 12 eines beweglichen Dosierelementes 13 untergebracht.

Die Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 sind mittels einer Schraube 14 über Grundbuchsen 15 durch eine gemeinsame federnde Einlage l6 zusammengedrückt.

Der Satz von auswechselbaren Dosierelementen 13 (Fig. 3) für verschiedene Volumina ist aus rostfreien Rohren ausgeführt, die sich voneinander durch die Länge und den Innendurchmesser eines Kanals 17 unterscheiden.

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Auf der Seitenfläche der beiden Enden 12 des Rohres liegen Öffnungen 18, zum Austritt des Innenkanals 17· Die Enden 12 des Rohres sind von den Stangen verlängert, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Rohres des Dosierelements 13 ist. Seitlich des gebogenen Teiles (Fig. 1) ist das D_osi_ereiement 13 mit dem Antrieb eines Mechanismus 19 gekoppelt, der in Pfeilrichtung'A, B hin- und hergehende Bewegungen in der ¥eise ausführt, daß in einer fixierten Endstellung des Dosierelementes 13 (Fig« 1) die Öffnungen 18 mit der Füllkammer 2 und der Sturzkammer 3 und in der anderen mit der Probenaufnahmekammer k bzw. Überdruckkammer 5 kommunizieren,

Zur Abschaltung der Probenaufnahmekammer k von der Trägergasleitung gibt es ein Rücklaufventil in Form eines Kanals 20, der in der Probenaufnahmekammer h seitlich des Einganges für das Trägergas in Pfeilrichtung C ausgeführt ist, und einer in diesen Kanal sich erstreckenden Stange 12 des Dosierelementes 13» Zur Erzeugung eines •Druckgefälles zwischen den Kammern 4 und 5 gibt es einen Regler 21 für das Druckgefälle, und zur Einstellung der Durchflußmenge von Trägergas in der chromatographischen Kolonne gibt es ein Feineinstellventil 23 und kann ein Durchfluß- oder Druckregler eingesetzt werden.

In Fig. 2 ist ein Dosierapparat dargestellt, bei dem eine andere Konstruktion des Rücklaufventils zur Anwendung gelangt. Das Rücklaufventil dieser Konstruktion ist mit einem Absperrelement, einer Kugel 2h, versehen, die in einem am Eingang für das Trägergas in Pfeilrichtung C in die Probenaufnahmekammer h angeordneten Sitz untergebracht ist.

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Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Dosierapparats zur Probeneinführung aus einem Strom in einen Gas-Chromatorgraphen besteht in folgendem?

Aus dem Satz der auswechselbaren Dosierelemente 13 wählt man in Abhängigkeit von den Zielen der Analyse, dem Typ der Trennungssäule und der Empfindlichkeit des Detektors vom Chromatographen ein Dosierelement erforderlichen Volumens. Die beiden Enden 12 des Dosierelementes 13 (Fig. 1 und 2) führt man durch die Öffnungen in der federnden Leiste 16 der Grundbuchse 15 in die Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 ein, während von der Seite des gebogenen Teiles das Dosierelement 13 mit dem Antrieb 19 eines Mechanismus für Hin- und Herbewegung gekoppelt ist. Die Probenaufnahmekammer k schließt man über den Kanal 20 von der Seite C an die Speisequelle des Trägergases und von der Seite D an die (nicht gezeigte) chromatographische Kolonne an. Die Überdruckkammer 5 koppelt man über den Regler 21 für das Druckgefälle an die Speisequelle des Trägergases an, während über das Kapillarrohr mit Stauwirkung oder ein Drosselventil 22 die Kammer 5 mit dem Umgebungsmedium verbunden ist. Das Vergleichsvolumen des Heglers für das Druckgefälle verbindet man mit dem Eingang in die Probenaufnahmekammer h für das Trägergas.

Mit Hilfe des Feineinsteilventils, Druck- oder Durchflußreglers 23 wird in der chromatographischen Kolonne die erforderliche Durchflußmenge von Trägergas und mittels des Reglers 21 zwischen der Probenaufnahmekammer 4 und der Überdruckkammer 5 ein Druckgefälle von 0,1 bis 0,5 kg/cm eingestellt·

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Beim Verdampfen der Flüssigkeitsprobe in der Probenaufnahmekammer h sowie bei der Einführung der Dampf probe wird die Einheit 6 zur Probeneinführung durch einen (in Fig. 1 und 2 nicht gezeigten) elektrischen Heizkörper erhitzt.

Die Füllkammer 2 wird über die Stutzen J und 8 an die technologische Leitung derart angeschlossen, daß der Druck von Flüssigkeit, Dampf oder Gas, die die Füllkammer 2 durchlaufen, unterhalb des Druckes in der Überdruckkammer 5 liegt. Bei einer der Endstellungen des Antriebs 19 des Mechanismus für die hin- und hergehende Bewegung, wo die Öffnungen 18 des Dosierelementes 13 mit der Füllkammer 2 und der Sturzkammer 3 kommunizieren, wird der innere Längskanal 1? mit der Probe gefüllt.

Zur Verhinderung der Kondensation einer Dampfprobe werden die Einheit 1 zur Probenentnahme und das Dosierelement 13 erwärmt, während zur Vermeidung der Gasentwicklung in einer niedersiedenden Komponenten enthaltenden Flüssigkeitsprobe die Einheit 1 zur Probenentnahme und das Dosierelement 13 abgekühlt werden.

Die Entnahme und die Einführung der Gasprobe erfolgen unter Raumtemperatur der Einheiten 1 und 6.

Bei den oben genannten Temperaturverhältnissen der Einheit 1 zur Probenentnahme wird über den inneren Längskanal 17 des Dosierelementes 13 in die Sturzkammer 3 eine Probe in Form von Gas, Dampf oder Flüssigkeit einströmen, deren quantitative oder qualitative Zusammensetzung identisch mit dem Strom in der technologischen Leitung ist»

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Zur Beseitigung des Einflusses der Druckschwankung in der technologischen Leitung auf die Genauigkeit der Füllung des Dosierelements 13 mit einer Gasprobe erfolgt der Anschluß der Füllkammer 2 an die technologische Leitung über einen (in Fig. 1 und 2 nicht gezeigten) Druckregler.

Die Selbstabdichtung der Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 wird bei verschiedenen Temperaturverhältnissen für die Arbeit der Einheit 1 zur Probenentnahme und der Einheit 6 zur Probenaufnahme durch deren Zusammenpressen mittels der Schraube l4 über die Grundbuchsen 15 mit Hilfe der gemeinsamen federnden Leiste 16 erreicht.

Zur Probeneinführ.ung in einen Gas-Chromatographen wird das Dosierelement 13 durch den Antrieb des Mechanismus 19 für die hin- und hergehende Bewegung aus einer Endstellung in die andere (in Fig. 1 und 2 nicht gezeigte) überführt, bei der die Öffnungen 18 mit den Kammern h und 5 kommunizieren. Bei einer derartigen Stellung des Dosierelementes wird die Probe unter Einwirkung eines in der Überdruckkammer 5 herrschenden höheren Drucks aus dem inneren Längskanal 17 augenblicklich durch das Trägergas in die Probenaufnahmekammer 4 verdiängt.

Ferner werden die Proben vom Trägergas in Pfeilrichtung D zur chromatographischen Kolonne übertragen.

Ein Ablaß der Probe aus der Probenaufnahmekammer h in die Gasträgerleitung zurück wird im Dosierapparat mit der in Fig. 1 wiedergegebenen Konstruktion des Rücklaufventils dadurch verhindert, daß in dem Augenblick der

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- ιδ -

Probeneinführung die Stange 12 des Dosierelementes 13 den Kanal 20 eintritt, wodurch die Probenaufnahmekammer 4 von der Gasträgerleitung abgeschaltet wird. Die Arbeit des Rücklaufventils der anderen, in Fig. 2 dargestellten Konstruktion beruht auf dem Andrücken der Kugel Zh an den Sitz unter der Wirkung eines sich in der Probenaufnahmekamrner 4 in dem Augenblick der Probeneinführung erhöhenden Druckes.

Der erfindungsgemäße Dosierapparat zur Probeneinführung aus einem Strom in einen Gas-Chromatorgraphen sichert eine hohe Exaktheit der Dosierung und Reproduzierbarkeit von Flüssigkeits- und Gasproben für die Chromatographische Kolonne eines Gas-Chromatographen,,

Der Aufbau des Dosierapparats in Form zweier getrennter Einheiten, deren eine abgekühlt und deren andere erhitzt werden kann, gestattet es, den Dosierapparat zur Dosierung von Flüssigkeits- und Dampfproben zu benutzen.

Die Anwendung der Stopfbuchsenverdichtungen zur hermetischen Abdichtung des Dosierelementes sowie der Füll—, Sturz-, Probenaufnahme- und der Überdruckkammer sorgt bei der erfindungsgemäßen Einrichtung für eine hermetische Abdichtung des Systems für längere Betriebszeit.

Das Vorhandensein eines in Form eines Kanals mit einer eingeführten Stange des Dosierelementes ausgeführten Rücklaufventils beim erfindungsgemäßen Dosierapparat verhindert den Ablaß der Probe aus der heißen Zone der Probenaufnahmekammer in die Trägergasableitung und gewährleistet eine impulsartige Probeneinführung in die chromatographische Kolonne.

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Beim Verstopfen des öosierelemeiites kann es leicht und rasch gegen ein vorrätiges neues ausgetauscht werden.

Die vorliegende Konstruktion des Dosierapparats gestattet es, diesen zur automatischen Dosierung von Flüssigkeits-, Dampf- und Gasproben bei automatischen Gas-
und präparativen Chromatographen zu benutzen«

Die Einrichtung kann in allen anderen Fällen eingesetzt werden, wo es nötig ist, aus einem Strom oder
einem abgeschlossenen Volumen mit hoher Genauigkeit Flüssigkeits- oder Gasproben für einen Strom von TrMgergas
oder Flüssigkeit zu dosieren.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1 .J Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-Chromatographen, enthaltend eine Einheit zur Probeneinführung, innerhalb der eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete, mit einer Quelle von Trägergas und einer chromatographischen Kolonne kommunizierende Probenaufnahmekammef und eine mit der Quelle von Trägergas und mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Überdruckkammer untergebracht sind, ein Mittel zur Erzeugung eines Druckgefälles zwischen den beiden Kammern und eine Einheit zur Probenentnahme mit einem Dosierelement in Form eines gebogenen Rohres mit parallelen, in eine Richtung zeigenden Enden, die Auslauföffnungen aufweisen, dadurch ■ gekennzeichnet , daß die Einheit (1) zur Probenentnahme eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete Durchlauf-Füllkammer (2) zur Verbindung mit der Probe über zwei Stutzen (7» 8) und eine über eanen Stutzen (9) mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Sturz- oder Ableitkammer (3) aufweist, wobei die Füllkammer (2) mit der Probenaufnähmekammer (4) und die Sturzkammer (3) mit der Überdruckkammer (5) über Kanäle mit Stopfbuchsendichtungen verbunden sind, die als Führungen für das Rohr und Stangen auftreten, die mit den Enden (12) eines in den Führungen-Verdichtungen hin- und herbeweglichen Rohres gekoppelt sind, weshalb in einer fixierten Lage des Rohres mit den Stangen die Auslauföffnungen (18) des Rohres mit den Kammern (2, 3) der Einheit (1) zur Probenentnahme kommunizieren, wobei die Kammern (k, 5) der Einheit (6) zur Probeneinführung von den Kammern (2, 3) der Einheit (1) zur Probenentnahme durch die Außenfläche der Stangen isoliert sind, und in

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   der anderen fixierten Lage die Auslauföffnungen (l8) des Rohres mit den Kammern (k, 5) der Einheit (6) zur Probeneinführung kommunizieren, wobei die Kammern (h, 5) der Einheit (6) zur Probeneinführung von den Kammern (2, 3) der Einheit (i) zur Probenentnahme durch die Außenfläche des Rohres isoliert sind.
2. 2. Dosierapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen durchgehend ausgeführt sind und mit ihren Stirnflächen dicht, ohne Spalt, an den Stirnseiten eines Rohres anliegen, dessen Außendurchmesser gleich dem Durchmesser der Stangen ist, wobei die Auslauföffnungen (i8) des Rohres an dessen Seitenflächen an der Verbindungsstelle der Stangen und der Rohrenden (12) ausgeführt sind,

   3· Dosierapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfbuchsendichtungen in Laufrichtung des Dosierelementes (13) gefedert sind.

   h. Dosierapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang für das Trägergas in die Probenaufnahmekammer (h) ein Rücklaufventil vorgesehen ist, das in Gestalt eines Kanals (20) ausgeführt ist, in den im Augenblick der Probeneinführung die Stange des Dosierelementes (13) eintritt, wobei der Durchmesser des Kanals (20) gleich dem Durchmesser der Stange ist.

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