DE2318492B2 - Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-Chromatographen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dosier apparat zur Einführung flüssiger und gasförmige Proben in Form von Gas oder Dampf in einen Gas

ίο Chromatographen-Analysator od. dgl.

Am wirksamsten kann die vorliegende Erfindunj als Dosierapparat für geringe Mengen flüssiger unc gasförmiger Stoffe benutzt und z. B. in der chemi sehen, Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie angewendet werden.

Es ist ein Dosierapparat zur Einführung von Flüs sigkeits- und Gasproben mit fortschreitender Bewegung eines Schiebers bekannt. Im Gehäuse eines derartigen Dosierapparats mit Zufuhrungs- und Ablei-

ao tungskanälen für Proben und Trägergas befindet sich ein pneumatisch gesteuerter Schieber. F.r 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 Bewegunp des Kolbens 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 auf Grund der Entstehung von Mikrokratern auf den eingeschliffenen Flächen, die durch den Eintritt von festen suspendierten Staubteilchen oder unlöslichen Einschlüssen in den Dosierapparat verursacht werden.

Die bekannten Konstruktionen der Dosierapparate mit fortschreitender Bewegung deu Schiebers oder Kolbens sowie die Dosierapprrate 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 ein Dosierelement enthal- tende 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 von Kolben und Zylinder die hermetische Abdichtung gestört, was zur Herabsetzung der Exaktheit der Einführung der zu dosierenden Probe und zum »Speichern« im Dosierapparat (Erscheinen eines Rückstands 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 Urngebungsmedium hermetisch abgeschlossene Verdampfungskammer für die Flüssigkeitsprobe untergebracht ist, dlie von einer Seite mit einer Trägergasquelle für den Gas-Chromatographen und von der anderen mit einer Trennsäule vex-

bunden 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. Handbuch der Gas-Chromatographie, 1966 Prof. Dr. Ing. Dr. h. c. E. L e i b η i t z).

Bei der bekannten Einrichtung wi.d als Dosierelement eine Mikrospritze eingesetzt, deren Nadel in Form eines Kapillarrohrs mit einem kalibrierten Kanal 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 Probenahme durch die Nadel und bei der Verdrängung dieser Probe in die Verdampfungskammer für die Flüssigkeitsprobe die Rolle eines beweglichen Kolbens übernimmt. ao

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 DosTerskala ermittelt.

Das Vorhandensein von Lauf- und Verschleißteilen in der Mikrospritze führt zur Begrenzung ihrer 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, insbesondere wenn die Probe in die bei erhöhten Drücken arbeitende Verdampfungskammer für die Flüssigkeitsprobe eingeführt wird.

Das Fehlen der vollständigen hermetischen Abdichtung erschwert bei der bekannten Einrichtung auch die Füllung des Innenkanals der Nadel mit der ] lüssigkeitsprobe, und es tritt in diesen Luft ein.

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 Vorhandensein eines toten Raums, 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 Gemischs, der Temperatur der Verdampfungskammer, der Geschwindigkeit des Trägergases und der Aufenthaltszeit der Nadel in der Verdampfungskammer, abhängig ist.

Die aufgezählten Mangel der bekannten Einrichtung zur Einführung einer Flüssigkeitsprobe in einer Chromatographen beschränken deren Anwendungsbereich und Lebensdauer und haben eine Herabsetzung der Exaktheit der Einführung und Reproduzierbarkeit der Probe zur Folge, die wenige Prozente bis zu einigen 10 Prozent beträgt.

Der Fehler nimmt mit einei Verringerung dei Menge der einzuführenden Probe zu.

Es ist eine andere Einrichtung zur Einführung einei Flüssigkeitsprobe in einen Gas-Chromatographen bekannt, die eine Einheit zur Einführung der Probe enthalt, innerhalb der eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete Probenaufnahmekammer (Verdampfungskammer) untergebracht ist, die mit einer Trägergasquelle und einer Trennsäule verbunden ist. An demselben Ort liegt auch eine Überdruckkammer, die mit der Trägergasquelle und mit dem Umgebungsmedium über einen KapillarkanaJ mit Stauwirkung verbunden ist.

Die beiden Kammern sind durch Einlagen aus elastischem Material abgedichtet.

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 Druckgefälie ausgeführt werden Darüber hinaus gibt es in der Einrichtung ein Dosierelement, das in Form eines auf beiden Seiten offenen, gebogenen Rohrs (einer Nadel) ausgeführt ist. Die Enden des Ruins sind nach einer Seite gerichtet und verlaufen parallel zueinander.

Bei dieser Einrichtung wird der innere Kapillarkanal des Dosierelements mit einer die Oberfläche des Rohrs 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 Dosierek ments 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 Dosierelements 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 übertrugen.

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 Dosierelements in das Umgebungsmedium auf Grund der Verdampfung vorkommen, was sich bei einer Analyse leichtflüchtiger Flüssigkeitsproben besonders bemerkbar macht.

Die Anwendung der genannten Einrichtung setzt also die Exaktheit der Einführung von leichtflüchtigen Stoffen herab und ist zur Einführung gasförmiger Stoffe völlig ungeeignet.

Der andere Nachteil der genannten Einrichtung ist ein schneller Verschleiß der Abdichtung in Folge des

Durchstechens durch die Enden der Dosiernadel, was gleichfalls eine Senkung der Exaktheit der Einführung der Probe und eine Störung der hermetischen Abdichtung der Proben aufnahme- und der Überdruckkammer zur Folge hat.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung ist bei der Einführung großer Mengen der Flüssigkeitsprobe der Ablaß eines Teils der verdampften Probe aus der heißen Zone der Probcnaufnahmekammer in die Trägergasableilung.

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 zu Grunde, 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 verwirklicht, ohne daß die Probe mit dem Umgebungsrnedium in Kontakt kommt.

Diese Aufgabe wird bei einem Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-Chromatographen, enthaltend eine Einheit zur Probeneinführung, innerhalb der eine vom Umgebungsmediuriri hermetisch abgedichtete, mit einer Trägergasquelle und einer chromatographischen Kolonne kommunizierende Probenaufnahmekammer und eine mit der Trägergasquelle und mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Überdruckkammer untergebracht sind, ein Mittel zur Erzeugung eines Druckgefäßes zwischen den beiden Kammern und eine Einheit zur Probenentnahme mit einem Dosierelement in Form eines gebogenen Rohrs mit parallelen, in eine Richtung zeigenden Enden, die Auslauföffnungen aufweisen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einheit zur Probenentnahme eine vom Umgebungsrnedium hermetisch abgedichtete Durchlauf-Füllkammer zur Verbindung mit der Probe über zwei Stutzen und eine über einen Stutzen mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Ableitkammer aufweist und daß die Füllkammer mit der Probenaufnahmekammer und die Ableitkammer mit der Überdruckkammer über Kanäle mit Stopfbuchsendichtungen verbunden sind, die als Führungen für das Rohr und Stangen dienen, die mit den Enden des in den Führungen bzw. Dichtungen hin- und herbeweglichen Rohrs gekoppelt sind, so daß in der einen Betriebsstellung des Rohrs mit den Stangen die Auslauföffnungen des Rohrs mit den Kammern der Einheit zur Probenentnahme kommunizieren und die Kammern der Einheit zur Probeneinführung von den Kammern der Einheit zur Probenentnahme durch die Außenfläche der Stangen isoliert sind, und daß in der anderen Betriebsstelhing die Auslauföffnungen des Rohrs mit den Kammern der Einheit zur Probeneinführung kommunizieren and die Kammern der Einheit zur Probeneinführung von den Kammern der Einheit zur Probenentnahme durch die Außenfläche des Rohrs isoliert sind.

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 Herstellungstcchnologie und die Betriebstechnik des Dosicrapparats zu vereinfachen und dessen Kosten zu senken.

Die Ausführung des Dosierelemcnts im Dosierapparat zur Probeneinführung in einen Gas-Chromatographen, nämlich ein Rohr mit Stangen, das sich in den abdichtenden Stopfbuchsenführungen bewegt,

ίο sorgt für eine hohe Betriebssicherheit des Dosierapparats, weil das eine Element aus Metall (Dosierelement mit Stangen) und das andere aus elastischem Material (die Stopfbuchse) hergestellt ist, die Möglichkeit der Ausbildung von Kratzern oder Anrissen bei den Lauf teilen selbst bei Vorhandensein in der Probe suspendierter fesler Teilchen ausgeschlossen wird.

Die Konstruktion des Dosicrapparats zur Probeneinführung in einen Gas-Chromatographen, der in

ao Form von zwei getrennten Einheiten ausgeführt ist, deren Kanäle über Stopfbuchsendichrungen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit verbunden sind, gewährleistet die Arbeit der Einheit zur Probenentnahme und der Einheit zur Probenaufnahme bei wesentlich verschiedenen Temperaturen, was es ermöglicht, den Dosierapparat zur Dosierung sowohl von Gas, als auch von Flüssigkeitsproben erfolgreich einzusetzen. Eine Ausführungsabwandlung der Erfindung besteht darin, daß die Stangen durchgehend ausgeführl sind und mit ihren Stirnflächen dicht, ohne Spalt, an den Stirnseiten des Rohrs anliegen, dessen Außendurchmesser gleich dem Durchmesser der Stanger ist. und daß die Auslauföffnungen des Rohrs an dessen Seitenflächen an der Verbindungsstelle der Stangen und der Rohrenden ausgeführt sind.

Der Ausgang des Innenraums des Rohrs des Dosierelements in Form von öffnungen in der Seitenfläche des Rohrs an der Stelle der dichten Verbindung der durchgehenden Stangen mit den Rohrenden verbinden 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 Dosierelements 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 elastischem Material, in Verbindung mit einem Metall ohne Schmierung zu arbeiten, gewährleistet eine große Lebensdauer (Zykluszahl der Probeneinfüh rangen in einen Chromatographen).

Zweckmäßig ist, daß am Eingang für das Trägergas in die Probeaufnahmekammer ein Rücklaufventil vorgesehen ist, das in Gestalt eines Kanals ausgeführt ist, in den bei der Probeneinführung die Stan- ge des Dosierelements eintritt, und daß der Durchmesser des Kanals gleich dem Durchmesser der Stange ist.

Die Abschaltung der Probenanfnahmekammer von der Trägergasleitung in dem Augenblick der Proben einführung durch Eintritt der Stange des Dosierele ments in den Kanal verhindert den AHaß der Probe aus der Probenaufhahmekammer in die Trägergasleitung, wodurch eine augenblickliche Probenemfüh-

rung in eine chromatographische Kolonne bei minimaler Verdünnung der Probe durch das Trägergas erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstellend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Dosierapparat;

F i g. 2 denselben mit einer anderen Ausführung des Rücklaufventils; und

F i g. 3 einen Längsschnitt durch das Dosierelement des Dosierapparats nach Fig. 1.

Der Dosierapparat enthalt eine Einheit 1 (Fig. 1) zur Probenentnahme, 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 Ableitkammer 3 untergebracht, deren Achsen mit den Achsen einer Probenaufnahmekammer 4 bzw. einer Uberdruckkammer 5 zusammenfallen, die in einer Einheit 6 zur Probeneinführung liegen.

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

Die Abieilkammer 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 5 dienen können. Innerhalb der Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 sind als Stangen ausgebildete Enden 12 eines beweglichen Dosierelements 13 in Form eines gebogenen Rohrs untergebracht.

Die Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 sind mittels einer Schraube 14 über Grundbuchsen 15 durch eine gemeinsame federnde Einlage 16 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. Auf der Seitenfläche der beiden Enden 12 des Rohrs liegen öffnungen 18 zum Austritt des Innenkanals 17. Die Enden 12 des Rohrs sind von den Stangen verlängert, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des Rohrs des Dosierelements 13 ist. Seitlich des gebogenen Teils (Fig. I) ist das Dosierelement 13 mit dem Antrieb eines Mechanismus 19 gekoppelt, der in Pfeilrichtung A, B hin- und hergehende Bewegungen in der Weise ausführt, daß in der einen Betriebsstellung des Dosierelements 13 (Fig. 1) die öffnungen 18 mit der Füllkammer 2 und der Ableitkammer 3 und in der anderen mit der Probenaufnahmekammer 4 bzw. Überdruckkammer 5 kommunizieren.

Zur Abschaltung der Probenaufnahmekammer 4 von der Trägergasleitung gibt es ein Rücklaufventil in Form eines Kanals 20, der in der Probenaufnahmekammer 4 seitlich des Eingangs für das Trägergas in Pfeilrichtung C ausgeführt ist, und einer in diesen Kanal sich erstreckenden Stange 12 des Dosierelements 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 diesei Konstruktion ist mit einem Absperrelement, einei Kugel 24, versehen, die in einem am Eingang für das Trägergas in Pfeilrichtung C in die Probenaufnahmekammer 4 angeordneten Sitz untergebracht ist.

Die Arbeitsweise des Dosierapparats zur Probeneinführung aus einem Strom in einen Gas-Chromatographen besteht in folgendem:

Aus dem Satz der auswechselbaren Dosierelemente 13 wählt man in Abhängigkeit von den Zie len der Analyse, dem Typ der Trennungssäule unc der Empfindlichkeit des Detektors vom Chromategraphen ein Dosierelement erforderlichen Volumens Die beiden Enden 12 des Dosierelements 13 (Fig. 1

»ο und 2) führt man durch die öffnungen in der federn den Leiste 16 der Grundbuchse 15 in die Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 ein, während von der Seitf des gebogenen Teils das Dosierelement 13 mit den: Antrieb 19 eines Mechanismus für Hin- und Herbe-

as wegung gekoppelt ist. Die Probenaufnahmekam mer 4 schließt man über den Kanal 20 von dei Seite C an die Speisequelle des Trägergases und vor der Seite D an die (nicht gezeigte) chromatographisch( Kolonne an. Die Überdruckkammer 5 koppelt mar über den Regler 21 für das Druckgefälle an die Trä gergasquelle an, während über das Kapillarrohr mi Stauwirkung oder ein Drosselventil 22 die Kam mer 5 mit dem Umgebungsmedium verbunden ist Das Vergleichsvolumen des Reglers 21 für da:

Druckgefälle verbindet man mit dem Eingang in dif Probenaufnahmekammer 4 für das Trägergas.

Mit Hilfe des Feineinstellventils, Druck- ode; Durchflußreglers 23 wird in der chromatographischei Kolonne die erforderliche Durchflußmenge von Trä gergas und mittels des Reglers 21 zwischen der Pro benaufnahmekammer 4 und der Überdruckkammer i ein Druckgefälle von 0,1 bis 0,5 kg/cm** einge stellt.

Beim Verdampfen der Flüssigkeitsprobe in dei Probenaufnahmekammer 4 sowie bei der Einführung der Dampfprobe wird die Einheit 6 zur Probenein führung durch einen (in F i g. 1 und 2 nicht gezeig ten) elektrischen Heizkörper erhitzt.

Die Füllkammer 2 wird über die Stutzen 7 und i an die Leitung derart angeschlossen, daß der Drucl von Flüssigkeit, Dampf oder Gas, die die Füllkam mer 2 durchlaufen, unterhalb des Drucks in de Überdruckkammer 5 liegt Bei einer der Endstellun gen des Antriebs 19 des Mechanismus für die hin und hergehende Bewegung, wo die Öffnungen 18 de Dosierelements 13 mit der Füllkammer 2 und de Ableitkammer 3 kommunizieren, wird der innen Längskanal 17 mit der Probe gefüllt

Zur Verhinderung der Kondensation einer Dampf probe werden die Einheit 1 zur Probenentnahme unc das Dosierelement 13 erwärmt, während zur Ver meldung der Gasentwicklung in einer niedersiedend« Komponenten enthaltenden Flüssigkeitsprobe dii Einheit 1 zur Probenentnahme und das Dosierele ment 13 abgekühlt werden.

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

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

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

Die Selbstabdichtung der Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 wird bei verschiedenen Temperaturverhältnissen für die Arbeit der Einheit 1 zur Probenentnähme und der Einheit 6 zur Probenaufnahme durch deren Zusammenpressen mittels der Schraube 14 über die Grundbuchsen 15 mit Hilfe der gemeinsamen federnden Leiste 16 erreicht.

Zur Probeneinführung 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 F i g. 1 und 2 nicht gezeigte) überführt, bei der die Öffnungen 18 mit den Kammern 4 und 5 korn- *5 munizieren. Bei einer derartigen Stellung des Dosierelements 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 verdrängt.

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

Ein Ablaß der Probe aus der Probenaufnahmekammer 4 in die Gasträgerleitung zurück wird im Dosierapparat mit der in Fig. 1 wiedergegebenen Konstruktion des Rücklaufventils dadurch verhindert, daß in dem Augenblick der Probeneinführung die Stange 12 des Dosierelements 13 in 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 24 an den Sitz unter der Wirkung eines sich in der Probenaufnahmekammer 4 in dem Augenblick der Probeneinführung erhöhenden Drucks.

Der Dosierapparat zur Probeneiinführung aus einem Strom in einen Gas-Chromatographen sichert eine hohe Exaktheit der Dosierung und Reproduzierbarkeit von Flüssigkeils- und Gasproben für die chromatographische Kolonne eines Gas-Chromatographen.

Der Aufbau des DosierapparatK 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 Stopfbuchsendichtungen zur hermetischen Abdichtung des Dosnerelements sowie der Füll-, Ableit-, Probenaufnahme- und der Überdruckkammer sorgt bei der beschriebenen Einrichtung für eine hermetische Abdichtung des Systems für längere Betriebszeit.

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

Beim Verstopfen des Dosierelements 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 iFällen eingesetzt werden, wo es nötig ist, aus einem Strom oder einem abgeschlossenen Volumen mit hoher Genauigkeit Flüssigkeits- oder Gasproben für einen Strom von Trägergas oder Flüssigkeit zu dosieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dosierapparat zur Probeneinführung in Gds-Chromatographen, enthaltend eine Einheit zur Probeneinführung, innerhalb der eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete, mit einer Trägergasquelle und einer chromatographischen Kolonne kommunizierende Probenaufnahmekammer und eine mit der Trägergasquelle 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 Rohrs 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 einen Stutzen (9) mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Ableitkammer (3) aufweist und daß die Füllkammer (2) mit der Probeaufnahmekammer (4) und die Ableitkammer (3) mit der Uberdruckkammer (5) über Kanäle mit Stopfbuchsendichtungen (11) verbunden sind, die als Führungen für das Rohr (13) und Stangen (12) dienen, die mit den Enden des in den Führungen bzw. Dichtungen hin- und herbeweglichen Rohrs (13) gekoppelt sind, so daß in der einen Bctriebsstellung des Rohrs (13) mit den Stangen (12) die Auslauföffnungen (18) des Rohrs (13) mit den Kammern (2, 3) der Einheit (1) zur Probenentnahme kommunizieren und die Kammern (4, 5) der Einheit (6) zur Probeneinführung von den Kammern (2, 3) der Einheit (1) λιγ Probenentnahme durch die Außenfläche der Stangen (12) isoliert sind, und daß in der anderen Betriebsstelllung die Auslauföffnungen (18) des Rohrs (13) mit den Kammern (4, 5) der Einheit (6) zur Probeneinführung kommunizieren und die Kammern (4, 5) der Einheit (6) zur Probeneinführung von den Kammern (2, 3) der Einheit (1) zur Probenentnahme durch die Außenfläche des Rohis (13) isoliert sind.

2. Dosierapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (12) durchgehend ausgeführt sind und mit ihren Stirnflächen dicht, ohne Spalt, an den Stirnseiten des Rohrs (13) anliegen, dessen Außendurchmesser gleich dem Durchmesser der Stangen ist und daß die Auülauföffnungen (18) des Rohrs (13) an dessen Seitenflächen an der Verbindungsstelle der Stangen (12) und der Rohrenden ausgeführt sind.

3. Dosierapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stopfbuchsendichtungen (10, 11) in Laufrichtung des Dosierelements gefedert sind.

4. Dosierapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang für das Trägergas in die Probenaufnahmekammer (4) ein Rücklaufventil vorgesehen ist, das in Gestalt eines Kanals (20) ausgeführt ist, in den bei der Probeneinführung die Stange (12) des Dosierelements eintritt unJ daß der Durchmesser des Kanals (20) gleich dem Durchmesser der Stange (12 ist.