DE2318492C3 - Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-Chromatographen - Google Patents

Description

nes gebogenen Rohrs mit parallelen, in eine Rieh- Es ist ein Dosierapparat zur Einführung von Flüs-

tung zeigenden Enden, die Auslauföffnungen sigkeits- und Gasproben mit fortschreitender Beweaufweisen, dadurch gekennzeichnet, gung eines Schiebers bekannt. Im Gehäuse eines derdaß die Einheit (1) zur Probenentnahme eine artigen Dosierapparats mit Zuführungs- und Ablei- vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete « tungskanälen für Proben und Trägergas befindet sich Durchlauf-Füllkammer (2) zur Verbindung mit ein pneumatisch gesteuerter Schieber. Er weist drei der Probe über zwei Stutzen (7, 8) und eine über Kanäle auf, deren einer als Dosierraum und deren einen Stutzen (9) mit dem Umgebungsmedium zwei andere zum Gasdurchlauf, nämlich für Träger kommunizierende Ableitkammer (3) aufweist und und Probe, dienen. Der Schieber wird von einem daß die Füllkammer (2) mit der Probeaufnahme- *5 pneumatischen Kopf umgeschaltet, kammer (4) und die Ableitkammer (3) mit der Es sind auch ein Kolben-Dosierapparat für eine

Überdruckkammer (5) über Kanäle mit Stopf- Flüssigkeitspiobe mit fortschreitender Bewegung des buchsendichtungen (11) verbunden sind, die als Kolbens sowie ein Dreh-Dosierapparat mit zwei fla-Führungen für das Rohr (13) und Stangen (12) chen Scheiben bekannt.

dienen, die mit den Enden des in den Führungen 30 Zu den Hauptmängeln der bekannten Dosierappa- bzw. Dichtungen hin- und herbeweglichen Rohrs rate zählen:

(13) gekoppelt sind, so daß in d-r einen Betriebs- die Notwendigkeit einer Präzisionsbearbeitung

Stellung des Rohrs (13) mit den Stangen (12) die flacher und zylindrischer, einander berührender Flä-Auslauföffnungen (18) des Rohrs (13) mit den chen und die damit zusammenhängenden Schwieris-Kammern (2, 3) der Einheit (1) zur Probenent- 35 keiten bei deren Herstellung und Betrieb sowie deren nähme kommunizieren und die Kammern (4, 5) hohe Kosten;

der Einheit (6) zur Probeneinführung von den eine niedrige Betriebssicherheit oder ein häufiger

Kammern (2, 3) der Einheit (1) zur Probenent- Ausfall des Dosierapparats auf Grund der Entsienahme durch die Außenfläche der Stangen (12) hung von Mikrokratern auf den eingeschliffenen isoliert sind, und daß in der anderen Betriebs- 40 Flächen, die durch den Eintritt von festen suspenstellung die Auslauföffnungen (18) des Rohrs dienen Staubteilchen oder unlöslichen Einschlüssen (13) mit den Kammern (4, S) der Einheit (6) zur in den Dosierapparat verursacht werden. Probeneinführung kommunizieren und die Kam- Die bekannten Konstruktionen der Dosierapparate

mern (4, 5) der Einheit (6) zur Probeneinführung mit fortschreitender Bewegung des Schiebers oder von den Kammern (2, 3) der Einheit (1) zur Pro- 45 Kolbens sowie die Dosierapparate mit drehbarer benentnahme durch die Außenfläche des Rohrs Scheibe oder vom Typ eines drehbaren Hahns wer-(13) isoliert sind. den in einem einheitlichen Block ausgeführt, was de-

2. Dosierapparat nach Anspruch 1, dadurch ^{ren Benutzun}g bei der Dosierung von Flüssigkeitsgekennzeichnet, daß die Stangen (12) durchge- proben erschwert, wo dei ein Dosierelement enthalhend ausgeführt sind und mit ihren Stirnflächen ⁵° ^tende Probenentnahmeteil abgekühlt werden und die dicht, ohne Spalt, an den Stirnseiten des Rohrs Probenaufnahmekammer oder die Verdampfungs-(13) anliegen, dessen Außendurchmesser gleich kammer eine hohe Temperatur aufweisen muß. dem Durchmesser der Stangen ist und daß die Darüber hinaus wird im Kolben-Dosierapparat in

Auslauföffnungen (18) des Rohrs (13) an dessen ^{dem Maße des} Verschleißes von Kolben und Zylinder Seitenflächen an der Verbindungsstelle der Stan- ^{55 die} hermetische Abdichtung gestört, was zur Herabgen (12) und der Rohrenden ausgeführt sind setzung der Exaktheit der Einführung der zu dosie-

™%^{n P}™^{be U}"^d ™^Sih i Di

ausgeführt sind g g zu dosie

3. Dosierapparat nach Anspruch 1 oder 2 da- ™%^{n P}u™^{be U}"^d ™^.»Speichern« im Dosierappa-

durch gekennzeichnet, daß die Stopfbuchsendich- T <^Frsche'^ne" ^eines Rückstands von einem Teil der

tungen (10, 11) in Laufrichtung des Dosieret _6o HnderWührf " ^" ^U"^d *"" ^Z>'~

ments gefedert sind. "ⁿ£^ei7 ^tuhrt· _r.

* η , Es ist eine Einrichtung zur Einführung einer Flüs-

4 Dosierapparat nach Anspruch 1 oder 2, da- sigkeitsprobe in einen Gas-Chromatographen be-

durch gekennzeichnet, daß am Eingang für das kannt, die eine zu beheizende Einheit enthalt, inner-

R„Sf '"η^{ie Probe} ₁ ^naufnahmckammer (4) ein halb der eine vom L'mgebungsmedium hermetisch

Ei i^tU ^d abgeschl Vdfk fü di

() ein halb der eine vom Lmgebungsmedium hermetisch

ru ^iSt- ^{daS in GeStalt ei}" ⁶⁵ abgeschlossene Verdampfungskammer für die Flüs-

⁸C ^lf\\Z ^de^ ^{bd der si}g^keitsP^r°be untergebracht ist, die von einer Seite

hente e^ntriST H Λ ϊ"⁸η⁽ ? '* ^Dosierele- ^{mit ei}»^ei' Trägergasquelle für den Gas-Chromatogra-

ments eintritt und daß der Durchmesser des Ka- phen und von der anderen mit einer Trennsäule ver-

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 Nad^l 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 wird 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 «inzuführenden Probe wird nach der Verschiebung der Stange längs der auf das Gehäuse der Mikroepritze aufgetragenen Dosierskala 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 Flüssigkeitsprobe, 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 Spallgröße 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 Mängel tier bekannten Einrichtung zur Einführung einer Flüssigkeitsprobe in einen 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 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 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 Kapillarkanal 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 Druckgefälle 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 Rohrs sind nach einer Seite gerichtet und verlaufen parallel zueinander.

Bei dieser Einrichtung wird der innere Karillarkanal des Dosierelements mit einer die Oberfläche des Rohrs benetzenden Flüssigkeit unter Einwirkung der Kapillarkräfle 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 Dosierelemcnts 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 Tiägergas 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 Dosierelements in das Umgebungsmedium auf Grund der Verdampfung vorkommen, was sich bei einer Analyse leichtflüchtiger Flüssigkeitsproben besonders bemerkbar macht.

Die Anwendung der genannten Einrichtung setzl 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

Durchslechens durch die Enden der Dosiernadel, was gleichfalls eine Senkung der Exaktheit der Einführung der Probe und eine Störung der hermetischen Abdichtung der Probenaufnahme- 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 Probenaufnahmekammer in die Trägergasableitung.

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 Umgebungsmedium in Kontakt kommt.

Diese Aufgabe wird bei einem Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-Chromatographen, enthaltend eine Einheil 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 mu parallelen, in eine Richtung zeigenden Enden, die Auslauföffnungen aufweisen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einheit zur Probenentnahme eine vom Umgebungsmediur" hermetisch abgedichtete Durchlauf-Füllkammer zur Verbindung mit der Probe über zwei Stutzen und eine über einen Stutzen mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Ablcitkammer 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 Rohre 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 Betriebsstellung die Auslauf öffnungen des Rohrs mit den Kammern der Einheit zur Probeneinführung kommunizieren und 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 Probcncinführung in einen Gas-Chromatographen entfällt die Notwendigkeit der Herstellung von einander berührenden Laufteilen mit einem hohen Genauigkeitsgrad der Bearbeitung, was es gestattet, die Herslellungslechnologie und die Betriebstechnik des Dosierapparats zu vereinfachen und dessen Kosten zu senken.

Die Ausführung des Dosierelements 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 Laufteilen selbst bei Vorhandensein in der Probe suspendierter fesler Teilchen ausgeschlossen wird.

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

ao 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 ermöglicht, den Dosierapparat zur Dosierung sowohl von Gas, als auch von Flüssigkeitsproben erfolgreich einzusetzen. Eine Ausführungsabwandlung der Erfindung besteht darin, daß die Stangen durchgehend ausgeführt sind und mit ihren Stirnflächen dicht, ohne Spalt. an den Stirnseiten des Rohrs anliegen, dessen Außendurchmesser gleich dem Durchmesser der Stanf.cn 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 Robrenden 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 Dosierelements gefederte Stopfbuchsendichlungen aufweisen.

Das Andrücken der Stopfbuchsendichtungen durch eine gefederte Leiste sorgt für eine Selbstdichtung 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 Probenein fiihrungen 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 Probenaufnahmekammer von der Trägergasleitung in dem Augenblick der Proben-

einführung durch Eintritt der Stange des Dosierelcments in den Kanal verhindert den Ablaß der Probe aus der Probenaufnahmekammer in die Trägergaslcilung, wodurch eine augenblickliche Probeneinfüh-

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

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung naher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Dosicrap-

parat;
F i g. 2 denselben mit einer anderen Ausfuhrung

des Rücklaufventils; und .

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

Der Dosierapparat enthält eine Einheit 1 (Mg. U 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 binheit 6 zur Probeneinführung liegen.

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

Die Ableitkammer 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 Probenaufnahrnekammer 4 und der Überdruckkammer 5 dienen können. Innerhalb der Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 sind als Stangen auseebildete Enden 12 eines beweglichen Dosierelements~13 in Form eines gebogenen Rohrs

untergebracht . , __;t,__1e

Die Stopfbuchseneinsätze 10 und 11 sind mittels einer Schraube 14 über Grundbuchsen 15 durch eine gemeinsame federnde Einlage 16 zusammengedruckt Der Satz von auswechselbaren Dosierelementen 13 (F ι g. 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 «des Rohrs sind von den Stangen verlängert, deren P^ur(J^me^^r gleich dem Außendurchmesser des Rohrs des Uosierelements 13 ist. Seitlich des gebogenen Teds (Fig. 1) ist das Dosierelement 13 mit dem Antrieb eines Mechanismus 19 gekoppelt, der in Pfeilnchtung A, B hin- und hergehende Bewegungen m der Weise ausführt, daß in der einen Bestellung des Dosierelements 13 (Fig. 1) die öffnungen mit der Füllkammer 2 und der Ablatkammer 3 und in der anderen mit der Probenaufnahmekammer

mekammer 4 seitlich des Eingangs fur das Tragergas in Pfeilrichtung C ausgeführt isi, und einerm diesen Kanal sich erstreckenden Stange 12 des ^ mems 13. Zur Erzeugung eines Druckgefall« sehen den Kammern 4 und 5 gibt es einen£^e^^r £ für das Druckgefälle, und zur Einstellung der Durch flußmengc von Tragergas in der chromatographischen Kolonne gibt es ein Fcincinstcllvcntil 23 und kann ein Durchfluß- oder Druckregler eingesetzt werden. In F i g. 2 ist ein Dosierapparat dargestellt, bei dem eine andere Konstruktion des Rücklaufventils zur Anwendung gelangt. Das Rücklaufvcnül dieser Konstruktion ist mit einem Absperrelement, einer Kugel 24. versehen, die in einem am Eingang für das Tragergas 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 Dosierelemeiite 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 Dosierelements 13 (Fig. 1 ίο 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 Teils das Dosierelement 13 mit dem Atiirieb 19 eines Mechanismus für Hin- und Herbe-S5 wegung gekoppelt ist. Die Probenaufnahmekammer 4 schließt man über den Kanal 20 von der Seite C an die Speisequelle dies 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 Trägergasquelle an, während über das Kapillarrohr mit Stauwirkung oder ein Drosselventil 22 die Kammer 5 mit dem Umgebungsmedium verbunden ist. Das Vergleichsvolumen des Reglers 21 für das Druckgefälle verbindet man mit dem Eingang in die Probenaufnahmekammer 4 für das Tragergas.

Mit Hilfe des Feineinstcllventils. 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

Beim Verdampfen der Flüssigkeitsprobe in der PiObenaufnahmekammer 4 sowie bei der Einführung der Dampfprobe wird die Einheit 6 zur Probeneinführung durch einen (in F i g. 1 und 2 nicht gezeigten) elektrischen Heizkörper erhitzt.

Die Füllkammer 2 wird über die Stutzen 7 und an die Leitung derart angeschlossen, daß der Druck von Flüssigkeit, Dampf oder Gas, die die Füllkammer 2 durchlaufen, unterhalb des Drucks in dei Überdruckkammer 5 liegt. Bei einer der Endstellungen des Antriebs 19 des Mechanismus für die hin- und hergehende Bewegung, wo die Öffnungen 18 de; Dosierelements 13 mit der Füllkammer 2 und dei 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 nieidung der Gasentwicklung in einer niedersiedendi Komponenten enthaltenden Flüssigkeitsprobe dii Einheit 1 zur Probenentnahme und das Dosierele 65 ment 13 abgekühlt werden.

Die Entnahme und die Einführung der Gasprob erfolgen unter Raumtemperatur der Einheiten '.

und 6.

609 621/270

ίο

Bei den loben genannten Temperaturverhiiltnissen der Einheit 1 zur Probenentnahme wird über den inneren Lüngskanal 17 des Dosierelements 13 in die Ableitkammcr 3 eine Probe in Form von Gas, Dumpf 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 Probenentnahme 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 kommunizieren. Bei einer derartigen Stellung des Dosierelements wird die Probe unter Einwirkung eines in der Überdnickkammer 5 herrschenden höheren Drucks aus dem inneren Längskanal 17 augenblicklich durch das Trägergas in die Probenaufnahmekammer 4 verdrängt.

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

Ein AbIaB der Probe aus der Probenaufnahmekammer 4 in die Gasträgerleitung zurück wird im Dosierapparat mit der in Fig. i 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 Probenaufnahmekammcr 4 in dem Augenblick der Probcneinführung erhöhenden Drucks.

Der Dosierapparal zur Probeneinfühlung aus einem Strom in einen Gas-Chromatographen sichert eine hohe Exaktheit der Dosierung und Rcproiiuzierbarkdt von Flüssigkeils- und Gasproben für die

ίο chrornatographischc Kolonne eines Gas-Chromatograplien.

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 Stopfbuchsendichtungen zur hermetischen Abdichtung des Dosierelements sowie der Füll-, Ableit-, Probenaufnahme- und der Übeidruckkammer 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

»5 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 Fällen eingesetzi werden, wo es nötig ist, aus einem Strom oder einerr abgeschlossenen Volumen mit hoher Genauigkeii Flüssigkeits- oder Gasproben für einen Strom vor Trägergas oder Flüssigkeit zu dosieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

23184921ιPatentansprüche:nali ist. nals (20) gleich dem Durchmesser der Stange (12)

1. Dosierapparat zur Probeneinführung in Gas-

Chromatographen, enthaltend eine Einheit zur 5
Probeneinführung, innerhalb der eine vom Umgebungsmedium hermetisch abgedichtete, mit ei- D<^e vorliegende Erfindung betrifft einen Dosierner Trägergasquelle und einer chromatographi- apparat zur Einführung flüssiger und gasförmiger sehen Kolonne kommunizierende Probenaufnah- Proben in Form von Gas oder Dampf in einen Gasmekammer und eine mit der Trägergasquelle und ¹⁰ Chromatographen-Analysator od. dgl. mit dem Umgebungsmedium kommunizierende Am wirksamsten kann die vorliegende Erfindung Überdruckkammer untergebracht sind, ein Mittel als Dosierapparat für geringe Mengen flüssiger und zur Erzeugung eines Druckgefälles zwischen den gasförmiger Stoffe benutzt und z. B. in der chemibeiden Kammern und eine Einheit zur Proben- sehen, Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie entnahme mit einem Dosiierelement in Form ei- i5 angewendet werden.