DE2729359A1

DE2729359A1 - Rohrverbindung fuer eine chromatographische saeule

Info

Publication number: DE2729359A1
Application number: DE19772729359
Authority: DE
Inventors: Martin Joseph Hartigan; Francis Paul Wilson
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1976-07-19
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1978-01-26
Also published as: GB1554258A; CA1060919A; GB1554259A; US4083702A

Description

Rohrverbindung für eine chromatographische Säule

Sie Erfindung betrifft Rohrverbindungen. Sie befaßt eich insbesondere mit Anschlußstücken für chromatographische Säulen. Neben anderen Verwendungsmöglichkeiten ist sie speziell dafür geeignet, den Einlaß und den Auslaß einer Glaskapillarsäule mit dem übrigen System zu verbinden. Sie ist in gleicher Weise für Kapillar sy sterne aus Metall brauchbar.

In der Gaschromatographie ist es üblich, eine Probe zusammen mit einem Trägergas in eine Glaskapillarsäule zu injizieren, wo sie erhitzt wird, und die Ausströmung aus der Säule zu

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einem von verschiedenartigen Detektoren zu schicken, um die charakteristischen Eigenschaften der speziellen Probe zu analysieren. Derartige Instrumente sind sehr empfindlich» weshalb ihre Funktionsgenauigkeit von äußerster Wichtigkeit ist. Bisher hat es bei solchen Instrumenten Probleme aufgrund der Ungenauigkeit gegeben, die von gebräuchlichen Fittings herrührten» die für die Verbindungen zur und von der Grlaskapillar säule benutzt werden. Man muß sich darüber im klaren sein, daß bei vielen , Installationen eine mit Glas ausgekleidete Röhre aus rostfreiem Stahl mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser, beispielsweise einem Außendurchmesser von 1,59 mm, mit einer Glaskapillarsäule von verhältnismäßig kleinem Durchmesser, beispielsweise einem Außendurchmesser von etwa 0,75 mm, gekuppelt wird· Veiter ist zu beachten, daß die Probe in derartigen Installationen verhältnismäßig klein ist, wodurch sich die auftretenden Schwierigkeiten noch verstärken. Gebräuchliche Verbindungsstükke, einschließlich der sogenannten totraumfreien Typen, verursachen eine Verschlechterung der Säulenleistung, insbesondere hinsichtlich eines Verlustes der Effizienz der Säule und einer Verschlechterung der Peakform etwa durch einen Zieheffekt in dem Chromatogramm·

Die Erfindung will durch eine neue Kombination von Merkmalen eine effektive Lösung für die Mängel der bisherigen Technik bieten·

TJm dies zu erreichen, sieht die Erfindung in einer AusfUhrungeform eine neue, verbesserte Rohrverschraubung einer chromatographischen Säule zum Verbinden einer Säulenröhre mit einer Verbindungsröhre vor, die ein Verbindungsstück mit einer durchgehenden axialen Bohrung aufweist. Diese durchgehende Bohrung hat an ihren beiden Enden einen ersten Teil, einen zweiten, sioh nach innen verjüngenden Teil, der an den ersten Teil anschließt, und einen dritten zylindrischen Teil, der den zweiten Teil des einen Endes mit dem zweiten Teil des anderen Endes

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▼erbindet. Ein Ende der Verbindungsröhre ist in dem einen Ende des Verbindungsstücke β und ein Ende der Säulenröhre ist in dem anderen Ende des Verbindungsstückes aufnehmbar, derart daß die Enden der Verbindungaröhre und der Säulenröhre stumpf aneinanderstoßen. Ferner werden Binge zwisohen die Außenflächen der beiden Höhren und ihrer benachbarten zweiten Teile des Verbindungsstückes eingekeilt, um die Röhren in dem Verband zu halten; daduroh kommt im wesentlichen eine Orientierung von Hing zu Hing zustande, um den Totraum zu beseitigen.

Zn einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Säulenröhre •ine Glaekapillare und die Verbindungeröhre eine mit Glas auegekleidete Bohre aus rostfreiem Stahl, die einen beträchtlich größeren Außendurchmesser hat als die Glaskapillare.

In einer weiteren Ausführung sieht die Erfindung ein neues, verbessertes Anschlußstück für den Auslaß einer ohromatographischen Säule vor, das gekennzeichnet ist durch ein I-förmiges Verbindungsstück mit einem Einlaß am einen Ende und einem Auslaß am anderen Ende und mit einer durchgehenden axialen Bohrung· Diese durchgehende Bohrung weist vom Einlaß zum Auslaß nacheinander einen ersten, naoh innen sich verjüngenden Teil, •inen zweiten zylindrischen Teil, der an den ersten Teil an-■ohließt, einen dritten langgestreckten zylindrischen Verzweigungsteil, der an den zweiten Teil anschließt, und einen vierten konischen Teil auf. Sas Verbindungsstück hat eine seitliche Einlaßöffnung in den Verzweigungsteil zur Aufnahme von Zusatzgas. Der Auslaß der Säulenröhre ist im Einlaßende des Verbindungsstückes aufnehmbar und reicht durch den ersten und zweiten Teil in den Verzweigungeteil bis zu einer Stelle, die bezüglich der öffnung des seitlichen Einlasses näher dem Auslaßende liegt, so daß das Zusatzgas den Auslaß der Säulenröhre umspült, um den Totraum der Verbindung möglichst klein zu halten und das Volumen in dem Verzweigungsteil außerhalb der Säule praktisch zu eliminieren· Veiter sind Elemente vorgesehen, um eine Ver-

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bindungsröhre mit dem Auslaß des Verbindungsstücke β zu kuppeln. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Säulenröhre eine Glaskapillare sein*

Ein bevorzugter Erfindungsgedanke liegt in einer Rohrvereohraubung einer chromatographischen Säule zum Anschließen der Säule an eine Verbindungaröhre, die ein Verbindungestück mit einer durchgehenden axialen Bohrung umfaßt, das an. seinen beiden Enden folgende Teile aufweist: einen ersten Teil, einen zweiten naoh innen sich verjüngenden Teil und einen dritten zylindrischen Teil, der die zweiten Teile beider Enden verbindet» wobei ein Ende der Verbindungsröhre in dem einen Ende des Verbindungsstückes und ein Ende der Säulenröhre in dem anderen Ende des Verbindungsstückes derart aufnehmbar ist, daß die Enden der beiden Bohren stumpf aneinanderstoßen, und wobei zwischen die Außenflächen der Höhren und den jeweils benachbarten zweiten Teil des Verbindungsstückes Hinge eingekeilt sind. In einer weiteren Ausführungsform sieht die Erfindung ein Anschlußstüok für den Auslaß der Säule vor, das ein T-förmiges Verbindungsstück umfaßt mit einem Einlaß am einen Ende und einem Auslaß am anderen Ende und mit einer durchgehenden axialen Bohrung, das vom Einlaß zum Auslaß nacheinander folgende Teile aufweist: einen ersten nach innen sich verjüngenden Teil, einen zweiten zylindrischen Teil und einen dritten Verzweigungsteil, in den ein seitlicher Einlaß des Verbindungsstückes mündet, wobei das Auslaßende der Säulenröhre im Einlaßende des Verbindungsstückes aufnehmbar ist, so daß es durch den ersten und zweiten Teil in den Verzweigungstell reicht bis zu einer Stelle in der Nähe von dessen Auslaßende, so daß Zusatzgas den Auslaß der Säulenröhre umspült, und wobei eine zweite Verbindungeröhre am Auslaß des Verbindungsstückes angeschlossen ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungebeispielen anhand der Zeichnungen. Sarin zeigen:

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Fig.1 eine teilweise schematische und teilweise bildliche Darstellung eines Teils eines Gaachromatographen, die ein Kapillarsystem ganz aus Glas zeigt;

Pig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht durch die Mitte einer Rohrverbindung bisheriger Art;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht durch die Mitte einer erfindungsgemäßen Rohrverbindung für eine chromatographische Säule;

Pig.4A, 4B und 4C vergrößerte, fragmentarische Schnittanaiohten durch die Mitte der in Pig.3 gezeigten Bohrverbindung, die die Sohritte beim Zusammenfügen der Röhren veranschaulichen;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansioht durch die Mitte einer zweiten Aueführungsform der erfindungsgemäßen Rohrverbindung für eine chromatographische Säule;

Pig.6 eine graphische Darstellung eines Chromatogramms, das

die Leistung eines Systems unter Verwendung eines bisher gebräuchlichen Rohrverbindungsstückes am Auegang der Glaskapillarensäule zeigt;

Pig.7 eine der Pig.6 ähnliche Darstellung, die jedoch die' Leistung des Systems bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Anschluß stücke s am Säulenauelaß veranschaulicht;

Pig.8 eine der Pig.7 ähnliche Darstellung, die jedoch die Leistung des Systeme bei Verwendung eines Ansohlußstüokes bisheriger Art am Säuleneinlaß zeigt, und

Pig·9 eine der Pig·8 ähnliohe Darstellung, die jedoch die

Leistung des Systeme bei Verwendung eines erfindungsge-Bäfien Anschluß Stückes am Säuleneinlaß veranschaulicht·

In Pig.1 ist eine teils schematische, teils bildliche Ansioht •Ines Teiles eines Gasohromatographen gezeigt, der eine Glaskapillarsäule 10 mit einem Einlaßverbindungsstüok 12 und einem Auelaßverbindungsetück 14 umfaßt. Es 1st ein Käfig 11 vorgese-

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hen, der ea möglich macht, die Säulen an dem Käfig festzumachen, ohne die Säulenenden zu strecken, und der gegen rauhe Behandlung verhältnismäßig unempfindliche Anschlüsse für die Installation des Käfigs und der Säule bietet. Das Einlaß-Verbindung θ a tück 12 nimmt ein Ende einer mit Glas ausgekleideten Röhre aus rostfreiem Stahl auf, deren anderes Ende bei 18 an eine Injektoreinrichtung 20 angeschlossen ist, die Einlasse 22 für ein Trägergas und eine Septumkappe 24 aufweist, duroh welche die Probe in das System eingeführt wird. Das Auslaßverbindungestück 14 nimmt ein Ende einer mit Glas ausgekleideten Bohre 26 aus rostfreiem Stahl auf, deren anderes Ende bei 28 an einen Empfänger 30 einer Detektoranordnung angeschlossen let· Im Betrieb der Vorrichtung strömt das Trägergas vom Injektor 20 durch die Glaskapillarsäule 10 und von dort zum Empfänger 30· Periodisch wird zum Trägergas im Injektor eine Probe zugegeben und von dort in die Säule injiziert, wo sie erhitzt werden kann, bevor sie zum Empfänger der Detektoranordnung gelangt, um dort analysiert zu werden.

Pig.2 zeigt einen gebräuchlichen Einlaßanschluß, der ein Verbindungsstück 32 mit einer durchgehenden axialen Bohrung umfaßt, die an ihren beiden Enden einen ersten zylindrischen Teil 34 mit Innengewinde, einen zweiten zylindrischen Teil 36, einen dritten, nach innen sich verjüngenden Teil 38 und einen vierten zylindrischen Teil 40 aufweist· Etwa in der Mitte dee Verbindungsstückes befindet sich ein radial nach Innen ragender Ringteil 42, der in der Mitte eine gerade durchgehende Bohrung 44 hat. Dieser Ringteil formt eine axiale Schulter als Anlage, gegen welche das Ende einer mit Glas ausgekleideten Röhre 46 aus rostfreiem Stahl anstößt. Diese Röhre hat beispielsweise einen Außendurchmesser von etwa 1,59 mm· Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß die andere Seite des Ringteils 42 eine zweite Schulter als Anlage bildet, gegen welche sich das Ende der Glaskapillarröhre 47 der Säule anlegt. Diese Röhre hat beispielsweise einen Außendurchmesser von etwa 0,75 mm. Die Enden der beiden Röhren sind also voneinander um die Dicke dieses

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Ringteils 42 beabstandet. Die mit Glas ausgekleidete rostfreie Stahlröhre wird mittels eines Schraubelementes 48 in ihrer Lage gehalten, das einen Seehskantkopf 50 zum Zweck der Justierung und einen abstehenden Schaft 52 mit Außengewinde hat, das in das Innengewinde 34 paßt. Durch eine axiale Verstellung dieses Elementes kommt dessen Ende mit einem zylindrisohen Abstandsstück 54 in Berührung, das seinerseits einen nach innen sich verjüngenden Vespel-Ring 56 erfaßt, dessen inneres Ende sich zwischen den nach innen sich verjüngenden Teil 38 des Verbindungsstückes und die Außenseite der mit Glas verkleideten rostfreien Stahlröhre 46 eingekeilt, um dadurch die Röhre in dem Verbindungsstück zu halten. Die Glaskapillarröhre wird auf die gleiche Weise am anderen Ende des Verbindungsstückes festgehalten. Es hat sich herausgestellt, daß diese bisherige Konstruktion eine Verschlechterung der Peakform und einen Verlust der Säuleneffizienz verursacht, wenn sie dazu dient, zwei Rohrstücke zu verbinden, deren Durchmesser sehr stark variieren können, wie dies später noch genauer erläutert wird.

In dem Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig.3 und 4 gezeigt ist, umfaßt die Einlaßrohrverbindung 12 ein Verbindungsstück 58 mit einer durchgehenden axialen Bohrung, die an ihren beiden Enden folgende Teile umfaßt: einen ersten zylindrischen Teil, der ein Stück 60 mit Innengewinde zur Aufnahme einer inneren Feststellmutter 61 und ein zweites Stüok 62, das an das erste Stüok mit einer Abschrägung 63 angeschlossen ist, aufweist, ferner einen zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil 64, der an den ersten Teil mit einer Abschrägung 65 angeschlossen ist, und einen dritten zentralen zylindrischen Teil 66, der den zweiten Teil des einen Endes des Verbindungsstückes mit dem zweiten Teil des anderen Endes des Verbindungsstücke β verbindet· Die Länge dieses zylindrischen Teils, die in Fig. 4B mit 67 angegeben ist, ist in der Größenordnung von beispielsweise etwa 0,64 mm, wenn man Röhren der oben erwähnten Abmessungen verwendet«

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Die Flg.4A, 4B und 4G zeigen Schritte beim Einbau der Glaskapillaren 47 und der mit GIaB verkleideten rostfreien Stahlröhre 46 in das erfindungsgemäße Verbindungsstück 12· Zunächst wird» wie in Fig.4a gezeigt, die mit Glas ausgekleidete Bohre 46 zusammen mit dem ihr beigegebenen konischen polymeren Ring oder Vespel-Ring 68 in ein Ende des Verbindungsstückes eingeschoben, bis der Ring 68 am zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil 64 anstößt, und die Glaskapillare 47 wird zusammen mit dem ihr beigegebenen konisohen polymerischen Hing oder Vespel-Ring 68* in das andere Ende des Verbindungsstückes eingeschoben, bis der Ring 68* am anderen zweiten, nach innen ei oh verjüngenden Teil 64 anstößt* Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die beiden Vespel-Ringe 68 und 68* in ihrer unkomprimierten Lagebeziehung.

Als nächster Schritt wird, wie in Fig.4B gezeigt, der Vespel-Ring 68 zusammen mit der mit Glas ausgekleideten rostfreien Stahlröhre 46 mit Hilfe der inneren Mutter 61 nach innen gedrückt, bis ihre inneren Enden die Stoßstelle zwischen dem dritten zentralen zylindrischen Teil 66 und dem zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil 64 erreichen. Dann wird die Glaskapillare 47 nach innen gedrückt, bis ihr Ende 70 am Ende der mit Glas ausgekleideten rostfreien Stahlröhre 46 stumpf anstößt, während der Vespel-Ring 68' stationär bleibt. Zu diesem Zeltpunkt befindet sich der Vespel-Ring 68 in seinem komprimierten Zustand und der Vespel-Ring 68* in seinem nicht komprimierten Zustand und der Abstand zwischen den Enden des Ringes 68* und der Stoßstelle des dritten zentralen zylindrischen Teils 66 mit dem zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil 64t der in Fig.4B mit 71 gekennzeichnet ist, beträgt größenordnungsmäßig beispielsweise etwa 0,4 mm, wenn man Röhren mit den oben erwähnten Abmessungen verwendet. Zuletzt wird, wie in Fig.40 gezeigt, der Vespel-Ring 68* mit Hilfe der inneren Mutter 61 naoh innen gedrückt und komprimiert, bis sein Ende zum Ende des Ringes etwa die bei 72 gezeigte Lagebeziehung hat. Wie man sieht, werden im zusammengebauten Zustand die mit Glas ausgekleidete Röh-

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re 46 durch die Keilwirkung des Vespel-Ringes zwischen der Auseenfläohe der Röhre und dem nach innen sich verjüngenden Teil 64 und die Glaskapillarröhre 47 mit Hilfe der Keilwirkung des Teepel-Hingee «wischen ihrer Außenfläche und dem zugeordneten, nach innen sich verjüngenden Teil 64 in ihrer Lage gehalten. Angeeichte der Tatsache, daß die Glaskapillarröhre einen Auseendurchmesser von etwa 0,75 mm hat, wogegen der Außendurchmeeser der mit Glas ausgekleideten rostfreien Stahlröhre etwa 1,59 mm beträgt, ist der Vespel-Ring 68* etwas dicker als der Veepel-Ring 68 und angesiohts der konstruktiven Merkmale der beiden Röhren wird der Ring 68 stärker komprimiert als der Ring 68·.

Ea iat besondere zu beachten, daß bei dieser Konstruktion das Ende 70 der Glaskapillarröhre 47 und das Ende der mit Glas auegekleideten rostfreien Stahlröhre 46 eine stumpf aneinanderstoseende Verbindung herstellen und bei Verwendung von polymeren Ringen im wesentlichen eine Orientierung von Ring zu Ring vorhanden ist, die einen Totraum eliminiert.

In dem in Fig.5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Rohrverbindung 14 am Säulenauslaß ein T-fÖrmiges Verbindungsstück 76, das mit seinem Einlaß ende 78 an die Glaskapillarsäule 10 und mit seinem Auelaßende 80 an die mit Glas ausgekleidete rostfreie Stahlröhre 26, die zum Empfänger führt, angeschlossen ist. Das Verbindungsstück 76 hat ein· durchgehende axiale Bohrung, die vom Einlaß zum Auslaß nacheinander folgende Teile umfaßt: einen ersten, nach innen eich verjüngenden Teil 82, einen relativ kurzen zweiten zylindrischen Teil 84, der an den ersten Teil anschließt, einen dritten langgaatreokten zylindrischen Verzweigungeteil 86, der mit dem zweiten Teil über eine Absohrägung verbunden 1st, und einen vierten, nach außen sich erweiternden Teil 88. Las Verbindungsstück 76 ist alt einem seitlichen Einlaßstutzen 90 versehen, in dem eine Bohrung 92 zur Aufnahme einer Röhre 94 für Zusatzgaa ausgebildet ist. Liese Bohrung mündet in dem Verzweigungsteil 86· Ler

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Durchmesser der zweiten zylindrischen Bohrung 84 ist praktisch der gleiche wie der Außendurchmesser der Glaskapillarröhre 47, so daß zwischen beiden eine verhältnismäßig feste Passung geformt ist. Nach dem Zusammenbau ist die Kapillarröhre 47 derart angeordnet, daß sie durch den ersten und zweiten Teil 82 und 84 bis in den Verzweigung st eil 86 reicht, so daß ihr Ende 96 sich etwas über die Mündung der Zusatzgasröhre 94 hinaus erstreckt. Im Betrieb bespült das Zusatzgas, wie durch die Pfeile 98 angedeutet, das Ende 96 der Glaekapillarröhre 47, wodurch der Toträum der Verbindung weitgehend reduziert und das Volumen in dem Verzweigungsteil 86 außerhalb der Säule wirksam eliminiert wird. Der vierte, nach außen sich erweiternde Teil 88 nimmt das Ende der mit Glas ausgekleideten rostfreien Stahlrohre 26 auf, um das Gas und die Probe zum Empfänger zu leiten, siehe Pig.1.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Rohrverbindungen für eine chromatographische Säule. Die Versuche wurden unter Verwendung einer Carbowax 20M-Säule von 25 m, wie sie von der Perkin-Elmer Corporation hergestellt wird, durchgeführt. Dies ist eine verhältnismäßig kurze Säule mit kleinem Volumen und demzufolge verstärkt sie den Effekt von unbespülten Toträumen und solchen außerhalb der Säule. Es wurden isothermische Betriebsbedingungen verwendet, da eine Temperaturprogrammierung den Effekt schlechter Bedingungen verdecken kann. Als Testprobe wurde eine Rochtemperatur-Polaritäte-Teetmischung verwendet, die aus Nonan, Isopropylbenzol, Cyclohexanon und Hexanol -1 besteht. Diese Mischung 1st nützlich cum Aufzeigen von Totraumproblemen mit Hilfe der Kohlenwaseeretoff-Peakfora und der Aktivität mit Hilfe der Alkohol- und Xeton-Peakformen. Eine etwaige in dem Chromatogramm eiohtbare Schwanzbildung kann bei dieser Probe hinsichtlich ihrer Herkunft identifiziert werden. Die chromatographiechen Testbedingungen waren die folgenden:

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Ofentemperatur: 105⁰C Injektionstemperatur: 250⁰C Bestimmungetemperatur: 250⁰C Splitter: 100 cmVain Vorsäule

^{221 !1} 0,45 omVmin analytische Säule

Probengröße: 0,2 ul Verdünnung: 256 X; Aufzeichnungegeschwindigkeit

10 mm/min

Beispiel 1

Zur Prüfung des Verbindungsstückes am Säulenauslaß wurde als Hilfsmittel des Testes die Säule unmittelbar in den Injektor (der als Spaltstelle diente) eingeführt, um die Bohrverbindung am Säuleneinlaß außer Betracht zu lassen· Ein gebräuchliches Auslaßanechlußstück mit geringem Volumen und eine mit Glas ausgekleidete rostfreie Stahlröhre wurden verwendet, um die Säule mit dem Empfänger zu verbinden. Die Ergebnisse dieses Testdurchlaufs sind in dem Chromatogramm der Fig.6 dargestellt, das folgende Reihenfolge der Elution zeigt: Nonan bei 100, Isopropylbenzol bei 102, Cyclohexanon bei 104- und Hexanol -1 bei 106. Wie ersichtlich, ist an allen Spitzen eine gewisse Schwansbildung oder ein Zieheffekt vorhanden, der bei 108 angedeutet ist· Das unbespülte Volumen befand sich, wie sich herausgestellt hat, in dem Verbindungsstück, das die Glaskapillarsäule mit der mit Glas ausgekleideten rostfreien Stahlröhre verbindet.

Beispiel 2

Sie Bedingungen für den Test des Beispiels 2 waren die gleichen wie für das Beispiel 1 ausgenommen, daß an die Stelle der bisher gebräuchlichen Bohrverbindung des Beispiels 1 eine erfindungsgemäße Bohrverbindung 14 für den Auslaß gebracht wurde, wie sie in Pig·5 gezeigt ist. Die Ergebnisse dieses Testdurchlauf s sind in dem Chromatogramm der Fig.7 dargestellt, In dem die Reihenfolge der Elution die gleiche ist wie im Beispiel 1·

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Wie man sieht, gibt ea in diesem Chromatogramm praktisch keinen Zieheffekt durch Totraum, wie dies bei 110 in Fig.7 gezeigt ist. Auch tritt keine Verbreiterung der Banden in Erscheinung. Das Zusatzgas bespült das Ende der Säule und setzt dadurch das tote Volumen des Verbindungsstückes auf ein Minimum herab und beseitigt wirksam das Volumen außerhalb der Säule in dem mit Glas ausgekleideten Bohrverzweigungsstüok.

Beispiel 3

Angesichte der Tatsache, daß ein Käfig in Verbindung mit der Säule verwendet wurde, waren zwei Rohrverbindungen notwendig, eine am Säuleneinlaß und eine am Säulenauslaß. Die Bedingungen für den Test in Beispiel 3 waren die gleichen wie für Beispiel 2, ausgenommen daß am Säuleneinlaß ein mit Glas ausgekleideter rostfreier Stahl-Spaltpunkt verwendet wurde, der an die Glaskapillarsäule mittels eines bisher gebräuchlichen Verbindungsstückes angeschlossen war. Die Ergebnisse dieses Testdurchlaufs sind in dem Chromatogramm der Fig.8 dargestellt, in dem die Reihenfolge der Elution die gleiche ist wie im Beispiel 2. Wie bei 112 deutlich zu sehen, leiden sowohl die Spitzenform als auch die Effizienz sehr stark unter dieser Zufügung·

Es wurden verschiedene Modifikationen versucht, um das unerwünschte Volumen zu eliminieren, aber sie waren nicht sehr befriedigend. Die mit Glas verkleidete Röhre wurde vor dem Einschieben in das Verbindungsstück mit einem Teflonband umwikkelt. Das Band füllte den Raum und half bis zu einem gewissen Maß das Problem zu erleichtern, es war jedoch nicht sehr befriedigend, weil es sehr schwierig war, die richtige Dicke des Bandes zu finden, weshalb das Vorgehen sehr stark von der Geschicklichkeit abhing. Als nächstes wurden die Vespel-Ringe des gebräuchlichen Verbindungsstückes durch Graphit-Ringe ersetzt· Der weiche Graphit verformte sich unter dem Druck beim Festziehen des Verbindungsstückes und füllte das Leervolumen in dem Verbindungsstück aus. Dies verbesserte die Leistung des

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Systems, erwies sich jedoch als unpraktisoh, weil dabei der Ring zerstört wurde, so daß er nur einmal verwendet werden konnte. Zudem brachten die Graphit-Ringe eine weitere Schwierigkeit mit sich, weil sie häufig infolge des kleinen Durohmessere (0,75 mm) der Glaskapillarröhre nicht dicht anschlössen.

Beispiel 4

Die Bedingungen des Tests im Beispiel 4 waren die gleichen wie für das Beispiel 3 t ausgenommen daß die herkömmliche Rohrverbindung des Beispiels 3 durch ein erfindungsgemäBes Rohrverbindungsstück 12, wie es in den Fig.3, 4A, 4B und 40 gezeigt ist, ersetzt wurde. Die Ergebnisse dieses Testdurchlaufes sind in dem Chromatogramm der Pig.9 dargestellt, in dem die gleiche Reihenfolge der Elution wie im Beispiel 3 vorhanden ist· Aue dieser Fig. wird deutlich, wie in dem Ohromatogramm bei 114 gezeigt, daß keine Sohwanzbildung durch Totraum und keine Verbreiterung der Bande vorhanden war.

Vorstehend sind verbesserte Rohrverbindungen für chromatographisohe Säulen dargelegt. Gegenüber den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen sind im Rahmen der Erfindung,· der durch die Ansprüohe gegeben ist, Abänderungen möglich·

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Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

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P. H. JAKOB

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G. BEZOLD

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MAXIMILIANSTRASSC 43

Ansprüche

· Rohrverbindung zum Verbinden einer chromatographischen Säulenröhre mit einer Verbindungsröhre in einem Chromatographen, gekennzeichnet durch ein Verbindungsstück (58) mit einer durchgehenden axialen Bohrung, die an beiden Enden des Verbindungsstückes einen ersten Teil und einen an den ersten Teil anschließenden, nach innen sich konisch verjüngenden zweiten Teil (64), sowie einen dritten zylindrischen Teil (66) aufweist, der den zweiten Teil (64) am einen Ende dee Verbindungsstückes mit dem zweiten Teil (64) am anderen Ende des Verbindungsstückes verbindet, wobei ein Ende der Verbindungsröhre (46) in einem Ende des Verbindungsstückes und ein Ende der Säulenröhre (47) im anderen Ende des Verbindungsstückes derart aufnehmbar sind, daß diese Enden der beiden Röhren (46, 47) in dem Verbindungsstück stumpf aneinanderstoßen, und wobei ein Ringelement (68) zwischen die Außenfläche der Verbindungsröhre (46) und den benachbarten zweiten Teil (64) des Verbindungsstückes festkeilbar ist, um die Verbindungsröhre in dem Verbindungsstück festzulegen, und ein zweites Ringelement (68*) zwischen die Außenfläche der Säulenröhre (47) und den benachbarten zweiten Teil (64) des Verbindungsstückes festkeilbar ist, um die Säulenröhre * in dem Verbindungsstück festzulegen.

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2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Enden der beiden Ringelemente (68, 68') in dem Verbindungsstück (38) im wesentlichen in einer Orientierung Ring gegen Ring angeordnet sind.

5. Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Röhren (46, 47) in der Nähe der Stoßeteile zwischen dem zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil (64) und dem dritten zylindrischen Teil (66) an dem Ende des Verbindungsstückes, das die Verbindungsröhre (46) aufnimmt, sich berühren.

4· Rohrverbindung naoh Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle der Orientierung Ring gegen Ring der beiden Ringelemente (68, 68') und die Berührungsstelle der Enden der beiden Röhren (46, 47) nahe beieinander liegen.

5· Rohrverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulenröhre (47) eine Glaskapillarröhre und die Verbindungeröhre (46) eine mit Glas ausgekleidete Röhre aus rostfreiem Stahl ist.

6. Rohrverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der mit Glas ausgekleideten rostfreien Stahlröhre beträchtlich größer ist als der Außendurohmeeeer der Glaekapillarröhre.

7· Rohrverbindung naoh einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Verbindungsstück aufgenommene Ende der Säulenröhre (47) das Einlaßende der chromatographischen Säule ist.

8. Rohrverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der durchgehenden axialen Bohrung zylindrisch ist und ein Stück (60) desselben mit einem Innengewinde versehen ist, in den jeweils

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eine Innere Kiemmutter (61) zum Festkeilen des betreffenden Ringelementes (68, 68*) aufnehmbar ist.

9· Rohrverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teil der durchgehenden axialen Bohrung jeweils über eine Abschrägung (65) miteinander verbunden sind.

10· Rohrverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelemente (68, 68*) konische polymere Ringe sind.

11· Chromatograph mit einer Rohrverbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Rohrverbindung (58) eingeführte Ende der Säulenröhre (47) das Einlaßende der chromatographischen Säule ist und daß der Chromatograph noch eine zweite Verbindungsröhre (26) and eine zweite Rohrverbindung (14) aufweist, die ein T-för-■lges Verbindungsstück (76) mit einem Einlaß am einen Ende and einem Auslaß am anderen Ende und mit einer durchgehenden axialen Bohrung umfaßt, welche vom Einlaß zum Auslaß der Reihe nach die folgenden Teile hat:
Einen ersten, nach innen sich verjüngenden Teil (82), einen an den ersten Teil anschließenden zweiten zylindrischen Teil (84),

•inen dritten, an den zweiten Teil anschließenden langgestreckten zylindrischen Verzweigungeteil (86) and einen vierten, nach außen sich erweiternden Teil (88), ferner alt einem Einlaß (90), der in den Verzweigungsteil (86) mündet und zur Einleitung von Zusatzgas dient, wobei dl· Bohrung derart ausgebildet ist, daß das Auslaßende der Säulenröhre (47) in dem Einlaßende des Verbindungsstükkes (76) aufnehmbar ist und durch den ersten und zweiten Teil (82, 84) in den Verzweigungsteil (86) bis zu einer Stelle reicht, die bezüglich der Mündung des Einlasses (90) näher an Auslaß liegt, so daß Zusatzgas das Aaslaßende der

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Säulenröhre bespült, und

wobei eine solche Anordnung getroffen ist» daß die «weite Verbindungeröhre (26) am Auslaß des T-förmigen Verbindungsstückes (76) abschließbar ist.

12. Chromatograph nach Anspruch 11» dadurch gekennzeichnet, daß die Säulenröhre (47) eine Glaskapillarröhre ist und daß die Verbindungsröhre (26) eine mit Glas ausgekleidete Röhre , aus rostfreiem Stahl ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der mit Glas ausgekleideten rostfreien Stahlröhre merklich größer ist als der Außendurchmeeser der Glaskapillarröhre.

14. Rohrverbindung zum Verbinden des Auslasses einer chromatographischen Säulenröhre mit einem Ende einer Verbindungsröhre in einem Chromatographen, gekennzeichnet durch ein T-förmiges Verbindungsstück (76) mit einem Einlaß am einen Ende und einem Auslaß am anderen Ende und mit einer durchgehenden axialen Bohrung, die vom Einlaß zum Auslaß der Reihe nach folgende Teile aufweist:

einen ersten, nach innen sich konisch verjüngenden Teil (82),

einen zweiten, an den ersten Teil anschließenden zylindrischen Teil (84),

einen dritten, an den zweiten Teil anschließenden, langgestreckten zylindrischen Verzweigungeteil (86) und einen vierten, naoh außen sich konisch erweiternden Teil (88JL,

sowie mit einem Einlaß (90), der in den Verzweigungsteil (86) mündet und. durch den Zusatzgas einleitbar ist, wobei die Bohrung derart ausgebildet ist, daß das Auslaßende der Säulenröhre (47) in dem Einlaßendθ des Verbindungsstükkes (76) aufnehmbar ist und durch den ersten und zweiten Teil (82, 84) in den Verzweigungsteil (86) bis zu einer

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Stelle reicht, die bezüglich der Hündung dee Einlassee (90) näher am Auslaß liegt, so daß Zusatzgas das Auslaßende der Säulenröhre bespült, und

wobei eine solohe Anordnung getroffen ist, daß die Verbindungsröhre (26) am Auslaß des T-förmigen Verbindungsstückes (76) anschließbar ist·

15· Rohrverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulenröhre (47) eine Glaskapillarröhre 1st.

16· Rohrverbindung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Durohmesser des zweiten zylindrischen Teils (84) praktisch gleich dem Außendurchmesser der Säulenröhre (47) ist, so daß die Säulenröhre im Paßsitz in diesem Bohrungsteil aufgenommen wird·

17· Verfahren zun Zusammenbau einer Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ein Ende des Verbindungsstückes (58) ein Ende der Verbindungsröhre (46), die eine mit Glas ausgekleidete Röhre ist, zusammen mit einem zugeordneten konischen polymeren Ring (68) eingeschoben wird, bis der Ring an dem benachbarten zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil (64) anliegt, und in das andere Ende des Verbindungsstückes (58) ein Ende der Säulenröhre, die eine Glaskapillarröhre ist, zusammen mit einem zugeordneten konischen polymeren Ring (68*) eingeschoben wird, bis der Ring an dem ihm benachbarten zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil (64) anliegt, daß die Verbindungsröhre mit ihrem zugehörigen Ring nach innen gepreßt und der Ring komprimiert wird, bis die inneren Enden der beiden Elemente die Stoßstelle zwischen dem dritten zylindrischen Teil und dem anschließenden zweiten konischen Teil erreicht haben, und dann die Glaskapillarröhre naoh innen gedrückt wird, bis ihr Ende am Ende der Verblndungeröhre stumpf anliegt, und daß dann der der Glaskapillarröhre beigegebene Ring (68*)

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nach innen gepreßt und komprimiert wird, bis sein Ende dem Ende des der Verbindungaröhre beigegebenen Ringes (68) praktisch gegenüberliegt, wodurch die beiden Röhren (46,47) durch den Festkeileffekt der Ringe (68, 68') zwischen den Außenflächen der Röhren und dem jeweiligen zweiten, nach innen sich verjüngenden Teil (64) festgelegt sind.

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