DE3448091C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kalt-Probenaufgabesystem für die Kapillargas­ chromatographie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein bekanntes Kalt-Probenaufgabesystem (F. Poy, Chroma­ tographia 16 (1982) 345), das nach dem split-Verfahren arbeitet, besteht aus einem Einführungsteil mit einem Septum, das bei der Einführung der eine zu untersuchende Probe enthaltenden Injektionsnadel in eine Innenbohrung eines Probenaufgabekopfes durchstochen wird. Die Innen­ bohrung des Probenaufgabekopfes ist an eine Trägergasleitung angeschlossen. In der Innenbohrung, die weiter durch eine mit Luft beheizbare Probenaufgabekammer verläuft, befindet sich eine mit inerter Quarzwolle gefüllte Vorsäule. Die Probenaufgabekammer ist an dem dem Probenaufgabekopf abge­ wandten Ende mit einem Anschlußstück versehen, durch das eine Kapillarsäule in das offene Ende der Vorsäule hinein­ ragt. Der Außendurchmesser der Kapillarsäule ist kleiner als der Innendurchmesser der Vorsäule, und der Außendurch­ messer der Vorsäule ist kleiner als der Innendurchmesser der Probenaufgabekammer. Der aus der Vorsäule austretende Trägergas-Probengas-Strom kann auf diese Weise geteilt werden, so daß nur ein Teil auf die Kapillarsäule gelangt und der andere Teil durch den Ringraum zwischen der Vor­ säule und der Probenaufgabekammer und eine daran ange­ schlossene "split"-Ableitung abgeleitet wird.

Die Verwendung eines Septums hat den Nachteil, daß durch das besonders bei automatischer Probenaufgabe häufige Durchstechen Teile des Septums in die Probenaufgabekammer gelangen und die Analysenergebnisse verfälschen können. Weitere Verfälschungen des Analysenergebnisses können da­ durch verursacht werden, daß Teile der Probe aus dem Trägergas-Probengas-Gemisch kondensieren können, bevor das Gemisch das Aufgabeende der Kapillarsäule erreicht hat.

Ein Kalt-Probenaufgabesystem der eingangs genannten Art ist aus der DE-Zeitschrift "LABO-Kennziffer-Fachzeitschrift für Labortechnik", Darmstadt, 1983, S. 2 bis 6, bekannt, bei dem als Beheizungseinrichtung eine Heizpatrone verwendet wird, die von einer an eine Seite der Probenaufgabekammer angelöte­ ten Hülse aufgenommen wird, während auf der hierzu abgewandten Seite ein Rohr mit Abstand zur Probenaufgabekammer und mit auf letztere gerichteten Luftaus­ trittsöffnungen vorgesehen ist. Bei einer derartigen Anordnung ergibt sich keine gleichmäßige Erwärmung des Verdampferrohrs, das vielmehr aufgrund der jeweils anfänglichen einseitigen Beaufschlagung zur Verkrümmung innerhalb der Probenaufgabekammer mit entsprechendem Temperaturgradienten neigt. Auch ergibt sich ein Temperaturgefälle zum Anschlußstück hin, so daß auch hierdurch die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse beeinträchtigt wird, zumal Kondensationen von verdampftem Probenmaterial in dessen Bereich auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kalt-Probenaufgabesystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das auch bei automatischer Pro­ benaufgabe reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird eine gleichmäßige Erwärmung der Probenaufgabekammer und des Anschlußstücks, letzteres durch eine entsprechende Wärmeübertragung zwi­ schen Probenaufgabekammer und Anschlußstück, die das Anschlußstück praktisch auf der Temperatur der Probenaufgabekammer hält, erzielt, so daß reproduzier­ bare Ergebnisse erreicht werden und keine Kondensationen von verdampftem Pro­ benmaterial auftreten.

Die Abkühleinrichtung bildet zweckmäßigerweise ein mit einem Kühlkörper und einem Ventilator versehenes Peltierelement, das mit seiner Kaltseite an eine wärmeisoliert verpackte Umhüllung der Probenaufgabe­ kammer in Flächenkontakt angedrückt ist. Die ganze Anord­ nung wird in für eine automatische Probenaufgabe geeigneter Weise rasch temperierbar, wobei vorzeitige Kondensationen von relativ schweren flüchtigen Bestandteilen der Probe vor dem Eintritt der Probe in die Kapillarsäule sicher verhindert werden.

Vorteilhafterweise ist zur Probenaufgabe nach Wahl mit oder ohne "split" zwischen der Probenaufgabekammer und dem Verdampferrohr ein am ersten Ende der Probenaufgabe­ kammer abgedichteter und an das Trägergas anschließbarer Ringraum ausgebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbil­ dungen dargestellt und wird nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Einführungs­ teil und einen Probenaufgabekopf, sowie dessen Verbindung mit der Probenaufgabekammer bei einem Kalt-Probenaufgabesystem nach der Er­ findung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Anschlußstück und dessen Verbindung mit der Probenaufgabe­ kammer bei dem Kalt-Probenaufgabesystem nach Fig. 1; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kalt- Probenaufgabesystems nach Fig. 1 und der zugehörigen Kühleinrichtung.

In den Abbildungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen. Die in Fig. 1 dargestellte Eingabeseite des Kalt-Probenaufgabesystems besteht generell aus einem Einführungsteil 1 und einem Probenaufgabekopf 10, der in noch zu beschreibender Weise mit einem ersten Ende einer Probenaufgabekammer 30 verbunden ist. Die in Fig. 2 dar­ gestellte Aufgabeseite des Kalt-Probenaufgabesystems be­ steht im wesentlichen aus einem Anschlußstück 50, das einerseits in noch zu beschreibender Weise mit dem zweiten Ende der Probenaufgabekammer 30 und andererseits in be­ kannter Weise, zum Beispiel durch eine Schlitzmutter mit einer Graphitpackung, mit dem Aufgabeende einer Kapillar­ säule 55 verbunden ist.

Das Einführungsteil 1 ist nach Art einer Kappe gestaltet und enthält eine Innenbohrung 2, die sich an der vom Probenaufgabekopf 10 abgewandten Seite trichterförmig erweitert, wodurch die Einführung der Injektionsnadel er­ leichtert wird. An der dem Probenaufgabekopf 10 zugewandten Seite ist das Einführungsteil 1 mit einem vorspringenden Kragen 3 versehen, der zum Eingriff mit einem entsprechend ausgebildeten Teil des Probenaufgabekopfes 10 zusammenwirkt. An dieser Seite enthält das Einführungsteil 1 eine sym­ metrisch zur Innenbohrung 2 verlaufende Ausnehmung, die eine Aufnahme 4 für einen Dichtkörper 5 bildet. Der Dichtkörper 5 enthält eine Innenbohrung 6 und ist an dem Ende, das dem Probenaufgabekopf 10 zugekehrt ist, mit einem kegelstumpf­ förmigen Teil 7 versehen. Der Dichtkörper 5 besteht aus einem inerten Material, das ein Perfluor-Polymer sein kann.

Der Probenaufgabekopf 10 enthält eine Innenbohrung 11. An der dem Einführungsteil 1 zugekehrten Seite ist der Proben­ aufgabekopf 10 mit einem Vorsprung 12 versehen, der zum Eingriff mit dem Kragen 3 des Einführungsteils 1 ausge­ bildet ist. Die Eingriffsverbindung bildet vorteilhafter­ weise eine swage-lockartige Verbindung. Innerhalb des Vor­ sprungs 12 bildet die Innenbohrung 11 eine trichterförmige Erweiterung, die an den kegelstumpfförmigen Teil 7 des Dichtkörpers 5 angepaßt ist. Wenn das Einführungsteil 1 an dem Vorsprung 12 des Probenaufgabekopfes 10 befestigt ist, fluchten die Innenbohrung 2 des Einführungsteils 1, die Innenbohrung 6 des Dichtkörpers 5 und die Innen­ bohrung 11 des Probenaufgabekopfes 10.

In Durchgangsrichtung hinter dem Vorsprung 12 erstreckt sich eine seitliche Gewindebohrung 13 in den Probenaufgabe­ kopf 10, die zur Aufnahme des Eingabeventils 14 dient. Die Gewindebohrung 13 verläuft in Richtung vom Vorsprung 12 unter einem Winkel von 135° zu der Innenbohrung 11, kann aber allgemein mit dieser einen Winkel im Bereich von über 90° bis unter 180°, vorzugsweise im Bereich von 120° bis 150°, einschließen. Die Gewindebohrung 13 erstreckt sich bis zu einer bestimmten Tiefe in den Probenaufgabekopf 10. Diese Tiefe ist dadurch bestimmt, daß eine am Boden 15 der Gewindebohrung 13 angeordnete Dichtung 16 mit ihrem Mittelpunkt im Bereich der Innenbohrung 11 liegt. Die Dichtung 16 bildet einen Ventilsitz für das Eingabeventil 14 und ihr innerer Umfangsrand liegt außerhalb der Innen­ bohrung 11. Das Eingabeventil 14 enthält ein Ventil­ gehäuse 17. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel be­ steht das Ventilgehäuse 17 aus einer Gewindehülse 18, die an dem Ende, das der Dichtung 16 zugekehrt ist, mit einer Stufe versehen ist, in der die Dichtung 16 rutschsicher in Anlage an der Grundfläche 15 gehaltert ist, und deren Außengewinde mit der Gewindebohrung 13 in Eingriff ist. In dem dem Vorsprung 12 abgewandten Teil der Gewinde­ hülse 18 ist eine mit der Innenbohrung 11 fluchtende Durchtrittsöffnung 19 ausgebildet. Das Ventilgehäuse 17 enthält weiter einen Gehäusekörper 20, der unter Zwischen­ lage eines Dichtrings 21 einer Schulter anliegt, die zwischen der Gewindebohrung 13 und einer zum Umfang des Probenaufgabekopfes 10 führenden Erweiterung der Gewinde­ bohrung 13 ausgebildet ist. Das aus der Gewindebohrung 13 vorstehende Ende des Gehäusekörpers 20 kann verschlossen oder, wie dargestellt, mit einer Bohrung 20′ versehen sein, die zu einem Trägergasanschluß führt. Der Ventilkörper des Eingabeventils 14 wird in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel von einer Kugel 22 gebildet, die in der Gewinde­ hülse 18 des Ventilgehäuses 17 aufgenommen und von einer Rückstellfeder 23 mit einer in Richtung der Dichtung 16 wirkenden Kraft beaufschlagt wird.

Das Eingabeventil 14 kann gegenüber dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel in vielfacher Weise abgeändert werden. Der Ventilkörper des Eingabeventils 14 kann jede andere geeignete Form annehmen, die eine Verschiebung bei Ein­ führung einer Injektionsnadel in die Innenbohrung 11 des Probenaufgabekopfes 10 gestattet. Dabei müssen die Gewinde­ hülse 18 und mindestens die Dichtung 16 an die Formgebung des Ventilkörpers angepaßt sein.

In Durchgangsrichtung hinter der Gewindebohrung 13 befindet sich in dem Probenaufgabekopf 10 eine Anschlußverbindung 24, die bei Fehlen der Bohrung 20′ im Gehäusekörper 20 des Ein­ gabeventils 14 in üblicher Weise als Trägergasanschluß ausgebildet und daher hier nicht näher beschrieben ist. Die Anschlußverbindung 24 erstreckt sich vom Umfang des Probenaufgabekopfes 10 zu dessen Innenbohrung 11.

An der dem Einführungsteil 1 abgewandten Seite ist der Probenaufgabekopf 10 mit einer Stufenbohrung 25 versehen, die sich von der Innenbohrung 11 in einer ersten Stufe 26, einer zweiten Stufe 27 und einer dritten Stufe 28 nach außen erweitert und zur Verbindung mit der Probenaufgabe­ kammer 30 dient.

Die Probenaufgabekammer 30 ist allgemein rohrförmig aus­ gebildet und hat einen Innendurchmesser, der die Aufnahme einer Vorsäule oder eines Verdampferrohres 31 gestattet, das mit einem inerten Material wie Glaswolle oder dgl. gefüllt sein kann. Der Außendurchmesser des Verdampfer­ rohres 31 ist kleiner als der Innendurchmesser der Proben­ aufgabekammer 30, so daß zwischen dieser und dem Ver­ dampferrohr 31 ein Ringraum 32 gebildet wird, der eine Probenaufgabe nach dem split-Verfahren gestattet.

Das erste Ende der Probenaufgabekammer 30 ist zur Ver­ bindung mit dem Probenaufgabekopf 10 mit einem Dichtungs­ teil 33 versehen, das in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel fest mit der Probenaufgabekammer 30 verbunden ist, aber auch damit aus einem Stück gebildet sein kann. Das Dichtungsteil 33 bildet ein erstes Endteil 34 und ein zweites Endteil 35 zur Verbindung mit der zweiten bzw. dritten Stufe der Stufenbohrung 25 im Probenaufgabekopf 10. Im zusammengebauten Zustand des Kalt-Probenaufgabesystems steht ein Ende des Verdampferrohres 31 über das erste End­ teil 34 hinaus vor und ist in die erste Stufe 26 der Stufen­ bohrung 25 im Probenaufgabekopf 10 eingepaßt. In die zweite Stufe 27 der Stufenbohrung 25 ist eine Dichtpackung 36, vorzugsweise eine Graphitpackung, eingesetzt, die am Umfang des vorstehenden Endes des Verdampferrohres 31, an der Stirnfläche des ersten Endteils 34 und diesem und der Wandung der zweiten Stufe 27 abdichtend anliegt. Das zweite Endteil 35 des Dichtungsteils 33 ist durch ein Gewinde mit der dritten Stufe 28 der Stufenbohrung 25 im Probenaufgabe­ kopf 10 im Eingriff und sichert so die abdichtende Ver­ bindung zwischen dem Probenaufgabekopf 10 und der Proben­ aufgabekammer 30. Außerhalb des Probenaufgabekopfes 10 er­ streckt sich ein von dem Dichtungsteil 33 ausgehendes Anschlußrohr 37, das abdichtend in das Dichtungsteil 33 eingesetzt ist und mit dem Ringraum 32 in Verbindung steht. Das Anschlußrohr 37 dient als "split"-Rohr zur Ableitung der "split"-Gase bei der Probenaufgabe nach dem "split"- Verfahren und ist in bekannter Weise absperrbar, so daß das hier beschriebene Kalt-Probenaufgabesystem auch für die "split"-lose Probenaufgabe geeignet ist. Außerdem kann ein weiteres Verbindungsrohr von dem Dichtungsteil 33 ausgehen.

Die Probenaufgabekammer 30 ist über den größten Teil ihrer Länge mit einer ersten elektrischen Heizung 38 in Form einer Heizwicklung versehen, die so ausgelegt ist, daß die Probenaufgabekammer 30 in sehr kurzer Zeit auf die ge­ wünschte Temperatur erhitzt werden kann. Im Übergangs­ bereich zu ihren Enden ist die Probenaufgabekammer 30 mit Wärmeübergangssperren 39 versehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils von zwei Umfangsnuten gebildet sind, die die Wandstärke der Probenaufgabekammer 30 ver­ ringern und dadurch die Wärmeableitung zu den Enden re­ duzieren.

Das zweite Ende der Probenaufgabekammer 30 ist zur Ver­ bindung mit dem Anschlußstück 50 ausgebildet, das im all­ gemeinen in den Ofenraum des jeweiligen Gaschromatographen eingeführt ist. Ein erstes Endteil 40 des zweiten Endes der Probenaufgabekammer 30 hat einen größeren Außendurch­ messer als die Probenaufgabekammer 30. Auf das erste End­ teil 40 ist eine zweite elektrische Heizung 41 in Form einer Heizwicklung aufgewickelt, deren Auslegung weiter unten erörtert wird. Das zweite Endteil 42 ist mit einem Gewinde zur Befestigung des Anschlußstückes 50 versehen und enthält eine plan bearbeitete Stirnfläche. Im zusammen­ gebauten Zustand des hier beschriebenen Kalt-Probenaufgabe­ systems erstreckt sich das Verdampferrohr 31 unter Aus­ bildung des Ringraumes 32 bis in das zweite Endteil 42 hinein, endet aber in einem Abstand vor der plan bear­ beiteten Stirnfläche des zweiten Endteils 42.

Das Anschlußstück 50 besteht aus einem ersten Gewinde­ teil 51, das zur Verbindung mit dem zweiten Endteil 42 des zweiten Endes der Probenaufgabekammer 30 ausgebildet ist und eine plan bearbeitete Fläche aufweist, die bei der Anbringung des Anschlußstückes 50 an der Probenauf­ gabekammer 30 der plan bearbeiteten Stirnfläche des zweiten Endteils 42 fest anliegt. Ein zweites Gewindeteil 52 des Anschlußstückes 50 ist der Kapillarsäule 55 zugekehrt und wird mit dieser in bekannter Weise verbunden, zum Beispiel durch eine Überwurfmutter 56 unter Abdichtung durch eine Graphitpackung 54 (Graphpack-Anschlußsystem Gerstel). Das Anschlußstück 50 weist ferner eine Innenbohrung auf, durch die sich das Aufgabeende der Kapillarsäule 55 bis in das Verdampferrohr 31 hinein erstreckt. Das Anschluß­ stück 50 ist in der beschriebenen Weise auswechselbar an der Probenaufgabekammer 30 angeordnet, da die üblicher­ weise verwendeten Kapillarsäulen unterschiedliche Stärke haben, so daß für die jeweils verwendete Kapillarsäule das passende Anschlußstück 50 verwendet werden muß. Das Aufgabeende der Kapillarsäule 55 kommt mit der Innenwand des Verdampferrohres 31 nicht in Berührung, weil der Radialabstand zwischen der Kapillarsäule 55 und der Innen­ bohrung 53 des Anschlußstückes 50 stets 0,1 mm ist.

Das Anschlußstück 50 ist in wärmeleitendem Kontakt mit dem zweiten Ende der Probenaufgabekammer 30 und besteht aus einem hochwärmeleitenden Material, im dargestellten Aus­ führungsbeispiel aus einer Silberlegierung. Die zweite Heizung 41 am ersten Endteil 40 des zweiten Endes der Probenaufgabekammer 30 ist nun so ausgelegt, daß dieses erste Endteil 40 und das Anschlußstück 50 unter allen Betriebsbedingungen wenigstens annähernd die gleiche Tem­ peratur wie die Probenaufgabekammer 30 haben. Durch den festen Kontakt zwischen der plan bearbeiteten Stirnfläche an dem zweiten Endteil 42 und der plan bearbeiteten Fläche an dem ersten Gewindeteil 51 wird der wärmeleitende Kontakt zwischen dem ersten Endteil 40 und dem Anschlußstück 50 zu­ sätzlich gesichert. Die durch die Ringnuten 39 gebildete Wärmeübergangssperre verhindert dabei einen wesentlichen Wärmeübergang vom ersten Endteil 40 des zweiten Endes auf die Probenaufgabekammer 30.

Die Heizwicklungen der ersten und zweiten elektrischen Heizung 38 und 41 bilden eine Beheizungseinrichtung, die an eine programmierbare Steuerung üblicher und daher nicht näher erläuterter Bauart angeschlossen ist. Dadurch wird die Beheizung der Probenaufgabekammer 30 und des Anschluß­ stückes 50 nach einer vorwählbaren Heizgeschwindigkeit er­ möglicht. Zur Anzeige und Kontrolle ist dabei ein im Bereich der Wärmeübergangssperre 39 zwischen den Heizungen 38 und 41 ein Temperaturfühler 43 vorgesehen, der in üblicher Weise an ein nicht dargestelltes Anzeigegerät angeschlossen ist. Die Spannungsversorgung der zweiten Heizung 41 wird in Abhängigkeit von der Programmierung der Spannungs­ versorgung für die Heizung 38 der Probenaufgabekammer 30 so gesteuert, daß die Temperaturdifferenz zu dieser gleich 0 oder minimal ist. Bei relativ niedriger Aufheizgeschwindig­ keit hat das Anschlußstück 50 daher praktisch die gleiche Temperatur wie die Probenaufgabekammer 50 unabhängig von der jeweiligen Höhe der Temperatur. Nur bei relativ hohen Aufheizgeschwindigkeiten können vorübergehend gewisse geringe, aber unschädliche Temperaturunterschiede zwischen dem An­ schlußstück 50 und der Probenaufgabekammer 30 auftreten.

Für die automatische Probenaufgabe ist eine Abkühlungs­ einrichtung vorgesehen, die das Probenaufgabesystem nach jeder Probenaufgabe so rasch wie möglich wieder auf Raum­ temperatur abkühlt. Dafür wird vorteilhafterweise ein Peltierelement verwendet. Ebenso ist es zur Vermeidung von Wärmeverlusten zweckmäßig, das Kalt-Probenaufgabesystem mit einer Wärmeisolierung zu versehen.

Die Probenaufgabekammer 30 des vorstehend beschriebenen Kalt-Probenaufgabesystems ist von einer Umhüllung 60 aus einem gut wärmeleitenden Material wie Aluminium umgeben, und die Umhüllung 60 ist an den Enden durch Deckel 61 aus einem Isolierstoff wie Glimmer verschlossen. Die Probenaufgabekammer 30 ist an ihrem Dichtungsteil 33 fest mit einer Scheibe 62 aus Metall verbunden, die ver­ drehungssicher an dem Deckel 61 befestigt ist.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Umhüllung 60 einen rechteckigen Querschnitt und ist auf drei Seiten im Abstand von einer Blechverkleidung 63 umgeben. Der Zwischenraum 64 zwischen der Umhüllung 60 und der Blech­ verkleidung 63 ist mit einem Isoliermaterial wie Stein­ wolle ausgefüllt. An der vierten Seite liegt die Umhüllung 60 unter Flächenkontakt der Kaltseite eines Peltierelementes 65 unter Druck auf, das an eine Stromversorgung angeschlossen ist und dessen gegenüberliegende Warmseite einem Kühl­ körper 66 mit Kühlrippen 67 anliegt. Der Kühlkörper 66 ist mit einem Ventilator 68 verbunden, der einen Luftstrom zur Wärmeabfuhr aus dem Kühlkörper 66 erzeugt. Die Um­ hüllung 60 ist durch einen Befestigungsbügel 69 und Be­ festigungsschrauben 70 mit dem Kühlkörper 66 so fest ver­ bunden, daß die Umhüllung 60 und das Peltierelement 65 unter dem notwendigen Druck aneinander anliegen.

Die Umhüllung 60 und die betreffenden Teile der Wärme­ isolierung sind mit (nicht gezeigten) Durchführungen für die Zuleitungen zu den Heizungen 38, 41 und dem Temperatur­ fühler 43 versehen.

Das Einführungsteil 1, der Probenaufgabekopf 10 und seine Teile sowie die Probenaufgabekammer 30 sind aus einem für diesen Anwendungszweck inerten Material wie VA-Stahl her­ gestellt. Das ganze System ist so konstruiert, daß das Totvolumen minimal ist und die Nadel bis in einen Bereich des Verdampferrohres 31 einführbar ist, in dem keine Temperaturinhomogenitäten bestehen.

Zur Durchführung der Probenaufgabe wird eine Injektionsnadel in die Innenbohrung 2 des Einführungsteils 1 und in die Innenbohrung 6 des Dichtkörpers 5 eingeführt. Da der Dicht­ körper 5 im Bereich seines kegelstumpfförmigen Teils 7 in dem Vorsprung 12 des Probenaufgabekopfes 10 geringfügig zusammengedrückt wird, verringert sich der Durchmesser der Innenbohrung 6 geringfügig an dem Ende, das in dem Vor­ sprung 12 eingespannt ist. Es wird dadurch erreicht, daß der Dichtkörper 5 der Injektionsnadel abdichtend anliegt. Die Injektionsnadel ist trotzdem in der Innenbohrung 6 des Dichtkörpers 5 leicht verschiebbar, wobei keine Gefahr be­ steht, daß die Injektionsnadel beschädigt wird oder Teile des Dichtkörpers 5 losgerissen und mit der Injektionsnadel in die Probenaufgabekammer 30 eingebracht werden. Bei der weiteren Einführung der Injektionsnadel trifft diese auf die Kugel 22 des Eingabeventils 14 unter einem solchen Winkel, daß eine Beschädigung der empfindlichen Spitze der Injektionsnadel ausgeschlossen ist. Bei der beschriebenen Winkelstellung des Eingabeventils 14 genügt nämlich bereits ein geringer Druck durch die Injektionsnadel, um die Kugel 22 von der Dichtung 16 abzuheben und den Durchgang durch die Innenbohrung 11 des Probenaufgabekopfes 10 frei­ zugeben. Durch die Anlage des Dichtkörpers 5 an der Injek­ tionsnadel ist dabei trotz Öffnung des Eingabeventils 14 die Abdichtung des Kalt-Probenaufgabesystems sichergestellt. Die Dichtung 16 des Eingabeventils 14 ist so angeordnet, daß die Injektionsnadel sie nicht berührt und somit ihre Beschädigung durch die Injektionsnadel ausgeschlossen ist. Nach Eingabe der Probe in das Verdampferrohr 31 wird die Injektionsnadel wieder zurückgezogen. Dabei kehrt die Kugel 22 des Eingabeventils 14 wieder in abdichtende Anlage an die Dichtung 16 zurück, so daß das Kalt-Probenaufgabe­ system trotz der nunmehr nach außen offenen Innenbohrung 6 des Dichtkörpers 5 abgedichtet bleibt.

Die Eingabe der Probe erfolgt bei laufendem Trägergas­ strom, der über die Bohrung 20′ des Eingabeventils 14 oder die Anschlußverbindung 24 des Probenaufgabekopfes 10 oder gegebenenfalls über beide zugeführt werden kann. Falls die zu untersuchende Probe Lösungsmittel enthält, das nicht auf die Kapillarsäule gelangen soll, wird das Anschluß­ rohr 37 zunächst an die Trägergasquelle angeschlossen. Das Trägergas wird dann vom Anschlußrohr 37 durch den Ringraum 32 und das Verdampferrohr 31 geleitet und tritt durch die Anschlußverbindung 24 aus. Dabei wird gleichzeitig durch die Bohrung 20′ Trägergas in das Eingabeventil 14 ein­ geleitet und dadurch verhindert, daß Lösungsmitteldämpfe in das Eingabeventil 14 gelangen. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wird das Anschlußrohr 37 wieder von der Trägergasquelle getrennt. Das Trägergas wird dann wie vor­ her eingeleitet, wobei das Anschlußrohr 37 als "split"- Ableitungsrohr dient, und es erfolgt die programmierte Aufheizung mit einer vorwählbaren Aufheizgeschwindigkeit. Nach Aufgabe der Probe auf die Kapillarsäule 55 schaltet sich die Heizung ab und die Stromversorgung für das Peltierelement 65 ein. Das Kalt-Probenaufgabesystem ist so schon nach kurzer Zeit auch zur automatischen Aufgabe einer weiteren Probe bereit. Beispielsweise wird das Probenaufgabesystem in 17,5 s von 48° auf 190°C auf­ geheizt; die Abkühlung von einer Probenaufgabetemperatur von 300°C auf Raumtemperatur läßt sich in weniger als 10 min erreichen.

Claims (18)

1. Kalt-Probenaufgabesystem für die Kapillargaschromatographie, beste­ hend aus einem Einführungsteil (1) zur Einführung einer eine Probe enthalten­ den Injektionsnadel, aus einem Probenaufgabekopf (10) mit einer Innenbohrung (11), deren eines Ende an den Einführungsteil angeschlossen ist, aus einem mit der Innenbohrung (11) verbundenen Trägergasanschluß (24), aus einer be­ heizbaren, allgemein rohrförmigen Probenaufgabekammer (30), deren erstes Ende an das andere Ende der Innenbohrung (11) angeschlossen ist und die zur Aufnahme eines Verdampferrohres (31) ausgebildet ist, und aus einem auswechselbaren An­ schlußstück (50), das mit einem zweiten Ende der Probenaufgabekammer (30) verbunden ist und eine Innenbohrung (53) aufweist, durch die das Aufgabeende der Kapillarsäule (55) in das zweite Ende der Probenaufgabekammer (30) ein­ führbar ist, die an dem ersten Ende ein Dichtungsteil (33) zur Verbindung mit dem Probenaufgabekopf (10) aufweist, und aus einer programmgesteuerten elek­ trischen Beheizungs- und einer Abkühleinrichtung zur Temperierung der Proben­ aufgabekammer (30), dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungsein­ richtung aus einer ersten elektrischen Heizwicklung (38) für die Probenaufgabe­ kammer (30) und einer zweiten elektrischen Heizwicklung (41) für ein ver­ dicktes, mit dem Anschlußstück (50) verbundenes Endteil (40, 42) des zweiten Endes der Probenaufgabekammer (30) besteht, mittels derer das aus hochwärme­ leitendem Material bestehende Anschlußstück (50) durch die zweite Heizwicklung (38) programmgesteuert auf wenigstens annähernd die Temperatur der Probenauf­ gabekammer (30) beheizbar ist.

2. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (50) aus einer Silberlegierung besteht.

3. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlußstück (50) ein erstes Gewindeteil (51) zur Befesti­ gung an dem Endteil (41, 42) der Probenaufgabekammer (30), eine an die jewei­ lige Kapillarsäule (55) angepaßte Innenbohrung (53) und ein zweites Gewinde­ teil (52) aufweist.

4. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung (53) des zweiten Gewindeteils (52) so bemessen ist, daß der Radialabstand zwischen dieser und der darin eingeführten Kapillarsäule (55) 0,1 mm beträgt, und daß zwischen dem zweiten Endteil (52) und einer Über­ wurfmutter (56) eine Graphitpackung (54) zur abdichtenden Durchführung der Kapillarsäule (55) vorgesehen ist.

5. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Endabschnitt (42) des Endteils (41, 42) der Probenaufgabe­ kammer (30) und das erste Gewindeteil (51) des Anschlußstückes (50) mit gegen­ überliegenden, plan bearbeiteten Stirnflächen versehen sind, die im Verbin­ dungszustand der beiden Körper fest aneinander liegen, und daß das Verdamp­ ferrohr (31) in einem Abstand von der Stirnfläche des ersten Gewindeteils (51) endet.

6. Kalt-Probenaufgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenaufnahmekammer (30) in den Übergangsbereichen zu deren erstem und zweitem Ende Wärmeübergangssperren (39) aufweist.

7. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübergangssperren (39) jeweils von mindestens einem Bereich verrin­ gerter Wandstärke gebildet sind.

8. Kalt-Probenaufgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühleinrichtung aus einem mit einem Kühlkörper (66) und einem Ventilator (68) an seiner Warmseite verbundenen Peltierelement (65) besteht.

9. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenaufgabekammer (30) in einer Umhüllung (60) angeordnet ist und daß die Umhüllung (60) in Flächenkontakt an die Kaltseite des Peltierelementes (65) angedrückt ist.

10. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (60) mit Befestigungsschrauben (70) an dem Kühlkörper (66) gehaltert ist.

11. Kalt-Probenaufgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umhüllung (60) für die Probenaufgabekammer (30) im Bereich des ersten und zweiten Endes der Probenaufgabekammer (30) durch wärme­ isolierende Deckel (61) abgeschlossen ist.

12. Kalt-Probenaufgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umhüllung (60) für die Probenaufgabekammer (30) von einer Verkleidung (63) unter Ausbildung eines mit Wärmeisoliermaterial ge­ füllten Zwischenraumes (64) umgeben ist.

13. Kalt-Probenaufgabesystem nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungseinrichtung einen im Bereich der Wärmeüber­ gangssperre (39) am zweiten Ende der Probenaufgabekammer (30) angeordneten Temperaturfühler (43) aufweist.

14. Kalt-Probenaufgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsteil (33) ein erstes Endteil (34) zur ab­ dichtenden Verbindung mit einer mittleren Stufe (27) einer Stufenbohrung (25) an dem der Probenaufgabekammer (30) zugekehrten Ende des Probenaufgabekopfes (10) und ein zweites Endteil (35) zur Verbindung mit einer dritten Stufe (28) der Stufenbohrung (25) des Probenaufgabekopfes (10) aufweist.

15. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtpackung (36) ein aus dem ersten Endteil (34) vorstehendes Ende des Verdampferrohres (31) umgibt und in der zweiten Stufe (27) der Stufenboh­ rung (25) das erste Endteil (34) des Dichtungsteils (33) stirnseitig und am Umfang abdichtend einschließt.

16. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Endteil (35) des Dichtungsteils (33) in der dritten Stufe (28) der Stufenbohrung (25) befestigt ist.

17. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste und zweite Endteil (34, 35) und die Probenaufgabekam­ mer (30) einen Innendurchmesser haben, der größer ist als der Außendurchmesser des Verdampferrohres (31), und zwischen diesem und den Endteilen (34, 35) in der Probenaufgabekammer (30) ein an deren erstem Ende durch die Dichtpackung (36) abgedichteter Ringraum (32) gebildet ist.

18. Kalt-Probenaufgabesystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Endteil (35) des ersten Endes mindestens ein mit dem Ringraum (32) verbundenes, verschließbares Anschlußrohr (37) aufweist.