DE3921231A1 - Flow monitor, e.g. for buffer soln. in high pressure - LC has chamber with inlet, outlet and contact electrode arrangement - Google Patents

Flow monitor, e.g. for buffer soln. in high pressure - LC has chamber with inlet, outlet and contact electrode arrangement

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Abstract

A flow monitor has a housing with a liquid input and output connected to a chamber for the liquid whose flow is monitored. A contact arrangement generates an electrical signal when the liquid flow is interrupted by a gas such as air. The contact electrode arrangement has one electrode (34) mounted in the chamber at a distance vertically above the outlet and a second electrode vertically below the first. USE/ADVANTAGE - E.g. for monitoring for continuous flow of buffer sol. in high press. liquid chromatography. Very reliable.

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Strömungswäch­ ter mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 als bekannt vorausgesetzten Merkmalen.The present invention is based on a flow monitor ter as known in the preamble of claim 1 required characteristics.

In vielen technischen und wissenschaftlichen Geräten muß während des Betriebes eine kontinuierliche Flüssigkeits­ strömung aufrechterhalten werden. Ein typisches Beispiel sind Hochdruck-Flüssigkeitschromatographen, bei denen eine Pufferlösung mittels einer Pumpe durch eine Chromato­ graphiesäule gepumpt wird. Durch Unachtsamkeit oder technische Defekte kommt es in der Praxis immer wieder vor, daß Luft in die Ansaugleitung der Pumpe für die Pufferlösung gelangt, was dann zu einer Beschädigung der recht teuren Chromatographiesäule führen kann. Ähnliche Probleme treten auch bei anderen Geräten auf.In many technical and scientific devices must have a continuous liquid during operation flow is maintained. A typical example are high pressure liquid chromatographs where a buffer solution using a pump through a chromato graphic column is pumped. By carelessness or technical defects occur again and again in practice before that air in the suction line of the pump for the Buffer solution arrives, which then leads to damage quite expensive chromatography column. Similar Problems also occur with other devices.

Die vorliegende Erfindung löst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Strömungswächter zu schaffen, der einfach ist, preiswert hergestellt werden kann und sehr zuverlässig arbeitet.The present invention solves through the characterizing Features of claim 1, the task of a generic To create flow switches that are simple, inexpensive can be produced and works very reliably.

Der vorliegende Strömungswächter wird in eine Flüssigkeits­ leitung eingeschaltet, die eine Flüssigkeit mit einer gewissen elektrischen Leitfähigkeit führt, und liefert ein elektrisches Signal, wenn die Flüssigkeitsströmung durch die Leitung durch größere Mengen von Gas, wie Luft, unterbrochen wird. Da keine mechanisch beweglichen Teile vorhanden sind arbeitet der vorliegende Strömungs­ wächter sehr zuverlässig und verschleißarm.The present flow switch is in a liquid switched on, the liquid with a liquid leads and delivers certain electrical conductivity an electrical signal when the fluid flow by piping through larger amounts of gas, such as Air that is interrupted. Since no mechanically movable Parts of the current flow are working guard very reliable and low wear.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe following is a preferred embodiment the invention with reference to the drawing explained. Show it

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Hochdruck-Flüssigkeitschromatographensystems mit einem im Axialschnitt dargesstellten Strömungs­ wächter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und Fig. 1 is a schematic representation of a part of a high-pressure liquid chromatograph system with a flow monitor shown in axial section according to a preferred embodiment of the invention and

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung, welche in Verbindung mit dem Strömungswächter gemäß Fig. 1 verwendet werden kann. Fig. 2 shows a circuit arrangement which can be used in connection with the flow switch according to Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Hochdruck-Flüssigkeits­ chromatographensystems schematisch dargestellt, welches einen Vorratsbehälter 10 für eine Pufferlösung enthält, der über einen Schlauch 12, welcher einen Teil einer Pufferflüssigkeitsleitung bildet, mit einem Flüssigkeits- Eingangsanschluß 14 eines erfindungsgemäßen Strömungs­ wächters 16 verbunden ist. Der Strömungswächter 16 hat einen Flüssigkeits-Ausgangsanschluß 18, der dem Eingangs­ anschluß 14 gegenüberliegt und über einen weiteren Schlauch 20 mit dem Eingang einer Pumpe 22 verbunden ist, deren Ausgang 24 mit einer nicht dargestellten Chromatographie- Säule verbunden ist.In Fig. 1, a part of a high-pressure liquid chromatograph system is shown schematically, which contains a reservoir 10 for a buffer solution, which is connected via a hose 12 , which forms part of a buffer liquid line, with a liquid inlet port 14 of a flow monitor 16 according to the invention . The flow monitor 16 has a liquid outlet connection 18 , which is opposite the inlet connection 14 and is connected via a further hose 20 to the inlet of a pump 22 , the outlet 24 of which is connected to a chromatography column (not shown).

Der Strömungswächter 16 hat ein Gehäuse mit einem unten geschlossenen und oben mit einem Außengewinde versehenen rohrförmigen Gehäuseteil 26 aus PVC oder einem anderen Kunststoff oder nichtleitendem Material. Das Gehäuseteil 26 ist oben durch einen aufgeschraubten Deckel 28 verschlossen. Zur Abdichtung des Gehäuseteils 26 mit dem Deckel 28 kann ein O-Ring 30 vorgesehen sein. The flow monitor 16 has a housing with a tubular housing part 26 closed at the bottom and provided with an external thread at the top, made of PVC or another plastic or non-conductive material. The housing part 26 is closed at the top by a screwed-on cover 28 . An O-ring 30 can be provided to seal the housing part 26 with the cover 28 .

Der Eingangsanschluß 14 und der Ausgangsanschluß 18 sind aus Metall, wie nichtrostendem Stahl und als glatte Schlauchanschlüsse für Kunststoffschläuche ausgebildet. Sie sind in entsprechende, angesenkte Gewindelöcher am bodenseitigen Ende des Gehäuses eingeschraubt, durch Gegenmuttern 32 fixiert und erforderlichenfalls durch nicht dargestellte Dichtungen zwischen Mutter und Gehäuse­ außenwand abgedichtet.The input connection 14 and the output connection 18 are made of metal such as stainless steel and as smooth hose connections for plastic hoses. They are screwed into corresponding countersunk threaded holes at the bottom end of the housing, fixed by lock nuts 32 and, if necessary, sealed by means of seals (not shown) between the nut and the housing outer wall.

In der Nähe des oberen Endes des Gehäuses ist eine erste Elektrode 34 in Form eines Bolzens aus nichtrostendem Stahl angeordnet, der durch entsprechende Löcher im Gehäuse 26 geht, dieses diametral durchsetzt und durch Muttern 36 fixiert ist, die auf seine mit Gewinden ver­ sehenen Enden aufgeschraubt und ggf. mit Dichtungen unterlegt sind. Auch hier können zwischen den Muttern und der Gehäuseaußenwand geeignete Dichtungen (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Zum elektrischen Anschluß dient eine Kontaktfahne 38, die unter die eine Mutter 36 geschraubt ist.Near the upper end of the housing, a first electrode 34 is arranged in the form of a bolt made of stainless steel, which passes through corresponding holes in the housing 26, passes through it diametrically and is fixed by nuts 36 , which are screwed onto its threaded ends and if necessary are underlaid with seals. Here too, suitable seals (not shown) can be provided between the nuts and the outer wall of the housing. For the electrical connection, a contact tab 38 is used , which is screwed under a nut 36 .

In der Nähe des bodenseitigen Endes des Gehäuseteils 26 befindet sich eine zweite Elektrode 40, die wie die Elektrode 34 ausgebildet und mit einer Kontaktfahne 42 elektrisch verbunden ist. Die Elektrode 40 durchsetzt das Gehäuse 26 senkrecht zur Elektrode 34.In the vicinity of the bottom end of the housing part 26 there is a second electrode 40 which, like the electrode 34 , is electrically connected to a contact tab 42 . The electrode 40 passes through the housing 26 perpendicular to the electrode 34 .

Anstelle der Elektrode 40 oder zusätzlich zu dieser können auch der Eingangs- und/oder der Ausgangs-Anschluß 14 bzw. 18 als zweite Elektrode verwendet werden, wie es für den Eingangsanschluß 14 dargestellt ist, der für diesen Zweck mit einer Kontaktfahne 44 versehen ist.Instead of or in addition to the electrode 40 , the input and / or the output connection 14 or 18 can also be used as the second electrode, as shown for the input connection 14, which is provided with a contact lug 44 for this purpose.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung enthält einen Netztransformator 50 mit getrennter Sekundärwicklung 50a, an deren Klemmen 52 eine Niederspannung von z. B. 15 Volt zur Verfügung steht. An die Klemmen ist eine Reihenschaltung aus einer Diode 54, der Emitter-Kollektor- Strecke eines pnp-Transistors 56, einem Strombegrenzungs­ widerstand 58 und einer Relaisschaltung 60 angeschlossen. Die Relaisschaltung 60 enthält eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 62, einer Steuerwicklung 64 und einer Diode 66. Die Steuerwicklung 64 steuert einen Arbeitskontakt 68, der in Reihe mit der Pumpe 24 und einer Stromquelle 70 für die Pumpe geschaltet ist. Zwischen den Emitter und die Basis des Transistors 56 ist die Emitter-Kollektor-Strecke eines npn-Transistors 71 geschaltet.The circuit arrangement shown in Fig. 2 contains a power transformer 50 with a separate secondary winding 50 a, at the terminals 52 a low voltage of z. B. 15 volts is available. At the terminals, a series circuit of a diode 54 , the emitter-collector path of a pnp transistor 56 , a current limiting resistor 58 and a relay circuit 60 is connected. The relay circuit 60 contains a parallel circuit consisting of a capacitor 62 , a control winding 64 and a diode 66 . The control winding 64 controls a normally open contact 68 which is connected in series with the pump 24 and a current source 70 for the pump. The emitter-collector path of an NPN transistor 71 is connected between the emitter and the base of the transistor 56 .

An die Klemmen 52 ist außerdem eine Spannungsteilerschaltung angeschlossen, welche in Reihe einen ersten Widerstand 72, einen zweiten Widerstand 74, einen Trennkondensator 76 und die Elektrodenanschlüsse 34, 42 des Strömungswächters 16 (Fig. 1) enthält. Die Verbindung der Widerstände 72, 74 ist über eine Diode 78 mit der Verbindung der Diode 54 und dem Emitter des Transistors 56 sowie direkt mit der Basis des Transistors 71 verbunden.A voltage divider circuit is also connected to the terminals 52 and contains in series a first resistor 72 , a second resistor 74 , an isolating capacitor 76 and the electrode connections 34 , 42 of the flow monitor 16 ( FIG. 1). The connection of the resistors 72 , 74 is connected via a diode 78 to the connection of the diode 54 and the emitter of the transistor 56 and directly to the base of the transistor 71 .

Die beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei Inbetriebnahme wird die durch das Gehäuse 26, 28 gebildete Kammer mit Pufferlösung 80 gefüllt, so daß eine ausreichend leitende Verbindung zwischen den Anschlüssen 34 und 42 besteht. Die als empfindliches elektronisches Schütz arbeitende Schaltung gemäß Fig. 2 erregt dann die Relaiswicklung 64, so daß der Arbeitskontakt 68 schließt und die Pumpe 22 in Betrieb gesetzt werden kann. Beim normalen Betrieb bleibt dieser Zustand erhalten. Kleinere Luftblasen sammeln sich oben in der durch das Gehäuse 26, 28 gebildeten Kammer an, wie bei 82 dargestellt ist, ohne den Betrieb zu beeinträchtigen, da die Kammer in vertikaler Richtung über die Elektrode 34 hinausreicht. The device described works as follows: When starting up, the chamber formed by the housing 26 , 28 is filled with buffer solution 80 so that there is a sufficiently conductive connection between the connections 34 and 42 . The operating as a contactor sensitive electronic circuit of FIG. 2 then energizes the relay coil 64 so that the normally open contact 68 closes and the pump can be set in Operation 22. This state remains in normal operation. Smaller air bubbles accumulate at the top in the chamber formed by the housing 26 , 28 , as shown at 82 without affecting operation because the chamber extends vertically beyond the electrode 34 .

Der Strömungswächter arbeitet also auch als Blasenfalle. Wenn aus irgendeinem Grunde größere Mengen Luft durch den Eingangsanschluß 14 in das Gehäuse 16 gelangen, sinkt das Flüssigkeitsniveau im Gehäuse unter die Elektrode 34 ab, so daß die bisher durch die Flüssigkeit geschaffene elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 34 und 42 unterbrochen wird. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 bewirkt dann, daß der Arbeitskontakt 68 öffnet und die Pumpe stromlos wird, so daß keine Beschädigung der Chromatographiesäule durch angesaugte Luft eintreten kann.The flow switch also works as a bubble trap. If for any reason large amounts of air enter the housing 16 through the input port 14 , the level of liquid in the housing will drop below the electrode 34 , so that the electrical connection between the ports 34 and 42 previously created by the liquid is interrupted. The circuit arrangement according to FIG. 2 then causes the normally open contact 68 to open and the pump to be de-energized, so that no damage to the chromatography column can occur as a result of sucked-in air.

Der vorliegende Strömungswächter kann selbstverständlich auch für andere Chromatographie-Anlagen als Hochdruck- Chromatographen sowie auch für andere Zwecke dienen, sofern die überwachte Flüssigkeit eine für die Signalgebung ausreichende elektrische Leitfähigkeit hat.The current flow switch can of course also for chromatography systems other than high pressure Serve chromatographs as well as for other purposes, provided the monitored liquid is one for signaling has sufficient electrical conductivity.

Bei einer praktischen Ausführungsform hatte das Gehäuse 26 einen Außendurchmesser von etwas weniger als 2 cm.In a practical embodiment, the housing 26 had an outside diameter of slightly less than 2 cm.

Claims (9)

1. Strömungswächter (16) mit einem Gehäuse (26), welches einen Flüssigkeits-Eingangsanschluß (14) sowie einen Flüssigkeits-Auslaßanschluß (18) hat und eine mit den Anschlüssen in Verbindung stehende Kammer zur Aufnahme einer Flüssigkeit (80), deren Strömung zu überwachen ist, bildet und mit einer Kontaktanordnung zum Erzeugen eines elektrischen Signales bei Unterbrechung der Flüssigkeitsströmung durch ein Gas, wie Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnung eine erste Elektrode (34), die in der Kammer in vertikalem Abstand oberhalb des Ausgangsanschlusses angeordnet ist und eine zweite Elektrode (40), die gegen die erste Elektrode (34) elektrisch isoliert und in der Kammer mit vertikalem Abstand unter der ersten Elektrode (34) angeordnet ist, enthält.1. flow monitor ( 16 ) with a housing ( 26 ) which has a liquid inlet connection ( 14 ) and a liquid outlet connection ( 18 ) and a chamber in connection with the connections for receiving a liquid ( 80 ), the flow of which is monitored forms and with a contact arrangement for generating an electric signal upon interruption of the liquid flow through a gas, such as air, characterized in that the contact arrangement comprises a first electrode (34) disposed in the chamber at a vertical distance above the output port and a second electrode (40) which is electrically insulated from the first electrode (34) and disposed in the chamber at a vertical distance below the first electrode (34). 2. Strömungswächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer in vertikaler Richtung über die erste Elektrode (34) hinausreicht.2. Flow monitor according to claim 1, characterized in that the chamber extends in the vertical direction beyond the first electrode ( 34 ). 3. Strömungswächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (34) ein das Gehäuse (26) im wesentlichen diametral durchsetzendes, elektrisch leitendes Bauteil enthält.3. Flow switch according to claim 1 or 2, characterized in that the first electrode ( 34 ) contains a housing ( 26 ) substantially diametrically penetrating, electrically conductive component. 4. Strömungswächter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (40) ein in der Höhe des Ausgangsanschlusses (18) angeordnetes elektrisch leitendes Bauteil enthält, das das Gehäuse (26) im wesentlichen diametral durchsetzt. 4. Flow monitor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second electrode ( 40 ) contains an electrically conductive component arranged at the height of the output connection ( 18 ) which passes through the housing ( 26 ) essentially diametrically. 5. Strömungswächter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode ein elektrisch leitfähiges Bauteil (14) eines der Flüssigkeits- Anschlüsse (14, 18) enthält, das mit einer Kontaktfahne (44) verbunden ist.5. Flow monitor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second electrode contains an electrically conductive component ( 14 ) of one of the liquid connections ( 14 , 18 ) which is connected to a contact tab ( 44 ). 6. Strömungswächter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Kunststoff besteht.6. Flow monitor according to one of the preceding claims, characterized in that the housing made of plastic consists. 7. Strömungswächter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein röhrchenförmiges Bauteil (26) mit geschlossenem Boden und einen auf das offene Ende des röhrchenförmigen Bauteils aufgeschraubten Deckel (28) enthält.7. Flow monitor according to one of the preceding claims, characterized in that the housing contains a tubular member ( 26 ) with a closed bottom and a screwed onto the open end of the tubular member cover ( 28 ). 8. Strömungswächter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (34, 40) mit einer elektronischen Relaisschaltung (Fig. 2) verbunden sind.8. Flow monitor according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes ( 34 , 40 ) are connected to an electronic relay circuit ( Fig. 2). 9. Verwendung des Strömungswächters nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche in einer Pufferleitung eines Chromatographen.9. Use the flow switch according to one of the previously claims in a buffer line Chromatographs.
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