PL177330B1

PL177330B1 - Variable-volume dispenser with six-way valve for a gas chromatograph

Info

Publication number: PL177330B1
Application number: PL95306995A
Authority: PL
Inventors: Piotr M. Słomkiewicz
Original assignee: Wyzsza Szkola Ped Im Jana Koch
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1999-10-29
Also published as: PL306995A1

Abstract

1. Dozownik o zmniennej pojemności z zaworem sześciodrożnymdo chromatografu gazowego, znamienny tym, że wewnątrz korpusu (1) znajduje się cylindryczna komora (2), która ma wlot (3) i wylot (4) gazu, wewnątrz komory znajduje się ruchomy tłok (5) i pomiędzy tłokiem (5), a ścianą boczną komory (2) jest niewielka przestrzeń.1. Dispenser with variable capacity with six-way valve for the chromatograph gas, characterized in that inside the body (1) has a cylindrical chamber (2) which has a gas inlet (3) and an outlet (4), there is a movable piston inside the chamber (5) and between the piston (5) and the side wall chamber (2) has a small space.

Description

Przedmiotem wynalazku jest dozownik o zmiennej pojemności z zaworem sześciodrożnym do chromatografii gazowego.The present invention relates to a gas chromatography variable capacity dispenser with a six-way valve.

Aktualnie znane jest rozwiązanie polegające na zastosowaniu zaworu sześciodrożnego z kalibrowaną kapilarą do pobierania próbek gazów lub par cieczy w celu ich analizy w chromatografie gazowym. Istnieje wiele rozwiązań konstrukcyjnych tych zaworów, wiele firm, w swoich katalogach oferuje gotowe modele zaworów i kapilar o rozmaitej pojemności. Pobieranie próbek za pomocą aktualnie stosowanych zaworów sześciodrożnych z kalibrowanymi kapilarami polega na podłączeniu zaworu do toru gazu nośnego chromatografu gazowego i toru pomiarowego (np. strumienia gazowych reagentów wypływających z katalitycznego reaktora laboratoryjnego), tak, że w jednym położeniu zaworu gaz z toru pomiarowego przepływa przez kalibrowaną kapilarę, a gaz nośny chromatografu gazowego omija ją przepływając przez zawór. W drugim położeniu zaworu kalibrowana kapilara jest połączona z torem gazu nośnego chromatografu gazowego i pobrana próbka gazu z toru pomiarowego zostaje wprowadzona do kolumny chromatograficznej, natomiast gaz z toru pomiarowego przepływa przez zawór sześciodrożny i omija kalibrowaną kapilarę. Wadą takiego rozwiązania jest możliwość pobierania jedynie określonej wielkości próbki. Wymiana kapilary na inną, o innej objętości, w trakcie prowadzenia badań, związane jest z koniecznościąprzerwania przepływu w torze gazu nośnego chromatografu gazowego lub w torze pomiarowym. W pierwszym przypadku zostaje wprowadzone powietrze do kolumny chromatograficznej, a w drugim do toru pomiarowego, co może spowodować duże błędy analityczne. Poważną wadą stosowania zaworu sześciodrożnego z kapilarą pomiarową przy pobieraniu próbek złożonych mieszanin gazów lub par cieczy jest brak możliwości pracy metodą wzorca wewnętrznego. Wprawdzie rozwiązania konstrukcyjne większości chromatografów gazowych umożliwiają zamontowanie zaworu sześcidrożnego z kapilarą pomiarową w torze gazu nośnego bezpośrednio przed dozownikiem kolumny chromatograficznej, jednak nie jest możliwe zsynchronizowanie wstrzyknięcia mikrostrzykawką wzorca wewnętrznego do dozownika z równoczesnym wprowadzeniem próbki z kapilary za pomocą zaworu sześciodrożnego.Currently, there is a known solution consisting in the use of a six-way valve with a calibrated capillary for taking samples of gases or liquid vapors for their analysis in a gas chromatograph. There are many design solutions of these valves, many companies offer ready-made models of valves and capillaries of various capacities in their catalogs. Sampling with the currently used six-way valves with calibrated capillaries consists in connecting the valve to the carrier gas line of the gas chromatograph and the measuring line (e.g. the stream of gaseous reagents flowing from the catalytic laboratory reactor), so that in one position of the valve the gas from the measuring line flows through the calibrated capillary, and the carrier gas of the gas chromatograph bypasses it by flowing through the valve. In the second position of the valve, the calibrated capillary is connected to the carrier gas path of the gas chromatograph and the sampled gas from the measurement path enters the chromatography column, while the gas from the measurement path flows through the six-way valve and bypasses the calibrated capillary. The disadvantage of this solution is the possibility of collecting only a certain size of the sample. Replacing the capillary with another, with a different volume, during the tests is associated with the need to interrupt the flow in the carrier gas path of the gas chromatograph or in the measuring path. In the first case, air is introduced into the chromatography column, and in the second - into the measuring path, which can cause large analytical errors. A serious disadvantage of using a six-way valve with a measuring capillary when taking samples of complex gas mixtures or liquid vapors is the inability to work with the internal standard method. Although the design solutions of most gas chromatographs allow the installation of a six-way valve with a measuring capillary in the carrier gas path directly before the chromatographic column injector, it is not possible to synchronize the injection of the internal standard into the injector with a microsyringe with the simultaneous introduction of the sample from the capillary by the six-way valve.

Celem niniejszego wynalazku jest usunięcie wymienionych wyżej wad.The object of the present invention is to remedy the above-mentioned drawbacks.

Uzyskuje się to przez skonstruowanie urządzenia będącego połączeniem zaworu sześciodrożnego i dozownika o zmiennej objętości, który pełni rolę kalibrowanej kapilary.This is achieved by designing a device combining a six-way valve and a variable volume dispenser that acts as a calibrated capillary.

177 330177 330

Dozownik o zmiennej pojemności z zaworem sześciodrożnym do chromatografu gazowego charakteryzuje się tym, że wewnątrz korpusu znajduje się cylindryczna komora, która ma wlot i wylot gazu, wewnątrz komory znajduje się ruchomy tłok i pomiędzy tłokiem, a ścianą boczną komory jest niewielka przestrzeń.The variable volume dispenser with a six-way valve for the gas chromatograph is characterized in that inside the body there is a cylindrical chamber which has gas inlet and outlet, inside the chamber there is a movable piston and between the piston and the side wall of the chamber there is a small space.

Korzystnie jest umieścić membranę na końcu komory dozownika.Preferably, the membrane is placed at the end of the dispenser chamber.

Dozownik o zmiennej pojemności z zaworem sześciodrożnym do chromatografu gazowego charakteryzuje się tym, że korzystnie w jednej z trzech pozycji roboczych trójpozycyjnego zaworu sześciodrożnego są odłączone wlot i wylot dozownika od toru gazu nośnego chromatografu gazowego i od toru pomiarowego oraz sąpołączone wlot z wylotem toru gazu nośnego chromatografu i wlot z wylotem toru pomiarowego.The variable volume dispenser with a six-way valve for a gas chromatograph is characterized in that, preferably in one of the three operating positions of the three-position six-way valve, the inlet and outlet of the dispenser are disconnected from the gas chromatograph carrier gas path and from the measuring path and are connected to the inlet with the outlet of the chromatograph carrier gas path. and an inlet with an outlet of the measuring line.

Zaletą wynalazku jest możliwość pobierania różnej wielkości próbek gazów i par cieczy bez wymiany kalibrowanej kapilary i przerywania pracy chromatografu gazowego.The advantage of the invention is the possibility of taking various sizes of gas and liquid vapor samples without changing the calibrated capillary and interrupting the gas chromatograph operation.

Walorem wynalazku jest możliwość wykonywania analizy chromatograficznej pobranych próbek metodą wzorca wewnętrznego, przez wprowadzanie przy pomocy mikrostrzykawki przez membranę z gumy silikonowej wzorca do próbki zatrzymanej w komorze dozownika. Konstrukcja trójpozycyjnego zaworu sześciodrożnego pozwala na ciągły, niezależny przepływ gazów w torze chromatografu i w torze pomiarowym, w trakcie wprowadzania wzorca wewnętrznego do pobranej i zatrzymanej w dozowniku próbki.The advantage of the invention is the possibility of performing chromatographic analysis of the samples taken using the internal standard method, by introducing the standard into the sample retained in the dispenser chamber through a silicone rubber membrane through a silicone rubber membrane. The design of the three-position six-way valve allows for a continuous, independent flow of gases in the chromatograph path and in the measurement path, while introducing the internal standard to the sample taken and retained in the dispenser.

Przedmiot wynalazku przedstawiono na rysunkach, na którym fig. 1 przedstawia schemat dozownika na próbkę o zmiennej objkętości, fig. 2 przedstawia schemat podłączenia dozownika z zaworem sześciodrożnym do toru gazu nośnego chromatografu gazowego i toru gazowego laboratoryjnego reaktora /zawór ustawiony w pozycji pobieranie próbki/, fig. 3 przedstawia pozycję zaworu sześciodrożnego w położeniu wprowadzania próbki do chromatografu gazowego, a fig. 4 przedstawia pozycję zaworu sześciodrożnego podczas wprowadzania wzorca wewnętrznego do dozownika.The subject of the invention is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a diagram of a dispenser for a sample of variable volume, Fig. 2 shows a diagram of connecting a dispenser with a six-way valve to the carrier gas path of the gas chromatograph and the gas path of the laboratory reactor / valve set in the sampling position /, Figure 3 shows the position of the six-way valve in the position of sample introduction into the gas chromatograph, and Figure 4 shows the position of the six-way valve when introducing an internal standard into the injector.

Dozownik według wynalazku składa się z korpusu 1 wykonanego ze stali kwasoodpomej. Wewnątrz korpusu 1 znajduje się cylindryczna komora 2, do której doprowadza się gaz wlotem 3, a odprowadza się przez wylot 4. Wlot 3 i wylot 4. Wlot 3 i wylot 4 mająwewnętrzny gwint do instalowania odpowiednich przyłączy gazowych. Pojemność komory 2 zmienia się przez wprowadzanie do niej stalowego tłoka 5. Pomiędzy tłokiem 5, ścianką boczną komory 2 jest niewielka przestrzeń tak dobrana, że niezależnie od położenia tłoka 5 w komorze 2 opór przepływu gazu się nie zmienia. W przypadku, gdy tłokjest wprowadzony aż do końca komory, jej objętość jest tylko sumą objętości luzu pomiędzy tłokiem 5, a ścianką boczną komory 2, i objętości połączeń przewodów gazowych. Objętość ta odpowiada minimalnej wielkości próbki jaką można pobrać do analizy. Przesuwu tłoka 5 dokonuje się przy pomocy śruby regulacyjnej 6. Śruba ta ma pokrętło ze skalą wskazującąjaka objętość tłoka 5 wypełnia komorę 2 dozownika. Przesuwając tłok 5 można płynnie zmieniać objętość komory 2, od wielkości minimalnej, którą jak już wspomniano wyznaczają objętości luzu tłoka i połączeń gazowych, aż do pełnej jej objętości. Tłok 5 jest uszczelniany przez system uszczelnień teflonowych 7 z pierścieniami dystansowymi 8, których niezbędny docisk zapewnia śruba 9. Próbki do komory 2 przy pomocy mikrostrzykawki wprowadza się przez membranę z gumy silikonowej 10, którą dociska nakrętka z radiatorem 11. Dozownik w celu odparowywania wstrzykiwanych cieczy, oraz w celu uniknięcia wkraplania pobieranych par cieczy jest ogrzewany i termostatowany grzałką elektryczną umieszczoną w zagłębieniu 12. Fig. 2 przedstawia sposób połączenia dozownika 13 z zaworem sześciodrożnym 14 do toru gazu nośnego chromatografu i toru pomiarowego reaktora laboratoryjnego. Gazowe reagenty przez wlot a przechodzą do wylotu d,i przez dozownik 13 wlotem c do wylotu b, a gaz nośny przepływa wlotem f i wylotem e, które są zwarte. Po przestawieniu zaworu sześciodrożnego 14 o 90° (fig. 3) wlot a i wylot b są zwarte, gaz nośny przepływa przez wlot f do wylotu d, przez dozownik 13, wlot c do wylotu e, i próbka gazowych reagentów, którą zawierał dozownik 13 kierowana jest do kolumny chromatograficznej.The dispenser according to the invention consists of a body 1 made of acid-resistant steel. Inside the body 1 there is a cylindrical chamber 2, into which gas is fed through the inlet 3 and discharged through the outlet 4. Inlet 3 and outlet 4. Inlet 3 and outlet 4 have internal threads for installing appropriate gas connections. The volume of the chamber 2 is changed by introducing a steel piston 5 into it. Between the piston 5 and the side wall of the chamber 2 there is a small space so selected that regardless of the position of the piston 5 in the chamber 2, the gas flow resistance does not change. In the case where the piston is inserted all the way to the end of the chamber, its volume is only the sum of the clearance volume between the piston 5 and the side wall of the chamber 2, and the volume of the gas line connections. This volume corresponds to the minimum sample size that can be taken for analysis. The piston 5 is shifted by means of an adjusting screw 6. This screw has a knob with a scale indicating how much volume of the piston 5 fills the chamber 2 of the dispenser. By moving the piston 5, the volume of the chamber 2 can be smoothly changed, from a minimum size which, as already mentioned, is determined by the clearance volumes of the piston and gas connections, up to its full volume. The piston 5 is sealed by a system of Teflon seals 7 with spacer rings 8, the necessary pressure of which is provided by the screw 9. The samples are introduced into the chamber 2 by means of a microsyringe through a silicone rubber membrane 10, which is tightened by a nut with a heat sink 11. The dispenser to vaporize the injected liquids , and in order to avoid dropping of the withdrawn vapors, it is heated and thermostated with an electric heater placed in the cavity 12. Fig. 2 shows the method of connecting the dispenser 13 with the six-way valve 14 to the carrier gas path of the chromatograph and the measuring path of the laboratory reactor. Gaseous reactants pass through inlet a to outlet d, and through feeder 13 through inlet c to outlet b, and carrier gas flows through inlet f and outlet e, which are short-circuited. After the six-way valve 14 is moved by 90 ° (Fig. 3), inlet a and outlet b are short-circuited, carrier gas flows through inlet f to outlet d, through dispenser 13, inlet c to outlet e, and a sample of gaseous reagents that contained in dispenser 13 is directed to is for the chromatography column.

177 330177 330

Figura 4 przedstawia pozycję zaworu sześciodrożnego 14 podczas wprowadzania do dozownika wzorca wewnętrznego. Zawór ten jest ustawiony w pozycji 45° pomiędzy pozycjami opisywanymi przez fig. 2 i 3, jest to trzecia pozycja robocza zaworu. Wlot d i wylot c sąodłączone od toru gazu nośnego chromatografu gazowego i od toru pomiarowego. Wlot a i wylot b toru gazu nośnego chromatografu są połączone, wlot f i wylot e toru pomiarowego są połączone, tak że w trakcie wprowadzania wzorca wewnętrznego do dozownika 13 nie następuje zatrzymywanie przepływu gazów w tych torach. Przestawienie zaworu sześciodrożnego 14 w pozycję, jak na fig. 2 pozwala pobrać próbkę gazów z toru pomiarowego, przestawienie o 45°, jak na fig. 4 wprowadzić wzorzec wewnętrzny, kolejne przestawienie o 45°, jak na fig. 3 wprowadzić pobraną próbkę z wstrzykniętym wzorcem wewnętrznym do kolumny celem jej analizy.Figure 4 shows the position of the six-way valve 14 when introducing an internal standard into the dispenser. The valve is set at 45 ° between the positions described in Figures 2 and 3, this is the third operating position of the valve. Inlet d and outlet c are separate from the carrier gas path of the gas chromatograph and from the measuring path. Inlet a and outlet b of the chromatograph carrier gas path are connected, inlet f and outlet e of the measuring path are connected, so that when the internal standard is introduced into the dispenser 13, the gas flow in these paths is not stopped. Shifting the six-way valve 14 to the position, as shown in Fig. 2, allows to take a gas sample from the measuring path, by shifting by 45 °, as in Fig. 4, introduce the internal standard, another shift by 45 °, as in Fig. 3, introduce the taken sample with the injected internal pattern to the column for analysis.

177 330177 330

fig.2fig. 2

fig.3fig 3

177 330177 330

fig.4fig. 4

8 7 128 7 12

fig.1fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 70 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. Variable capacity dispenser with a six-way valve for a gas chromatograph, characterized in that inside the body (1) there is a cylindrical chamber (2) which has an inlet (3) and an outlet (4) for gas, inside the chamber there is a movable piston ( 5) and there is a small space between the piston (5) and the side wall of the chamber (2).

2. A dispenser according to claim 1 The device of claim 1, characterized in that a diaphragm (10) is provided at the end of the dispenser chamber (2).

3. A dispenser according to claim 1 A valve as claimed in claim 1, further comprising a three-position six-way valve (14), which in one of the three operating positions has inlet (d) and outlet (c) of the dispenser (13) disconnected from the gas chromatograph carrier gas path and from the measuring path, and a connected inlet (a) with the outlet (b) of the chromatograph carrier gas path and inlet (f) with the measuring path outlet (e).

* * *