1one
Изобретение относитс к области аналитической химии, в частности к приборам ДЛЯ микроанализов методами жидкостной хроматографии, например к хроматографическим колонкам. 5The invention relates to the field of analytical chemistry, in particular to devices for microanalysis using liquid chromatography, such as chromatographic columns. five
Хроматрграфическа колонка вл етс основным узлом жидкостного хроматографа и от точности поддержани температуры элюента, протекающего Q через столб сорбента внутри колонки, зависит в большой степени воспроизводимость анализов. Это непременное работы всех жидкостных хроматографов , поскольку на основе проб- j ных экспериментов вначале выбираетс режим анализа, который закладываетс в автоматические блоки формировани градиента.ДЛЯ последующих рабочих анализов. Колебани темпера- 20 туры в рабочих циклах анализа недопустимы , поскольку при этом мен етс врем выхода пиков и изменени градиента не совпадает с теми моментами , когда нужно ускорить или за- 25 медлить процесс десорбции, а значит, вместо улучшени разделени можно получить ухудшение (наложение пиков, разбавление вещества в хроматографической зоне и т.п.)The chromatographic column is the main unit of the liquid chromatograph and the accuracy of maintaining the temperature of the eluent flowing Q through the column of sorbent inside the column largely determines the reproducibility of the analyzes. This is an indispensable work of all liquid chromatographs, because on the basis of trial experiments, an analysis mode is first selected, which is put into automatic blocks for the formation of a gradient. For subsequent working analyzes. Temperature fluctuations in the analysis work cycles are unacceptable, because this changes the time of peak output and change of the gradient does not coincide with those moments when it is necessary to speed up or slow down the desorption process, which means that instead of improving the separation, you can get a degradation peaks, dilution of the substance in the chromatographic zone, etc.)
Известны металлические обогреваемые . колонки высокого давлени с разборной металлической рубашкой дл протока нагретой воды {ДЗ .Known metal heated. high pressure columns with a collapsible metal jacket for heated water flow {ДЗ.
Известна также хроматографическа колонка, состо ща из спиральной трубки с установленными по ее наружной поверхности электрическими нагревател ми , с выводными патрубками на обоих концах и уплотнительными элементами рЗ . Эта колонка выбрана в качестве прототипа изобретени .A chromatographic column is also known, consisting of a spiral tube with electric heaters installed along its outer surface, with outlet connections at both ends and sealing elements of a P3. This column is selected as the prototype of the invention.
Описанна колонка не может работать при повышенных давлени х из-за стекл нных стенок, и ее нельз автоматически термостатировать, что снижает точность поддержани температуры при длительной работе и с большими скорост ми прокачки элюента. При увеличений толщины стекл нных стенок точность поддержани температуры.протекающей через колонку жидкости, еще более снижаетс из-за плохой теплопроводности стекла. Кроме того, мощность электрического тока, подаваемого на СЛОЙ окиси олова, весьма ограничена из-за относительно малой электропроводности сло . Однородность СЛОЯ окиси олова не может быть вьйсокой и поэтому не обеспечиваетс разномерное распределение температур по поверхности стекл нной колонки. Это в свою очередь, снижает прочность стекл нной трубки при .работе с повышенными давлени ми. Целью изобретени вл етс повышение точности поддержани посто нной температуры при высоких давлени и улучшение стабильности поддержани температуры элюента по всей длине . колонки. Поставленна цель достигаетс за фчет того, что на обоих концах спиральной трубки установлены воронки и нагреватели. Воронки покрыты, по крайней мере, двум сло ми термоусаживаклцегос полимерного материала . Уплотнительные элементы размещены в воронках, причем во входной воронке размещен дополнительный нагреватель в уплотнительном , а в выходной воронке в уплотнительно элементе размещен термодатчик, угол конуса воронок равен 30-40 На чертеже показана предложенна хроматографическа колонка в разрезе . Колонка содержитверхний подводной патрубок 1, верхний уплотнительный элемент 2, дополнительный нагревательный элемент 3, верхний фильтр 4, внутреннюю трубку 5 из фторопласта , нагревательный элемент 6 в виде спирали из проволоки, верхнюю металлическую воронку 7 с углом конуса 30-40, покрытую слоем термоусаживакщегос фторопласта 8 с канал 9, заполненный сорбентом, нижнюю металлическую воронку: 10, нижний фильтропору 11, нижний уплотнительный элемент 12, термоизолирующие детали 13 нижний выводной патрубок 14, термодатчик 15, промежуточные выводы 16 дл питани термоэлементов. Верхний подводной патрубок 1 и фильтр 4 могут располагатьс в дозаторе дл ввода проб под давлением или в переходнике, вход щем в состав верхнего металлического уплотнительного элемента 2, содержащего дополнительный нагревательный элемент 3. Уплотнительный элемент 2 собран на верхнем конце хроматографической колонки , представлшощем собой многосл;ойный koHyc из развернутой термическим путем фторопластовой трубки 5 конической части металлической воронки 7 с углом конуса 30-40 и одного или более слоев термоусажи;вающегос фторопласта 8. В цилиндрической части колонки между ; сло ми тёрмоусаживакадегос фторопласта 8 размещен термоэлемент б в виде спирали из проволоки. Внутренний канал 9 колонки заполнен сорбентом . В нижнем конце колонки вставлена металлическа воройка 10 и на конической части колонки установлен нижний уплотнительный элемент 12. Нижний фильтр-опора 11 эакреп .лен в термоизолирующей детали 13, 3 которую ввинчена нижн металлическа выводна трубка 14, в стенку которой вставлен термодатчик 15. Устройство работает следующим обраЗСЖ1 . Через верхний металлический входной патрубок , уплотненный с помощью уплотнительного элемента 2, подают под давлением жидкий элюент и пробу во внутренний канал 9, заполненный сорбентом, через фильтр, 4. Предварительно элюент нагреваетс в уплотнительном элементе 2 с помощью нагревательного элемента 3. Обогрев внутреннего канала 9 производит элемент 6, выполненный в виде проволочной спирали, намотанной с нат гом по всей цилиндрической поверхности колонки на вйёшнюй поверхность фторопластовой трубки 5 и закрытой несколькими сло ми термоусаживающегос фторопласта 8. Пройд всю колонку, элюент выходит через нижний фильтр-опору 11, вставленный в гнездо в детали 13 из материала с малой теплопроводностью (например, капролона, фторопласта и т.п.), затем попадает в металлический выводной патрубок 14, в котором параллельно сквозному каналу выполнен канал дл размещени термодатчика 15. Поскольку выводной патрубок со всех сторон окружен детал ми 13 из теплоизолирующего материала , термодатчик регистрирует с большой точностью температуру протекаю- , щего элюента. В выходном патрубке толщина стенки между двум каналами сделана минимальной. Металлическа воронка 10 вставлена Между сло ми фторопласта на концах колонки дл упрочнени конических частей трубки с целью предотвращени передавливани фторопласта при уплотнении соединительных элементов. Нагревательный элемент б изготовлен в виде частой спирали из толстой нихрсмовой проволоки (d 0,3г-0,5 мм) намотанной на фторопластовую трубку с нат гом, поскольку эта спираль упрочн ет стенки колонки, что позвол ет работать при давлени х 120 - 300 атм. Предпагаемс1 колонка может иметь разную длину, вплоть до дес тков метров. Она обладает гибкостью, что позвол ет укладьшать колонки в компактном виде в сравнительно небольшие отсеки настольных жидкостных хроматографов. Кроме того, точность поддержани температуры протекающего через колонку элюента вьше, чем у известных аналогов и прототипа, поскольку термоэлемент максимально приближен к жидкости и находитс в изолированной металлической детали, в которой выполнен канал дл вытекающего элюейта. Дополнительный наг резательный элеамент в верхнем уплотнительном элементе также ускор етThe described column cannot operate at elevated pressures due to glass walls, and cannot be automatically thermostatised, which reduces the accuracy of temperature maintenance during long-term operation and at high flow rates of eluent. As the thickness of the glass walls increases, the accuracy of temperature maintenance flowing through the column fluid decreases even more due to the poor thermal conductivity of the glass. In addition, the power of the electric current supplied to the LAYER of tin oxide is very limited due to the relatively low electrical conductivity of the layer. The uniformity of the tin oxide LAYER cannot be very high and, therefore, there is no uniform temperature distribution over the surface of the glass column. This in turn reduces the strength of the glass tube when working with elevated pressures. The aim of the invention is to improve the accuracy of maintaining a constant temperature at high pressures and to improve the stability of maintaining the temperature of the eluent along its entire length. columns. The goal is achieved due to the fact that funnels and heaters are installed at both ends of the spiral tube. The funnels are coated with at least two layers of heat shrinkable polymeric material. Sealing elements are placed in the funnels, and an additional heater is placed in the inlet funnel in the sealing one, and a temperature sensor is placed in the output funnel in the sealing element, the cone angle of the funnels is 30-40. The diagram shows the section chromatographic. The column contains the upper underwater pipe 1, the upper sealing element 2, the additional heating element 3, the upper filter 4, the inner tube 5 made of fluoroplastic, the heating element 6 in the form of a spiral of wire, the upper metal funnel 7 with a cone angle 30-40 covered with a layer of heat shrinkable fluoroplastic 8 с channel 9, filled with sorbent, lower metal funnel: 10, lower filter support 11, lower sealing element 12, thermal insulating parts 13 lower outlet 14, thermal sensor 15, intermediate leads 1 6 for feeding thermoelements. The upper submersible pipe 1 and the filter 4 may be located in a metering device for injecting samples under pressure or in an adapter constituting the upper metal sealing element 2 containing an additional heating element 3. The sealing element 2 is assembled at the upper end of the chromatographic column; it is multi-layered; ohny koHyc from a thermally developed fluoroplastic tube 5 of the conical part of the metal funnel 7 with a cone angle of 30-40 and one or more layers of thermo shrinking; fluoroplastic 8. 8. Qi indricheskoy between the column; The thermoelement b of the fluoroplastic 8 is placed in layers of thermoelement b in the form of a wire helix. The internal channel 9 of the column is filled with a sorbent. A metal spool 10 is inserted in the lower end of the column and the bottom sealing element 12 is mounted on the conical part of the column. The bottom filter support 11 is assembled in the thermal insulating part 13, 3 which is screwed into the lower metal outlet tube 14 and the thermal sensor 15 is inserted into the wall of the device. The device works following obraZSZh1. Through the upper metal inlet, sealed with a sealing element 2, a liquid eluent and a sample is fed under pressure into the internal channel 9 filled with a sorbent 4. A preliminary eluent is heated in the sealing element 2 by means of a heating element 3. Heating the internal channel 9 produces an element 6, made in the form of a wire helix, wound with a tension across the entire cylindrical surface of the column on the vishhnuyu surface of the fluoroplastic tube 5 and covered with several layers of thermal planting fluoroplast 8. Pass the entire column, eluent out through the bottom filter support 11 inserted into the slot in parts 13 from a material with low thermal conductivity (for example, caprolon, fluoroplastic, etc.), then enter the metal outlet 14, which, parallel to the through channel, is a channel for accommodating the thermal sensor 15. Since the outlet nozzle is surrounded on all sides by parts 13 of heat-insulating material, the thermal sensor records with great precision the temperature of the flowing eluent. In the outlet pipe, the wall thickness between the two channels is minimal. A metal funnel 10 is inserted between the fluoroplastic layers at the ends of the column to strengthen the conical parts of the tube in order to prevent the fluoroplastic from overstressing when the connecting elements are sealed. The heating element b is made in the form of a frequent helix of thick nichrome wire (d 0.3 g-0.5 mm) wound on a fluoroplastic tube with a tension, since this helix strengthens the walls of the column, which allows operation at pressures of 120–300 atm. . The column can be of different lengths, up to tens of meters. It has the flexibility that allows the columns to be packed in a compact form into relatively small compartments of desktop liquid chromatographs. In addition, the accuracy of maintaining the temperature of the eluent flowing through the column is higher than that of the known analogs and the prototype, since the thermoelement is as close as possible to the liquid and is in an insulated metal part in which a channel for the outflow of eluate is made. The additional nag cutting element in the upper sealing element also accelerates