Einspritzblock für Gaschromatographen
Die Erfindung betrifft einen Einspritzblock für Gaschromatographen mit einem Tragergaskanal, der eine Drosselstelle aufweist.
Es ist ein solchor beheizter Einspritzblock f r Gas- chromatographen bekannt, bei welchem ein Trägergas- kanal in einem rohrförmigen, durch eine Einspritzmem- bran abgeschlossenen Ansatz mündet Koaxial in diesel Ansatz ist ein Rohrstück angeordnet, das einerseits dicht vor der Membran endet und am anderen Ende in einem geradlinig weiterlaufenden Teil des Trägergaskanals mün- det. Dieses Rohrstück bildet eine Drosselstelle in dem Trägergaskanal. Durch die Einspritzmembran kann zum Aufgeben einer Probe eine Spritze mit einer Injektionsnadel hindurchgestochen werden, welche dann durch das Rohrstück hindurch in den geradlinigen Teil des Trägergaskanals ragt.
Es kann dann mit der Spritze eine flüssige Probe in den Einspritzblock eingebracht und verdampft werden. Durch den Ansatz wird erreicht, dass die Membran gekühlt wird, und die Drosselstelle sorgt dafür, dass die verdampfte Probe nicht teilweise gegen den Trägergasstrom zu der Membran zurückdiffundieren und an dieser kondensieren kann.
In gewissen Fällen ist es wünschenswert, statt die Probe mittels einer Spritze aufzugeben, andere Probenge- ber zu verwenden. Wenn man beispielsweise statt einer flüssigen eine gasförmige Probe aufgeben will, so ergeben sich ganz andere Abdichtungsprobleme. Daher kann eine Spritze, die zwar bei der Aufgabe flüssiger Proben zu friedenstellend arbeitet, für die Aufgabe gasformiger Proben ungeeignet s@in. Ein weiterer Nachteil der Probenaufgabe mittels Spritzen besteht in der Schwierigkeit, ein reproduzierbares Probenvolumen in das chromatographische System einzugeben. Das gilt auch insbeson- dere far gasförmige Proben.
Auch können sich beim Zurückzichen der Spritze aus der Membran Teile der Probe an der Innenwand der Membran ablagern, was zu einer unvollständigen Verdampfung der Probe und mangelnder Reproduzierbarkeit f hrt.
Es sind Probengeberventile für die Aufgabe gasfor- miger Proben bekannt, durch welche ein Hohlraum mit definiertem Volumen wahlweise in einen Probenstrom und den Trägergasstrom einschaltbar ist Wenn dieser Hohlraum von dem Probenstrom in den Trägergasstrom umgeschaltet wird, dann wird damit ein genau definiertes Volumen an Probensubstanz aus dem Proben- strom in den Trägergasstrom gebracht und von letzterem aus dem Hohlraum heraus in die TrennsÏule gesp lt.
Bei den Probengebern der letzterwähnteo Art handelt es sich jedoch um die grundsätzlich andere Anordnung als bei den vorher erwähnten Einspritzblöcken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Eimspritzbbck für Gasohromatographen zu schaffen, bei welchem auch andere Probengebermittel als Injektionsspritzen, beispielsweise Probengeberventile zur Einfüh- rung der Probe in das Gerät verwendet werden können.
Die Erfindung besteht darin, dass Halterungsmittel vorgesehen, sind zum wahlweisen Anschluss entweder einer Einspritzmembran an den Trägergaskanal strom aufwärts von der Drosselstolle zu dessen Abdichtung nach aussen, oder von Anschlussleitungen, die zu einem gesonderten Probengeber führen, von denen die stromaufwärtige Anschlussleitung vor der Drosselstelle des Trägergaskanals abzweigt und die stromabwärtige An schlussleitung hinter der Drosselstelle wieder in den Trägergaskanal des Einspritzblockes mündet.
Die Dross@lstelle ¯ kann dabei natürlich auch ein dichter Abschluss sein. Wesentlich ist, dass daran eine Druckdifferenz entsteht, welche Trägergas durch den gesonderten Probengeber treibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und im folgenden beschrieben :
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines gaschromatographischen Systems.
Fig. 2 zeigt einen vergrösserten Querschnitt eines Teils des Probengebersystems, welches in bekannter Weise für die Probeneinspritzung mit einer Spritze eingerichtet ist.
Fig. 3 zeigt einen vergr¯sserten Querschnitt eines Teils des Probengebers.
In Fig. 1 liefert eine Trägergaszuleitung 10 Träger- gas zu dem Einspritzblock 12. Das Trägergas fliesst durch einen vorerwärmten Kanal 14 am Probengeber 16 vorbei. An dieser Stelle wird die Probe von dem Proben geberventil 60 eingegeben, wie nachstehend noch be- schrieben wird. Die Träger-Probemkombination fliesst dann durch einen Mischkanal 17 zu einem Teilungsrohr 18, welches eine stromauf gerichtete Öffnung aufweist.
Ein Teil der Mischung fliesst in die Leitung 20, während der übrige Teil umgeleitet und über geeignete Ventilmittel durch den Auslass 22 abgelassen wird. Die ge wählte Probe fliesst zum Eingang 24 einer chromatographischen Säule 26, in welcher sie getrennt wird und die einzelnen Komponenten indieLeitung 28 eluieren.
Die Mischungen von Träger und Komponenten fliessen dann durch die Leitungen 30 und 32 zu einem Misch T-St ck 34. Am Misch-T-Stück 34 werden sie mit einem durch die Leitung 36 zugeführten Brennstoff, beispiels- weise Wasserstoff, gemischt. Die Mischung strömt damn zu einem Flammendetektor 38. Der Ausgang des Flam mendetektors wird von einem Verstärker 40 verstärkt und von einem geeigneten Registriergerät 42 aufgezeichnet.
Der Probengeber in Fig. 2 besteht aus einem Paar gleichachsiger Rohre 16 und 46. Das äussere Rohr 16 ist an einem Ende zum Trägergas offen und das andere Ende ist durch eine Trennwand 44 abgeschlossen. Das innere Rohr 46 hat einen kleineren Durchmesser, so dass zwischen den Rohren ein ringförmiger zylindrischer Zwischenraum freigelassen wird. Ein Ende des Rohres 46 ist in Nähe der Trennwand angeordnet, während das andere Ende am Mischkanal 17 endet. Es ist ersichtlich, dass der ringförmige Zwischenraum zwischen den Rohren und das innere Rohr 46 nun einen Teil des Träger gasstromkanals bilden. Der Innendurchmesser des Rohres 46 ist so bemessen, dass eine Nadel 48 einer Injek- tionsspritze 50 eingeführt werden kann.
Die Nadel wird vollständig durch das Rohr geführt, so dass die Probe eben stromab vom Rohr 46 in den Trägergasstromka- naj ! eingegeben ! wird. Durch die hohe Geschwindigkeit des durch die gedrosselte ringförmige Öffnung zwischen Na- del 48 und Rohr fliessenden Gases wird verhindert, dass die Probe beim Verdampfen stromauf diffundiert. Dadurch wird die Probe in einem ¸ Paket) y gehalten statt in zwei Richtungen zu diffundieren. Um die Trennwand d 44 gegen die Hitze des Blocks 12 zu schützen, kann sie, wie gezeigt ist, auf dem Rohr 16 angeordnet sein, welches vom Probongeberblock verläuft. Zusätzlich können Kühlrippen verwendet werden, um ein n ¯berhitzen der Trennwand zu verhindern.
Der Block wird von dem Patronenheizer 54 erhitzt, der beliebig ausgebildet sein kann.
Die den Elementen in Fig. 1 und 2 entsprechenden Elemente in Fig. 3 sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 3 weist der Probengeber einen Kanal
14 für den Trägergasstrom auf. Dieser Kanal wird im folgenden als Hauptkanal bezeichnet, um ihn von einem zweiten Kanal zu unterscheiden, der nachstehend noch beschrieben wird. Wie bei dem Probengeber in Fig. 2 soll hier der ringförmige Zwischenraum zwischen einem Paar von Rohren 16 und 46 einen Teil : des Trägergas- hauptkanaj. s bilden.
Der Probengeber enthält ferner eine ProbenqueH, beispielsweise ein Probengeberventil 60 herkömmlicher Konstruktion und Arbeitsweise. Dieses Probengeberven til kann sowohl ein Ventil für eine Gasprobe wie auch für eine flüssige Probe sein.
Die Vorrichtung enthält schliesslich Mittel, um das Trägergas vom Hauptkanal 14 zu der Probenquelle 60 umzuleiten, wo die Probe in das Trägergas eingeführt wird, und um die Probe und das Trägergas in den Hauptkanal stromab von der Stelle einzuführen, an welcher das Trägergas umgeleitet wird. Insbesondere ist ein rohrförmiges Glied 61 axial in einen Teil des Hauptkanals in solcher Weise eingesetzt, dass der freie Durchgang des Trägergases im Hauptkanal gedrosselt wird. Ohne dieses rohrförmige Glied 61 würde das Trägergas unbehin- dert durch den ringf¯rmigen Zwischenraum zwischen den Rohren 16 und 46 zu dem Mischkanal 17 strömen.
Obwohl dieser Kanal 17 als Mischkanal bezeichnet ist, bildet er tatsächlich eine Fortsetzung oder einen Teil des Hauptkanals.
Wie ersichtlich ist, ist ein zweiter Kanal 13 in offe- ner Verbindung mit dem Hauptkanal 14 und der Pro benquelle 60. Dieser Kanal bewirkt, dass das vom rohrförmigen Glied umgeleitete Trägergas zur Probenquelle 60 geleitet wird.
Das rohrförmige Glied 61 ist innen ebenfalls in offener Verbindung mit der Probenquelle 60 und dem Hauptkanal, so dass ein ständiger Trägergasstrom aufrechter- halten wird. Nachdem die Probe in das Trägergas eingegeben ist, wird die Kombination von Probe und Träger- gas über das rohrförmige Glied 61 in den Hauptkanal stromab von der Stelle eingeführt, an welcher das Trägergas durch das rohrförmige Glied umgeleitet wird.
Obwohl in Fig. 3 die äussere Fläche des rohrförmi- gen Gliedes in Berührung mit der inneren Fläche des Innenrohres 46 zur Bildung einer festen Abdichtung und Umleitung von praktisch dem gesamten Trägergasstrom gezeigt ist, ist zu beachten, dass diese Bedingungen nicht erforderlich sind. Es genügt, wenn der Durchmesser des rohrförmigen Gliedes 61 so bemessen ist, dass ein au reichend grosser Teil des Trägergases zu dem Proben geberventil 60 umgeleitet wird, damit die Probe von dem Trägergas aus dem Probengoberventil in kurzer Zeit herausgetrieben werden kann.
Dieses Ergebnis kann auch dann erzielt werden, wenn der Durchmesser des rohrförmigen Gliedes so bemessen ist, dass zwischen dem rohrförmigen Glied 61 und Innenrohr 46 eine geringe Undichtigkeit entsteht.
Es versteht sich darüber hinaus, dass sich die Vor- richtung der Erfindung zur Verwendung bei chromatographischen Geräten jeder Art eignet und nicht auf die Verwendung bei Trennsäulen oder Detektoren der hier beschriebenen Art begrenzt ist.