DD202247A5

DD202247A5 - Einrichtung zur programmierung der fluessigkeitszusammensetzung, insbesondere in der liquidus-chromatographie

Info

Publication number: DD202247A5
Application number: DD82238708A
Authority: DD
Inventors: Jerzy Kowalczyk; Marian Kaminski; Jan Klawiter; Wieslaw Szyrszyng
Original assignee: Politechnika Gdanska
Priority date: 1981-04-06
Filing date: 1982-04-02
Publication date: 1983-09-07
Also published as: PL230992A1; DE3212604A1; PL134765B1; CS233727B2; HU183880B; GB2096012B; GB2096012A; FR2503418A1

Abstract

Der Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Programmierung der Fluessigkeitszusammensetzung, insbesondere in der Liquidus-Chromatographie, die aus einer Mischkammer und aus mit Fluessigkeitsbehaeltern verbundenen Ventilen besteht. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, die Mischeinheit und das Ventilsystem so auszubilden, dass genauere u. reproduzierbare Messungen in der Liquidus-Chromatographie ausgefuehrt werden koennen. Die erfindungsgemaesse Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Mischer in unmittelbarer Naehe der Fluessigkeitseinlaeufe in die Mischkammer, Sitze von mindestens zwei Elektromagnetventilen steif befestigt sind, wobei die Sperrorgane dieser Ventile die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes aufweisen, wobei der weitere Kegelteil sich zwischen der Wand der Kammer und dem Sitz des Elektromagnetventils befindet. Der Mischer weist die Form eines Zylinders auf, und die Fluessigkeitseinlaeufe in die Mischkammer sind auf deren Umfang situiert.

Description

Einrichtung zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzunq, insbesondere in der Liquidus-Chromatographie

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung, insbesondere in der Liquidus-Chromatographie·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das bisher aus der USA-Patentschrift Nr* 4 004 884 bekannte System zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung ist mit einem Verbindungsgerät ausgestattet, das über η elektronisch gesteuerte elektromagnetische Zweiwegeventile mit η für diese gemeinsame? Druckgasquelle verbundenen Behältern verschiedener Flüssigkeiten verbunden ist»

Im Laufe der Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung ist nur ein Zweiwegeventil geöffnet, und zwar für eine dem vorausgesetzten Anteil der durch diesem zu der Mischkammer zugeführten Flüssigkeit proportionale Zeit,

Ein Nachteil des beschriebenen Systems ist die Anwesenheit aller η Flüssigkeiten in der Mischkammer, wo sich die separaten Flüssigkeitsströme in einen Strom Vereinen, was eine unter diesen Bedingungen unvermeidliche Verunreinigung der zu programmierenden Flüssigkeiten bewirkt, und zwar mit den übrigen Flüssigkeiten, welche an dem Prozeß teilnehmen sollen» In der Chromatographie kann das eine Desaktivierung der Säule oder Bildung von zusätzlichen Spitzen in dem Chro-

238708 3

60 671 16 - 2 matogramm sowie eine Drift eier Grundlinie bewirken»

Ein anderer Nachteil des Systems besteht in einer Gassättigung einzelner Flüssigkeiten in den Behältern durch das unter Druck befindliche Gas. Weil in der Chromatographie im allgemeinen hohe Drücke der Ordnung von 5,0 ,*» 50,0 MPa benutzt werden, unterliegt die Flüssigkeit der Gassättigung ν im Laufe von wenigen Minuten* Das in der Flüssigkeit gelöste Gas bewirkt eine nachteilige Änderung deren Eigenschaften und wegen der Entgasung der Flüssigkeit in der Durchflussküvette des Detektors macht es den Betrieb des Chromatographen unmöglich.

Darüber hinaus erfolgt in der im System verwendeten Mischkammer keine Durchmischung der Bestandteile, weshalb auch der Zusammensetzungsverlauf in einzelnen Zeitpunkten von dem Sollwert verschieden ist.

Überdies bewirkt die Anordnung der Zweiwegeventile und der .- . Flüssigkeitsbehälter innerhalb des Druckteils des Systems, daß diese Einheiten gegen hohe Drücke beständig sein müssen»

Eine bekannte Einrichtung zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung der amerikanischen Firma Spectra Physics enthält ein Dreiwegeventil, das einerseits mit drei Flüssigkeitsbehältern und andererseits über einen Mischer mit der Saugleitung einer Kolbenpumpe verbunden ist.

Der Mischer weist ein Totvolumen von 1,9 ml auf. Die Mündung jeder der die Flüssigkeit dem Ventil zuführenden Leitungen ist mit einer durch eine Elektromagnetspule betätigten Membran ausgestattet. An der Verbindungsstelle der drei Lei-

238708 3

60 671 16 - 3 -

tungen, von denen jede eine andere Flüssigkeit enthält, befinden sich in jeder Zeiteinheit alle Flüssigkeiten ohne Rücksicht auf die Anzahl der zu programmierenden Flüssigkeiten*

Der hauptsächliche Nachteil der beschriebenen Einrichtung ist die ständige Zwischenberührung der derzeitig zu proportionierenden, mit sich in den mit dem Ventil verbundenen Leitungen befindenden Flüssigkeiten» Das bewirkt eine Verunreinigung der zu proportionierenden Flüssigkeiten mit anderen Flüssigkeiten, was zur Desaktivierung der chromatographischen Säule, Drift der Grundlinie, und dgl«, führen kann. Ein anderer Nachteil besteht im hohen Totvolumen der Einrichtung, das durch die Ventil-Mischer-Pumpe-Verbindung bestimmt wird»

Ziel der Erfindung *

Das Ziel der Erfindung besteht darin, genauere und reproduzierbare Messungen in der Liquidus-Chromatographie durchführen zu können,

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mischeinheit und das Ventilsystem in geeigneter Weise auszubilden.

Die Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung, insbesondere für die Liquidus-Chromatographie, die aus Mischkammer und mit den Flüssigkeitsbehältern verbundenen Elektromagnetventilen besteht, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Mischer,

238708 3

60 671 16 - 4 -

in unmittelbarer Nähe der Flüssigkeitseinläufe in die Mischkammer, Sitze von mindestens zwei elektromagnetischen Ventilen steif befestigt sind, deren Sperrorgane in deren Oberteil die Form eines umgekehrten Kegelstumpfs aufweisen, wobei sich der weitere Kegelteil zwischen der Wand der Mischkammer und dem Sitz des Elektromagnetventils befindet.

Der Mischer weist die Form eines Zylinders auf, wobei auf dessen Umfang die Flüssigkeitseinläufe in der Mischkammer angeordnet sind.

Die Elektromagnetventile sind Zweiwegeventile*

Die Einrichtung kann sowohl druck- als auch saugseitig der Pumpe arbeiten. In dem Fall der Anordnung auf der Druckseite der Pumpe weisen die Flüssigkeitsbehälter die Form einer schraubenförmig gewundenen Leitung auf.

Die Ausbildung des Mischers und der Mischkammer in Form eines Zylinders ermöglicht eine größtmögliche Auffüllung der Kammer mit dem Rührer und somit die Herabsetzung des Totvolumens der Kammer auf ein Minimum* Dadurch kann die Zusammensetzung der beweglichen Phase optimal programmiert werden, auch ohne Rühren der in die Kammer einfließenden Flüssigkeiten, mindestens innerhalb des Konzentrationsbereiches von 10 .,. 90 %,

Gegenwärtig sind Untersuchungen über die Wiederholbarkeit und Genauigkeit der Gradientverläufe in Abhängigkeit von dem Totvolumen der Mischkammer, der Geschwindigkeit der beweglichen Phase und der Mischzeit deren Komponente im Gange*

238708 3

60 671 16 - 5 -

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen in der Beseitigung des notwendigen Rührens der Flüssigkeiten, welche im gegebenen Prozeß der Programmierung nicht unterliegen und in der Möglichkeit, die Flüssigkeitszusammensetzung aus η Komponenten zu programmieren, wobei die Konzentrationen der einzelnen Komponenten in Funktion der Zeit beliebig sind· Darüber hinaus können die Flüssigkeitsbehälter, die Elektromagnetventile und der Mischer sowohl druckals auch saugseitig der Pumpe installiert werden.

Es besteht auch eine Möglichkeit, ein angemessenes Volumen der Mischkammer, der Förderleistung der Pumpe und der grundsätzlichen Zeit der Flüssigkeitsprogrammierung, in bezug auf die der chromatographischen Säule zugeführte Flüssigkeit, anzupassen,

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig, 1: den Längsschnitt der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung, und

Fig„ 2: einen allgemeinen Blockschaltplan eines Liquidus-Chromatographen mit eingeschalteter erfindungsgemäßer Einrichtung zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung,

238708 3

60 671 16 6 -

Wie in der Fig, 1 gezeigt, ist die Einrichtung mit einem zylinderförmigen Mischer 1 versehen, mit einer Mischkammer 2t auf deren Umfang sich zwei Flüssigkeitseinläufe befinden. Die Mischkammer 2 ist von oben mit dem Kolben 4 begrenzt, in deren Symmetrieachse sich der Flüssigkeitsauslaufkanal 5 befindet, und ist mit einem mechanischen Rührer 6 ausgestattet, der eine Zylinderform aufweist und mit einer in der Stopfbuchse 8 gelagerten Antriebswelle 7 versehen ist« Der Durchmesser des Rührers 6 ist von jenem der Kammer 2 um etwa 2 mm kleiner. In unmittelbarer Nähe des Flüssigkeitseinlaufs 3 ist der Sitz 9 eines Zweiwege-Elektromagnetventils 10 situiert, dessen Sperrorgan 11 von oben in Form eines umgekehrten Kegelstumpfs ausgebildet ist, wobei sich dessen weiterer Teil oberhalb des Sitzes 9 des Ventils 10 befindet. Das Sperrorgan 11 ist steif mit dem Magnet 12 verbunden, der in dem Gehäuse 13 des Ventils 10 gleitbar beweglich ist, wobei sich in der Innenwand des Gehäuses 13 der Flüssigkeitseinlaufkanal 14 befindet, der über die Leitung 15 mit dem Flüssigkeitsbehälter -16—verb un-""· den ist und wobei auf das Gehäuse 13 eine elektrische Spule

17 aufgeschoben ist· Die Stopfbuchse 8 ist mit der Brille

18 und dem Dichtungsring 19 ausgestattet.

Der Sitz 9 des Ventils 10 ist zwischen dem Gehäuse 13 des Ventils 10 und dem Mischer 1 mit Teflonscheiben 20 abgedichtet.

Gemäß der Fig. 2 ist der Mischer 1 mit der Kolbenpumpe 21, und über die auf das Gehäuse 13 des Elektromagnetventils aufgeschobenen elektrischen Spulen 17 mit der elektronischen Steuereinheit 22 verbunden. Die Kolbenpumpe 21 fördert die

238708 3

60 671 16 - 7 -

Flüssigkeitsmischung durch den Zuteiler 23 und die chromatographische Säule 24 2j dem Detektor 25, der mit dem Registriergerät 26 verbunden ist*

Die Wirkung der Einrichtung besteht darin, daß erst die Kolbenpumpe 21 und das mechanische Rührwerk 6 betätigt wird, Die elektrischen Spulen 17 der Ventile IO werden der Steuereinheit 22 angeschlossen und die Arbeitszeit jedes Ventils 10 wird derartig programmiert, daß diese abwechselnd geöffnet werden. Aus dem Behälter 16 saugt die Pumpe die Flüssigkeit, welche durch das derzeitig geöffnete Ventil 10 und den Einlauf 3 in die Mischkammer einfließt, worin sie mit bereits in der Kammer 2 befindlichen und laufend darin einfließenden Flüssigkeitsportionen gemischt wird.

Der P_rozentanteil, der durch das offene Ventil 10 durchfließenden Flüssigkeit ist zu dessen Öffnungszeit proportional»

Nach dem Erreichen der Mischung einzelner Flüssigkeiten miif im voraus festgelegter quantitativer Zusammensetzung wird diese durch die Pumpe 21 und den Zuteiler 23 der chromatographischen Säule 24 zugeführt· Nach dem Durchgang durch die chromatographische Säule 24 tritt die Flüssigkeitsmischung durch den Detektor 25 in den Ablauf, Das elektrische Signal aus dem Detektor 25 wird durch das Registriergerät 26 aufgezeichnet, Die Anzahl der Ventile 10,mit welchen der Mischer 1 ausgestattet ist, ist durch die Anzahl der Komponenten der zu programmierenden Flüssigkeitsmischung bestimmt,

Claims

1. Einrichtung zur Programmierung der Flüssigkeitszusammensetzung, insbesondere für die Liquidus-Chromatographie, die aus einer Mischkammer und elektromagnetischen, mit den Flüssigkeitsbehältern verbundenen Ventilen besteht, gekennzeichnet dadurch, daß in einem Mischer (1), in unmittelbarer Nähe der Flüssigkeitseinläufe (3) in die Mischkammer (2), Sitze (9) von mindestens zwei Elektromagnetventilen (10) steif befestigt sind, wobei die Sperrorgane (11) dieser Ventile die Form eines umgekehrten Kegelstumpfs aufweisen, wobei sich der weitere Kegelten! zwischen der Wand der Mischkammer (2) und dem Sitz (9) des Elektromagnetventils (10) befindet.

2* Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Mischer (1) die Form eines Zylinders aufweist und die Flüssigkeitseinläufe (3) in die Mischkammer (2) auf deren Umfang situiert sind*

3· Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektromagnetventile (10) Zweiwegeventile sind»

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen