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Dokumentenidentifikation DE3586467T2 18.03.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0160224
Titel Mehrzweck-Ofen für Gaschromatographie mit getrennten Steuerungen.
Anmelder International Business Machines Corp., Armonk, N.Y., US
Erfinder Arfman, Kenneth Donald, Pound Ridge, NY 10576, US;
Pillera II, Theodore Joseph, Rochester Minnesota 55901, US;
Ruckel, Raymond Robert, Garrison, NY 10524, US;
Turits, Allan Charles, Poughkeepsie, NY 12603, US;
Walker, John Quillian, Brookfield Center, Conn. 06805, US
Vertreter Teufel, F., Dipl.-Phys., Pat.-Ass., 8000 München
DE-Aktenzeichen 3586467
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 02.04.1985
EP-Aktenzeichen 851039255
EP-Offenlegungsdatum 06.11.1985
EP date of grant 12.08.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse G01N 30/30

Beschreibung[de]

Es gibt im Fachhandel eine Reihe von Gaschromatographiesystemen, die einen einzelnen elektrisch beheizten GC-Ofen haben, der eine Trennsäule umschließt. Die Säule ist an einer Seite mit einem Injektor (Probengeber) verbunden, der auf dem Ofen in einem beheizten Injektorblock (Einspritzblock) montiert ist, welcher einen Injektorofen bildet. Die andere Seite der Säule ist mit einem Detektor verbunden, der ebenfalls auf dem Ofen in einem beheizten Block oder Ofen montiert ist. Ein elektrisches System steuert die Erwärmung des Ofens, den Detektor und Injektor und es verarbeitet auch das vom Detektor stammende Signal. Das elektrische System enthält weiterhin ein Datensystem, das den Betrieb des GC-Systems steuert, das Signal analysiert und Daten vom System ausgibt.

Systeme der oben beschriebenen Art werden normalerweise entweder bei konstanter Temperatur oder bei vorher festgelegten oder programmierbaren Temperaturen betrieben, um eine Probe nach Bedarf zu trennen. Es können auch eine zusätzliche Säule und weitere Detektoren und Injektoren benutzt werden, um ein solches System mit vielen verschiedenen Konfigurationen und Möglichkeiten zur Probenanalyse auszustatten.

Unter den bisherigen Systemen ist auch ein GC-System mit einem Doppelofen bekannt, der von einem Gehäuse mit einer Bodenplatte, einer Deckplatte und einer vierseitigen vertikal nach oben beweglichen Seitenwand oder einem Mantel, der zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position beweglich ist, gebildet wird. Wenn der Mantel geschlossen ist, teilt eine Trennwand die so gebildete Kammer in zwei Öfen, deren Temperatur unabhängig voneinander gesteuert wird, um in Verbindung mit verschiedenen Säulen, Detektoren und Injektoren verschiedene Möglichkeiten zu bieten, so wie es in der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Aber die Öfen sind nicht unabhängig voneinander betreibbar, sondern sie sind entweder gleichzeitig geschlossen oder gleichzeitig geöffnet. Wenn außerdem eine Kühlung benutzt wird, dann werden beide Öfen gleichzeitig, und nicht jeder unabhängig vom anderen, gekühlt. Das System enthält das Gassteuersystem und ein elektrisches System, zu dem ein Datensystem gehört. Die Trennwand ist herausnehmbar, so daß ein einziger Ofen zur Aufnahme längerer Säulen gebildet werden kann.

US-A-3518059 beschreibt ein System, das ein Primär- und ein Sekundärsystem aufweist, wobei jedes GC-System einen Ofen enthält, in dem eine GC-Säule eingebaut ist, sowie Injektor- und Detektoröfen, die auf diesen Öfen montiert sind, um die Injektoren bzw. Detektoren zu halten und zu erhitzen. Das System verfügt auch über ein elektrisches und ein pneumatisches System.

Zusammenfassung der Erfindung

Eines der Ziele dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Mehrfach-GC-Systems mit zwei voneinander unabhängig steuerbaren GC-Öfen, die vollständig getrennt voneinander oder in Verbindung miteinander betrieben werden können, zusammen mit verschiedenen Konfigurationen von Injektoren, Säulen und Detektoren, um ein vielseitiges auf viele verschiedene Weisen betreibbares System zur Analyse verschiedener Proben anzubieten.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines GC-Systems mit zwei Untersystemen oder Systemen, von denen das eine ein vollkommen unabhängiges, freistehendes GC-System und das andere ein abhängiges Erweiterungssystem ist, das an das erste System angeschlossen ist und mit dem es einige der elektrischen und pneumatischen Steuerungen gemeinsam benutzt, um die Gesamtkosten des kompletten Systems zu reduzieren.

Zusammenfassend sei gesagt, daß die Art und Weise, in der die obigen und weitere Ziele und Vorteile der Erfindung erreicht werden, im Hauptpatentanspruch beschrieben ist. Spezielle Anwendungsformen können den Unteransprüchen entnommen werden.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gilt:

Fig. 1 ist eine Vorderansicht des GC-Systems gemäß der Erfindung, das teilweise schematisch und teilweise als Querschnitt mit ausgebauten Baueilen dargestellt ist;

Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 mit der Darstellung zusätzlicher Aspekte im Inneren eines der Öfen des GC-Systems von Fig. 1;

Fig. 3-5 sind schematische Ansichten verschiedener Konfigurationen von Injektoren, Säulen und Detektoren, die darstellen sollen, wie die Erfindung eingesetzt werden könnte;

Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die die Verbindung zwischen den beiden Öfen darstellt;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang den Linien 7-7 von Fig. 6;

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht des Gassteuersystems des in Fig. 1 dargestellten GC-Systems; und

Fig. 9 ist ein schematisches Blockschaltbild des elektrischen Steuersystems des in Fig. 1 dargestellten GC-Systems.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und zunächst auf Fig. 1 weist das Mehrzweckofen-GC-System der Erfindung ein primäres GC- System 10, das mit einem sekundären GC-System 12 verbunden ist, auf. Das System 10 ist ein vollkommen unabhängiges System, das unabhängig eine Vielzahl verschiedener chromatographischer Analysen durchführen kann in der gleichen Art und Weise wie viele auf-dem Markt befindliche Einofen-GC-Systeme. Das System 10 (nachfolgend GC 10 genannt) enthält einen GC-Ofen 14 und eine elektrische/pneumatische Baugruppe 16, die auf einer gemeinsamen Grundplatte 15 montiert ist, einen Bildschirm 18, eine Tastatur 20 und einen Integrator/Plotter 22. Das System 12 (nachfolgend GC 12 genannt) enthält einen GC-Ofen 14', der im wesentlichen identisch ist mit dem Ofen 14.

GC 10 enthält weiterhin einen Injektor 24, der auf der Deckplatte des Ofens 14 in einem Heizblock oder Ofen montiert ist, der ähnlich wie der weiter unten beschriebene Ofen 27 ist. Der Injektor 24 kann einer von verschiedenen Typen sein: ein Universalinjektor für gepackte Säulen, der geeignet ist für Probeneinspritzung direkt auf die Säulenpackung und für Stoßverdampfungseinspritzung, ein Universalprobengeber für Kapillarsäulen, der geeignet ist für Probeneinspritzung mit und ohne Gasstromteilung und für Festkörpereffekteinspritzung, und ein On-column-Injektor für die direkte Einspritzung in eine Kapillarsäule, usw.

GC 10 enthält weiterhin einen Detektor 26, der durch einen Heizblock oder Ofen 27 (Fig. 2) auf der Deckplatte des Ofens 14 montiert ist. Der Detektor 26 erstreckt sich durch den Block 27. Der Block enthält eine elektrische Heizung 96 (Fig. 9) und bildet einen Detektorofen mit einer weiter unten beschriebenen Temperaturregelung, um den Detektor auf der gewünschten Temperatur zu halten. Das obere Ende des Detektors ist mit einer Abdeckung 28 abgedeckt, um den Detektor während des Betriebs gegen Wirbelströmung oder Turbulenzen der umgebenden Atmosphäre zu schützen. Der Detektor 26 kann ein beliebiger Detektor eines bekannten Typs sein, wie zum Beispiel ein Flammenionisationsdetektor (FID), ein Elektroneneinfangdetektor (ECD), ein Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD), ein Stickstoff/Phosphor- Detektor (NPD), ein flammenphotometrischer Detektor (FPD), usw. GC 10 kann auch verschiedene GC-Säulen benutzen, wie zum Beispiel eine gepackte Säule oder eine hochauflösende Kapillarsäule. In Fig. 1 wird der Einsatz einer spiralförmigen Kapillarsäule 30 dargestellt, die an einem Ende mit dem Injektor 24 und am anderen Ende mit dem Detektor 26 verbunden ist. Wie in Fachkreisen bekannt ist, hängt die Auswahl des Detektor-, Injektor- und Säulentyps von der zu analysierenden Probe und den zu erwartenden Substanzen ab. Es können jederzeit bis zu vier Injektoren 24 auf den Ofen 14 montiert werden, und es können bis zu drei Detektoren 26 zusammen mit drei Säulen im GC 10 benutzt werden. Bei Verwendung eines Universalinjektors 24 kann eine zweite Kapillarsäule 32 mit dem einen Ende des Injektors verbunden werden, so daß sich der Strom der eingegebenen Probe und des Trägergases teilt, um durch beide Säulen 30 und 32 zu strömen.

Die Öfen 14 und 14' sind in ihrem Aufbau im wesentlichen identisch; sie werden am Beispiel der Konstruktion des Ofens 14 beschrieben, der am besten in Fig. 1 und 2 zu sehen ist. Die entsprechenden Konstruktionsbauteile des Ofens 14' sind mit einem Strichindex gekennzeichnet. Der Ofen 14 hat eine Würfelform, die von einem isolierten Gehäuse 34 gebildet wird, das aus fünf Wänden besteht (Deckplatte, Bodenplatte, Rückwand und linke und rechte Seitenwand, von der Vorderseite aus gesehen). Am Gehäuse 34 ist eine isolierte Tür 36 angebracht, die beweglich ist zwischen einer offenen Position (dargestellt in Fig. 1), die Zugang zur Ofenkammer 38 bietet, und der geschlossenen Position (Fig. 2), die die Ofenkammer 38 vollständig abschließt und so bildet.

In der Ofenkammer 38 befindet sich hinter dem Raum, der die Säule 30 aufnimmt, ein querstehendes Leitblech 40, das in der Mitte eine durch ein Schutzgitter abgedeckte Öffnung hat. Das Leitblech 40 ist rechteckig und es ist an den vier Ecken durch Stangen mit den inneren Seitenwänden des Gehäuses 34 verbunden. Die Abmessungen des Leitblechs 40 sind geringer als die entsprechenden Abmessungen der Kammer 38, damit die Luft außen von der Rückseite des Ofenraums zur Vorderseite strömen kann, wie es der Pfeil 48 in Fig. 2 zeigt. Hinter dem Leitblech 40 ist ein Lüfter 42 montiert, der von einem Ofenheizgerät 46 umgeben ist. Der Lüfter 42 wird von einem Motor 44 angetrieben. Die Luft wird normalerweise von der Vorderseite des Leitblechs durch die Öffnung in der Mitte des Leitblechs 40 angesaugt und durch den Lüfter 42 nach außen geblasen, durch die Heizkörper 46 und dann vorwärts in den Vorderteil der Kammer 38. Das Leitblech erzeugt Turbulenzen und sorgt so für eine kräftige Durchmischung, um eine gleichförmige Temperatur innerhalb der Kammer 38 sicherzustellen.

Ein Lufteinlaßkanal 50 führt durch die Mitte der Rückwand des Gehäuses 32, damit kühle Raumluft in den mittleren Teil der Ofenkammer eindringen kann, wenn eine vom Motor 56 gesteuerte Klappe 54 betätigt wird. Eine Ausströmungsöffnung 52 erlaubt das Entweichen der erwärmten Luft in den umgebenden Raum, wenn eine ebenfalls vom Motor 56 gesteuerte Klappe 58 geöffnet ist. Durch das Öffnen und Schließen der Klappen 54 und 58 zusammen mit der Regulierung des Heizkörpers 46 wird die gewünschte Temperatur im Ofen reguliert.

Das komplette in Fig. 1 dargestellte GC-System kann in einer Vielzahl von Detektor-, Injektor- und Säulenkonfigurationen betrieben werden, von denen drei in Fig. 3 bis 5 schematisch dargestellt sind. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, kann ein einzelner Injektor 24 im Split-Modus betrieben werden, um Probe und Trägergas gleichzeitig zu den Säulen 30 und 32 zu bringen, die sich in den Ofenkammern 38 und 38' der Öfen 14 bzw. 14' befinden. Das andere Ende der Säule 30 ist mit dem Detektor 26 verbunden, während das andere Ende der Säule 32 mit dem Detektor 26' verbunden ist. Selbstverständlich können die Detektoren 26 und 26' verschiedene Typen sein, die Säulen 30 und 32 können verschieden beschichtet sein, um die Trennung verschiedener Substanzen zu ermöglichen, und die Kammern 38 und 38' können auf verschiedenen Temperaturen oder Temperaturprogrammen gehalten werden. In Fig. 4 ist ein einzelner Injektor 24 auf dem Ofen 12 mit seinem einem Ende mit der Kapillarsäule, die durch beide Kammern 38' und 38 verläuft, und mit dem anderen Ende mit dem Detektor 26 verbunden. Die Säule kann entweder eine einzelne Säule sein, die im gesamten Raum zwischen den Wänden zwischen den beiden Öfen verläuft, oder sie kann zwei getrennten Säulen 32 und 30 umfassen, die durch einen Koppler 64 verbunden sind. In Fig. 5 werden zwei voneinander völlig unabhängige Detektoren, Injektoren und Säulen dargestellt. Das erlaubt den völlig unabhängigen Betrieb jedes einzelnen Ofens, entweder gleichzeitig oder jeweils nur einen. Der Vorteil liegt darin, daß der Benutzer effektiv über zwei getrennte GC verfügen kann.

In Fig. 6 und 7 wird gezeigt, daß die Wände des Gehäuses 34 aus einer inneren Blechplatte 66 und einer äußeren Blechplatte 68 auf beiden Seiten der Isolierschicht 70 gebildet sind. In der linken Seitenwand des Gehäuses 34 befindet sich eine Öffnung 72 und in der rechten Seitenwand des Gehäuses 34' befindet sich eine Öffnung 72'. Ein im Querschnitt rechteckiges Aluminiumverbindungsstück oder Block 74 verläuft durch die Öffnung und ist durch die Schrauben 78 mit den runden Platten 76 und 76' verbunden und verbindet so mechanisch die Gehäuse 34 und 34' miteinander und-somit auch die Öfen 14 und 14'. In der Mitte des Blocks 74 gibt es eine Öffnung 80, durch die ein Glasrohr 84 verläuft, durch welches ein Teil der Kapillarsäule 32 läuft. Im Block 74 ist ein Elektroheizstab 86 eingelassen, der den Block auf eine Temperatur erwärmt, die im Bereich der Säule 32 im Block 74 die Kondensation des durchströmenden Gases verhindert.

Wie weiter oben erwähnt enthält GC 10 eine Baugruppe 16, die sowohl die elektrischen als auch die pneumatischen Steuerungen enthält. Die pneumatischen Steuerungen sind in Fig. 8 als 16P gekennzeichnet und die elektrischen Steuerungen in Fig. 9 als 16E. Die Frontplatte der Baugruppe 16 enthält die verschiedenen Meßinstrumente, Regler, Nadelventile, usw., mit deren Hilfe der Benutzer die Strömungsgeschwindigkeiten des benutzten Gases oder der Gase nach Bedarf einstellen kann. Es ist zu beachten, daß nicht unbedingt jederzeit alle diese Steuerungen benutzt werden und daß der Einsatz der Steuerungen von der Konfiguration der Detektoren, Injektoren und Säulen abhängt. Ein Beispiel für eine mögliche Konfiguration und Betriebsweise ist in Fig. 8 dargestellt, in der ein Injektor 24' auf einem Ofen 14' montiert ist und für einen geteilten Strom des Trägergases und einer Probe durch die Säulen 32 und 30 sorgt. Die FIDs (Flammenionisationsdetektoren) 26 und 26' sind auf den Öfen 14 bzw. 14' montiert und mit den Säulen 30 und 32 verbunden. Der Zufuhrbehälter 86 des Trägergases befindet sich außerhalb von GC 10. Das Trägergas wird durch eine Leitung auf einen regelbaren Druckregler (PR) 92 der Baugruppe der pneumatischen Steuerung 16P beaufschlagt. Der Trägergasausgang vom PR 92 führt durch einen regelbaren Durchflußregler (FC) 94 und durch eine Verbindungsleitung 95 zum Injektor 24'. Ein Druckmesser (PG) 96 ist mit der Durchflußleitung zwischen PR 92 und FC 94 verbunden; er wird in Verbindung mit PR 92 benutzt, damit der Bediener durch Regelung des Drucks und Einstellung des FC 94 die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Das Trägergas bei Benutzung der Kapillarsäulen 30 und 32 ist vorzugsweise Helium. Es können auch andere geeignete Trägergase verwendet werden.

Die Benutzung eines Flammenionisationsdetektors (FID) erfordert, daß zusammen mit der Probe und dem Trägergas, das von der Säule strömt, Wasserstoff (H&sub2;) und Luft an den FID gebracht wird. Um das zu erreichen, ist ein Wasserstoffbehälter 88 über PR 98 mit zwei Nadelventilen (NV) 100 und 102 verbunden, die wiederum mit FID 26' bzw. FID 26 verbunden sind, um den Wasserstoff durch die Verbindungsleitungen 103 und 105 dorthin zu bringen. Ein Luftbehälter 90 ist mit einem PR 106 verbunden, der seinerseits mit den Nadelventilen NV 110 und NV 112 verbunden ist, um durch die Verbindungsleitungen 111 bzw. 112 Luft an den FID 26' bzw. 26 zu bringen. Die Druckmesser PG 104 und PG 108 zeigen den Druck in den Wasserstoff- und Luftleitungen an. Für alle diese Gase können konventionelle Filter (nicht abgebildet) benutzt werden, um sauberes trockenes Gas zu liefern. Es ist wichtig zu beachten, daß die Baugruppe 16P der pneumatischen Steuerungen, die Teil des GC 10 ist, von beiden Öfen 14' und 14 gemeinsam benutzt wird. Die Baugruppe 16P ist im Ofen 14 integriert und in dem unanhängigen GC 10 kann sie nur vom Ofen 14 benutzt werden. Bei Erweiterung durch den Ofen 14' werden keine zusätzlichen pneumatischen Steuerungen benötigt. Das führt zu einer Kostenreduzierung im Vergleich zu den Kosten, die für die Anbringung zusätzlicher Steuerungen aufzubringen wären. Die Verbindungsleitungen 95, 103, 105, 111 und 113 können abgebaut und wieder angebracht werden, um Anschlüsse verschiedener Injektor/Detektor-Konfigurationen zu ermöglichen.

Wie in Fig. 9 dargestellt ist, kann die elektrische Baugruppe 16E des GC 10 über ein Netzkabel 90 an eine externe Netzleitung wie zum Beispiel 120 V, 20 A angeschlossen werden. Über das Netzkabel 90 wird ein Gleichstromnetzteil 92 mit Spannung versorgt, das die Wechselspannung in Gleichspannungen verschiedener Pegel für die Versorgung der verschiedenen Stromkreise umformt. Über das Netzkabel 90 wird außerdem die Netzspannung direkt an den Lüftermotor 44 und die Triac-Regler 94 angelegt. Der letztgenannte versorgt den Klappenmotor 56, das Ofenheizgerät 46, ein mit dem Heizblock für den FID 26 verbundenes Heizgerät 96, ein mit dem Heizblock für den Injektor 24' verbundenes Heizgerät 98 und ein mit dem Heizblock für den FID 26' verbundenes Heizgerät 100 mit Spannung. Die Triac-Regelung 94 wird von einem Datenverarbeitungsgerät 102 gesteuert, das einen Mikroprozessor oder Prozessor 104, einen Speicher 106 und ein I/O-PROM 108, das mit verschiedenen vom Prozessor gesteuerten Einheiten verbunden ist, enthält. Ein erster Stecker 110 verbindet das PROM 108 mit den Triac-Reglern 44, um Steuersignale für den Betrieb des Motors 56 und die verschiedenen Heizgeräte zu liefern. Das PROM 108 ist über die Leitungen 112. und 114 weiterhin mit dem Bildschirm 18 und der Tastatur 20 verbunden, die als Schnittstelle zwischen Benutzer und GC 10 dienen. Der Benutzer gibt auf konventionelle Weise verschiedene Befehle, Daten und Parameter in diese Datensysteme ein, um ein gewünschtes Verfahren für eine Probenanalyse zu veranlassen.

Mit den verschiedenen Heizgeräten sind eine Reihe Temperaturfühler (TS) 116-119 verbunden, die analoge Signale der Temperaturen der verschiedenen Öfen oder Zonen liefern, die von den entsprechenden Heizgeräten beheizt werden. Die verschiedenen Temperaturfühler sind jeweils über einen Analog-Digital-Umwandler (ADC) 120 mit dem I/O-PROM 108 verbunden. Dadurch werden digitale Signale vom ADC 120 in den Prozessor 104 und den Speicher 106 eingegeben, um so über den Prozessor 104 und die Steuerung 94 eine Rückkopplungsregelung des Betriebs der verschiedenen Heizgeräte 46, 96, 98 und 100 zu erreichen. Der Benutzer kann über die Tastatur 20 die gewünschten Temperaturen, die aufrechterhalten oder programmiert werden sollen, eingeben.

Das PROM 108 ist weiterhin mit den Bereichsverstärkern 124 und 126 verbunden, um Signale zu erzeugen, die die Empfindlichkeit oder den Verstärkungsbereich der Detektorsignale regeln. Zu diesem Zweck ist FID 26 mit dem Elektrometer 128 verbunden, das wiederum mit dem Verstärker 124 verbunden ist. FID 26' ist über das Elektrometer 130, das mit dem Verstärker 126 verbunden ist, angeschlossen. Die Ausgangswerte der Verstärker 124 und 126 werden über die Leitungen 132 bzw. 134 an zwei Integratoren/- Plotter 22 angelegt, die die verschiedenen Signale von den Detektoren auf konventionelle Weise integrieren und registrieren. Bei dem bisher beschriebenen Aufbau ist zu beachten, daß FID 26', Heizgerät 100 und Heizgerät 98, die zum Ofen 14' gehören, die elektrischen Steuerungen der Baugruppe 16E benutzen, so daß es nicht notwendig ist, im GC 12 ein separates Datensystem oder Temperaturregler für die Injektor/Detektor-Öfen zu haben.

Der Rest der Elektrik des Ofens 14' ist unabhängig von der elektrischen Baugruppe 16E. Dazu gehört ein Netzkabel 140, das an eine externe Stromquelle angeschlossen werden kann, um über den Temperaturregler 142 das Ofenheizgerät 46' und das Verbindungsstückheizgerät 86 mit Spannung zu versorgen. Die Temperaturfühler 144 und 146 übertragen Signale an den Regler 142 für die Temperaturregelung der entsprechenden zu heizenden Bereiche an den gewünschten Einstellpunkten. Das Netzkabel 140 liefert außerdem Spannung über die Klappenregelung 148 an die Steuerung des Klappenmotors 56' in Verbindung mit einem Signal vom Temperaturregler 142, um zur Regulierung der Innentemperatur des Ofens 14' beizutragen. Der Lüftermotor 44' ist ebenfalls an das Netzkabel 140 angeschlossen. Der Vorteil der separaten elektrischen Steuerung für das Ofenheizgerät 46', das der größte Stromverbraucher ist, liegt darin, daß das Netzkabel 140 an eine andere dem Benutzer zur Verfügung stehende Netzleitung angeschlossen werden kann, so daß der Benutzer nicht eine Netzleitung mit höherer Kapazität benutzen muß, die normalerweise erforderlich wäre, wenn die elektrische Steuerung für beide Ofenheizgeräte 46 und 46' im GC 10 enthalten wäre.

Die Zeichnungen stellen nur diejenigen Elemente oder Bauteile dar, die für beispielhafte Detektor/Injektor/Säulen-Konfigurationen benutzt werden; es ist dabei zu beachten, daß die Systeme 10 und 12 auch Bauteile enthalten, die für einen bestimmten Aufbau nicht benutzt werden. Jedes System enthält möglichst zwei Injektoröfen und zwei Detektoröfen für zwei Injektoren und zwei Detektoren. Für Fachleute in dieser Materie ist es auch selbstverständlich, daß an den Einzelheiten und Teileaufbauten viele Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß dadurch der Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Claims (Patentansprüchen) beschrieben wird, berührt wird.


Anspruch[de]

1. Doppelofen-Gaschromatographie-System (GC-System) zur Trennung von Proben in Bestandteile durch Verwendung einer Reihe von GC-Säulen, die mit einer Reihe von Injektoren und Detektoren verbunden sind; das System enthält:

ein in sich geschlossenes primäres GC-System (14), das unabhängig betrieben werden kann und aufweist:

einen ersten Ofen mit einem ersten Gehäuse und einer ersten Tür (36), die an diesem Gehäuse befestigt ist; diese erste Tür ist zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglich; dieser erste Ofen weist eine erste Kammer (38) auf, in der eine erste GC-Säule (30) befestigt ist und die von dem genannten ersten Gehäuse und der genannten ersten Tür gebildet wird, wobei diese erste Tür den Zugang zur ersten Kammer ermöglicht, wenn sich die erste Tür in der genannten offenen Stellung;

einen ersten Injektorofen, der auf dem erwähnten ersten Ofen befestigt ist und der für die Aufnahme und Beheizung einer Reihe von Injektoren (24) ausgebildet ist;

einen ersten Detektorofen, der auf dem erwähnten ersten Ofen befestigt ist und der für die Aufnahme und Beheizung einer Reihe von Detektoren (26) ausgebildet ist;

ein elektrisches System für die Steuerung des Betriebs des erwähnten primären GC-Systems, das ein Datensystem (102) enthält, das eine Bedienersteuerung des erwähnten primären GC-Systems ermöglicht; dieses Datensystem ist an die erwähnten Detektoren angeschlossen, um deren Ausgangssignale zu analysieren;

und ein pneumatisches System für die Zufuhr und Durchflußsteuerung von Gasen, das zur Trennung und Analyse einer Probe verwendet wird; dieses pneumatische System ist mit den erwähnten Injektoren verbunden;

und einem sekundären GC-System, das dem erwähnten primären GC-System hinzugefügt ist und das nur abhängig und unter Steuerung des erwähnten primären Systems betrieben werden kann durch Mitbenutzung des erwähnten elektrischen Systems und des erwähnten pneumatischen Systems; dieses sekundäre GC-System weist auf:

einen zweiten Ofen neben dem erwähnten ersten Ofen mit einem zweiten Gehäuse und einer zweiten Tür, die an diesem zweiten Gehäuse befestigt ist; diese zweite Tür ist zwischen einer offenen Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglich; dieser zweite Ofen enthält eine zweite Kammer (38'), in der eine zweite GC-Säule (32) befestigt ist und die aus dem zweiten Gehäuse und der zweiten Tür gebildet wird, wobei diese zweite Tür unabhängig von der ersten Tür bewegt werden kann und den Zugang zur zweiten Kammer, unabhängig vom Zugang zu der genannten ersten Kammer, ermöglicht;

einen zweiten Injektorofen, der auf dem erwähnten zweiten Ofen befestigt ist und der für die Aufnahme und Beheizung einer Reihe von Injektoren ausgebildet ist; dieser zweite Injektorofen weist ein Heizgerät und einem Temperaturfühler auf, die für den Anschluß an das erwähnte elektrische System zur Temperatursteuerung eines Injektors bestimmt sind, der sich in diesem zweiten Injektorofen befindet und der von dem erwähnten elektrischen System des erwähnten primären GC- Systems gesteuert wird; und

einen zweiten Detektorofen, der auf dem erwähnten zweiten Ofen montiert ist und der für die Aufnahme einer Reihe der erwähnten Detektoren ausgebildet ist; der erwähnte zweite Detektorofen (26') enthält ein Heizgerät und einen Temperaturfühler, der an das erwähnte elektrische System des erwähnten primären GC-Systems angeschlossen ist und von diesem gesteuert wird;

die erwähnten ersten und zweiten Gehäuse sind kastenförmig und sie umfassen jeweils eine Deckplatte, einer Bodenplatte, einer Rückwand und zwei Seitenwände, wobei eine Seitenwand des erwähnten ersten Gehäuses an eine Seitenwand des erwähnten zweiten Gehäuses angrenzt;

die erwähnten ersten und zweiten Türen sind an der verbleibenden Seitenwand der erwähnten Gehäuse gegenüber der jeweiligen Rückwand beweglich befestigt und ermöglichen den Zugang zu dem erwähnten ersten bzw. zweiten Gehäuse von der Vorderseite der erwähnten Öfen;

die erwähnten Injektoröfen und die erwähnten Detektoröfen sind auf der jeweiligen Deckplatte der erwähnten Gehäuse montiert;

das erwähnte Doppelofen-GC-System kann in vielen Injektor/- Säulen/Detektor-Konfigurationen aufgebaut werden, wobei mindestens ein Injektor (24 oder 24') an einem der erwähnten Injektoröfen angeordnet ist, um eine Probe und das Trägergas in eine der erwähnten GC-Säulen zum Zweck der Trennung einzugeben; der erwähnte eine Injektor ist mit dem erwähnten pneumatischen System verbunden, damit ihm ein geregelter Trägergasstrom zugeführt wird;

und aus mindestens einem Detektor (26 oder 26'), der an einem der erwähnten Detektoröfen angeordnet und mit einer der erwähnten GC-Säulen verbunden ist, um das abfließende Mittel aufzunehmen und ein die Bestandteile der erwähnten Probe charakterisierendes Ausgangssignal zu erzeugen und wobei der erwähnte eine Detektor zum Zweck der Analyse des erwähnten Ausgangssignals mit dem elektrischen System verbunden ist.

2. System nach Anspruch 1, in dem der erwähnte zweite GC-Ofen ein Heizgerät und einen Temperaturfühler enthält und das erwähnte System weiterhin einen Temperaturregler, der an das erwähnte Heizgerät und den Fühler angeschlossen ist, um unabhängig von der Temperatur im erwähnten ersten GC-Ofen die Temperatur in dem erwähnten zweiten GC-Ofen zu regulieren, enthält.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, in dem die erwähnten ersten und zweiten GC-Öfen nebeneinander angeordnet sind und diese Kombination weiterhin Verbindungsmittel für die physikalische Verbindung des erwähnten ersten mit dem erwähnten zweiten Ofen umfaßt.

4. System nach Anspruch 3, in dem sich die erwähnten Verbindungsmittel zwischen dem erwähnten ersten und zweiten GC- Ofen erstrecken und eine Öffnung enthalten, durch die ein Teil der erwähnten GC-Säulen verläuft.

5. System nach Anspruch 4, in dem die erwähnten Konfigurationen eine erste Konfiguration enthalten, in der eine einzelne Säule mit den Endstücken innerhalb beider Kammern und mit dem Mittelstück zwischen den erwähnten Kammern untergebracht ist, und wobei das erwähnte Verbindungsmittel eine Öffnung besitzt, die sich durch die angrenzenden Seitenwände der erwähnten Gehäuse erstreckt, wobei das erwähnte Mittelstück der erwähnten einzelnen Säule durch die erwähnte Öffnung verläuft.

6. System nach Anspruch 4 oder 5 mit einer Heizeinrichtung für das Beheizen des erwähnten Verbindungsmittels und des darin befindlichen Teils der erwähnten einen GC-Säule, um die Kondensation von Probensubstanzen darin zu vermeiden.







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