DE2907701A1

DE2907701A1 - Verfahren und vorrichtung zur probeentnahme aus dem oberen teil eines raumes

Info

Publication number: DE2907701A1
Application number: DE19792907701
Authority: DE
Inventors: Michael Adrian Baylis; Peter Harris; Stewart Robert Massey
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1979-02-28
Publication date: 1979-09-06
Also published as: US4351802A; GB1595672A

Description

HOFFMANN · FaTI/G & PARTNER

PATENTANWÄLTE * 3 U / /Ul

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) - DI PL.-I N G. W. EITLE · D R. RER. NAT. K. H O FFMAN N . Dl PL.-I NG. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MO NCH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

31 787/8

British-American Tobacco Company Limited, London /Großbr.

Verfahren und Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen

Teil eines Raumes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes. Die gaschromatische Untersuchung einer Probe aus dem oberen Teil eines Raumes ist eine Technik zur Bestimmung der flüchtigen Substanzen eines festen oder flüssigen Stoffes. Der "obere Teil eines Raumes" kann ein Dampfraum in einem Laborbehälter, z.B. einer Phiole, in der sich ein fester oder flüssiger Stoff befindet/oder ein Dampfraum innerhalb eines Verpakkungsbehälters, z.B. einer Zigarettenpackung oder eines Farbtopfes,sein. Bei der Durchführung dieser Technik ist es notwendig, eine Dampfprobe aus dem oberen Teil des Raumes in die chromatographische säule eines GasChromatographen einzubringen.

909836/0770 ~ ⁵ -

~⁵~ 29G7701

In einem bekannten Verfahren wird der betreffende feste oder flüssige Stoff, z.B. Tabak/in einem ersten Behälter aufbewahrt, der mit einem zweiten, ein festes Adsorptionsmittel, z.B. Kohle, enthaltenden Behälter verbunden ist. Ein Waschgasstrom fließt über das Material im ersten Behälter, so daß die flüchtigen Bestandteile des Materials in den zweiten Behälter gelangen, wo sie von dem Adsorptionsmittel adsorbiert werden. Nach einer ausreichenden Adsorptionszeit wird der zweite Behälter von dem ersten Behälter getrennt und mit der Säule eines Chromatographen verbunden, in der die flüchtigen Bestandteile einer thermischen Desorption unterworfen werden. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß das Adsorptionsmittel z.B. katalytisch wirken kann, wodurch die genannten Bestandteile einer chemischen Veränderung unterworfen werden können, wodurch sie eine neue Verbindung bilden können. Die chemische Veränderung findet auch dann statt, wenn die flüchtigen Bestandteile zur Übertragung zum GasChromatographen desorbiert werden. Die Adsorption kann selektiv in dem Adsorptions und/oder Desorptionsprozeß durchgeführt werden. Weiter benötigt die Adsorption und darauffolgende Desorption der flüchtigen Bestandteile beträchtliche Zeit, wobei in einigen Fällen die Bildung einer neuen Verbindung zeitabhängig ist. Weiter werden nicht alle von dem Gas mitgeführten flüchtigen Bestandteile von dem Adsorptionsmittel adsorbiert und nicht alle derartigen Bestandteile desorbiert.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird der Stoff in ein Fläschchen eingebracht, das dann durch Durchstechen einer Scheidewand mit einer hohlen Nadel, die mit einer Inertgasquelle verbunden ist, unter Druck gesetzt wird. Nach Erreichen eines vorbestimmten Drucks wird die Nadel entfernt, und, wenn die Gleichgewichtsbedingungen sich in dem Fläschchen eingestellt haben, wird der Druck in dem Fläschchen zum Herausdüsen der Probe aus dem oberen Raum in die Gas-

909836/0770

— D ""*

Chromatographensäule verwendet. Zu diesem Zweck wird die Scheidewand mit einer zweiten Nadel, die mit dem Eintrittsende der Säule in Verbindung steht durchstochen. Die Zeitdauer des Herausdüsens ist sehr kurz (1-10 see), wodurch die Menge der in die Säule eingedüsten flüchtigen Bestandteile begrenzt wird.

Ein anderes bekanntes Verfahren arbeitet mit einem Fläschchen, in dem kein Druck in dem Dampfraum aufgebaut wird. Das Eindüsen der Probe des oberen Raumes in die Gaschromatographensäule wird mittels einer Injektionsspritze durchgeführt, die man durch eine Scheidewand des Fläschchens sticht. Nachdem die Probe mittels der Injektionsspritze herausgezogen wurde, wird die Nadel aus dem Fläschchen herausgezogen und durch eine Scheidewand im Injektionsabschnitt des Gaschromatographen zum Übertragen der Probe in die Säule eingestochen. Die in der Injektionsspritze befindliche Probe des oberen Raums ist unvermeidbar gewissen Volumen und Druckänderungen unterworfen, wodurch man gewöhnlich beobachten kann, daß nach Einführen der Probe in die Säule einige Bestandteile der Probe in der Injektionsspritze kondensiert sind. Auf diese Weise entspricht der mittels der Injektionsspritze eingebrachte Dampf nicht dem Dampf des oberen Raums in dem Fläschchen.

Es wurde weiter vorgeschlagen, eine Probe aus dem oberen Teil eines Raumes durch Entfernen der Säule von dem Gaschromatographen und Aufsetzen auf eine Flasche, in der der flüssige oder feste Stoff enthalten ist, in die Säule des GasChromatographen einzubringen. Daraufhin strömt ein Waschgasstrom durch die Flasche in die Säule. Nach einer gewissen Zeit wird das Ende der Säule von dem Hals der Flasche entfernt und die Säule wieder mit dem Chromatographen verbunden. Dieses Verfahren der Probenentnahme ist nicht nur

909836/0770

unbequem, sondern auch sehr zeitaufwendig, da man die Säule von dem Chromatographen entfernen und wieder mit ihm verbinden muß". Dabei können sich ebenfalls Fremdverbindungen bilden. Weiter besteht die Gefahr, daß das Kühlmittel, z.B. Trockeneis, das sich in dem Probenbehälter befindet, in die Säule gelangen kann.

Die bekannten Verfahren zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes und die Geräte zur Durchführung der Verfahren weisen beim praktischen Gebrauch die gezeigten Nachteile auf, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung-, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes zu schaffen, mit dem auf einfachere Weise eine wirkungsvolle Probenentnahme durchgeführt werden kann, wobei die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes geschaffen, die eine Probennahmeeinrichtung, bestehend aus einer Probenkammer ,aufweist, und die weiter eine erste Durchgangseinrichtung aufweist, die sich von der Kammer erstreckt, die weiter eine Verbindung zum Verbinden der Durchgangseinrichtung mit dem Eintrittsende einer GasChromatographensäule, die betriebsmäßig mit einem GasChromatographen verbunden ist, aufweist, die eine zweite Durchgangseinrichtung aufweist, die sich zu der Kammer erstreckt, und Verbindungseinrichtungen zum Verbinden einer Gasquelle mit der zweiten Durchgangseinrichtung aufweist, wodurch, wenn die erste Verbindungseinrichtung mit der Säule verbunden ist,ein Gasstrom in der Vorrichtung von der zweiten Verbindungseinrichtung durch die Kammer zum Eintrittsende der Säule strömen kann.

909836/0770 " ⁸

Weiter wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes geschaffen, die ein eine Probenkammer bildendes Bauteil aufweist, wobei sich erste Durchgangseinrichtungen von der Kammer erstrecken, die Einrichtungen zum Befestigen der Vorrichtung an einem Gaschromatographen aufweist, so daß, wenn das Gerät befestigt ist, die erste Durchgangseinrichtung mit dem Eintrittsende einer gaschromatographischen Säule, die mit einem Chromatographen betriebsmäßig verbunden ist, verbunden ist, und daß zweite Durchgangseinrichtungen sich von der Kammer erstrekken, wobei die Anordnung so ist, daß/wenn das Gerät an dem GasChromatographen befestigt ist, ein Gasstrom von dem zweiten Durchgang zur Säule über die Kammer und den ersten Durchgang strömt.

Vorzugsweise umfaßt das Gerät einen ersten Teil, der an dem Chromatographen mittels Befestigungseinrichtungen befestigbar ist, und ein zweites lösbar mit dem ersten Teil verbundenes Teil, um das Einführen einer Probe und das Entfernen von der Kammer zu ermöglichen.

Vorzugsweise umfaßt das Gerät Einrichtungen zum Halten einer Nadel, so daß sich die Nadel in die Probenkammer erstrecken kann. Bei der Verwendung des Gerätes durchstößt die Nadel einen in der Probenkammer angeordneten Gegenstand, von dessen oberen Teil des Raumes eine Probe genommen werden soll. Der Gegenstand kann beispielsweise eine Zigarette oder eine Zigarettenschachtel sein. Das Gerät kann eine weitere hohle Nadel umfassen, die sich in die Kammer erstreckt, für den Fall, daß,wenn eine weitere Nadel angeordnet ist, die zweite Durchgangseinrichtung mit dem Eintrittsende der weiteren Nadel verbunden ist, wobei die weitere Nadel ebenfalls den Gegenstand in der Kammer durchsticht.

909836/0770

Die Kammer kann in vorteilhafter Weise von einer solchen Form sein, daß,wenn es sich bei dem Gegenstand z.B. um ein Zigarettenpaket handelt, die äußere Umfangsfläche oder Flächen des Gegenstandes dicht gegen die innere Wand oder Wände der Kammer anliegen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann das Gerät Einrichtungen zum Erwärmen der Probenkammer umfassen. Der so ermöglichte Temperaturanstieg gestattet eine größere in die Säule überführte Probenmenge, was wiederum zu größeren Ausschlägen des Chromatogramms und zu einfacherer Identifizierung der einzelnen Ausschläge führt. Weiter wird bei einer höheren Temperatur der Bereich der Stoffe niedrigerer Flüchtigkeit vergrößert.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und v/erden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes an einem Gaschromatographen;

Fig. 2 ein Gasflußdiagramm für die Vorrichtung und den Chromatographen j

Fig. 2a

und 2b Einstellmöglichkeiten des Dreiwegeventils der Vorrichtung von Fig. 1y

Fig. 3 eine Schnittansicht längs "der Linie XII-III von Fig» 4 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ι und

Fig. 4 eine teilweise Endansicht in Richtung des Pfeils Ä, der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes umfaßt ein erstes zylindrisches

— in — 909836/0770

Bauteil 1 mit einem sich am rechten Ende nach innen erstrekkenden Flansch 2 und ein zweites zylindrisches Bauteil 3 mit einer geschlossenen linken Seite. Die Bauteile 1 und 3 bestehen aus Aluminium.

Am rechten Ende des Bauteils 1 ist eine Befestigungsplatte aus einem wärmeisolierenden Material angeordnet, mittels der das Bauteil an einem GasChromatographen befestigt ist, dessen Teile mittels der gestrichelten Linie 5 angedeutet sind. Ein Zylinderblock 6 aus warmeisolierdendem Material wird in der öffnung des Flansches 2 eingepaßt aufgenommen. Ein Flansch 7, der sich von dem Block 6 an der linken Seite nach außen erstreckt ,sitzt auf der inneren Fläche des Flansches 2. Zwischen dem Block 6 und dem Flansch 2 ist ein gewisses Spiel, wobei die anderen Toleranzen in Fig. 1 aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben dargestellt sind.

In das Bauteil 3 ist ein mit einem Flansch versehenes Glasrohr 8 eingepaßt. Ein O-Ring 9 sorgt für einen federnden Sitz des Flansches 8' des Rohres 8 auf der rechten Seite des Bauteils 3. In der Wand des Bauteils 3 befinden sich im gleichen winkligen Abstand um die Achse des Bauteils 3 längliche Aussparungen, in denen Heizpatronen angeordnet sind. Eine dieser Aussparungen 10 mit einer darin angeordneten Heizpatrone 11 ist gezeigt. Eine ähnliche Aussparung 12 nimmt einen Temperaturfühler 13 auf, der mit einer Temperaturregeleinrichtung (nicht gezeigt) verbunden ist, die» in Abhängigkeit von den von dem Fühler 13 kommenden Signalen zur Wärmeregelung der Heizpatrone 11 arbeitet, so daß die Temperatu:
schwankt.

Temperatur in dem Rohr um - 1⁰C um einen vorbestimmten Wert

Wenn das Bauteil 3 von der in Fig. 1 gezeigten Stellung nach rechts bewegt wird, wird der rechte Endabschnitt passend von dem Bauteil 1 aufgenommen. Das Bauteil 3 ist lös-

909836/0770 ¹¹ "

bar mit dem Bauteil 1 mittels eines Bajonettverschlusses (nicht gezeigt) verbunden, und wenn er so befestigt ist, dienen zwei O-Ringe 14 als hermetische Abdichtung zwischen dem Block 6 und dem Flansch 8' des Rohres 8.

Die Vorrichtung umfaßt weiter einen zylindrischen Aluminiumblock 15 mit einer einstückig darin ausgebildeten sich nach links erstreckenden zylindrischen Hülse 16, deren linker Teil passend in den Block 6 aufgenommen wird. Das Eintrittsende einer chromatographischen Säule 5' des Chromatographen 5 ist mit dem Block 15 über ein Verbindungsteil 17 für ein Injektionsgerät verbunden, das auf der rechten Seite des Blocks eingeschraubt ist. Innerhalb des Verbindungsteils ist in dem Block 15 eine Trennwand 18 angeordnet. Auf seiner linken bzw. rechten Seite ist der Block 6 mit einem koaxialen Vorsprung 19 und einer koaxialen Aussparung 20 versehen. Axial in den Block 6 erstreckt sich eine schmale Bohrung 21 mit offenen Enden. Der Block 15 ist auf ähnliche Weise mit einer axialen schmalen Bohrung 22 mit offenen Enden versehen. Eine hohle Nadel 23 in Form einer Injektionsnadel erstreckt sich von der linken Seite des Blocks 15 durch die Bohrung 22, die Trennwand 18 und das Verbindungsstück 17 zum Inneren des Eingangs der Säule 5¹, die mit dem Chromatographen betriebsmäßig in Verbindung steht.

In der Hülse 16 ist ein Dreiwegeventil 24 zwischen den Blöcken 16 und 15 angeordnet. Ein erstes Verbindungsstück 25 des Ventils 24 ist dichtend in der Aussparung 20 des Blocks 16 aufgenommen. Ein zweites Verbindungsstück 26 ist dichtend in einer kolbenförmigen Aussparung der linken Seite der Nadel 23 aufgenommen. Ein drittes Verbindungsstück 24' (siehe Fig. 2) erstreckt sich durch eine öffnung in der Hülse 16, und umfaßt einen Gasstromdurchflußbegrenzer 24".

- 12

909836/0770

Ein kolbenförmiger Abschnitt auf der rechten Seite einer weiteren hohlen Nadel 27 (siehe Fig. 1) ist dichtend auf dem Vorsprung 19 des Blocks 6 aufgenommen. Auf diese Weise ist das Innere des Probenrohres 8 mit dem Eingang der Säule 5¹ über die Nadel 27, die Bohrung 21 im Block 6, das Dreiwegeventil 24 und die Nadel 22 verbunden.

Ein Durchgang für die Zuführung eines Waschgases, geeigneterweise Stickstoff hoher Reinheit, zu dem Probenrohr 8 ist in Form einer kleinen Bohrung 28 vorgesehen, die sich durch den Block 6 erstreckt.

Ebenfalls ist eine Einrichtung (nicht gezeigt) zum Kühlen und Erwärmen der Säule 5 * und zum Erwärmen des Einspritzblocks (ebenfalls nicht gezeigt) vorgesehen, wie dies bei Gaschromatographen gewöhnlich der Fall ist.

In Fig. 2 sieht man, daß das Waschgas durch die Leitung von einer nicht gezeigten Quelle durch Leitung 32 zur einem Ventil 33 oder durch eine Leitung 34 zu einem Ventil 35 geführt werden kann. Während der Probenentnahme ist das Ventil 33 geöffnet und das Ventil 35 so geschlossen, daß das Waschgas durch die Leitung 32 und die Bohrung 28 in das Probennahmegerät 36 fließen kann. Beim Durchfließen durch das Gerät nimmt das Gas die flüchtigen Bestandteile eines in dem Rohr 8 enthaltenden Produkts auf. Während der Probenahme ist das Dreiwegeventil 24,wie in Fig. 2 gezeigt, eingestellt, so daß der Gasstrom zur chromatographischen Säule 5¹ gerichtet ist, und die flüchtigen Bestandteile am Eingang der Säule aufgenommen werden, indem man die Säule etwas unterhalb der Umgebungstemperatur hält. Hierdurch wird eine im wesentlichen vollständige Adsorption erreicht.

Während der Analyse dieser Bestandteile ist das Ventil 33

- 13 -

909836/0770

geschlossen, das Ventil 35 geöffnet,und das Dreiwegeventil 34 ist in der in Fig. 2a gezeigten Stellung eingestellt, so daß das Trägergas durch die Leitung 35 zur chromatographischen Säule 5¹ fließt. Die Säule 5' ist erwärmt und das Gas trägt die im wesentlichen vollständig desorbierten Bestandteile vom Eingang der Säule durch die Säule. Nach Durchströmen der Säule 5' gelangt das Gas in eine Fühleinrichtung 37, von der in bekannter Weise Signale zu einem Aufnahmegerät 38 und zur Erzeugung eines Chromatogramms übertragen werden.

In Fig. 1 ist z.B. eine Zigarette 40 gezeigt, in die eine Nadel 27 eingeführt ist. Wie gezeigt ,ist die Zigarette in dem Rohr mit einem gewissen Spiel am Umfang angeordnet, wobei die Anordnung jedoch auch so sein kann, daß die äussere Fläche näher an der Innenseite des Rohres anliegt. Wenn die Bauteile 1 und 3 miteinander verbunden sind,und das Ventil 24 zur Probenahme (Fig. 2) eingestellt ist^und eine genügende Zeit verstrichen ist, so daß die Heizpatronen 11 das Innere des Bauteils auf die vorgewählte Temperatur gebracht haben, wird das Waschgas in das Rohr 8 durch die Bohrung 28 geleitet. Das Gas überstreicht die Tabakfüllung der Zigarette 40, indem es an dem einen Ende eindringt und hauptsächlich am anderen Ende in der Nähe der öffnung des Rohres 8 austritt. Das Gas kann ebenfalls durch die Papierhülle eintreten. Das Gas strömt dann zusammen mit den flüchtigen Bestandteilen der Zigarette 4O über die Nadel 27, das Ventil 24 und die Nadel 23 zum Eintritt der Säule 5', die während der Probenahme etwas unterhalb der Umgebungstemperatur zum Einschließen der flüchtigen Bestandteile gehalten wird. Der Wärmefluß zwischen dem erwärmten Bauteil 3 und dem vergleichsweise kühlen Eintritt der Säule 5 und anderen Teilendes Chromatographen ist unterbrochen, da der Block 6 und die Befestigungsplatte 4 aus einem wärme-

- .14 -

909836/0770

isolierenden Material bestehen. Die Hülse 16 kann zur Begrenzung der Wärmeverluste von dem Ventil 24 und/oder der Wärmestrahlung zu dem Ventil dienen, so daß die Kondensation in dem Ventil während der Probenahme verhindert wird.

Nach dem Verstreichen einer ausreichenden Zeit wird das Ventil 24 in die in Fig. 2a gezeigte Stellung eingestellt, das Ventil 33 geschlossen,und das Ventil 35 geöffnet, so daß das Gas als Trägergas der desorbierten flüchtigen Bestandteile durch die Säule 5 dient. Nach Beginn der Analyse wird das Bauteil 3 von dem Bauteil 1 entfernt und die Nadel 27 durch einen Durchflußbegrenzer ersetzt, der in Fig. 2b mit dem Bezugszeichen 27* versehen ist. Schließlich wird das Ventil 24 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung eingestellt, in der ein kleiner Teil des TrägergasStroms, der mittels des Durchflußbegrenzers 27' begrenzt ist, durch die Nadel 23, die Verbindungsstücke 25 und 26, das Ventil 24 und die Bohrung 21 im Block 6 zurückfließt. Das dritte Verbrindungsteil 24' des Ventils ist mit dem Durchflußbegrenzer 24" verbunden, und ist ebenfalls zurückgespült. Das Rückspülen entfernt irgendwelche Bestandteile der Probe, die sich in dem Gerät abgelagert haben können und eine darauffolgende Probe unter Umständen verschmutzen können.

Das Gerät gemäß Fig. 1 kann ebenfalls zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines von einer Zigarette unterschiedlichen Raumes verwendet werden. Beispielsweise kann loser Tabak in dem Probenrohr 8 oder eine kleine Menge Flüssigkeit an die Wand des Rohres angebracht werden.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Vorrichtung zur Probenenetnahme aus dem oberen Teil eines Raumes, der für die Aufnahme einer Zigarettenpackung einer bestimmten Form ausgelegt ist. Dieses Gerät umfaßt ein erstes im allgemeinen schei-

- 15 909836/0770

benförmiges Bauteil 41 und ein zweites im allgemeinen schachteiförmiges Bauteil 42, wobei die beiden Bauteile aus Messing bestehen.

Auf der rechten Seite in Fig. 3 weist das Bauteil 42 einen Flansch 43 von gleichem Durchmesser wie das Bauteil 41 auf.

In Fig. 3 sind Teile eines GasChromatographen mittels gestrichelten Linien 44 angedeutet. Der Chromatograph umfaßt zwei Blöcke 45 und 46. An diametral gegenüberliegenden Stellen ist das Bauteil 41 mit den Blöcken 45 und 46 mittels Schrauben und Muttern 45* und 46' befestigt (siehe Fig. 4).

Das schachteiförmige Bauteil 42 ist lösbar an seinem Flansch 43 mit dem Bauteil 41 mittels Schrauben und Muttern 47 befestigt. Zwischen dem Bauteil 41 und dem Flansch 43 sorgt ein O-Ring 48 für eine hermetische Abdichtung. Wenn die Bauteile 41 und 42 miteinander verbunden sind (siehe Fig.3), bilden sie eine Kammer 49 von ein wenig größeren Abmessungen als eine Zigarettenschachtel. Wenn das Bauteil 42 von dem Bauteil 41 gelöst ist, kann eine Zigarettenschachtel, gezeigt mittels gestrichelten Linien 50 in Fig. 3, in das Bauteil 42 eingebracht werden, welches dann wieder mit dem Bauteil 41 verbunden wird. Die äußeren Flächen der Schachtel 50 liegen nahe an den Blenden der Kammer 49. Das in Fig. 3 gezeigte Spiel ist aus Gründen der Deutlichkeit übertrieben.

An dem Bauteil 41 sind zwei Führungsstäbe 41' befestigt, die sich senkrecht zu dem Bauteil 41 erstrecken und in öffnungen 43' (siehe Fig. 4) im Flansch 43 des Bauteils 42 gleitend aufgenommen werden. Das Bauteil 41 hat einen Stutzen 51 {siehe Fig. 3), durch welchen sich eine offene

- 16 -

909836/0770

Bohrung 52 erstreckt, in der ein Endabschnitt einer hohlen Nadel 53 sich nach links in die Kammer 49 über einen grösseren Teil ihrer Länge erstreckt. Ein erstes Verbindungsstück 54 eines Dreiwegeventils 55 ist dichtend auf der rechten Seite der Nadel 53 aufgenommen, während ein zweites Verbindungsstück 56 dichtend vom Eintrittsende der chromatographischen Säule 44· des Chromatographens 44 aufgenommen wird.

Auf der Außenseite der linken Wand des Bauteils 42 ist ein Stutzen 57 angelötet. In dem Stutzen kann mittels eines Gewindes eine Gasleitung (nicht gezeigt), deren anderes Ende mit einer Waschgasquelle verbunden ist, aufgenommen werden. Eine kurze Bohrung 58 verbindet das Innere des Stutzens 57 mit der Kammer 49. Eine Trennwand 59 ist am inneren Ende der Innenseite des Stutzens 57 vorgesehen, um das äußere Ende der Bohrung 58 abzudichten. Eine zweite hohle Nadel 60, angedeutet mit gestrichelten Linien, kann in die Kammer 49 durch die Trennwand und die Bohrung 58 eingebracht werden.

Ein nicht gezeigtes Heizgerät kann auf der Außenseite des Bauteils 42 vorgesehen sein. Wenn ein enger Kontakt zwischen der Packung 50 und den Innenflächen der Wände des Bauteils 42 besteht, ist eine gute Wärmeübertragung zum Innern der Packung gewährleistet. Wenn derartige Heizeinrichtungen verwendet werden, können sie mit einer Temperaturregelung verbunden werden, wie dies bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Ein mit der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsform verbundener Gasströmungsschaltkreis kann dem entsprechen, der mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 2 beschrieben wurde.

- 17 -

909836/0770

Im Betrieb wird bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform das Bauteil 42 von dem Bauteil 41 gelöst, um das Einführen einer Packung mit Zigaretten in das Bauteil 42 zu gestatten. Wenn die Nadel 53 angeordnet ist, wird das Bauteil 42 geführt durch die Stäbe 41 ' in Richtung des Bauteils 41 vorgeschoben, wodurch die Nadel 53 in das Paket 50 eindringt. Das Bauteil 42 wird dann mit dem Bauteil 41 verbunden. Wenn das Ventil 55 in einer Stellung ist, in der eine Verbindung zwischen der Nadel 53 und der Kammer 49 und der Säule 44' verhindert wird, wird die zweite Nadel 60 durch die Trennwand 59 und die Bohrung 58 in die Schachtel 5O eingeschoben. Die Gasleitung wird mit dem Stutzen 57 verbunden, worauf Waschgas über die Nadel 60 in das Innere der Packung 50 strömen kann. Das Ventil 55 wird in eine Stellung gedreht, in der die Bohrung der Nadel 52 mit der Säule 44' in Verbindung steht, wodurch das Gas durch die Nadel 53 zur Säule 44' strömen kann. Die Säule wird etwas unterhalb der Umgebungstemperatur gehalten, so daß an ihrem Eintrittsende die flüchtigen Bestandteile aus dem Innern der Packung 50 eingefangen werden.

Nach dem Verstreichen einer ausreichenden Zeit wird das Ventil 55 zur Analyse eingestellt und Trägergas der Säule 44' zugeführt. Das Ventil 55 kann in der oben beschriebenen Weise zurückgespült werden.

Mit jeder Probennahmevorrichtung kann, wenn erforderlich, das dritte Verbindungsstück des Dreiwegeventils zum Einspritzen anderer flüchtiger Bestandteile zur Analyse in der gaschromatischen Säule verwendet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Probe aus dem oberen Teil eines Raumes entnommen, wobei die Probe in einer Probenkammer angeordnet ist, indem man einen Gas-

- 18 -

909836/0770

strom durch einen ersten Durchgang, der in dem Gerät vorgesehen ist und mit dem Eintrittsende eines Chromatographen verbunden ist, von einem zweiten Durchgang, der in dem Gerät vorgesehen ist und mit einer Gasquelle in Verbindung steht ,strömen läßt, wodurch eine Probe aus dem oberen Teil eines Raumes eines Stoffes mittels des Gases direkt von der Probenkammer zum Eintrittsende der Säule strömt, wobei die Probe insgesamt in dieser Zone des Eintrittsendes aufgenommen wird.

909836/0770

Claims

HOFFMANN · EITL.E & PARTNER ο - η 7 7 η

PATENTANWÄLTE * '- U / / U I

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . D I PL.-I N G. W. EITLE . D R. RER. NAT. K. HOFFMAN N . Dl PL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-8000 MO N CH EN 81 · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29419 (PATH E)

31 787/8

British -American Tobacco Company Limited, London /Großbr.

Verfahren und Vorrichtung zur Probenentnahme aus dem oberen

Teil eines Raumes

Patentansprüche

1J Verfahren zur Probenentnahme aus dem oberen Teil eines Raumes, wobei eine in dem oberen Teil eines Raumes befindliche Substanz in eine in dem Probenentnahmegerät ausgebildete Probenkammer eingebracht wird, dadurch gekennzeich net, daß man ein Gas durch einen ersten, in dem Gerät ausgebildeten und mit dem Eintrittsende eines Chromatographen in Verbindung stehenden Durchflußkanal von einem zweiten, in dem Gerät ausgebildeten und mit einer Gasquelle in Verbindung stehenden Durchflußkanal strömen läßt, wodurch die Probe aus dem

909836/0770 - 2 -

oberen Teil eines Raumes der Substanz mittels des Gases direkt von der Kammer zum Eintrittsende der Säule geführt wird, wobei die Probe insgesamt an der Eintrittszone aufgenommen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Probenentnahmeeinrichtung (3), die eine Probenkammer ausbildet, durch eine Durchgangseinrichtung (23), die sich von der Kammer erstreckt, durch Verbindungseinrichtungen (17) zur Verbindung der Durchgangseinrichtung mit dem Eintrittsende einer chromatographischen Säule (5¹), die mit einem GasChromatographen betriebsmäßig in Verbindung steht, durch eine zweite Durchgangseinrichtung (28), die sich zu der Kammer erstreckt, und durch eine Verbindungseinrichtung (24) zur Verbindung einer Gasquelle mit der zweiten Durchgangseinrichtung (28) , wodurch, wenn die erste Verbindungseinrichtung (17) mit der Säule (5') verbunden ist, ein Gasstrom in dem Probengerät (3) von der zweiten Verbindungseinrichtung (28) durch die Kammer zum Eintritt der Chromatographensäule (5¹) strömt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Befestigung des Gerätes an einem Gaschromatographen, so daß die erste Durchgangseinrichtung (17) mit dem Eintrittsende der chromatographischen Säule (5') zur Herstellung eines Gasstroms ausgerichtet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Probenahmegerät ein erstes Teil (1,4,16,15) aufweist, das an dem Chromatographen mittels Befestigungseinrichtungen befestigt ist, und ein zweites Teil (3) aufweist, das an dem ersten Teil lösbar befestigt ist, um einen Zugang zur Kammer zu schaffen.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Durchgangseinrichtung eine

909836/0770

Einrichtung zum Halten einer hohlen Nadel verbunden ist, so daß sich die hohle Nadel in die Kammer erstreckt, wobei die erste Durchgangseinrichtung das Innere der Nadel umfaßt.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten Durchgangseinrichtung zum Halten der Nadel eine Einrichtung verbunden ist, so daß die Nadel sich in die erste Verbindungseinrichtung erstreckt, wobei die erste Durchgangseinrichtung das Innere dieser Nadel umfaßt.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Kammer so ist, daß wenn ein ausgewählter Gegenstand, der einen oberen Raum für eine Probenahme umfaßt, in der Kammer aufgenommen wird, die äußere Oberfläche oder die äußeren Oberflächen des Gegenstandes dicht gegen die Innenwand oder die Innenwände der Kammer anliegen.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Erwärmen der Kammer vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2-8, gekennzeichnet durch ein Ventil zum Schließen der ersten Durchgangseinrichtung.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Dreiwegeventil ist, dessen erste und zweite Verbindungsstücke entsprechende Abschnitte der ersten Verbindungseinrichtung bilden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Verbindungsstück des Dreiwegeventils mit einem Gasflußbegrenzer verbunden ist.

9G9836/077Ö