Gaschromatograph und Mehrwegeventileinheit für einen Gaschro ^¬ matographen

Die Erfindung betrifft einen Gaschromatographen und eine Mehrwegeventileinheit für einen Gaschromatographen.

Aus der US 6,453,725 Bl ist ein Gaschromatograph mit einer Mehrwegeventileinheit bekannt, die zur Probendosierung und Umschaltung zwischen zwei chromatographischen Trenneinrichtungen mit nachgeordneten Detektoren dient. Die Mehrwegeventileinheit besteht aus zehn steuerbaren Ventilen, die in Reihe geschaltet sind und je nach Ansteuerung geöffnet oder geschlossen sind. Dabei werden jeweils unmittelbar benachbarte Ventile der Reihenschaltung unterschiedlich angesteuert, so dass die Mehrwegeventileinheit zwei unterschiedliche Schaltstellungen aufweist, in denen jedes zweite Ventil ent ^¬ weder geschlossen oder geöffnet ist.

Am Anfang und Ende der Reihenschaltung sowie an den unterschiedlichen Verbindungsstellen der benachbarten Ventile sind eine Probenzuleitung, eine Probenableitung, ein Einlass und ein Auslass eines Dosiervolumens, eine erste Trenneinrichtung mit nachgeordnetem ersten Detektor, eine zweite Trenneinrichtung mit nachgeordnetem zweiten Detektor und ein Gasauslass in der Weise angeschlossen, dass in einer ersten Schaltstellung der Mehrwegeventileinheit eine aus einem technischen Prozess entnommene Probe in einem kontinuierlichen Strom durch das Dosiervolumen geleitet wird, während gleichzeitig die erste Trenneinrichtung mit dem ersten Detektor rückwärts und parallel dazu die zweite Trenneinrichtung mit dem zweiten Detektor in Vorwärtsrichtung mit einem Trägergas gespült werden. In einer zweiten Schaltstellung der Mehrwegeventilein- heit wird die in dem Dosiervolumen enthaltene Probenmenge mittels des Trägergases nacheinander durch die erste und die zweite Trenneinrichtung geführt und dabei in unterschiedliche Probenbestandteile zerlegt, die mit den Detektoren detektiert werden. Gleichzeitig wird der Probenstrom an dem Dosiervolu ^¬ men vorbeigeleitet.

Die US 2002/0131905 AI offenbart eine Modifikation der zuvor beschriebenen Mehrwegeventileinheit, die zwischen der ersten Schaltstellung, in der die Probe durch das Dosiervolumen geleitet wird, und der zweiten Schaltstellung, in der die Probe aus dem Dosiervolumen in eine Trenneinrichtung geführt wird, eine weitere Schaltstellung einnimmt, in der das Dosiervolu- men kurzzeitig von der Probenzuleitung getrennt wird, um eine Anpassung des Druckes in dem Dosiervolumen an den Außendruck zu ermöglichen.

Die Mehrwegeventileinheit des bekannten Gaschromatographen weist ein Oberteil, ein Unterteil und ein plattenförmiges

Mittelteil auf, das unter Zwischenlage einer ersten Membran mit dem Oberteil und unter Zwischenlage einer zweiten Membran mit dem Unterteil verbunden ist. Das Oberteil enthält in sei ^¬ ner an der ersten Membran anliegenden Körperfläche fünf Mul- den, in die über eine erste Steuerleitung Steuerluft einleit ^¬ bar ist. Das Unterteil enthält in seiner an der zweiten Membran anliegenden Körperfläche weitere fünf Mulden, in die über eine zweite Steuerleitung Steuerluft einleitbar ist. Das Mittelteil enthält auf seiner an der ersten Membran anliegen- den Oberseite und auf seiner an der zweiten Membran anliegenden Unterseite in den den zehn Mulden gegenüberliegenden Bereichen jeweils ein Paar von Löchern, wobei jedes Paar von Löchern Fluidanschlüsse jeweils eines der zehn Ventile bil ^¬ det. Bei Einleitung von Steuerluft in die fünf Mulden des Oberteils verschließt die erste Membran die jeweils gegen ^¬ überliegenden Löcher in dem Mittelteil und die fünf Ventile sind geschlossen. Gleichzeitig weicht bei nicht vorhandener Steuerluft in den weiteren fünf Mulden des Unterteils die zweite Membran unter Freigabe der ihr gegenüberliegenden Lö- eher in die weiteren fünf Mulden zurück und die weiteren fünf Ventile sind geöffnet. Die Steuerluft wird abwechselnd in die fünf Mulden des Oberteils und die weiteren fünf Mulden des Unterteils eingeleitet, so dass die fünf Ventile und die wei- teren fünf Ventile abwechselnd öffnen und schließen. In dem Mittelteil sind Fluidkanäle ausgebildet, die Löcher auf der Oberseite des Mittelteils mit Löchern auf der Unterseite ver ^¬ binden und so die fünf Ventile und die weiteren fünf Ventile abwechselnd in Reihe schalten. Weiterhin führen die Fluidka ^¬ näle zu externen Anschlüssen, die an dem Mittelteil montiert sind und zum Anschluss der unterschiedlichen Komponenten des Gaschromatographen an die Mehrwegeventileinheit dienen.

Aufgrund von Totvolumina der Fluidkanäle in dem Mittelteil der bekannten Mehrwegeventileinheit kann ihre Verwendung in bestimmten Applikationen eingeschränkt sein. So wird, wie oben bereits erwähnt, in der ersten Schaltstellung der Mehrwegeventileinheit die aus dem technischen Prozess entnommene Probe über eines der zehn Ventile durch das Dosiervolumen geleitet und in der zweiten Schaltstellung über ein anderes Ventil mittels des Trägergases aus dem Dosiervolumen in die chromatographischen Trenneinrichtungen überführt. Zum Umschaltzeitpunkt ist ein das Totvolumen bildender Teil des Fluidkanals zwischen den beteiligten Ventilen mit der Probe gefüllt, die anschließend aus dem Totvolumen in das Trägergas eindiffundiert, was zu einer unscharfen Injektion der Probe in den Trägergasstrom verbunden mit einer Verringerung der Auflösung der nachfolgenden chromatographischen Trennung führt .

Die WO 2007/028130 A2 zeigt einen sehr ähnlichen Gaschromato ^¬ graphen der ebenfalls eine aus zehn steuerbaren Ventilen in Reihenschaltung bestehende Mehrwegeventileinheit aufweist, die zur Probendosierung und Umschaltung zwischen zwei chromatographischen Trenneinrichtungen dient. Auch hier werden jeweils unmittelbar benachbarte Ventile der Reihenschaltung unterschiedlich angesteuert, so dass die Mehrwegeventileinheit zwei unterschiedliche Schaltstellungen aufweist, in denen je- des zweite Ventil entweder geschlossen oder geöffnet ist. Im Unterschied zu dem aus der US 6,453,725 Bl bekannten Gaschro ^¬ matographen werden in der ersten Schaltstellung der Mehrwege- ventileinheit beide Trenneinrichtungen rückwärts mit dem Trä ^¬ gergas gespült.

Auch die Mehrwegeventileinheit unterscheidet sich in ihrem Aufbau von der aus der US 6,453,725 Bl, da sie nur eine Mem ^¬ bran aufweist und alle zur Einleitung der Steuerluft dienenden zehn Mulden gemeinsam in einem Bauteil ausgebildet sind, das mit seiner die Mulden enthaltenden Körperfläche an einer Seite der Membran anliegt. Dementsprechend sind auch die Löcherpaare, die die Fluidanschlüsse der einzelnen Ventile bilden, gemeinsam in einem weiteren Bauteil ausgebildet, das mit seiner die Löcherpaare enthaltenden Seite an der anderen Seite der Membran anliegt. In dem weiteren Bauteil sind

Fluidkanäle in V-förmiger Anordnung ausgebildet, die die je- weils benachbarten Löcherpaare verbinden und so die zehn Ventile in Reihe schalten. Weiterhin führen die Fluidkanäle zu externen Anschlüssen, die zum Anschluss der unterschiedlichen Komponenten des Gaschromatographen an die Mehrwegeventileinheit dienen. Auch hier ergeben sich aufgrund der Totvolumina der Fluidkanäle die oben erläuterten Einschränkungen bzw.

Probleme in Bezug auf die Injektion der Probe in den Trägergasstrom.

Aus der EP 0 400 016 Bl ist eine Mehrwegeventileinheit mit einem scheibenförmigen Unterteil bekannt, in dem in einer

Außenfläche für jedes Ventil jeweils eine Mulde ausgebildet ist, in die über eine individuelle Steuerleitung Steuerluft einleitbar ist. An der Außenfläche des Unterteils mit den Mulden liegt eine Membran an. Die Mulden können auch in einem scheibenförmigen Oberteil oder Zwischenteil ausgebildet sein, das auf der gegenüberliegenden Seite an der Membran anliegt. Im Falle des Zwischenteils enthält dieses in die Mulden mün ^¬ dende Löcherpaare, wobei jedes Paar von Löchern Fluidan ^¬ schlüsse jeweils eines der Ventile bildet. Auf ihrer von der Membran abgewandten Seite enthält das Zwischenteil Rinnen, welche von einem aufliegenden Oberteil abgedeckt werden und die Fluidanschlüsse von in Reihe geschalteten Ventilen mit ^¬ einander verbinden und/oder von den Fluidanschlüssen zu vor- gegebenen Stellen führen, an denen sie über Bohrungen in dem Oberteil mit externen Anschlüssen verbunden sind.

Um bei einem Gaschromatographen eine scharfe Probendosierung zu erreichen, ist es zum Beispiel aus der WO 2010/066571 AI bekannt, die von dem Trägergas aus der Dosiervolumen heraus ^¬ geführte Probenmenge einem ventillos arbeitenden Injektor zu ^¬ zuführen, der aus dieser Probenmenge einen Teil abgezweigt und als scharf begrenzten Probenpfropf in die Trenneinrich- tungen eingeschleust. Weiterhin ist zwischen der ersten

Trenneinrichtung mit dem nachgeordneten ersten Detektor und der zweiten Trenneinrichtung mit dem nachgeordneten zweiten Detektor eine ebenfalls ventillos arbeitende Umschalteinrich ^¬ tung vorgesehen, um Probenbestandteile, die am Ende der ers- ten Trenneinrichtung noch nicht ausreichend getrennt sind, in die zweite Trenneinrichtung zu überführen, und Probenbestand ^¬ teile, die am Ende der ersten Trenneinrichtung bereits ausreichend getrennt und detektiert worden sind, von der zweiten Trenneinrichtung fernzuhalten. Die Steuerung des Injektors und der Umschalteinrichtung erfolgt über Druckdifferenzen in den Gaswegen, was eine genaue Druckregelung und Einstellung der Druckabfälle mittels Strömungswiderständen erforderlich macht. Außerdem benötigt die Umschalteinrichtung eine Hilfs ^¬ gasversorgung, was mit einem entsprechend hohen Trägergasver- brauch verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gaschro ^¬ matographen Probendosierung und Trennsäulenumschaltung mittels einer Mehrwegeventileinheit zu ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe durch den in Anspruch 1 angegebenen Gaschromatographen gelöst.

Ferner wird die Aufgabe durch die in Anspruch 6 angegebene Mehrwegeventileinheit für einen Gaschromatographen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gaschromatographen und der Mehrwegeventileinheit sind in den Unteran ^¬ sprüchen angegeben. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen die

Figuren 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä- ßen Gaschromatographen mit einer aus zehn

Ventilen bestehenden Mehrwegeventileinheit in vier unterschiedlichen Schaltstellungen,

Figur 5 ein Beispiel für die Mehrwegeventileinheit mit den daran angeschlossenen unterschiedlichen Komponenten des Gaschromatographen,

Figur 6 beispielhaft einzelne Bestandteile der Mehr ^¬ wegeventileinheit in Draufsicht,

Figur 7 ein Beispiel der Mehrwegeventileinheit in

Schnittdarstellung und

Figur 8 eine Einzelheit der Mehrwegeventileinheit ebenfalls in Schnittdarstellung.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen jeweils in beispielhafter schema- tischer Darstellung ein Blockschaltbild eines Gaschromatogra ^¬ phen mit einer Probenzuleitung 1 und einer Probenableitung 2, einem Dosiervolumen 3 in Form einer Dosierschleife mit einem Einlass 4 und einem Auslass 5, einer Trägergaszuleitung 6, einer ersten Trenneinrichtung 7 mit einem nachgeschalteten ersten Detektor 8, einer zweiten Trenneinrichtung 9 mit einem nachgeschalteten zweiten Detektor 10, einem ersten, zweiten und dritten Gasauslass 11, 12, 13, und einer Mehrwegeventil ^¬ einheit 14 bestehend aus einem ersten Ventil 15, einem zwei ^¬ ten Ventil 16, einem dritten Ventil 17, einem vierten Ventil 18 und einem fünften Ventil 19 in einer ersten Reihenschal- tung 20, einem sechsten Ventil 21 und einem siebten Ventil 22 in einer zweiten Reihenschaltung 23 und einem achten Ventil 24, einem neunten Ventil 25 und einem zehnten Ventil 26 in einer dritten Reihenschaltung 27.

Die Probenzuleitung 1 ist an dem Anfang und die Probenableitung 2 an dem Ende der ersten Reihenschaltung 20 angeschlossen. Der Einlass 4 des Dosiervolumens 3 ist an der Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Ventil 15, 16 und der Auslass 5 des Dosiervolumens 3 an der Verbindung zwischen dem vierten und fünften Ventil 18, 19 angeschlossen. Die Trägergaszulei ^¬ tung 6 ist an der Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Ventil 16, 17 angeschlossen und ferner über einen Strömungswiderstand 28 mit dem Anfang der dritten Reihenschaltung 27 verbunden. Das Ende der dritten Reihenschaltung 27 ist über einen weiteren Strömungswiderstand 29 mit dem zweiten Gasaus- lass 12 verbunden. Der Anfang der zweiten Reihenschaltung 23 ist an der Verbindung zwischen dem dritten und vierten Ventil 17, 18 und das Ende der zweiten Reihenschaltung 23 an dem dritten Gasauslass 13 angeschlossen. Die erste Trenneinrichtung 7 mit dem ersten Detektor 8 ist zwischen der Verbindung zwischen dem sechsten und siebten Ventil 21, 22 und der Verbindung zwischen dem neunten und zehnten Ventil 25, 26 angeordnet. Die zweite Trenneinrichtung 9 mit dem zweiten Detek- tor 10 ist zwischen der Verbindung des achten und neunten Ventils 24, 25 und dem ersten Gasauslass 11 angeordnet.

Der ersten Trenneinrichtung 7 und der zweiten Trenneinrichtung 9 ist jeweils ein zusätzlicher Detektor 30, 31 unmittel- bar vorgeschaltet. Bei den Detektoren 8, 10, 30, 31 handelt es sich vorzugsweise um Wärmeleitfähigkeitsdetektoren, die auf Substanzen mit unterschiedlicher thermischer Leitfähigkeit als das verwendete Trägergas ansprechen und so zerstö ^¬ rungsfrei detektieren.

Die Ventile 15-19, 21, 22 werden derart angesteuert bzw. sind derart ansteuerbar, dass innerhalb der ersten Reihenschaltung 20 und innerhalb der zweiten Reihenschaltung 23 jedes zweite Ventil entweder geschlossen oder geöffnet ist. Das heißt, dass bei geschlossenen Ventilen 15, 17, 19 der ersten Reihenschaltung 20 die Ventile 16, 18 geöffnet sind (und umgekehrt) und dass bei geschlossenem Ventil 21 der zweiten Reihenschal- tung 23 das Ventil 22 geöffnet ist (und umgekehrt) . Die Ven ^¬ tile 24, 25, 26 der dritten Reihenschaltung 27 sind dagegen unabhängig voneinander steuerbar.

Figur 1 zeigt den Gaschromatographen mit der Mehrwegeventil- einheit 14 in einer ersten Schaltstellung, in der die Ventile 15, 17, 19, 21, 25 geöffnet und die übrigen Ventile 16, 18, 22, 24, 26 geschlossen sind. In dieser ersten Schaltstellung wird eine aus einem technischen Prozess entnommene Probe Pr über die Probenzuleitung 1 in einem kontinuierlichen Strom durch das Dosiervolumen 3 geleitet und anschließend über die Probenableitung 2 entsorgt oder in den Prozess zurückgeführt. Gleichzeitig werden die erste Trenneinrichtung 7 und die zu ^¬ gehörigen Detektoren 8, 30 und anschließend die zweite Trenn ^¬ einrichtung 9 und die zugehörigen Detektoren 10, 31 mit einem Trägergas Tg gespült, das über die Trägergaszuleitung 6 zuge ^¬ führt und über den ersten Gasauslass 11 entsorgt wird.

Zur Dosierung einer vorgegebenen Probenmenge aus dem Dosiervolumen 3 in den Trägergasstrom wird die Mehrwegeventilein- heit 14 durch Umschalten der Ventile 15-19 der ersten Reihenschaltung 20 kurzzeitig in eine in Figur 2 gezeigte zweite Schaltstellung geschaltet. Für die kurze Dauer dieser zweiten Schaltstellung, in der die Ventile 16, 18, 21, 25 geöffnet und die Ventile 15, 17, 19, 22, 24, 26 geschlossen sind, wird das das Trägergas Tg in die Dosierschleife 3 umgeleitet und schiebt die darin enthaltenen Probenmenge in Form eines Pro ^¬ benpfropfes durch das geöffnete Ventil 18 in Richtung zu der ersten Trenneinrichtung 7. Durch eine zeitliche Steuerung der Ventile 15-19 der Reihenschaltung 20 kann das dosierte Prob- enmenge auf einen scharf begrenzten, beliebig kurzen Probenpfropf reduziert werden. Zwischen den Ventilen 15-19 der ersten Reihenschaltung 20 sind ebenso wie auch zwischen den Ventilen der anderen Reihenschaltungen 23, 27 immer Fluidverbindungen vorhanden, die aus bautechnischen Gründen nicht beliebig kurz sein können. Diese Fluidverbindungen bilden Toträume beim Umschalten der jeweils vor und hinter ihnen liegenden Ventile. Um zu vermei ^¬ den, dass die Fluidverbindungen zwischen dem ersten und zweiten Ventil 15, 16 sowie zwischen dem vierten und fünften Ventil 18, 19 in der ersten Schaltstellung (Figur 1) der Mehrwe- geventileinheit 14 von der Probe Pr durchströmt werden, so dass in der zweiten Schaltstellung (Figur 2) aus den jetzt Toträume bildenden Fluidverbindungen Probe in den Trägergasstrom eindiffundiert und so zu einer unscharfen Injektion der Probe in den Trägergasstrom führt, sind der Einlass 4 und Auslass 5 des Dosiervolumens 3 jeweils asymmetrisch an den Verbindungen zwischen dem ersten und zweiten Ventil 15, 16 bzw. dem vierten und fünften Ventil 18, 19 angeschlossen. Das heißt, der Einlass 4 des Dosiervolumens 3 liegt möglichst nahe an dem ersten Ventil 15 und der Auslass 5 des Dosier- volumens 3 möglichst nahe an dem fünften Ventil 19.

Zur Beendigung der Probendosierung in den Trägergasstrom werden die Ventile 15-19 der ersten Reihenschaltung 20 wieder umgeschaltet, so dass die Mehrwegeventileinheit 14 wieder die erste Schaltstellung (Figur 1) einnimmt. Während die aus dem technischen Prozess kommende Probe Pr wieder kontinuierlich durch das Dosiervolumen 3 fließt, fördert das Trägergas Tg jetzt den aus dem Dosiervolumen 3 entnommenen Probenpfropf durch die erste Trenneinrichtung 7, wobei die Probe in unter- schiedliche Probenbestandteile zerlegt wird, welche am Aus ^¬ gang der ersten Trenneinrichtung 7 nacheinander erscheinen und dort mit dem Detektor 8 detektiert werden. Probenbestand ^¬ teile mit niedrigem Siedepunkt (Niedrigsieder wie z. B.

Stickstoff, Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid, Ethan) , die aufgrund kurzer Aufenthaltszeiten (Retentionszei- ten) in der ersten Trenneinrichtung 7 zuerst erscheinen und daher unzureichend voneinander getrennt sind, werden durch das geöffnete Ventil 25 in die zweite Trenneinrichtung 9 überführt, wo sie weiter aufgetrennt und anschließend mit dem Detektor 10 detektiert werden. Dementsprechend ist die zweite Trenneinrichtung 9 insbesondere für Niedrigsieder und die erste Trenneinrichtung 7 für Hochsieder (z. B. Propan, Butan und höhere Kohlenwasserstoffe) ausgelegt.

Da zum einen Hochsieder in der ersten Trenneinrichtung 7 bereits hinreichend getrennt werden und zum anderen ihre Durch ^¬ laufzeiten in der für Niedrigsieder ausgelegten zweiten

Trenneinrichtung 9 sehr lang wären oder sie die zweite Trenneinrichtung 9 beschädigen können, sind sie von der zweiten Trenneinrichtung 9 fernzuhalten. Dazu wird die Mehrwegeventileinheit 14 durch Umschalten der Ventile 24, 25, 26 der dritten Reihenschaltung 27 in eine in Figur 3 gezeigte dritte Schaltstellung geschaltet, sobald die in der zweiten Trenneinrichtung 9 weiter aufzutrennenden Niedrigsieder das Ventil 25 passiert haben bzw. bevor der erste der in der ersten Trenneinrichtung 7 zu trennenden und anschließend zu detek- tierenden Hochsieder das Ventil 25 erreicht. In dieser drit- ten Schaltstellung sind die Ventile 15, 17, 19, 21, 24, 26 geöffnet und die Ventile 16, 18, 22, 25 geschlossen. Ein Teilstrom des Trägergases Tg gelangt jetzt über den Strö ^¬ mungswiderstand 28 und durch das geöffnete Ventil 24 in die zweite Trenneinrichtung 9, um die Niedrigsieder unterbre- chungsfrei durch die zweite Trenneinrichtung 9 zu fördern.

Der andere Teilstrom des Trägergases Tg fördert die Hochsie ^¬ der weiterhin durch die erste Trenneinrichtung 7 und nach ihrer Detektion in dem Detektor 8 durch das geöffnete Ventil 26 und über den weiteren Strömungswiderstand 29 zu dem zweiten Gasauslass 12.

Nachdem ein vorgegebener Hochsieder (z. B. n-Pentan) am Ausgang der ersten Trenneinrichtung 7 durch den Detektor 8 detektiert worden ist, kann die Mehrwegeventileinheit 14 durch Umschalten der Ventile 21, 22 der zweiten Reihenschaltung 23 sowie durch Umschalten der Ventile 25, 26 der dritten Reihenschaltung 27 in eine in Figur 4 gezeigte vierte Schaltstel ^¬ lung geschaltet werden. In dieser vierten Schaltstellung sind die Ventile 15, 17, 19, 22, 24, 25 geöffnet und die Ventile 16, 18, 21, 26 geschlossen. Das über den Strömungswiderstand 28 und durch das geöffnete Ventil 24 fließende Trägergas Tg fördert weiterhin die Niedrigsieder durch die zweite Trenn- einrichtung 9 und außerdem durch das geöffnete Ventil 24 die in der ersten Trenneinrichtung 7 verbliebenen Hochsieder (z. B. Hexan und höhere Kohlenwasserstoffe) zurück zu dem De ^¬ tektor 30, wo sie in Summe detektiert und anschließend über den dritten Gasauslass 13 entsorgt werden. Durch Veränderung des Trägergasdruckes die Rückspül- (Backflush- ) Prozedur verlangsamt oder beschleunigt werden, um z. B. die Nachweisgrenze zu erhöhen oder die Dauer des Chromatographie-Zyklus zu verkürzen . Danach wird die Mehrwegeventileinheit 14 durch Umschalten der Ventile 15-19 der ersten Reihenschaltung 20, der Ventile 21, 22 der zweiten Reihenschaltung 23 und des Ventils 24 der dritten Reihenschaltung 27 wieder in die in Figur 1 gezeigte erste Schaltstellung geschaltet, so dass die erste Trennein- richtung 7 mit den zugehörigen Detektoren 8, 30 und die zweite Trenneinrichtung 9 mit den zugehörigen Detektoren 10, 31 mit dem Trägergas Tg gespült werden.

Zusammengefasst nimmt die Mehrwegeventileinheit 14 in dem oben erläuterten Chromatographie-Zyklus nacheinander folgende Schaltstellungen ein:

- erste Schaltstellung (Figur 1),

- zweite Schaltstellung (Figur 2),

- erste Schaltstellung "geradeaus" (Figur 1),

- dritte Schaltstellung "Cut" (Figur 3),

- vierte Schaltstellung "Backflush" (Figur 4).

Es kann während eines Chromatographie-Zyklus auch nur eine Untermenge der oben genannten Schaltfunktionen bedient wer- den, wie z. B. nur "geradeaus" und "Backflush" ohne "Cut".

Die Strömungswiderstände 28, 29 dienen dazu, das System in den verschiedenen Schaltstellungen der Mehrwegeventileinheit 14 pneumatisch auszubalancieren. Ergänzend oder alternativ können auch die Trenneinrichtungen 7, 9 durch Ergänzungswiderstände und/oder der Trägergasdruck zur Ausbalancierung beitragen bzw. verwendet werden.

Die Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung ein Beispiel für die Mehrwegeventileinheit 14 mit den daran angeschlosse ^¬ nen unterschiedlichen Komponenten des Gaschromatographen. Die zehn Ventile 15-19, 21, 22, 24-26 sind entlang eines Innen- kreises angeordnet. Um diese herum sind auf einem Außenkreis externe Anschlüsse 32-39 für die Probenzuleitung 1, die Pro ^¬ benableitung 2, den Einlass 4 und Auslass 5 des Dosiervolu ^¬ mens 3, die Trägergaszuleitung 6 und die Gasauslässe 11, 12, 13 angeordnet. Weitere Anschlüsse 40-44 dienen zum Anschluss der ersten Trenneinrichtung 7 mit dem zugehörigen Detektor 30 an die Ventile 21, 22, des Strömungswiderstands 29 an das Ventil 26, der ersten Trenneinrichtung 7 mit dem zugehörigen Detektor 8 an die Ventile 25, 26, der zweiten Trenneinrichtung 9 mit dem zugehörigen Detektor 31 an die Ventile 24, 25 sowie des Strömungswiderstands 28 an das Ventil 24. Jedes

Ventil, z. B. 17, weist zwei Fluidanschlüsse 45, 46 auf, an denen es über Fluidleitungen 47 mit benachbarten Ventilen und/oder externen Anschlüssen verbunden ist. Im Folgenden wird anhand der Figuren 6, 7 und 8 der Aufbau der Mehrwegeventileinheit 14 näher erläutert. Bei dem gezeig ^¬ ten Ausführungsbeispiel besteht die Mehrwegeventileinheit 14 aus einem scheibenförmigen Unterteil 48, einer Membran 49, einer Steuerscheibe 50, einer optionalen Dichtungsfolie 51 (z. B. Polyimid) und einem scheibenförmigen Oberteil 52, die in dieser Reihenfolge aufeinander montiert sind.

Figur 6 zeigt die genannten Bestandteile der Mehrwegeventil ^¬ einheit 14 einzeln in Draufsicht.

Figur 7 zeigt die Mehrwegeventileinheit 14 in einem Schnitt entlang der in Figur 6 angegebenen Linie AA', wobei aus Grün- den der besseren Erkennbarkeit die Bestandteile voneinander getrennt dargestellt sind.

Figur 8 zeigt eine Einzelheit der Mehrwegeventileinheit 14 in einem Schnitt durch die Ventile 16 und 17.

Das scheibenförmige Unterteil 48 enthält in einer der Membran 49 zugewandten Außenfläche 53 für jedes der Ventile 15-19, 21, 22, 24-26 jeweils eine Mulde 54, in die über eine indivi- duelle Steuerleitung 55 Steuerluft einleitbar ist. Die Mem ^¬ bran 49 liegt zwischen dem Unterteil 48 und der Steuerscheibe 49, welche in den Mulden 54 gegenüberliegenden Bereichen jeweils ein Paar von Löchern 56, 57 enthält, wobei jedes Paar von Löchern 56, 57 die Fluidanschlüsse 45, 46 (Figur 5) je- weils eines der Ventile 15-19, 21, 22, 24-26 bildet. Auf ih ^¬ rer von der Membran 48 abgewandten Seite enthält die Steuerscheibe 49 Rinnen 58, die bei aufliegender Dichtungsfolie 51 die Fluidleitungen 47 (Figur 5) bilden, welche die Fluidanschlüsse der jeweils in Reihe geschalteten Ventile miteinan- der verbinden und von ausgewählten Fluidanschlüssen nach außen zu vorgegebenen Stellen führen, von wo aus sie, wie später noch näher erläutert wird, mit den externen Anschlüssen 32-36, 39-44 verbunden sind. Die die Gasauslässe 11, 12 bil ^¬ denden externen Anschlüsse 37, 38 dienen zum Anschluss der zweiten Trenneinrichtung 9 und zugehörigem Detektor 10 bzw. des Strömungswiderstands 29 und sind nicht mit durch Rinnen in der Steuerscheibe 49 gebildeten Fluidleitungen verbunden.

Die externen Anschlüsse 32, 33, 36, 37, 38, 39 für die Pro- benzuleitung 1, die Probenableitung 2, die Trägergaszuleitung 6 und die Gasauslässe 11, 12, 13 sind an der von der Membran 49 abgewandten Außenfläche des Unterteils 48 montiert. Dabei sind die Anschlüsse 36, 37, 38 zusätzlich durch die Mehrwege ^¬ ventileinheit 14 hindurch bis auf die von der Membran 49 ab- gewandten Außenfläche des Oberteils 52 verlängert, um dort den Anschluss des Strömungswiderstands 28 an die Trägergaszu ^¬ leitung 6, der zweiten Trenneinrichtung 9 mit zugehörigem De- tektor 10 an den Gasauslass 11 sowie des Strömungswiderstands 29 an den Gasauslass 12 zu ermöglichen.

Die externen Anschlüsse 34, 35 für den Einlass 4 und Auslass 5 des Dosiervolumens 3 sind an der von der Membran 49 abge ^¬ wandten Außenfläche des Oberteils 52 montiert. Dasselbe gilt für die Anschlüsse 40-44 zum Anschluss der ersten Trenneinrichtung 7 mit zugehörigem Detektor 30 an die Ventile 21, 22, des Strömungswiderstands 29 an das Ventil 26, der ersten Trenneinrichtung 7 mit dem zugehörigen Detektor 8 an die Ventile 25, 26, der zweiten Trenneinrichtung 9 mit dem zugehörigen Detektor 31 an die Ventile 24, 25 sowie des Strömungswiderstands 28 an das Ventil 24. Die Verbindung zwischen den externen Anschlüssen 32-36, 39-44 und den Fluidleitungen 47 und die Verlängerung der Anschlüsse 36, 37, 38 aus dem Unterteil 48 in das Oberteil 52 und durch dieses hindurch erfolgt über Bohrungen 59 in dem Unterteil 48, die mit entsprechenden Löchern 60 in der Membran 49 und Löchern 61 in der Steuerscheibe 48 fluchten bzw. durch Bohrungen 62 in dem Oberteil 52, die mit entsprechenden Löchern 63 in der Dichtungsfolie 51 fluchten.

Die Steuerleitungen 55 weisen ebenfalls externe Anschlüsse 64 auf, die auf der von der Membran 49 abgewandten Außenfläche des Unterteils 48 montiert sind. Das Oberteil 52 und Unter ^¬ teil 48 sind miteinander verschraubt, wozu die beiden Teile miteinander fluchtende Bohrungen 65, 66 aufweisen und die Dichtungsfolie 51, Steuerscheibe 50 und Membran 40 entspre- chende Öffnungen 67, 68, 69 enthalten.

Figur 8 zeigt am Beispiel der Ventile 16 und 17 die Funkti ^¬ onsweise der Mehrwegeventileinheit 14. Bei Einleitung von Steuerluft 70 in die zu dem Ventil 16 gehörende Mulde 54 in dem Unterteil 48 verschließt die Membran 49 die gegenüberlie ^¬ genden Löcher 56, 57 (Fluidanschlüsse 45, 46) in der Steuerscheibe 50, so dass das Ventil 16 geschlossen ist. Gleichzei ^¬ tig weicht die Membran 49 im Bereich der zu dem Ventil 17 ge- hörenden Mulde bei nicht vorhandener Steuerluft unter Frei ^¬ gabe der ihr gegenüberliegenden Löcher zurück, so dass das Ventil 16 geöffnet ist.

Dadurch, dass die Fluidleitungen zur Verbindung benachbarter Ventile einer Reihenschaltung und zur Verbindung von Ventilen mit externen Anschlüssen durch Rinnen in einer vergleichsweise dünnen Steuerscheibe ausgebildet sind, lassen sich äu ^¬ ßerst kurze Verbindungswege mit minimalen Totvolumina erzie ^¬ len, die eine präzise Probendosierung und Trennsäulenumschal- tung ermöglichen. Außerdem können allein durch Verwendung unterschiedlicher Steuerscheiben mit verschiedenen Fluidlei- tungsmustern unterschiedliche Konfigurationen der Mehrwegeventileinheit realisiert werden.