DE1598164A1

DE1598164A1 - Schaltung zur Steuerung von Gasstroemungen

Info

Publication number: DE1598164A1
Application number: DE19671598164
Authority: DE
Inventors: Sternberg James Constantine; Bochinski Julius Harold; Krull Irwin Herbert
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1966-01-14
Filing date: 1967-01-11
Publication date: 1972-03-23
Also published as: GB1139281A

Description

Schaltung zur Steuerung von Gasströmungen Priorität: V.St.A.; 14. Jan. 1966; Serial Nos. 520 593 und 520 592 Die Erfindung betrifft eins den Zwecken der Steuerung von Gasstrdmungen dienende Gasströmungsschaltung, die anstelle üblicher Ventile in gaschromatographischen Geräten und dergleichen verwendet werden kann, und betrifft insbesondere das Verfahren, die Probensubstanz der Säule einer gaschromatographischen Anordnung zuzuführen.
Die erfindungsgemäße Schaltung zur Steuerung von Gasströmung gen eignet sich insbesondere für ein Arbeiten bei hohen Temperaturen, wo sich Schwierigkeiten bei der Benutzung üblicher Ventile ergeben. Die Erfindung wird im nach stehenden mit der Säulenumschaltung und der Einführung von Probemengen in einen Gaschromatographen beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, daß die erfindungsgemäße Schaltung auch bei anderen Anordnungen verwendet werden kann, bei denen zur Zeit übliche Ventile verwendet werden. Beispielsweise kann die Erfindung Anwendung finden als Anzeigemittel in Prozeßströmungen (Strömungen in den Leitungen eines chemischen Herstellungssystems), beim Betrieb von Vorabscheidesäulen, bei der Herstellung von Herzfraktionen (heart cuts, Petrolchemie), im Zweisäulenbetrieb, bei der schnellen impulsförmigen Entnahme von Proben, bei Einfangvorgängen, bei selektiven Detektionen, bei der Aussonderung von Spitzenwerten und dergieichen.
Gaschromatographische Anordnungen werden häufig bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei 700° C, betrieben, und es ergeben sich dann beträchtliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Konstruktion und des Betriebes von bei derartig hohen Temperaturen arbeitenden Ventilen, insbesondere im Hinblick auf Undichtigkeiten und Betriebslebensdauer. Ferner ist es häufig wünschenswert beim Betrieb eines Gaschromatographen, die zu untersuchende Probenmenge sehr kurzzeitig, beispielsweise zwischen 5 und 50 msek, einzuführen. uebliche Ventile zur Entnahme oder Zuführung von Probenmengen sind im allgemeinon Sohiebersontile und können selten so betrieben werden, daß die Einführung der Probenmenge in weniger als 100 msek erfolgt.
Die Erfindung hat eine Gasströmungsschaltung zum Gegenstand, die keine beweglichen Teile erfordert, so daß sich viele Schwierigkeiten, die mit der Anwendung normaler Ventile sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen und sehr niedrigen Temperaturen auftreten, ausschalten lassen. Insbesoadere betrifft die Erfindung die Einführung von Probenmengen bei erhöhten Temperaturen, wie es sich heutzutage in der gaschromatographischen Technik häufig ergibt, und zwar unter Verhältnissen, bei denen die Probeneinführung innerhalb sehr kurzer Zeitspannen erfolgt.
Eine Gasströmungsschaltung mit einer ersten Leitung zur Zuführung einer Gasströmung und einer Leitung zur Zuführung des Probengases, die mit der erstgenannten Zuführungsleitung über einen zu einem ersten Verbindungspunkt führenden Verbindungsabschnitt verbunden ist,und mit einem zweiten Verbindungspunkt an der das Probengas zuführenden Leitung, mit der eine Auslaßleitung verbunden ist, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der Druck der erstgenannten Gaszuführungsleitung und der Probengaszuführungsleitung so gewählt so gewählt ist, daß der Druck an der ersten Verbindungsstelle normalerweise größer ist als der Druck an der zweiten Verbindungsstelle und sich eine Gasströmung in dem Verbindungsabschnitt von dem ersten Verbindungspunkt zu dem zweiten Verbindungspunkt ergibt und daß Mittel vorgesehen sind, die die relativen Druckverhältnisse an den beiden Verbindungspunkten und damit auch die Gasströmung durch den Verbindungsabschnitt für eine vorgegebene Zeitdauer umzukehren gestatten.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Einführung einer Probenmenge in eine Strömung von einer Probenmengenströmung aus, die an einen Verbindungsabschnitt angeschlossen ist, und das sich dadurch kennzeichnet, daß die Eingangsdrucke der Strömungen so gewählt werden, daß der Druck an der Verbindungsstelle der Hauptzuführungsströmung mit dem Verbindungsabschnitt größer ist als der Druck an der Verbindungsstelle des Verbindungsabschnittes mit der Leitung zur Zuführung der Probenmenge, zu dem Zwecke, daß ein Teil der Strömung der erstgenannten Zuführungsleitung in die zum Einführen der Probenmenge vorgesehene Zuführungsleitung eingeführt wird und daß, für eine kurze Zeitspanne, die Druckverhältnisse an den Verbindungspunketn umgekehrt werden und die Strömung in dem Verbindungsabschnitt umgekehrt wird und dadurch eine Menge der Strömung der Probensubstanz in die Hauptströmung eingeführt wird.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Von den figuren zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer bevorzeigten Ausführungsform einer Gasströmungsschaltung, die den Zwecken der Einführung von Probenmengen in einen Gaschromatographen dient; Figur 2 eine weitere Ausführungsform der Einführung der Probenmenge, und zwar eine Ausführungsform, die sich insbesondere mit Proben befaßt, die ungefähr Atmosphärendruck oder einen Druck nahe dazu aufweisen; Figur 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Figur 4 eine schematischs Darstellung der Gasströmungsschaltung der in Fig. 3 dargestellten Anordnung in Verbindung mit einem Gaschromatographen; Figur 5 eine schematische Darstellung einer Gasströmungsschaltung, bei der eine Serienschaltung von Gasströmungssteuerungsmitteln Anwendung findet; Figur 6 eine schematische Darstellung einer Anordnung, bei der zwei zugeführte Hauptströmungen Anwendung finden.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung besteht aus der gaschromatographischen Säule 10 eines Gaschromatographen 12.
Mit der Eingangsleitung der Säule 10 ist die Säulenzuführungsleitung 13 verbunden Eine Probengaszuführungsleitung 14 ilt über inen vorengten Leitungsabschnitt 16 mit einer Auslaßleitung 15 verbunden. Zin Ventil 15' ist in der Auslaßleitung 15 vorgesehen. Ein Verbindungsabschnitt 20 führt zu dem Verbindungspunkt 21 der Säulenzuführungsleitung 13 und ist mit der Probenzuführungsleitung 14 an dem Verbindungspunkt 22 verbunden. Eine Mehrzahl Verengungen 27, 28, 29 kann parallel an die Säulenzuführungsleitung 13 angeschlossen sein, wobei eine jede Verengung zu einem Auslaßventil 30, 31, 32 führt. Zwei Ventile 18, 19 sind an die Säulenzuführungsleitung 13 angeschlossen, wobei das Ventil 19 direkt einen Ausiaß bildet. Die Säulen3uführungsleitung ist so angeschlossen, daß sie mit hoher Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung 23 oder mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit durch die Leitung 24 versorgt wird. Eine zusätzliche Trägergasleitung 17 ist an die Probenauslaßleitung zwischen dem Verbindungspunkt 22 und der Verengung 16 angeschlossen, und es kann dieser Leitung entweder mit hoher Geschwindigkeit bei 25 oder mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit bei 26 Strömung zugeführt werden.
Je nach den unterschiedlichen Arbeitsverfahren können bestimmte Bestandteile in Fortfall kommen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist dip Säulenzuführungsleitung 13 an eine Quelle eines Trägergases, beispielsweise Helium, angeschlossen, die mit konstantem Druok arbeitet. Die Probensuführungaleitung 14 ist an eine mit i:a wesentlichen konstantem Druck arbeitende Quelle angeschlossen, die eine allein aus der Probensubstanz bestehende Strömung oder eine Mischung der Probensubstanz mit dem Trägergas liefert. Die Strömungsverhältnisse sind in der Anordnung derart eingestellt, daß der Druck an dem Verbindungapunkt 21 höher ist als der Druck an dem Verbindungspunkt 22. Unter diesen Verhältnissen fließt die Probenströmung in der Leitung 14 durch die Verbindungsstelle 22 zu dem Auslaß 15. Die Strömung der Säulenzuführungsleitung 13 teilt sich an der Verbindungsstelle 21, und ein Teil fließt durch die Säule 10 und den Detektor 11 und ein anderer Teil durch den Verbindungsabschnitt 20 zu der Auslaßstelle 15. Es ist anzustreben, daß der Druckunterschied zwischen den Verbindungepunkten 21 und 22 nur gering ist und daß das Volumen des Verbindungsabschnittes 20 klein ist, so daß sich ein möglichst geringer Verlust an Trägergas an der Auslaßstelle 15 und eine möglichst geringe tote Zeit bei der Einführung der Probenmenge ergibt. Diese stationären Dru¢kverhältnisse können durch geeignete Einstellung des Druckes der das Trägergas liefernden Druckquelle und der das Probengas liefernden Quelle erzielt werden. Es ist zu beachten, daß Änderungen des Durchmessers der Säule oder der Rohre, deren Länge und Anordnung und der Verengungen und andere Änderungen der Apparatur auch eine Änderung der Druckverhältnisse erfordern, die notwendig sind, den gewünschten stationären Zustand zu erzielen. Bei einem Ausführungsbeispiel waren die stationären Geschwindigkeiten 30 cm3/min in der Säule 10 und 3 cm5/min in dem Verbindungsabschnitt 20 zwischen der Verbindungsstelle 21 und der Verbindungsstelle 22 und 10 cm3/min in der Probenzuführungsleitung 14.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die Elemente 15', 17, 19 und 23 bis 32 in Fortfall kommen. Es kann dann ein Teil der Probenströmung der Probenzuführungsleitung 14 in die Säule 10 in folgender Weise eingeführt werden. Es wird das Ventil 18 geöffnet und ein Teil der Strömung der Säulenzuführungsleitung 13 in den freien Raum abgelassen, wodurch sich eine Erniedrigung des Druckes an der.Verbindungsstelle 21 ergibt. Es kehrt die Strömungsrichtung in dem Verbindungsabschnitt 20 um, und ein Teil der Probenströmung fließt in Richtung auf die Verbindungsstelle 21.
Es wird dann das Ventil 18 geschlossen und wiederum der stationäre Zustand hergestellt. Die in die Säule eingeführte Probenmenge hängt von der Zeitdauer ab, die das Ventil 18 geöffnet wurde, und dadurch ergibt sich eine direkte Steuerungsmöglichkeit für die eingeführte Probenmenge. Es wurde in dem betrachteten Beispiel das Ventil 18 für 100 msek geöffnet.
Bei einer anderen Ausfdhrungsform der Erfindung wurde su-BatzlicM das Ventil 19 und damit ein vorgegebones Volumen zwischen den Ventilen 18 und 19 vorgesehen. Es wird das Ventil 19 zuerst zu dem freien Raum hin geöffnet und dann wieder geschlossen. Die Einführung der Probenmenge. erfolgte durch Öffnen des Ventils 18. Das Einlassen von Trägergas in das Volumen zwischen den Ventilen 18 und 19 verringert den Druck an der Verbindungsstelle 21 in bezug auf den Druck an der Verbindungsstelle 22, und dadurch ergibt sich eine Einführung einer Probenmenge. Diese vorübergehende Ablenkung eines Teils der Gasströmung in der Säulenzuführungsleitung bewirkt das Einschieben einer Probenmenge in die Eingangsleitung der Säule. Wenn das Ventil 18 geöffnet wird, ergibt sich eine Verringerung des Druckes an der Verbindungsstelle 21 und dementsprechend ein Fluß der Probenmenge dadurch den Verbindungsabschnitt 20 an der Verbindungsstelle 21 vorbei. Wenn der Druck in dem abgeschlossenen Volumen zwischen den Ventilen 18 und 19 sich wieder auf den Druck in der Säulenzuführungsleitung einstellt, so nimmt der Druck an der Verbindungsstelle 21 zu, und der stationäre Ströimingszustand stellt sich wieder her, wobei ein Teil der in der Säulenzuführungsleitung herrschenden Strömung durch die Verbindungsleitung 20 fließt. Das Volumen der in die Säule eingeftihrten Probenmenge ist proportional dem Volumen der Leitung zwischen den Ventilen 1 * d 19.
Auf diese Weise ergibt sich eine schnelle wiederholte Einführung sehr genau bemessener Probemmengen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entfallen die Elemente 15', 17, 19 und 23 bis 26. Die Ventile 18, 30, 31 und 32 sind normalerweise geschlossen. Die Einführung der Probenmenge erfolgt wie zuvor durch Schließeh des Ventils 18 oder eines der anderen Ventile 30, 31, 32. Die Auswahl eines bestimmten Ventils und der zugehörigen Verengungsleitung gestattet die Auswahl des Anteils der Strömung in der Säulenzuführungsleitung, der abgeführt wird, und daher die eingeführte Probenmenge. Die Anwendung einer Mehrzahl Steuerventile mit verschieden ausgebildeten Verengungsabschnitten gestattet eine Wahl der eingeführten Probenmengen, ohne daß andere Änderungen in der Anordnung vorgenommen werden müssen.
Der Verbindungsabschnitt 20 und die zugehörigen Teile der Probenzuführungsleitung und der Säulenzuführungsleitung können innerhalb der Chromatographenanordnung vorgesehen sein, zusammen mit der Säule und dem Detektor, und können bei einer Temperatur betrieben werden die dieselbe ist wie die Temperatur der Säule oder höher liegt. Die Ventile 18, 19, 30, 31 und 32, die verwendet werden, um Auslaßstellen zu verschließen oder zu öffnen, können an irgendwelchen Stellen entfernt von dem Chromatographen angeordnet sein und sich auf- Raumtemperatur befinden. Die Strömung der Probenmenge an den Verbindungspunkten 21, 22 wird gesteuert, ohne daß in der Probenzone irgendwelche beweglichen Teile vorgesehen sind, und dadurch werden alle Schwierigkeiten vermieden, die sich ergeben, wenn ein Arbeiten bei erhöhten Temperaturen stattfindet.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung entfallen die Elemente 17, 18, 19 und 23 bis 32. Die Einführung der Probenmenge erfolgt dadurch, daß vorübergehend die Auslaßleitung 15 durch das Ventil 15'verschlossen wird und dadurch der Druck an der Verbindungsstelle 22 über den Druck an der Verbindungsstelle 21 ansteigt und sich die Strömungsrichtung in dem Verbindungsabschnitt 20 umkehrt, so daß Probenmenge in die zu der Säule 10 führende Strömung eingeschleust wird. Auf diese Weise kann eine stoßförmige Einführung der Probenmenge von nur 5 msek erfolgen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Ventil 15' ein Stopfen aus Silikongummi ist, der gegen das glatt bearbeitete Ende der heißen Auslaßröhre 15 gedrückt wird. Bei der kurzen Kontaktzeit, die zum Schließen des Auslasses erforderlich ist, wird der elastische Stopfen nicht beschädigt, auch wenn die Temperatur des Chromatographen 12 und damit des Auslaßrohres 15 wesentlich höher liegt als der Schmelzpunkt des elastischen Stopfens, so daß ein derartiges Ver.ohlußmittel benutzt werden kann, ohne daß die Einführung der Probeniengen beeinträchtigt wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Elemente 15", 18, 19, 23, 24 und 27 bis S2 entfallen und daß die Einführung der Probenmenge allein dadurch vorgenommen wird, daß momentan eine Hilfs-Trägergasströmung von der mit geringer Strömungsgeschwindigkeit arbeitenden Zuleitung 26 auf die mit hoher Strömungsgeschwindigkeit arbeitende Leitung 25 umgeschaltet wird, so daß dadurch momentan der Druck an der Verbindungsstelle 22 oberhalb des Druckes an der Verbindungestelle 21 liegt und eine Einführung der Probenmenge erfolgt.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Elemente 15', 17, 18, 19 und 25 bis 32 entfallen und die Einführung der Probenmenge dadurch erfolgt, daß die Trägergasströmung 15 von der Säulenzuführungsleitung/'von der mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Leitung 23 auf die mit niedriger Geschwindigkeit arbeitende Leitung 24 umgeschaltet wird.
Dadurch verringert eich der'Druck an der Verbindungsstelle 21 in bezug auf den Druck an der Verbindungestelle 22, und die Probenmenge wird in die Säule eingeführt. Nach einer kurzen Zeit, die hinreichend ist, um die gewünschte Probenmenge einzuführen, wird die Trägergasströmung wieder von der Leitung 24 auf die Leitung 23 zurückgeschaltet und dadurch die ursprüngliche Arbeitsweise wieder herg.-stellt, Es ist offensichtlich, daß in verschiedener Weise die vorstehend erörterten Elemente und deren Betriebsweise kombiniert werden können, um eine Reduzierung des Drucks an der Verbindungsstelle 21 in bezug auf die Verbindungsstelle 22 herbeizuführen und eine Einführung der Probenmenge von der Probenzuführungsleitung 14 in die Säule 10 zu bewirken.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung eignet sich insbesondere zu dem Zweck, Probemengen aus der Probenzuführungsleitung einzuführen, wenn in der letzteren ungefahr derselbe Druck herrscht wie in der Säulenzuführungsleitung. Wenn der Druck in der Probenzuführungsleitung ungefähr gleich dem Atmosphärendruck ist, wird zweckmäßigerweise eine Anordnung gemäß Fig. 2 verwendet, in der, soweit dieselben Elemente betroffen sind, die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 benutzt werden. Der wesentliche Unterschied der Anordnung gemäß Fig. 2 liegt darin, daß die Verengung 16 in der Auslaßleitung 15 durch eine Verengung 35 in dem Verbindungsabschnitt 20 ersetzt ist. Durch Anwendung der Verengung 35 kann sich ein nicht unbeträchtlicher Druckunterschied zwischen dem Druck der Säulenzuführungsleitung 13 und dem Druck der Probenzuführungsleitung 14 ergeben.
Die Anordnung gemäß Fig. 1 kann auch verwendet werden, wenn es sich darum handelt, in vorgegebenen Mengen die Probensubstanz einzuführen, beispielsweise dadurch, daß ein Zuführungskopf 47 an der Probenzuleitung 14 vorgesehen wird; die Anordnung gemäß Fig. 2 dient bevorzugterweise diesem Zweck, da es sehr viel einfacher ist, die Probensubstanz in vorgegebenen Mengen einzuführen, wenn man es mit Atmosphärendruck und nicht mit erhöhtem Druck zu tun hat. Fig.
2 weist ferner einige Elemente auf, die in Fig. 1 nicht auftreten. Derartige zusätzliche Elemente bestehen aus dem Einführungskopf 47, den beiden Strömungsquellen 33, 34, welche hohe Strömungsgeschwindigkeit bzw. niedrige Strömungsgeschwindigkeit in der Probenzuführungsleitung sicherstellen, ferner der Verengung 35 in der Verbindungsleitung 20, durch deren Anwendung die Verengung 16 in der Auslaßleitung 15 der Fig. 1 entfällt. Es sind ferner parallele Verengungsleitungen 36, 37 und 38 an der Auslaßleitung 15 vorgesehen und entsprechende Auslaßventile 43, 44, 45 und 46, die sich auf Raumtemperatur befinden. Die Ventile 43 bis 46 sind von der erhitzten Kammer 12 durch Absorptionsmittel enthaltende Fallen 39, 40, 41 und 42 getrennt, welche verhindern, daß die Probensubstanz die Ventile erreicht und in denselben kondensiert.
Die Einführung der Probensubstanz ist in Fig. 2 im allgemeinen ähnlich wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1, abgesehen davon, daß es bei Fig. 2 erforderlich ist, den Druck an der Verbindungsstelle 22 zu erhöhen, um von der Leitung 14 in die Säulenleitung 10 die Probensubstanz einzuführen. Handelt es sich darum, daß an dem Einführungskopf 47 bei Atmosphärendruck die Probensubstanz eingeführt wird, so muß das Ventil 43 während der Einführung der Probenmenge in den Einführungskopf geöffnet werden. Die Erhöhung des Drucks an der Verbindungsstelle 22 erfordert dann, daß die Auslaßleitung 15 vollständig oder teilweise geschlossen wird. Ein vollständiges Schließen erfolgt, wenn sämtliche Ventile 49 bis 46 gleichzeitig geschlossen werden, während ein teilweises Schließen dadurch erfolgt, daß das Ventil 43 geschlossen wird, indessen ein oder mehrere Ventile 44 bis 46 offengelassen werden, so daß in der Auslaßleitung eine oder mehrere Verengungen liegen. Die verschiedenen Verengungen machen es möglich, unterschiedliche Aufspaltungen der Probensubstanz zu erzielen, so daß nur ein Teil der eingeführten Probensubstans in die Säule geleitet wird, während der Rest der Probensubstanz durch die eine oder mehrere der Verengungen 36 bis 38 abgeführt wird.
Eine Einführug der Probensubstanz ohne Abführung eine.
Teils derselben zu den Auslaßleitungen erhält kann, wenn lan da. Ventil 43 und sämtliche übrigen Ventile 44 bis 46 schließt oder aber, wenn pul das Ventil 43 schließt und gleichseitig oder kurz danach eine oder mehrere der hfolgenden Operationen ausführt: 1) Man verringert die Strömung der Säulenzuführungsleitung 13, indem man von der Zuführungsleitung mit hoher Geschwindigkeit 23 auf die Zuführungsleitung mit niedriger Geschwindigkeit 24 umschaltet; 2) man verringert die Strömung in der Säulenzuführungsleitung 13 durch offenen des Ventils 18 oder eines oder mehrerer der Ventile 30, 31 und 32 ; 3) man vergrößert die Zführungsgeschwindigkeit der Probensubstanz-Trägerströmung in der Leitung 14, indem man von der Leitung niedriger Strömungsgeschwindigkeit 34 auf die Leitung hoher Strömungsgeschwindigkeit 33 überschaltet; 4) man vergrößert die Strömung des Spülgases durch die Leitung 17, indem man von der Leitung niedriger Strömungsgeschwindigkeit 26 auf die Leitung hoher Strömungsgeschwindigkeit 25 umschaltet.
Es können auch bei einer Anordnung gemäß Fig. 2 die Elemente 18, 19, 27 bis 32, 36, 37, 38, 44 bis 46 entfallen. Die Anordnung wird dann vor der Einführung der Probensubstanz mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung 23 und der Säulenzuführungsleitung 13 betrieben. Dadurch ergibt sich eine Aufteilung an der Verbindungsstelle 21, und ein Teil der Strammung durchsetzt die Säule 10 und der restliche Teil die Verengung 35 in Richtung~zu der Verbindungsstelle 22.
In die Probenzuführungsleitung 14 wird durch die Leitung 34 eine Gasströmung geringer Geschwindigkeit eingeführt, und weiter wird in die Leitung 17 durch die Leitung 26 eine Strömung niedriger Strömungsgeschwindigkeit eingefUhrt.
Die Auslaßleitung 15 ist zum freien Raum durch das Ventil 43 geöffnet. Es wird dann eine Probenmenge an der Stelle 47 entweder durch eine Injektionsnadel oder durch Fraktionierung einer Probenmenge in einem Fraktionierungsanschluß eingeführt. Die Dämpfe der Probenmenge entwickeln sich langsam infolge der Verdampfung oder Fraktionierung und werden in den Raum zwischen 47 und 22 eingeführt. Es kann eine einfache Schleife vorgesehen sein, um dieses Volumen zu vergrößern. Wachdem die Probenmenge allmählich verdanpft ist und sich in der Schleife mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit gesammelt hat, wird das Ventil 43 geschlossen, und gleichzeitig werden die Probensuführungsleitung und die Säulenzuführungsleitung umgeschaltet, so daß sich eine Strömung niedriger Geschwindigkeit von der Leitung 24 in die Säulenzuführung 13 und eine Strömung hoher Geschwindigkeit in die Probenleitung 14 von der Leitung 33 ergibt. Dadurch ergibt sich eine vollständige Auseptilung der Verdampfungsprodukte der Probensubstanz in die chromatographische Säule 10.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungegemäßen Gasströmungsschaltung dargestellt, die dem Zweck dienen kann, die Gasströmung von einer Probengaszuführungs leitung einer oder zwei Ausgangsleitungen zuzuführen, bei der jedoch eine wahlweise Steuerung von zwei Eingangsströmungen erforderlich ist. Die Schaltung gemäß Fig. 3 besteht aus einer Verbindungsleitung 60 und einer Hauptleitung, der Probeneuführungsleitung 61. Eine Steuerzuleitungsleitung 62 und eine Ausgangsleitung 63 sind an der Verbindungsleitung 60 auf der einen Seite der Hauptleitung 61 angesetzt. Eine weitere Steuerleitung 64 und eine Ausgangsleitung 65 sind an der Verbindungsleitung 60 an der anderen Seite der Hauptleitung 61 vorgesehen. Die zu steuernde Gasströmung, die die Probengasströmung eines Gaschromatographen sein kann, wird an der Leitung 61 zugeführt. Die Steuergasströmungen sind im allgemeinen die rägergasströmungen eines Chromatographen in 62 und werden/den Steuerleitungen/und 64 zugeführt. Die steuernde Eingangsleitung 64 und die gesteuerte Ausgangsleitung 65 entsprechen der Säulenzuführungsleitung 13 der Fig. 1 und 2.
Die Richtung der Hauptströmung durch die Ausgangsleitung 63 oder die Ausgangsleitung 65 kann dadurch gesteuert werden, daß die Zuführungsgeschwindigkeiten an den beiden steuernden Eingangsleitungen 62 und 64-gesteuert werden und dadurch der Druck an der Verbindungsstelle der steuernden Eingangsleitungen und der Verbindungsleitung 60 in bezug auf den Druck an der Verbindungsstelle der Eingangsleitung 61 mit der Verbindungsleitung 60 gesteuert wird. Es sind Mittel vorgesehen, um mit der steuernden Eingangsleitung 62 die Quelle einer Gas strömung höherer oder niedriger Strömungsgeschwindigkeit zu verbinden. Es sind auch Mittel vorgesehen, um die Quelle einer Gasströmung höherer oder niedriger Strömungsgeschwindigkeit mit der Steuerleitung 64 zu verbinden. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit an der Leitung 62 hoch ist und die Strömungsgeschwindigkeit an der Leitung 64 niedrig ist, so wird die gesamte Gasströmung, die an der Zuleitung 61 zugeführt wird, auf die Ausgangsleitung 65 gerichtet. Wenn die StrUmungsgeschwindigkeit an der Zuleitung 64 hoch ist und die Strömungsgeschwindigkeit an der Zuleitung 62 niedrig ist, so wird die gesamte an der Leitung 61 zugeführte Strömung auf die Leitung 63 geleitet.
In einem praktischen Beispiel handelte es sich um eine Zuführungsgeschwindigkeit von 30 cm3/min der Probensubstanz in der Hauptzuführungsleitung 61, wobei die Trägergasströmungen in den Steuerleitungen umsteuerbar waren zwischen den Geschwindigkeiten 10 em3/min und 60 cm3/min und die Ausgangsleitungen im wesentlichen den gleichen Strömungswiderstand hatten. Bei StrtSmungsgeschwindigkeiten des Trägergases 1 von 10 cm3/min und des Trägergases B von 60 cm3/min war die Strömungsgeschwindigkeit in der Leitung B an reinem Trägergas 50 cm3/min, und die Ausgangsgeschwindigkeit an der Leitung A betrug 50 cm3/min una setzte sich zusammen aus 30 cm3/min an Probensubstanzströmung und 20 cm3/min an Trägergasströmung. Wenn die Strömungsgeschwindigkeiten der beiden Trägergasströmungen umgekehrt wurden, ergab sich eine reine Trägergasströmung A an der Ausgangsleitung 63 und eine aus Trägergas und Probensubstanz gemischte Strömung B an der Leitung 65. Es ist offensichtlich, daß die Gasströmungssteuerung bewirkt wird, ohne daß bewegte Teile in der Steuerzone erforderlich sind, und daß übliche Ventile zur Änderung der Trägergasströmungen in weiterer Entfernung von der Verbindungsleitung 60 angeordnet werden können.
Eine typische Ausführungsform einer Gasströmungsschaltung eines Chromatographen mit entsprechenden Mitteln zur Umschaltung der Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases ist in Fig. 4 gezeigt. Die Verbindungsleitung 60 ist innerhalb des durch die punktierte Linie 70 angedeuteten Gaschromatographen vorgesehen. Eine erste Ausgangsleitung ist an die chromatographische Säule 71 angeschlossen und eine zweite Ausgangsleitung an die chromatographische Säule 72. Die Quelle eines Trägergases ist an ein zwei Umschaltstellungen und zwei umzuschaltende Leitungen aufweisendes Ventil 73 über zwei Leitungsabschnitte höheren WidergtandeP 74, 75 angeschlossen. Die Verengungsleitung 74 liefert eine erste Strb.mungsgesc'hwindigkeit C1, und der Widerstand der ähnlichen Verengungsleitung 75 liefert eine zweite Strömungsgeschwindigkeit C2. Das Ventil kann aus einem mehrere Durchlaßwege aufweisenden Ventil oder aus der Kombination mehrerer Ventile bestehen, so daß sich in der einen Ventilstellung eine Verbindung der Gas strömung C1 mit der Gasströmung CA ergibt und eine Verbindung der Gasströmung C2 mit der Gasströmung CB, während in der anderen Stellung die Gasströmung C1 mit der Ausgangsströmung OB und die Gas strömung C2 mit der Gasströmung CA verbunden ist.
Hinsichtlich Fig. 4 soll zunächst angenommen werden, daß die Strömungsgeschwindigkeit Cl der Trägergasströmung größer ist als die Strömungsgeschwindigkeit C2 der Trägergasströmung.
Wenn nun das Ventil 73 die Leitung mit der höheren Strömungsgeschwindigkeit C1 mit der Leitung CA verbindet, so wird die Probensubstanzströmung S zu der Säule B geleitet. Wenn das Ventil 73 in seine andere Stellung umgelegt wird und die Trägergasströmung gemb der Geschwindigkeit C1 der Leitung CB zuleitet, so wird die Probensubstanzßtrömung zu der Säule A geleitet. Es ist leicht zu erkennen, daß die Verteilerleitung 60 und die angeschlossenen Zuleitungen und Ableitungen ohne Störung ihres Betriebes bei beliebiger Temperatur betrieben werden können. Gleichzeitig kann das Ventil 73 entfernt von der die Gasströmungen umschaltenden Schaltung vorgesehen sein und außerhalb des Chromatographengehäuse angeordnet sein, wo das Ventil nicht den hohen Temperaturen des Chromatographen ausgesetzt iet.
Es ist ferner offensichtlich, daß die Schaltung zur Umsteuerung der Gasströmungen nicht auf die Anwendung eines bestimmten Ventils 73 in Fig. 4 beschränkt ist, daß vielmehr beliebige Ventilanordnungen zur Umschaltung der Gasströmungen unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden können.
In einer Ausführungsform können die Leitungen geringerer Strömungsgeschwindigkeit CAs OB festangeordnet sein, und es kann eine höhere Strömungsgeschwindigkeit unter Anwendung eines nur eine Leitung umschaltenden Ventils erfolgen, welches nach Wahl eine zusätzliche Trägergasströmung der einen oder der anderen Eingangsleitung zuführt. Es ist ferner zu beachten, daß dieselbe hohe Strömungsgeschwindigkeit und niedrige Strömungsgeschwindigkeit nicht an den beiden steuernden Leitungen zur Anwendung kommen muß, obwohl dies im allgemeinen zweckmäßig ist. Die Größe für die Strömung der höheren Gasgeschwindigkeit und der niedrigeren Gasgeschwindigkeit an den Steuerleitungen ändert sich mit der Strömungsgeschwindigkeit in der Hauptzuführungsleitung und mit dem Verhältnis der Strömungswiderstände an den beiden Auslaßleitungen und kann leicht im Hinblick auf die Gesamtapparatur gemessen werden. In dem allgemeinen Fall, in dem der Strömungswiderstand der beiden Auslaßleitungen im wesentlichen gleich ist, muß die höhere Strömungsgeschwindigkeit an der einen Steuerleitung größer sein als die Summe der Strömungsgeschwindigkeit an der Haupteinlaßleitung und der anderen Steuerleitung, in der die Strömungsgeschwindigkeit niedriger ist, damit sich der Zustand ergibt, daß die insgesamt zugeführte Strömung von der einen Ausgangsleitung auf die andere Ausgangsleitung umgeschaltet wird. Die Umschaltung der Gasströmung kann auch erfolgen, wenn die niedrigere Strömungsgeschwindigkeit Null ist; im allgemeinen jedoch ist es vorzuziehen, ein gewisses Maß an Strömungsgeschwindigkeit in jeder Steuerleitung aufrechtzuhalten, damit eine Diffusion der Hauptströmung zurück durch die Leitung geringerer Strömungsgeschwindigkeit vermieden wird.
Fig. 5 zeigt die Serienechaltung mehrerer erfindungsgemäßer Gasströmungssteuerschaltungen zu dem Zweck, eine bestimmte Probenmenge in einen Gaschromatographen einzuführen und die gaschromatographischen Säulen der Anordnung umzuschalten.
Eine Verbindungsleitung 80 weist eine Hauptzuführungeleitung 81, eine erste Steuerleitung 82 und eine zweite Steuerleitung 83 sowie eine erste Ausgangsleitung 84 und eine zweite Ausgangsleitung 85 auf. Zwischen der Ausgangsleitung 84 und der Haupteinlaßleitung 90 einer weiteren Stufe ist eine Rohrschleife 86 ftir' die Probensubstanz vorgesehen ; die Verbindungsleitung 91 weist die beiden Eingangs steuerleitungen 92 und 93 und die beiden Auegangeleitungen 94 und 95 auf.
Im vorliegenden Fall führen die Auagangeleitungen 85 und 95 in den freien Raum. Es ist zu beachten, daß die Anordnung der Steuerleitungen und der ßuagangsleitungen an der einen Seite der Haupteinlaßleitung nicht für die Anordnung maßgeblich ist0 Die Ausgangsleitung 94 ist über eine Säule 106 mit der Haupteingangsleitung 107 einer weiteren Verbindungsleitung 108 verbunden. Eine Steuerleitung 109 und eine Ausgangsleitung 110, die zu einer Säule 111 führt, sind an der einen Seite der Haupteingangsleitung 107 vorgesehen. Eine weitere Steuerleitung 112 und eine Ausgangsleitung 113, die zu einer Säule 114 führt, sind an der entgegengesetzten Seite in bezug auf die Haupteingangsleitung 107 angeordnet. Die Ausgangsleitungen der Säulen 111 und 114 sind zusammengefaßt zu einer Leitung 115 und führen zu einem chromatographischen Detektor 116. Die Säulen und der Detektor sind die üblicherweise in einem Gaschromatographen verwendeten Elemente und brauchen nicht näher beschrieben zu werden.
Im Betrieb einer Anordnung gemäß Fig. 5 wird die die Probensubstanz führende Strömung an die Haupteinlaßleitung 81 angeschlossen, und eine Steuerströmung höherer Strömungsgeschwindigkeit wird an die Eingangsleitung 83 angeschlossen, und eine Steuerströmung niedriger Geschwindigkeit wird an die Eingangsleitung 82 angeschlossen. Eine Steuerströmung hoher Strömungsgesehwhndigkeit wird an die Steuerleitung 92 angeschlossen, und eine Strömung niedriger Strömungswird geschwindigkeit/an die Steuerleitung 93 angeschlossen. Unter diesen Verhältnissen wird die gesamte Strömung der Probensubstanz durch die Schleife 86 geleitet und fließt an der Auslaßleitung 95 ab. Wenn eine bestimmte Menge Probensubstanz der Säule 106 zugeführt werden soll, so werden die Strömungsgeschwindigkeiten an den Eingangssteuerleitungen umgeschaltet, so daß die Strömungen niedriger Strömungsgeschwindigkeit an den Leitungen 83 und 92 auftreten und die Strömungen hoher Strömungsgeschwindigkeit an den Leitungen 82 und 93. Der Teil der die Probensubstanz führenden Strömung in der Schleife 86 und in der Leitung 84 und der Leitung 90 wird an der Ausgangsleitung 94 eni in die Säule 106 geleitet.
Nach Durchführung der Injektion der Probensubstanz werden die Strömungsgeschwindigkeiten wieder auf ihre ursprünglichen Vierte gebracht.
Bei einer praktischen Ausführungsform kann die Säule 106 dem Zweck dienen, eine Aufspaltung der Probensubstanz in eine erste Gruppe, bestehend aus verhältnismäßig leicht verdampfbaren Komponenten, und eine zweite Gruppe, bestehend aus verhältnismäßig schwer verdampfbaren Komponenten, zu bewirken.
Die Komponenten leichter Verdampfbarkeit verlassen zuerst die Säule 106 und können in die Säule 111 geleitet werden, indem die hohe StrUmungsgeBchwindigkeit an der Steuerleitung 112 und die niedrige Strömungsgeschwindigkeit an der Steuerleitung 109 herrscht. Zu einer gegebenen Zeit werden die Strömungsgeschwindigkeiten umgeschaltet, so daß die weiteren Komponenten geringerer Verdampfungsfähigkeit der Säule 114 zugeleitet werden. Es ist indessen die Säule 106 keine notwendige Voraussetzung einer Kaskadenschaltung. Es kann anstelle der Säule 106 eine chemische Umwandlungsstufe oder eine Gasfalle verwendet werden. rig. 6 zeigt eine Parallelschaltung, die den Zwecken der Steuerung von Gas strömungen dient und insbesondere ermöglicht, aus einer Mehrzahl Eingangast;römungen eine bestinte Strömung auszuwählen oder eine Mischung herbeizuführen. Die Schaltung besteht aus der Verbindungsleitung 120 mit einer ersten Eingangsleitung 121 und den sugehdrigen Steuerleitungen 122, 123 und einer zweiten Haupteingangsleitung t24 mit den zugehörigen Steuerleitungen 125, 126. Eine Ausgangslei tung 127 ist in bezug auf die erste Haupteingangsleitung 121 außen vorgesehen, und eine Ausgangsleitung 128 ist zwischen den Haupteingangsleitungen 121 und 124 angeordnet, und eine Ausgangsleitung 129 ist in bezug auf die Haupteingangsleitung 124 auBen vorgesehen. Die Schaltung kann so betrieben werden, daß die Strömung der Haupteingangsleitung 121 der Ausgangsleitung 127 oder der Ausgangsleitung 128 zugeleitet wird und die Strömung an der Haupteingangsleitung 124 der Ausgangsleitung 129 oder der Ausgangsleitung 128 zugeleitet wird. Die Schaltung kann so betrieben werden, daß beide Eingangsströmungen durch die Ausgangsleitung 128 gleichzeitig abfließen oder auch zu verschiedenen Zeiten. Bei dieser Schaltungsanordnung können nach Wahl die zugeführte Probensubstanzen enthaltenden Strömungen der mittleren Ausgangsleitung 128 zugeleitet werden, 80 daß entweder keine oder eine der Probenströmungen oder beide Strömungen gleichzeitig an der Ausgangsleitung erscheinen.
Bei der Schaltung nach Fig. 6 können die folgenden Gasströmungsgeschwindigkeiten in cm3/min vorgesehen sein: CA = 10, S1 = 20, C3 = 40, CC = 40, S2 = 20 und CD = 1O.Die Abflußgeschwindigkeiten sind dann 0A = 35 OB = 70 und 0C = Unter diesen Umständen fließt die bei 121 zugeführte Strömung durch die Ausgangsleitung 127 und die bei 124 zugeführte Eingangsströmung durch die Ausgangsleitung 129. Die Strömung S1 kann durch Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit CA auf 40 cm3/min und Erniedrigen der Strömungsgeschwindigkeit CB auf 10 cm3/min der Ausgangsleitung 128 zugeführt werden. In ähnlicher Weise kann die Eingangs strömung S2 der Leitung 128 zugeführt werden, indem die Strömungsgeschwindigkeit CC auf 10 cm3/min erniedrigt wird und die Geschwindigkeit CD auf 40 cm5/min vergrößert wird. Die Umschaltungen können der Reihe nach durchgeführt werden, so daß nach Wahl die beiden Eingangeströmungen der mittleren Ausgangsleitung zugeführt werden; es können auch die Umschaltungen gleichzeitig erfolgen, damit die beiden Eingangs strömungen in der Ausgangsleitung 128 kombiniert werden.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erläutern, wie eine Einführung von Probemengen in einen Gaschromatographen ohne Anwendung bewegter Teile an den Umschaltstellen erfolgen kann. Die zur Anwendung gelangenden Ventile können üblicher Art sein und müssen nicht bei der hohen Temperatur des Chromatographen betrieben werden. Es ergeben sich daher keine Schwierigkeiten im Hinblick auf Dichtigkeit, Lebensdauer und schnelle Umschaltmöglichkeit, Schwierigkeiten, die bei üblichen Ventilanordnungen auftreten. Es können ferner die Zeitspannen zur Binführung-der Probemengen beträchtlich kürzer gewählt werden, als man sonst im allgemeinen erreichen kann. Die erfindungsgemäße Gasströmungeschaltung zur Umschaltung von Gasströmungen eignet sich nicht nur für Gaschromatographen, sondern auch für andere Zwecke der Steuerung von Gasströmungen.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche 1. Gasströmungsschaltung zur Steuerung von Gasströmungen mit einer ersten eine Gasströmung zuführenden Leitung und einer zweiten eine Probe,nsubstanz zuführenden Leitung, die beide derart mit einer Verbindungsleitung verbunden sind, daß sich ein erster Verbindungspunkt der eraten Zuführungsleitung mit der Verbindungsleitung und ein zweiter Verbindungspunkt der Probenzuführungsleitung mit der Verbindungsleitung ergeben, wobei mit dem zweiten Probenverbindungspunkt eine Auslaßleitung verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Druck in der ersten Zuführungsleitung (13) und in der Probenzuführungsleitung (14) so gewählt ist, daß normalerweise der Druck an dem ersten Verbindungspunkt (21) größer ist als der Druck an dem zweiten Verbindungspunkt (22), so daß die Gasströmung in der Verbindungaleitung (20) von dem ersten Verbindungspunkt (21) nach dem zweiten Verbindungspunkt (22) gerichtet ist, und daß Mittel zum Umkehren der relativen Drucke an den beiden Verbindungepunkten (21, 22) vorgesehen sind zu dem Zwecke, die Gasströme in der Verbindungsleit. ang (20) zeitweise umzukehren.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Mittel zum Umkehren der relativen Drücke aus Ventilen (18, 19) bestehen, die den Druck in der ersten Zuführungsleitung (13) verringern.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß an der ersten Zuführungsleitung (13) ein Auslaß mit einem Auslaßventil (19) vorgesehen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß Mittel (23, 24) zum Erhöhen des Druckes in der ersten Zuführungsleitung (15) vorgesehen sind.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der an die zweite Verbindungsstelle (22) angeschlossenen Auslaßleitung (15) ein Ventil (15') vorgesehen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der an die zweite Verbindungsstelle (22) angeschlossenen Auslaßleitung (15) ein Ventil (15') und vor der ersten Verbindungsstelle (21) ein Auslaß mit einem Auslaßventil (18) vorgesehen sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Auslaßleitung, die an die erste Zuftihrungsleitung (13) angeschlossen ist, in Serie geschaltet zwei Ventile (18, 19) angeordnet sind, zwischen denen ein Raum vorgegebenen Volumens gebildet wird.
8. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Einführung der Probensubstanz ein Einführkopf (47) an der Probenzuführungsleitung (14) vorgesehen ist und an der ersten Zuführungsleitung (13) eine Auslaßleitung mit Auslaßventilen (30...32) und Strömungsverengungen (27...29) vorgesehen ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß an der an die erste Zuführungsleitung (13) angeschlossenen Auslaßleitung parallel eine Mehrzahl Verengungen (27...29) mit Ventilen (30...32) angeordnet ist0
10. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß parallel zu der an die zweite Verbindungsstelle angeschlossene Aualajv leitung (15, 43) eine Verengungestelle (36) mit Auslaßventil (44) angeordnet ist.
11. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß an die Verbindungsleitung (20) an einer Stelle zwischen der zweiten Verbindungsstelle (22) und dem Auslaß (15) eine weitere Zuführungsleitung (17) angeschlossen ist und daß Mittel (25, 26) vorgesehen sind, die die Strömungsgeschwin digkeit in der zusätzlichen Zuführungsleitung (17) zu ändern gestatten, so daß sich eine Stromumkehr der Strömung von der weiteren Verbindungsstelle zu der zweiten Verbindungsstelle (22) und zu der ersten Verbindungsstelle (21) ergibt.
12. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß Mittel (23, 24) vorgesehen sind, welche die Strömung geschwindigkeit in der ersten Zuführungsleitung (13) zu ändern gestatten.
13. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß Mittel (33, 34) zur Änderung der Strömungsgeschwindigkeit in der Probenzuführungsleitung (14) vorgesehen sind.
14. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i o h n e t , daß der Probenzuführungsleitung die Probenströmung eines Gaschromatographen zugeführt wird und der ersten Zuführungs leitung (13) die Trägergasströmung zugeführt wird.
15. Anordnung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in der zur Zuführung des Trägergases vorgesehenen Leitung (13) ein zwei Trägergasströmungsleitungen umschaltendes Ventil (73) vorgesehen ist, daß zwei Eingangsleitungen (Cl, C2) ) und zwei Ausgangsleitungen (CA, CB) aufweist.
16. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß eine zweite Verbindungsleitung (91) mit einer Haupteingangsleitung (90) und beiderseits zwei Eingangssteuerleitun gen (92, 93) und einer dritten und vierten Ausgangsleitung (94, 95) beiderseits der Haupteingangsleitung (90) vorgesehen ist und daß die Hauptausgangsleitung (84) einer vorgesohalteten Verbindungsleitung (80) mit der Haupteingangsleitung (90) der zweiten Verbindungsleitung (91) verbunden einer ist und daß Mittel zur wahlweisen Zuführung der Gasströmung mit höherer bzw. niedrigerer Str10munsgeschwindigkeit zu den Eingangssteuerleitunjgen (CA', CB') vorgesehen sind.