氮吹儀是實驗室中用于樣品濃縮的常用設備,其核心功能是通過氮氣吹掃和加熱加速溶劑揮發,實現樣品快速濃縮。氮吹儀的結構設計圍繞這一核心功能展開,以下從主體結構、氣體分配系統、樣品支撐系統、加熱系統、控制與安全系統五個方面詳細介紹其結構組成:
一、主體結構
機箱:作為氮吹儀的主體框架,機箱通常采用耐腐蝕材料(如不銹鋼或工程塑料)制成,內部集成氣體分配系統、加熱系統等核心部件,外部配備控制面板,用于操作和參數設置。
防濺蓋:透明玻璃或聚碳酸酯材質,覆蓋在樣品上方,減少溶劑揮發對實驗室環境的污染,同時便于觀察樣品濃縮過程。
二、氣體分配系統
氮氣接口:連接氮氣源(氣瓶或氣體發生器),通過減壓閥調節輸入壓力(通常0.1-0.3MPa),確保氮氣供應穩定。
氣體分配室:將氮氣均勻分配至各吹掃針,部分型號配備氣體過濾裝置,去除氮氣中的顆粒物和油污,防止污染樣品。
分配管路:采用不銹鋼或聚四氟乙烯(PTFE)材質,耐腐蝕且化學惰性高,通過精密閥門將氮氣輸送至吹掃針。
吹掃針:直接與樣品接觸,末端設計為細孔或斜切結構,確保氮氣均勻吹掃液面。部分型號支持吹掃針獨立升降,避免交叉污染。
流量控制:每路吹掃針配備獨立流量調節閥(如旋鈕式或針閥式),可精確控制氣體流速(0.1-10L/min),適應不同溶劑的揮發需求。
三、樣品支撐系統
樣品支架:可調節高度和角度,適配不同規格試管(如10-50mL)或微孔板,確保樣品穩定放置且液面與吹掃針對齊。
試管夾與支撐盤:通過帶彈簧的試管夾固定試管位置,防止實驗過程中移動或傾斜,支撐盤提供額外穩定性。
四、加熱系統
水浴槽(水浴氮吹儀):采用不銹鋼或耐腐蝕材料制成,內部分隔為多個獨立加熱單元(如12孔、24孔),適配不同規格試管。通過水浴加熱實現均勻升溫,避免局部過熱導致樣品損失或變性。
加熱塊(干式氮吹儀):采用鋁塊孔式、鋁珠浴或細黃沙浴等設計,直接加熱樣品底部,升溫速度快且溫度均勻性高。
溫控器:配備高精度溫控器(如PID控制),可設定溫度范圍(通常室溫至100℃),精確控制加熱溫度,滿足不同樣品的濃縮需求。
水位監測(水浴氮吹儀):部分型號配備水位傳感器,防止干燒,確保實驗安全。
五、控制與安全系統
數字顯示屏:實時顯示水浴溫度、設定溫度及剩余時間,便于操作人員監控實驗進程。
定時功能:支持1-999分鐘定時,時間到后自動關閉加熱和氮氣供應,防止樣品過度濃縮或設備損壞。
超溫保護:溫度超過設定值時自動斷電,防止樣品分解或設備損壞,部分型號采用雙重保護(溫控器+熔斷器)。
排水閥(水浴氮吹儀):水浴槽底部設有排水口,便于更換水或清洗,防止生物污染。
接地保護:確保設備用電安全,防止漏電或觸電風險。