氮吹仪是实验室中用于样品浓缩的常用设备,其核心功能是通过氮气吹扫和加热加速溶剂挥发,实现样品快速浓缩。氮吹仪的结构设计围绕这一核心功能展开,以下从主体结构、气体分配系统、样品支撑系统、加热系统、控制与安全系统五个方面详细介绍其结构组成:
一、主体结构
机箱:作为氮吹仪的主体框架,机箱通常采用耐腐蚀材料(如不锈钢或工程塑料)制成,内部集成气体分配系统、加热系统等核心部件,外部配备控制面板,用于操作和参数设置。
防溅盖:透明玻璃或聚碳酸酯材质,覆盖在样品上方,减少溶剂挥发对实验室环境的污染,同时便于观察样品浓缩过程。
二、气体分配系统
氮气接口:连接氮气源(气瓶或气体发生器),通过减压阀调节输入压力(通常0.1-0.3MPa),确保氮气供应稳定。
气体分配室:将氮气均匀分配至各吹扫针,部分型号配备气体过滤装置,去除氮气中的颗粒物和油污,防止污染样品。
分配管路:采用不锈钢或聚四氟乙烯(PTFE)材质,耐腐蚀且化学惰性高,通过精密阀门将氮气输送至吹扫针。
吹扫针:直接与样品接触,末端设计为细孔或斜切结构,确保氮气均匀吹扫液面。部分型号支持吹扫针独立升降,避免交叉污染。
流量控制:每路吹扫针配备独立流量调节阀(如旋钮式或针阀式),可精确控制气体流速(0.1-10L/min),适应不同溶剂的挥发需求。
三、样品支撑系统
样品支架:可调节高度和角度,适配不同规格试管(如10-50mL)或微孔板,确保样品稳定放置且液面与吹扫针对齐。
试管夹与支撑盘:通过带弹簧的试管夹固定试管位置,防止实验过程中移动或倾斜,支撑盘提供额外稳定性。
四、加热系统
水浴槽(水浴氮吹仪):采用不锈钢或耐腐蚀材料制成,内部分隔为多个独立加热单元(如12孔、24孔),适配不同规格试管。通过水浴加热实现均匀升温,避免局部过热导致样品损失或变性。
加热块(干式氮吹仪):采用铝块孔式、铝珠浴或细黄沙浴等设计,直接加热样品底部,升温速度快且温度均匀性高。
温控器:配备高精度温控器(如PID控制),可设定温度范围(通常室温至100℃),精确控制加热温度,满足不同样品的浓缩需求。
水位监测(水浴氮吹仪):部分型号配备水位传感器,防止干烧,确保实验安全。
五、控制与安全系统
数字显示屏:实时显示水浴温度、设定温度及剩余时间,便于操作人员监控实验进程。
定时功能:支持1-999分钟定时,时间到后自动关闭加热和氮气供应,防止样品过度浓缩或设备损坏。
超温保护:温度超过设定值时自动断电,防止样品分解或设备损坏,部分型号采用双重保护(温控器+熔断器)。
排水阀(水浴氮吹仪):水浴槽底部设有排水口,便于更换水或清洗,防止生物污染。
接地保护:确保设备用电安全,防止漏电或触电风险。