主题：【原创】核磁共振的空气压缩机_我所经历的种类

核磁共振的空气压缩机_我所经历的种类


一般分析仪器很少听说需要空气气流. 空气气流在核磁共振的检测中扮演了相当重要的角色: 提供样品管的升降 (换管), 样品管旋转 (使磁场均匀), 冷却探头, 变温检测时的必需的冷热气源. 第一项尤其重要, 因为需要升降更换样品管, 才能继续检测下一个样品.


几年前我们只有一台开放操作的 NMR 谱仪, 某日空气压缩机马达烧毁, 待修的几周期间, 许多课题组实验陷入空前的瘫痪混乱 (因为都养成了检测粗产品与随时监控反应进程的习惯). 这场风波令人深刻体会到空气压缩机在 NMR 实验室占有一席重要地位. 也导致后来购买第二台开放谱仪时, 不考虑国外进口的空气压缩机 (价格贵数倍, 维修速度慢) 而自行从国内采购.


我们北大化学学院目前有五台核磁共振谱仪, 其中包括了 Varian, Bruker 与 Jeol 三种机型. 这些年和多种不同来源的空气压缩机打交道, 有许多经历可以和大家交流.


这些空气压缩机中, 有两台为原装进口, 一台合资生产 (中台), 一台国产大空压机, 一个日本小空气泵, 一套中央集中供气机组系统 (16 泵头机组).


1.    两台国外原装进口空气压缩机, 分别用于 Varian 与 Bruker 谱仪. 老实说国外的空气压缩机的确较耐用, 是国产或合资机比不上的. 使用了十多年, 此两台空压机的基本零件还是好的. 只是曾经马达烧坏过, 重新缠绕线圈. 这些早期的空压机需要添加机油, 不过一小瓶机油到目前还没有使用完. 目前流行使用无油空压机, 但是早期的这两台有油机型使用了这么久, 却也没有发生目前大家谈油色变的污染情况.


2.    合资生产的空压机: 这是在购买第二台开放谱仪时自行在北京搜寻购买的. 当时 (2002 年) 国外空压机的价格为 1 万多美元, 国产空压机 2000 人民币. 经多方咨询, 选购了中间价格, 复盛公司 (中台合资) 的空压机, 价格 1 万 5 千人民币. 这是无油机型, 机体比进口的大, 但储气罐也较大, 较大的缺点是声音较响.
这些年使用的经验, 感觉还不错. 但是马达对热的承受力差, 容易跳闸, 因此需要在房间内装空调降温. 这些年换过几次皮带以及马达. 相较下国外空压机是比较耐用. 不过国内空压机维修以及更换零件方便, 可以弥补这些不足.


3.    国产大空压机: 这是配合一台液固体联用的 Bruker 谱仪. 涉及到固体核磁检测需要样品旋转, 因此需要的气量比较大. 一般只提供液体核磁使用的空压机其供气需要为 260 L/min, 固体核磁则需气量加倍为 520 L/min.


4.    日本小空气泵: 体积特别小, 直接放在操作房间内, 声音也很小, 没有丝毫让人不安的感觉. 使用谱仪时才开泵, 提供空气气流, 结束检测后关闭开关. 其本质是个空气泵, 不是空气压缩机, 因此一断电立即没有气流. 此泵虽然小巧, 但价格和上述的进口空气压缩机相当.
目前正在研究其气路设计, 如果能使用其它空气气流来源 (例如来自中央供气系统), 就可以避免使用这个维修费贵且费时的气泵.


5.    中央集中供气机组系统: 北大化学学院四年前开始建盖新大楼 (称为 A-区), 去年完工后分析测试中心的大型仪器进驻该楼地下室以及地上一二楼; 物化与无机专业的课题组也迁入大楼. 此大楼有一些较先进的设计, 包括房间采门卡控制, 整楼中央空调系统, 也供应压缩空气. 核磁共振实验室是使用压缩空气量最大的用户, 因此负责督工的焦院长经常找我讨论大楼压缩空气的相关设计问题. 考虑到未来增添核磁共振谱仪, 我提出了 1800 L/min 的空气量要求 (液体/固体核磁的需气量分别为 260 与 520 L/min), 学院最终决定整楼提供 3000 L/min 的气量.


进行空气压缩机招标时, 发觉参加竟标的空气压缩机厂商缺乏目前国内两核磁共振厂商共同推荐的山东淄博某厂, 因此电话通知参加投标. 最后该厂商中标, 他们也第一次设计与提出中央集中供气系统.


方案为: 集中供气制, 设计 16 泵头机组, 每次启动 12 个泵头工作 (4 个休息, 轮流). 因此如果某几个故障不会影响整体供气, 这期间厂商会前来维修故障的泵头.


经费考虑: 为何此方案能得标? 因为这种设计比较便宜且维修方便. 当时许多国外知名的空气压缩机厂提出的大泵价格都在三十万元以上, 由于考虑紧急情况, 至少一次得采购两个大泵作备用.


该厂商得标以后十分得意, 这些年在用户会或波谱学会的广告时间, 都扩大宣传他们在北大化学学院安装了这么一套全国首例的集中供气系统. 据闻他们近期又在一些核磁共振谱仪较多的单位安装了几套, 包括中科院化学所, 有的只设计 12 泵头机组.


这套集中供气的机组安置在我们新楼地下室, 目前运行得还算顺利 (大楼初期有几次抓漏), 由电工组人员负责, 我也常前往参观了解, 参与讨论泵头故障维修以及改变储气罐压力的设置. 如果大家有兴趣了解, 改日再提供相关像片, 并进一步向大家介绍其运行情况与发生的一些插曲.