CN103340699B - 口鼻式分层多浓度染毒控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，包括从内到外由毒气主管、稀释腔、扩散腔、废气腔套装在一起的多层染毒塔，每层的毒气主管都从毒气溢出孔输出并和稀释气混匀，该层采样泵和传感器组测定到稀释后的浓度值反馈到计算机，控制该层空气流量阀按照设定好的不同浓度成比例输入稀释用的空气，稳定后由该层一圈多个吸入管给呼出气腔上的实验动物进行吸入染毒实验同时给下一层提供主毒气，每一层都与其他层毒气浓度不同而实现一个染毒塔上分别进行不同浓度的吸入染毒实验，实验的控制过程和检测结果等参数存储在计算机内或者通过打印机打印实验报告。本发明有益效果是解决了毒理学吸入染毒实验中自动控制不同浓度在一个染毒设备内完成的难题。

Description

口鼻式分层多浓度染毒控制装置

技术领域

本发明涉及一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置。

背景技术

随着人们对呼吸系统疾病科学研究的发展，越来越多的病理研究需要进行呼吸毒性实验来验证某些气态物质对于人类危害影响的程度，对于多浓度的测试，以往的技术需要采用分别独立的多台口鼻呼吸毒性实验设备一次同时完成实验或者是单台设备分多次来完成实验，如果采用多台设备需要占用实验室空间大，造价过高；如果采用单台设备分次做又耗时间长、条件不同保证不了实验的科学性和准确性，给科研机构和科学实验的应用带来不可调和的矛盾，为了不占用更大空间、减少购买多台实验设备的资金、缩短实验时间，能够随时在一个染毒设备上分层进行不同浓度口鼻式吸入染毒实验，所以开发一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置成为当前紧迫的需要。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种在一个染毒设备上分层进行不同浓度口鼻式吸入染毒实验的控制设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，包括有安装在旋转滑轮上的从内到外由每一层的毒气主管、稀释腔、扩散腔、废气腔套装在一起的多层染毒塔，多层染毒塔是由耐腐蚀材料制造成的，其最内层是空心多面体或圆柱体形状的每一层的毒气主管，专用计算机控制仪监控染毒气源通过毒气流量阀控制一定量的毒气通过密封旋转进口进入到多层染毒塔内的最上层的毒气主管，毒气主管上部通过密封旋转进口连接毒气流量阀和染毒气源，整个染毒装置上分很多层，每一层各有一个毒气主管上部连通上一层的扩散腔，中部安装有稀释腔，在每一个稀释腔的外围再密封包围一圈本层的扩散腔，扩散腔外圈中部装有一个吸入管直接通向安装在密封固定圈上的动物鼻架，向动物鼻架内的实验动物鼻子前端送出稀释好的不同浓度的染毒气体，本层的染毒气体一部分会充实到下一层毒气主管中；最后一层的扩散腔连接到主管出口通过直排阀排放出去。实验动物呼出的二氧化碳等废气单独从呼出气腔内传送到废气腔内，不会混合到其他扩散腔内而是由负压抽气泵和排气流量阀通过排气管排出，每层的采样泵和传感器组测定到稀释后的浓度值反馈到计算机控制仪控制该层空气流量阀按照设定好的不同浓度成比例输入空气，也可以通过手动流量阀人工调节输入的稀释气体，稀释达到稳定后由吸入管给该层中部一圈的各个呼出气腔上固定的动物鼻架内的实验动物进行吸入染毒实验，并将实验的控制过程和检测结果等参数存储在计算机控制仪（31）内或者通过打印机打印实验报告。

本发明有益效果是实现了既不占用更大空间、减少购买多台实验设备的资金又可以缩短实验时间，能够随时快速在一个染毒设备上分层进行不同浓度口鼻式吸入染毒实验，解决了毒理学吸入染毒实验中自动控制不同浓度在一个染毒设备内完成的难题。

附图说明

附图为本发明结构的示意图。

图中：

1.毒气流量阀     2.染毒气源          3.空气压缩机          4.空气主管        

5.扩散腔         6.稀释气管          7.空气流量阀          8.手动流量阀          

9.呼出气腔       10.废气腔           11.尾堵固定栓     12.负压抽气泵

13.排气流量阀    14.排气管           15.粪便槽         16.动物鼻架      

17.主管出口      18.直排阀           19.采样回气管     20.采样进气管

21.采样泵        22.传感器组         23.实验动物       24.活动尾堵       

25.密封固定圈     26.吸入管          27.稀释腔         28.毒气溢出孔         

29.毒气主管       30.密封旋转进口    31.计算机控制仪   32.旋转滑轮

33.支撑架         34.多层染毒塔      35.旋混翅片。

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明加以说明。

如附图所示，本发明提供一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，包括有安装在旋转滑轮32上的从内到外由每一层的毒气主管29、稀释腔27、扩散腔5、废气腔10套装在一起的多层染毒塔34，多层染毒塔34是由耐腐蚀材料制造成的，其最内层是空心多面体或圆柱体形状的每一层的毒气主管29，专用计算机控制仪31监控染毒气源2通过毒气流量阀1控制一定量的毒气通过密封旋转进口30进入到多层染毒塔34内的最上层的毒气主管29，毒气主管29上部通过密封旋转进口30连接毒气流量阀1和染毒气源2，整个染毒装置上分很多层，每一层各有一个毒气主管29上部连通上一层的扩散腔5，中部安装有稀释腔27，在每一个稀释腔27的外围再密封包围一圈本层的扩散腔5，扩散腔5外圈中部装有一个吸入管26直接通向安装在密封固定圈25上的动物鼻架16，向动物鼻架16内的实验动物23鼻子前端送出稀释好的不同浓度的染毒气体；实验动物23呼出的二氧化碳等废气从呼出气腔9内传送到废气腔10内，由负压抽气泵12和排气流量阀13通过排气管14排出，不会重复吸入也不会造成其他实验动物的呼吸污染，扩散腔5内的本层的染毒气体一部分会流入到下一层毒气主管29中；最后一层的扩散腔5连接到主管出口17通过直排阀18排放出去。毒气主管29的每层都有毒气溢出孔28按同样流量输出，每层的采样泵21和传感器组22测定到稀释后的浓度值反馈到计算机控制仪31控制该层空气流量阀7按照设定好的不同浓度成比例输入空气，也可以通过手动流量阀8人工调节输入的稀释气体，稀释达到稳定后由吸入管26给该层中部一圈的各个呼出气腔9上固定的动物鼻架16内的实验动物23进行吸入染毒实验，并将实验的控制过程和检测结果等参数存储在计算机控制仪31内或者通过打印机打印实验报告；多层染毒塔34安装在一个具有旋转滑轮32的支撑架33上，其上部有一个密封旋转进口30，可以随意旋转而不漏气，动物鼻架16、采样泵21和传感器组22独立固定在多层染毒塔34上，可以随着多层染毒塔34自由旋转，连接到多层染毒塔34的稀释气管6、排气管14和数据导线均采用软性材料，不会影响在多层染毒塔34转动自如；毒气主管29是由耐腐蚀材料制造，内外表面光滑，安装于多层染毒塔34中心最内层的一个空心多面柱体或空心圆柱体，在其最上部有一个密封旋转进口30，在其下部的主管出口17处安装有直排阀18，除最上层外每一层的毒气主管29上部都连通到上一层的扩散腔5，而该层底部密封使得毒气从中间每一层靠近稀释腔27内侧均匀的开有许多小圆孔作为毒气溢出孔28，每一层毒气溢出孔28的位置、大小、形状都一样，就使得毒气主管29内的染毒气体会以同样的溢出速度和溢出量平均分配到每一层的稀释腔27内，稀释腔27是用耐腐蚀材料做成的内外表面光滑的各层分别独立的密闭腔体,套装在毒气主管29的每一层外部，其包围住毒气主管29上该层毒气溢出孔28四周不让毒气直接溢出，在稀释腔27外圈上部开有均匀排布的稀释气口连接着稀释气管6，计算机控制仪31按照预先编制的程序控制每一层的空气流量阀7从空气压缩机3和空气主管4进入到稀释气管6的不同空气流量，也可以通过手动流量阀8人工调节输入的稀释气体，已控制流量的空气进入到稀释腔27对由毒气溢出孔28溢出的毒气按照不同比例稀释后，由稀释腔27下边的开口进入到外围扩散腔5，每一层都设有手动流量阀8可以适当调整进气量补充空气，扩散腔5是由耐腐蚀材料做成的内外表面光滑的各层分别独立的密闭腔体，套装在毒气主管29和稀释腔27外围，当稀释腔27内混合的毒气和稀释空气进入到扩散腔5的空间时，在扩散腔5内部边缘上排布的螺旋状的旋混翅片35的引导下呈螺旋状气流可以及时将染毒的毒气和稀释空气充分混匀，扩散腔5外圈中部开有的气孔连接吸入管26，直接通向安装在密封固定圈上的动物鼻架16内实验动物23鼻子前端给它进行气体染毒，同时一部分混合好的染毒气体流入到下一层毒气主管29；废气腔10是由耐蚀腐材料做成的内外表面光滑的密闭腔体，套装在扩散腔5外围连通各个呼出气腔9和排气管14，每一个吸入管26通过废气腔10直接连通进入呼出气腔9对准实验动物23的鼻部，呼出气腔9是许多垂直安装在废气腔10外围带有密封固定圈25的的圆锥喇叭口形的固定架圈，其上外边缘有密封固定圈25可以固定密封带有实验动物23的动物鼻架16，内边缘密封固定在废气腔10开孔上，实验动物23呼出的二氧化碳气体和废气通过吸入管26周边的孔流入到废气腔10汇总到下部的排气管14，在排气流量阀13和负压抽气泵12控制下按照一定的流量排放出去。采样泵21和传感器组22是分别安装在各个不同浓度层的扩散腔5内的自成气密回路的测试元件，每个浓度层一套，每一套测试元件包含有一个采样进气管20连接到传感器组22进气端，传感器组22出气端连接到在计算机控制仪31控制下的采样泵21进气端，采样泵21的出气端通过一个采样回气管19连接到废气腔10内排出采样气体，每层的传感器组22采集该层的稀释好的毒气浓度，测定浓度值后反馈到计算机控制仪来控制该层空气流量阀7，按照设定好的不同浓度成比例输入空气，稀释达到稳定后由吸入管26给该层一圈多个呼出气腔9上固定的动物鼻架16内的实验动物23进行吸入染毒实验。动物鼻架16是由耐腐蚀材料制成的，内外表面光滑，其前端开口可以露出实验动物23的鼻子前端，下部有可拆卸的粪便槽15便于清洗实验动物23排出的异物，后端有活动尾堵24用尾堵固定栓11来固定，可以根据实验动物23的大小来调节活动尾堵24的位置。计算机控制仪31是一个以计算机主机智能化输入并存储好实验要求的条件参数，通过连接到各层采样泵21和传感器组22检测实验具体的浓度数值自动反馈并自动控制该层空气流量阀7按照设定好的不同浓度成比例输入空气进行稀释，达到稳定后由吸入管26给该层中部所有的呼出气腔9上固定的动物鼻架16内的实验动物23进行吸入染毒实验，呼出的废气经过控制排气流量阀13和负压抽气泵12按预设的流量排出，整个实验的控制过程和检测结果等参数可以存储在计算机控制仪31内或者通过打印机打印出实验报告。

实施例：

使用时，首先要接通设备、染毒气源2、空气压缩机3和计算机控制仪31的电源，在计算机控制仪31内设定好所需要的各层不同浓度数值，准备好实验动物23，将其放入动物鼻架16内，调节好活动尾堵24的位置，用尾堵固定栓11固定好，将需要实验的所有已装好实验动物23的动物鼻架16安装到外围带有密封固定圈25的呼出气腔9上，当计算机控制仪31上的控制稳定后实验开始，通过毒气流量阀1调节流量的染毒气体经过密封旋转进口30进入到多层染毒塔34内的最高层毒气主管29，然后从最高层的毒气溢出孔28按照设定好的流量溢出染毒气体到最高层的稀释腔27内，最高层的空气流量阀7在计算机控制仪31的控制下通过稀释气管6向最高层稀释腔27内输送定量的稀释空气将染毒气体稀释好并送入最高层的扩散腔5内，也可以通过手动流量阀8人工调节输入的稀释气体，扩散腔5内部有旋混翅片可以使气体旋转流动混合均匀，一部分混合好的稀释染毒气体进入到最高层每一个吸入管26，给最高层每一个呼出气腔9上固定的动物鼻架16内的实验动物23进行最高层最高浓度的吸入染毒实验，最高层的扩散腔5连通着第二层的毒气主管29上部，给第二层提供已经稀释过的染毒气体，然后从第二层的毒气溢出孔28按照设定好的流量溢出染毒气体到第二层的稀释腔27内，第二层的空气流量阀7在计算机控制仪31的控制下通过稀释气管6向第二层稀释腔27内输送定量的稀释空气将染毒气体稀释好并送入第二层的每一个吸入管26，给第二层每一个呼出气腔9上固定的动物鼻架16内的实验动物23进行第二层次高浓度的吸入染毒实验，第二层的扩散腔5连通着第三层的毒气主管29上部，给第三层提供已经稀释过的染毒气体，采样泵21和传感器组22测定到稀释后的浓度值反馈到计算机控制仪31控制第三层空气流量阀7按照设定好的不同浓度成比例由空气压缩机3输入空气，也可以通过手动流量阀8人工调节输入的稀释气体，稀释达到稳定后进入扩散腔5，由于稀释比例不同，染毒的浓度也不同，然后再由第三层的吸入管26给第三层各个呼出气腔9上固定的动物鼻架16内的实验动物23进行第三层第三浓度的吸入染毒实验，依此类推可以完成多层不同浓度的染毒实验，所有实验动物23呼出的二氧化碳等废气从呼出气腔9内传送到废气腔10内，由负压抽气泵12和排气流量阀13通过排气管14排出，计算机控制仪31可以根据实现输入的实验程序自动完成整个实验的控制过程和检测结果等参数存储在计算机控制仪31内或者通过打印机打印实验报告。当全部实验圆满完成后计算机控制仪31驱动关闭毒气流量阀1，然后延时关闭空气流量阀7将整个染毒装置内的毒气全部置换干净后，然后关闭设备、染毒气源2、空气压缩机3和计算机电源，取出实验动物23，依次取出每一个实验动物23进行后续分析研究和下一步的科学分析。

Claims (9)

1.一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：包括有安装在旋转滑轮(32)上的从内到外由每一层的毒气主管（29）、稀释腔（27）、扩散腔（5）、废气腔(10)套装在一起的多层染毒塔(34)，多层染毒塔(34)是由耐腐蚀材料制造成的，其最内层是空心多面体或圆柱体形状的每一层的毒气主管（29），专用计算机控制仪（31）监控染毒气源（2）通过毒气流量阀（1）控制一定量的毒气通过密封旋转进口（30）进入到多层染毒塔（34）内的最上层的毒气主管（29），毒气主管（29）上部通过密封旋转进口（30）连接毒气流量阀（1）和染毒气源（2），整个染毒装置上分很多层，每一层各有一个毒气主管（29）上部连通上一层的扩散腔（5），中部安装有稀释腔（27），在每一个稀释腔（27）的外围再密封包围一圈本层的扩散腔（5），扩散腔（5）外圈中部装有一个吸入管(26)直接通向安装在密封固定圈(25)上的动物鼻架（16），向动物鼻架（16）内的实验动物（23）鼻子前端送出稀释好的不同浓度的染毒气体，本层的染毒气体一部分会充实到下一层毒气主管（29）中；最后一层的扩散腔（5）连接到主管出口（17）通过直排阀（18）排放出去；实验动物（23）呼出的二氧化碳等废气单独从呼出气腔（9）内传送到废气腔（10）内，不会混合到其他扩散腔（5）内而是由负压抽气泵（12）和排气流量阀（13）通过排气管（14）排出，每层的采样泵（21）和传感器组(22)测定到稀释后的浓度值反馈到计算机控制仪（31）控制该层空气流量阀（7）按照设定好的不同浓度成比例输入空气，也可以通过手动流量阀（8）人工调节输入的稀释气体，稀释达到稳定后由吸入管（26）给该层中部一圈的各个呼出气腔（9）上固定的动物鼻架（16）内的实验动物（23）进行吸入染毒实验，并将实验的控制过程和检测结果等参数存储在计算机控制仪（31）内或者通过打印机打印实验报告。

2.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述多层染毒塔（34），安装在一个具有旋转滑轮（32）的支撑架（33）上，其上部有一个密封旋转进口（30），可以随意旋转而不漏气，动物鼻架（16）、采样泵（21）和传感器组（22）独立固定在多层染毒塔（34）上，可以随着多层染毒塔（34）自由旋转，连接到多层染毒塔(34)的稀释气管(6)、排气管(14)和数据导线均采用软性材料，不会影响在多层染毒塔（34）转动自如。

3.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述毒气主管（29）是由耐腐蚀材料制造，内外表面光滑，安装于多层染毒塔（34）中心最内层的一个空心多面柱体或空心圆柱体，在其最上部有一个密封旋转进口（30），在其下部的主管出口（17）处安装有直排阀（18），除最上层外每一层的毒气主管（29）上部都连通到上一层的扩散腔（5），而该层底部密封使得毒气从中间每一层靠近稀释腔（27）内侧均匀的开有许多小圆孔作为毒气溢出孔（28），每一层毒气溢出孔（28）的位置、大小、形状都一样，就使得毒气主管（29）内的染毒气体会以同样的溢出速度和溢出量平均分配到每一层的稀释腔（27）内。

4.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述稀释腔（27）是用耐腐蚀材料做成的内外表面光滑的各层分别独立的密闭腔体,套装包围在毒气主管（29）的每一层外部，在稀释腔（27）外圈上部开有均匀排布的稀释气口连接着稀释气管（6），计算机控制仪(31)按照预先编制的程序控制每一层的空气流量阀(7)从空气压缩机（3）和空气主管（4）进入到稀释气管(6)的不同空气流量，也可以通过手动流量阀（8）人工调节输入的稀释气体，被控制流量的空气进入到稀释腔（27）对由毒气溢出孔（28）溢出的毒气按照不同比例稀释后，由稀释腔（27）下边的开口进入到外围扩散腔（5），手动流量阀（8）可以适当调整进气量补充空气。

5.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述扩散腔（5）是由耐腐蚀材料做成的内外表面光滑的各层分别独立的密闭腔体，套装在毒气主管（29）和稀释腔（27）外围，扩散腔（5）内部边缘上排布有螺旋状的旋混翅片（35），当稀释腔（27）内毒气和稀释空气混合好进入到扩散腔（5）的空间时，在扩散腔（5）边缘上排布的螺旋状的旋混翅片（35）的引导下呈螺旋状气流可以及时将染毒的毒气和稀释空气充分混匀，扩散腔（5）外圈中部开有的气孔连接吸入管（26），直接通向安装在密封固定圈上的动物鼻架（16）内实验动物（23）鼻子前端给它进行气体染毒，同时一部分混合好的染毒气体流入到下一层毒气主管（29）。

6.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述废气腔（10）是由耐蚀腐材料做成的内外表面光滑的密闭腔体，套装在扩散腔（5）外围连通各个呼出气腔(9)和排气管(14)，每一个吸入管（26）通过废气腔（10）直接连通进入呼出气腔（9）对准实验动物（23）的鼻部，呼出气腔（9）是许多垂直安装在废气腔（10）外围带有密封固定圈（25）的圆锥喇叭口形的固定架圈，其上外边缘有密封固定圈（25）可以固定密封带有实验动物（23）的动物鼻架(16)，内边缘密封固定在废气腔（10）开孔上，实验动物（23）呼出的二氧化碳气体和废气通过吸入管（26）周边的孔流入到废气腔（10）汇总到下部的排气管(14)，在排气流量阀(13)和负压抽气泵(12)控制下按照一定的流量排放出去。

7.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述采样泵(21)和传感器组(22)是分别安装在各个不同浓度层的扩散腔（5）内的自成气密回路的测试元件，每个浓度层一套，每一套测试元件包含有一个采样进气管（20）连接到传感器组（22）进气端，传感器组（22）出气端连接到在计算机控制仪（31）控制下的采样泵（21）进气端，采样泵（21）的出气端通过一个采样回气管（19）连接到废气腔（10）内排出采样气体，每层的传感器组（22）采集该层的稀释好的毒气浓度，测定浓度值后反馈到计算机控制仪来控制该层空气流量阀（7），按照设定好的不同浓度成比例输入空气，稀释达到稳定后由吸入管（26）给该层一圈多个呼出气腔（9）上固定的动物鼻架(16)内的实验动物（23）进行吸入染毒实验。

8.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述动物鼻架（16）是由耐腐蚀材料制成的，内外表面光滑，其前端开口可以露出实验动物（23）的鼻子前端，下部有可拆卸的粪便槽（15）便于清洗实验动物（23）排出的异物，后端有活动尾堵（24）用尾堵固定栓（11）来固定，可以根据实验动物（23）的大小来调节活动尾堵（24）的位置。

9.根据权利要求1所述的一种口鼻式分层多浓度染毒控制装置，其特征是：所述计算机控制仪（31）是以计算机主机智能化输入并存储好实验要求的条件参数，通过连接到各层采样泵（21）和传感器组（22）检测实验具体的浓度数值自动反馈并自动控制该层空气流量阀（7）按照设定好的不同浓度成比例输入空气进行稀释，达到稳定后由吸入管（26）给该层中部所有的呼出气腔（9）上固定的动物鼻架(16)内的实验动物（23）进行吸入染毒实验，呼出的废气经过控制排气流量阀（13）和负压抽气泵(12)按预设的流量排出，整个实验的控制过程和检测结果等参数可以存储在计算机控制仪（31）内或者通过打印机打印出实验报告。