CN114791304A - 一种密封污染物气体暴露舱舱体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及实验设备技术领域，公开了一种密封污染物气体暴露舱舱体，包括外壳和舱门，外壳上布置有门框，门框与舱门上布置有相互闭合适配的阶梯密封面，舱门与门框二者中的其中一个的阶梯密封面上布置有密封圈、另一个的阶梯密封面上布置有用于顶压密封圈的密封板，密封圈内布置有中空的内腔。阶梯密封面的面积大，增加门框与舱门的接触面积，提高密封性；舱门压合在门框上时，密封板顶压密封圈，密封圈与阶梯密封面之间、密封圈与密封板之间分别形成密封副，多重密封副提升舱门的密封性；密封圈内中空的内腔，密封板陷入密封圈内，密封板的两个侧边被密封圈包围，从而增加了密封圈与密封板之间的接触面积，进一步提高了舱门与门框之间的密封性。
Description
技术领域
本发明涉及实验设备技术领域，特别是涉及一种密封污染物气体暴露舱舱体。
背景技术
随着我国近代工业化及城镇化进程加速，空气污染问题日益严重，其中机动车尾气排放是主要污染物来源之一。截至2021年底，公安部交管局发布全国机动车保有量达3.95亿辆。随着机动车数量急速增加，交通相关空气污染(Traffic－related airpollution，TRAP)问题日益突出。TRAP的主要污染物种类包括颗粒物(PM)、挥发性有机物(VOCs：烷烃类)、多环芳烃类(PAHs)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、硫氧化合物(SOx)、碳氢化合物(HC)、重金属离子等。2021年9月，世界卫生组织的最新评估称，每年约有700万人死于与空气污染有关的疾病，如慢性呼吸道疾病、卒中、心血管病、肺癌和其他癌症等。
人体呼吸系统是机体防御外界有害物质的第一道屏障，受到的损伤首当其冲。机动车尾气中的颗粒物尤其精细颗粒物及其附着物等能被人体吸入小气道进入肺泡，通过血液循环及透过血脑屏障到达机体各个组织器官，危害人体健康。PM2.5是细颗粒物中对人体健康危害最大的颗粒物，若气道颗粒物的过度沉积超出了纤毛的最大清除负荷，则对气道产生刺激，使气道上皮细胞炎性介质释放增加，引起炎性细胞浸润，进而引起或者加重咳嗽高敏感性慢性咳嗽、支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、肺癌等一系列的呼吸系统相关疾病发生或者发展，因此研究不同污染物气体对生物健康效应的影响及其可能的机制具有重要意义。
污染物气体暴露实验舱是进行动物暴露实验等基础研究的重要设备，实验动物(如豚鼠、大鼠、小鼠等)在暴露实验舱内生存接受污染物气体染毒暴露，通过固定或改变暴露实验舱内污染物气体的浓度来研究不同实验动物对污染物气体的反应及相关健康效应。
如申请公布号为CN101832887B的专利公开了一种用于污染物释放研究的小型环境测试舱，包括：舱体、空气发生系统、温湿度控制系统、采样系统以及空气净化装置，小型环境测试舱结构中不含有填充剂和本身释放有机化合物的粘结剂，采用电抛光不锈钢为内表面材料，内壁光滑无吸附作用，无化学反应活性。舱体门上有一开口处，开口处装备气密性良好的无吸附性封口，以便装入待测样品和进行清洗。舱体具备空气入口和空气出口，温度和湿度探测器。
在污染物气体暴露实验时，舱体内的污染物气体浓度的稳定性对于实验结果的稳定性至关重要，因此，需要对暴露舱做密封处理以保持舱体内的污染物按照设定的浓度维持在动态平衡范围内，通常认为舱体内的空气泄露率应小于0.05％vol/h，而现有技术方案的舱体在舱门处的密封性较差，通常无法满足实验需求。
发明内容
本发明的目的是：提供一种密封污染物气体暴露舱舱体，以解决现有技术中的舱体的密封性差、无法满足实验需求的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种密封污染物气体暴露舱舱体，包括外壳和舱门，所述外壳上布置有出气口和进气口，所述外壳内还布置有用于放置实验动物的置物架，所述外壳具有用于与所述舱门密封配合的门框，所述门框与所述舱门上布置有相互闭合适配的阶梯密封面，所述舱门与所述门框二者中的其中一个的阶梯密封面上布置有密封圈、另一个的阶梯密封面上布置有用于顶压所述密封圈的密封板，所述密封圈内布置有中空的内腔。
优选地，所述舱门上开设有密封槽，所述密封圈布置在所述密封槽内，所述密封板凸出布置在所述门框上。
优选地，所述密封圈还包括延伸至所述密封槽的外侧的密封裙边。
优选地，所述密封圈于所述阶梯密封面上间隔布置有至少两组，所述密封板与所述密封圈一一对应。
优选地，所述阶梯密封面布置有两级，定义所述阶梯密封面分别为第一密封面、第二密封面，所述密封圈布置在所述第一密封面上，所述第二密封面上还布置有第二密封结构。
优选地，所述第二密封结构包括布置在所述第二密封面上的密封条，所述第二密封面上布置有用于压合固定所述密封条的压板。
优选地，所述密封条上布置有向两侧延伸的翻边，所述压板为L形结构，所述压板压合在所述翻边上，所述压板与所述第二密封面固定连接。
优选地，所述密封条的材质为硅橡胶。
优选地，所述外壳内还布置有气体搅拌系统，所述气体搅拌系统包括布置在所述外壳上的用于竖向吹风的垂直搅拌风扇和用于水平吹风的水平搅拌风扇，所述水平搅拌风扇沿竖直方向间隔布置有至少两个，相邻两个所述水平搅拌风扇相对布置。
优选地，所述置物架沿竖直方向间隔布置有多个，各所述置物架的一侧分别布置有所述水平搅拌风扇。
本发明实施例一种密封污染物气体暴露舱舱体与现有技术相比，其有益效果在于：在门框与舱门上布置有阶梯密封面，阶梯密封面的面积大，增加门框与舱门的接触面积，提高密封性；在阶梯密封面上布置密封板和密封圈，舱门压合在外壳的门框上时，密封板顶压密封圈，密封圈与阶梯密封面之间、密封圈与密封板之间分别形成密封副，多重密封副提升舱门的密封性；另外由于密封圈内中空的内腔，密封板陷入密封圈内，密封板的两个侧边被密封圈包围，从而增加了密封圈与密封板之间的接触面积，进一步提高了舱门与门框之间的密封性，减小舱体内的气体泄露，满足实验的需求。
附图说明
图1是本发明的密封污染物气体暴露舱舱体的结构示意图；
图2是图1的密封污染物气体暴露舱舱体的舱门与门框的密封结构示意图；
图3是图2的舱门与门框的密封结构的A处的放大示意图。
图中，1、外壳；11、出气口；12、进气口；13、门框；2、置物架；3、垂直搅拌风扇；4、水平搅拌风扇；5、抽样检测口；6、舱门；61、密封槽；7、阶梯密封面；71、第一密封面；72、第二密封面；8、密封圈；81、密封裙边；9、密封板；10、密封条；101、压板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的一种密封污染物气体暴露舱舱体的优选实施例，如图1至图3所示，该密封污染物气体暴露舱舱体包括外壳1和舱门6，舱门6为通过铰链转动转配在外壳1上，用于密封舱体，避免舱体内的气体泄露。
外壳1为矩形结构，外壳1上布置有出气口11和进气口12，进气口12用于向外壳1内输送实验气体，如柴油机尾气等，出气口11用于向外排出舱体内产生的废气。出气口11布置在外壳1的顶部，进气口12布置在外壳1的底部，使实验气体由底部逐渐向顶部传输，废气经过顶部排出。
外壳1采用不锈钢材质的侧壁、地板以及顶板，外壳1的侧壁上还布置有玻璃观察窗，可以实时观察实验动物的状态。外壳1内还布置有置物架2，置物架2用于放置实验对象，如豚鼠、小鼠等。外壳1的底部安装滑轮，以便于整体移动舱体。
外壳1上布置有门框13，门框13用于与舱门6密封配合，舱门6转动装配在门框13上。门框13与舱门6的外侧均布置有阶梯密封面7，门框13与舱门6上的阶梯密封面7相互闭合适配，即门框13与舱门6上的阶梯密封面7互补，舱门6与门框13闭合后舱门6与外壳1的表面平滑过渡。
舱门6和门框13二者中的其中一个的阶梯密封面7上布置有密封圈8、另一个的阶梯密封面7上布置有密封板9，密封板9用于顶压密封圈8，密封圈8内布置有中空的内腔。舱门6在门框13上转动关闭时，舱门6和门框13的阶梯密封面7相互闭合，密封圈8与阶梯密封面7之间、密封圈8与密封板9之间分别形成密封副，多重密封副提升舱门6的密封性；另外密封板9顶压在密封圈8上，密封圈8的内腔塌陷，密封板9陷入密封圈8内，密封板9的两个侧边被密封圈8包围，增加了密封圈8与密封板9之间的接触面积，提高舱门6与门框13之间的密封性。
优选地，舱门6上开设有密封槽61，密封圈8布置在密封槽61内，密封板9凸出布置在门框13上，密封板9和门框13相互垂直，密封板9的位置与密封槽61的位置相对。密封槽61为密封圈8提供布置空间，使密封圈8整体位于舱门6内，舱门6关闭时可以与门框13更紧密的接触，密封性好。
优选地，密封圈8还包括密封裙边81，密封裙边81延伸至密封槽61的外侧，并且密封裙边81贴合布置在舱门6的阶梯密封面7上。舱门6关闭时，密封裙边81挤压在舱门6与门框13之间，形成一道密封副，在阶梯面上，两个密封裙边81、密封圈8与密封板9共形成三道密封副，提高了舱门6与门框13之间的密封性。
优选地，舱门6的阶梯密封面7上共开设有两个密封槽61，每个密封槽61内均布置有密封圈8，两个密封槽61间隔布置，使两个密封圈8嵌套布置，门框13上布置有两个密封板9，密封板9与密封圈8一一对应，两组密封圈8以及密封板9进一步增加舱门6与门框13之间的密封性，从而提高舱体的密封性。
优选地，阶梯密封面7布置有两级，即舱门6和门框13上共有两级台阶结构，定义两级台阶密封面分别为第一密封面71、第二密封面72，第一密封面71为靠近舱体中心的部分，第二密封面72为靠近舱体的外沿的部分，即第二密封面72为舱门6的最外沿部分。密封圈8布置在第一密封面71上，第二密封面72上布置第二密封结构，多级阶梯密封面7上各自布置密封结构，密封结构各自工作且相互配合，提高舱门6与门框13之间的密封性。
优选地，第二密封结构包括密封条10和压板101，密封条10布置在门框13的第二密封面72上，压板101用于压合固定密封条10。密封条10的材质为硅橡胶，密封条10上布置有向两侧延伸的翻边，压板101为L形结构，压板101压合在密封条10的翻边上，压板101与门框13的第二密封面72通过螺钉固定连接。密封条10可以增加舱门6、门框13的第二密封面72之间的密封性，进一步提高了舱体的密封性，防止气体泄露。
外壳1内还布置有气体搅拌系统，气体搅拌系统包括布置在外壳1上的垂直搅拌风扇3和水平搅拌风扇4，垂直搅拌风扇3用于竖向吹风，水平搅拌风扇4用于水平吹风，垂直搅拌风扇3与水平搅拌风扇4均为轴流风扇。垂直搅拌风扇3、水平搅拌风扇4协同作用下，外壳1内的气体在竖向、水平向上循环流动换气，可以避免污染气体分层，使外壳1内不同位置的气体含量相同。
水平搅拌风扇4沿竖直方向间隔布置有至少两个，多个水平风扇对不同高度的气体分别吹风，增加气体的流动性。竖直方向相邻两个水平搅拌风扇4相对布置，即两个水平搅拌风扇4面对面吹风，风向相反，风向对冲时会增加紊流的产生，便于气体混合，使不同层之间的气体成分保持一致。
优选地，置物架2沿竖直方向间隔布置有多个，相邻两个置物架2之间的竖直间隔为30－40cm，置物架2有多个且分层布置，可以增加实验对象的数量。置物架2之间的竖直间隔为气体流动提供风道，便于气体混合；30－40cm的高度便于容纳实验对象，更大地利用舱体内空间。
优选地，每层置物架2的一侧分别布置有水平搅拌风扇4，即水平搅拌风扇4与置物架2一一对应，每层置物架2对应高度的气体均会被水平搅拌风扇4扰动进行水平流动，为置物架2上的实验对象换气，使实验对象处于相同的气体环境，保证实验环境的一致性。
出气口11开设在外壳1的顶壁上，进气口12开设在外壳1的的底部，垂直搅拌风扇3布置在外壳1的顶部，最底部的水平搅拌风扇4的风向背离进气口12。即垂直搅拌风扇3将气体从上往下吹动，而最底部的水平搅拌风扇4将气体吹向远离进气口12的位置，垂直搅拌风扇3和水平搅拌风扇4使舱体内的气体与进入的实验气体之间对向流动，产生紊流并加速混合，从而使舱体内的气体浓度均衡，还可以增加进气在舱体内的存留时间，提高实验结果的精度。
优选地，外壳1上还布置有若干个抽样检测口5，并且抽样检测口5沿水平方向间隔布置，抽样检测口5布置在外壳1的顶部；在其他实施例中，抽样检测口5也可以布置在外壳1的侧面，检测设备布置在外壳1的旁边，便于与检测设备连接，实时监测舱体内的气体变化，多个抽样检测口5则可以分别采集不同的信息，包括温度、湿度、PM2.5等的气体浓度等。
综上，本发明实施例提供一种密封污染物气体暴露舱舱体，其在门框与舱门上布置有阶梯密封面，阶梯密封面的面积大，增加门框与舱门的接触面积，提高密封性；在阶梯密封面上布置密封板和密封圈，舱门压合在外壳的门框上时，密封板顶压密封圈，密封圈与阶梯密封面之间、密封圈与密封板之间分别形成密封副，多重密封副提升舱门的密封性；另外由于密封圈内中空的内腔，密封板陷入密封圈内，密封板的两个侧边被密封圈包围，从而增加了密封圈与密封板之间的接触面积，进一步提高了舱门与门框之间的密封性，减小舱体内的气体泄露，满足实验的需求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，包括外壳和舱门，所述外壳上布置有出气口和进气口，所述外壳内还布置有用于放置实验动物的置物架，所述外壳具有用于与所述舱门密封配合的门框，所述门框与所述舱门上布置有相互闭合适配的阶梯密封面，所述舱门与所述门框二者中的其中一个的阶梯密封面上布置有密封圈、另一个的阶梯密封面上布置有用于顶压所述密封圈的密封板，所述密封圈内布置有中空的内腔。
2.根据权利要求1所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述舱门上开设有密封槽，所述密封圈布置在所述密封槽内，所述密封板凸出布置在所述门框上。
3.根据权利要求2所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述密封圈还包括延伸至所述密封槽的外侧的密封裙边。
4.根据权利要求1－3任一项所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述密封圈于所述阶梯密封面上间隔布置有至少两组，所述密封板与所述密封圈一一对应。
5.根据权利要求1－3任一项所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述阶梯密封面布置有两级，定义所述阶梯密封面分别为第一密封面、第二密封面，所述密封圈布置在所述第一密封面上，所述第二密封面上还布置有第二密封结构。
6.根据权利要求5所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述第二密封结构包括布置在所述第二密封面上的密封条，所述第二密封面上布置有用于压合固定所述密封条的压板。
7.根据权利要求6所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述密封条上布置有向两侧延伸的翻边，所述压板为L形结构，所述压板压合在所述翻边上，所述压板与所述第二密封面固定连接。
8.根据权利要求6所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述密封条的材质为硅橡胶。
9.根据权利要求1－3任一项所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述外壳内还布置有气体搅拌系统，所述气体搅拌系统包括布置在所述外壳上的用于竖向吹风的垂直搅拌风扇和用于水平吹风的水平搅拌风扇，所述水平搅拌风扇沿竖直方向间隔布置有至少两个，相邻两个所述水平搅拌风扇相对布置。
10.根据权利要求9所述的密封污染物气体暴露舱舱体，其特征在于，所述置物架沿竖直方向间隔布置有多个，各所述置物架的一侧分别布置有所述水平搅拌风扇。
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