CN115040286A - 一种气体稳定的污染物气体暴露舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实验设备技术领域，公开了一种气体稳定的污染物气体暴露舱，包括至少两个并行布置的舱体，所述舱体包括外壳，所述外壳上布置有出气口和进气口，所述外壳内布置有用于放置实验动物的置物架，各所述舱体的外壳内上还布置有气体交换口，相邻两个所述舱体的气体交换口之间连接有交换通道。在暴露舱内进行实验时，实验气体经过进气口进入舱体并经过出气口排出，同时各个舱体内的气体通过交换通道相互交换，将各个舱体连接成整体，使暴露舱的各个舱体之间的气体环境保持一致，气体浓度交换均匀，提高实验结果的准确性。

Description

一种气体稳定的污染物气体暴露舱

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，特别是涉及一种气体稳定的污染物气体暴露舱。

背景技术

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，不同的实验动物(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。

现有的暴露实验舱通常包括舱体，在舱体上开设出气口和进气口，机动车尾气通过进气口进入舱体内，并且很多设备都是一次通入足量的污染物气体，然后污染物浓度是随着时间的延长自然衰减，实验动物的污染物暴露量不能稳定在特定的浓度范围内进行，造成实验结果不稳定或者实验动物模型的不可复制等问题。

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。

此外，各个舱体通常是单独进行实验，即使输入同样的实验气体，也无法保证不同的舱体内的气体环境一致，导致不同舱体内的实验动物接受的污染物暴露量产生差异，因而造成实验结果之间的差异性较大，影响了实验结果的准确性。

发明内容

本发明的目的是：提供一种气体稳定的污染物气体暴露舱，以解决现有技术中的暴露实验舱不同舱体之间单独实验，气体环境不同，影响实验结果的准确性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气体稳定的污染物气体暴露舱，包括至少两个并行布置的舱体，所述舱体包括外壳，所述外壳上布置有出气口和进气口，所述外壳内布置有用于放置实验动物的置物架，各所述舱体的外壳内上还布置有气体交换口，相邻两个所述舱体的气体交换口之间连接有交换通道。

优选地，各所述交换通道上还布置有气体交换风扇。

优选地，所述气体交换风扇布置在所述气体交换口处，所述交换通道两端的所述气体交换口处均布置有所述气体交换风扇。

优选地，各所述舱体的外壳上均布置有至少两个所述气体交换口，相邻两个所述舱体之间连接有至少两个所述交换通道，相邻两个所述交换通道上的所述气体交换风扇的风向相反。

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。

优选地，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。

优选地，所述出气口布置在所述外壳的顶部，所述进气口布置在所述外壳的底部，最底部的所述水平搅拌风扇的风向背离所述进气口，所述垂直搅拌风扇布置在所述外壳的顶部。

优选地，相邻两个所述置物架之间的竖直间隔为30－40cm。

优选地，所述外壳上还布置有若干个抽样检测口。

本发明实施例一种气体稳定的污染物气体暴露舱与现有技术相比，其有益效果在于：在舱体上布置气体交换口，相邻的两个舱体的气体交换口通过交换通道连通，在暴露舱内进行实验时，实验气体经过进气口进入舱体并经过出气口排出，同时各个舱体内的气体通过交换通道相互交换，将各个舱体连接成整体，使暴露舱的各个舱体之间的气体环境保持一致，气体浓度交换均匀，提高实验结果的准确性。

附图说明

图1是本发明的气体稳定的污染物气体暴露舱的结构示意图。

图中，1、外壳；11、出气口；12、进气口；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、气体交换口；7、交换通道；8、气体交换风扇；9、舱体。

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。

本发明的一种气体稳定的污染物气体暴露舱的优选实施例，如图1 所示，该气体稳定的污染物气体暴露舱包括两个舱体，两个舱体并行布置，在其他实施例中，舱体的数量也可以为三个、四个等，各个舱体的结构相同，此处以一处舱体为例进行说明。

舱体9包括外壳1，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用于向外排出实验对象产生的废气。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的前侧布置玻璃观察窗，可以实时观察实验对象的状态。外壳1内还布置有置物架2，置物架2用于放置实验对象，如小鼠等。外壳1的底部安装滑轮，以便于整体移动舱体。

舱体9的外壳1上还布置有气体交换口6，气体交换口6布置在外壳1的侧壁上，两个舱体9的气体交换口6之间连接有交换通道7，使两个舱体9通过交换通道7连接为整体。暴露舱内进行实验时，各个舱体9内的气体通过交换通道7相互交换，将各个舱体9连接成整体，使暴露舱的各个舱体9之间的气体环境保持一致，气体浓度交换均匀，提高实验结果的准确性。

优选地，交换通道7上还布置有气体交换风扇8，气体交换风扇8 用于加快不同舱体9之间的气体流动速率，使不同舱体9之间的气体交换均匀。气体交换风扇8布置在外壳的气体交换口6处，各个交换通道7两端的气体交换口6处均布置有气体交换风扇8，每个交换通道 7两端的气体交换风扇8的风向相同，可以进一步加快气体流动。

优选地，每个舱体9的外壳上均开设有两个气体交换口6，两个气体交换口6沿竖向间隔布置。两个舱体9之间连接有两个交换通道7，两个交换通道7相互平行，两个交换通道7上的气体交换风扇8的风向相反，即两个交换通道7内的气流流向相反，两个舱体9内的气体经过两个交换通道7形成循环流动，保证两个舱体9内的气体环境相同。

每个舱体9的外壳1内还布置有气体搅拌系统，各个舱体9内的气体搅拌系统结构相同，此处仅以一处为例进行说明。

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，减小偶然性。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，在本实施例中，抽样检测口5布置在外壳1的顶部，并且抽样检测口5沿水平方向间隔布置；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。抽样检测口5 用于与外设的检测设备连接，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、气体浓度等。

综上，本发明实施例提供一种气体稳定的污染物气体暴露舱，其在舱体上布置气体交换口，相邻的两个舱体的气体交换口通过交换通道连通，在暴露舱内进行实验时，实验气体经过进气口进入舱体并经过出气口排出，同时各个舱体内的气体通过交换通道相互交换，将各个舱体连接成整体，使暴露舱的各个舱体之间的气体环境保持一致，气体浓度交换均匀，提高实验结果的准确性。

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)

1.一种气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，包括至少两个并行布置的舱体，所述舱体包括外壳，所述外壳上布置有出气口和进气口，所述外壳内布置有用于放置实验动物的置物架，各所述舱体的外壳内上还布置有气体交换口，相邻两个所述舱体的气体交换口之间连接有交换通道。

2.根据权利要求1所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，各所述交换通道上还布置有气体交换风扇。

3.根据权利要求2所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，所述气体交换风扇布置在所述气体交换口处，所述交换通道两端的所述气体交换口处均布置有所述气体交换风扇。

4.根据权利要求3所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，各所述舱体的外壳上均布置有至少两个所述气体交换口，相邻两个所述舱体之间连接有至少两个所述交换通道，相邻两个所述交换通道上的所述气体交换风扇的风向相反。

5.根据权利要求1－4任一项所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，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。

6.根据权利要求5所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，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。

7.根据权利要求6所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，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。

8.根据权利要求7所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，所述出气口布置在所述外壳的顶部，所述进气口布置在所述外壳的底部，最底部的所述水平搅拌风扇的风向背离所述进气口，所述垂直搅拌风扇布置在所述外壳的顶部。

9.根据权利要求7所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，相邻两个所述置物架之间的竖直间隔为30－40cm。

10.根据权利要求1－4任一项所述的气体稳定的污染物气体暴露舱，其特征在于，所述外壳上还布置有若干个抽样检测口。

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