CN203990670U - 简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，包括一个内部由连接法兰和柔性皮腔隔离成上下两层的实验舱体，下层为实验区，密封连接在柔性皮腔上部的刚性顶板上表面和实验舱体顶部之间安装有平衡弹簧，实验舱体上平面上通过两个轴承支架安装有传动轴，其上固定着用吊索绳连接刚性顶板的升降滑轮，通过手动旋转固定在传动轴一端的手动摇把带动刚性顶板上升随之拉伸柔性皮腔使实验区扩展，当达到所需要模拟的低气压和缺氧环境时停止转动手动摇把，止退齿轮和弹簧齿牙相啮合保证了刚性顶板平衡静止不动，满足了实验舱体内模拟低气压缺氧的静式实验的条件。本实用新型的有益效果是：开发了一种简便手动操作静式模拟低气压缺氧环境的实验装置，从根本上解决了该领域科研和实验中进行精确、简便、快捷、低成本标准实验的难题。

Description

简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置。

背景技术

随着近代高原环境医学、低氧病理药理学、环境保护科学以及多学科科研领域针对低气压缺氧环境造成的危害和效应研究的逐步深入，发展过程中模拟高原环境的低气压缺氧环境的实验和鉴定科学研究中经常要求进行相应的科学实验，过去大部分实验采用到高原现场进行，或者已经有一些实验装置可以通过充入惰性气体模拟缺氧环境，用抽吸气体方式模拟低气压环境，但是由于设备结构比较复杂方法又笨拙，所以操作复杂不便于控制，设备运行需要的资源和成本较高不利于广泛推广应用，不能适应当前大批量科研实验和越来越细化的环境模拟实验的要求，在一定程度上影响了该领域科学研究的进展、阻碍了相关研究的深入发展，为了克服上述困难，从根本上解决科研工作中上述存在的问题，满足科研和实验中大批量进行简便、快捷、低成本标准实验的需要，研发一种不再使用传统的结构复杂、方法笨拙，费用高的实验装置到现场实验的简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置就成了必然和迫切的需要。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，采用简便手动操作的静式方法模拟低气压缺氧环境进行实验，满足了该领域科研和实验中大批量进行精确、简便、快捷、低成本标准实验的需要。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，包括一个内部由连接法兰和柔性皮腔隔离成上下两层的实验舱体，下层为实验区，密封连接在柔性皮腔上部的刚性顶板上表面和实验舱体顶部之间安装有平衡弹簧，实验舱体上平面上通过两个轴承支架安装有传动轴，其上固定着用吊索绳连接刚性顶板的升降滑轮，通过手动旋转固定在传动轴一端的手动摇把带动刚性顶板上升随之拉伸柔性皮腔使实验区扩展，当达到所需要模拟的低气压和缺氧环境时停止转动手动摇把，止退齿轮和弹簧齿牙相啮合保证了刚性顶板平衡静止不动，满足了实验舱体内模拟低气压缺氧的静式实验的条件。

本实用新型的有益效果是：开发了一种简便手动操作静式模拟低气压缺氧环境的实验装置，克服了以前作模拟高原低气压缺氧环境试验时必须使用传统的结构复杂、方法笨拙，费用高的实验装置到现场实验，从根本上解决了高原环境医学、低氧病理药理学、环境保护科学以及多学科科研领域中科研和实验的成本高、周期长、难度大、不精确的难题，满足了大批量进行简便、快捷、低成本标准实验的需要。

附图说明

附图为本实用新型结构的示意图。

图中：

1.传动轴 2. 松开扳手 3.止退齿轮 4.手动摇把 5.弹簧齿牙 6.柔性皮腔

7.束行钢环 8.密封压扣 9.密封舱门 10.受试物 11.实验区 12.实验舱体

13.压力气管 14.连接法兰 15.刚性顶板 16.舱内压力表 17.吊索绳 18.平衡弹簧

19.吊索气孔 20.轴承支架 21.升降滑轮。

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型加以说明。

如附图所示，本实用新型提供一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，其特征是包括一个密封的实验舱体12，实验舱体12是由刚性耐腐蚀材料制作成的，内壁光滑密封不透气，实验舱体12是结构呈圆柱形或者不仅仅局限于圆柱形的空心腔体舱，这个空心腔体设计成中间有连接法兰14和柔性皮腔6隔离的上下两层结构，下层即密封的标准体积的实验区11，柔性皮腔6的上部是一个密封连接的刚性顶板15，上层结构被设计成能使柔性皮腔6上升扩展的不密封延展空间；柔性皮腔6是用能够伸缩自如不漏气的橡胶材料制作成折叠风箱结构并能够在外力作用下延展伸缩的密封活动腔体，在其下边通过连接法兰14被密封固定在实验舱体12的上下层结构的交界处，在其上边密封连接刚性顶板15，在柔性皮腔6的每个折叠皱褶内部安装有束形钢环7，刚性顶板15向上运动时完全折叠的风箱结构在外力作用下延展伸开，束形钢环7约束着柔性皮腔6不会因为内部压力变化和形状拉伸产生向内收缩变形，保证实验舱体12扩张体积准确；柔性皮腔6的刚性顶板15贴上实验舱体12的顶部时上层空间最小，在位于实验舱体下层的实验区11的侧壁下部中间开有一个密封舱门9，在实验区11的另一侧的侧壁下部中间开有一个小孔密封安装一个舱内压力表16；密封舱门9是由刚性耐腐蚀材料制作成的内壁光滑完全密封不透气的活动门，密封舱门9和实验舱体12之间用橡胶条密封，密封舱门9上有可以牢固锁定密封舱门9的密封压扣8，密封舱门9的材料及其外形尺寸能够适合放入实验受试物10，并能够保证密封舱门9密封来进行相关操作；实验舱体12内的底部是一个可以放置实验受试物10的圆形平面，刚性顶板15的上表面和实验舱体12顶部之间安装有平衡弹簧18，在平衡弹簧18作用下刚性顶板15处于最低的位置时柔性皮腔6折叠使得实验区11内部空间容积最小，此时大气压为正常大气压：101.325kPa和正常氧气含量21%；实验舱体12上平面上通过两个轴承支架20安装有传动轴1，传动轴1是由金属材料制作成的能够自由旋转的长圆棒体，由实验舱体12顶部的两个轴承支架20固定水平安装，在传动轴1相对应实验舱体12顶部中心位置固定一个升降滑轮21，升降滑轮21上连接有用坚韧材料制作而成的不会因为拉伸而变长的吊索绳17，吊索绳17穿过位于实验舱体12顶部中间圆心位置的吊索气孔19固定连接在刚性顶板15中间，在传动轴1上还安装有止退齿轮3，止退齿轮3是一个金属材料制作的圆形齿轮，其所有的轮齿都被加工成向一边倾斜形成长齿边和短齿边，与其相啮合的弹簧齿牙5被安装在实验舱体12顶部,用齿牙顶住短齿边，当旋转手动摇把4提升刚性顶板15时止退齿轮3的长齿边向前运动，推开弹簧齿牙5让传动轴1旋转带动升降滑轮21提升刚性顶板15，当达到需要的实验舱体12内压力值时，停止旋转手动摇把4，弹簧齿牙5在弹簧压力作用下顶在止退齿轮3的短齿边上保证传动轴1不动，也就保证了提升后的刚性顶板15静止不动，在弹簧齿牙5上边安装有松开扳手2，能够随时松开与止退齿轮3相啮合的弹簧齿牙5，让传动轴1带动升降滑轮21反向旋转，在平衡弹簧18和重力作用下将刚性顶板15和柔性皮腔6恢复到压缩状态；传动轴1的最外边一端连接一个手动摇把4，通过手动旋转手动摇把4带动刚性顶板15上升随之拉伸折叠的柔性皮腔6使得实验区11内部空间扩展，当达到所需要模拟的低气压和缺氧环境时停止转动手动摇把4，固定在传动轴1上的止退齿轮3和弹簧齿牙5相啮合保证提升停止后的刚性顶板15平衡静止不动，满足了实验舱体12内模拟低气压缺氧的静式实验的条件。

实施例：

使用一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置进行模拟高原低气压缺氧环境进行相关科学研究和实验时，首先准备好实验用受试物10如实验动物或者一些原材料样品等，提前计划好所要求的高原海拔和低气压的目标值例如拉萨市区海拔3700米左右，大气压力在65kPa左右，将简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置准备好，打开安装在实验舱体12的下层结构侧壁中间的密封舱门9，将准备好的实验用受试物10放入到实验舱体12的下层底部的放置实验受试物10的圆形平面上，检查刚性顶板15的位置是否在最低的位置既柔性皮腔6处于被压紧空间最小的位置，如果不是最小位置应该用手搬起安装在弹簧齿牙5上的松开扳手2，松开与止退齿轮3啮合的弹簧齿牙5，释放止退齿轮3让传动轴1带动升降滑轮21反向旋转，在平衡弹簧18和重力作用下将刚性顶板15和柔性皮腔6恢复到压缩状态，将密封舱门9关闭好，密封舱门9和实验舱体12之间用橡胶条密封，锁紧密封舱门9上的密封压扣8，此时的实验舱体12下层实验区11的体积为标准精确体积，观察实验舱体12的下层实验区11另一侧的侧壁中间的舱内压力表16，此时的舱内压力表16应该显示的是当前所处地域的海拔高度所对应的大气压数值，例如在海平面高度的大气压应该为正常大气压：101.325kPa，正常氧气含量21%，此时缓缓转动手动摇把4，使得传动轴1旋转带动传动轴1中间固定的升降滑轮21，升降滑轮21上连接的吊索绳17带动刚性顶板15上升随之拉伸折叠的柔性皮腔6使得实验区11内部空间扩展，柔性皮腔6是用能够伸缩自如不漏气的橡胶材料制作成折叠风箱结构并能够在外力作用下延展伸缩的密封活动腔体，在每个折叠的皱褶内部安装有束形钢环7，刚性顶板15向上运动时完全折叠的风箱结构在外力作用下延展伸开，束形钢环7约束着柔性皮腔6不会因为内部压力变化和形状拉伸产生向内收缩变形，保证实验舱体12扩张体积准确，随着刚性顶板15的提起观察舱内压力表16上所显示的数值，随着实验舱体12下层的密闭实验区11的体积不断扩大，大气压力不断减小，当达到实验所需要的高原条件下的大气压力和缺氧环境时例如当到达所需要模拟的大气压力值65kPa时，停止转动手动摇把4，此时实验舱体12下层的实验区11内的大气压力值为65kPa，此时实验区11内的氧气含量虽然没有变化，但是实验区11内的大气压力减少将近一倍，体积增加了将近一倍，氧气含量也就下降将近一倍，满足了实验环境缺氧的条件，此时停止旋转手动摇把4，弹簧齿牙5在弹簧压力作用下顶在止退齿轮3短齿边上保证传动轴1不动，也就保证了提升后的刚性顶板15静止不动，保证达到了实验区11内部空间静式实验条件所需要的大气压力值65kPa，然后持续维持此状态不变直到所有的模拟高原环境的低气压缺氧环境的实验和相应的科学实验完成，要结束实验时可以用手搬起安装在弹簧齿牙5上边的松开扳手2，及时松开与止退齿轮3啮合的弹簧齿牙5，让传动轴1带动升降滑轮21反向旋转，在平衡弹簧18和重力作用下将刚性顶板15和柔性皮腔6恢复到压缩状态，此时实验舱体12下层的实验区11内的体积逐渐还原到原有的体积，大气压力随之逐渐增加达到原来所具有的海平面条件下的大气压力101.325kPa和氧气环境，实验区11内的氧气含量虽然没有变化，但是由于实验区11内的大气压力还原到原来的数值，体积也还原到原有的体积，氧气含量也就恢复到原有的21%含量；然后松开锁紧密封舱门9的密封压扣8，打开密封舱门9，取出放在实验舱体12底部的圆形平面上已经完成实验的受试物10，进行进一步的科学分析和研究。

Claims (6)

1.一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，其特征是：包括一个密封的实验舱体（12），在实验舱体（12）内的底部是一个可以放置实验受试物（10）的圆形平面，在实验舱体（12）的中部通过连接法兰（14）密封安装一个柔性皮腔（6)，柔性皮腔（6）的上部是一个密封连接的刚性顶板（15），连接法兰（14）和柔性皮腔（6）将实验舱体（12）隔离成上下两层，下层为密封的实验区（11），刚性顶板（15）的上表面和实验舱体（12）顶部之间安装有平衡弹簧（18），在平衡弹簧（18）作用下刚性顶板（15）处于最低的位置时柔性皮腔（6）折叠使得实验区（11）内部空间容积最小，此时大气压为正常大气压：101.325kPa和正常氧气含量21%，在实验区（11）的侧壁下部中间开有一个密封舱门（9），在实验区（11）的另一侧的侧壁下部中间开有一个小孔密封安装一个舱内压力表（16），实验舱体（12）上平面上通过两个轴承支架（20）安装有传动轴（1），传动轴（1）中间固定一个升降滑轮（21），升降滑轮（21）上连接有吊索绳（17），吊索绳（17）的另一端固定在刚性顶板（15）的中间位置，传动轴（1）的最外边一端连接一个手动摇把（4），通过手动旋转手动摇把（4）带动刚性顶板（15）上升随之拉伸折叠的柔性皮腔（6）使得实验区（11）内部空间扩展，当达到所需要模拟的低气压和缺氧环境时停止转动手动摇把（4），固定在传动轴（1）上的止退齿轮（3）和弹簧齿牙（5）相啮合保证提升停止后的刚性顶板（15）平衡静止不动，满足了实验舱体（12）内模拟低气压缺氧的静式实验的条件。

2.根据权利要求1所述的一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，其特征是：所述实验舱体（12）是由刚性耐腐蚀材料制作成的，内壁光滑密封不透气，实验舱体（12）是结构呈圆柱形或者不仅仅局限于圆柱形的空心腔体舱，这个空心腔体设计成中间有连接法兰（14）和柔性皮腔（6）隔离的上下两层结构，下层即密封的标准体积的实验区（11），上层结构被设计成能使柔性皮腔（6）上升扩展的不密封延展空间，柔性皮腔（6）的刚性顶板（15）贴上实验舱体（12）的顶部时上层空间最小。

3.根据权利要求1所述的一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，其特征是：所述密封舱门（9）是由刚性耐腐蚀材料制作成的内壁光滑完全密封不透气的活动门，密封舱门（9）和实验舱体（12）之间用橡胶条密封，密封舱门（9）上有可以牢固锁定密封舱门（9）的密封压扣（8），密封舱门（9）的材料及其外形尺寸能够适合放入实验受试物（10），并能够保证密封舱门（9）密封来进行相关操作。

4.根据权利要求1所述的一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，其特征是：所述柔性皮腔（6）是用能够伸缩自如不漏气的橡胶材料制作成折叠风箱结构并能够在外力作用下延展伸缩的密封活动腔体，在其下边通过连接法兰（14）被密封固定在实验舱体（12）的上下层结构的交界处，在柔性皮腔（6）的每个折叠皱褶内部安装有束形钢环（7），刚性顶板（15）向上运动时完全折叠的风箱结构在外力作用下延展伸开，束形钢环（7）约束着柔性皮腔（6）不会因为内部压力变化和形状拉伸产生向内收缩变形，保证实验舱体（12）扩张体积准确。

5.根据权利要求1所述的一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，其特征是：所述传动轴(1)是由金属材料制作成的能够自由旋转的长圆棒体，由实验舱体（12）顶部的两个轴承支架（20）固定水平安装，在传动轴（1）相对应实验舱体（12）顶部中心位置固定一个升降滑轮（21），升降滑轮（21）上连接有用坚韧材料制作而成的不会因为拉伸而变长的吊索绳（17），吊索绳（17）穿过位于实验舱体（12）顶部中间圆心位置的吊索气孔（19）固定连接在刚性顶板（15）中间。

6.根据权利要求1所述的一种简便手动静式模拟低气压缺氧实验装置，其特征是：所述止退齿轮（3）是一个金属材料制作的被固定在传动轴（1）上的圆形齿轮，其所有的轮齿都被加工成向一边倾斜形成长齿边和短齿边，与其相啮合的弹簧齿牙（5）被安装在实验舱体（12）顶部，用齿牙顶住短齿边，当旋转手动摇把（4）提升刚性顶板（15）时止退齿轮（3）的长齿边向前运动，推开弹簧齿牙（5）让传动轴（1）旋转带动升降滑轮（21）提升刚性顶板（15），当达到需要的实验舱体（12）内压力值时，停止旋转手动摇把（4），弹簧齿牙（5）在弹簧压力作用下顶在止退齿轮（3）的短齿边上保证传动轴（1）不动，也就保证了提升后的刚性顶板（15）静止不动，在弹簧齿牙（5）上边安装有松开扳手（2），能够随时松开与止退齿轮（3）相啮合的弹簧齿牙（5），让传动轴（1）带动升降滑轮（21）反向旋转，在平衡弹簧（18）和重力作用下将刚性顶板（15）和柔性皮腔（6）恢复到压缩状态。