CN204219087U - 呼吸道热损伤动物模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：包括一个产生干热空气或湿热空气和驱动压力的预加热舱，预加热舱上部连接着舱压力表、舱温度表和舱湿度表以便观察并控制预加热舱内的热空气参数，在压力驱动下热空气通过热气通断阀迅速被输送到呼吸气道内给在固定身架上用固定头带密封连接着鼻部面罩的实验动物进行呼吸道热损伤模拟实验，呼吸气道的进气管口和出气管口能够维持实验动物正常的呼吸，呼吸气道上方连接的气道压力表、气道温度表和气道湿度表，实时显示实验动物呼气和吸气的周期以及呼吸气道内的热空气参数。本实用新型的有益效果是：该装置能够安全、准确、方便的完成符合科学性的干热因素或者湿热因素造成吸入性热损伤模拟实验。

Description

呼吸道热损伤动物模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置。

背景技术

干热因素和湿热因素引起呼吸系统热损伤疾病是非常普遍和危害严重的问题。当前医学研究中对人类危害性较大的呼吸系统疾病要提前预防,因此要进行相应的治疗和相关病理药理等方面的研究，过去大部分实验采用到干热和湿热现场进行，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呼吸道热损伤动物模拟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呼吸道热损伤动物模拟实验装置，产生干热空气或湿热空气和驱动压力，在压力驱动下干热空气或湿热空气通过热气通断阀迅速被输送到呼吸气道内给实验动物进行实验，能够安全、准确、方便的完成符合科学性的干热因素或者湿热因素造成吸入性热损伤的模拟实验。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，包括一个通过高温电热器、热水喷头和加压气管产生热空气和驱动压力的预加热舱，在预加热舱的上方开有三个通气孔分别连接着舱压力表、舱温度表和舱湿度表，能够随时观察控制预加热舱舱室内的气体参数包括压力、温度和湿度，预加热舱即能够向呼吸气道提供干热空气进行呼吸干热损伤模拟实验，也能够通过向高温加热片上喷洒热水形成热蒸汽，达到所需温度和压力的时候向呼吸气道提供湿热空气进行呼吸湿热损伤模拟实验，在一个用手动压柄球控制随时开通或关闭的热气通断阀的控制下，由压力驱动将干热空气或湿热空气迅速输送到呼吸气道内并同时给固定在鼻部面罩后面的实验动物进行模拟呼吸道热损伤的试验，实验动物被固定安放在一个专用的固定身架上用固定身带约束不动，实验动物头部有固定头带将鼻部面罩和实验动物的面部密封连接好不泄露气体，鼻部面罩的喇叭小口一端和呼吸气道密封连接，平常时通过进气管口和出气管口维持正常的呼吸，呼吸气道的上方开有三个通气孔分别连接着气道压力表、气道温度表和气道湿度表，根据压力表的高低和转换周期能够实时显示和了解实验动物呼气和吸气的周期以及呼吸气道内的气体参数，能够安全、准确、方便的完成符合科学性的干热因素或者湿热因素吸入性热损伤模拟实验。

本实用新型的有益效果是：开发了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呼吸道热损伤动物模拟实验装置，能够提供干热空气或湿热空气进行呼吸干热损伤模拟实验，实时显示和了解实验动物呼气和吸气的周期以及呼吸气道内的气体参数，能够安全、准确、方便的完成符合科学性的干热因素或者湿热因素吸入性热损伤模拟实验。

附图说明

附图为本实用新型结构的示意图。

图中：

1、压柄球   2、阀体  3、密封胶圈  4、气道压力表  5、气道温度表  6、气道湿度表

7、呼吸气道  8、固定头带9、固定身带  10实验动物  11、固定身架 12、面罩密封圈

13、鼻部面罩  14、活塞密封口  15、进气管口  16、吸气单向活塞   17、出气管口

18、阻尼弹簧   19、呼气单向活塞   20、热气通断阀  21、复位弹簧   22、外阀圈

23、热气输出管  24、高温电热器   25、高温加热片  26、预加热舱27、控温电加热芯

28、热水 29、热水供给器   30、压缩气源  31、隔热层   32、舱压力表   33、舱温度表

34、舱湿度表     35、热水阀   36、高压气阀37、热水喷头   38、加压气管

39、阀柱      40、空芯阀口。

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呼吸道热损伤动物模拟实验装置，包括一个通过高温电热器24、热水喷头37和加压气管38产生热空气和驱动压力的预加热舱26，预加热舱26是由绝缘耐高温材料制作的外部有隔热层31的密封舱室，其内部的下方安装有高温电热器24给高温加热片25加热，在密封舱的上方开有三个通气孔分别连接着舱压力表32、舱温度表33和舱湿度表34，能够随时观察控制预加热舱26舱室内的气体参数包括压力、温度和湿度，舱室内上部安装有加压气管38通过预加热舱26侧壁连通到高压气阀36和压缩气源30，舱室内下部安装有热水喷头37通过预加热舱26侧壁由密封管路连通到热水阀35和热水供给器29，热水供给器29也和压缩气源30连通，热水供给器29是由耐高温绝缘耐高压坚固材料做成的密封热水容器，容器底部有控温电加热芯27随时给水自动加热，加热到一定温度自动停止以保证水温在一定范围内，热水供给器29顶部开有一个小孔通过密封管路连接到压缩气源30，能够保持密封的热水供给器29内部有一定的压力，热水供给器29位于水平面下边开有一个小孔，通过密封管路和热水阀35连通到热水喷头37，当热水阀35开启时热水28在压力驱动下通过热水喷头37向预加热舱26内的高温加热片25喷水，形成热蒸汽供实验应用；舱室内中部安装有热气输出管23通过预加热舱26侧壁连通到热气通断阀20；预加热舱26即能够向呼吸气道7提供干热空气进行呼吸干热损伤模拟实验，也能够通过向高温加热片上喷洒热水28形成热蒸汽，达到所需温度和压力的时候向呼吸气道7提供湿热空气进行呼吸湿热损伤模拟实验，呼吸气道7是由绝缘耐高温材料制作的由多个分歧出口的直通管路，其一端与热气通断阀20的径向孔密封连接，另一端直接连接着鼻部面罩13可以给实验动物10供应呼吸气体或者热空气，呼吸气道7的下方开有两个通气孔分别连接着进气管口15和出气管口17，随时给实验动物10提供正常呼吸所用的空气；热气通断阀20是由绝缘耐高温材料制作的具有热气通断功能的手动密封的阀体2，其外部有外阀圈22为一个空心柱状结构，在外阀圈22轴心中间整体贯通一个较粗的轴向孔，轴向孔内壁光滑紧密配合安装一个阀柱39，轴向孔内壁上部有一个密封胶圈3紧密配合阀柱39保证密封不漏气，在外阀圈22腰部中间横向开有一个垂直贯穿轴向孔的径向孔，径向孔一边通过热气输出管23连通到预加热舱26内，径向孔另一边通过呼吸气道7连通到实验动物10的鼻部面罩13，阀柱39外表面光滑被密封包围在外阀圈22内，阀柱39下面安装有复位弹簧21保持阀柱39平常位于被顶起的状态，阀柱39中间横向开有一个与热气输出管23等直径的圆的空心阀口40，阀柱39平常位于被顶起的位置时阀柱39上的空心阀口40与外阀圈22腰部中间横向的径向孔错位，阀柱39阻挡在径向孔中间起到隔绝作用使得热气不通，当按下位于阀柱39上边的压柄球1时，阀柱39向下移动到底部使得阀柱39上的空心阀口40与外阀圈22腰部中间横向的径向孔位置一致，连通热气通断阀20使得热气流通；在一个用手动压柄球1控制随时开通或关闭的热气通断阀20的控制下，由压力驱动将干热空气或湿热空气迅速输送到呼吸气道7内并同时给固定在鼻部面罩13后面的实验动物10进行模拟呼吸道热损伤的试验，鼻部面罩13是由耐高温柔性绝缘材料制作的喇叭口状的通气罩，其形状根据实验动物10面部形状而设计，其喇叭小口一端是一个和呼吸气道7密封连接的通气连接口，其喇叭大口一端是和实验动物10面部形状相符的圆圈软边，圆圈软边上有面罩密封圈12保证鼻部面罩13和实验动物10的鼻部密封连接，圆圈软边上还有固定头带8将鼻部面罩13牢固固定在实验动物10的头部；实验动物10被固定安放在一个专用的固定身架11上用固定身带9约束不动，实验动物10头部有固定头带8将鼻部面罩13和实验动物10的面部密封连接好不泄露气体，鼻部面罩13的喇叭小口一端和呼吸气道7密封连接，平常时通过进气管口15和出气管口17维持正常的呼吸，进气管口15是一个控制单向进气的气阀装置，其一端密封固定在呼吸气道7的管壁上，靠近呼吸气道7一端的内部安装有带有阻尼弹簧18的吸气单向活塞16，平常情况下呼吸气道7内呈现正压力时，阻尼弹簧18由内向外推紧吸气单向活塞16与活塞密封口14密闭接触，保持气路密封隔绝状态，实验过程中当实验动物10呼气或者热气接通时也是如此，相反情况下，当实验动物10吸气时呼吸气道7内呈现为负压状态，阻尼弹簧18被气体负压压缩吸气单向活塞16与活塞密封口14脱离接触，保持气路开启进气状态，外界空气向呼吸气道7提供新鲜的空气供给实验动物10正常呼吸；出气管口17也是一个和进气管口15方向相反的控制单向出气的气阀装置，其一端密封固定在呼吸气道7的管壁上，靠近呼吸气道7一段的内部安装有活塞密封口14，平常情况下呼吸气道7内无压力或者呈现负压力时，带有阻尼弹簧18的呼气单向活塞19由外向内推紧与活塞密封口14密闭接触，保持气路密封隔绝状态，相反情况下，当实验动物10呼出气时呼吸气道7内呈现为正压状态，阻尼弹簧18被气体正压压缩，呼气单向活塞19与活塞密封口14脱离接触，保持气路开启排气状态，保证实验动物7呼出气体及时排除，实验过程中当实验动物10呼气或者热气接通时也是如此；呼吸气道7的上方开有三个通气孔分别连接着气道压力表4、气道温度表5和气道湿度表6，根据压力表的高低和转换周期能够实时显示和了解实验动物10呼气和吸气的周期以及呼吸气道7内的气体参数，能够安全、准确、方便的完成符合科学性的干热因素或者湿热因素吸入性热损伤模拟实验。

实施例：

使用前先将热水供给器29里装入热水28，然后热水供给器29的容器底部的控温电加热芯27随时给水自动加热，加热到一定温度自动停止以保证水温在一定范围内；预加热舱26内部的下方的高温电热器24给高温加热片25加热，保证阀柱39位于被顶起的位置，此时阀柱39上的空心阀口40与外阀圈22腰部中间横向的径向孔错位；准备好实验动物，选择合适的鼻部面罩13，其形状是根据实验动物10的面部形状而设计，其喇叭小口一端是一个和呼吸气道7密封连接的通气连接口，其喇叭大口一端是和实验动物10面部形状相符的圆圈软边，圆圈软边上有面罩密封圈12保证鼻部面罩13和实验动物10的鼻部密封连接，圆圈软边上还有固定头带8将鼻部面罩13牢固固定在实验动物10的头部；再将实验动物10固定安放在一个专用的固定身架11上用固定身带9约束不动，在呼吸气道7的下方开有的两个通气孔分别连接着进气管口15和出气管口17，随时给实验动物10提供正常呼吸所用的空气，保证实验动物正常呼吸；当需要做干热损伤实验时，打开高压气阀36，压缩气源30产生的干热空气和驱动压力通过加压气管38进入预加热舱26，干热空气供呼吸道干热损伤模拟实验应用；当需要做湿热损伤实验时，同时打开热水阀35，热水供给器29位于水平面下边有一个小孔，通过密封管路和热水阀35连通到热水喷头37，这时热水28在压力驱动下通过热水喷头37向预加热舱26内的高温加热片25喷水，达到所需温度和压力的时候向呼吸气道7提供湿热空气进行呼吸湿热损伤模拟实验；预加热舱26的上方开有三个通气孔分别连接着舱压力表32、舱温度表33和舱湿度表34，能够随时观察控制预加热舱26舱室内的气体参数包括压力、温度和湿度；在用手动压柄球1控制随时开通或关闭的热气通断阀20的控制下，由压力驱动将干热空气或湿热空气迅速输送到呼吸气道7内给固定在鼻部面罩13后面的实验动物10进行模拟呼吸道热损伤的试验；当按下位于热气通断阀20的阀柱39上边的压柄球1时，阀柱39向下移动到底部使得阀柱39上的空心阀口40与外阀圈22腰部中间横向的径向孔位置一致，连通热气通断阀20使得预加热舱26舱室内的干热空气或湿热空气在压力驱动下通过预加热舱26侧壁的热气输出管23流通到呼吸气道7，其一端与热气通断阀20的径向孔密封连接，另一端直接连接着鼻部面罩13可以给实验动物10供应呼吸气体或者热空气，呼吸气道7的下方开有两个通气孔分别连接着进气管口15和出气管口17，随时给实验动物10提供正常呼吸所用的空气，进气管口15靠近呼吸气道7一端的内部安装有带有阻尼弹簧18的吸气单向活塞16，平常情况下呼吸气道7内呈现正压力时，阻尼弹簧18由内向外推紧吸气单向活塞16与活塞密封口14密闭接触，保持气路密封隔绝状态，实验过程中当实验动物10呼气或者热气接通时也是如此，相反情况下，当实验动物10吸气时呼吸气道7内呈现为负压状态，阻尼弹簧18被气体负压压缩吸气单向活塞16与活塞密封口14脱离接触，保持气路开启进气状态，外界空气向呼吸气道7提供新鲜的空气供给实验动物10正常呼吸；出气管口17是一个和进气管口15方向相反的控制单向出气的气阀装置，随着带有阻尼弹簧18的呼气单向活塞19与活塞密封口14的密闭接触或脱离接触，保持气路密封隔绝状态或气路开启排气状态，保证实验过程中实验动物10的呼气或者热气接通；呼吸气道7的上方开有三个通气孔分别连接着气道压力表4、气道温度表5和气道湿度表6，根据压力表的高低和转换周期能够实时显示和了解实验动物10呼气和吸气的周期以及呼吸气道7内的气体参数，安全、准确、方便的完成符合科学性的干热因素或者湿热因素吸入性热损伤模拟实验。实验完成后，拉起阀柱39上边的压柄球1使其复位，阀柱39上的空心阀口40与外阀圈22腰部中间横向的径向孔错位，阀柱39阻挡在径向孔中间起到隔绝作用使干热空气或湿热空气不能通到呼吸气道7，切断热水供给器29、压缩气源30、高温电热器的电源，关闭高压气阀36和热水阀35，解开实验动物10的固定身带9，将实验动物10从专用的固定身架11上取下来，解开鼻部面罩13上的固定头带8，将鼻部面罩13从实验动物10的头部摘下；清洗干净鼻部面罩13以备今后重复使用，经过呼吸道热损伤动物模拟实验的实验动物10做下一步的科学研究分析使用。

Claims (8)

1.一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：包括一个通过高温电热器（24）、热水喷头（37）和加压气管（38）产生热空气和驱动压力的预加热舱（26），在预加热舱（26）的上方开有三个通气孔分别连接着舱压力表（32）、舱温度表（33）和舱湿度表（34），能够随时观察控制预加热舱（26）舱室内的气体参数包括压力、温度和湿度，预加热舱（26）即能够向呼吸气道（7）提供干热空气进行呼吸干热损伤模拟实验，也能够通过向高温加热片上喷洒热水（28）形成热蒸汽，达到所需温度和压力的时候向呼吸气道（7）提供湿热空气进行呼吸湿热损伤模拟实验，在一个用手动压柄球（1）控制随时开通或关闭的热气通断阀（20）的控制下，由压力驱动将干热空气或湿热空气迅速输送到呼吸气道（7）内并同时给固定在鼻部面罩（13）后面的实验动物（10）进行模拟呼吸道热损伤的试验，实验动物（10）被固定安放在一个专用的固定身架（11）上用固定身带（9）约束不动，实验动物（10）头部有固定头带（8）将鼻部面罩（13）和实验动物（10）的面部密封连接好不泄露气体，鼻部面罩（13）的喇叭小口一端和呼吸气道（7）密封连接，平常时通过进气管口（15）和出气管口（17）维持正常的呼吸，呼吸气道（7）的上方开有三个通气孔分别连接着气道压力表（4）、气道温度表（5）和气道湿度表（6），根据压力表的高低和转换周期能够实时显示和了解实验动物（10）呼气和吸气的周期以及呼吸气道（7）内的气体参数，能够安全、准确、方便的完成符合科学性的干热因素或者湿热因素吸入性热损伤模拟实验。

2.根据权利要求1所述的一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：所述预加热舱（26）是由绝缘耐高温材料制作的外部有隔热层（31）的密封舱室，其内部的下方安装有高温电热器（24）给高温加热片（25）加热，在密封舱的上方开有三个通气孔分别连接着舱压力表（32）、舱温度表（33）和舱湿度表（34），能够随时观察控制舱室内的气体参数，舱室内上部安装有加压气管（38）通过预加热舱（26）侧壁连通到高压气阀（36）和压缩气源（30），舱室内下部安装有热水喷头（37）通过预加热舱（26）侧壁由密封管路连通到热水阀（35）和热水供给器（29），热水供给器（29）也和压缩气源（30）连通，舱室内中部安装有热气输出管（23）通过预加热舱（26）侧壁连通到热气通断阀（20）。

3.根据权利要求1所述的一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：所述热气通断阀（20）是由绝缘耐高温材料制作的具有热气通断功能的手动密封的阀体（2），其外部有外阀圈（22）为一个空心柱状结构，在外阀圈（22）轴心中间整体贯通一个较粗的轴向孔，轴向孔内壁光滑紧密配合安装一个阀柱（39），轴向孔内壁上部有一个密封胶圈（3）紧密配合阀柱（39）保证密封不漏气，在外阀圈（22）腰部中间横向开有一个垂直贯穿轴向孔的径向孔，径向孔一边通过热气输出管（23）连通到预加热舱（26）内，径向孔另一边通过呼吸气道（7）连通到实验动物（10）的鼻部面罩（13），阀柱（39）外表面光滑被密封包围在外阀圈（22）内，阀柱（39）下面安装有复位弹簧（21）保持阀柱（39）平常位于被顶起的状态，阀柱（39）中间横向开有一个与热气输出管（23）等直径的圆的空心阀口（40），阀柱（39）平常位于被顶起的位置时阀柱（39）上的空心阀口（40）与外阀圈（22）腰部中间横向的径向孔错位，阀柱（39）阻挡在径向孔中间起到隔绝作用使得热气不通，当按下位于阀柱（39）上边的压柄球（1）时，阀柱（39）向下移动到底部使得阀柱（39）上的空心阀口（40）与外阀圈（22）腰部中间横向的径向孔位置一致，连通热气通断阀（20）使得热气流通。

4.根据权利要求1所述的一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：所述呼吸气道（7）是由绝缘耐高温材料制作的由多个分歧出口的直通管路，其一端与热气通断阀（20）的径向孔密封连接，另一端直接连接着鼻部面罩（13）可以给实验动物（10）供应呼吸气体或者热空气，呼吸气道（7）的下方开有两个通气孔分别连接着进气管口（15）和出气管口（17），随时给实验动物（10）提供正常呼吸所用的空气。

5.根据权利要求1所述的一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：所述热水供给器（29）是由耐高温绝缘耐高压坚固材料做成的密封热水容器，容器底部有控温电加热芯（27）随时给水自动加热，加热到一定温度自动停止以保证水温在一定范围内，热水供给器（29）顶部开有一个小孔通过密封管路连接到压缩气源（30），能够保持密封的热水供给器（29）内部有一定的压力，热水供给器（29）位于水平面下边开有一个小孔，通过密封管路和热水阀（35）连通到热水喷头（37），当热水阀（35）开启时热水（28）在压力驱动下通过热水喷头（37）向预加热舱（26）内的高温加热片（25）喷水，形成热蒸汽供实验应用。

6.根据权利要求1所述的一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：所述鼻部面罩（13）是由耐高温柔性绝缘材料制作的喇叭口状的通气罩，其形状根据实验动物（10）面部形状而设计，其喇叭小口一端是一个和呼吸气道（7）密封连接的通气连接口，其喇叭大口一端是和实验动物（10）面部形状相符的圆圈软边，圆圈软边上有面罩密封圈（12）保证鼻部面罩（13）和实验动物（10）的鼻部密封连接，圆圈软边上还有固定头带（8）将鼻部面罩（13）牢固固定在实验动物（10）的头部。

7.根据权利要求1所述的一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：所述进气管口（15）是一个控制单向进气的气阀装置，其一端密封固定在呼吸气道（7）的管壁上，靠近呼吸气道（7）一端的内部安装有带有阻尼弹簧（18）的吸气单向活塞（16），平常情况下呼吸气道（7）内呈现正压力时，阻尼弹簧（18）由内向外推紧吸气单向活塞（16）与活塞密封口（14）密闭接触，保持气路密封隔绝状态，实验过程中当实验动物（10）呼气或者热气接通时也是如此，相反情况下，当实验动物（10）吸气时呼吸气道（7）内呈现为负压状态，阻尼弹簧（18）被气体负压压缩吸气单向活塞（16）与活塞密封口（14）脱离接触，保持气路开启进气状态，外界空气向呼吸气道（7）提供新鲜的空气供给实验动物（10）正常呼吸。

8.根据权利要求1所述的一种呼吸道热损伤动物模拟实验装置，其特征是：所述出气管口（17）也是一个和进气管口（15）方向相反的控制单向出气的气阀装置，其一端密封固定在呼吸气道（7）的管壁上，靠近呼吸气道（7）一段的内部安装有活塞密封口（14），平常情况下呼吸气道（7）内无压力或者呈现负压力时，带有阻尼弹簧（18）的呼气单向活塞（19）由外向内推紧与活塞密封口（14）密闭接触，保持气路密封隔绝状态，相反情况下，当实验动物（10）呼出气时呼吸气道（7）内呈现为正压状态，阻尼弹簧（18）被气体正压压缩，呼气单向活塞（19）与活塞密封口（14）脱离接触，保持气路开启排气状态，保证实验动物（7）呼出气体及时排除，实验过程中当实验动物（10）呼气或者热气接通时也是如此。