CN204996345U - 涡旋散射稀释器及暴露设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涡旋散射稀释器及暴露设备。本实用新型的涡旋散射稀释器，包括稀释器本体。稀释器本体上开设有：第一气体通道，其横截面为圆形，且具有进气段、中间段和出气段；和第二气体通道，其横截面的面积小于第一气体通道的中间段的横截面的面积，且与第一气体通道的中间段垂直相切的连通。此外，本实用新型提供了一种暴露设备。本实用新型的涡旋散射稀释器中因为第二气体通道与第一气体通道垂直相切的连通，可高速空气沿着第一气体通道的周壁进入第一气体通道，与气溶胶）垂直相切的混合，且沿着第一气体通道的周壁螺旋地向涡旋散射稀释器的出口流动，使空气和气溶胶的混合更加均匀，稀释后的气溶胶的浓度一致、稳定。

Description

涡旋散射稀释器及暴露设备

技术领域

本实用新型属于物质混合稀释技术领域，尤其涉及一种涡旋散射稀释器及暴露设备。可用于吸入毒理药物安全性评价、农药急性毒性吸入实验研究、构建动物COPD各种疾病模型和其药物疗效实验研究、大气污染物对动物呼吸系统影响的研究等。

背景技术

目前，在于吸入毒理相关的各种科学研究中，特别是一些对人类健康有害物质的研究，如PM2.5等，由于不能直接或不能首先对人类进行试验，所以经常要使用实验动物进行吸入暴露评价。因此，动物暴露装置在工业、农业、医学、环境污染和军事科学研究中具有广泛的应用。我国现有技术中的动物暴露装置主要由全身暴露和头部暴露装置两种。在口鼻暴露单元中，在目前的国内产品中，都是先将气溶胶生成装置生成的高浓度气溶胶稀释成预设浓度的气溶胶之后，用于口鼻暴露实验。然而，现有的稀释设备对气溶胶进行稀释后，发明人发现稀释后的气溶胶的浓度不稳定，气溶胶与高速空气的混合不均匀。此外，现有的稀释设备体积比较大。

实用新型内容

本明的目的旨在克服现有的稀释设备的至少一个缺陷，提供一种新颖的涡旋散射稀释器及暴露设备，对气溶胶稀释后可使气溶胶的浓度稳定，即气溶胶与高速空气混合均匀，且该涡旋散射稀释器的体积小。

为此，本实用新型提供了一种涡旋散射稀释器，其包括稀释器本体。所述稀释器本体上开设有：第一气体通道，其横截面为圆形，且具有进气段、中间段和出气段；和第二气体通道，其横截面的面积小于所述第一气体通道的中间段的横截面的面积，且与所述第一气体通道的中间段垂直相切的连通，以使所述第二气体通道内的气体沿着所述第一气体通道的周壁进入所述第一气体通道。

进一步地，所述第一气体通道的出气段的横截面面积自所述第一气体通道的进气端朝所述第一气体通道的出气端逐渐扩大。

进一步地，所述第二气体通道的直径为所述第一气体通道的中间段直径的1/7至1/4。

进一步地，所述第一气体通道的轴线为直线；所述第二气体通道的横截面轮廓为圆形或长方形。

进一步地，所述第二气体通道的直径为所述第一气体通道的中间段长度的1/16至1/10。

进一步地，所述第一气体通道的出气段沿弧型路径渐扩。

进一步地，所述弧型路径为1/4圆弧线。

进一步地，所述稀释器本体为柱形体；且所述第一气体通道沿所述稀释器本体的轴线延伸，所述第一气体通道的进气管内设置有内螺纹，以安装与所述第一气体通道连通的外部管路接头；所述稀释器本体的周壁上开设有台阶孔，以安装与所述第二气体通道连通的外部管路接头；所述稀释器本体的周壁下部开设有环形安装凹槽。

本实用新型还提供了一种用于动物暴露实验的暴露设备，包括其内限定有暴露腔的壳体、气溶胶发生装置和空气压缩机，特别地，该暴露设备还包括上述任一种涡旋散射稀释器，且所述涡旋散射稀释器的第一气体通道的进气口经由管路连通至所述气溶胶发生装置的气溶胶出口；所述涡旋散射稀释器的第一气体通道的出气口与所述暴露腔连通；所述涡旋散射稀释器的第二气体通道的进气口经由管路连通至所述空气压缩机的压缩气体出口。

进一步地，所述暴露腔为柱形；且所述涡旋散射稀释器安装于所壳体的上端盖。

本实用新型至少存在以下技术效果：

1）本实用新型的涡旋散射稀释器中因为第二气体通道与第一气体通道垂直相切的连通，可使第二气体（高速空气）沿着第一气体通道的周壁进入第一气体通道，与第一气体（气溶胶）垂直相切的混合，且沿着第一气体通道的周壁螺旋地向涡旋散射稀释器的出口流动，流动路径长，从而使第一气体和第二气体的混合时间长，使混合更加均匀，稀释后的气溶胶的浓度一致、更稳定。

）由于第二气体在第一气体通道内沿着第一气体通道的周壁螺旋地向涡旋散射稀释器的出口流动，在相同长度混合路径的情况下，可使涡旋散射稀释器的结构紧凑、体积小。

）本实用新型的涡旋散射稀释器中因为稀释后的气溶胶沿着第一气体通道的周壁螺旋地流动，在第一气体通道的出气口端面处，可使稀释后的气溶胶无损失地向四周甩开。同时，第一气体通道出气段的渐扩型结构，能够使稀释后的气溶胶快速均匀地向第一气体通道的出气口的四周和前方分散，可特别适用于柱形暴露腔体。相对于现有的稀释设备，本实用新型的涡旋散射稀释器不需要用较长的腔体中较长的锥形面引导以使稀释后的气溶胶分散到暴露腔。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为根据本实用新型一个实施例的涡旋散射稀释器的示意性主视图；

图2为根据本实用新型一个实施例的涡旋散射稀释器的示意性剖视图；

图3为沿图1中A-A面的示意性剖视图；

图4为根据本实用新型一个实施例的暴露设备的示意性结构图；

图5为现有的暴露设备的示意性结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

图1为根据本实用新型一个实施例的涡旋散射稀释器的示意性主视图，如图1所示并参考图2和图3，本实用新型实施例提供了涡旋散射稀释器，其可包括稀释器本体200。稀释器本体200上开设有第一气体通道210和第二气体通道220。特别地，第一气体通道210的横截面为圆形，且具有进气段211、中间段212和出气段213，用于通入速度较低的第一气体，如高浓度的气溶胶。第二气体通道220其横截面的面积小于第一气体通道210的中间段212的横截面的面积。而且，第二气体通道220与第一气体通道210的中间段212垂直相切的连通，以使第二气体通道220内的气体沿着第一气体通道210的周壁进入第一气体通道210。第二气体通道220用于通入流速较高的第二气体，例如压缩空气。本实用新型的涡旋散射稀释器特别适用于对气溶胶进行稀释，因为第二气体通道220与第一气体通道210垂直相切的连通，可使第二气体（高速空气）沿着第一气体通道210的周壁进入第一气体通道210，与第一气体（气溶胶）垂直相切的混合，且沿着第一气体通道210的周壁螺旋地向涡旋散射稀释器的出口流动，流动路径长，从而使第一气体和第二气体的混合时间长，使混合更加均匀，稀释后的气溶胶的浓度一致、更稳定。

在本实用新型的一些实施例中，稀释器本体200为柱形体；且第一气体通道210的轴线为直线，第二气体通道220的轴线也为直线，第二气体通道220的横截面轮廓为圆形或长方形。具体地，第一气体通道210沿稀释器本体的轴线延伸，第一气体通道210的进气管内设置有内螺纹，以安装与第一气体通道210连通的外部管路接头。稀释器本体的周壁上开设有台阶孔，以安装与第二气体通道220连通的外部管路接头。稀释器本体200的周壁下部开设有环形安装凹槽240，以便于涡旋散射稀释器。第二气体通道220的直径可为第一气体通道210的中间段212直径的1/7至1/4。第二气体通道220的直径可为第一气体通道210的中间段212长度的1/16至1/10。

为了能够使稀释后的气溶胶能够被快速地扩散，第一气体通道210的出气段213的横截面面积自第一气体通道210的进气端朝第一气体通道210的出气端逐渐扩大，可使稀释后的气溶胶无损失地向四周甩开，即使稀释后的气溶胶快速均匀地向四周分散，可特别适用于柱形暴露腔310体。优选地，第一气体通道210的出气段213沿弧型路径渐扩。弧型路径为1/4圆弧线。

图4为根据本实用新型一个实施例的暴露设备的示意性结构图，图中螺旋线和表示气流的流动路径，实线箭头表示气流的扩散方向。本实用新型实施例还提供了一种用于动物暴露实验的暴露设备，包括其内限定有暴露腔310的壳体300、气溶胶发生装置和空气压缩机以及上述任一实施例中的涡旋散射稀释器，且涡旋散射稀释器的第一气体通道210的进气口经由管路连通至气溶胶发生装置的气溶胶出口；涡旋散射稀释器的第一气体通道210的出气口与暴露腔310连通；涡旋散射稀释器的第二气体通道220的进气口经由管路连通至空气压缩机的压缩气体出口。暴露腔310可为柱形。涡旋散射稀释器安装于所壳体300的上端盖，具体地，涡旋散射稀释器的安装凹槽240安装于壳体300的上端盖。该暴露设备可用于动物全身暴露实验或者动物口鼻吸入暴露实验。

图5为现有的暴露设备的示意性结构图，图中箭头表示气流的流动路径和扩散方向。现有的暴露设备的暴露腔300'的上部为锥形，以引导从现有的气溶胶稀释设备200'的混合稀释通道210'流出的气流的扩散，显然，本实用新型实施例的涡旋散射稀释器及暴露设备的扩散效果优于传统的气溶胶稀释设备。本实用新型实施例的涡旋散射稀释器及暴露设备的体积远远小于传统的气溶胶稀释设备200'及暴露设备。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，所做出的任何改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种涡旋散射稀释器，包括稀释器本体，其特征在于，所述稀释器本体上开设有：

第一气体通道，其横截面为圆形，且具有进气段、中间段和出气段；和

第二气体通道，其横截面的面积小于所述第一气体通道的中间段的横截面的面积，且与所述第一气体通道的中间段垂直相切的连通，以使所述第二气体通道内的气体沿着所述第一气体通道的周壁进入所述第一气体通道。

2.根据权利要求1所述的涡旋散射稀释器，其特征在于，

所述第一气体通道的出气段的横截面面积自所述第一气体通道的进气端朝所述第一气体通道的出气端逐渐扩大。

3.根据权利要求1所述的涡旋散射稀释器，其特征在于，

所述第二气体通道的直径为所述第一气体通道的中间段直径的1/7至1/4。

4.根据权利要求1所述的涡旋散射稀释器，其特征在于，

所述第一气体通道的轴线为直线；

所述第二气体通道的横截面轮廓为圆形或长方形。

5.根据权利要求1所述的涡旋散射稀释器，其特征在于，

所述第二气体通道的直径为所述第一气体通道的中间段长度的1/16至1/10。

6.根据权利要求2所述的涡旋散射稀释器，其特征在于，

所述第一气体通道的出气段沿弧型路径渐扩。

7.根据权利要求6所述的涡旋散射稀释器，其特征在于，

所述弧型路径为1/4圆弧线。

8.根据权利要求1所述的涡旋散射稀释器，其特征在于，

所述稀释器本体为柱形体；且

所述第一气体通道沿所述稀释器本体的轴线延伸，所述第一气体通道的进气管内设置有内螺纹，以安装与所述第一气体通道连通的外部管路接头；

所述稀释器本体的周壁上开设有台阶孔，以安装与所述第二气体通道连通的外部管路接头；

所述稀释器本体的周壁下部开设有环形安装凹槽。

9.一种暴露设备，包括其内限定有暴露腔的壳体、气溶胶发生装置和空气压缩机，其特征在于，还包括权利要求1至8中任一项所述的涡旋散射稀释器，且

所述涡旋散射稀释器的第一气体通道的进气口经由管路连通至所述气溶胶发生装置的气溶胶出口；

所述涡旋散射稀释器的第一气体通道的出气口与所述暴露腔连通；

所述涡旋散射稀释器的第二气体通道的进气口经由管路连通至所述空气压缩机的压缩气体出口。

10.根据权利要求9所述的暴露设备，其特征在于，

所述暴露腔为柱形；且

所述涡旋散射稀释器安装于所壳体的上端盖。