CN205958414U - 可吸入颗粒物气溶胶发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其包括发生器，配置成接收洁净空气，且使洁净空气与发生器容纳的颗粒物悬浊液生成含有颗粒物、被液滴包裹的颗粒物以及液滴的气溶胶；和干燥器，其具有气流进口和气流出口，气流进口与发生器的出口连通，以使干燥器经由气流进口接收气溶胶，且干燥器配置成干燥气溶胶，并经由气流出口排出干燥后的气溶胶。该可吸入颗粒物气溶胶发生装置依靠发生器将可吸入颗粒物的悬浊液发生形成含有颗粒物、液滴以及二者混合的气溶胶，依靠干燥器可将气溶胶中的水分去除，最终形成仅含有可吸入颗粒物的气溶胶，用于动物染毒实验或粒子运动的研究以及粒子检测仪器的标定，装置组成简单，造价低廉。

Description

可吸入颗粒物气溶胶发生装置

技术领域

本实用新型涉及气溶胶发生器技术领域，尤其涉及一种可吸入颗粒物气溶胶发生装置。

背景技术

随着雾霾天气在我国日益频繁的出现，对人们的生存环境形成了极大的挑战，明确雾霾对人体健康的危害以及作用机制已成为当今科研人员的研究热点。开展雾霾研究必然涉及到雾霾颗粒的收集与制备，目前常用的方法主要有以下几种：(1)用滤膜收集雾霾颗粒，然后将滤膜剪碎、离心、冷冻干燥最终获得固体样品，再将固体样品溶于水中配置成悬浊液滴注于动物的气管内。此方法虽然简单易行，但气管滴注对动物造成损伤且不能真实模拟人正常吸入雾霾的途径。(2)采用PM2.5在线浓缩富集系统，对大气直接进行浓缩富集，最终形成浓缩的雾霾气流对动物进行染毒。此方法虽然模拟了吸入雾霾的暴露途径，但仪器组成复杂，价格昂贵，一些中小科研单位难以承受。鉴于以上方法都存在一定的缺陷，当前科研人员亟需一种能真实模拟对雾霾的吸入暴露方式并且装置组成简单、价格廉价的雾霾发生器。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种可吸入颗粒物气溶胶发生装置，可吸入颗粒物(如PM1.0、PM2.5、PM10)的悬浊液经气溶胶发生、干燥最终形成含有可吸入颗粒物的气溶胶，再对实验动物进行染毒，该装置可为动物模拟真实的吸入暴露环境，而且装置组成简单，使用方便。该装置也可用于粒子运动的研究以及粒子检测仪器的标定。

为此，本实用新型提供了一种可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其包括：

发生器，配置成接收洁净空气，且使所述洁净空气与所述发生器容纳的颗粒物悬浊液生成含有颗粒物、被液滴包裹的颗粒物以及液滴的气溶胶；和

干燥器，其具有气流进口和气流出口，所述气流进口与所述发生器的出口连通，以使所述干燥器经由所述气流进口接收所述气溶胶，且所述干燥器配置成干燥所述气溶胶，并经由所述气流出口排出干燥后的所述气溶胶。

进一步地，干燥器包括外管、位于所述外管内的织网管、以及填充在所述外管和所述织网管之间的干燥剂。

进一步地，所述干燥剂为硅胶或者分子筛。

进一步地，所述气流进口安装于所述发生器的气溶胶出口。

进一步地，所述干燥器的所述气流出口处还设置有洁净空气进口，以接收洁净空气将经所述干燥器干燥后的所述气溶胶稀释到目标浓度。

进一步地，所述发生器包括：

气体通道、液体通道和气溶胶通道；所述气体通道的壁上设置有气体出口，所述气体通道通过所述气体出口与所述气溶胶通道的第一端部的端部开口连通；所述气溶胶通道的壁上设置有液体进口，所述液体通道通过所述液体进口与所述气溶胶通道连通；所述气体通道的直径大于所述气溶胶通道的直径，所述气溶胶通道的直径大于所述气体出口的直径，所述液体进口靠近所述第一端部；所述气溶胶通道的第二端部的端部开口用于输出所述气溶胶。

进一步地，还包括供气装置，配置成提供所述洁净空气，且所述供气装置包括：

供气管，所述供气管的出口连接于所述气体通道的进口；和

稀释管，所述稀释管的出口连接于所述干燥器的洁净空气进口。

进一步地，还包括搅拌装置，配置成使所述颗粒物悬浊液运动，以防止所述颗粒物悬浊液中的颗粒物沉淀。

进一步地，所述发生器包括容纳腔，配置成容纳所述颗粒物悬浊液；且

所述搅拌装置为磁力搅拌器，其包括位于所述容纳腔内的搅拌转子和位于所述发生器下方的引导装置。

本实用新型的可吸入颗粒物气溶胶发生装置依靠发生器将可吸入颗粒物的悬浊液发生形成含有颗粒物、被液滴包裹的颗粒物以及液滴的气溶胶，依靠干燥器可将气溶胶中的水分去除，最终形成仅含有可吸入颗粒物的气溶胶，再对动物进行染毒，其模拟了人或动物对可吸入颗粒物的真实暴露途径，可有效开展雾霾等可吸入颗粒物对人或动物的危害研究。

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可吸入颗粒物气溶胶发生装置的示意性结构图；

图2为图1所示可吸入颗粒物气溶胶发生装置中干燥器的示意性剖视图；

图3为图1所示可吸入颗粒物气溶胶发生装置中发生器的示意性剖视图；

图4是图3中A处的局部放大图。

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为可吸入颗粒物气溶胶发生装置的示意性结构图，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种可吸入颗粒物气溶胶发生装置。该可吸入颗粒物气溶胶发生装置包括发生器10和干燥器20。发生器10配置成接收洁净空气，且使洁净空气与发生器10容纳的颗粒物悬浊液生成含有颗粒物、被液滴包裹的颗粒物以及液滴的气溶胶。干燥器20具有气流进口21和气流出口22，气流进口21与发生器10的出口连通，以使干燥器20经由气流进口21接收气溶胶，且干燥器20配置成干燥气溶胶，并经由气流出口22排出干燥后的气溶胶。

本实用新型的可吸入颗粒物气溶胶发生装置在使用时，先将所收集的可吸入颗粒物配制成悬浊液置于发生器10内。然后向发生器10内通入洁净的压缩空气，高速的洁净空气气流作用于悬浊液，形成含有颗粒物、被液滴包裹的颗粒物以及液滴的气溶胶。所形成的气溶胶进入干燥器20，气溶胶中的水分被干燥器20干燥去除，最终形成仅含有可吸入颗粒物的气溶胶。

在本实用新型的一些实施例中，干燥器20的气流进口21可通过连通管连接于发生器10的气溶胶出口113或直接连接于发生器10的气溶胶出口113。例如，在图1所示的实施例中，可将干燥器20的气流进口21安装于发生器10的气溶胶出口113。进一步地，图2为干燥器20的示意性剖视图，如图2所示，干燥器20包括外管21、位于外管21内的织网管22、以及填充在外管21和织网管22之间的干燥剂23。来自发生器10出口的气溶胶进入干燥器20的织网管22内，气溶胶的水分子透过织网管22被干燥剂23吸收，干燥后的气溶胶仍沿织网管22的轴线方向流动。增加织网管22后，干燥过程中气溶胶的损失小，干燥效率高。干燥剂23可选用硅胶或分子筛。由于分子筛的干燥效率以及干燥能力高于硅胶，故干燥剂23优先选用分子筛。

图3为发生器10的示意性剖视图，如图3所示，在本实用新型的一些实施例中，发生器10包括容纳腔11、气体通道12、液体通道13和气溶胶通道14。容纳腔11配置成容纳颗粒物悬浊液。气体通道12的壁上设置有气体出口15，气体通道12通过气体出口15与气溶胶通道14的第一端部的端部开口连通；气溶胶通道14的壁上设置有液体进口，液体通道13通过液体进口与气溶胶通道14连通；气体通道12的直径大于所述气溶胶通道14的直径，气溶胶通道14的直径大于气体出口15的直径，液体进口靠近所述第一端部；气溶胶通道14的第二端部的端部开口用于输出气溶胶。

发生器10的工作方式是压缩空气进入气体通道12，由于气体通道12的壁上开设有直径非常小的气体出口15且其直径远小于气体通道12的直径，压缩空气在经过气体出口15时气流流速急剧升高。气体通道12、液体通道13以及气溶胶通道14互相连通，压缩空气经由气体出口15进入气溶胶通道14，由于气溶胶通道14的直径大于气体出口15的直径，压缩空气的流通路径的横截面积增大，产生虹吸作用，储存在容纳腔11内的悬浊液被吸进液体通道13，并经由液体通道13进入气体出口15附近，高速的空气气流把悬浊液分散切割并使之高速喷出，最终形成含有颗粒物、被液滴包裹的颗粒物以及液滴的气溶胶。

在本实用新型的一些实施例中，气体通道12和液体通道13平行设置，气体通道12和气溶胶通道14垂直设置。在气体出口15和第一端部的端部开口之间设置有气体出口管路16，气体出口管路16的直径小于或等于气体出口15的直径。设置气体出口管路16的目的是限制从气体出口15出来的压缩空气的流动方向，使其与气溶胶通道14的轴线方向平行，防止压缩空气直接进入气溶胶通道14时因方向的不确定性而产生涡流，影响气溶胶的生成。

在本实用新型的一些实施例中，气体出口15为多个，均布在气体通道壁的同一圆周处，相对应的气溶胶通道14和液体通道13也为多个。通过控调整气溶胶通道14的数量可以调节所发生的气溶胶的量的多少。

在本实用新型的一些实施例中，发生器10还包括液体槽111和液体槽端盖112，液体槽111内限定有容纳腔11。液体槽111和液体槽端盖112通过螺纹固定连接，液体槽端盖112上设置有气溶胶出口113，液体通道13和气溶胶通道14设置在液体槽111的内部，气溶胶通道14的第二端部的端部开口通过液体槽111的内部空腔和气溶胶出口113相连通，以使所发生的气溶胶从气溶胶出口113的出口离开。在本实用新型的一些实施例中，发生器10还包括补液管，安装于液体槽端盖112并延伸至容纳腔11内，用于向发生器10内补充待发生的悬浊液。

为获得不同浓度的可吸入颗粒物气溶胶，在本实用新型的一些实施例中，干燥器20的气流出口22处还设置有洁净空气进口，以接收洁净空气将经干燥器20干燥后的气溶胶稀释到目标浓度。

在本实用新型的一些实施例中，该可吸入颗粒物气溶胶发生装置还包括供气装置，配置成提供洁净空气。供气装置包括供气管和稀释管。供气管的出口连接于气体通道12的进口，用于向发生器10提供发生气溶胶所需要的高速气流；稀释管的出口连接于干燥器20的洁净空气进口，用于向干燥后的可吸入颗粒物气溶胶提供稀释空气。

在本实用新型的一些实施例中，该可吸入颗粒物气溶胶发生装置还包括搅拌装置30，配置成使颗粒物悬浊液运动，以防止颗粒物悬浊液中的颗粒物沉淀而影响气溶胶的发生。搅拌装置30可选择磁力搅拌器或机械搅拌桨。搅拌装置30优先选用磁力搅拌器，其包括位于发生器10的容纳腔11内的搅拌转子和位于发生器10下方的引导装置。

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 (9)

1.一种可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，包括：

发生器，配置成接收洁净空气，且使所述洁净空气与所述发生器容纳的颗粒物悬浊液生成含有颗粒物、被液滴包裹的颗粒物以及液滴的气溶胶；和

干燥器，其具有气流进口和气流出口，所述气流进口与所述发生器的出口连通，以使所述干燥器经由所述气流进口接收所述气溶胶，且所述干燥器配置成干燥所述气溶胶，并经由所述气流出口排出干燥后的所述气溶胶。

2.根据权利要求1所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，

所述干燥器包括外管、位于所述外管内的织网管、以及填充在所述外管和所述织网管之间的干燥剂。

3.根据权利要求2所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，

所述干燥剂为硅胶或者分子筛。

4.根据权利要求1所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，

所述气流进口安装于所述发生器的气溶胶出口。

5.根据权利要求1所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，

所述干燥器的所述气流出口处还设置有洁净空气进口，以接收洁净空气将经所述干燥器干燥后的所述气溶胶稀释到目标浓度。

6.根据权利要求5所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，所述发生器包括：

气体通道、液体通道和气溶胶通道；所述气体通道的壁上设置有气体出口，所述气体通道通过所述气体出口与所述气溶胶通道的第一端部的端部开口连通；所述气溶胶通道的壁上设置有液体进口，所述液体通道通过所述液体进口与所述气溶胶通道连通；所述气体通道的直径大于所述气溶胶通道的直径，所述气溶胶通道的直径大于所述气体出口的直径，所述液体进口靠近所述第一端部；所述气溶胶通道的第二端部的端部开口用于输出所述气溶胶。

7.根据权利要求6所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，还包括供气装置，配置成提供所述洁净空气，且所述供气装置包括：

供气管，所述供气管的出口连接于所述气体通道的进口；和

稀释管，所述稀释管的出口连接于所述干燥器的洁净空气进口。

8.根据权利要求1所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，

还包括搅拌装置，配置成使所述颗粒物悬浊液运动，以防止所述颗粒物悬浊液中的颗粒物沉淀。

9.根据权利要求8所述的可吸入颗粒物气溶胶发生装置，其特征在于，

所述发生器包括容纳腔，配置成容纳所述颗粒物悬浊液；且

所述搅拌装置为磁力搅拌器，其包括位于所述容纳腔内的搅拌转子和位于所述发生器下方的引导装置。