專利名稱：自控式連續性試驗模擬染毒系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于動植物毒理試驗裝置。主要適用于測試動植物在不同種類毒物，不同毒物濃度下的生理、病理和生化變化。
這種毒理試驗專用裝置是在常溫下，模擬環境(包括生態、車間、化學戰環境)，空間中毒物存在的實際情況，讓被試驗的動植物暴露在不同濃度毒氣中，觀察生物在生理、病理等方面的變化，為制定環境衛生標準，為毒理學研究新合成化學物質的安全評價，以及為醫療、植保工作提供科學依據。
國外這類專用裝置，典型的有美國Upjohn公司的吸入式毒理學實驗室(但未見詳細報道)。
這套裝置雖然比較先進，但規模龐大，一個染毒室容積達25米3，結構也復雜，維護麻煩，運轉能耗高，造價高，不利于廣泛推廣。《工業毒理學基本原理與方法》第一分冊(武漢醫學院周效溫著)中介紹了一種雙柜動式吸入染毒裝置。該裝置只有兩個染毒柜，不符合國際標準;其配氣系統只適用于氣體和純度高的低沸點液體，應用范圍受到限制。
本發明的目的在于提供一種新型的動植物染毒試驗裝置。它不僅設計新穎合理，運轉穩定可靠，能完全滿足動植物染毒試驗要求，符合國際標準;而且結構簡單，造價低，用途廣泛，便于推廣應用。
根據上述目的，本發明采取了如下技術措施
在結構上，由四個部分組成，即(1)自控式送風系統;(2)動態配氣系統;(3)染毒柜;(4)尾氣處理罐。染毒柜由四個組成。
在原理上，采用吸入式加送風系統。一方面通過安裝在尾氣處理罐上的離心風機，使整個染毒柜及毒氣輸送管道內在工作時呈微壓狀態，防止毒氣外洩，另一方面，通過自控式送風系統，將經壓縮的新鮮空氣經過濾后，進入染毒柜。這樣就能保證由動態配氣儀配制一定濃度的毒氣能夠自動地、穩定地連續運行。
動態配氣系統采用DP型動態配氣儀。該儀器適應性強，無論毒物為氣態，液態純物或混合物、或高沸點的都可應用。同時，可調制三種不同濃度的氣態或液態氣溶膠毒物同時分別送入三個染毒柜(另一個柜的毒物濃度為零，即不通毒氣，只通空氣)。
染毒柜按照國際標準配備四個染毒柜。每個柜的容積可達1米3。通過每個柜內的空氣、流量及毒物濃度均連續可調。染毒柜內毒物以氣態形式存在。染毒方式為吸入式呼吸道染毒。染毒柜內及含毒管道內在工作時呈微負壓狀態，這樣可防止毒氣外洩。當毒物為氣態時，毒氣由毒氣壓力貯瓶出來，通過有關控制和測量儀表及管理，進入混氣瓶;當毒物為液態高沸點混合物時，毒液存放在壓力貯槽里，毒液經不銹鋼毛細管以恒流滴入氣化器中，經氣化后再進入染毒柜;當毒液為低沸點純物或混合物時，通過流動蒸發池蒸發氣化，再進入染毒柜。
尾氣處理罐主要用于處理由染毒柜排出的尾氣，罐內放置有活性碳或分子篩吸收劑，以及過濾層等。能處理和凈化尾氣中殘存的毒氣，防止環境污染，確保人身安全。
每個染毒柜中毒物濃度由下式計算C＝ (W)/(Q1＋Q2)式中C為毒物計算濃度(毫克/米3);Q1為空氣流量(米3/時);Q2為毒物載氣流量(米3/時);W為毒物載入速度(毫克/時)。
圖1為本發明的方框示意圖(因簡化，染毒柜只畫出一個);
圖2為自控式送風系統示意圖;
圖3為適用于毒物為液態純物或混合物的動態配氣系統示意圖;
圖4為適用于毒物為高沸點液態純物或混合物的動態配氣系統示意圖;
圖5為適用于毒物為氣態物質的動態配氣系統示意圖;
圖6為染毒柜示意圖;
圖7為尾氣處理罐示意圖。
在圖1中，1為送風系統;3為DP型動態配氣儀;5為氣體混合器;6為染毒柜(只畫一個);8為尾氣處理罐;2、4、7、9、46為輸送管道。
由動態配氣儀3調制成某種濃度和流量的毒氣進入管道4與由送風系統1來的新鮮空氣在管道2中初步混合后進入氣體混合器5，在這里，兩股氣流充分混合成預定濃度的毒氣，經管道46送入染毒柜6，供動植物毒理、病理實驗。實驗后剩余的氣體，經管道7進入尾氣罐，經消毒處理后，由管道9排放出來。
在圖2中，10為無油空氣壓縮機，11為壓力容器，容器上安裝有電接點壓力表18，并通過電控導線19連接到空氣壓縮機10的起動開關上;12為過濾器;13為高精度壓力控制器;14為低壓容器;15為壓力表;16為針形閥;17為轉子流量計。
空氣經壓縮機10壓縮后，進入壓力容器11，當容器的空氣壓力上升或下降到一定值時，通過電接點壓力表和電控導線19來關閉或啟動空氣壓縮機10。壓縮空氣從壓力容器11輸出，經過濾器12濾除雜質后，再經高精度壓力控制器13來自動調節進入低壓容器14中的氣壓，使之穩定在設定的值上。
圖3是適用于毒物為低沸點純物或混合物的動態配氣儀示意圖。圖中20為氮氣瓶(或空氣瓶);21為干燥過濾管;22為開關閥;23為穩壓閥;24為流量控制器;25為毒物蒸發池;26為混分管;27為針形閥;28為轉子流量計;33為水銀溫度計;34為兩只輸液泵。由毒液蒸發池25、兩只輸液泵34和溫度計33組成毒氣發生器。
氮氣從高壓氣瓶20中輸出，經干燥過濾管21后，分成兩路，上方一路為載氣，下方一路為稀釋氣。載氣經穩壓閥23調整到某壓力，再經針形閥27節流和轉子流量計28計量后進入毒物蒸發池25，此蒸發池置于恒溫水浴中。載出毒物蒸汽的載氣進入混分管26，并與從下方來的稀釋氣充分混合后分成三股氣路，分別由三個針形閥27控制其輸出流量以及三個轉子流量計28計量后，再分別進入三個染毒柜中。
對液態高純毒物來說，由于在恒溫溫度下的飽和蒸氣壓是不變的，所以不需輸液泵34，如果液態混合毒物在恒溫蒸發過程中隨著低沸點成分不斷蒸發，其蒸氣壓會發生變化，為了保證載氣載出毒物濃度的穩定，采用兩只輸液泵34來及時更換蒸發池25內的毒液，一只泵輸入新毒液，另一只泵抽出舊液。換液和蒸發可以同時進行。
毒液濃度高低可從三個方面加以調節，即載氣大小，蒸發池恒溫溫度和混分管26上的放空閥49。
動態配氣儀機箱整體恒溫。
圖4中，除上述相同部分外，29為存放毒液的壓力貯槽;31為氣化器，30為不銹鋼毛細管;32為電熱板;35為分氣管，47為微壓表。
圖4是為高沸點毒物而設計的。當氣流經穩壓閥23穩壓后進入分氣管35，并通過針形閥27調節，產生一個微壓(由47顯示)，使貯槽29中的毒液壓過毛細管30，滴入氣化器31中的電熱板32上。液滴在電熱板32上發生完全氣化，再由載氣載入染毒柜內。電熱板的溫度由變壓器控制，由水銀溫度計33顯示。為了觀察氣化情況，氣化器31的外壁用玻璃制成。毒液氣化量(即毒氣濃度)可由針形閥27調節微壓表壓力以及變換毛細管30的孔徑和長度來控制。
由于是高沸點毒物，為了防止其蒸氣在輸出管道4中發生冷凝，在管道4外壁繞上電熱導線來加溫，同時讓氣化器31盡可能靠近染毒柜，以縮短管道4長度。
經管道4輸出的毒氣與從管道2來的大流量空氣在混合器5中充分混合后，高沸點毒氣發生冷凝，形成氣溶膠，經管道46進入染毒柜。
圖5為氣態毒物的配氣系統，圖中除上述相同部分外，48為毒氣壓力貯瓶。毒氣由壓力貯瓶48出來后，經干燥過濾管21，開關閥22經穩壓閥23穩壓，由針形閥27控制流量，轉子流量計28計量后，進入混分管26，與從氮氣瓶20中來的經流量控制器24穩流的稀釋氮氣混合后，分成三路，經針形閥27控制流量，流量計28計量后，進入管道4，再送入染毒柜。
圖6為染毒柜結構示意圖。其整體由透明有機玻璃制成。圖中5為氣體混合器，它是按氣體分子運動原理設計的，結構簡單。管道2與管道46的直徑一致。管道4的直徑要小得多。36為軸流風扇，其作用是使進入柜內的氣體濃度均勻分布。37為手孔，供實驗用的生物進出口;38為多孔擱板，供放置試驗生物;39為U形微壓計，40為分析取樣管。
由管道2輸送的空氣流與從管道4來的毒氣在氣體混合器5中充分混合，然后經管道46進入染毒柜，經軸流風扇36，獲得動力的毒氣分子，均勻地分布在柜內，并不斷流過多孔擱板38，放置在擱板上的試驗生物充分暴露在自上而下運動的毒氣流中。生物呼吸的代謝產物也隨此氣流帶走，最后經管道7進入尾氣處理罐8。在整個染毒過程中，柜內氣壓略小于外界氣壓(微負壓)，這就防止了柜內毒氣外洩，保證了工作人員安全。
圖7為尾氣處理罐示意圖。圖中除前述相同部分外，41為負壓控制閥;42為離心風機;50為多孔擱板;44為手孔，放置在多孔擱板上的吸收劑43(活性碳或分子篩)從手孔44進出;45為纖維過濾層。
由四個染毒柜來的尾氣經管道7進入尾氣罐。在處理罐內，由于離心風機42產生的動力，使尾氣自下而上地通過吸收劑43，絕大部分毒氣被吸收。在處理過程中，由于離心風機42的排氣量大于四個染毒柜尾氣的總流量，過量抽力使染毒柜和管道7內產生微負壓。如果負壓太大，可通過打開閥41，放進一部分外界空氣來調節，這種調節方法還可稀釋經管道9排入大氣的總尾氣中殘存毒氣的濃度，使之更加低于安全排放的衛生標準。在尾氣處理罐內，纖維過濾層45的作用是阻止氣流中帶出的吸收劑固體顆粒。
本發明具有如下優點1.不論毒物是氣體或液體(包括高沸點或低沸點)，不論是純物或混合物，均能對實驗生物提供均勻、穩定和定量的染毒環境。
2.采用了符合國際標準的四個毒染柜系統，每個染毒柜容積達1米3通過每個柜內的空氣、流量及毒物濃度均連續可調，基本實現了自動控制，可以滿足不同條件下毒理研究的要求。
3.能實現安全運行。由于染毒柜及含毒管道等工作時呈微負壓狀態，故能有效地防止毒氣外洩。尾氣經凈化處理后向大氣排放能達到國家衛生標準，不污染環境。
4.結構簡單，操作方便，運行可靠穩定、能耗低，投資小，便于推廣。
權利要求
1.一種包含有四個染毒柜的吸入式染毒系統，其特征在于這個系統采用了適用于毒物無論為氣態、液態、純物或混合物，包括高沸點溶體的動態配氣儀及送風系統，以及對染毒柜所排出的氣體進行處理的尾氣處理罐。
2.根據權利要求1所述的染毒系統，其特征在于動態配氣儀主要由氮氣瓶20、干燥過濾管21、穩壓閥23、流量控制器24、混分管26、針形閥27、轉子流量計28和毒氣發生器組成。
3.根據權利要求1和2所述的染毒系統，其特征在于當毒物為低沸點純物或混合物時，毒氣發生器由毒液蒸發池25、兩只輸液泵34和溫度計33組成。
4.根據權利要求3所述的染毒系統，其特征在于通過兩只輸液泵來更換毒液，并通過調節載氣大小、毒液蒸發池25的溫度和混分管26上的放空閥49來控制發生毒氣濃度。
5.根據權利要求1和2所述的染毒系統，其特征在于當毒物為高沸點液態純物或混合物時，毒氣發生器由毒液壓力貯槽29、不銹鋼毛細管30、氣化器31、電熱板32、分氣管35和微壓表47組成。
6.根據權利要求5所述的染毒系統，其特征在于毒液氣化量由針形閥27調節微壓表壓力以及變換毛細管30的孔徑和長度來控制。
7.根據權利要求1和2所述的染毒系統，其特征在于當毒物為氣態時，氣態毒氣經穩壓閥23穩壓和稀釋氣(氮氣)經流量控制器24穩流后，兩者在混分管混合。
8.根據權利要求1所述的染毒系統，其特征在于送風系統中裝配了能自動調節氣壓的高精度壓力控制器13。
9.根據權利要求1所述的染毒系統，其特征在于尾氣處理罐主要由進氣管道7、多孔擱板38、吸收劑43、纖維過濾層45、離心風機42、排氣管9和負壓控制閥41組成。
10.根據權利要求9所過的染毒系統，其特征在于吸收劑為活性碳或分子篩。
全文摘要
本發明屬于動植物毒理試驗裝置。主要適用于測試動植物在不同毒物種類、不同毒物濃度下的生理、病理和生物變化。其主要特征是在原理上采用了吸入式加送風系統，在裝置上除采用了符合國際標準的四個染毒柜外，還采用了先進的動態配氣系統和尾氣處理罐。不論毒物是氣態或液態(包括高沸點或低沸點)，還是純物或混合物，均能對實驗生物提供均勻、穩定和定量的染毒環境。
文檔編號G01N33/50GK1036267SQ8810151
公開日1989年10月11日 申請日期1988年3月29日 優先權日1988年3月29日
發明者徐教仁, 崔亞利, 陳趣山, 高星, 滕榮厚, 辛勇, 劉思林, 裴淑, 鄧開見, 雍愛倫 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院, 北京市勞動衛生職業病防治研究所
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
