CN101514979A - 火药混合燃气生物染毒实验舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火药混合燃气生物染毒实验舱，主要为火***燃烧、爆轰气体的生物染毒试验提供各种模拟有毒环境。该实验舱包括隔离闸组件以及均用透明材料制作的主舱和数个隔离舱，主舱内用网眼分割板隔离成多个受试区，各隔离舱均封接在主舱顶部外侧且与受试区一一对应，每列隔离舱配置一个隔离闸组件且安装在主舱顶部内侧，隔离闸组件关闭或打开时，主舱与隔离舱之间为隔离或相通状态；主舱还装有与染毒实验***中相关设备相连的进气阀、排气阀、传感器。试验时，通过染毒实验***的闭环控制使主舱内达到试验所需的模拟环境，受试动物通过隔离舱掉入相应的受试区。本发明可避免生物染毒实验中毒气外泄、毒性累加效应，且结构简单、使用方便。

Description

火药混合燃气生物染毒实验舱

技术领域

本发明属于火***与生物学交叉学科领域，主要涉及可对火***燃烧、爆轰气体的生物毒性进行评估的生物染毒实验***，尤其涉及火***燃烧爆轰气体生物染毒实验***用的一种火药混合燃气生物染毒实验舱。

背景技术

火***产品的做功过程都会产生大量的燃烧爆轰气体，其中部分有毒气体可对人员造成危害。特别是在密闭的坦克舱室、装甲车辆、航天发射现场、潜艇密闭空间和大型弹药库等场所中对人员的伤害尤为严重。轻者强烈刺激现场人员眼鼻等器官，重者使人员窒息昏迷失去作战能力。因此，需要通过生物染毒试验来评估火***气体对坦克驾驶舱乘员、发射场地等相关场所人员的危害，这种生物染毒试验其实就是在模拟的各种现场环境下，观察不同种属动物的行为和存活状况，通过统计与分析进行评估。由此可见，能够模拟各种现场环境的生物染毒实验装置是必不可少的。

染毒实验装置是进行毒理学实验的基本设备，在医学研究领域应用广泛，但在武器伤防护领域此类装置尚未见相关报道。目前国内外染毒实验装置大都采用微负压工作模式，也有采用微正压工作模式。负压模式成本小，毒气不易泄漏。正压模式混匀时间短，易于操作控制。但是，对于火***燃烧爆轰气体生物染毒试验而言，上述两种工作模式存在以下问题：(1)实验装置在密封条件下按预设浓度开始充入染毒气体，当装置内达到预设数值时放入试验动物。这时，放取动物时的舱门开启会造成毒气外泄，一则对试验外环境和人员造成危害，二则由于气体扩散使装置内气体浓度发生变化；(2)将动物预先放入染毒实验装置的试验模式，由于实验装置中通入的试验气体有一个从低到高浓度递增最后达到设定值的过程，因而受试动物也随之承受毒气由无到有的变化，这样就存在毒性累加效应，试验结果不能真实反映出动物在某一设定浓度下的行为和体征指标变化；(3)火***产品做功过程的瞬时性、不可重复性决定了有害气体的浓度不可能存在一个渐进过程，而需要生物体在瞬间接触到设定的峰值浓度。

综上所述，染毒装置在使用过程中，如何在混合气体浓度稳定后瞬间放入受试动物且受试动物所处环境中气体浓度稳定可控，从而确保实验数据的客观性、真实性、准确性是目前该领域内存在的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为火***燃烧爆轰气体的生物毒性试验提供一种能够模拟各种燃烧爆轰气体环境的实验舱，该实验舱不但可在舱内有毒气体达到试验浓度时的瞬间将受试动物放入舱内，而且在放入过程中，舱内的有害气体泄漏极少，既不影响舱内气体浓度，更不会对人员造成危害。

为解决上述技术问题，本发明提供的生物染毒实验舱包括主舱、隔离闸组件、Q个隔离舱且Q≥2、数个试验用传感器，所述主舱为透明材料制作的矩形箱体，主舱的前侧板由n个舱门构成，每个舱门通过合页与主舱的底板连接，舱门关闭后通过锁紧件与主舱的顶板锁紧，各舱门内侧面装有密封条，以在舱门关闭时保证主舱的气密性，主舱内部用网眼分割板隔离成m×n个受试区且m≥1、n≥1、m×n＝Q，在主舱的两个侧板上分别安装有进气阀和排气阀，主舱的顶板上设有数个传感器安装孔和Q个隔离舱安装孔，Q个隔离舱安装孔的位置与主舱中Q个受试区一一对应；所述隔离闸组件为n个，每个隔离闸组件均含有拉手、拉杆、导轨、闸板，导轨固连在所述顶板的内侧面且位于所对应的一列隔离舱安装孔的两侧，所述闸板设有闸孔且闸孔直径与隔离舱安装孔直径相当，闸板插在导轨上，拉杆一端与拉手固连，另一端由主舱后侧板伸进主舱并与所述闸板固连，闸板关闭即拉手贴近主舱后侧板时，所述闸孔与所对应的一列隔离舱安装孔均不重合且闸孔至后侧板之间的隔离舱安装孔数多于闸孔至舱门之间的隔离舱安装孔，向外拽动拉手时，与拉手连接的闸板沿所述导轨滑动，该闸板上的闸孔依次与闸孔至后侧板之间的隔离舱安装孔重合；所述隔离舱含有用透明材料制作的圆筒和装有密封圈的舱盖，圆筒的一端对应封接在主舱顶板外侧面的隔离舱安装孔处，舱盖装在圆筒的另一端以使隔离舱与外界隔离；所述数个传感器分别密封安装在主舱顶板的数个传感器安装孔处；所述进气阀和排气阀分别通过管道与生物染毒实验***中的混气设备及排气设备相连，所述数个传感器获得的监控数据送给生物染毒实验***中的计算机控制装置。

本发明的有益效果体现在以下几个方面。

(一)本发明的实验舱分为主舱和隔离舱并通过隔离闸组件实现两者的连接，当隔离闸组件处于开启状态下，主舱与隔离舱相通，当隔离闸组件处于关闭位置时，主舱与隔离舱相互隔离。由此，在试验时，可先将受试动物放入隔离舱内，待通过进气阀门进入主舱的燃烧爆轰气体达到预设浓度值时，拉动隔离闸组件的拉手，当闸板上的闸孔对准相应的隔离舱时，受试动物自动掉入主舱并瞬间接触到设定的毒气环境。由于隔离舱容积有限，所以通过隔离舱向主舱放入受试动物而给主舱带入的空气量很小且可准确计算，从而能够对主舱因放置受试动物引起的气体浓度变化进行校正，其次受试动物直接放入预定的实验浓度中，消除了毒性累加效应，使试验结果更加接近真实情况；此外，由于向隔离舱放入受试动物时，隔离闸组件处在关闭状态，有效防止了主舱有害气体向外界环境的泄漏，因此保证了试验人员的安全。

(二)本发明在主舱顶部安装了试验所需的传感器，通过这些传感器可对主舱内的气体环境变化进行实时监控，并将监控数据送入生物染毒实验***中的计算机控制装置中，计算机控制装置根据传感器的输出数据控制混气设备及排气设备相连及时调整，以保证达到试验所需的环境指标。

(三)本发明的实验舱兼具动态染毒柜和静态染毒柜双重功能，通过控制进气阀和排气阀的开关状态可以实现动态染毒或静态染毒模式。当主舱内达到一定的气体浓度后，同时关闭进气阀和排气阀，主舱可以模拟在一定容积内、含一定浓度受试物的空气环境，可用于短时间静态染毒试验，即让受试动物在规定的时间内吸入受试物而达到染毒；而当进气阀和排气阀均为开启状态时，则输入气体保持设定流速定量流过主舱，形成动态染毒环境。

附图说明

图1是本发明火药混合燃气生物染毒实验舱的组成示意图。

图2是图1中所示的隔离闸组件结构示意图。

图3是本发明生物染毒实验舱优选实施例的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。

正如图1所示，本发明优选实施例的生物染毒实验舱包括主舱1、三个隔离闸组件2、六个隔离舱4、锁紧件5、合页7。主舱1是用有机玻璃板制作的矩形箱体，箱体内空间用网眼分割板8隔离成2×3(即两行三列)个受试区，网眼分割板8由铁丝网制作；箱体宽度方向的两侧板(图面的左右两侧)分别安装有进气阀9和排气阀6且进气阀9和排气阀6分别通过管道与生物染毒实验***中的混气设备及排气设备相连；箱体长度方向的一个前侧面含有三块侧板(图面的正面)作为三个舱门1-1且一个舱门1-1对应于一列受试区，每个舱门1-1上装有一个把手，各舱门1-1通过两个合页7与箱体的底板连接，由此可实现舱门1-1的打开与关闭功能；舱门1-1的内侧面则装有密封条，以实现舱门1-1关闭时主舱1内部空间与外界的密封；舱门1-1关闭后可通过锁紧件5缩紧；箱体顶板上设有四个传感器安装孔1-2和六个隔离舱安装孔，六个隔离舱安装孔的位置与主舱1中六个受试区一一对应。每个隔离闸组件2均含有拉手2-1、拉杆2-2、导轨2-3、闸板2-4(参见图2)。导轨2-3固连在主舱1顶板的内侧面，导轨2-3位于对应一列隔离舱安装孔的两侧。闸板2-4为钢板制作，其上设有闸孔，闸孔的直径与隔离舱安装孔的直径相等且闸板2-4的长度为闸孔直径的3倍以上，闸板2-4对应安装在导轨2-3上。拉杆2-2一端与拉手2-1固连，另一端则由主舱1的后侧板伸进主舱1内与闸板2-4的侧端固连。闸板2-4处于关闭位置即拉手2-1与主舱1的后侧板贴近时，闸板2-4上的闸孔与对应一列隔离舱安装孔均不重合(参见图3)，向外拽动某一拉手2-1时，与其连接的闸板2-4沿对应导轨2-3滑动，当闸板2-4的滑动被主舱1的后侧板限位时，闸板2-4上的闸孔正好与靠近后侧板的一个隔离舱安装孔重合。每个隔离舱4均含有用有机玻璃制作的圆筒和舱盖，舱盖一端装有密封圈，另一端装有拔钮，各圆筒的一端对应封接在主舱1顶板外侧面的隔离舱安装孔处，舱盖装在圆筒的另一端，从而使隔离舱4与外界隔离；同时，处于关闭状态的隔离闸组件2又使隔离舱4与主舱1相对独立和密闭。试验时先通过拔钮打开舱盖将受试动物放入隔离舱4中，再拽动相应的拉手2-1使闸板2-4滑动，当闸孔与隔离舱4正对时，受试动物从闸孔掉进主舱1中的相应受试区，此时迅速将闸板2-4归回初始位置，由此，有效阻止了有害气体的外泄，从而使使主舱1试验环境中的气体浓度可控。试验中所用的传感器3如第一浓度传感器、第二浓度传感器、温度传感器、湿度传感器分别安装在主舱1顶板的四个传感器安装孔处，以监控主舱1中的气体浓度、温度、湿度试验环境指标，并将监控数据送入生物染毒实验***中的计算机控制装置中，后者可以根据这些监控数据控制混气设备、排气设备或其它相关设备运行，以使主舱1达到所要求的试验环境。

本发明的使用方法是，首先通过锁紧件5锁紧舱门1-1，并使隔离闸组件2处在关闭状态，然后打开进气阀9和排气阀6，使预设混合气体由进气阀9通入主舱1并经排气阀6排到排气设备中，使主舱1中的气体处于流动状态；与此同时，观察记录各测试传感器的读数，当传感器读数达到试验值时，分别打开隔离舱4的舱盖将受试动物放入隔离舱4中，盖好舱盖，迅速拉动隔离闸2的拉手2-1，使闸板2-4的闸孔与靠近主舱1后侧板的隔离舱4正对，从而使各隔离舱中的受试动物瞬间掉入主舱1中相应的受试区，然后迅速推动拉手2-1使闸板2-4归回初始位置。掉入受试区的受试动物处于稳定的毒气气流环境中，实验人员通过主舱1的透明舱板观察受试动物的行为和存活状况并进行相应的记录。当试验达到预定目标后，快速拉动隔离闸组件2的拉手2-1，使闸板2-4的闸孔与隔离舱4正对，与此同时打开隔离舱4的舱盖，取出受试动物以待完成后续生理学实验，之后再快速盖上舱盖以免毒气外泄造成环境污染，此时，通过进气阀9向主舱1中通入空气，以逐渐将主舱1中的毒气排出，当传感器读数显示气体浓度为0时，停止通入空气。最后旋开舱门1-1上的锁紧件5，打开舱门1-1，取出网眼分割板8，对主舱1进行清扫，以待下次试验。

Claims (1)

1.一种火药混合燃气生物染毒实验舱，包括主舱[1]、数个试验用传感器[3]，其特征在于：还包括隔离闸组件[2]、Q个隔离舱[2]且Q≥2；所述主舱[1]为透明材料制作的矩形箱体，主舱前侧板由n个舱门[1-1]构成，每个舱门[1-1]通过合页[7]与主舱底板连接，舱门[1-1]关闭后通过锁紧件[5]与主舱顶板锁紧，各舱门[1-1]内侧面装有密封条，以在舱门[1-1]关闭时保证主舱[1]内部的气密性，主舱[1]内部用网眼分割板[8]隔离成m×n个受试区且m≥1、n≥1、m×n＝Q，在主舱[1]的两个侧板上分别安装有进气阀[9]和排气阀[6]，主舱顶板上设有数个传感器安装孔[1-2]和Q个隔离舱安装孔，Q个隔离舱安装孔的位置与主舱[1]中Q个受试区一一对应；所述隔离闸组件[2]为n个，每个隔离闸组件[2]均含有拉手[2-1]、拉杆[2-2]、导轨[2-3]、闸板[2-4]，导轨[2-3]固连在所述主舱顶板的内侧面且位于所对应的一列隔离舱安装孔的两侧，所述闸板[2-4]设有闸孔且闸孔直径与隔离舱安装孔直径相当，闸板[2-4]插在导轨[2-3]上，拉杆[2-2]一端与拉手[2-1]固连，另一端由主舱后侧板伸进主舱[1]并与所述闸板[2-4]固连，闸板[2-4]关闭即拉手[2-1]贴近主舱后侧板时，所述闸孔与所对应的一列隔离舱安装孔均不重合且闸孔至后侧板之间的隔离舱安装孔数多于闸孔至舱门[1-1]之间的隔离舱安装孔，向外拽动拉手[2-1]时，与拉手[2-1]连接的闸板[2-4]沿所述导轨[2-3]滑动，该闸板[2-4]上的闸孔依次与闸孔至后侧板之间的隔离舱安装孔重合；所述隔离舱[4]含有用透明材料制作的圆筒和装有密封圈的舱盖，圆筒的一端对应封接在主舱顶板外侧面的隔离舱安装孔处，舱盖装在圆筒的另一端以使隔离舱[4]与外界隔离；所述数个传感器[3]分别密封安装在主舱顶板的数个传感器安装孔[1-2]处；所述进气阀[9]和排气阀[6]分别通过管道与生物染毒实验***中的混气设备及排气设备相连，所述数个传感器[3]获得的监控数据送给生物染毒实验***中的计算机控制装置。

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