專利名稱：混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置可發(fā)生混合有機(jī)蒸氣，用于動(dòng)物的吸入染毒。屬于預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
我國的現(xiàn)有動(dòng)態(tài)配氣裝置一般只注重氣體發(fā)生部分，主要有兩種1.滲透管配氣法它是由一個(gè)內(nèi)裝液態(tài)物質(zhì)的玻璃安瓿和聚四氟乙烯滲透帽所組成。聚四氟乙烯滲透帽面積的大小及厚薄就決定滲透率的大小。此法對(duì)于配制恒定的低濃度混合氣是一種比較精確的方法。影響滲透率的因素有溫度、滲透面的大小、滲透帽壁的厚薄以及滲透管的結(jié)構(gòu)。如果要配制兩組份的混合標(biāo)準(zhǔn)氣體，必須將兩種不同組份的滲透管放在同一個(gè)滲透管夾持器中或氣體瓶中。2.擴(kuò)散管法它是根據(jù)溫度恒定時(shí)，蒸氣的擴(kuò)散速度固定不變的原理設(shè)計(jì)的。蒸氣由擴(kuò)散管以恒定的速度向上擴(kuò)散，與清潔空氣混合。擴(kuò)散速度與化合物的性質(zhì)、擴(kuò)散管的直徑、長度和溫度有關(guān)。在擴(kuò)散管固定時(shí)，將其置于恒溫槽內(nèi)，控制空氣流量，可得到穩(wěn)定的濃度。擴(kuò)散率的測量要用稱重的方法，要求精確，比較繁瑣。當(dāng)為兩種化合物的混合液時(shí)或有害物質(zhì)液體中含有異構(gòu)體時(shí)不能用擴(kuò)散管法配氣。
以上兩種方法，稱量是確定滲透率及擴(kuò)散率的關(guān)鍵問題，在只用一支管時(shí)，不能配制出兩種混合揮發(fā)性有機(jī)溶劑蒸氣。就是說，這兩種發(fā)生裝置對(duì)于發(fā)生單組份氣體非常有用，但不能長時(shí)間恒定的產(chǎn)生特定組成的兩組份蒸氣。
動(dòng)物染毒部分目前應(yīng)用的染毒裝置分為兩種。一種是單只動(dòng)物分別吸入染毒，尿可以收集，每只大鼠之間的染毒濃度會(huì)有差別，對(duì)染毒濃度與大鼠體內(nèi)變化效應(yīng)之間的關(guān)系有一定影響(如國家疾病預(yù)防控制中心職業(yè)衛(wèi)生與中毒控制所衛(wèi)生毒理室的裝置)。另一種為群體染毒，即數(shù)只大鼠在同一容器里染毒，但鼠尿在染毒的過程中，不能收集(如北京市疾病預(yù)防醫(yī)學(xué)研究中心衛(wèi)生毒理室)。因此，染毒濃度與效應(yīng)之間的關(guān)系缺少染毒期間的數(shù)據(jù)。
使用稀釋劑、洗凈劑、油墨、噴涂劑等工作中，作業(yè)人員能同時(shí)吸入多種有機(jī)溶劑蒸氣。為了保護(hù)勞動(dòng)者健康，我國已經(jīng)建立了工作環(huán)境中一些毒物的最高容許限值。它的制定只考慮到吸入一種有機(jī)蒸氣。計(jì)算公式為C/TLV≤1，C為現(xiàn)場空氣中毒物濃度，TLV為相應(yīng)的最高容許限值。當(dāng)職工同時(shí)吸入兩種有機(jī)蒸氣時(shí)，美國已經(jīng)推薦可以按C1/TLV1+C2/TLV2≤1計(jì)算。適用條件是當(dāng)每一組份的毒性是獨(dú)立時(shí)，即它們的綜合效應(yīng)屬于相加性質(zhì)時(shí)，判定標(biāo)準(zhǔn)可以等于1。如果這種毒性效應(yīng)是協(xié)同性質(zhì)的，這個(gè)值必須小于1。由于缺乏適宜的發(fā)生兩組份或兩組份以上混合有機(jī)蒸氣的裝置等原因，我國對(duì)混合有機(jī)蒸氣聯(lián)合毒性作用的研究尚屬空白。過去我們應(yīng)用的擴(kuò)散管配氣法和滲透管配氣法，僅適用于配制發(fā)生一種有機(jī)溶劑蒸氣。本實(shí)用新型發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，發(fā)明一種混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置，它可發(fā)生混合有機(jī)蒸氣，用于動(dòng)物的吸入染毒。
本實(shí)用新型發(fā)明目的是通過混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置來實(shí)現(xiàn)。本裝置是由混合有機(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分、動(dòng)物染毒柜和有機(jī)蒸氣輸?shù)拦芙M成。有機(jī)蒸氣輸?shù)拦芤欢私佑袡C(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分的有機(jī)溶劑蒸氣出口，另一端接動(dòng)物染毒柜有機(jī)溶劑蒸氣入口?；旌嫌袡C(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分采用毛細(xì)管——玻璃纖維微孔濾膜的結(jié)構(gòu)。進(jìn)氣口在底部，出氣口在頂部的玻璃容器瓶作為發(fā)生蒸氣瓶，瓶內(nèi)底部放一個(gè)不銹鋼支架，以便于在其上放玻璃溶劑瓶。玻璃溶劑瓶用于盛有機(jī)溶劑。一段氣相色譜毛細(xì)管柱所用的毛細(xì)管下端插入混合有機(jī)溶劑里，上端插入玻璃纖維微孔濾膜中間。動(dòng)物染毒柜中部為正四立方體(鼠置于其中)，上部和下部均為正四面錐體。下部正四面錐體的頂部與其下面三角形圓錐體相接，三角形圓錐體的底面為傾斜面。通過一不銹鋼圓管與鼠糞收集瓶上部相連接。由于鼠糞便呈較硬圓顆粒狀，從染毒柜中滾入鼠糞收集瓶中。鼠尿流入鼠尿收集瓶中。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步細(xì)述。


圖1為本實(shí)用新型整體示意圖。1為混合有機(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分，2為動(dòng)物染毒柜，3為有機(jī)蒸氣輸?shù)拦芙M成。
圖2為盛有機(jī)溶劑的溶劑瓶、毛細(xì)管、玻璃纖維微孔濾膜三者的組合結(jié)構(gòu)。4為盛有機(jī)溶劑的溶劑瓶，5為毛細(xì)管，6為玻璃纖維微孔濾膜，7為聚四氟乙烯管。
圖3為蒸氣發(fā)生瓶的示意圖。8為瓶內(nèi)底部支架，9為純凈空氣進(jìn)口，10為有機(jī)溶劑蒸氣出口。
圖4為用水浴恒溫示意圖。11為水浴。
圖5為染毒柜部分示意圖。12為稀釋氣入口，13是氣相色譜監(jiān)測染毒濃度，14是放鼠處，15是尿液收集瓶，16是鼠糞收集瓶，17是抽氣口。
溶劑瓶(4)中是按一定克分子分?jǐn)?shù)混合的兩種有機(jī)溶劑，玻璃纖維微孔濾膜(簡稱濾膜6)與混合有機(jī)溶劑之間用一段熔融石英毛細(xì)管(5)相連接，濾膜產(chǎn)生有機(jī)蒸氣。有一根聚四氟乙烯管(7)插在溶劑瓶的頂部，當(dāng)兩種溶劑以一定比例混合在溶劑瓶中以后，在這個(gè)小管的未端用小注射器向溶劑瓶中緩慢推入氣體，提高溶劑瓶中的氣壓，使瓶內(nèi)的液體壓到濾膜上，至到濾膜用溶劑全部浸潤。然后，將溶劑瓶放入一個(gè)蒸氣發(fā)生瓶容器內(nèi)，在頂部是混合蒸氣的出氣口(10)，在底部是清潔空氣的進(jìn)氣口(9)。瓶內(nèi)底部放一個(gè)不銹鋼支架(8)，以便于在其上放玻璃溶劑瓶(4)。此容器再放入恒溫水浴(11)中。這樣有一定流量的清潔空氣進(jìn)入，在恒溫下，有一定濃度的混合蒸氣產(chǎn)生并從上口管道進(jìn)到染毒柜里。
那根聚四氟乙烯管的另一個(gè)作用是在產(chǎn)生恒定兩組份混合蒸氣的過程中，隨著混合溶劑的減少，瓶內(nèi)壓力會(huì)微微變小，由于此管內(nèi)外相通使得溶劑瓶的內(nèi)外壓相同，保證毛細(xì)管的虹吸作用。
有機(jī)溶劑1和有機(jī)溶劑2分別表示兩種揮發(fā)性不同的有機(jī)溶劑。
X1和X2分別表示兩種溶劑在溶劑瓶中混合后的克分子分?jǐn)?shù)。
X1E和X2E分別表示兩種溶劑在濾膜上的克分子分?jǐn)?shù)。
Y1和Y2分別表示已揮發(fā)成蒸氣的兩種溶劑的克分子分?jǐn)?shù)。
由于濾膜表面兩種溶劑持續(xù)性的揮發(fā)，使得溶劑瓶中的混合液體在毛細(xì)管虹吸的作用下，液體不間斷的通過毛細(xì)管供應(yīng)到濾膜上。在濾膜上再揮發(fā)成蒸氣，如此往復(fù)循環(huán)。
假設(shè)在揮發(fā)前的一瞬間，X1E和X2E等于X1和X2。在揮發(fā)開始時(shí)，易揮發(fā)的組份Y1＞X1，因?yàn)橐讚]發(fā)性組份1比不易揮發(fā)性組份2的氣化速度快，X1E隨時(shí)間降低。隨著X1E的降低，易揮發(fā)組份中的蒸氣比例Y1也隨之減低。
相反，X2E隨時(shí)間提高。隨著X2E的提高，不易揮發(fā)組份中的蒸氣比例Y2也隨之提高。如此交替變化，兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。這種動(dòng)態(tài)平衡的宏觀結(jié)果是已形成蒸氣的克分子分?jǐn)?shù)Y1和Y2與在溶劑瓶中X1和X2的克分子分?jǐn)?shù)相等。
簡而言之，當(dāng)兩種溶劑混合在一個(gè)封閉容器里，平衡狀態(tài)下，液相和蒸氣相的組成通常不一致，就是說，那種易揮發(fā)性的成份在氣相中的比例要高于在液相中。我們通過用載氣攜帶走蒸氣，濾膜上的兩種液體成份比例保持一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。最初，易揮發(fā)組份蒸氣產(chǎn)生濃度較高，但隨時(shí)間的增長而慢慢降低，因?yàn)橐讚]發(fā)成份在濾膜上的組成比例隨著揮發(fā)的進(jìn)行而減低。相反，不易揮發(fā)組份的揮發(fā)量隨時(shí)間的增長而提高。
進(jìn)氣口在底部，出氣口在頂部的發(fā)生蒸氣瓶可用玻璃容器瓶，其直徑為4.5cm，高為21cm。瓶內(nèi)底部放的不銹鋼支架約高為8cm，以便于在其上放玻璃溶劑瓶。玻璃溶劑瓶為具塞長圓柱狀，容積約60ml，用于盛有機(jī)溶劑。
不銹鋼染毒柜中部正四立方體，容積尺寸為0.4米×0.4米×0.4米。上部和下部均為正四面錐體，高為0.225米。為確保鼠尿沿壁流入尿瓶中，下部正四面錐體的頂部與其下面三角形圓錐體相接的外角為約145度---155度，三角形圓錐體的底面為傾斜面。由于鼠糞便呈較硬圓顆粒狀，從染毒柜中滾入鼠糞收集瓶中。特別需要指出的是與鼠糞收集瓶上部相連接的一斷不銹鋼圓管不與四面錐體的頂部相連接。染毒柜各部分均焊接而成。放鼠處可放6只鼠。
毛細(xì)管——玻璃纖維微孔濾膜混合有機(jī)溶劑蒸氣發(fā)生法的特點(diǎn)1.利用濾膜的多孔性和在濾膜表面上有機(jī)溶劑的易揮發(fā)性。2.利用毛細(xì)管虹吸作用液體流動(dòng)方向的不可逆性。3.混合有機(jī)溶劑在濾膜表面揮發(fā)性時(shí)，在載氣作用下的動(dòng)態(tài)平衡。由于以上特點(diǎn)，使溶劑瓶中液相兩組份的克分子分?jǐn)?shù)等于濾膜產(chǎn)生的蒸氣濃度，推算出應(yīng)該按何種體積比例混合有機(jī)溶劑，再通過改變?yōu)V膜面積的大小，改變載氣的流速、改變水浴溫度，控制動(dòng)物吸入染毒的高、中、低濃度。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于不用稱重，且能長時(shí)間恒定的產(chǎn)生特定組成的兩組份蒸氣。它的染毒裝置既可進(jìn)行群體染毒，也可將染毒期間的鼠尿和糞便分別收集，使大鼠染毒后體內(nèi)代謝變化的測定成為簡便易行。這種新裝置原理科學(xué)、操作簡便，為開展混合有機(jī)溶劑對(duì)動(dòng)物毒性作用的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)觀察和活體檢測等研究提供了一種手段。而以往的氣體發(fā)生法對(duì)于發(fā)生單組份氣體非常有用，但不能長時(shí)間恒定的產(chǎn)生特定組成的兩組份揮發(fā)性有機(jī)溶劑蒸氣。
權(quán)利要求1.一種混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置，其特征在于它由混合有機(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分、動(dòng)物染毒柜和有機(jī)蒸氣輸?shù)拦芙M成；有機(jī)蒸氣輸?shù)拦芤欢私佑袡C(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分的有機(jī)溶劑蒸氣出口，另一端接動(dòng)物染毒柜有機(jī)溶劑蒸氣入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置，其特征在于混合有機(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分的結(jié)構(gòu)是在進(jìn)氣口在底部，出氣口在頂部的發(fā)生蒸氣瓶里有一盛有機(jī)溶劑的溶劑瓶，一段毛細(xì)管下端插入混合有機(jī)溶劑里，上端插入玻璃纖維微孔濾膜中間；有一根聚四氟乙烯管插在溶劑瓶的頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置，其特征在于動(dòng)物染毒柜中部為正四立方體，上部和下部均為正四面錐體，下部正四面錐體的頂部與其下面三角形圓錐體相接的外角約為145度---155度，三角形圓錐體的底面為傾斜面，通過一不銹鋼圓管與鼠糞收集瓶上部相連接。
專利摘要一種混合有機(jī)溶劑蒸氣動(dòng)態(tài)配氣染毒裝置由混合有機(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分、動(dòng)物染毒柜和有機(jī)蒸氣輸?shù)拦芙M成。它的混合有機(jī)溶劑蒸氣發(fā)生部分采用毛細(xì)管——玻璃纖維微孔濾膜的結(jié)構(gòu)。動(dòng)物染毒柜中部為正四立方體(鼠置于其中)，上部和下部均為正四面錐體。下部正四面錐體的頂部與其下面三角形圓錐體相接，三角形圓錐體的底面為傾斜面。它能長時(shí)間恒定的產(chǎn)生特定組成的兩組份蒸氣。它的染毒裝置既可進(jìn)行群體染毒，也可將染毒期間的鼠尿和糞便分別收集。它適用于動(dòng)物的吸入染毒。屬于預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B01F3/00GK2550761SQ02240058
公開日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月8日
發(fā)明者崔強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京市疾病預(yù)防控制中心, 北京市預(yù)防醫(yī)學(xué)研究中心