一種實驗動物氧艙結構的制作方法
【專利摘要】一種實驗動物氧艙結構，屬于醫學實驗設備技術領域，它所解決的是動物艙低氧濃度的自動控制問題，以及氮氣在動物艙分布的均勻性問題；整個實驗設備由氮氣瓶、空氣泵、動物艙、緩沖罐、中央處理器、流量計、分布器以及若干個導管、電纜線等構成；通過調節動物艙內氮氣的濃度，達到間接控制氧氣濃度的效果；氧氣濃度的大小以及維持低氧環境的時間，均由中央處理器自動控制，設備的自動化程度高，無須專人守候；流量計、分布器以及緩沖罐的使用，減小甚至消除了細股急流氣體對小動物的傷害，具有供氣均勻、平緩的優點，從源頭上消除了動物艙氧濃度分布不均勻的現象。
【專利說明】
一種實驗動物氧艙結構
技術領域
[0001] 在本實用新型屬于醫學實驗設備技術領域，涉及一種實驗動物艙設備，尤其涉及 一種實驗動物氧艙結構。
【背景技術】
[0002] 阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(0SAHS)是一種睡眠時引發的呼吸疾病，臨床 表現有夜間睡眠打鼾、伴呼吸暫停和白天嗜睡。由于呼吸暫停可引起反復發作的夜間低氧 和高碳酸血癥，可導致高血壓、冠心病、糖尿病和腦血管疾病等并發癥，甚至出現夜間猝死。 目前，尚無理想的0SAHS動物模型，而多以小動物置于間歇低氧環境，來模擬0SAHS患者睡眠 呼吸暫停的病理過程，以此來研究0SAHS的致病機理。
[0003] 現有動物間歇低氧裝置采用的是，以控制時間為主的半自動系統，譬如申請專利 201110205532.5,因此存在諸多的技術問題:氧濃度的控制不力，往往造成艙內氧濃度與設 定值出現較大的偏差；由于裝置中設置了氧氣瓶，因而消耗氧氣，從而增加了實驗的成本； 動物艙為開放式結構，氧氣、氮氣的浪費嚴重;加之氧氣、氮氣是用導管直接通入動物艙內， 因此動物艙內的氧氣分布不均勻。部分區域富集氮氣，致使該區域的氧氣濃度極大地偏離 設定值，不但嚴重地影響實驗結果的準確性及可靠性，而且直接會造成該區域逗留小動物 的室息；另外裝置中輸入的氣體未降壓，存在細股急流氣體直面小動物的現象，不利于小動 物的培養。
【發明內容】
[0004] 為解決上述技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種實驗動物氧艙結 構，通過氮氣濃度的調節，達到間接控制空氣中氧氣濃度的效果;通過流量計、緩沖罐、分布 器組成的減壓系統，逐級降低輸入氣體的壓力，從而使輸入到動物艙的氣流均勻、平緩。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：
[0006] -種實驗動物氧艙結構由氮氣瓶、空氣栗、動物艙、緩沖罐、中央處理器、流量計、 分布器以及若干個導管、電纜線等構成。其中流量計、緩沖罐、分布器組成本實用新型的減 壓系統，通過減壓系統的降壓，使輸入的氣體逐級降低到大氣壓值。中央處理器、電磁閥、氧 探頭、壓力傳感器構成本實用新型的中央處理系統。
[0007] 所述氮氣瓶內盛裝氮氣，氮氣瓶通過前端氮氣導管經流量計、緩沖罐后與動物艙 相連。由于空氣的主要成分是氧氣和氮氣，因此本實用新型動物艙內的氧氣濃度由氮氣間 接控制。
[0008] 所述空氣栗通過前端空氣導管經流量計、緩沖罐后與動物艙相連。
[0009] 所述中央處理器為整個裝置的控制系統，負責空氣栗以及各個電磁閥的開啟與關 閉，負責動物艙內壓力以及氧濃度的數據處理。動物艙的內壓由壓力傳感器探測，氧氣濃度 由氧探頭探測，它們探測的數據傳送給中央處理器。內壓數據、氧氣濃度數據以及設定的時 間數據是中央處理器判斷各個功能部件開啟與關閉的基礎。中央處理器可以由電子芯片組 及一些電子元件構成，也可以用電子計算機來擔當。
[0010]所述動物艙為一密閉容器，上部設有上蓋，上蓋可以打開，內置飼料盤可以預先放 置飼料，外置供水瓶，通過導管引入動物艙可供小動物飲用。
[0011]后端輸氣管的一端與緩沖罐相接，另一端與分布器相接。
[0012] 所述分布器為一節盲管，由兩端設有封頭、上部開許多排氣孔的一節管子構成。分 布器上部設排氣孔，下部不設排氣孔，這樣做的目的是，避免氣流直面小動物，設眾多排氣 孔的目的是盡可能使排氣均勻。
[0013] 壓力傳感器、氧探頭伸入動物艙內，固定在上蓋上。
[0014] 任何狀態下，當動物艙的內壓高于設定值時，排氣孔上的電磁閥打開，排氣孔向外 排放氣體。內壓一旦達到設定值，電磁閥復位。內壓的設定值可以等于大氣壓值，也可以低 于大氣壓值。
[0015] 排氣孔上的電磁閥一端安裝在上蓋的接管上，自由狀態的另一端構成排氣孔。它 是高壓氣體以及低氧空氣排放的通道。
[0016] 前端空氣導管、前端氮氣導管上各裝有流量計，流量計上設有調節手柄、浮子，調 節手柄控制氣體的流量大小，浮子起緩沖作用，能減小氣體的沖擊力，使輸出的氣流平穩舒 緩。
[0017] 后端氮氣導管、后端空氣導管通過三通與前端輸氣管相接。
[0018] 所述緩沖罐為一球形中空容器，上下各開一口，上部開口與后端輸氣管相接，下部 開口與前端輸氣管相接。緩沖罐的作用是通過輸氣管管徑的急劇變化，減小單位面積流體 的流量，進而達到減小氣體壓力的作用。從而使輸送進入動物艙的氣體舒緩，減小甚至消除 細股急流氣體對小動物的傷害。
[0019] 有益效果:本實用新型一種實驗動物氧艙結構，通過調節氮氣的濃度，達到間接控 制空氣中氧氣濃度的效果;氧氣濃度的大小以及維持低氧環境的時間，均由中央處理器自 動控制，自動化程度高，無須專人守候，減輕了實驗人員的勞動強度;流量計、分布器以及緩 沖罐的使用，減小甚至消除了細股急流氣體對小動物的傷害，具有供氣均勻、平緩的優點， 從源頭上消除了動物艙氧濃度分布不均勻的現象;另外設備的結構簡單、容易加工制造，成 本較低，易于推廣應用。
【附圖說明】
[0020] 圖1本實用新型一種實驗動物氧艙結構結構示意圖；
[0021] 圖2本實用新型中央處理系統結構示意圖；
[0022] 圖3本實用新型空氣栗結構示意圖；
[0023] 圖4本實用新型動物艙結構示意圖；
[0024] 圖5本實用新型動物艙內部結構示意圖；
[0025] 圖6本實用新型分布器結構示意圖。
[0026]附圖編號
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖1~圖6對本實用新型作進一步說明：
[0029] 一種實驗動物氧艙結構由氮氣瓶1、空氣栗5、動物艙4、緩沖罐2、中央處理器3、流 量計17、分布器45以及若干個導管、電纜線等構成。其中流量計17、緩沖罐2、分布器45組成 本實用新型的減壓系統，通過減壓系統的降壓，使輸入的氣體逐級降低到大氣壓值。中央處 理器3、電磁閥15、電磁閥16、電磁閥42、氧探頭11、壓力傳感器10構成本實用新型的中央處 理系統。
[0030] 所述氮氣瓶1內盛裝氮氣，氮氣瓶1通過前端氮氣導管12經流量計、緩沖罐2后與動 物艙4相連。由于空氣的主要成分是氧氣和氮氣，因此本實用新型動物艙4內的氧氣濃度由 氮氣間接控制。
[0031] 所述空氣栗5通過前端空氣導管6經流量計17、緩沖罐2后與動物艙4相連。
[0032] 所述中央處理器3為整個裝置的控制系統，負責空氣栗5、電磁閥15、電磁閥16、電 磁閥42的開啟與關閉，負責動物艙4內壓力以及氧濃度的數據處理。動物艙4的內壓由壓力 傳感器10探測，氧氣濃度由氧探頭11探測，它們探測的數據傳送給中央處理器3。內壓數據、 氧氣濃度數據以及設定的時間數據是中央處理器3判斷各個功能部件開啟與關閉的基礎。 中央處理器3可以由電子芯片及一些電子元件構成，也可以用電子計算機來擔當。
[0033] 所述動物艙4為一密閉容器，上部設有上蓋61，上蓋61可以打開，內置飼料盤46可 以預先放置飼料，外置供水瓶41，通過導管引入動物艙4可供小動物飲用。
[0034]后端輸氣管44的一端與緩沖罐2相接，另一端與分布器45相接。
[0035]所述分布器45為一節盲管，由兩端設有封頭52、上部開許多排氣孔53的一節管子 構成。分布器45上部設排氣孔，下部不設排氣孔，這樣做的目的是，避免氣流直面小動物，設 眾多排氣孔的目的是盡可能使排氣均勻。
[0036]壓力傳感器10、氧探頭11伸入動物艙4內，固定在上蓋61上。
[0037]任何狀態下，當動物艙4的內壓高于設定值時，電磁閥42打開，排氣孔43向外排放 氣體。內壓一旦達到設定值，電磁閥42復位。內壓的設定值可以等于大氣壓值，也可以低于 大氣壓值。
[0038]電磁閥42的一端安裝在上蓋61的接管上，自由狀態的另一端構成排氣孔43。它是 高壓氣體以及低氧空氣排放的通道。
[0039]前端空氣導管6、前端氮氣導管12上各裝有流量計17,流量計17上設有調節手柄 19、浮子18,調節手柄19控制氣體的流量大小，浮子18起緩沖作用，能減小氣體的沖擊力，使 輸出的氣流平穩舒緩。
[0040]后端氮氣導管13、后端空氣導管14通過三通與前端輸氣導管51相接。
[0041 ]所述緩沖罐2為一球形中空容器，上下各開一口，上部開口與后端輸氣管44相接， 下部開口與前端輸氣管51相接。緩沖罐2的作用是通過輸氣管管徑的急劇變化，減小單位面 積流體的流量，進而達到減小氣體壓力的作用。從而使輸送進入動物艙4的氣體舒緩，減小 甚至消除細股急流氣體對小動物的傷害。
[0042]本實用新型的工作原理及工作步驟：
[0043] 人的阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征其實質是缺氧，用小動物模擬缺氧狀態， 目的是通過改變氧氣的濃度以及維持時間，觀察缺氧狀態對腦子所造成的損傷。根據呼吸 過程中缺氧、復氧環節的不同，可將模擬實驗的一個周期分為以下四個階段。
[0044] 第一步驟缺氧的進入階段：當達到缺氧狀態設定的時刻時，中央處理器3發出指 令，電磁閥42關閉，動物艙4上的排氣孔43處于關閉狀態，從而使動物艙4處于密閉狀態，電 磁閥16開啟，氮氣瓶1給動物艙4輸送氮氣。氧氣濃度由氧探頭11適時監測，當氧氣濃度達到 設定的缺氧狀態值時，中央處理器3發出指令，電磁閥16關閉，氮氣輸送停止。此階段電磁閥 15始終處于關閉狀態。
[0045] 第二步驟缺氧維持階段:此階段由中央處理器3設定保持時間，此階段各個電磁閥 均處于關閉狀態。
[0046]第三步驟氧濃度的恢復階段：當設定的缺氧時刻達到時，中央處理器3發出指令， 電磁閥42打開，動物艙4內的氣體由排氣孔43向外排放，同時中央處理器3發出指令開啟空 氣栗5、打開電磁閥15,將新鮮空氣向動物艙4內輸送。此階段電磁閥16始終處于關閉狀態。 [0047]第四步驟氧濃度正常階段:此階段初期，電磁閥15、電磁閥42、空氣栗5均處于開啟 狀態，當氧濃度恒定在設定的值時，空氣栗5停車，電磁閥15關閉，氧濃度值一旦低于設定值 即開啟空氣栗5。此階段的維持時間由中央處理器3設定。此階段電磁閥16始終處于關閉狀 態，電磁閥42始終處于開啟狀態。
[0048]根據實驗要求重復上述步驟，即可完成小動物的間歇低氧環境實驗。
【主權項】
1. 一種實驗動物氧艙結構，包括氮氣瓶、空氣栗、動物艙裝置，其特征在于:實驗動物氧 艙結構由氮氣瓶(1)、空氣栗(5)、動物艙(4)、中央處理器(3)、第一電磁閥（15)、第二電磁閥 (16)、第三電磁閥（42)以及若干個導管、電纜線構成；后端輸氣管(44)的一端與緩沖罐(2) 相接，另一端與分布器(45)相接。2. 根據權利要求1所述的一種實驗動物氧艙結構，其特征在于:動物艙(4)上部設有上 蓋(61)，上蓋(61)可以打開，內置飼料盤(46)可以預先放置飼料，外置供水瓶(41)，通過導 管引入動物艙(4)，可供小動物飲用。3. 根據權利要求1所述的一種實驗動物氧艙結構，其特征在于：中央處理器(3)為整個 裝置的控制系統，負責空氣栗(5)、第一電磁閥（15)、第二電磁閥（16)、第三電磁閥（42)的開 啟與關閉，負責動物艙(4)內壓力數據以及氧濃度數據的處理;動物艙(4)內的內壓由壓力 傳感器（10)探測，氧氣濃度由氧探頭（11)探測，它們探測的數據傳送給中央處理器(3);內 壓數據、氧氣濃度數據以及設定的時間數值是中央處理器(3)判斷各個功能部件開啟與關 閉的基礎。4. 根據權利要求1所述的一種實驗動物氧艙結構，其特征在于:壓力傳感器（10)、氧探 頭（11)伸入動物艙(4)內，固定在上蓋(61)上。5. 根據權利要求1所述的一種實驗動物氧艙結構，其特征在于:第三電磁閥(42)的一端 安裝在上蓋(61)的接管上，自由狀態的另一端構成排氣孔(43)。
【文檔編號】A01K1/035GK205511448SQ201620084607
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月28日
【發明人】劉維英, 余勤, 岳紅梅
【申請人】蘭州大學第醫院, 蘭州大學第一醫院