一种实验动物氧舱结构的制作方法
【专利摘要】一种实验动物氧舱结构，属于医学实验设备技术领域，它所解决的是动物舱低氧浓度的自动控制问题，以及氮气在动物舱分布的均匀性问题；整个实验设备由氮气瓶、空气泵、动物舱、缓冲罐、中央处理器、流量计、分布器以及若干个导管、电缆线等构成；通过调节动物舱内氮气的浓度，达到间接控制氧气浓度的效果；氧气浓度的大小以及维持低氧环境的时间，均由中央处理器自动控制，设备的自动化程度高，无须专人守候；流量计、分布器以及缓冲罐的使用，减小甚至消除了细股急流气体对小动物的伤害，具有供气均匀、平缓的优点，从源头上消除了动物舱氧浓度分布不均匀的现象。
【专利说明】
一种实验动物氧舱结构
技术领域
[0001] 在本实用新型属于医学实验设备技术领域，涉及一种实验动物舱设备，尤其涉及 一种实验动物氧舱结构。
【背景技术】
[0002] 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(0SAHS)是一种睡眠时引发的呼吸疾病，临床 表现有夜间睡眠打鼾、伴呼吸暂停和白天嗜睡。由于呼吸暂?？梢鸱锤捶⒆鞯囊辜涞脱?和高碳酸血症，可导致高血压、冠心病、糖尿病和脑血管疾病等并发症，甚至出现夜间猝死。 目前，尚无理想的0SAHS动物模型，而多以小动物置于间歇低氧环境，来模拟0SAHS患者睡眠 呼吸暂停的病理过程，以此来研究0SAHS的致病机理。
[0003] 现有动物间歇低氧装置采用的是，以控制时间为主的半自动系统，譬如申请专利 201110205532.5,因此存在诸多的技术问题:氧浓度的控制不力，往往造成舱内氧浓度与设 定值出现较大的偏差；由于装置中设置了氧气瓶，因而消耗氧气，从而增加了实验的成本； 动物舱为开放式结构，氧气、氮气的浪费严重;加之氧气、氮气是用导管直接通入动物舱内， 因此动物舱内的氧气分布不均匀。部分区域富集氮气，致使该区域的氧气浓度极大地偏离 设定值，不但严重地影响实验结果的准确性及可靠性，而且直接会造成该区域逗留小动物 的室息；另外装置中输入的气体未降压，存在细股急流气体直面小动物的现象，不利于小动 物的培养。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种实验动物氧舱结 构，通过氮气浓度的调节，达到间接控制空气中氧气浓度的效果;通过流量计、缓冲罐、分布 器组成的减压系统，逐级降低输入气体的压力，从而使输入到动物舱的气流均匀、平缓。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
[0006] -种实验动物氧舱结构由氮气瓶、空气栗、动物舱、缓冲罐、中央处理器、流量计、 分布器以及若干个导管、电缆线等构成。其中流量计、缓冲罐、分布器组成本实用新型的减 压系统，通过减压系统的降压，使输入的气体逐级降低到大气压值。中央处理器、电磁阀、氧 探头、压力传感器构成本实用新型的中央处理系统。
[0007] 所述氮气瓶内盛装氮气，氮气瓶通过前端氮气导管经流量计、缓冲罐后与动物舱 相连。由于空气的主要成分是氧气和氮气，因此本实用新型动物舱内的氧气浓度由氮气间 接控制。
[0008] 所述空气栗通过前端空气导管经流量计、缓冲罐后与动物舱相连。
[0009] 所述中央处理器为整个装置的控制系统，负责空气栗以及各个电磁阀的开启与关 闭，负责动物舱内压力以及氧浓度的数据处理。动物舱的内压由压力传感器探测，氧气浓度 由氧探头探测，它们探测的数据传送给中央处理器。内压数据、氧气浓度数据以及设定的时 间数据是中央处理器判断各个功能部件开启与关闭的基础。中央处理器可以由电子芯片组 及一些电子元件构成，也可以用电子计算机来担当。
[0010]所述动物舱为一密闭容器，上部设有上盖，上盖可以打开，内置饲料盘可以预先放 置饲料，外置供水瓶，通过导管引入动物舱可供小动物饮用。
[0011]后端输气管的一端与缓冲罐相接，另一端与分布器相接。
[0012] 所述分布器为一节盲管，由两端设有封头、上部开许多排气孔的一节管子构成。分 布器上部设排气孔，下部不设排气孔，这样做的目的是，避免气流直面小动物，设众多排气 孔的目的是尽可能使排气均匀。
[0013] 压力传感器、氧探头伸入动物舱内，固定在上盖上。
[0014] 任何状态下，当动物舱的内压高于设定值时，排气孔上的电磁阀打开，排气孔向外 排放气体。内压一旦达到设定值，电磁阀复位。内压的设定值可以等于大气压值，也可以低 于大气压值。
[0015] 排气孔上的电磁阀一端安装在上盖的接管上，自由状态的另一端构成排气孔。它 是高压气体以及低氧空气排放的通道。
[0016] 前端空气导管、前端氮气导管上各装有流量计，流量计上设有调节手柄、浮子，调 节手柄控制气体的流量大小，浮子起缓冲作用，能减小气体的冲击力，使输出的气流平稳舒 缓。
[0017] 后端氮气导管、后端空气导管通过三通与前端输气管相接。
[0018] 所述缓冲罐为一球形中空容器，上下各开一口，上部开口与后端输气管相接，下部 开口与前端输气管相接?；撼骞薜淖饔檬峭ü淦芄芫兜募本绫浠?，减小单位面积流体 的流量，进而达到减小气体压力的作用。从而使输送进入动物舱的气体舒缓，减小甚至消除 细股急流气体对小动物的伤害。
[0019] 有益效果:本实用新型一种实验动物氧舱结构，通过调节氮气的浓度，达到间接控 制空气中氧气浓度的效果;氧气浓度的大小以及维持低氧环境的时间，均由中央处理器自 动控制，自动化程度高，无须专人守候，减轻了实验人员的劳动强度;流量计、分布器以及缓 冲罐的使用，减小甚至消除了细股急流气体对小动物的伤害，具有供气均匀、平缓的优点， 从源头上消除了动物舱氧浓度分布不均匀的现象;另外设备的结构简单、容易加工制造，成 本较低，易于推广应用。
【附图说明】
[0020] 图1本实用新型一种实验动物氧舱结构结构示意图；
[0021] 图2本实用新型中央处理系统结构示意图；
[0022] 图3本实用新型空气栗结构示意图；
[0023] 图4本实用新型动物舱结构示意图；
[0024] 图5本实用新型动物舱内部结构示意图；
[0025] 图6本实用新型分布器结构示意图。
[0026]附图编号
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图1~图6对本实用新型作进一步说明：
[0029] 一种实验动物氧舱结构由氮气瓶1、空气栗5、动物舱4、缓冲罐2、中央处理器3、流 量计17、分布器45以及若干个导管、电缆线等构成。其中流量计17、缓冲罐2、分布器45组成 本实用新型的减压系统，通过减压系统的降压，使输入的气体逐级降低到大气压值。中央处 理器3、电磁阀15、电磁阀16、电磁阀42、氧探头11、压力传感器10构成本实用新型的中央处 理系统。
[0030] 所述氮气瓶1内盛装氮气，氮气瓶1通过前端氮气导管12经流量计、缓冲罐2后与动 物舱4相连。由于空气的主要成分是氧气和氮气，因此本实用新型动物舱4内的氧气浓度由 氮气间接控制。
[0031] 所述空气栗5通过前端空气导管6经流量计17、缓冲罐2后与动物舱4相连。
[0032] 所述中央处理器3为整个装置的控制系统，负责空气栗5、电磁阀15、电磁阀16、电 磁阀42的开启与关闭，负责动物舱4内压力以及氧浓度的数据处理。动物舱4的内压由压力 传感器10探测，氧气浓度由氧探头11探测，它们探测的数据传送给中央处理器3。内压数据、 氧气浓度数据以及设定的时间数据是中央处理器3判断各个功能部件开启与关闭的基础。 中央处理器3可以由电子芯片及一些电子元件构成，也可以用电子计算机来担当。
[0033] 所述动物舱4为一密闭容器，上部设有上盖61，上盖61可以打开，内置饲料盘46可 以预先放置饲料，外置供水瓶41，通过导管引入动物舱4可供小动物饮用。
[0034]后端输气管44的一端与缓冲罐2相接，另一端与分布器45相接。
[0035]所述分布器45为一节盲管，由两端设有封头52、上部开许多排气孔53的一节管子 构成。分布器45上部设排气孔，下部不设排气孔，这样做的目的是，避免气流直面小动物，设 众多排气孔的目的是尽可能使排气均匀。
[0036]压力传感器10、氧探头11伸入动物舱4内，固定在上盖61上。
[0037]任何状态下，当动物舱4的内压高于设定值时，电磁阀42打开，排气孔43向外排放 气体。内压一旦达到设定值，电磁阀42复位。内压的设定值可以等于大气压值，也可以低于 大气压值。
[0038]电磁阀42的一端安装在上盖61的接管上，自由状态的另一端构成排气孔43。它是 高压气体以及低氧空气排放的通道。
[0039]前端空气导管6、前端氮气导管12上各装有流量计17,流量计17上设有调节手柄 19、浮子18,调节手柄19控制气体的流量大小，浮子18起缓冲作用，能减小气体的冲击力，使 输出的气流平稳舒缓。
[0040]后端氮气导管13、后端空气导管14通过三通与前端输气导管51相接。
[0041 ]所述缓冲罐2为一球形中空容器，上下各开一口，上部开口与后端输气管44相接， 下部开口与前端输气管51相接?；撼骞?的作用是通过输气管管径的急剧变化，减小单位面 积流体的流量，进而达到减小气体压力的作用。从而使输送进入动物舱4的气体舒缓，减小 甚至消除细股急流气体对小动物的伤害。
[0042]本实用新型的工作原理及工作步骤：
[0043] 人的阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征其实质是缺氧，用小动物模拟缺氧状态， 目的是通过改变氧气的浓度以及维持时间，观察缺氧状态对脑子所造成的损伤。根据呼吸 过程中缺氧、复氧环节的不同，可将模拟实验的一个周期分为以下四个阶段。
[0044] 第一步骤缺氧的进入阶段：当达到缺氧状态设定的时刻时，中央处理器3发出指 令，电磁阀42关闭，动物舱4上的排气孔43处于关闭状态，从而使动物舱4处于密闭状态，电 磁阀16开启，氮气瓶1给动物舱4输送氮气。氧气浓度由氧探头11适时监测，当氧气浓度达到 设定的缺氧状态值时，中央处理器3发出指令，电磁阀16关闭，氮气输送停止。此阶段电磁阀 15始终处于关闭状态。
[0045] 第二步骤缺氧维持阶段:此阶段由中央处理器3设定保持时间，此阶段各个电磁阀 均处于关闭状态。
[0046]第三步骤氧浓度的恢复阶段：当设定的缺氧时刻达到时，中央处理器3发出指令， 电磁阀42打开，动物舱4内的气体由排气孔43向外排放，同时中央处理器3发出指令开启空 气栗5、打开电磁阀15,将新鲜空气向动物舱4内输送。此阶段电磁阀16始终处于关闭状态。 [0047]第四步骤氧浓度正常阶段:此阶段初期，电磁阀15、电磁阀42、空气栗5均处于开启 状态，当氧浓度恒定在设定的值时，空气栗5停车，电磁阀15关闭，氧浓度值一旦低于设定值 即开启空气栗5。此阶段的维持时间由中央处理器3设定。此阶段电磁阀16始终处于关闭状 态，电磁阀42始终处于开启状态。
[0048]根据实验要求重复上述步骤，即可完成小动物的间歇低氧环境实验。
【主权项】
1. 一种实验动物氧舱结构，包括氮气瓶、空气栗、动物舱装置，其特征在于:实验动物氧 舱结构由氮气瓶(1)、空气栗(5)、动物舱(4)、中央处理器(3)、第一电磁阀（15)、第二电磁阀 (16)、第三电磁阀（42)以及若干个导管、电缆线构成；后端输气管(44)的一端与缓冲罐(2) 相接，另一端与分布器(45)相接。2. 根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于:动物舱(4)上部设有上 盖(61)，上盖(61)可以打开，内置饲料盘(46)可以预先放置饲料，外置供水瓶(41)，通过导 管引入动物舱(4)，可供小动物饮用。3. 根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于：中央处理器(3)为整个 装置的控制系统，负责空气栗(5)、第一电磁阀（15)、第二电磁阀（16)、第三电磁阀（42)的开 启与关闭，负责动物舱(4)内压力数据以及氧浓度数据的处理;动物舱(4)内的内压由压力 传感器（10)探测，氧气浓度由氧探头（11)探测，它们探测的数据传送给中央处理器(3);内 压数据、氧气浓度数据以及设定的时间数值是中央处理器(3)判断各个功能部件开启与关 闭的基础。4. 根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于:压力传感器（10)、氧探 头（11)伸入动物舱(4)内，固定在上盖(61)上。5. 根据权利要求1所述的一种实验动物氧舱结构，其特征在于:第三电磁阀(42)的一端 安装在上盖(61)的接管上，自由状态的另一端构成排气孔(43)。
【文档编号】A01K1/035GK205511448SQ201620084607
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】刘维英, 余勤, 岳红梅
【申请人】兰州大学第医院, 兰州大学第一医院