专利名称：混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置的制作方法
技术领域：
一种混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置可发生混合有机蒸气，用于动物的吸入染毒。属于预防医学领域。
我国的现有动态配气装置一般只注重气体发生部分，主要有两种1.渗透管配气法它是由一个内装液态物质的玻璃安瓿和聚四氟乙烯渗透帽所组成。聚四氟乙烯渗透帽面积的大小及厚薄就决定渗透率的大小。此法对于配制恒定的低浓度混合气是一种比较精确的方法。影响渗透率的因素有温度、渗透面的大小、渗透帽壁的厚薄以及渗透管的结构。如果要配制两组份的混合标准气体，必须将两种不同组份的渗透管放在同一个渗透管夹持器中或气体瓶中。2.扩散管法它是根据温度恒定时，蒸气的扩散速度固定不变的原理设计的。蒸气由扩散管以恒定的速度向上扩散，与清洁空气混合。扩散速度与化合物的性质、扩散管的直径、长度和温度有关。在扩散管固定时，将其置于恒温槽内，控制空气流量，可得到稳定的浓度。扩散率的测量要用称重的方法，要求精确，比较繁琐。当为两种化合物的混合液时或有害物质液体中含有异构体时不能用扩散管法配气。
以上两种方法，称量是确定渗透率及扩散率的关键问题，在只用一支管时，不能配制出两种混合挥发性有机溶剂蒸气。就是说，这两种发生装置对于发生单组份气体非常有用，但不能长时间恒定的产生特定组成的两组份蒸气。
动物染毒部分目前应用的染毒装置分为两种。一种是单只动物分别吸入染毒，尿可以收集，每只大鼠之间的染毒浓度会有差别，对染毒浓度与大鼠体内变化效应之间的关系有一定影响(如国家疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所卫生毒理室的装置)。另一种为群体染毒，即数只大鼠在同一容器里染毒，但鼠尿在染毒的过程中，不能收集(如北京市疾病预防医学研究中心卫生毒理室)。因此，染毒浓度与效应之间的关系缺少染毒期间的数据。
使用稀释剂、洗净剂、油墨、喷涂剂等工作中，作业人员能同时吸入多种有机溶剂蒸气。为了保护劳动者健康，我国已经建立了工作环境中一些毒物的最高容许限值。它的制定只考虑到吸入一种有机蒸气。计算公式为C/TLV≤1，C为现场空气中毒物浓度，TLV为相应的最高容许限值。当职工同时吸入两种有机蒸气时，美国已经推荐可以按C1/TLV1+C2/TLV2≤1计算。适用条件是当每一组份的毒性是独立时，即它们的综合效应属于相加性质时，判定标准可以等于1。如果这种毒性效应是协同性质的，这个值必须小于1。由于缺乏适宜的发生两组份或两组份以上混合有机蒸气的装置等原因，我国对混合有机蒸气联合毒性作用的研究尚属空白。过去我们应用的扩散管配气法和渗透管配气法，仅适用于配制发生一种有机溶剂蒸气。本实用新型发明目的在于克服现有技术的不足，发明一种混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置，它可发生混合有机蒸气，用于动物的吸入染毒。
本实用新型发明目的是通过混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置来实现。本装置是由混合有机溶剂蒸气发生部分、动物染毒柜和有机蒸气输道管组成。有机蒸气输道管一端接有机溶剂蒸气发生部分的有机溶剂蒸气出口，另一端接动物染毒柜有机溶剂蒸气入口。混合有机溶剂蒸气发生部分采用毛细管——玻璃纤维微孔滤膜的结构。进气口在底部，出气口在顶部的玻璃容器瓶作为发生蒸气瓶，瓶内底部放一个不锈钢支架，以便于在其上放玻璃溶剂瓶。玻璃溶剂瓶用于盛有机溶剂。一段气相色谱毛细管柱所用的毛细管下端插入混合有机溶剂里，上端插入玻璃纤维微孔滤膜中间。动物染毒柜中部为正四立方体(鼠置于其中)，上部和下部均为正四面锥体。下部正四面锥体的顶部与其下面三角形圆锥体相接，三角形圆锥体的底面为倾斜面。通过一不锈钢圆管与鼠粪收集瓶上部相连接。由于鼠粪便呈较硬圆颗粒状，从染毒柜中滚入鼠粪收集瓶中。鼠尿流入鼠尿收集瓶中。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步细述。
图1为本实用新型整体示意图。1为混合有机溶剂蒸气发生部分，2为动物染毒柜，3为有机蒸气输道管组成。
图2为盛有机溶剂的溶剂瓶、毛细管、玻璃纤维微孔滤膜三者的组合结构。4为盛有机溶剂的溶剂瓶，5为毛细管，6为玻璃纤维微孔滤膜，7为聚四氟乙烯管。
图3为蒸气发生瓶的示意图。8为瓶内底部支架，9为纯净空气进口，10为有机溶剂蒸气出口。
图4为用水浴恒温示意图。11为水浴。
图5为染毒柜部分示意图。12为稀释气入口，13是气相色谱监测染毒浓度，14是放鼠处，15是尿液收集瓶，16是鼠粪收集瓶，17是抽气口。
溶剂瓶(4)中是按一定克分子分数混合的两种有机溶剂，玻璃纤维微孔滤膜(简称滤膜6)与混合有机溶剂之间用一段熔融石英毛细管(5)相连接，滤膜产生有机蒸气。有一根聚四氟乙烯管(7)插在溶剂瓶的顶部，当两种溶剂以一定比例混合在溶剂瓶中以后，在这个小管的未端用小注射器向溶剂瓶中缓慢推入气体，提高溶剂瓶中的气压，使瓶内的液体压到滤膜上，至到滤膜用溶剂全部浸润。然后，将溶剂瓶放入一个蒸气发生瓶容器内，在顶部是混合蒸气的出气口(10)，在底部是清洁空气的进气口(9)。瓶内底部放一个不锈钢支架(8)，以便于在其上放玻璃溶剂瓶(4)。此容器再放入恒温水浴(11)中。这样有一定流量的清洁空气进入，在恒温下，有一定浓度的混合蒸气产生并从上口管道进到染毒柜里。
那根聚四氟乙烯管的另一个作用是在产生恒定两组份混合蒸气的过程中，随着混合溶剂的减少，瓶内压力会微微变小，由于此管内外相通使得溶剂瓶的内外压相同，保证毛细管的虹吸作用。
有机溶剂1和有机溶剂2分别表示两种挥发性不同的有机溶剂。
X1和X2分别表示两种溶剂在溶剂瓶中混合后的克分子分数。
X1E和X2E分别表示两种溶剂在滤膜上的克分子分数。
Y1和Y2分别表示已挥发成蒸气的两种溶剂的克分子分数。
由于滤膜表面两种溶剂持续性的挥发，使得溶剂瓶中的混合液体在毛细管虹吸的作用下，液体不间断的通过毛细管供应到滤膜上。在滤膜上再挥发成蒸气，如此往复循环。
假设在挥发前的一瞬间，X1E和X2E等于X1和X2。在挥发开始时，易挥发的组份Y1＞X1，因为易挥发性组份1比不易挥发性组份2的气化速度快，X1E随时间降低。随着X1E的降低，易挥发组份中的蒸气比例Y1也随之减低。
相反，X2E随时间提高。随着X2E的提高，不易挥发组份中的蒸气比例Y2也随之提高。如此交替变化，两者达到动态平衡。这种动态平衡的宏观结果是已形成蒸气的克分子分数Y1和Y2与在溶剂瓶中X1和X2的克分子分数相等。
简而言之，当两种溶剂混合在一个封闭容器里，平衡状态下，液相和蒸气相的组成通常不一致，就是说，那种易挥发性的成份在气相中的比例要高于在液相中。我们通过用载气携带走蒸气，滤膜上的两种液体成份比例保持一种动态平衡状态。最初，易挥发组份蒸气产生浓度较高，但随时间的增长而慢慢降低，因为易挥发成份在滤膜上的组成比例随着挥发的进行而减低。相反，不易挥发组份的挥发量随时间的增长而提高。
进气口在底部，出气口在顶部的发生蒸气瓶可用玻璃容器瓶，其直径为4.5cm，高为21cm。瓶内底部放的不锈钢支架约高为8cm，以便于在其上放玻璃溶剂瓶。玻璃溶剂瓶为具塞长圆柱状，容积约60ml，用于盛有机溶剂。
不锈钢染毒柜中部正四立方体，容积尺寸为0.4米×0.4米×0.4米。上部和下部均为正四面锥体，高为0.225米。为确保鼠尿沿壁流入尿瓶中，下部正四面锥体的顶部与其下面三角形圆锥体相接的外角为约145度---155度，三角形圆锥体的底面为倾斜面。由于鼠粪便呈较硬圆颗粒状，从染毒柜中滚入鼠粪收集瓶中。特别需要指出的是与鼠粪收集瓶上部相连接的一断不锈钢圆管不与四面锥体的顶部相连接。染毒柜各部分均焊接而成。放鼠处可放6只鼠。
毛细管——玻璃纤维微孔滤膜混合有机溶剂蒸气发生法的特点1.利用滤膜的多孔性和在滤膜表面上有机溶剂的易挥发性。2.利用毛细管虹吸作用液体流动方向的不可逆性。3.混合有机溶剂在滤膜表面挥发性时，在载气作用下的动态平衡。由于以上特点，使溶剂瓶中液相两组份的克分子分数等于滤膜产生的蒸气浓度，推算出应该按何种体积比例混合有机溶剂，再通过改变滤膜面积的大小，改变载气的流速、改变水浴温度，控制动物吸入染毒的高、中、低浓度。本实用新型优点在于不用称重，且能长时间恒定的产生特定组成的两组份蒸气。它的染毒装置既可进行群体染毒，也可将染毒期间的鼠尿和粪便分别收集，使大鼠染毒后体内代谢变化的测定成为简便易行。这种新装置原理科学、操作简便，为开展混合有机溶剂对动物毒性作用的实时、动态观察和活体检测等研究提供了一种手段。而以往的气体发生法对于发生单组份气体非常有用，但不能长时间恒定的产生特定组成的两组份挥发性有机溶剂蒸气。
权利要求1.一种混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置，其特征在于它由混合有机溶剂蒸气发生部分、动物染毒柜和有机蒸气输道管组成；有机蒸气输道管一端接有机溶剂蒸气发生部分的有机溶剂蒸气出口，另一端接动物染毒柜有机溶剂蒸气入口。
2.根据权利要求书1所述的混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置，其特征在于混合有机溶剂蒸气发生部分的结构是在进气口在底部，出气口在顶部的发生蒸气瓶里有一盛有机溶剂的溶剂瓶，一段毛细管下端插入混合有机溶剂里，上端插入玻璃纤维微孔滤膜中间；有一根聚四氟乙烯管插在溶剂瓶的顶部。
3.根据权利要求书1所述的混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置，其特征在于动物染毒柜中部为正四立方体，上部和下部均为正四面锥体，下部正四面锥体的顶部与其下面三角形圆锥体相接的外角约为145度---155度，三角形圆锥体的底面为倾斜面，通过一不锈钢圆管与鼠粪收集瓶上部相连接。
专利摘要一种混合有机溶剂蒸气动态配气染毒装置由混合有机溶剂蒸气发生部分、动物染毒柜和有机蒸气输道管组成。它的混合有机溶剂蒸气发生部分采用毛细管——玻璃纤维微孔滤膜的结构。动物染毒柜中部为正四立方体(鼠置于其中)，上部和下部均为正四面锥体。下部正四面锥体的顶部与其下面三角形圆锥体相接，三角形圆锥体的底面为倾斜面。它能长时间恒定的产生特定组成的两组份蒸气。它的染毒装置既可进行群体染毒，也可将染毒期间的鼠尿和粪便分别收集。它适用于动物的吸入染毒。属于预防医学领域。
文档编号B01F3/00GK2550761SQ02240058
公开日2003年5月14日 申请日期2002年7月8日 优先权日2002年7月8日
发明者崔强 申请人:北京市疾病预防控制中心, 北京市预防医学研究中心