УЛЬТРАЗВУКОВОЙ АЭРОЗОЛЬНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1994 года по МПК A61M11/02 

Изобретение относится к ультразвуковым распыливающим устройствам, предназначено для получения аэрозолей из жидких веществ и может быть использовано в медицине для аэрозольных ингаляций, а также при увлажнении и ароматизации воздуха.

Известен портативный ингалятор с ультразвуковым распылением, содержащий пьезоэлектрический резонатор стержневого типа с плоской излучающей поверхностью.

Недостатком этого ингалятора является низкая производительность в связи с малой интенсивностью ультразвукового излучения на границе лекарственный препарат-воздух.

Известен ультразвуковой аэрозольный аппарат, содержащий блок питания, генератор ультразвуковых колебаний с излучателем, резервуар с иммерсионной средой, распылительную камеру, ванночку для распыливаемой жидкости с дозатором ее подачи, входной и выходной патрубки, при этом резервуар выполнен в виде герметичной емкости, газовая полость которой соединена гибким газопроводом с распылительной камерой, а система генерирования аэрозоля снабжена дополнительным ультразвуковым генератором и излучателем пониженной рабочей чистоты.

Недостатком известного аппарата является низкая производительность распыления.

Задачей разработки является получение технического результата, заключающегося в повышении производительности распыления. Это достигается тем, что предложен ультразвуковой аэрозольный аппарат, содержащий блок питания, генератор высокочастотных колебаний с частотозадающим элементом, резервуар с иммерсионной средой, распылительную камеру, сменную основную ванночку для распыливаемой жидкости с дозатором ее подачи, входной и выходные патрубки, при этом резервуар снабжен вертикальной диэлектрической перегородкой, на которой закреплен частотозадающий элемент, выполненный в виде плоского пьезоэлектрического резонатора, по обе стороны которого расположены закрепленные в полости резервуара фокусирующие рефлекторы, акустическая ось каждого из которых перпендикулярна поверхности иммерсионной среды, при этом на акустических осях рефлекторов расположены основания и аналогичная ей дополнительно введенная ванночки, уровень заполнения которых распыляемой жидкостью совпадает с фокальной плоскостью рефлекторов. Кроме того, аппарат снабжен нагревателем, а распылительная камера снабжена съемной газонепроницаемой перегородкой.

На чертеже приведена схема ультразвукового аэрозольного аппарата.

Аппарат состоит из резервуара 1 и распылительной камеры 2. В резервуаре 1 имеется вертикальная диэлектрическая перегородка 3, на которой закреплен частотозадающий элемент, выполненный в виде плоского пьезоэлектрического резонатора 4, по обе стороны от которого расположены закрепленные в полости резервуара фокусирующие рефлекторы 5, на акустических осях которых расположены основная и дополнительная сменные ванночки 6. Резервуар заполнен иммерсионной средой 7, в качестве которой используется, например, дистиллированная вода. На корпусе распылительной камеры 2 установлены съемная газонепроницаемая перегородка 8, входной и два выходных патрубка 9. В состав аппарата входят нагреватель 10, дозатор уровня 11 с соединительными трубками и генератор высокочастотных колебаний 12.

Вертикальное закрепление пьезоэлектрического резонатора обеспечивает возможность использования излучения от обеих его плоскостей, при этом в иммерсионной среде возникает два одинаковых ультразвуковых пучка, параллельных ее поверхности.

Использованные дополнительно элементы акустической схемы - параболические рефлекторы обеспечивают изменение направления распространения ультразвуковых пучков перпендикулярно поверхности иммерсионной среды, одновременно осуществляя их фокусировку вблизи поверхности распыляемой жидкости (лекарственного препарата).

Выбор формы частотозадающего элемента в виде плоской равнотолщинной пластины обусловлен также оптимальными условиями получения резонансных колебаний.

Применение диэлектрической перегородки в резервуаре связано с необходимостью электрической изоляции обкладок пьезорезонатора и предотвращением протекания тока в иммерсионной среде.

Аппарат работает следующим образом. После включения аппарата напряжение с самовозбуждающегося генератора 12, настроенного на частоту механического резонанса подается на пьезопластину 4, которая колеблется в иммерсионной среде 7 и возбуждает в ней продольные ультразвуковые колебания в двух противоположных направлениях 13. Ультразвуковые колебания изменяют направление распространения на 90^о, отражаясь от рефлекторов 5, переходят из иммерсионной среды 7 в распыляемую жидкость (лекарственную среду), одновременно фокусируясь вблизи границы ее раздела с воздухом и возбуждают два одинаковых ультразвуковых фонтана 14, из которых в результате действия кавитационных и волновых процессов в полость распылительной камеры 2 выделяется мелкодисперсный аэрозоль применяемой жидкости или лекарственного препарата. При этом расход распыляемой жидкости компенсируется специальным дозатором 11 таким образом, чтобы ее уровень постоянно совпадал с фокальной плоскостью рефлекторов.

В случае установки в распылительную камеру 2 съемной перегородки возникает возможность одновременного получения аэрозолей двух различных жидкостей.

Полное использование ультразвукового излучения от рабочих поверхностей пьезоэлектрического резонатора и возбуждение двух выделяющих аэрозоль фонтанов повысит производительность аппарата без увеличения энергозатрат и позволит расширить его область применения. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1081854, кл. A 61 M 11/60, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР N 566591, кл. A 61 M 11/00, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР N 262321, кл. A 61 M 11/02, 1970 - прототип.

Использование: в медицине и медицинской технике для аэрозольных ингаляций при введении жидких лекарственных препаратов в дыхательные пути человека, а также при увлажнении воздуха. Сущность изобретения: аппарат состоит из резервуара 1 и распылительной камеры 2. В резервуаре 1 имеется диэлектрическая перегородка 3, в которой по контуру закреплен плоский пьезоэлектрический резонатор 4, два металлических рефлектора 5 и две ванночки 6 для лекарственных препаратов. Резервуар заполнен иммерсионной средой 7, например дистиллированной водой. На корпусе камеры 2 установлены съемная газонепроницаемая перегородка 8, входной и несколько выходных патрубков 9. В состав аппарата входят нагревательные элементы 10, дозатор уровня 11 с соединительными трубками, генератор высокочастотных колебаний 12. При колебании пьезоэлектрического резонатора в иммерсионной среде возбуждаются продольные ультразвуковые колебания в двух направлениях, которые, попадая на рефлекторы 5 и отражаясь от них, переходят в лекарственный препарат и, фокусируясь вблизи границы его раздела с воздухом, вызывают два ультразвуковых фонтата 14, из которых в результате действия кавитационных и волновых процессов в полость камеры 2 выделяется мелкодисперсионный аэрозоль используемого лекарственного препарата, вдыхаемого пациентом. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ АЭРОЗОЛЬНЫЙ АППАРАТ, содержащий блок питания, генератор высокочастотных колебаний с частотозадающим элементом, резервуар с иммерсионной средой, распылительную камеру, сменную основную ванночку для распыляемой жидкости с дозатором ее подачи, входной и выходные патрубки, отличающийся тем, что резервуар снабжен вертикальной диэлектрической перегородкой, на которой закреплен частотозадающий элемент, выполненный в виде плоского пьезоэлектрического резонатора, по обе стороны которого расположены закрепленные в полости резервуара дополнительно введенные фокусирующие рефлекторы, акустическая ось каждого из которых перпендикулярна к поверхности иммерсионной среды, при этом на акустических осях рефлекторов расположены основная и аналогичная ей дополнительно введенная ванночки, уровень заполнения которых распыляемой жидкостью совпадает с фокальной плоскостью рефлекторов. 2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что резервуар снабжен нагревателем, а распылительная камера - съемной газонепроницаемой перегородкой.