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Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mittels Ultraschall
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols
mittels Ultraschall, die einen die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmenden Behälter,
eine elektroakustische Wandlereinrichtung, ein zwischen dieser und Behälter angeordnetes
Gefäss für eine Kopplungsflüssigkeit sowie ein Gehäuse aufweist.
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Bekannte derartige Vorrichtungen weisen den Nachteil eines verhältnismässig
unübersichtlichen Aufbaus auf, der die Handhabung im täglichen Gebrauch, aber auch
die Beseitigung irgendwelcher Störungen, die Durchführung von Reparaturen kompliziert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter
Vorrichtungen zu beseitigen. Insbesondere wird angestrebt, eine Vorrichtung der
eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass die mit dem Aerosol in Berührung
kommenden Teile, insbesondere
der die zu zerstäubende Flüssigkeit
aufnehmende Behälter, ohne Schwierigkeiten keimfrei gemacht werden können. Die Vorrichtung
soll leicht zu bedienen und auch leicht zu handhaben sein.
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Dies gilt insbesondere für jene Teile, die häufiger von der Vorrichtung
abgenommen werden müssen, beispielsweise um sie oder andere Teile zu reinigen, um
Flüssigkeitsreste zu entfernen usw.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung zunächst vor, dass
der die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmende Behälter von einer Halterung getragen
ist, die zugleich als Abdeckung für das die Kopplungsflüssigkeit enthaltende Gefäss
dient. Dabei kann der Behälter fest mit der als Deckelteil ausgebildeten Abdeckung
verbunden sein, welches an dem die Kopplungsflüssigkeit enthaltenden Gefäss lösbar
anbringbar ist. Vorteilhaft ist die Anordnung so getroffen, dass das Gehäuse oberseitig
durch das Gefäss für die Kopplungsflüssigkeit begrenzt ist.
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Eine derartige Ausgestaltung führt zu einer kompakten Vorrichtung,
wobei aufgrund der zusätzlichen Abdeckung die Möglichkeit besteht, das Gefäss für
die Kopplungsflüssigkeit hinsichtlich seiner Grösse und seiner Gestalt unabhängig
zu wählen von der Gestalt des Behälters, der die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnimmt.
Da Abdeckung bzw. Halterung und Behälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit fest
miteinander verbunden sind, ist die Anzahl der zu handhabenden Teile kleiner oder
doch zumindest nicht grösser als bei bekannten Geräten. Die Unabhängigkeit in Bezug
auf die Wahl der Grösse und der Gestalt des Gefässes für
die Kopplungsflüssigkeit
gibt die Möglichkeit, ein verhältnismässig grosses Gefäss und damit eine entsprechend
grosse Menge an Kopplungsflüssigkeit zu verwenden. Auf diese Weise kann erreicht
werden, dass die Kopplungsflüssigkeit unter der Einwirkung des Ultraschalls sich
nur geringfügig, jedenfalls in geringerem Ausmasse erwärmt als bei bekannten Vorrichtungen.
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung hat weiterhin den Vorteil, dass bei mittels
Schrauben, Federklammern oder dgl. befestigte Halterung die Gesamtvorrichtung ein
einheitliches Gerät darstellt, dessen Einzelteile so miteinander verbunden sind,
dass beim Transport oder anderer Handhabung des Gerätes die Teile sich nicht oder
nicht jedenfalls nicht ohne weiteres voneinander lösen.
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Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die Anordnung so
getroffen sein, dass das Gehäuse einen im wesentlichen rechteckigen Grundriss aufweist
und das Gefäss für die Kopplungsflüssigkeit als Wanne mit im wesentlichen rechteckigen
Grundriss ausgebildet ist, die in das Gehäuse einsetzbar ist. Zweckmässig schliesst
die obere Begrenzung der Wanne etwa mit der oberen Begrenzung des Gehäuses ab, so
dass die Wanne innerhalb der Konturen des Gehäuses liegt, welche Tatsache zu einer
kompakten und dennoch übersichtlichen Bauweise führt. Der umlaufende Rand der Wanne
kann dabei den oberen Rand des Gehäuses ganz oder auf Teilen von dessen Umfang übergreifen.
Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die Anordnung ohne weiteres so getroffen
sein, dass Halterung bzw. Deckelteil die oberseitige Abdeckung des Gehäuses bilden.
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Der die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmende Behälter kann in an
sich bekannter Weise als Hohlzylinder ausgebildet und an seiner Unterseite durch
eine lösbar angebrachte Membran verschlossen sein. Das den Behälter oberseitig verschliessende
Wandteil ist vorteilhaft einstückig mit dem Mantelteil des Behälters und mit Durchbrechungen
für den Durchgang von Luft, Aerosol und zu zerstäubende Flüssigkeit versehen. Der
die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmende Behälter und gegebenenfalls die zugehörige
Halterung können aus nicht rostendem Stahl hergestellt sein. Es ist dann möglich,
den Behälter aus einem Zuschnitt durch Drücken oder dgl. herzustellen. Die Verwendung
von hochwertigem Stahl ist insbesondere für Reinigungs- und Sterilisiervorgänge
vorteilhaft. Im übrigen kann auch das Gefäss für die Kopplungsflüssigkeit aus nicht
rostendem Stahl bestehen. In diesem Gefäss kann zudem ein Schwimmer angeordnet sein,
dem ein in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand betätigbarer Schalter zugeordnet ist,
der in den dem Wandler zugeordneten Energiekreis eingeschaltet ist.
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Es ist bekannt, die elektroakustische Wandlereinrichtung im Boden
des Gefässes für die Kopplungsflüssigkeit anzuordnen. Gemäss einem weiteren Vorschlag
der Erfindung kann der Boden dieses Gefässes unterhalb des Behälters für die zu
zerstäubende Flüssigkeit mit einer Durchbrechung versehen sein, wobei der diese
Durchbrechung begrenzende Randbereich des Bodens etwa trichterförmig nach unten
abgebogen ist und ein vorzugsweise ebenfalls aus rostfreiem Stahl bestehender, etwa
konischer Haltering in diese Öffnung eingesetzt ist, innerhalb dessen der etwa scheibenförmige
Wandler
angeordnet ist, wobei der Haltering an seiner dem Behälter abgekehrten Seite mit
einem zylindrischen Fortsatz versehen ist, auf dessen Aussengewinde ein Gewindering
aufschraubbar ist. Zwischen- dem etwa konischen Haltering und dem die Durchbrechung
begrenzenden Randbereich des Bodens des Gefässes kann ein Dichtring angeordnet sein.
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Die den Behälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit unterseitig begrenzende
Membran kann mittels einer auf den unteren Endabschnitt des Behälters aufschraubbaren
Ring gehalten sein, der stirnseitig mit vorzugsweise radialen durchgehenden Schlitzen
versehen ist. Diese sollen als Durchgänge für gegebenenfalls eingeschlossene Luftblasen
dienen.
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Es ist bekannt, bei Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art ein
Gebläse für die Erzeugung des das Aerosol transportierenden Luftstromes vorzusehen,
welches vorteilhaft im oder am Gehäuse angeordnet und mittels einer Leitung mit
dem die zu zerstäubenden Flüssigkeit aufnehmenden Behälter verbunden ist. Gemäss
einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die Leistung des Gebläses und damit
die in den Behälter strömende Luftmenge einstellbar sein.
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Dies geschieht zweckmässig durch entsprechende Einstellbarkeit des
das Gebläse antreibenden Elektromotors. Weiterhin sieht die Erfindung die Möglichkeit
vor, dass auch die Leistung des Wandlers einstellbar ist, um so durch Einstellung
der Amplitude des Wandlers die Menge des zu erzeugenden Aerosols bestimmen zu können.
Die Einstellbarkeit des Gebläses hat den Vorteil, dass bei gegebener Leistung des
Wandlers die Anzahl der durch Vernebelung der Flüssigkeit
entstehenden
Partikelchen pro Volumeneinheit Luft oder Sauerstoff variierbar ist.
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Das Gehäuse der Vorrichtung kann eine vorzugsweise rechteckige Bodenplatte
und vier senkrecht nach oben sich erstreckende Winkelprofile aufweisen, an denen
seitlich die Aussenwandungen des Gehäuses bildende Platten angebracht sind. Wenn
die Bodenplatte oder eine andere das Gehäuse begrenzende Wandung mit Durchbrechungen
für den Durchgang der vom Gebläse angesaugten Luft versehen ist, kann die Anordnung
weiterhin so getroffen sein, dass unterhalb der Bodenplatte oder seitlich neben
einer anderen Platte eine Halterung für die lösbare Anbringung eines vor den Durchbrechungen
befindlichen Bakterienfilters vorgesehen ist. Diese Halterung kann aus seiner ebenfalls
mit Durchbrechungen versehenen, parallel zum Boden oder zu einer Wandung unmittelbar
an diesem bzw. an dieser anliegend angebrachten Platte bestehen, die seitlich und
gegebenenfalls an einem Stirnende mit U-förmigen Profilen versehen ist. Auf diese
Weise wird erreicht, dass der der Halterung angepasste Bakterienfilter schnell und
ohne Komplikation ausgewechselt werden kann. Es ist dazu nicht notwendig, dass Gehäuse
zu öffnen oder sonst irgendwelche Teile zu bewegen oder zu entfernen, um an das
Bakterienfilter bzw. die dafür vorgesehene Halterung heranzukommen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Erzeugen
eines Aerosols, Fig. 2 in grössrem Maßstab die Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung,
teilweise im Schnitt.
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Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel weist unter
anderem ein Gehäuse 10, einen Vorratsbehälter 11 für die zu zerstäubende Flüssigkeit
12, einen Behälter 13, in welcher die Flüssigkeit 12 zerstäubt wird, ein Gefäss
14 für eine Kopplungsflüssigkeit 15, eine elektroakustiche Wandlereinrichtung 16
mit einem Wandler 17 sowie ein innerhalb des Gehäuses 10 angebrachtes Gebläse 42
auf, das von einem Motor 43 angetrieben ist. Innerhalb des Gehäuses 10 sind weiterhin
ein Netzteil 18, ein Oszillator und andere zugehörige elektrotechnische Bauteile
sowie gegebenenfalls eine Heizeinrichtung angeordnet, durch die die Temperatur des
Aerosols beeinflussbar ist.
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Der Behälter 13 ist - abgesehen vom Bodenbereich - einstückig aus
nicht rostendem Stahl hergestellt. An seinem unteren Ende ist er durch eine Kunststoffmembran
19 verschlossen, die mittels eines Gewinderinges 20, der auf den unteren Endabschnitt
des Behälters 13 aufschraubbar ist, lösbar befestigt ist. Dieser Gewindering 20
ist an seiner Unterseite mit vorzugsweise radial verlaufenden Schlitzen, Nuten oder
dgl. 21 versehen, die sich über seine gesamte radiale Breite erstrecken. Die Nuten
21 bilden die Durchlässe für irgendwelche Luft, die beim Einsetzen des Behälters
13 in das Gefäss 14 bzw. die darin befindliche Kopplungsflüssigkeit 15 zwischen
der Unterseite des Behälters13 bzw. der Membran 19
und der zugehörigen
Teile und der Kopplungsflüssigkeit 15 eingeschlossen werden könnte. Derartige Lufteinschlüsse
können die Übertragung der Schallenergie von dem unterhalb der Membran 19 in einem
Abstand von derselben angeordneten Wandler 17 auf die im Behälter 13 befindliche
Flüssigkeit 12, die vernebelt werden soll, beeinträchtigen.
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Der zylindrische Behälter 13, der oberseitig drei Öffnungen aufweist,
ist etwa im unteren Drittel seiner axialen Erstreckung mit einer als Deckelteil
22 ausgebildeten Halterung verbunden. Dieses Deckelteil besteht ebenfalls aus nichtrostendem
Stahl, so dass eine dichte, feste Verbindung zwischen den Teilen 13 und 22 ohne
weiteres durch bekannte Verfahren hergestellt werden kann. Die Form des Deckelteiles
22 ist an die des die Kopplungsflüssigkeit 15 aufnehmenden Gefässes 14 angepasst,
so dass das Deckelteil 22 mit dem darin befindlichen Behälter 13 bei der inder Zeichnung
dargestellten Lage der Teile das Gefäss 14 oberseitig verschließt.
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Zwischen dem oberen Rand 23 des Gefässes und dem Deckelteil 22 ist
eine Dichtung 24 angeordnet.
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Das Gehäuse 10 weist einen rechteckigen Grundriss auf, wobei an den
vier Ecken des Gehäuses 10 jeweils ein vertikales Winkelprofil 26 vorgesehen ist.
Sämtliche Winkelprofile werden von einer gemeinsamen Bodenplatte 27 getragen. Gehäuse
10 bzw. Winkelprofile 26 sind oberseitig mit kurzen Fortsätzen 28 versehen, die
in zusammengesetztem Zustand der Teile entsprechende Durchbrechungen nahe den Ecken
des ebenfalls rechteckigen Deckelteiles 22 und der
darunter befindlichen
Dichtung 24 durchragen. Durch entsprechende Bemessung der Fortsätze 28 und deren
dem Deckel 22 befindlichen, mit diesen Fortsätzen zusammenwirkenden Durchbrechungen
ist ohne zusätzliche Vorkehrungen ein einwandfreier Sitz der Dichtung 24 und des
Deckelteiles 22 und damit auch des Behälters 13 mit dem die Kopplungsflüssigkeit
15 enthaltenden Gefäss 14 und dem im Boden desselben angebrachten Wandlers 17 gewährleistet.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, zusätzliche noch irgendwelche lösbaren
Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, Federklammern oder dgl., vorzusehen,
durch die Deckel 22 und Behälter 13 in ihrer Lage gesichert sind. Bei normalem Betrieb
ist dies jedoch nicht notwendig.
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Ein besonderer Vorteil der vorbeschriebenen Ausgestaltung besteht
darin, dass der Behälter 13 mit dem Deckelteil 22 ohne Schwierigkeiten beispielsweise
in einem Autoklaven, also durch Anwendung hoher Temperaturen, keimfrei gemacht werden
kann. Dies gilt auch für das Gefäss 14, das gegebenenfalls lösbar in den oberen
Bereich des Gehäuses 10 eingehängt sein kann.
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Innerhalb des Gefässes 14 ist ein an einem Stift 30 geführter Schwimmer
31 vorgesehen, der über geeignete elektrotechnische MIttel, beispielsweise einen
Kontakt, einen Schalter oder dgl. betätigt, sobald das Niveau der Kontaktflüssigkeit
15 eine vorherbestimmte Mindesthöhe unterschreitet. Dies hat zur Folge, dass über
eine nachgeschaltete Einrichtung der den Wandler 17 enthaltende Stromkreis unterbrochen
wird.
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Der Boden 32 des Gefässes 14 ist unterhalb des Behälters 13 mit einer
kreisförmigen Durchbrechung versehen, deren Randbereich 33 nach unten abgebogen
ist. In diesem so gebildeten Trichterabschnitt ist ein Stahlring 34 eingesetzt,
der an den trichterförmigen Randbereich 33 angepasst ist und unterseitig einen zylindrischen
Fortsatz 35 trägt, der mit Aussengewinde versehen ist. Zwischen dem Randbereich
33 des Bodens 32 und dem ebenfalls konischen Ring 34 ist ein Dichtring 36 angeordnet.
Innerhalb des Stahlringes 34 ist der Wandler 17, der im allgemeinen aus Quarz oder
Material mit ähnlichen Eigenschaften besteht, mittels einer Zementmasse flüssigkeitsdicht
angeordnet. Auf den mit Aussengewinde versehenen Fortsatz 35 ist ein Gewindering
37 aufschraubbar, der den Stahlring 34 in eine flüssigkeitsdichte Lage gegen die
Dichtung 36 bzw. den Randbereich 33 zieht. Mit 38 sind die elektrischen Anschlussleitungen
für den Wandler 17 bezeichnet.
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Der Boden 27 des Gehäuses 10 ist im Ansaugbereich des Lüfters mit
Durchbrechungen 29 versehen, die durch ein Bakterienfilter 39 abdeckbar sind. Letzteres
ist in eine Halterung 40, die am Boden 27 unterhalb desselben angebracht ist, einschiebbar.
Zu diesem Zweck ist die Halterung 40, die ebenfalls entsprechende Durchbrechungen
aufweist, an ihren Längsseiten mit U-förmigen Führungen oder dgl.
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versehen.
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Das Gebläse 42 ist durch einen Motor 43 antreibbar, dessen Drehzahl
veränderbar ist. D. h., dass die Luftmenge pro Zeiteinheit, die vom Gebläse 42 gefördert
wird, in Abhängigkeit von den jeweiligen
Verhältnissen eingestellt
werden kann. Druckseitig ist an das Gebläse 42 eine Rohr- oder Schlauchleitung 44
angeschlossen, in der ein weiteres Bakterienfilter 45 eingeschaltet ist. Die Leitung
44 mündet durch die oberseitig in der Wandung des Behälters 13 befindliche Öffnung
46 im Behälter 13.
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Die zweite oberseitig in der Wandung des Behälters 13 befindliche
Öffnung 47 dient zur Hindurchführung eines Schlauches oder dgl.
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48, der an seinem oberen Ende mit dem erwähnten, nach aussen verschlossenen
Vorratsbehälter 11 verbunden ist und mit seinem unteren Ende unterhalb des Spiegels
der zu zerstäubenden Flüssigkeit 12 im Behälter 13 mündet. Der dritten Durchbrechung
49 ist ein Schlauch 50 zugeordnet, aus dessen Mündung 51 das Aerosol ins Freie tritt.
Letzteres wird in der üblichen Weise innerhalb des Behälters 13 unter der Einwirkung
des vom Wandler 16 abgestrahlten Ultraschalls, der auf die Flüssigkeit 12 einwirkt,
erzeugt und durch den durch die Leitung 44 zugeführten Luftstrom durch den Schlauch
50 dem mit dem Aerosol zu versehenden Raum oder gegebenenfalls auch unmittelbar
dem Patienten zugeführt.
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