DE3541056A1 - Vorrichtung zum erzeugen eines aerosols mittels ultraschall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mittels Ultraschall mit einem die für die Energie­ versorgung notwendigen Leitungen und Schalteinrichtungen aufnehmenden, mit Kupplungsteilen versehenen Gehäuse und einem damit lösbar verbundenen, eine Flüssigkeit auf­ nehmenden und mit entsprechenden Kupplungsteilen versehenen Behälter und einem elektroakustischen Wandler, der an diesem Behälter angebracht ist.

Bei bekannten derartigen Vorrichtungen wird die zu zer­ stäubende Flüssigkeit unmittelbar in den mit dem elektro­ akustischen Wandler versehenen Behälter gegeben, so daß die zu zerstäubende Flüssigkeit, die in feinverteilter Form vom Patienten eingeatmet wird, unmittelbar mit dem Wandler und den diesen aufnehmenden Teilen, beispielsweise einer Fassung, in Berührung kommt. Dabei ist der Wandler im allgemeinen an seiner der Flüssigkeit zugekehrten Seite zur Erzielung einer glatten Oberfläche und auch zum Schutz des eigentlichen Wandlers mit einem metallischen Überzug versehen. Der bei dieser Ausgestaltung, die auch als Einkammersystem bezeichnet wird, unvermeidbare unmittelbare Kontakt zwischen Wandler und der zu zerstäubenden Flüssig­ keit wird in vielen Fällen nicht als die günstigste Lösung angesehen, da aufgrund der im Wandler auftretenden Schwingungen Feststoffpartikel, normalerweise aus Metall, sich vom Wandler bzw. den zugehörigen Teilen lösen können, die dann mit dem Nebel aus der Vorrichtung ausgetragen und ggf. vom Patienten eingeatmet werden. Die Abmessungen dieser Farbstoffpartikel können in derselben Größenordnung liegen wie die der Flüssigkeitspartikel.

Es sind weiterhin Vorrichtungen zum Erzeuge eines Aerosols mittels Ultraschall bekannt, bei welchen zur Vermeidung eines unmittelbaren Kontakts zwischen der zu zerstäubenden Flüssigkeit und dem Wandler mit zugehörigen Teilen zwei Behälter vorgesehen sind, von denen der eine, der den elektroakustischen Wandler aufweist, mit einer Kupp­ lungsflüssigkeit gefüllt ist. Der zweite Behälter, der die zu zerstäubende Flüssigkeit enthält, ist an seiner dem Wandler zugekehrten Seite durch ein membranartiges Teil verschlossen, welches für Ultraschall durchlässig und in Kontakt mit der Kupplungsflüssigkeit ist. Diese Ausgestal­ tung, die als Zweikammersystem bezeichnet wird, ver­ meidet eine Berührung zwischen Wandler und dessen Fassung einerseits sowie der zu zerstäubenden Flüssigkeit anderer­ seits, so daß keinerlei Feststoffpartikel mit dem gebildete Aerosol ausgetragen und in die Atmungswege des Patienten gelangen können. Vielmehr bleiben ggf. sich lösende Fest­ stoffpartikel in der Kupplungsflüssigkeit, die lediglich der Übertragung des Ultraschalls dient, jedoch selbst nicht zerstäubt wird. Bislang ist es nicht möglich, mit derselben Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mittels Ultraschall je nach Bedarf das eine oder das andere System anzuwenden. Vielmehr sind die Anwender, also beispielsweise Kranken­ häuser, gezwungen, zwei Vorrichtungen verfügbar zu haben, wenn beide Systeme angewendet werden sollen. Hinzu kommt, daß den bekannten Vorrichtungen zur Anwendung des Zweikam­ mersystems einige Nachteile anhaften. Diese sind im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß bei den bekannten Vorrichtungen der die Kupplungsflüssigkeit aufnehmende Behälter in das Gehäuse eingelassen, also Teil desselben ist und somit nicht ohne weiteres vom Gehäuse gelöst werden kann. Dies hat einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau zur Folge, da dieser Behälter mit einer besonderen Leitung mit einem Absperrorgan versehen sein muß, um ihn entleeren zu können. Ein einfaches Ausgießen der Kupplungsflüssigkeit ist nicht oder nur mit Schwierigkeiten möglich. Die vorbeschriebene Anordnung des die Kupplungsflüssigkeit aufnehmenden Behälters im Gehäuse hat zudem zur Folge, daß der am Boden dieses Behälters angebrachte Wandler nicht ohne weiteres zugänglich ist, so daß Wartungs- und Repara­ turarbeiten entsprechend zeitaufwendig sind. Außerdem ist es nicht ohne weiteres möglich, diesen im Ergebnis einen Bestandteil des Gehäuse bildenden Behälter zu reinigen oder gar zu sterilisieren. Zwar kommt die darin befindliche Flüssigkeit mit dem Patienten nicht in unmittelbaren Kontakt. Es ist jedoch aus Gründen der allgemeinen Hygiene erforderlich, auch diese Teile der Vorrichtung sauber und möglichst bakterienfrei zu halten.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend beschriebenen Art so auszubil­ den, daß sie die Nachteile bekannter Vorrichtungen ver­ meidet. Insbesondere soll die Vorrichtung die wechselweise Anwendung beider Systems ermöglichen. Bei Anwendung des Zweikammersystems soll der Behälter mit Schwinger und zugehörigen Teilen genauso einfach zu handhaben, beispiels­ weise zu entleeren, sein wie der Behälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit. Die zu wartenden, ggf. auch auszuwechselnden Teile, insbesondere also der Schwinger mit zugehöriger Halterung, sollen leicht zugänglich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß an dem ersten Behälter lösbar ein zweiter Behälter angeordnet ist, welcher die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnimmt, und der erste Behälter eine Kupplungsflüssigkeit aufnimmt.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die aus beiden Behältern bestehende Gesamtanordnung vom Gehäuse abnehmbar ist. Somit kann auch der erste Behälter durch Ausgießen entleert werden. Da an diesem Behälter der Wandler ange­ bracht ist, kann letzterer ohne Schwierigkeiten, insbeson­ dere ohne großen Zeitaufwand, ausgetauscht oder gewartet werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Bedarfsfall die Vorrichtung auch zur Be­ nutzung des Einkammersystems verwendet werden kann. Zu diesem Zwecke ist es lediglich erforderlich, den zweiten Behälter zu entfernen und die zu zerstäubende Flüssigkeit in den ersten Behälter einzugeben, der mit dem elektro­ akustischen Wandler versehen ist und außerdem die erforder­ lichen Leitungen zum Ableiten des Aerosols an diesem ersten Behälter anzubringen. Es wird allerdings im allgemeinen zweckmäßiger sein, für den Einkammer-Betrieb einen zusätz­ lichen Behälter vorzusehen, und zwar insbesondere zur besseren Anpassung der Höhe des Behälters an den für den optimalen Betrieb erforderlichen Flüssigkeitsstand. D. h., daß in diesem Falle die Vorrichtung zwei Behältersätze aufweist, von denen der eine Satz aus zwei Behältern für den Zweikammer-Betrieb und der andere Satz aus einem Behälter für den Einkammer-Betrieb besteht. Die durch das Vorhandensein von zwei Behältersätzen und damit auch zwei elektroakustischen Wandlern im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen erforderlichen Mehraufwendungen fallen gegenüber dem Gesamtpreis der Vorrichtung kaum ins Gewicht.

Zur Erzielung einer besonders leichten Handbabung im Zusammenhang mit dem Abnehmen und Anbringen der Behälter am Gehäuse ist es zweckmäßig, die lösbare Verbindung zwischen Gehäuse und Behäler als Bajonettkupplung auszubilden. Bei dem Behältersatz für Zweikammerbetrieb ist die Verbindung zwischen dem die Kupplungsflüssigkeit aufnehmenden ersten Behälter und dem die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmen­ den zweiten Behälter vorteilhaft als Steckverbindung ausgebildet, so daß der zweite Behälter auf einfache Weise mit dem ersten Behälter verbunden oder von diesem abgenom­ men werden kann. Zweckmäßig weisen erster Behälter und zweiter Behälter den gleichen Durchmesser auf, so daß in zusammengesetztem Zustand eine glatte, durchgehende Mantelfläche entsteht und Vorsprünge und dgl. vermieden werden.

Vorteilhaft ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß das Gehäuse an seiner Oberseite, abgesehen von den für die Anbringung der Behälter notwendigen Kupplungselemente, im wesentlichen eben ausgebildet ist und die Behälter gegen­ über der Begrenzungsfläche des Gehäuses nach oben vor­ stehen, so daß alle Behälter in ihrer Betriebslage außer­ halb des Gehäuses angeordnet sind.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols im Schema dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung bei Zweikammerbetrieb,

Fig. 2 dieselbe Vorrichtung bei Einkammerbetrieb, jeweils in auseinandergezogener Darstellung der wesentlichen Teile.

Bei der in Fig. 1 dargestellter Anordnung für Zweikammer­ betrieb weist die Vorrichtung ein Gehäuse 10 mit den darin untergebrachten elektrischen Zuleitungen, Schalteinrich­ tungen und dgl., einen ersten Behälter 12 für die Kupp­ lungsflüssigkeit und einen zweiten Behälter 14 für die zu zerstäubende Flüssigkeit auf, der durch einen Deckel 16 verschließbar ist. Der Deckel 16 ist mit Öffnungen 18, 20, 22 versehen, an die Leitungen anschließbar sind, durch die Luft in den zweiten Behälter einführbar bzw. das gebildete Aerosol zum Patienten geführt wird. Die Öffnung 22 dient zur Zufuhr von zu zerstäubender Flüssigkeit, falls die Flüssigkeitsmenge, die der zweite Behälter 14 aufnehmen kann, geringer ist als für eine bestimmte Behandlungsdauer erforderlich.

Das Gehäuse 10 ist oberseitig mit einem dem Innendurchmes­ ser des ersten Behälters 12 angepaßten kreisförmigen Ansatz 24 versehen, der an seinem oberen Ende an seinem Außenum­ fang mit zwei stiftartigen Vorsprüngen 26 versehen ist, die Teile einer Bajonettkupplung sind. Außerdem trägt der Ansatz 24 oberseitig Kontaktelemente 28, 30, 32, die mit entsprechenden Kontaktelementen am Behälter 12 zusam­ menwirken.

Letzterer ist an seinem unteren Ende mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Führungsschlitzen 34 versehen, die Teile der Bajonettkupplung sind und zur Herstellung der Verbindung zwischen Gehäuse 10 und Behälter 12 mit den Vorsprüngen 26 am Ansatz 24 des Gehäuses 10 in der üblichen Weise zusammenwirken.

Der Boden 36 des Behälters 12 ist in einem Abstand von der unteren Begrenzung der Mantelfläche 38 angeordnet. Er ist mit einer Öffnung versehen, in welcher der elektroakutische Wandler 40 flüssigkeitsdicht eingesetzt ist. Der Behälter 12 kann außerdem noch mit Elementen von Steuer- oder Regelkreisen versehen sein, beispielsweise zur Überwachung des Flüssigkeitsstandes, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind und in der Betriebslage beispielsweise mit einem der Kontaktelemente 28, 30 oder 32 zusammenwirken.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 nimmt der Behälter 12 die Kupplungsflüssigkeit auf. Die zu zerstäubende Flüssig­ keit wird in den zweiten Behälter 14 eingegeben, der unterseitig mit einem Fortsatz 42 kleineren Durchmessers versehen ist, der eine durch eine Membran 44 verschlossene Öffnung aufweist. An der Membran ist ein umlaufender Rand 46 angeformt, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Fortsatzes 42 entspricht. Die Membran wird durch einen Haltering 48 am Fortsatz 42 gehalten. Außerdem ist am Fortsatz 42 ein Dichtring 50 angebracht. Der zweite Behälter 14 wird in den oberen Bereich des ersten Behälters eingesteckt, wobei der Dichtring 50 für eine einwandfreie Abdichtung sorgt. Der aus dem ersten Behälter 12 nach oben herausragende Abschnitt des zweiten Behälters 14 weist den gleichen Außendurchmesser auf wie der erste bzw. untere Behälter 12. Im Betrieb ist der zweite Behälter 14 durch den Deckel 16 verschlossen. Beide Behälter 12 und 14 sowie der Deckel 16 können aus Kunststoff bestehen.

Bei Einkammerbetrieb wird der aus den Behältern 12 und 14 bestehende Satz der Anordnung gemäß Fig. 1 ersetzt durch den Behälter 12 der Anordnung gemäß Fig. 2, der ebenfalls durch den Deckel 16 verschlossen wird. In diesem Fall wird die zu zerstäubende Flüssigkeit in den Behälter 12 gegeben. Eine Kupplungsflüssigkeit ist bei einem Einkammerbetrieb nicht vorhanden. Es ist auch möglich, lediglich durch Herausnahme des zweiten Behälters 14 der Anordnung gemäß Fig. 1 von Zweikammerbetrieb auf den Einkammerbetrieb überzugehen, wobei die im Behälter 12 befindliche Kupp­ lungsflüssigkeit durch die zu zerstäubende Flüssigkeit ersetzt werden muß.

Die Zeichnung läßt erkennen, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung ohne Schwierigkeiten von der einen Betriebsart auf die jeweils andere Betriebsart umgestellt werden kann. Auch bei der Doppelkammeranordnung sind die mit den Flüssigkeiten in Berührung kommenden Teile leicht abzu­ nehmen und auszuwechseln. Der Wandler und die ihn haltende Fassung 52 sowie die zugehörigen elektrischen Kontakte sind leicht zugänglich.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mittels Ultra­ schall mit einem die für die Energieversorgung notwendigen Leitungen und Schalteinrichtungen aufnehmenden, mit Kupplungsteilen versehenen Gehäuse und einem damit lösbar verbundenen, eine Flüssigkeit aufnehmenden und mit ent­ sprechenden Kupplungsteilen versehenen Behälter und einem elektroakustischen Wandler, der an diesem Behälter ange­ bracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Behälter (12) lösbar ein zweiter Behälter (14) angeordnet ist, welcher die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnimmt, und der erste Behälter (12) eine Kupplungsflüssigkeit aufnimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung zwischen Gehäuse (10) und erstem Behälter (12) als Bajonettkupplung (26, 34) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindung zwischen dem die Kupplungsflüssig­ keit aufnehmenden ersten Behälter (12) und dem die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmenden zweiten Behälter (14) als Steckverbindung ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kupplungsflüssigkeit aufnehmende erste Behälter (12) und der die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmende zweite Behälter (14) denselben Durchmesser aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Behälter (12, 14) außerhalb des etwa hexaedrischen Gehäuses (10) angeordnet ist.