CN103819007A - 一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置 - Google Patents

Abstract

一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置，包括一个容器，容器具有一个开口端，容器的开口端设置有一个密封盖，密封盖中设置有至少一个第一通孔，密封盖的内侧设置有一层半透膜，半透膜覆盖第一通孔，容器中设置有一层弹性阻水膜，弹性阻水膜将容器的内腔隔离成一个第一腔室和一个第二腔室，第一腔室与容器的开口端相接，第二腔室与容器的闭合端相接，第一腔室中填充有水凝胶，第二腔室的容器侧壁中设置有至少一个第二通孔，第二通孔的直径小于或等于1微米。第二腔室中放置有药物。本发明可将各类固态药物以恒定速率缓慢释放出，提高了使用效率，减少了药物用量，节约资源，保护环境，操作方便，能长效使用，还可根据具体要求控制其缓释速度和时间。

Description

一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置

技术领域：

本发明涉及作业运输领域，尤其涉及分离、混合技术，特别涉及化学药品在水体中的混合技术，具体地是一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置。

技术背景：

现有技术中，经常通过向河道、湖泊和工业用水中一次性或多次性直接人工抛洒投加杀藻剂、抑菌剂、阻垢剂、絮凝剂的方法来改善水质。杀藻剂、抑菌剂、阻垢剂、絮凝剂中包括固态粉末状药物，在循环水阻垢系统中，随着水系统中水量的蒸发，投加的膦系缓蚀阻垢剂量过多，容易形成膦垢，另外，药剂分布不均匀，导致局部水域生态结构的破坏，且修复过程漫长。同时，直接一次性或多次性投加定量药物会出现浪费、投加不均匀、效率降低等问题。

并且，工业生产中也存在类似问题。例如在油田开发过程中，向油、气井中定时定量投加液体缓蚀阻垢剂是常用的一种防腐阻垢措施，但存在以下问题：

1)  气举井产液量大且流速高，投加的缓蚀阻垢剂易被快速带出，药剂的有效保护周期短；

2)  投加液体缓蚀阻垢剂需要动用高压注液泵、容器及载泵车等地面设备设施，管理难度大；

3)  大量液体缓蚀阻垢剂投加时容易在油管壁上粘附，造成不必要的损失。

可以看出，直接一次性或多次性投加定量药物会出现浪费、投加不均匀、效率降低、破坏平衡和新污染产生等问题。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置，所述的这种水凝胶驱动的药物恒定释放装置要解决现有技术中直接向水体投加定量药物出现的药物浪费、投加不均匀、净化效率降低、产生新污染的技术问题。

本发明的这种水凝胶驱动的药物恒定释放装置，包括一个容器，所述的容器具有一个开口端，其中，所述的容器的开口端设置有一个密封盖，所述的密封盖中设置有至少一个第一通孔，所述的密封盖的内侧设置有一层半透膜，所述的半透膜覆盖所述的第一通孔，容器中设置有一层弹性阻水膜，所述的弹性阻水膜将容器的内腔隔离成一个第一腔室和一个第二腔室，所述的第一腔室与容器的开口端相接，所述的第二腔室与容器的闭合端相接，第一腔室中填充有水凝胶，第二腔室的容器侧壁中设置有至少一个第二通孔，所述的第二通孔的直径小于或者等于1微米。

进一步的，第二腔室中放置有药物。

进一步的，所述的半透膜为反渗透膜、透析膜、或者丙烯酸酯类共聚物膜。

进一步的，容器呈管状。

进一步的，所述的开口端位于管状容器的一端，所述的第二通孔位于管状容器的另一端。

本发明的工作原理是：将放置了杀藻剂、或抑菌剂、或阻垢剂、或絮凝剂等药物的容器投放到待处理的水体中。水压通过第一通孔作用在半透膜上，水分子透过半透膜进入第一腔室，水凝胶遇水膨胀，挤压第二腔室，将第二腔室内的药物微米级的小孔缓慢释放出。由于弹性阻水膜将药物和水凝胶分开，药品不会和水凝胶产生反应而影响药物缓释效果。根据具体实施需求改变半透膜的材料（反渗透膜、透析膜、丙烯酸酯类共聚物膜等），选择膜的孔径以及通过激光技术改变第二通孔的孔径和数量两种方法可调节缓释速度和时间。另外，本发明还可以结合网兜装置来收集沉淀固体，这种定点沉淀方式得到的固体纯度高并且量大。

本发明与已有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明可以将各类固态药物以恒定速率缓慢释放出，提高了药物的使用效率，减少了药物的用量，起到节约资源和保护环境的作用。本发明操作方便、能长效使用，还可根据具体要求控制其缓释速度和时间。本发明可应用于工业水处理系统、油田开采系统、湖泊水体等一系列水体中，操作方便，可以大量减少药物的用量，提高了药物的使用效率，达到节约资源，保护环境的目的。

附图说明

图1是本发明一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置的实施流程示意图。

图2是本发明一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1和图2所示，本发明一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置，包括一个容器5，所述的容器5具有一个开口端，其中，所述的容器5的开口端设置有一个密封盖6，所述的密封盖6中设置有至少一个第一通孔7，所述的密封盖6的内侧设置有一层半透膜2，所述的半透膜2覆盖所述的第一通孔7，容器5中设置有一层弹性阻水膜4，所述的弹性阻水膜4将容器5的内腔隔离成一个第一腔室和一个第二腔室，所述的第一腔室与容器的开口端相接，所述的第二腔室与容器的闭合端相接，第一腔室中填充有水凝胶3，第二腔室的容器侧壁中设置有至少一个第二通孔8，所述的第二通孔8的直径小于或者等于1微米。

进一步的，第二腔室中放置有药物1。

进一步的，所述的半透膜2为反渗透膜、透析膜、或者丙烯酸酯类共聚物膜。

进一步的，容器5呈管状。

进一步的，所述的开口端位于管状容器的一端，所述的第二通孔8位于管状容器的另一端。

 

实施例2

某水体中由于有机碳、有机磷及有机氮过量，受到好养或厌氧微生物的降解，水体中产生了各种发黑发臭物质，需投加水改剂和增氧剂改善水质。以传统方式直接投加的某品牌粉末状水改剂（含去磷剂、去氮剂、复合微生物剂等）由于多量一次性投入导致水体中生物必须的营养物质（氨、氮、磷等）急剧降低，影响了水体中水生植物和鱼类的生长，严重时造成水体生物的死亡。以传统方式直接投加的某品牌粉末状增氧剂，由于多量一次性投入导致水体中某区域内局部溶解氧含量急剧上升，导致鱼类患气泡病以及增氧剂过剩而浪费等现象。使用本发明水凝胶驱动的药物恒定释放装置，可以根据实际需求，计算水改剂和增氧剂的用量，通过选择不同半透膜2及小孔孔径和数量来控制其缓释速度，让药物被水体缓慢吸收，使其发挥最佳效果。同时通过在不同水域范围投加缓释装置，可实现药物均匀分布到整个水域，杜绝药物浪费现象。

实施例3 

在油田开采系统中，采用本发明的水凝胶驱动的药物恒定释放装置不会由于气举井产液量大流速高的原因，使投加的液态缓蚀阻垢剂被快速带出，延长了药物的有效保护周期。使用时，只需将该装置固定在几处流量大的管路处，缓释出的液态药剂会通过管路均匀分散到整个系统中，操作简单、使用长效，更不会造成大量液体缓蚀阻垢剂投加时粘附在油管壁上而损失的情况。

实施例4 

在工业循环冷却水系统中，常常伴随着微生物生长和水垢生成两大难题，传统解决方法是不定时不定量地投加抑菌剂和阻垢剂。然而随着水量的蒸发，药剂浓度的增加，会产生药剂浪费以及膦垢等新垢的产生等问题，之后为了保持水质不得不常换新水并再次添加药剂导致之前添加的药剂浪费和其使用效率的降低。应用本发明的水凝胶驱动的药物恒定释放装置可以让药剂缓慢释放达到抑菌阻垢作用，将水系统中微生物藻类数量和硬度维持在低浓度范围，不会产生新的污染，并降低了水系统的换水次数，达到节约资源及保护环境的效果。在循环冷却水系统中，在本发明的水凝胶驱动的药物恒定释放装置中添加草酸铵，可以同时达到抗菌阻垢的作用。另外，通过网兜装置可以收集草酸钙、草酸镁等沉淀，得到的固体纯度高且量大，可回收再利用。

本发明的水凝胶驱动的药物恒定释放装置具有结构简单、操作方便、原材料易得以及应用领域广泛等优点，适合工业生产和推广，该装置可以循环使用，装置内可以添加各类形态药剂。

Claims (5)

1.一种水凝胶驱动的药物恒定释放装置，包括一个容器，所述的容器具有一个开口端，其特征在于：所述的容器的开口端设置有一个密封盖，所述的密封盖中设置有至少一个第一通孔，所述的密封盖的内侧设置有一层半透膜，所述的半透膜覆盖所述的第一通孔，容器中设置有一层弹性阻水膜，所述的弹性阻水膜将容器的内腔隔离成一个第一腔室和一个第二腔室，所述的第一腔室与容器的开口端相接，所述的第二腔室与容器的闭合端相接，第一腔室中填充有水凝胶，第二腔室的容器侧壁中设置有至少一个第二通孔，所述的第二通孔的直径小于或者等于1微米。

2.如权利要求1所述的水凝胶驱动的药物恒定释放装置，其特征在于：第二腔室中放置有药物。

3.如权利要求1所述的水凝胶驱动的药物恒定释放装置，其特征在于：所述的半透膜为反渗透膜、透析膜、或者丙烯酸酯类共聚物膜。

4.如权利要求1所述的水凝胶驱动的药物恒定释放装置，其特征在于：容器呈管状。

5.如权利要求4所述的水凝胶驱动的药物恒定释放装置，其特征在于：所述的开口端位于管状容器的一端，所述的第二通孔位于管状容器的另一端。

Images