CN111110963A - 轴向导流强化毛细结构 - Google Patents

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张笑丹
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Abstract

本发明公开了一种轴向导流强化毛细结构；通过微型雾化器将药水雾化后吸入肺部是一种快速发展的新型医疗手段，其工作原理是通过电热丝加热浸满药液的导液绳，在加热过程中药液发生汽化后被吸入呼吸道；目前微型雾化器存在的关键问题是导液绳的毛细传输能力不足容易造成干烧，可能使药液分解出有害物质，尤其是导液绳中间位置；通过改变加热功率、导液绳材料等条件，可以对导液绳干烧问题有一定的改善作用，但是不能从根本上解决问题，本发明提出一种轴向导流强化毛细结构，在导液绳的轴心处设置一侧面开孔的输液通道，液体通过导液绳和中心输液通道的共同作用进行输送，输液通道的存在大大缩短液体传输距离，有效地解决了导液绳干烧问题。

Description

轴向导流强化毛细结构
技术领域
本发明涉及能源、医疗等行业中相关技术领域，具体涉及一种轴向导流强化毛细结构，应用该发明可有效改善雾化器中导液绳干烧问题，提高雾化器的雾化效率。
背景技术
针对各种呼吸系统疾病，除了传统的吃药治疗方法外，随着科学技术的发展，新的医疗手段及介入疗法不断产生，将药液雾化吸入是目前治疗呼吸系统疾病的重要手段，通过雾化吸入药品，可以达到缓解支气管的各种疾病，雾化吸收具有药物起效快，安全性高、用药量少等优势。通过微型雾化器将药水雾化后吸入肺部是一种快速发展的新型医疗手段，在微型雾化器中，药液在导液绳的毛细作用下从两端向中间位置传输，电热丝加热导液绳中的液体，在加热过程中药液发生汽化后被吸入呼吸道。目前，微型雾化器存在较为突出的问题是温度过高、雾化效率低、导液绳碳化等问题，其结果是产生有害物质、对人的健康造成危害。根据热力学与流体力学的相关原理分析，产生此问题的主要原因是电热丝与导液绳接触面温度过高，尤其是导油绳中间位置，由于离液体饱和区较远，液体传输距离较长，两边的液体来不及补充，导液绳中的液体完全汽化后没有液体补充就会发生干烧。本发明通过采用轴向导流强化毛细结构有效缩短了液体传输距离，改善了导液绳干烧问题并提高了雾化效率。
在微型雾化器中，药液在导液绳的毛细作用下从两端向中间位置传输，电热丝加热导液绳中的液体，在加热过程中药液发生汽化后被吸入呼吸道。目前，微型雾化器存在较为突出的问题是温度过高、雾化效率低、导液绳碳化等问题，其结果是产生有害物质、对人的健康造成危害。基于对雾化器导液绳内液体传输过程的研究发现，通过改变加热功率、导液绳材料等条件，可以对导液绳干烧问题有一定的改善作用，但是不能从根本上解决问题。
发明内容
本发明内容涉及一种轴向导流强化毛细结构，通过采用复合型毛细结构解决微型雾化器干烧问题。
本发明提出一种轴向导流强化毛细结构，这是一种复合型毛细结构，在导液绳的轴心处设置一输液通道，输液通道侧面均开设管道侧孔，电热丝缠绕在导液绳上，药液从中心输液管道的管道侧孔流入周围的毛细材料中，再由电热丝加热，通过改变液体的传输路径，由轴向传输改为径向传输，缩短液体的传输距离来解决导液绳干烧问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种轴向导流强化毛细结构，包括导液绳，导液绳的轴心处设置输液通道，输液通道侧面均开设管道侧孔。液体通过导液绳和中心输液通道的共同作用进行液体的输送，中心输液通道的存在大大缩短液体传输距离。
根据不同工程实际需要，所述输液通道的开孔率不低于1/5。所述导液绳与输液通道的直径比为3-8：1。
由于采用了以上技术，本发明较现有技术相比，具有的有益效果如下：
本方法可有效缩短液体传输距离，从根本上改善导液绳干烧问题并提高雾化器的雾化效率。通过使用本发明的轴向导流强化毛细结构对现有的微型雾化器结构进行改造，具有投资小、见效快的优点。
应用结果表明：轴向导流强化毛细结构在解决导液绳干烧碳化问题、提高雾化效率方面均比现有雾化结构得到明显改善。
附图说明
图1为一种轴向导流强化毛细结构的示意图；
图2为现有技术中毛细结构的结构示意图
图中：1、电热丝；2、导液绳；3、管道侧孔；4、液体；5、输液通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
参见图1，本发明包括了电热丝1、导液绳2、管道侧孔3、液体4、输液通道5。
工作时，电热丝1缠绕导液绳2外部，药液从中心输液通道5的管道侧孔3流入导液绳2中，药液在电热丝1的加热下发生汽化，最后被吸入呼吸道。
根据不同工程实际需要，导液绳2的开孔率为1/5。所述导液绳2与输液通道5的直径比为3-8：1。
本发明通过改变液体4的传输路径，由轴向传输改为径向传输，缩短液体4的传输距离来解决导液绳2干烧问题。
当液体4发生汽化时电热丝1附近液体4浓度最低，根据传热传质理论可知，干烧点首先发生在导液绳2上下中心高温点处，然后向两侧逐步延伸，把高温点液体4浓度降为0的时间点称为干烧时间点，以此来反映导液绳2的干烧情况。通过数值模拟计算可得，当中心输液通道5侧面开空率为1/5，且导液绳2与输液通道5之间的直径比值为5：1的情况下，导液绳2干烧时间点推迟为原来的2倍左右。通过数值模拟计算可得：当加热功率为10W时，原来导液绳2的干烧时间点为4.5s，采用轴向导流强化毛细结构，导液绳2的干烧时间点为8.5s；当加热功率为15W时，原来的干烧时间点为1.5s，改善后的干烧时间点为3s。
当中心输液通道5开空率为1/4，且导液绳2与输液通道5之间的直径比值为4：1的情况下，导液绳2干烧时间点推迟为原来的3倍左右。
以上对本发明所提供的一种轴向导流强化毛细结构进行了详细介绍。上述说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种轴向导流强化毛细结构，其特征在于：包括导液绳，导液绳的轴心处设置输液通道，输液通道侧面均开设管道侧孔。
2.根据权利要求1所述一种轴向导流强化毛细结构，其特征在于：所述输液通道的开孔率不低于1/5。
3.根据权利要求1所述一种轴向导流强化毛细结构，其特征在于：所述导液绳与输液通道的直径比为3-8：1。
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