CN114748742B - 一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置及其使用方法，包括壳体、雾化瓶和雾化片，壳体内设有用于存储易挥发液体介质的储液槽，储液槽内设有所述雾化片，雾化片的上方设有所述雾化瓶，雾化瓶通过可变形形状记忆合金支架A与壳体连接，雾化瓶通过可变形形状记忆合金支架B与壳体连接。本发明采用具有双程记忆效应的可变形形状记忆合金支架A，当雾化片高频振动使得壳体内储液槽液体雾化，壳体内温度降低，可变形形状记忆合金支架A沿两端向外延伸，雾化瓶内容积变大，储存雾化后的药液颗粒，这样可以使的雾化颗粒在可以在雾化瓶中分布均匀，避免雾化后的颗粒直接粘在雾化瓶上表面而凝成水珠，有效提供雾化效率。

Description

一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及雾化器技术领域，尤其是涉及一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置及其使用方法。

背景技术

当前，雾化器应用在医疗领域越来越广泛，特别是用于上呼吸道疾病的医用雾化器，该雾化器是将雾化后的颗粒吸入肺部，通过肺泡壁上的空隙被吸收或者被肺泡中的吞噬细胞吞噬进入淋巴系统再进入血液循环。用雾化器治疗上呼吸道疾病的方式吸收迅速，起效快，既能起到局部作用又能起到全身作用，非常适合疫苗接种等。

雾化后的收集方式主要分为两种，一种是雾化药液在雾化装置内雾化成微小颗粒后通过管道充入到塑料雾化瓶中。二是在放置有雾化药液的塑料雾化瓶直接放在陶瓷振荡器上面高频震荡而雾化。通常，雾化瓶的容积都是不可变化的，这样就会使得雾化瓶中雾化颗粒主要集中在底部，雾化颗粒难以吸入肺部。将放置有雾化药液的雾化瓶直接在振荡器上振动会使得振动传递不好，难以控制雾化后的颗粒尺寸，影响雾化效率。雾化瓶与雾化片非直接接触时，其二者之间的间隙难以控制，这样会影响振动传递效率和雾化效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置及其使用方法，以解决雾化瓶的容积不可变化使得雾化瓶中雾化颗粒主要集中在底部，雾化颗粒难以吸入肺部的问题。

根据本发明的一个目的，本发明提供一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置，包括壳体、雾化瓶和雾化片，所述壳体内设有用于存储易挥发液体介质的储液槽，所述储液槽内设有所述雾化片，所述雾化片的上方设有所述雾化瓶，所述雾化瓶通过可变形形状记忆合金支架A与所述壳体连接，所述雾化瓶通过可变形形状记忆合金支架B与所述壳体连接。

进一步地，所述可变形形状记忆合金支架A包括长支撑杆和连接杆，两个所述长支撑杆与所述壳体之间插接连接，所述长支撑杆与所述壳体之间设有形状记忆合金A，所述连接杆的两端分别与两个所述长支撑杆的顶端固定连接，所述雾化瓶通过牵引绳悬挂于所述连接杆上。

进一步地，所述可变形形状记忆合金支架B包括短支撑杆，两个所述短支撑杆于所述壳体之间插接连接，所述短支撑杆与所述壳体之间设有形状记忆合金B，所述雾化片固定在所述短支撑杆上。

进一步地，所述形状记忆合金A和所述形状记忆合金B为弹簧结构。

进一步地，所述雾化瓶为吉村折纸可伸缩结构，所述雾化瓶设有瓶盖，所述雾化瓶内存储有雾化药液。

进一步地，所述壳体外表面为旋转体结构，所述储液槽内设有两个用于插接所述短支撑杆的短圆柱槽，所述储液槽周向布置有两个用于插接所述长支撑杆的长圆柱槽。

进一步地，所述雾化片包括压电陶瓷片和金属基底，所述压电陶瓷片位于所述金属基底下方，所述金属基底安装在所述短支撑杆上端，所述雾化片浸泡在所述储液槽内存储的所述易挥发液体介质中。

进一步地，所述雾化瓶漂浮在所述储液槽内的所述易挥发液体介质中，且所述雾化瓶底面与所述雾化片之间具有间距，所述雾化片底面与所述雾化片之间的间距由所述形状记忆合金B控制。

进一步地，所述雾化片表面镀有疏水性高分子薄膜，使所述雾化片与外界液体介质隔离。

根据本发明的另一个目的，本发明提供一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置的使用方法，包括如下步骤：

S1，当雾化片高频振动使得壳体空腔内液体雾化，壳体内温度降低，形状记忆合金A温度下降，形状记忆合金A沿两端向外延伸，带动长支撑杆、连接杆、雾化瓶一同向上运动，雾化瓶内容积变大，储存雾化后的药液颗粒；

S2，短支撑杆与雾化片一同振动产生热能，短支撑杆通过热传导接收雾化片的热能和自身振动产生的热能而发热，形状记忆合金B与短支撑杆接触，温度升高，形状记忆合金B延两端向内变形，短支撑杆与雾化片随形状记忆合金B向下运动，由此控制雾化瓶底部与雾化片之间的间隙大小，防止雾化片直接暴露在空气中直接与雾化瓶接触；

S3，雾化瓶集满雾化颗粒后，患者卸下并压缩雾化瓶，使雾化颗粒从雾化瓶中挤出进入人体呼吸道。

本发明的技术方案采用具有双程记忆效应的可变形形状记忆合金支架A，当雾化片高频振动使得壳体内储液槽液体雾化，壳体内温度降低，可变形形状记忆合金支架A沿两端向外延伸，雾化瓶内容积变大，储存雾化后的药液颗粒，这样可以使的雾化颗粒在可以在雾化瓶中分布均匀，避免雾化后的颗粒直接粘在雾化瓶上表面而凝成水珠，有效提供雾化效率。采用有双程记忆效应的可变形形状记忆合金支架A来控制雾化片与雾化瓶底部的间隙，避免雾化过程中易挥发液体介质被持续雾化水位降低，雾化片暴露在空气中直接与雾化瓶底部接触的弊端，这样可以提高振动传递效率，使药液雾化更加稳定。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例另一结构示意图；

图3是本发明实施例壳体的结构示意图；

图4是本发明实施例的局部结构示意图；

图5是本发明实施例瓶盖与雾化瓶连接处的局部结构示意图；

图6是本发明实施例长支撑杆与连接杆连接处的局部结构示意图；

附图标记说明：

1、壳体；101、短圆柱槽；102、长圆柱槽；2、液体介质；3、形状记忆合金A；4、雾化瓶；401、上限制环；402、下限制环；403、外螺纹；404、雾化瓶出口；5、长支撑杆；501、支撑环；502、圆形通孔；6、连接杆；7、牵引绳；8、瓶盖；801、连接通孔；802、内螺纹；9、雾化颗粒；10、雾化药液；11、雾化片；1101、金属基底；1102、压电陶瓷片；12、短支撑杆；1201、支撑座；13、形状记忆合金B。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-图6所示，

一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置，包括壳体1、雾化片11、雾化瓶4、长支撑杆5、短支撑杆12、形状记忆合金A 3、形状记忆合金B13、连接杆6、牵引绳7和瓶盖8；其中，壳体1内有储液槽，储液槽内有易挥发液体介质2。雾化片11限制在短支撑杆12上，与外部电源连接，可在通电后高频振动。雾化瓶4为吉村折纸可伸缩结构，容量可调节，盛装雾化药液10，其设置在雾化片11上方。雾化片11高频振动时使壳体1内储液体介质2振动，液体介质2带动雾化瓶4振动进而使雾化药液10雾化。

形状记忆合金A 3为弹簧结构，形状记忆合金A 3置于长支撑杆5外圈，温度下降时向外扩张推动长支撑杆5向上运动，连接杆6置于两根长支撑杆5中间，连接杆6与瓶盖8通过牵引绳7连接，形状记忆合金B13置于短支撑杆12外圈，温度上升时向内收缩使短支撑杆12向下运动。形状记忆合金A 3具有双程记忆效应，设置平衡温度为室温，当温度低于某一温度时，形状记忆合金A 3沿两端向外扩张，长支撑杆5与连接杆6受力而向上运动，雾化瓶4由连接杆6带动牵引绳7一同向上拉伸，当恢复平衡温度时，形状记忆合金A3还原成原本形状。形状记忆合金A3的合金体系包括但不限于Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等。

形状记忆合金B13为弹簧结构，具有双程记忆效应，设置平衡温度为液槽内易挥发液体介质2的常温，当温度高于某一温度时，形状记忆合金B13沿两端向内收缩，短支撑杆12与雾化片11向下运动，当恢复平衡温度时，形状记忆合金B13还原成原来形状。短支撑杆12与雾化片11一同振动产生热能，短支撑杆12通过热传导接收雾化片11的热能和自身振动产生的热能而发热，形状记忆合金B13与短支撑杆12接触，温度升高，形状记忆合金B13延两端向内变形，短支撑杆12与雾化片11随形状记忆合金B13向下运动，由此控制雾化瓶4底部与雾化片11之间的间隙大小，防止雾化片11直接暴露在空气中直接与雾化瓶4接触。形状记忆合金B13的合金体系包括但不限于Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等。

雾化瓶4为吉村折纸可伸缩结构，容量可调节，当雾化片11高频振动使得壳体1空腔内液体介质2雾化，壳体1内温度降低，形状记忆合金A3温度下降，形状记忆合金A3沿两端向外延伸，带动长支撑杆5、连接杆6、雾化瓶4一同向上运动，雾化瓶4内容积变大，储存雾化后的药液颗粒9。

壳体1材质包括但不限于聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯。壳体1储液槽内充满液体介质2，液体介质2将雾化片11与雾化瓶4隔开，且雾化瓶4底面与雾化片4之间存在微小间隙，液体2起到振动耦合剂的作用，可以更好地传递振动，提高振动传递效率。液体介质2具有易挥发特性，可在雾化片高频振动时雾化，使形状记忆合金A3周围温度降低。

壳体1外表面为旋转体结构，上部分为圆柱状，下部分为圆台状，壳体1内有储液槽，储液槽内有两个用于限制短支撑杆12的短圆柱槽101，储液槽周向有两个用于限制长支撑杆5的长圆柱槽102。

雾化瓶4采用医用塑料制成，雾化瓶4外表面周向为吉村折纸结构，雾化瓶4顶端设置有雾化瓶出口404，雾化瓶出口404内表面光滑，外表面周向布置有外螺纹403结构。雾化瓶出口404处外螺纹403与瓶盖8内螺纹802配合连接。雾化瓶4为一次性医疗耗材，其材质包括但不限于聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯。雾化瓶4集满雾化颗粒9后，患者卸下并压缩雾化瓶4，使雾化颗粒9从雾化瓶4中挤出进入人体呼吸道。

雾化瓶4上表面设置有向外延伸的上限制环401，下表面设置有向外延伸的下限制环402，上限制环401直径等于下限制环402直径，上限制环401、下限制环402直径均稍小于壳体1内表面直径。通过上限制环401和下限制环402可以限制雾化瓶径向偏移的，避免雾化瓶产生倾斜。

长支撑杆5为圆柱结构，中间有向外延伸的长支撑杆支撑501，长支撑杆5下端置于壳体1内的长圆柱槽102中。

短支撑杆12为上宽下窄的“T”字形旋转体结构，用于支撑雾化片11的金属基体1101，下端置于所述壳体内的短圆柱槽101中。

雾化片11包括压电陶瓷片1102和金属基底1101，压电陶瓷片1102位于所述金属基底1101下方，金属基底1101安装在短支撑杆12上端，通过胶固定，雾化片11浸泡在储液槽内易挥发液体介质2中。

雾化片11表面镀有疏水性高分子薄膜，以防止雾化片片11与液体介质2接触。疏水性高分子薄膜的材质可以是氟碳涂料中聚四氟乙烯、全氟乙烯丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、可熔性聚四氟乙烯等常用的耐候绝缘疏水涂料；也可以是氟化聚乙烯、氟碳蜡或其它合成含氟聚合物；还可以是合成高分子熔体聚合物，如聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯、不含氟的丙烯酸酯、熔融石蜡等。

雾化瓶4漂浮在壳体1内储液槽的易挥发液体介质2中，且雾化瓶4底面与雾化片11之间存在微小间距，且雾化瓶4底面与雾化片11之间的间距大小由形状记忆合金B13控制。

如图5所示，瓶盖8外表面光滑，内表面周向布置有内螺纹802，瓶盖8上方设置有凸台，其中间位置设置有用连接牵引绳的连接通孔801。瓶盖8材质包括但不限于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯聚四氟乙烯和聚苯乙烯等。

如图6所示，连接杆6置于长支撑杆5上端的圆形通孔502中，连接杆6外径小于圆形通孔502内径。

综上所述，本发明实施例的雾化装置采用具有双程记忆效应的形状记忆合金A、容积可扩张的吉村折纸雾化瓶，当所述雾化片高频振动使得壳体内储液槽液体雾化，壳体内温度降低，形状记忆合金A温度下降，形状记忆合金A沿两端向外延伸，带动长支撑杆、连接杆、雾化瓶一同向上运动，雾化瓶内容积变大，储存雾化后的药液颗粒，这样可以使得雾化颗粒可以在雾化瓶中分布均匀，避免雾化后的颗粒直接粘在雾化瓶上表面而凝成水珠，有效提供雾化效率。采用形状记忆合金A来控制雾化瓶的容积变化，可以代替外接电机，这样不需要额外加入控制系统和电力系统，节约能源。

本发明采用容积可收缩的吉村折纸雾化瓶，当所述雾化药液雾化完成后，雾化瓶内充满雾化颗粒而达到体积最大，患者卸下并压缩雾化瓶，使雾化颗粒从雾化瓶中挤出进入人体呼吸道，提高雾化后药物的使用率。

本发明采用有双程记忆效应的形状记忆合金B来控制雾化片与雾化瓶底部的间隙，当所述雾化片高频振动使得短支撑杆发热，形状记忆合金B直接与短支撑杆接触而温度升高，所述形状记忆合金B沿两端向内收缩，所述短支撑杆与雾化片向下运动，避免雾化过程中所述易挥发液体被持续雾化水位降低，雾化片暴露在空气中直接与雾化瓶底部接触的弊端，这样可以提高振动传递效率，使药液雾化更加稳定。

本发明雾化瓶与雾化片之间用易挥发液体隔开，其中易挥发液体起到了振动耦合的作用，以及雾化片持续高频振动发热时，易挥发液体可以起到冷却作用，这样提高了振动传递效率和雾化片振动的持续时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种基于形状记忆合金的可变形雾化装置，其特征在于：包括壳体、雾化瓶和雾化片，所述壳体内设有用于存储易挥发液体介质的储液槽，所述储液槽内设有所述雾化片，所述雾化片的上方设有所述雾化瓶，所述雾化瓶通过可变形形状记忆合金支架A与所述壳体连接，所述雾化瓶通过可变形形状记忆合金支架B与所述壳体连接；所述可变形形状记忆合金支架A包括长支撑杆和连接杆，两个所述长支撑杆与所述壳体之间插接连接，所述长支撑杆与所述壳体之间设有形状记忆合金A，所述连接杆的两端分别与两个所述长支撑杆的顶端固定连接，所述雾化瓶通过牵引绳悬挂于所述连接杆上；所述可变形形状记忆合金支架B包括短支撑杆，两个所述短支撑杆于所述壳体之间插接连接，所述短支撑杆与所述壳体之间设有形状记忆合金B，所述雾化片固定在所述短支撑杆上；所述雾化瓶为吉村折纸可伸缩结构，所述雾化瓶设有瓶盖，所述雾化瓶内存储有雾化药液；所述雾化片包括压电陶瓷片和金属基底，所述压电陶瓷片位于所述金属基底下方，所述金属基底安装在所述短支撑杆上端，所述雾化片浸泡在所述储液槽内存储的所述易挥发液体介质中；所述雾化瓶漂浮在所述储液槽内的所述易挥发液体介质中，且所述雾化瓶底面与所述雾化片之间具有间距，所述雾化片底面与所述雾化片之间的间距由所述形状记忆合金B控制。

2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的可变形雾化装置，其特征在于，所述形状记忆合金A和所述形状记忆合金B为弹簧结构。

3.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的可变形雾化装置，其特征在于，所述壳体外表面为旋转体结构，所述储液槽内设有两个用于插接所述短支撑杆的短圆柱槽，所述储液槽周向布置有两个用于插接所述长支撑杆的长圆柱槽。

4.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的可变形雾化装置，其特征在于，所述雾化片表面镀有疏水性高分子薄膜，使所述雾化片与外界液体介质隔离。