DE1933498A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Aerosolen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Aerosolen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorr richtung, um auf wirtschaftliche Weise schnell eine gewünschte Menge eines Aerosols mit trockenen und homogenen Teilchen zu erzeugen.
• Es sind Geräte bekannt, mit denen flüssige Substanzen in feinste Teilchen zerlegtKbzw. zerstäubt werden, die als Medikament oder auch als Desinfektionsmittel dienen. Indessen ist bei den bekannten Oeräten festzustellen, mit denen solche Partikel gegen eine gegebenenfalls beheizte Oberfläche geschleudert werden, daß die Partikel merkliche Unterschiede im Durchmesser aufweisen, die von 1/100 bis zu mehreren Mikron betragen. Diese Größenunterschiede sind nachteilig, da die Erfahrung zeigt, daß die Wirksamkeit z.B. einer Desinfektion im wesentlichen von der Feinheit der einzelnen Teilchen abhängt, Bei Desinfektionsgeräten, bei denen eine FlUssigkeit mittels eines desinfizierenden Treibmittels auf eine beheizte Fläche zu sprtlhen ist, wurde festgestellt, daß trotz aller Verbesserungen fUr die Einregelung der Ausstoßmenge der auf die erhitzte Fläche geschleuderten Teilchen oder bei der Einstellung des Abstandes zwischen dieser Fläche und der SprUhdüse immer nöch erhebliche Unterschiede in der Größe der erzeugten FlUssigkeitsteilchen bestehen bleiben. Außerdem haben die bekannten Geräte einen sehr mäßigen Wirkungsgrad sowohl im Hinblick auf die großen Durchmesserunterschiede der erzeugten Teilchen als auch auf die Art und Weise, in der die flUssige Substanz durch den Zerstäuber in Partikel zerlegt wird, bevor diese auf die warme Oberfläche gelangen, um das gewünschte Aerosol zu erzeugen. Entweder ist die Ausstoßmenge dieser Geräte so groß, so daß noch nicht zerstäubte Flussigkeitstropfen die warme Oberfläche stark abkühlen und kein Aerosol bilden, oder die Abgabe wird unterbrochen und die Temperatur der beheizten Oberfläche steigt auf einen Wert, bei dem beim Wiedereinsetzen der ZufUhrung die Erzeugung von Aerosol aus der betreffenden Substanz nicht mehr möglich ist.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ißt deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Aerosolen mit einem Zerstäuber und einer beheizten Fläche. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Luftkompressor, von dem eine Leitung in einen eine flüssige Substanz enthaltenden diohten Behälter fuhrt und in diese eintaucht, eine DUse in dieser Leitung aur der 8strecke zwischen Kompressor und Behälter, eine zweite ebenfalls in die flüssige Substanz tauchende Leitung, die an ihrem anderen Ende eine neben der DUse der ersten Leitung angeordnete DUse aufweist, um gemeinsam einen Zerstäuber zu bilden, und durch eine Heizplatte, die senkrecht zur DUsenachse der ersten Leitung angeordnet ist.
• Der wesentliche Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß in dem Behälter eine vollständige Homogenisierung der Grundstoffe erzielt wird und möglicherweise in besonderen Fällen sogar eine echte Emulsion Luft-FlUssigkeit" aufgrund der intensiven Verwirbelung der Luft mit der FlUssigkeit.
• Ob nun aber in speziellem Fall die Erzeugung feinster Partikel erleichtert wird oder im allgemeinen Fall die Luft vorrangig ein intensives Durohwirbeln der fUr die Herstellung von Aerosol gemischten Stoffe bewirken soll, in Jedem Fall ist es gemäß der Erfindung möglich, den Leistungsbedarms zur Aerosolerzeugung gegenUber bekannten Geräten zu verringern. In bestimmter Dauer gelangt nämlich die FlUssigkeit unter der kombinierten Wirkung einer im Zerstäber entstehenden Ansaugkraft und eines oberhalb der FlUssigkeit in dem Behälter entstehenden Druckes in den Zerstäuber.
• Jeder Entleerung beim Austreten von Luft aus dem Behälter in den Zerstäuber oder jeder Druckverminderung im Behälter folgt sofort aufgrund der ständigen Luftzufuhr ein Druckanstieg im Behälter. Die zunächst getrennte und danach gleichzeitige Ansaug- und Druckwirkung rührt dazu, daß auf die Heizplatte ein Strom feinster Partikelchen geschleudert wird, deren mittlere Größe, selbst bei Messung innerhalb kurzer Zeiten, konstant ist. Aufgrund dieser Umstände wird die Heizplatte nicht wie bei den bekannten Geräten zufolge des Auftreffens von zu großen Teilchen oder Tropfen in unregelmäßiger Zeitfolge abgekühlt bzw. danach Uber die notwendige Temperatur hinaus erhitzt. Vielmehr behält bei der Vorrichtung nach der Erfindung die Heizplatte ohne besondere Maßnahmen eine bestimmte Temperatur. Die Vorrichtung arbeitet aufgrund der einfachen Bauart nicht nur wirtschaftlich, sondern ist auch unanfällig und benötigt keinerlei mechanische Wartung, da bewegliche Teile nur im Motor und Kompressor vorhanden sind.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines durch eine schematische Schnittzeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels.
• Die Vorrichtung nach der Erfindung kann beispielsweise zur ständigen Desinfektion von Räumen aufgestellt werden und in einem Gehäuse von 30 cm Höhe, 50 cm Länge und 20 cm Breite untergebracht sein, Mit 1 ist der den Kompressor 2 antreibende Motor mit einer Leistung von etwa 200 - 500 Watt bezeichnet. Der Kompressor 2 fördert eine gewisse Menge Luft in die Rohrleitung 3, deren anderes Ende 4 in die FlUssigkeit 5 des Behälters 6 eintaucht.
• An der Leitung 3 außerhalb des Behälters sitzt eine DUse 7, die Uber den aus ihr austretenden Luftstrom das aus der Düse 8 austretende Produkt sehr fein zerstäubt und auf eine Heizplatte 9 wirft.
• Wenn die Vorrichtung zur Erzeugung tn Aerosolen dient, die aus Stoffen ähnlicher physikalischer Eigenschaft bestehen, genUgt es, jeder der Kenngrößen der Vorrichtung, die die Zerstäubung der Produkte und die Atomisierung auf der Platte 9 beeinflussen, einen bestimmten Wert zu geben. Daher kann auch die Leitung 3 aus zwei Rohren verschiedenen Durchmessers zusammengesetzt sein, von denen das eine den Kompressor 2 mit der Duse 7, das andere, Mit 10 bezeichnete Rohr, die DUse 7 mit dem Behalter 6 verbindt.
• Wehn jedoch die Vorrichtung nacheinander mit Stoffen sehr unterschiedlicher physikalischer Eigenschaften arbeiten muß (Dichte, Viskosität, Emulsionskapazität bei der Mischung mit Luft), wird am Rohrabschnitt 10 der Leitung 3 ein (nicht dargestelltes) Ventil angebracht. Neben dem Ende 4 des Rohres 10 befindet sich die Mündung 11 der Rohrleitung 12, die mit der DUse 8 verbunden ist.
• Entsprechend den physikalischen Eigenschaften der in den Behälter 6 einzubringenden desinfizierenden Stoffe oder der Medikamente} dem Druckverlust in den Leitungen, der Ausstoßmenge und dem Luftdruck kann die Vorrichtung entweder kontinuierlich oder intermittierend arbeiten. Bei Inbetriebsetzung bewirkt ein Zeitwerk 13 in erster Linie das Einschalten des Heizkreises der Platte 9, der sahematisch durch die Leitung 14 angedeutet ist. Ein Thermostat 15 ermöglicht die Regelung der Heizung auf bestimmte Temperatur in der Platte 9. Das Zeitwerk 13 steuert ferner das Einschalten des Motors 1 Uber den bei 16 angedeuteten Stromkreis mit einer von dem Sohalter 17 einstellbaren Vert zögerungszeit.
• Die desinfizierenden oder medizinischen Stoffe können durch den Stutzen 18 in den Behälter 6 eingebracht werden, der mittels eines hermetisch abschließenden Stopfens 19 dicht verschlossen wird. Sobald der Motor 1 angelaufen ist, drUckt der Kompressor Luft in die Leitung 3, bei deren Austritt an der DUse 7 Luft aus der Leitung 12 angesaugt wird. Zur gleichen Zeit durchwirbelt die vom Kompressor gelieferte Luft die FlUssigkeit, bls die kombinierte Wirkung des von der DUse 7 erzeugten Unterdruckes und des Überdruckes im Behälter oberhalb der Flflssigkeit diese durch die Leitung 12 bis in die DUse 8 drUcktX Der LuRtßtrom aus der DUse 7 bew wirkt zusammen mit der DUse 8 das Zerstäuben der FlUalgkeit und schleudert die dabei gebildeten Teilchen auf die Heizplatte 9, wo diese atomisiert werden, Durch Veränderung der verschiedenen Kenngrößen in der Vorrichtung läßt sich entweder ein ständiger Flüssigkeitsstrom zum Zerstäuber erreichen oder aber eine unterbrochene Arbeitsweise, wenn die von dem Luftstrom der Düse 7 hervorgerufene Saugwirkung nicht ausreicht, um das Gewicht der im vertikalen Teil der Leitung 12 befindlichen Flüssigkeit zu kompensieren. Da der Behälter 6 abgedichtet ist und ständig Luft zugeführt erhält, wird der anwachsende Druck oberhalb der Flüssigkeit diese in der Leitung 12 steigen lassen, bis sie vom Luftstrom der DUse 7 angesaugt wird. Sobald dann die Mitnahme der Flüssigkeitssäule aufgrund des Saugdruckes nachläßt, wächst der Druck oberhalb der Flüssigkeit im Behälter, so daß wiederum die Flüssigkeit in der Leitung 12 ansteigt und ihre Ansaugung und die Erzeugung fein zerstäubt ter Partikel mit praktisch konstanter Größe ermöglicht.
• Die Schnelligkeit der Arbeitsweise und die Homogenisierung der Flüssigkeit gewährleisten die Konstanthaltung der Temperatur der Heizplatte 9. Die beschriebene Ausführungsform bildet nur ein Beispiel der Erfindung. In den Leitungen können Regelventile vorgesehen sein und andere Steuervorrichtungen. Der Abstand der Düsen 7 und 8 und die Entfernung der Heizplatte 9 vom Zerstäuber können verändert werden.
• Mit der Drehzahl des Motors läßt sich die Menge des Luftstroms im Rohr 3 verändern.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Aerosolen mit trockenen eilchen durch Zerstäubung einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in die in einem abgeschlossenen Behälter befindliche Flüssigkeit Druckluft eingeblasen wird, daß ferner die Flüssigkeit von dem sich Uber ihr in dem Behälter bildenden Luftdruck in eine Rohrleitung gedrückt wird, aus deren Austrittsdüse die Flüssigkeit von einem neben der Mlse wirkenden Zerstäubungsluftstrom angesaugt und zerstäubt wird, und daß die zerstäubten Flüssigkeitsteilchen auf eine beheizte Fläche gesprüht werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von Aerosolen mit trockenen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Luftkompressor (2) enthält, eine daran angeschlossene erste Leitung (3), einen abgeschlossenen Behälter (6) mit einer Flüssigkeit (5), in die das freie Ende (4) der ersten Leitung (3) eintaucht, einen Ansatz (7) zwischen dem Behälter (6) und Kompressor (2), eine zweite Leitung (12), die in den Inhalt (5) des Behälters eintaucht, und an ihrem anderen Ende einen Ansatz (8) neben dem Ansatz (7) der ersten Leitung hat, sowie eine Heizplatte (9) senkrecht zur Ansatzachse der ersten Leitung.

), Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersta Leitung (3) aus awei Teilrohren besteht, von denen da eine (3) den Kompressor (a) mit der DUse (7), das andere (10) die DUse (7) mit dem Behälter (6) verbindet, und daß in der Leitung zwischen dem Behälter und der Düse ein Regelventil vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorgeschwindigkeit (1) sowie der Ab--stand zwischen den Ansätzen der Düsen (7, 8) einstellbar sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Unterteil des Behälters mit dem Verdampfungsansatz verbindende Leitung (12) einen horizontal verlaufenden Abschnitt aufweist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen ibis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (9) mit einem Thermostat (15) versehen ist.