DE2422039A1 - METHOD AND DEVICE FOR GENERATING AEROSOLS - Google Patents
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Aerosolen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Aerosolen mittels eines Systems mit mikroporösen Wänden oder Membranen.Method and apparatus for generating aerosols The invention relates to a method and a device for generating aerosols by means of a system with microporous walls or membranes.
Es sind bereits Äerosol-Erzeuger bekannt, die aus einer vertikalen Kolonne bestehen, die horizontal durch eine mikroporöse Wand oder Membran unterteilt ist, auf der ein Flüssigkeitsfilm oder eine Flüssigkeitsschicht aufliegt. Hierbei durchquert ein Gasfluß die Wand oder Membran und die Flüssigkeitsschicht oder den Flüssigkeitsfilm von unten nach oben. Die Gas-Mikro strahlen, die die Flüssigkeit durchqueren, bewirken eine Verdampfung und nehmen Partikel oder Tröpfchen mit, wodurch eine Aerosol gebildet wird. There are already known aerosol generators that consist of a vertical Column exist that are divided horizontally by a microporous wall or membrane is on which a liquid film or a layer of liquid rests. Here a gas flow traverses the wall or membrane and the liquid layer or the Liquid film from bottom to top. The gas micro-rays that make the liquid traverse, cause evaporation and take particles or droplet with, creating an aerosol.
Meistens handelt es sich Jedoch um Lösungen; bei denen diese Verdampfungserscheinungen im allgemeinen eine Konzentrationsänderung des in Lösung befindlichen Produktes einerseits in der Schicht, in der sie zunimmt, und andererseits in dem Aerosol, in dem diese beirkt.Most of the time, however, they are solutions; in which these evaporation phenomena generally a change in the concentration of the product in solution on the one hand in the layer in which it increases and on the other hand in the aerosol, in which this acts.
Konzentration abnimmt, ßies kann in manchen Anwendungsbereichen beispielsweise in medizinischen Bereich, große Nachteile mit sich bringen.Concentration decreases, this can be in some areas of application, for example in the medical field, have major disadvantages.
Erfindungsgemäß wird die Druckverlustdifferenz benutzt, die zwischen einer trockenen porösen Schicht und derselben, mit einem Flüssigkeitsfilm bedeckten Schicht bei einem bestimmten Durchsatz des die Schicht durchquerenden Gases besteht. According to the invention, the pressure loss difference is used between a dry porous layer and the same covered with a liquid film Layer exists at a certain throughput of the gas traversing the layer.
Diese Erscheinung kann folgendermaßen festgestellt werden: Man schließt einen Behälter durch eine mikroporöse Membran (beispielsweise aus Polyamid, dessen Poren eine Größe von 7 Mikron t 2 Mikron haben). This phenomenon can be identified as follows: One closes a container through a microporous membrane (for example made of polyamide, whose Pores are 7 microns t 2 microns in size).
Bei einem Gasdurchsatz, der durch einen Quadratzentimeter dieser trockenen Membran geblasen wird und 3 l/min/cm2 dieser Membran beträgt, beträgt der Druckabfall 40 g/cm2.With a gas throughput that is dry through one square centimeter Membrane is blown and 3 l / min / cm2 of this membrane is, the pressure drop is 40 g / cm2.
Wenn diese Membran mit Wasser bedeckt wird und wenn Luft mit einem Durchsatz von 3 1/min/cm2 durchgeblasen wird, so beträgt der Druck vor der Membran 600 g/cm2. Nach einer gewissen, sehr kurzen Zeit ist das Wasser vollständig zerstäubt. Es bleibt also nur mehr eine dünne Flüssigkeitsschicht und die Membran beginnt zu trocknen. Hält man den Gebläseluftdruck weiterhin konstant, so beobachtet man einen schnellen Abfall des Druckes, der sich auf 40 g/cm2 stabilisiert. Wenn man Jedoch in diesem Moment etwas Wasser auf die Membran gießt, so stellt man fest, daß der eingangsseitige Druck augenblicklich auf seinen Ausgangswert zurückkehrt und daß das Aerosol wieder gebildet wird. When this membrane is covered with water and when air with one Throughput of 3 1 / min / cm2 is blown through, the pressure in front of the membrane is 600 g / cm2. After a certain, very short time, the water is completely atomized. So there is only a thin layer of liquid left and the membrane begins to close dry. If you keep the blower air pressure constant, you will be observed rapid drop in pressure, which stabilizes at 40 g / cm2. However, if you do something at this moment Pouring water on the membrane, so one puts determines that the pressure on the upstream side will return to its initial value immediately and that the aerosol is formed again.
Diese Abfallserscheinung des Druckes, sobald die zu zerstäubende Flüssigkeit auf der Wand fehlt, wird erfindungsgemäß ganz zu Beginn ihres Auftretens zum Auslösen einer gesteuerten Flüssigkeitsspeisung benutzt, die auf diese Weise nur stattfindet, wenn sie erforderlich ist. Das Ansteigen des Druckes wird zur Unterbrechung dieser Flüssigkeitsspeisung benutzt. This drop in pressure as soon as the one to be atomized If there is no liquid on the wall, according to the invention it is at the very beginning of its occurrence used to trigger a controlled liquid feed, which in this way only takes place when it is necessary. The rise in pressure becomes an interruption this liquid feed is used.
Auf diese Weise kann man Jedesmal wenn nötig eine einkellbare Menge des zu dispergierenden Produkts liefern.In this way you can adjust an amount every time you need it of the product to be dispersed.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß in einem Aerosol-Erzeuger mit mikroporöser Wand oder Membran einem vor dieser Wand oder Membran vorgesehenen Behälter einen konstanten Gebläsegasdurchsatz ~zuführt, daß die Wand oder Membran befeuchtet wird und daß die Zufuhr einer bestimmten Menge von zu zerstäubender Flüssigkeit bei Jeder Drucksenkung in dem Behälter ausgelöst wird, wenn diese Flüssigkeit auf der Wand oder Membran fehlt. The method of the invention is therefore essentially characterized characterized in that in an aerosol generator with a microporous wall or membrane a container provided in front of this wall or membrane ensures a constant blower gas flow rate ~ supplies that the wall or membrane is moistened and that the supply of a certain Amount of liquid to be atomized triggered with each pressure drop in the container when this fluid is absent on the wall or membrane.
Gemäß einem zweckmäßigen Merkmal der Erfindung ist der Behälter zu diesem Zweck mit mindestens einer Flüssigkeitsreserve in Verbindung, die im Druckgleichgewicht ist, wenn dieser Druck in dem Behälter seinen maximalen Wert hat, so daß die Flüssigkeit in den Behälter fließt, wenn das Gleichgewicht durch Abfall des Drucks in dem Behälter zu dem Zeitpunkt unterbrochen wird, zu dem die Flüssigkeit beginnt, auf der Wand oder Membran zu fehlen. According to an advantageous feature of the invention, the container is closed for this purpose with at least one liquid reserve in connection, which is in pressure equilibrium is when this pressure in the container has its maximum value, so that the liquid flows into the container when the equilibrium is caused by a drop in pressure in the container is interrupted at the time the liquid begins to run on Wall or membrane missing.
Gemäß einem anderen Merkmal wird die Flüssigkeitsmenge, die bei Jedem Zyklus in den Behälter strömt, konstant gehalten, wobei die Zeit für das Herstellen des Druckgleichgewichts zwischen dem Reservegefäß und dem Behälter durch Aufspritzen von Flüssigkeit auf die mikroporöse Wand bei gleichem Gasdurchsatz die gleiche ist. According to another feature, the amount of fluid that is given to each Cycle flowing into the container, kept constant, with the time for making the pressure equilibrium between the reserve vessel and the container by spraying of liquid on the microporous wall is the same with the same gas throughput.
Zur Durchführung dieses Ve#iährens wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß sie in Kombination mit einem Äerosol-Erzeuger mit Wand oder Membran eine Flüssigkeitsreserve, die mit dem GasgebläsebehiDer des Aerosolerzeugers verbunden ist, und eine Einrichtung besitzt, die den Durchsatz dieser Flüssigkeit unter der Wirkung eines Druckabfalls in dem Behälter steuert. According to the invention, a device is used to carry out this method provided, which is essentially characterized in that they are in combination with an aerosol generator with a wall or membrane, a liquid reserve that with is connected to the gas blower housing of the aerosol generator and has a device which increases the flow rate of this liquid under the action of a pressure drop in the Container controls.
Gemäß einem zweckmäßigen Merkmal ist Jede Flüssigkeitsreserve mit dem Behälter durch eine Leitung oder gegebenenfalls im Fall von mehreren Reserven über mindestens einen Mischer verbunden. According to a useful feature, each reserve of liquid is with the tank through a line or, if necessary, in the case of several reserves connected via at least one mixer.
Gemäß einem anderen Merkmal erhält man die gewünschte Dosis der zu zerstäubenden Flüssigkeit mit einem Rohr mit geringem Durchmesser, das in diese Leitung mündet. According to another characteristic, the desired dose is obtained atomizing liquid with a small diameter tube that goes into this Line opens.
Bei einer besonderen Ausführungsform besteht Jede Flüssigkeitsreserve aus einer umgekehrten Flasche, die durch ein Kapillarrohr abgeschlossen wird, das in die mit dem Gebläsebehälter verbundene Leitung mündet, wobei diese Flasche in einer geschlossenen Kammer angeordnet ist, die ihrerseits mit dieser Leitung verbunden ist. In a particular embodiment, there is any reserve of liquid from an inverted bottle closed by a capillary tube that opens into the line connected to the blower tank, whereby this bottle is placed in a closed chamber, which in turn with this Line is connected.
Wenn mehrere Flüssigkeitsbestandteile gemischt werden sollen, können, wie bereits gesagt wurde, mehrere Reserven benutzt werden. Hierbei kann es für die Herstellung des Produktes erforderlich sein, eine Mischung von Produkten in genauen Verhältnissen durchzuführen. If several liquid components are to be mixed, as has already been said, several reserves are used. Here it can be for the Manufacture of the product will require a mixture of products in exact Conditions to carry out.
Auf medizinischem Gebiet beispielsweise ist es erforderlith, die Produkte oder Gemische für zahlreiche Behandlungen, beispielsweise Infusionen und Aerosole, unter besonders genauen Bedingungen herzustellen. Bei der Herstellung von Gemischen ist es hierbei im allgemeinen unbedingt erforderlich, sie zum Zeitpunkt der Verabreichung herzustellen, um Interaktionen , Zerset zungen oder andere Änderungen der Bestandteile des Gemisches zu vermeiden, wenn bis zur Verabreichung dieses Gemisches eine gewisse Zeit verstreicht.In the medical field, for example, it is necessary to use the products or mixtures for numerous treatments, such as infusions and aerosols, to be produced under particularly precise conditions. In the production of mixtures it is generally imperative to have them at the time of administration to produce interactions, decomposition or other changes in the constituents to avoid the mixture if a certain amount of up to the administration of this mixture Time passes.
Im medizinischen Bereich ist es bekannt, die flüssigen Produkte oder Gemische in Flaschen zuzubereiten, die mit einem Verschluß versehen sind, der mit einer Nadel durchbohrt wird, die an ein Rohr angeschlossen ist, dessen anderes Ende an eine Tropfvorrichtung oder einen Aerosolzerstäuber angeschlossen ist. In the medical field it is known to use the liquid products or To prepare mixtures in bottles that are provided with a closure that is marked with a needle which is connected to a tube, the other end of which is pierced is connected to a drip device or an aerosol sprayer.
Wenn es sich um Gemische handelt, so werden diese sowohl bei den Aerosolen als auch bei den Infusionen sowie auch bei anderen Verwendungszwecken im allgemeinen zuvor zubereitet, und zwar beträchtliche Zeit vor ihrer Benutzung, was lange und schwierige Arbeitsgänge erfordert, wenn unteraseptischen Bedingungen gearbeitet werden soll.If it is a question of mixtures, then these are both in the case of the aerosols as well as with infusions as well as with other uses in general prepared beforehand, and a considerable time before it is used, which is long and difficult operations required when working under aseptic conditions shall be.
Im Falle von Aerosolen werden bei den meisten bekannten Vorrichtungen die Flüssigkeiten in einen Gasstrom eingeführt. Die Flüssigkeit wird in Tröpfchen zerstäubt, deren Feinheit insbesondere von der Geometrie der Vorrichtung und den Durchsätzen der Flüssigkeit und des Gases abhängt. Wenn es sich um MedikamentmXschungen notlg handelt, so ist es, wie bereits gesagt Mischung so kurz wie nur irgend möglich vor der Verwendung herzustellen. In the case of aerosols, most of the known devices the liquids are introduced into a gas stream. The liquid becomes in droplets atomized, the fineness in particular of the geometry of the device and the Flow rates of the liquid and gas depends. When it comes to medication changes If necessary, then, as already said, the mixture is as short as possible prepare before use.
Ziel der Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile zu beseitigen und die Abgabe des Produkts mit einem bestimmten Durchs atzs und die Zubereitung und die Dosierung zu gestatten, wenn es sich um ein Gemisch handelt, und zwar zum Zeitpunkt der Verwendung, wodurch im medizinischen Bereich gleichzeitig die erforderlichen Bedingungen der Desinfektion und des Vakuums erfüllt werden können. The aim of the invention is to eliminate the above-mentioned disadvantages and the delivery of the product with a certain throughput and the preparation and to allow the dosage if it is a mixture, namely for Time of use, which makes it necessary in the medical field at the same time Conditions of disinfection and vacuum can be met.
Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem oder mehreren Gefäßen, Je nachdem, ob es sich um ein einziges Produkt oder um Bestanzteile einer Mischung handelt. Diese Gefäße sind über Rohre mit einer Durchsatzkontrollvorrichtung verbunden, wobei Jedes der Rohre ein Durchsatzkontroll-und -steuersystem, beispielsweise Kapillarrohre oder Membranen wie biologische Membranen, besitzt. Im Falle von Mischungen münden die Rohre in eine gemeinsame Leitung, die ihrerseits mit einer Durchsatzkontroll-~inrichtung und gegebenenfalls seinem Begrenzer versehen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt somit eine Vorbereitungsphase, die darin besteht, daß für Jede Flüssigkeit in Abhängigkeit von vorbestimmten Erfordernissen, beispielsweise von medizinischen Rezepten, die Einrichtungen bestimmt werden, die zwischen dem Gefäß und der Abgabevorrichtung vorzusehen sind, um einen Durchsatz zu erreichen, der einerseits der Anforderung und andererseits dem optimalen Betrieb der Abgabevorrichtung entspricht Hierzu werden die einsetzbaren Einrichtungen in Abhängigkeit von Jeder Flüssigkeit geeicht, und zwar unter Änderung der Höhe zwischen dem mittleren Stand in dem Gefäß und dem Ausgang des Kreises. Dann werden die dem gewünschten Durchsatz entsprechenden Einrichtungen ausgewählt, die direkt an die Abgabevorrichtung oder indirekt über eine gemeinsame Leitung angeschlossen werden, wenn mehrere Gefäße zur Herstellung eines Gemisches benutzt werden. The device according to the invention consists essentially of one or several vessels, depending on whether it is a single product or parts a mixture. These vessels are via tubes with a flow control device connected, each of the tubes having a flow rate control system, for example Capillary tubes or membranes such as biological membranes. In the case of mixtures the pipes open into a common line, which in turn is equipped with a throughput control device and if necessary its limiter is provided. The inventive method thus has a preparatory phase which consists in that for each liquid depending on predetermined requirements, for example medical Recipes that are determined between bodies the vessel and the dispensing device are to be provided in order to achieve a throughput which on the one hand the requirement and on the other hand the optimal operation of the dispensing device This corresponds to the deployable facilities depending on each Liquid calibrated, changing the height between the middle level in the vessel and the exit of the circle. Then those will get the desired throughput appropriate facilities selected directly to the dispenser or can be connected indirectly via a common line if there are several vessels can be used to produce a mixture.
Der Durchsatz für Jedes der Gefäße hängt von den Abmessungsmerkmalen des Rohrs, dem Niveauunterschied zwischen dem Stand der Flüssigkeit in dem Gefäß und dem Ausgang des Rohrs und von den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit, insbesondere der Oberflächenspannung ab.The throughput for each of the vessels depends on the dimensional features of the pipe, the difference in level between the level of the liquid in the vessel and the exit of the pipe and the physical properties of the liquid, especially the surface tension.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen: Fig-. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aerosol-Erzeugung und Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen von Speisesystemen. Further features and advantages of the invention emerge from the following description of several exemplary embodiments, with reference to the enclosed Reference is made to the drawing. They show: Fig-. 1 is a schematic representation a device for aerosol generation and FIGS. 2 and 3 are schematic representations of feed systems.
Fig. 1 zeigt die Kolonne 1 eines Äerosolerzeugers, die mit einer horizontalen mikroporösen Membran 2 versehen ist. Diese Membran ist mit einem Gitter 3 versehen. Die Basis dieser Kolonne besitzt einen Behälter 4, der seinerseits an seiner Basis eine Verengung 5 aufweist, über welcher ein Gitter 6 vorgesehen ist. Das Gebläsegas wird bei 5 über ein Rohr 5a zugeführt. Fig. 1 shows the column 1 of an aerosol generator with a horizontal microporous membrane 2 is provided. This membrane is with a grid 3 provided. The base of this column has a container 4, which in turn is attached to its base has a constriction 5 over which a grid 6 is provided. The blower gas is supplied at 5 through a pipe 5a.
In den Behälter 4 mündet ein Rohr 7, das an seinem oberen Teil mit einer Ausweitung 8 endet, die eine Kammer zur Aufnahme einer umgekehrten Flasche 9 bildet, die die zu zerstäubende Flüssigkeit A enthält. Den Stöpsel 10 dieser Flasche durchquert ein Kapillarrohr 11, das in das Rohr 7 ausmündet. In the container 4 opens a pipe 7, which at its upper part an extension 8 ends which has a chamber for receiving an inverted bottle 9 forms which contains the liquid A to be atomized. The stopper 10 of this bottle traverses a capillary tube 11 which opens into the tube 7.
Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei mit Flüssigkeit benetzter Membran 2 wird ein Gas (Luft, Sauerstoff usw.) über das Mundstück 5 in den Behälter 4 durch Jede beliebige geeignete Vorrichtung, beispielsweise durch einen Kompressor (nicht dargestellt) eingeblasen, der beispielsweise unter einem Druck von 600 g/cm einen Durchsatz von 15 1/min in der Membran 2 gewährleistet. Man erhält bei 3 hinter dieser Membran ein Aerosol. Der Druck des Dutfinschlusses 12 über der Flüssigkeit A in der Flasche 9 ist gleich dem in dem Behälter 4 herrschenden Druck. This device works as follows: When wetted with liquid Membrane 2 is a gas (air, oxygen, etc.) through the mouthpiece 5 into the container 4 by any suitable device such as a compressor (not shown) blown, for example under a pressure of 600 g / cm a throughput of 15 1 / min in the membrane 2 is guaranteed. You get behind at 3 this membrane is an aerosol. The pressure of the Dutfinschluss 12 above the liquid A in the bottle 9 is equal to the pressure prevailing in the container 4.
Wenn die Membran 2 zu trocknen beginnt, senkt sich der Druck in 4 und der Gaseinschluß 12 dehnt sich aus, um die Gleichheit der Drücke zwischen 12 und 4 beizubehalten, wodurch eine gewisse Flüssigkeitsmenge A durch das Kapillarrohr 11 ausgestoßen wird. Diese Flüssigkeit fließt über 7 auf das Gitter 6, wo der Gasstrom sie in Tropfen trennt, die auf die Unterseite der Membran 2 gespritzt werden. Die Flüssigkeit durchquert diese, bentzt sie und bildet auf ihrer Oberfläche eine Flüssigkeitsschicht von einigen Zehnteln Kubikzentimeter. Gleichzeitig nimmt der Druck in 4 wieder seinen Ausgangswert ein und das Gas steigt in die Flasche 9, nach-dem es die in dem Kapillarrohr 11 befindliche Flüssigkeit herausgetrieben hat, so daß sich das neue Volumen 12 auf 600 g/am2 (abgesehen von der Höhe der Flüssigkeit A in ihrer Flasche) komprimiert. Das Ausfließen der Flüssigkeit wird durch die Kapillaritätskräfte in 11 verhindert, solange die Drücke in 4 und 12 gleich sind. When the membrane 2 begins to dry, the pressure in 4 decreases and the gas inclusion 12 expands to the equality of the pressures between 12 and 4 maintain, causing a certain amount of liquid A through the capillary tube 11 is ejected. This liquid flows through 7 to the grid 6, where the gas flow separates them into drops that are sprayed onto the underside of the membrane 2. the Liquid passes through them, uses them and forms a layer of liquid on their surface of a few tenths of a cubic centimeter. At the same time he takes pressure in 4 its initial value again and the gas rises into the bottle 9, after-the it has driven out the liquid located in the capillary tube 11, so that the new volume 12 is 600 g / am2 (apart from the level of the liquid A in their bottle). The outflow of the liquid is caused by the capillarity forces in 11 prevented as long as the pressures in 4 and 12 are the same.
Die Wahl des Kapillarrohrs 11 und des Druckes des Behälters gestattet somit die Einstellung der Schwelle der Auslösung der Speisung sowie des gelieferten Flüssigkeitsvolumens. The choice of capillary tube 11 and the pressure of the container are permitted thus setting the threshold for triggering the supply as well as the supplied one Liquid volume.
Wählt man beispielsweise einen Druck von 500 g/cm2, so findet die Wiederversorgung mit Flüssigkeit stat; bevor die Membran 2 vollständig trocken ist, so daß hinsichtlich Aerosolkonzentration und - korngröße keine merkliche Veränderung registriert wird. Auf diese Weise verfügt man dank der Erfindung über ein Verfahren zur automatischen und selbstgeregelten Flüssigkeitsspeisung eines Aerosolerzeugers. For example, if you choose a pressure of 500 g / cm2, you will find the Resupply with liquid stat; before the membrane 2 is completely dry, so that there is no noticeable change in terms of aerosol concentration and particle size is registered. In this way, thanks to the invention, one has a method for the automatic and self-regulated liquid supply of an aerosol generator.
Beispielsweise wird eine mikroporöse Membran 3 benutzt, deren Öffnungen einen Durchmesser von haben. Das Kapillarrohr 11 besitzt einen Durchmesser von 12 Zehntel Millimeter und die Flasche 9 enthält 7 bis 8 cm wässrige Lösung mit 5 Gewichtsprozent Azetylcholin. For example, a microporous membrane 3 is used, the openings have a diameter of. The capillary tube 11 has a diameter of 12 Tenth of a millimeter and the bottle 9 contains 7 to 8 cm aqueous solution with 5 percent by weight Acetylcholine.
Bei einem Durchsatz von 15 1/min und einem ueberdruck von 500 g/cm2 vor der Membran erhält man eine Azetylcholin-Konzentration in dem Aerosol von im wesentlichen 90 Gramm pro Liter Aerosol am Ausgang des Aerosolerzeugers. In diesem besonderen Fall wurde festgestellt, daß die erhaltenen Ergebnisse von der Verwendungsrichtung der mikroporösen Membran abhängen, und zwar wahrscheinlich infolge ihrer Kapillarstruktur. Wenn man diese Membran wendet, so erhält man noch 2'3 g/l Azetylcholin in dem Aerosol. With a throughput of 15 1 / min and an overpressure of 500 g / cm2 In front of the membrane, an acetylcholine concentration is obtained in the aerosol of in the essentially 90 grams per liter of aerosol at the outlet of the aerosol generator. In this particular case it was found that the results obtained depend on the direction of use depend on the microporous membrane, probably due to its capillary structure. If you turn this membrane, you still get 2'3 g / l acetylcholine in the aerosol.
Die Zeit zwischen Jeder Speisung beträgt etwa 2 Minuten und die gesamte Flasche wird in einer Stunde verbraucht, während der die Konzentration des aktiven Produktes in dem Aerosol konstant bleibt.The time between each feed is about 2 minutes and the entire Bottle is consumed in an hour, during which the concentration of the active Product in the aerosol remains constant.
Wenn sich die Membran in der ersten Stellung befindet, erhält man eine mittlere Partikelgröße (Gewichts-Korngrößenbestimmung) von Bei einer besonderen Ausführungsform, die nicht beschrieben wird, wird das Kapillarrohr 11 zweckmäßigerweise so angeordnet, daß sein unterer Teil mit der Wand der Leitung 7 in Kontakt kommt, so daß das Abfließen der Flüssigkeit A in Folge des bekannten Wandeffekts erleichtert wird. When the diaphragm is in the first position, one obtains a mean particle size (weight-grain size determination) of at a particular Embodiment that is not described, the capillary tube 11 is expedient arranged so that its lower part comes into contact with the wall of the conduit 7, so that the drainage of the liquid A is facilitated as a result of the known wall effect will.
Der Aerosolerzeuger kann ferner eine bekannte Vorrichtung zum Trennen der Partikel besitzen, die auf der Austrittsdüse des Aerosols hinter der mikroporösen Wand oder Membran angeordnet ist. Diese Trennvorrichtung kann beispielsweise eine Sperrwand, ein Filter oder eine mikroporöse Membran sein, die bzw. The aerosol generator can also use a known device for separating of the particles that are on the outlet nozzle of the aerosol behind the microporous Wall or membrane is arranged. This separation device can, for example, a Be a barrier, filter, or microporous membrane
das geneigt und in dem Weg des Aerosols angeordnet ist und auf der bzw. auf dem sich die Tröpfchen und Partikel mit einer großen, eine bestimmte gewünschte Größe überschreitenden Abmessung festsetzen, die hierbei einen Flüssigkeitsfilm bilden, der zu dem Niveau Membran 3 zurückgeführt werden kann. Diese Trennvorrichtung kann auch aus einem Hindernis mit Glaskugeln oder sogenannten Vigreux-Spitzen bestehen, das dieselbe Aufgabe erfüllt oder die Sperrwand ergänzt.which is inclined and located in the path of the aerosol and on the or on which the droplets and particles with a large, a certain desired Set the size exceeding dimension, which in this case creates a liquid film form that to the level Membrane 3 can be returned. This separating device can also consist of an obstacle with glass balls or so-called Vigreux tips exist that perform the same task or complement the barrier wall.
Mit einer derartigen Trennvorrichtung geht die Zusammensetzuzig des partikelnebels bei dem oben beschriebenen Beispiel der Verwendung einer wässrigen Azetylcholinlösung von 5 Gewichtsprozent ;bis 2,7#. With such a separating device, the composition is possible particle mist in the above-described example of the use of an aqueous Acetylcholine solution of 5 percent by weight; to 2.7 #.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Speisevorrichtung, bei der zwei in zwei Flaschen 21 und 22 enthaltene Bestandteile gemischt werden. Diese beiden Flaschen sind auf Jeder beliebigen bekannten Vorrichtung aufgehängt, die eine Höheneinstellung Jeder Flasche gestattet. Die Stöpsel 23 und 24 der beiden Flaschen sind von den Nadeln 25 und 26 der beiden Xapillarrohre 27 und 28 durchbohrt. Diese beiden-Rohre münden in einen Mischer 29 dessen Auslauf über ein Rohr 30 in eine bekannte tropfenweise arbeitende Durchsatzkontrollvorrichtung 31 vor sich geht, die diesen Durchsatz sichtbar macht. Die Kapillarrohre 27 und 28 begrenzen den Durchsatz der beiden Bestandteile auf Grund der Merkmakz der Rohre und der Flüssigkeiten sowie durch den Niveauunterschied zwischen dem Stand der Flüssigkeit in Jedem der beiden Behälter und dem Austritt der entsprechenden Rohre. Gemäß den bekannten Gesetzen der Physik ist der Durchsatz eine Funktion von 1.) dem Niveauunterschied, der dem hydrostatischen Druck entspricht 2..) von der Viskosität, dem Innendurchmesser und der Länge des veränderlichen Rohrs, wovon der Druckabfall in dem Rohr abhängt, wobei gegebenenfalls vorhandene Biegungen oder Hindernisse in dentWeg vernachlässigt werden, die gering sind, wenn das Rohr ein Kapillarrohr ist, und 3.) von dem Außendurchmesser am Austritt des Rohrs und der Oberflächenspannung, wovon das Gewicht der Tropfen am Austritt des Rohrs in dem Mischer 29 abhängt. Fig. 2 shows schematically a feed device in which two in two bottles 21 and 22 containing ingredients are mixed. These two bottles are suspended on any known device that allows height adjustment Any bottle allowed. The stoppers 23 and 24 of the two bottles are from the Needles 25 and 26 of the two xapillary tubes 27 and 28 are pierced. These two tubes open into a mixer 29 whose outlet via a pipe 30 in a known dropwise manner working throughput control device 31 is going on, which makes this throughput visible power. The capillary tubes 27 and 28 limit the throughput of the two components due to the characteristics of the pipes and the liquids as well as the difference in level between the level of the liquid in each of the two containers and the outlet the corresponding pipes. According to the known laws of physics, throughput is a function of 1.) the level difference, which corresponds to the hydrostatic pressure 2 ..) on the viscosity, the inner diameter and the length of the variable tube, on what the pressure drop in the pipe depends, where appropriate existing Bends or obstacles in the path that are minor are neglected, though the tube is a capillary tube, and 3.) the outer diameter at the outlet of the Tube and the surface tension, of which the weight of the droplets at the outlet of the Pipe in the mixer 29 depends.
Bestimmt man die Bedingungen, unter denen die Behälter mit dem Mischer 29 verbunden werden müssen, auf die bei dem Verfahren im Nachstehenden noch beschriebene Weise, so kann man den Durchsatz in dem Mischer 29 und dadurch den Durchsatz in der Kontrollvorrichtung 31 mit hoher Genauigkeit kontrollieren und einstellen. Sicherheitshalber kann in dem Rohr 30 ein bekannter -tegrenzer 32 vorgesehen sein, der Durchsatz bei 31 ist Jedoch die Summe der Durchsätze bei 29. Die Hersteller der die Bestandteile bildenden Produkte können mit den Flaschen 21 und 22 ein oder mehrere Rohre 17 und 18 liefern, wobei sie den Durchsatz pro Zeiteinheit am Ausgang in Abhängigkeit von dem Niveauunterschied zwischen dem Stand der Flüssigkeit und dem Austritt des Rohrs angeben. Dieser Durchsatz wird für Jedes Rohr angegeben. Dies kann bequem durch Eichung festgelegt werden. Der Niveauunterschied zwischen der freien Oberfläche der Flüssigkeit in der Flasche und dem Austritt des Rohrs ändert sich Jedoch in dem Maße, wie die Flüssigkeit abgeführt wird. One determines the conditions under which the container with the mixer 29 must be connected to the procedure described below Way, you can control the throughput in the mixer 29 and thereby the throughput in the control device 31 control and set with high accuracy. To be on the safe side a known limiter 32 can be provided in the pipe 30, the throughput at However, 31 is the sum of the throughputs at 29. The manufacturers of the components Forming products can with the bottles 21 and 22 one or more tubes 17 and 18 delivering the throughput per unit of time at the output as a function of the difference in level between the level of the liquid and the exit of the pipe indicate. This throughput is given for each pipe. This can be done conveniently Calibration can be set. The difference in level between the free surface however, the liquid in the bottle and the exit of the tube changes to the extent to which the liquid is drained away.
Wenn die Behälter hoch und schmal sind, so ist die Änderung wesentlich stärker als bei weiten und flachen Behältern. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, ausreichend niedrige Flaschen zu benutzen, damit der Niveauunterschied zwischen dem Boden und dem Stöpsel einer relativ vernachlässigbaren Änderung des hydrostatischen Drucks entspricht. Hierzu können auch Entnahmevorrichtungen mit Siphon benutzt werden. Ferner ist es zweckmäßig, die Kenngrößen der Rohre mit halbgefüllten Flaschen zu eichen. Bestimmt man auf diese Weise die Kenngrößen einer Skala von Rohren für Jedes Produkt und Jeden mittleren Niveauunterschied, so kann man beispielsweise auf einer Tafel oder einer Tabelle den dem ärztlichen Rezept entsprechenden Durchsatz pro Zeiteinheit, d.h. das entsprechende Rohr und den entsprechenden Niveauunterschied wählen. Wiederholt man den Vorgang für Jeden Bestandteil, so kann einem Mischer 29 eine gewisse Anzahl von Rohren zugeführt werden, die Jeweils von einer Flasche'kommen und dem Mischer 9 einen bestimmten Durchsatz Jedes Bestandteils pro Zeiteinheit liefern. Die Mischung kann auf diese Weise tropfenweise vorgenommen werden. Das Fassungsvermögen der einzelnen Flaschen kann natürlich in Abhängigkeit von der Gesamtmenge Jedes Bestandteils gewählt werden, die vorzugsweise während derselben Zeitperiode verabreicht werden soll. Eine solche Vorrichtung gestattet auch die kontinuierliche Verabreichung eines der Bestandteile und die Xnderung des Durchsatzes oder der Menge oder sogar der Art der anderen Bestandteile in der Zeit. Wenn der Arzt auf seinem Rezept die Gesamtmenge Jedes Bestandteils und den Durchsatz Jedes Bestandteils pro Zeiteinheit oder die Zeiten, in denen manche Bestandteile verabreicht werden sollen, angegeben hat, so erstellt die Bedienungsperson ein Verabreichungsprogramm in dem sie die Flaschen der Bestandteile wählt deren Fassungsvermögen entweder der während der gesamten Behandlung zu verabreichenden Gesamtmenge oder, wenn diese zu lang ist, der während einer bestimmten Periode zu verabreichenden Gesamtmenge entspricht. Sie wählt dann mittels der Tabellen oder Tafeln auf die oben beschriebene Weise die Rohre aus und führt sie einem Mischer 29 zu, nach-dem sie die Höhen der Flaschen so eingestellt hat, daß der mittlere Niveauunterschied zwischen dem Stand der Flüssigkeit in der Flasche und dem Austritt in den Mischer den in der Tafel oder Tabelle angegebenen Wert erhält. Die Flüssigkeiten fließen somit in den Mischer 29 mit dem durch Eichung bestimmten Durchsatz und die Mischung fließt über das Rohr 30 in die Kontrollvorrichtung 31, die die visuelle Beobachtung des Durchsatzes des Gemisches gestattet.If the containers are tall and narrow, the change is substantial stronger than with wide and flat containers. For this reason it is advisable to to use sufficiently low bottles so that the level difference between the bottom and the plug have a relatively negligible change in hydrostatic Pressure. Removal devices can also be used for this purpose with Siphon can be used. It is also useful to indicate the parameters of the tubes with half-filled To calibrate bottles. If one determines the parameters of a scale of Tubes for every product and every medium level difference, for example on a board or table the throughput corresponding to the doctor's prescription per unit of time, i.e. the corresponding pipe and the corresponding level difference Select. If you repeat the process for each component, you can create a mixer 29 a certain number of tubes can be supplied, each coming from a bottle and the mixer 9 a certain throughput of each component per unit of time deliver. Mixing can be done dropwise in this way. That The capacity of the individual bottles can of course depend on the total amount Each ingredient can be chosen, preferably during the same time period should be administered. Such a device also allows continuous Administration of one of the ingredients and the change in the throughput or the amount or even the nature of the other ingredients in time. When the doctor is on his Recipe the total amount of each ingredient and the throughput of each ingredient per Unit of time or the times in which some ingredients are to be administered, has indicated, the operator creates an administration program in the she chooses the bottles of the ingredients whose capacity either the during of the entire treatment, the total amount to be administered or if it is too long is the total amount to be administered during a given period. She then chooses using the tables or panels to the one described above Sort out the pipes and feed them to a mixer 29, after which the heights of the Bottles so that the mean level difference between the stand the liquid in the bottle and the outlet into the mixer the one in the board or the value given in the table. The liquids thus flow into the mixer 29 with the throughput determined by calibration and the mixture flows through the pipe 30 into the control device 31, which allows visual observation of the throughput of the Mixture permitted.
Die Mischung wird also unter einwandfreien aseptischen Bedingungen vorgenommen, und zwar insbesondere dann, wenn das Ende des Rohrs vor Einführung in den zuvor desinfizierten Mischer 29 sowie die nachgeschalteten Vorrichtungen, die die Flüssigkeiten des Mischers der Vorrichtung von Fig. 1 zuführen, desinfiziert werden.The mixture is thus made under perfect aseptic conditions made, especially if the end of the tube is before insertion in the previously disinfected mixer 29 and the downstream devices, which supply the liquids of the mixer to the device of FIG. 1, disinfected will.
Wenn der Mischer 29 und die Kontrollvorrichtung 31 sowie die Rohre 30 und 33 ein möglichst geringes Volumen haben oder wenn ihr Volumen durch Abflachen verringert werden kann, kann ein mögliches Eintreten von Gas in die Vorrichtung auf ein absolutes Minimum reduziert werden. Wenn über den Flüssigkeiten in den einzelnen Flaschen ein gutes Vakuum besteht, ist die Sicherheit gewährleistet. Die übrige Verfahrensweise insbesondere hinsichtlich der Anbringung der Kontrollvorrichtung des zur Vorrichtung von Fig. 1 führenden Austrittsrohrs und der allgemeinen Desinfizierung ist bekannt. Was bezüglich der Flaschen und der Durchsatzkontrollvorrichtungen gesagt wurde, gestattet dem Hersteller, der die Flaschen und die Zubehörteile liefert, dieselben Grundsätze und Vorrichtungen zu benutzen, und dem Benutzer, dasselbe Verfahren für andere Verwendungszwecke und insbesondere andere Verabreichungsarten (beispielsweise Infusion) zu benutzen.If the mixer 29 and the control device 31, as well as the pipes 30 and 33 have the smallest possible volume or if their volume is flattened can be reduced, possible ingress of gas into the device can be reduced to an absolute minimum. When over the fluids in the individual If there is a good vacuum in the bottles, safety is guaranteed. The rest Procedure in particular with regard to the attachment of the control device the outlet pipe leading to the device of FIG. 1 and the general disinfection is known. What said about the bottles and the flow rate controls allows the manufacturer who supplies the bottles and accessories to to use the same principles and devices, and the user to use the same procedure for other uses and especially other modes of administration (for example Infusion).
Dies gilt auch für den Fall von Fig. 3.This also applies to the case of FIG. 3.
Wenn ein festes, beispielsweise pulverförmiges, Jedoch lösliches Produkt verabreicht werden soll, so kann zunächst diese feste Verbindung in einem Lösungsmittel gelöst werden, das entweder einer der Bestandteile des zu verabreichenden Gemisches oder eine indifferente Substanz, beispielsweise physiologisches Serum, sein kann. Die Lösung wird hierbei zuvor in eine Flasche eingebracht, die zusätzlich zu dem Lösungsmittel einen oder mehrere feste lösliche Bestandteile enthalten kann. If a solid, e.g. powdery, but soluble If the product is to be administered, this solid compound can initially be combined into one Solvent to be dissolved, which is either one of the ingredients of the to be administered Mixture or an indifferent substance, for example physiological serum, can be. The solution is placed in a bottle beforehand, which is also may contain one or more solid soluble components in addition to the solvent.
Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur Verwendung eines Gemisches von drei Bestandteilen für ein Aerosol. Diese Bestandteile sind in drei Flaschen 41, 42 und 43 enthalten, die mit Stöpseln versehen sind. Diese Stöpsel werden von Nadeln durchquert, die mit Rohren 44, 45 und 46 verbunden sind, die keine Kapillarrohre sind. Die Stöpsel Jeder Flasche werden ferner von Belüftungsrohren 47, 48 und 49 durchquert, die die Zufuhr von gefilterter atmosphärischer Luft oder eines aseptischen Gases in den oberen Teil der umgekehrten Flasche gestatten. Jedes der Rohre 44, 45 und ~'-6 mundet in eine Ampulle 50, 51 und 52, die durch meinbranartige Querwände 53, 54 und 55 unterteilt ist, die beispielsweise aus biologischen Membranen bestehen. Am Ausgang dieser Ampullen führen die Rohre 56, 57 uns58 Jede einen Bestandteil bildende Flüssigkeit in einen Mischer 59, der durch das Rohr 60 mit der Vorrichtung von Fig. 1 verbunden ist, wobei gegebenenfalls eine Kammer und ein Kapillarrohr dazwischen gesetzt ist. Fig. 3 shows an apparatus for using a mixture of three components for an aerosol. These ingredients are in three bottles 41, 42 and 43 included, which are provided with plugs. These plugs are made of needles which are connected to tubes 44, 45 and 46 that are not capillary tubes are. The stoppers of each bottle are also supported by ventilation tubes 47, 48 and 49 traverses requiring the supply of filtered atmospheric air or an aseptic Allow gas into the top of the inverted bottle. Each of the tubes 44, 45 and ~ '-6 opens into an ampoule 50, 51 and 52, which through mybran-like transverse walls 53, 54 and 55 is subdivided, which for example consist of biological membranes. At the exit of these ampoules the tubes 56, 57 and 58 each lead a component forming liquid into a mixer 59 passing through the tube 60 with the device of Fig. 1 is connected, optionally with a chamber and a capillary tube is set in between.
Wie im Fall von Fig. 2 wird für Jeden Membran-und Ampullentyp der Durchsatz in Abhängigkeit von dem mittleren Niveauunterschied bestimmt, so daß für Jeden Bestandteil der Niveauunterschied und die Membran bestimmt werden können, mit denen ein bestimmter Durchsatz pro. Reiteinheit für Jeden Bestandteil gewährleistet, der sich in einer Flasche befindet, deren Fassungsvermögen auf die im Vorhergehenden bei den Infusionen beschriebene Weise bestimmt wird. Für die Verwendung dieser Vorrichtung eicht der Hersteller also diese mit Rohren, Ampullen und Membran versehenen Flaschen und gibt für Jeden Bestandteil den Durchsatz in Abhängigkeit von dem Niveauunterschied und der Membran auf Tafeln oder Tabellen an, auf denen der Benutzer die Elemente in Abhängigkeit von dem von dem Arzt verschriebenen Durchsatz pro Zeiteinheit aus wählt. As in the case of Fig. 2, for each membrane and ampoule type, the Throughput determined as a function of the mean level difference, so that for Each component of the level difference and the membrane can be determined with which a certain throughput per. Riding unit guaranteed for each component, which is in a bottle with a capacity equal to that of the previous one is determined in the manner described for the infusions. For using this device So the manufacturer calibrates these bottles with tubes, ampoules and membrane and gives the throughput for each component as a function of the difference in level and the membrane on panels or tables on which the user displays the items depending on the throughput per unit of time prescribed by the doctor chooses.
Wenn die Rohre keine Kapillarrohre sind, können die Druckverluste als relativ vernachlässigbar angesehen werden, wobei vor allem die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeiten und Membranen eine Rolle spielen. Zur Vermeidung Jeder unv rhergesehenen Störung kann in dem Rohr 60 ein den Durchsatz begrenzendes und kontrollierendes Gerät 32 vorgesehen werden Bei ihrer Anwendung auf Aerosol-Erzeuger können diese Vorrichtungen ebenfalls bequemer benutzt werden, und zwar entweder für die Je nach Bedarf intermittierend oder kontinuierlich vorgenommene Speisung des Teils des Geräts, der als Speisebehälter des Strahls für die Erzeugung des Partikelnebels dient, oder für die intermittierende oder kontinuierliche Speisung mit einem Durchsatz, der in Abhängigkeit von dem Durchmesser, der#Länge und der Oberflächenspannung, die sich aus dem Werkstoff des den Partikelnebel erzeugenden Systems ergibt, veränderlich ist. If the tubes are not capillary tubes, the pressure drops can can be viewed as relatively negligible, especially the physical Properties of the fluids and membranes play a role. To avoid Any unforeseen disturbance in the pipe 60 can limit the flow rate and controlling device 32 may be provided in their application to aerosol generators these devices can also be used more conveniently, either for intermittent or continuous feeding, depending on requirements the part of the device that serves as the feed container for the jet for generating the particle mist serves, or for the intermittent or continuous feeding with a throughput that depends on the diameter, the # length and the Surface tension resulting from the material used to generate the particle mist System results, is changeable.
Diese zuletztgenannte Anwendung besitzt den Vorteil, daß eine Änderung der aktiven Bestandteile weitgehendst vermieden wird, da die Zerteilung in Partikel bei der Verabreichung vorgenommen wird. This last-mentioned application has the advantage that a change of the active ingredients is largely avoided, since the division into particles at the time of administration.
Auf dieselbe Weise sind bei Verabreichung vorgenommene Mischungen von mehreren Medikamenten oder eine abwechselnde oder nicht abwechselnde Folge von verschiedenen aktiven Bestandteilen möglich. Mixtures made when administered are the same of multiple drugs or an alternating or non-alternating sequence of different active ingredients possible.
Bei den obenbeschriebenen Ausführungsbeispielen wird ein einziger Mischer benutzt. Wenn die Flüssigketten von mehr -als zwei Flaschen gemischt werden sollen, können mehrere kaskadenförmig angeordnete Mischer benutzt werden, um einem Ausgangsbestandteil eine gewisse Anzahl Bestandteile zuzugeben. In the above-described embodiments, a single Mixer used. When the liquid chains of more than two bottles are mixed several cascaded mixers can be used to produce a Add a certain number of ingredients to the starting ingredient.
Was im Vorstehenden für genaue medizinische Anwendungsbereiche gesagt wurde, gilt auch für andere Mischungen, die mit einem bestimmten Durchsatz pro Zeiteinheit in einer bestimmten Zusammensetzung unter Vakuum oder unter gasförmiger Atmosphäre abgegeben werden sollen. Alle diese Vorrichtungen können mit Sicherheitseinrichtungen versehen werden, um eine zufällige Erhöhung des Durchsatzes zu vermeiden. What is said above for exact medical uses also applies to other mixtures with a certain throughput per unit of time in a certain composition under vacuum or under a gaseous atmosphere should be submitted. All of these devices can be equipped with safety devices be provided in order to avoid an accidental increase in throughput.
Hierzu können entweder Durchsatzbegrenzer oder Meßinstrumente mit Warneinrichtungen vorgesehen werden.Either throughput limiters or measuring instruments can be used for this with Warning devices are provided.
Die Erfindung, die im medizinischen Bereich zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten besitzt, ist auch in Gebäuden zur Luftkonditionierung und -befeuchtung oder zur Erzeugung künstlicher Atmosphären usw. The invention has numerous uses in the medical field is also used in buildings for air conditioning and humidification or for Creation of artificial atmospheres, etc.
anwendbar.applicable.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschrlebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern läßt alle geeigneten Änderungen zu. The invention is not limited to the exemplary embodiments described above limited, but allows any appropriate changes.
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