DE2724175B2

DE2724175B2 - Inhaler for treating the respiratory tract

Info

Publication number: DE2724175B2
Application number: DE2724175A
Authority: DE
Inventors: Edelfried Ing.(Grad.) 6968 Walldueren Mueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1979-03-29
Also published as: DE2724175A1; CA1124151A; FR2391736A1; SE7805931L; DE2724175C3; GB1575887A; IT7823855A0; JPS53148893A; IT1095916B; NL7805722A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Inhalationsgerät zur Behandlung der Atemwege, mit einem Ultraschall-Schwingungen erzeugenden Schwingungsgenerator und mit einem Flüssigkeitsbehälter, der über eine «> Flüssigkeitsleitung mit dem tiefer liegenden, dem Schwingungsgenerator zugeordneten Verteilerelement in Verbindung steht.The invention relates to an inhalation device for treating the airways, with an ultrasonic vibration generating vibration generator and with a liquid container that has a «> Liquid line with the lower-lying distributor element assigned to the vibration generator communicates.

Gemäß einem älteren Vorschlag (DE-AS 26 37 162) ist unmittelbar vor der mit Ultraschall-Biegeschwingun- ^b5 gen beaufschlagten Zerstäuberplatte eines Inhalationsgerätes der vorgenannten Art ein Verteilerelement in Form eines Netzgebildes angeordnet, welches seine Flüssigkeit von einem darüber angeordneten Flüssigkeitsbehälter erhält, wozu der Flüssigkeitsbehälter am Behälterboden einen abwärtsgerichteten Flüssigkeitskanal sowie eine unmittelbar oberhalb des Netzgebildes befindliche Austrittsöffnung aufweist. Die Flüssigkeit gelangt allein unter der Wirkung der Schwerkraft vom Flüssigkeitsbehälter zur Austrittsöffnung und von hier aus zum Verteilerelement, wo sie sich infolge Kapillarwirkung gleichmäßig über die Oberfläche der Zerstäuberplatte verteilt und durch die hochfrequenten Schwingungen in Richtung des Inhalationstrichters zerstäubt wird.According to an older proposal (DE-AS 26 37 162), ^{a distributor element in the form of a network structure is arranged immediately in front of the nebulizer plate of an inhalation device of the aforementioned type, which is acted upon with ultrasonic bending vibrations b5} genes, which receives its liquid from a liquid container arranged above, including the The liquid container has a downwardly directed liquid channel on the container bottom and an outlet opening located directly above the network structure. The liquid gets from the liquid container to the outlet opening under the action of gravity and from here to the distributor element, where it is evenly distributed over the surface of the atomizer plate due to capillary action and is atomized by the high-frequency vibrations in the direction of the inhalation funnel.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Inhalationsgerät der vorgenannten Art hinsichtlich eines geringen aber stetigen Flüssigkeitstransportes zu verbessern. The present invention is based on the object of an inhalation device of the aforementioned type to improve with regard to a low but steady liquid transport.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der luftdicht verschlossene Flüssigkeitsbehälter einerseits über eine Saugheberleitung mit dein Verteilerelement und andererseits mit einer Druckluftpumpe in Verbindung steht, die zur Einleitung des im übrigen selbsttätig ablaufenden Saughebevorganges einen Druckluftimpuls auf den Flüssigkeitsvorrat abzugeben vermag. Auf diese Weise wird einer Schwierigkeit beim Transport sehr geringer Flüssigkeitsmengen wirksam begegnet, die darin besteht, daß die Flüssigkeit durch Adhäsionskräfte mehr oder weniger daran gehindert wird, durch sehr enge und trockene Rohrleitungen hindurchzufließen. Der mit dem Einschalten des Gerätes erzeugte Druckluftimpuls zwingt die Flüssigkeit zur Strömung in der Flüssigkeitsleitung, wonach sich der Flüssigkeitstransport nach dem Saugheberprinzip selbsttätig, ohne weitere Energiezuführung fortsetzt bis zur völligen Entleerung des Flüssigkeitsbehälters.This object is achieved according to the invention solved that the airtight liquid container on the one hand via a siphon line with your Distributor element and on the other hand is connected to a compressed air pump, which is used to initiate the im the rest of the automatic suction lifting process a compressed air pulse on the liquid supply able to deliver. In this way, it becomes difficult to transport very small amounts of liquid effectively countered, which consists in the fact that the liquid by adhesive forces more or is less prevented from flowing through very narrow and dry pipelines. The one with The compressed air pulse generated when the device is switched on forces the liquid to flow in the liquid line, after which the liquid is transported automatically according to the suction lifter principle, without any additional energy supply continues until the liquid container is completely empty.

Erfindungsgemäß weist die Druckluftpumpe einen als manuell betätigbarer Schaltknopf ausgebildeten Druckkolben auf, welcher in einem über ein steuerbares Ventil mit der freien Atmosphäre verbindbaren Zylinderraum entgegen der Kraft einer Feder zur Abgabe des Druckluftimpulses bewegbar ist. Nach Beendigung des Kolbenhubes steht der Innenraum des Flüssigkeitsbehälters über das geöffnete Ventil mit der freien Atmosphäre in Verbindung, so daß während dem Ausfließen der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter kein Unterdruck entstehen kann.According to the invention, the compressed air pump has a pressure piston designed as a manually operable switch button on, which is in a cylinder space that can be connected to the open atmosphere via a controllable valve is movable against the force of a spring to deliver the compressed air pulse. After the Piston stroke is the interior of the liquid container on the open valve with the free Atmosphere in connection, so that during the outflow of the liquid in the liquid container no Negative pressure can arise.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Rastvorrichtung für die Arretierung des Druckkolbens in seiner betätigten, gedrückten Stellung vorgesehen, welche nach Beendigung des Saugvorganges zur Rückführung des Druckkolbens entriegelbar ist.According to a further development of the invention, there is a latching device for locking the pressure piston provided in its actuated, pressed position, which after completion of the suction process for Return of the pressure piston can be unlocked.

Die Rückbewegung des Druckkolbens nach Beendigung des Inhalationsvorganges kann dazu ausgenützt werden, bei geschlossenem Ventil in dem Zylinderraum und somit im Innenraum des Flüssigkeitsbehälters einen Unterdruck zu erzeugen, durch welchen die Flüssigkeitsleitung zwischen Flüssigkeitsbehälter und Verteilerelement völlig leergesaugt wird.The return movement of the plunger after the inhalation process has ended can be used for this purpose are, with the valve closed in the cylinder space and thus in the interior of the liquid container a Generate negative pressure, through which the liquid line between the liquid container and Distribution element is sucked completely empty.

Ferner kann die Bewegung bzw. Einschaltbetätigung des Druckkolbens dazu ausgenützt werden, um einen Schalter zu betätigen, welcher seinerseits des Schwingungsgenerator in Gang setzt.Furthermore, the movement or activation of the pressure piston can be used to activate a Actuate switch, which in turn is the vibration generator sets in motion.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert. Es zeigtThe invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. It shows

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht der für den Flüssigkeitstransport wesentlichen Teile des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes,Fig. 1 is a schematic sectional view of the essential parts for the liquid transport of the invention Inhalation device,

Fig.2 ein Weg-Druck-Diagramm, aus welchem die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes hervorgeht.2 shows a path-pressure diagram from which the Operation of the inhalation device according to the invention emerges.

In F i g. 1 ist mit 1 ein kegelförmiger Schwinger (Schallübertrager) bezeichnet, welcher im Ausführungsbeispiel auf einer Seite eine piezokeramische Schicht 2 und auf der anderen, einem nicht dargestellten Inhalationstrichter zugewandten Ende eine Zerrtäuberplatte 3 aufweist. Der Schwinger steht mit einem allgemein mit 4 bezeichneten, nicht weiter beschriebenen elektronischen Schwingungsgenerator in Verbindung. Unmittelbar vor der äußeren Oberfläche der Zerstäuberplatte 3 ist ein Verteiferelement 5 angeordnet, welches z. B. aus einem netzartigen Material besteht und welches durch Kapillarwirkung eine sehr feine i"> Verteilung einer zugeführten Flüssigkeit bewirkt. Die bei Betrieb des Schwingungsgenerators 4 auf die Zerstäuberplatte 3 abertragenen Ultraschall-Schwingungen bewirken eine sehr feine Zerstäubuig der vor der Zerstäuberplatte in feiner Verteilung aufgebrachten Flüssigkeit zum Inhalationstrichter und damit zur inhalierenden Person hin.In Fig. 1, 1 denotes a conical oscillator (sound transmitter), which in the exemplary embodiment on one side a piezoceramic layer 2 and on the other, one not shown Has a nebulizer plate 3 facing the end of the inhalation funnel. The Schwinger stands with one generally designated 4, not further described electronic vibration generator in connection. Immediately in front of the outer surface of the atomizer plate 3 is a distributor element 5, which z. B. consists of a net-like material and which by capillary action a very fine i "> Distribution of a supplied liquid causes. The operation of the vibration generator 4 on the Atomizer plate 3 transmitted ultrasonic vibrations cause a very fine atomization of the before the nebulizer plate in fine distribution applied liquid to the inhalation funnel and thus to the person inhaling.

Mit 6 ist ein Flüssigkeitsbehälter bezeichnet, welcher durch einen lösbaren Deckel 7 luftdicht verschließbar ist. Im Deckel 7 ist ein vertikaler Steigleitungsabschnitt 2^r> 8 einer Saugheberleitung gehaltert, wobei das eine Ende der Saugheberleitung bzw. des Steigleitungsabschnittes 8 sich bis zum Boden des Flüssigkeitsbehälters 6 erstreckt, während das andere Ende der Saugheberleitung 9 mit dem Verteilerelement 5 in Verbindung steht. ><> Die Saugheberleitung 9 besteht aus einem dünnen Rohr und verbindet den höherliegenden Flüssigkeitsbehälter 6 mit dem tieferliegenden Verteilerelement 5. Der Flüssigkeitstransport erfolgt nach dem Saugheberprinzip, das heißt nach einem einmalig erzwungenen ti Strömung der Flüssigkeit 10 bis zum Verteilerelement 5 erfolgt der weitere Flüssigkeitstransport selbsttätig ohne weitere Energiezuführung infolge des unterschiedlichen Niveaus von Flüssigkeitsbehälter und Verteilerelement. 6 with a liquid container is referred to, which can be closed airtight by a detachable cover 7. ^{A vertical riser line section 2 r} > 8 of a siphon line is held in the cover 7, one end of the siphon line or riser section 8 extending to the bottom of the liquid container 6, while the other end of the siphon line 9 is connected to the distributor element 5. The siphon line 9 consists of a thin pipe and connects the higher-lying liquid container 6 with the lower-lying distributor element 5. The liquid is transported according to the siphon principle, i.e. after a one-time forced flow of the liquid 10 to the distributor element 5, the further liquid is transported automatically without additional energy supply due to the different level of the liquid container and distributor element.

Am Gehäuse 11 des Inhalationsgerätes ist eine Druckluftpumpe 12 befestigt, welche einen durch eine Stirnwand 13 begrenzten Zylinderraum 14 aufweist, innerhalb welchem ein als manuell betätigbarer Schaltknopf ausgebildeter Druckkolben 16 entgegen -f, der Kraft einer Feder 15 verschiebbar ist. Das schaltknopfartige Betätigungsende des Druckkolbens 16 ragt durch eine öffnung im Gerätegehäuse 11. An der Stirnwand 13 des Zylinderraumes 14 ist ein steuerbares Ventil 17 vorgesehen, durch welches der Zylinderraum ^r>u 14 sowie über die Luftleitung 18 der Innenraum des Flüsssigkeitsbehälters 6 mit der Außenatmosphäre in Verbindung gebracht werden kann. Die Luftle:*ung 18 ist einerseits im Deckel 7 des Flüssigkeitsbehälters 6 gehaltert und mündet andererseits in die Stirnwand 13 v> des Zylinderraumes 14 ein. Mit 19 ist eine Rastfeder einer Rastvorrichtung bezeichnet, welche nach Betätigung des Druckkolbens 16, das heißt nach Verschieben des Druckkolbens in Pfeilrichtung in eine Rastnut 20 an der Umfangsfläche des Druckkolbens einrasten kann. f>o Im Bereich des Druckkolbens 16 ist ferner ein elektrischer Schalter 21 angeordnet, mit einem Betätigungshebel 22, welcher in der Ruhestellung des Druckkolbens 16 in einer Nut 24 des Druckkolbens liegt und mit dem Beginn der Bewegung den beweglichen Kontakt 23 des Schalters 21 betätigt und somit den Schwingungsgenerator 4 einschaltet. Mit 25 ist ein /wischen der Umfangsfläche des Druckkolbens 16 und der Innenfläche des Zylinderraumes 14 angeordneter Dichtring bezeichnet.A compressed air pump 12 is attached to the housing 11 of the inhalation device and has a cylinder space 14 delimited by an end wall 13, within which a pressure piston 16 designed as a manually operable switch button can be displaced against the force of a spring 15. The switch-button-like actuating end of the pressure piston 16 protrudes through an opening in the device housing 11. A controllable valve 17 is provided on the end wall 13 of the cylinder space 14, through which the cylinder ^{space r} > u 14 and, via the air line 18, the interior of the liquid container 6 with the outside atmosphere Can be associated. The Luftle: * ing 18 is a hand held of the liquid container 6 in the cover 7 and the other opens out in the end wall 13 v> of the cylinder space 14 a. 19 designates a detent spring of a detent device which, after actuation of the pressure piston 16, that is, after the pressure piston has been moved in the direction of the arrow, can lock into a detent groove 20 on the circumferential surface of the pressure piston. In the area of the pressure piston 16, an electrical switch 21 is also arranged, with an actuating lever 22 which, in the rest position of the pressure piston 16, lies in a groove 24 of the pressure piston and actuates the movable contact 23 of the switch 21 at the start of the movement thus the vibration generator 4 switches on. A sealing ring arranged between the circumferential surface of the pressure piston 16 and the inner surface of the cylinder space 14 is designated by 25.

Im folgenden wird anhand des Diagramms gemäß Fig.2 die Funktionsweise des beschriebenen Inhalationsgerätes erläutert.In the following, the mode of operation of the inhalation device described is illustrated using the diagram according to FIG explained.

Das Gerät wird durch Drücken des Druckkolbens 16 in Pfeilrichtung (Fig. 1) in Betrieb gesetzt. In der gedrückten, betätigten Stellung wird der DruckkolbenThe device is put into operation by pressing the plunger 16 in the direction of the arrow (FIG. 1). In the pressed, actuated position is the pressure piston

16 durch die Rastfeder 19 verriegelt, nachdem der Druckkolben 16 den Weg AS=Si minus 50 zurückgelegt hat, schaltet der als Mikroschalter ausgebildete Schalter 21 den Schwingungsgenerator 4 ein. Damit beginnt das Schwingungssystem zu arbeiten. Während der Bewegung des Druckkolbens 16 in die Raststellung SE nimmt der Druck im Zylinderraum 14 und damit auch im Innenraum des Flüssigkeitsbehälters 6 allmählich zu bis zu einem maximalen Druck Pi. Durch diesen ansteigenden Druck wird auf die Flüssigkeit 10 im Inneren des Flüssigkeitsbehälters 6 ein Druckluftimpuls ausgeübt, welcher eine erzwungene Strömung der Flüssigkeit 10 in der Saugheberleitung 9 bewirkt. Schon bei einem Druck Px erreicht die Flüssigkeit das Verteilerelement 5. Nachdem einmal die Flüssigkeit das Verteilerelement erreicht hat, läuft sie ohne weitere Energiezufuhr nach dem Saugheberprinzip weiter. Der Innenraum des Flüssigkeitsbehälters 6 wird nach dem Einschaltvorgang über die Luftleitung 18, den Zylinderraum 14 sowie über das geöffnete Ventil16 locked by the detent spring 19, after the pressure piston 16 has covered the distance AS = Si minus 50, the switch 21 designed as a microswitch switches the vibration generator 4 on. With this the oscillation system begins to work. During the movement of the pressure piston 16 into the detent position SE , the pressure in the cylinder space 14 and thus also in the interior of the liquid container 6 gradually increases up to a maximum pressure Pi. This increasing pressure exerts a compressed air pulse on the liquid 10 in the interior of the liquid container 6 , which causes a forced flow of the liquid 10 in the siphon line 9. The liquid already reaches the distributor element 5 at a pressure Px. Once the liquid has reached the distributor element, it continues to run according to the siphon principle without any further energy supply. The interior of the liquid container 6 is after the switch-on process via the air line 18, the cylinder space 14 and via the open valve

17 mit der freien Atmosphäre verbunden. Durch diese Verbindung sinkt der Druck im Behälterinneren auf den atmosphärischen Luftdruck langsam ab, wie in F i g. 2 angedeutet. In Fig. 2 ist ferner durch den Linienzug 26 die Schaltstellung des Schalters 21 gekennzeichnet, welcher bei 51 eingeschaltet und bei 52 wieder ausgeschaltet wird. Es wurde erläutert, daß durch das geöffnete Ventil der Druck im System allmählich abfällt, wobei ein Unterdruck, der durch die ausströmende Flüssigkeit entstehen würde, über das Ventil 17 ausgeglichen wird. In dem im Diagramm unterbrochen gezeichneten Bereich fließt die Flüssigkeit 10 nach dem Saugheberprinzip selbsttätig vom Flüssigkeitsbehälter 6 zum Verteilerelement 5.17 associated with the free atmosphere. This connection reduces the pressure inside the container to the atmospheric air pressure slowly, as in F i g. 2 indicated. In FIG. 2 is also indicated by the line 26 the switching position of the switch 21, which is switched on at 51 and again at 52 is turned off. It was explained that the pressure in the system gradually drops when the valve is open, being a negative pressure created by the outflow Liquid would arise via the valve 17 is balanced. In the one interrupted in the diagram In the area shown in the drawing, the liquid 10 flows automatically from the liquid container 6 according to the siphon principle to the distributor element 5.

Zum Ausschalten des Gerätes wird der Druckkolben 16 kurz in Pfeilrichtung bewegt, die Rastverbindung wird hierdurch aufgehoben und der Druckkolben bewegt sich unter der Wirkung der Feder 15 in die Ruhestellung zurück. Mit Beginn des Ausschaltevorganges, daß heißt mit Beginn der Rückwärtsbewegung des Druckkolbens 16 wird das Ventil 17 über nicht dargestellte Betätigungsmittel geschlossen. Damit entsteht während der Rückbewegung des Druckkolbens 16 im Zylinderraum 14 und somit auch im !nneren des Flüssigkeitsbehälters 6 ein wachsender Unterdruck, der bis auf einen maximalen Wert P2 ansteigt. Der Druck Pl ist betragsmäßig größer als der Überdruck Pl, da sich das Ventil 17 mit Beginn des Ausschaltvorganges sofort schließt. Dieser Unterdruck bewirkt, daß sämtliche Flüssigkeitsreste in der Saugheberleitung 9 sicher abgesaugt werden, so daß keine Rückstände verbleiben. Nach dem der Druckkolben 16 seine Ruhestellung So erreicht hat, wird das Ventil wieder geöffnet und der Unterdruck Pl wird sehr rasch wieder abgebaut, wie in F i g. 2 verdeutlicht. Kurz bevor der Druckkolben 16 seine Ruhestellung So erreicht hat, wird auch der Schalter 21 wieder geöffnet, womit der Schwingungsgenerator 4 abgeschaltet wird. Für das Schließen und öffnen des Ventils 17 können mechanische Getriebemittel vorgesehen sein, die mit demTo switch off the device, the pressure piston 16 is moved briefly in the direction of the arrow, the locking connection is thereby canceled and the pressure piston moves back into the rest position under the action of the spring 15. With the start of the switch-off process, that is, with the start of the backward movement of the pressure piston 16, the valve 17 is closed by actuating means (not shown). As a result, during the return movement of the pressure piston 16 in the cylinder space 14 and thus also in the interior of the liquid container 6, an increasing negative pressure occurs, which increases to a maximum value P2 . The amount of the pressure P1 is greater than the overpressure P1, since the valve 17 closes immediately at the start of the switch-off process. This negative pressure has the effect that all liquid residues in the siphon line 9 are safely sucked off, so that no residues remain. After the pressure piston 16 has reached its rest position So , the valve is opened again and the negative pressure P1 is reduced again very quickly, as in FIG. 2 clarifies. Shortly before the pressure piston 16 has reached its rest position So , the switch 21 is also opened again, whereby the vibration generator 4 is switched off. For the closing and opening of the valve 17 mechanical transmission means can be provided with the

Druckkolben 16 in Verbindung stehen. Es können jedoch auch im Bewegungsweg des Druckkolbens 16 elektrische Schalteinrichtungen vorgesehen sein, durch welche über entsprechende Antriebsmittel eine Stellbewegung des Ventils erfolgen kann. Auch für die Bewegung des Druckkolbens können elektrisch betätigbare Antriebsmittel vorgesehen sein, die lediglich durch Betätigung eines elektrischen Schalters betätigbar sind.Pressure piston 16 are in communication. However, it can also be in the path of movement of the pressure piston 16 electrical switching devices can be provided, by means of which an actuating movement is effected via corresponding drive means of the valve can be done. Electrically operated ones can also be used to move the pressure piston Drive means can be provided which can only be actuated by actuating an electrical switch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnui ?>enFor this 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Inhalation device for the treatment of the respiratory tract, with an ultrasonic vibration generating device Vibration generator and with a liquid container, which is connected via a liquid line is connected to a lower-lying distribution element assigned to the vibration generator, characterized in that the airtight sealed liquid container (6) on the one hand Via a siphon line (9) to the distributor element (5) and, on the other hand, to a compressed air pump

(12) related to the initiation of the im rest of the automatically running suction lifting process a compressed air pulse on the liquid supply '5 (10) is able to deliver.

2. Inhalation device according to claim 1, characterized in that the compressed air pump (12) has a configured as a manually operable switch button pressure piston (16), which in a via a controllable valve (17) with the open atmosphere connectable cylinder space (14) against the Can be moved by force of a spring (15) to deliver the compressed air pulse

3. Inhalation device according to claim 2, characterized by a locking device (19/20) for the Locking of the pressure piston (16) in its actuated, pressed position, which after completion the suction process for returning the pressure piston can be unlocked. J <>

4. Inhalation device according to the preceding claims, characterized in that indirectly or directly actuatable valve actuating means are provided by the pressure piston (16) through which the valve is closed (17) when the movement of the * "> piston into its rest position and on reaching the rest position is reopened.

5. Inhalation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that that in a, the liquid container (6) tight ^ o closing, releasable cover (7) the riser section (8) of the siphon line (9) and an end wall into the valve (17)

(13) of the cylinder space (14) of the compressed air pump (12) opening air line (18) is supported.

6. Inhalation device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a (So) by the pressure piston (16) in the immediate vicinity of its rest position operable switch (21) is provided, which via a Steuereinrich- ^r> <> tung to the vibration generator (4) is related to its activation.