DE4331279A1

DE4331279A1 - Method and device for producing an aerosol

Info

Publication number: DE4331279A1
Application number: DE4331279A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Pluta
Original assignee: Siemens and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens and Co GmbH and Co KG
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1993-09-15
Publication date: 1995-03-16
Also published as: WO1995007763A1; AU7692094A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Aerosols, bei welchem eine Flüssigkeit unter Druck durch eine enge Düsenöffnung gepreßt und dadurch zerstäubt wird.The present invention relates to a method for producing an aerosol, in which an Liquid is pressed under pressure through a narrow nozzle opening and is thereby atomized.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols, mit einer Pumpvorrichtung zum Ansaugen eines vorgebbaren Flüssigkeitsvolumens und Einrichtungen, um das angesaugte Flüssigkeitsvolumen unter Druck zu setzen, und mit einer Düse, welche eine Düsenöffnung mit kleinem Durchmesser hat, aus welcher die unter Druck stehende Flüssigkeit unter Zerstaubung austritt.The present invention also relates to a device for producing an aerosol, with a pump device for sucking in a predeterminable volume of liquid and Means to pressurize the volume of liquid drawn in and with a Nozzle, which has a small diameter nozzle opening from which the pressurized standing liquid escapes under atomization.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise von Sprühflaschen bekannt, mit denen Mittel zur Linderung von Schnupfensymptomen in Nasenlöcher gespritzt werden sollen. Unter einem Aerosol versteht man dabei einen Sprühnebel aus kleinen, fein verteilten Flüssigkeitströpf chen, die sich wegen ihrer geringen Größe zum einen fein verteilt in der Luft halten und zum anderen hierdurch auch eine sehr große Oberfläche bereitstellen und damit in wirksamer Weise und sehr gleichmäßig Flächen benetzen können, wie im Beispiel des Schnupfensprays die Schleimhäute des Nasen- und Rachenraumes, die unter Umständen Verzweigungen und Taschen bilden können, die ansonsten nur schwer erreichbar sind, durch ein sehr fein verteiltes Aerosol aber gut erreicht werden. Andere Anwendungsfälle für derartige Verfahren und Vorrichtungen sind vor allem das Einsprühen von Inhalationsmitteln und insbesondere auch von Asthma-Medikamenten in den Rachenraum, wobei es erwünscht ist, daß derartige Aerosole möglichst gut und tief in die Lungen eindringen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen beispielsweise im Kosmetikbereich, beim gezielten und sparsamen Aufbringen von Parfum etc.Such methods and devices are known for example from spray bottles with which Means to relieve runny nose symptoms are to be injected into nostrils. Under An aerosol is understood to be a spray of small, finely divided droplets of liquid that, due to their small size, are finely distributed in the air and thereby also providing others with a very large surface area and thus in an effective manner and can wet surfaces very evenly, as in the example of the snuff spray Mucous membranes of the nose and throat, which may branch and Can form pockets that are otherwise difficult to reach due to a very finely divided Aerosol but can be achieved well. Other use cases for such processes and Devices are primarily the spraying of inhalants and especially of Asthma drugs in the throat, where it is desirable that such aerosols penetrate as deeply as possible into the lungs. There are other possible applications for example in the cosmetics sector, in the targeted and economical application of perfume etc.

Die Aerosolbildung geschieht dabei vor allem dadurch, daß, wie bereits erwähnt, die Flüssigkeit unter Druck durch eine sehr enge Düsenöffnung gepreßt wird. Der Öffnungsdurchmesser kann 1/10 mm oder weniger betragen, was dazu führt, daß der austretende Flüssigkeitsstrahl sofort nach dem Verlassen der Düsenöffnung abreißt und entsprechend kleine Tröpfchen entstehen.The aerosol formation occurs primarily in that, as already mentioned, the liquid is pressed under pressure through a very narrow nozzle opening. The opening diameter can Be 1/10 mm or less, causing the liquid jet to exit immediately tears off after leaving the nozzle opening and small droplets are formed accordingly.

Ein Nachteil der bekannten Verfahren und Vorrichtungen besteht jedoch darin, daß der erzeugte Sprühnebel ein sehr weit reichendes Größenspektrum von Flüssigkeitströpfchen aufweist. Vor allem zu Beginn und Ende des Sprühvorganges werden auch größere Tröpfchen bis zu 100 µm Tröpfchengröße oder gar noch größer erzeugt. Dies ist im allgemeinen unerwünscht, da hierdurch Flüssigkeit vergeudet wird und der gewünschte und für manche Anwendungsfälle sogar erforderliche Feinverteilungseffekt hierdurch nicht erzielt wird. Insbesondere Asthma-Medikamente und andere Inhalationsmittel, die möglichst gut auch in die Lunge eindringen sollen, müssen eine mittlere Tröpfchengröße von unter 5 µm haben, wobei insbesondere auch das Größenspektrum der Tröpfchen sehr eng um einen solch kleinen Mittelwert liegen muß. Auch für Kosmetika oder Parfum ist eine entsprechende Feinverteilung beim Sprühen erwünscht, da das Auftreffen größerer Tröpfchen auf die Haut ansonsten als Nässe empfunden wird.A disadvantage of the known methods and devices, however, is that the one produced Spray mist has a very wide range of sizes of liquid droplets. In front Especially at the beginning and end of the spraying process, larger droplets down to 100 µm are also found Droplet size or even larger. This is generally undesirable because of this Liquid is wasted and the desired one and even for some applications required fine distribution effect is not achieved. Especially asthma medication and other inhalants that should also penetrate the lungs as well as possible must have one have an average droplet size of less than 5 µm, the size spectrum in particular the droplet must be very close to such a small mean. Also for cosmetics or A corresponding fine distribution of the perfume is desirable when spraying, since the impact is larger Droplets on the skin are otherwise perceived as wet.

Neben den bereits erwähnten Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Aerosolen sind auch bereits seit langem Sprühflaschen bekannt, welche mit Hilfe von Luft einen Sprühnebel erzeugen. Dabei wird beispielsweise ein Gummiball oder dergleichen, der über einen Schlauch mit einer Düse verbunden ist, zusammengepreßt, wobei die Luft aus dem Gummiball ein Düsenrohr durchströmt und dabei nach dem Venturiprinzip Flüssigkeit ansaugt, die beim gemeinsamen Austritt mit der Luft aus einer Düse ebenfalls als Aerosol zerstäubt. Auch hierbei erhält man ein sehr breites Größenspektrum von Flüssigkeitströpfchen, wobei jedoch der entscheidende Nachteil dieser schon sehr lange bekannten Vorrichtungen darin besteht, daß keine exakte Dosierung der Flüssigkeit bzw. des Aerosols hiermit möglich ist. Gerade dies ist jedoch bei der Anwendung von Medikamenten von großer Bedeutung. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen arbeiten daher mit dem Ansaugen der Flüssigkeit in ein genau definiertes, kleines Dosiervolumen, das anschließend unter Druck durch die Düsenöffnung herausgespritzt wird. Hierzu ist ein Pumpmechanismus erforderlich, der ausschließlich Flüssigkeit in das Dosiervolumen pumpt.In addition to the already mentioned methods and devices for producing aerosols also known for a long time spray bottles, which with the help of air a spray produce. For example, a rubber ball or the like, which is connected to a hose is connected to a nozzle, compressed, the air from the rubber ball a nozzle tube flows through and thereby sucks in liquid according to the Venturi principle, which in the common Air outlet from a nozzle also atomized as an aerosol. You also get one here very wide range of sizes of liquid droplets, but the main disadvantage of these devices, which have been known for a very long time, is that no exact metering of the Liquid or aerosol is hereby possible. However, this is precisely the case with the application of Medicines of great importance. The known methods and devices therefore work by sucking the liquid into a precisely defined, small dosing volume, the is then sprayed out under pressure through the nozzle opening. This is a Pump mechanism required that only pumps liquid into the dosing volume.

Gegenüber dem vorstehend diskutierten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols zu schaffen, welche zum einen eine genaue Dosierung der als Aerosol zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge erlauben, zum anderen aber auch eine im Durchschnitt kleinere Tröpfchengröße mit einer sehr schmalen Größenverteilung sicherstellen.Compared to the prior art discussed above, the present invention lies The object of the invention is to create a method and a device for producing an aerosol, which on the one hand provides an exact dosage of the amount of liquid to be atomized as an aerosol allow, on the other hand also an average smaller droplet size with a very ensure narrow size distribution.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß gleichzeitig mit dem Aussprühen der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung ein Gasstrom unter Druck in das an der Düsenöffnung im Entstehen begriffene Aerosol eingespritzt wird.With regard to the method, this object is achieved in that simultaneously with the Spraying the liquid from the nozzle opening a gas stream under pressure into the Nozzle opening nascent aerosol is injected.

Es hat sich herausgestellt, daß durch diese Maßnahme vor allem die Entstehung größerer Tröpfchen auch zu Beginn und am Ende der Sprühphase unterbunden werden kann und daß im Vergleich zu dem Herauspressen der Flüssigkeit ohne den gezielt zugeführten Gasstrom auch das Maximum der Größenverteilung der Tröpfchen bei deutlich kleineren Tröpfchendurchmessern in der Größenordnung von unter 5 µm liegt, wobei die weitaus überwiegende Menge der Flüssigkeit in Form von Tröpfchen vorliegt, deren Größe relativ nahe bei diesem Mittelwert liegt.It has been found that this measure, above all, creates larger ones Droplets can also be prevented at the beginning and at the end of the spray phase and that in Compared to the squeezing out of the liquid without the specifically supplied gas stream that too Maximum of the size distribution of the droplets with significantly smaller droplet diameters in is of the order of less than 5 µm, the vast majority of the liquid is in the form of droplets the size of which is relatively close to this mean.

Hinsichtlich der entsprechenden Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Düsenöffnung mindestens ein Luftkanal vorgesehen ist, welcher mit einem Luftvolumen in Verbindung steht, das gleichzeitig mit dem auszusprühenden Flüssigkeitsvolumen unter Druck setzbar ist, so daß gleichzeitig mit dem Aussprühen der Flüssigkeit auch ein aus dem Gaskanal austretender Gasstrom auf die aus der Düsenöffnung austretende Flüssigkeit einwirkt.With regard to the corresponding device, the object on which the invention is based becomes solved in that at least one air duct is provided in the region of the nozzle opening, which is connected to a volume of air that coincides with that to be sprayed Volume of liquid can be placed under pressure, so that simultaneously with the spraying of the Liquid also a gas stream emerging from the gas channel onto the from the nozzle opening leaking liquid acts.

Dabei kann von dem herkömmlichen Verfahren und der herkömmlichen Vorrichtung der Pumpvorgang und das Aussprühen der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung im wesentlichen unverändert übernommen werden und es sind teilweise nur geringfügige Modifikationen erforderlich, um den zusätzlichen Gasstrom zu erzeugen. Insbesondere soll die vorliegende Erfindung auch solche Düsen umfassen, die in allen Details herkömmlichen Düsenformen zur Erzeugung von Aerosolen entsprechen, mit Ausnahme der Tatsache, das in bzw. an der Düse zusätzliche Gaskanäle angeordnet sind, die im Bereich der Düsenöffnung, sei es noch innerhalb oder außerhalb einer äußeren Düsenöffnung, münden wobei ein Gasstrom unter Druck aus den Mündungen der Gaskanäle ausströmen kann und auf die im Bereich der Düsenöffnung befindliche Flüssigkeit einwirkt. Der Pumpmechanismus zum Pumpen von Flüssigkeit in ein Dosiervolumen und zum anschließenden Herausdrücken der Flüssigkeit aus dem Dosiervolumen und durch die Düsenöffnung braucht daher hier nicht weiter beschrieben zu werden.It can of the conventional method and the conventional device Pumping and spraying the liquid from the nozzle opening essentially unchanged and there are sometimes only minor modifications required to generate the additional gas stream. In particular, the present Invention also include those nozzles that are conventional in all details for conventional nozzle shapes Generation of aerosols correspond, except for the fact that in or on the nozzle additional gas channels are arranged in the area of the nozzle opening, be it still inside or outside an outer nozzle opening, whereby a gas flow under pressure can flow out of the mouths of the gas channels and onto those in the area of the nozzle opening liquid. The pumping mechanism for pumping liquid into one Dosing volume and then pushing the liquid out of the dosing volume and therefore there is no need to describe further here through the nozzle opening.

Bevorzugt ist eine Variante des Verfahrens, bei welcher das Gas im wesentlichen koaxial mit dem Flüssigkeitsstrom der Düsenöffnung zugeführt wird. Die Öffnungen eines oder mehrerer entsprechender Gaskanäle können dann in etwa auf gleicher axialer Höhe liegen wie die Flüssigkeitsöffnung und sollten vorzugsweise relativ dicht beieinanderliegen, d. h. soweit dies praktisch bei der zentralen Flüssigkeitszufuhr möglich ist. Dabei ist es unter Umständen zweckmäßig, wenn dem zu dem Flüssigkeitsstrom koaxialen Gasstrom unmittelbar vor der Flüssigkeitsöffnung eine radial einwärts und damit auf die austretenden Flüssigkeitströpfchen gerichtete Komponente mitgegeben wird. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß eine Kappe das Ende einer Flüssigkeitsdüse und der Gaszufuhrkanäle umschließt und ihrerseits eine mit der zentralen Flüssigkeitsdüsenöffnung fluchtende Austrittsöffnung aufweist, durch welche dann sowohl der Gasstrom als auch der Tröpfchenstrom austritt, wobei eine intensive Durchmischung und durch den Gasstrom eine weitere Feinverteilung der Tröpfchen stattfindet.A variant of the method is preferred in which the gas is essentially coaxial with the Liquid flow is fed to the nozzle opening. The openings of one or more corresponding gas channels can then be approximately at the same axial height as that Liquid opening and should preferably be relatively close together, i. H. as far as this is practically possible with the central fluid supply. It may be useful if the gas stream coaxial to the liquid stream immediately before the Liquid opening a radially inward and thus on the emerging liquid droplets directed component is given. This can be achieved, for example, in that a cap encloses the end of a liquid nozzle and the gas supply channels and in turn has an outlet opening aligned with the central liquid nozzle opening, through which then both the gas stream and the droplet stream emerge, with an intense Mixing and a further fine distribution of the droplets takes place through the gas stream.

Aus praktischen Gründen ist für Standardanwendungen eine Variante bevorzugt, bei welcher das beigemischte Gas Luft ist. Es mag jedoch Anwendungsfälle, beispielsweise mit besonders hohen Reinheits- oder Hygieneanforderungen geben, bei welchen das betreffende Gas als Reingas und/oder Inertgas aus einem Gasvorratsgefäß, wie z. B. einer Druckflasche, zugeführt wird.For practical reasons, a variant is preferred for standard applications in which the admixed gas is air. However, it likes use cases, for example with particularly high ones Purity or hygiene requirements are given, in which the gas in question as a clean gas and / or inert gas from a gas storage vessel, such as. B. a pressure bottle is supplied.

Als Flüssigkeit können, wie bereits erwähnt, Medikamente wie Asthmamittel, Inhalationsmittel, Schnupfenmittel etc., Desinfektionsmittel und Kosmetika nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als Aerosol versprüht werden. Dabei hat sich herausgestellt, daß im Hinblick auf eine optimale Größenverteilung das Volumenverhältnis des Gases bzw. der Luft (bei Normalbedingungen) zu dem Dosiervolumen der Flüssigkeit in einem Verhältnis von mindestens 10 : 1, besser noch von mindestens 20 : 1 stehen sollte, wobei auch größere Volumenverhältnisse von z. B. 100 : 1 von Gasvolumen zu Flüssigkeitsvolumen auf keinen Fall einen nachteiligen Effekt haben und im Zweifelsfalle zu bevorzugen sind. As already mentioned, medications such as asthma agents, inhalation agents, Snuff, etc., disinfectants and cosmetics according to the inventive method be sprayed as an aerosol. It has been found that in terms of optimal Size distribution the volume ratio of the gas or air (under normal conditions) the dosing volume of the liquid in a ratio of at least 10: 1, better still of should be at least 20: 1, with larger volume ratios of e.g. B. 100: 1 of Volume of gas to volume of liquid in no way have an adverse effect and in Doubt cases are preferable.

Wie bereits erwähnt, sollte das Gas, welches im folgenden der Einfachheit halber und ohne Beschränkungsabsicht als Luft angenommen wird, nach Möglichkeit koaxial zu der Flüssigkeit, d. h. ringförmig um die Flüssigkeitsdüse bzw. das von dem Dosiervolumen zu der Austrittsdüse führende Förderrohr zugeführt werden. Dieses kann ein einfacher Ringkanal sein, wobei jedoch eine Variante der Erfindung bevorzugt ist, bei welcher ein Kranz von achsparallelen Kanälen ringförmig um die Flüssigkeitsdüse herum angeordnet ist.As already mentioned, the gas, which is below for the sake of simplicity and without The intention to restrict is assumed to be air, if possible coaxial to the liquid, d. H. ring-shaped around the liquid nozzle or from the metering volume to the outlet nozzle leading conveyor pipe are fed. This can be a simple ring channel, however a variant of the invention is preferred, in which a ring of axially parallel channels is arranged in a ring around the liquid nozzle.

Vorzugsweise ist die Düse als Doppeldüse ausgebildet, d. h. die Flüssigkeit tritt zunächst aus einer ersten Düsenöffnung aus, wird dabei mit einem in diesem Bereich mündenden Gasstrom gemischt und diese Mischung aus Flüssigkeitströpfchen und Gasstrom, die bereits ein Aerosol bildet, durchläuft dann nochmals eine zweite, enge Düsenöffnung, hinter welcher das Aerosol in die Umgebung freigesetzt wird.The nozzle is preferably designed as a double nozzle, i. H. the liquid first emerges from a first nozzle opening, is mixed with a gas stream opening into this area and this mixture of liquid droplets and gas stream, which already forms an aerosol, then passes through a second, narrow nozzle opening, behind which the aerosol enters the Environment is released.

Für viele Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, wenn die betreffende Vorrichtung an einem in der Hand zu haltenden Behälter angeordnet ist, wie dies von Schnupfensprays und Asthmasprays bekannt ist.For many applications, it is useful if the device in question on one in the Hand-held containers are arranged like this from snuff sprays and asthma sprays is known.

Für die spezielle Verwendung als Vorrichtung zur Erzeugung des Sprühnebels eines Schnupfen mittels sollte die Düse so ausgebildet sein, daß sie für die Einführung in ein Nasenloch geeignet ist.For special use as a device for generating the spray of a runny nose by means of the nozzle should be designed so that it is suitable for insertion into a nostril is.

Der Pumpmechanismus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bei den vorgenannten Anwendungsfällen an einem in der Hand zu haltenden Behälter eine Fingerpumpe, welche einen federbeaufschlagten Pumpmechanismus mit einem zentralen Förderrohr und einem Dosiervolu men aufweist, wobei das zur Düsenöffnung führende Förderrohr von einem Luftkanal oder einem Kranz von Luftkanälen ringförmig umgeben ist, wobei dieser Luftkanal bzw. diese Luftkanäle mit einer Luftkammer in Verbindung stehen, aus welcher die Luft mindestens teilweise herausgepreßt werden kann.The pump mechanism of the device according to the invention is in the aforementioned Use cases on a container to be held in the hand a finger pump, which a spring-loaded pump mechanism with a central delivery pipe and a metering volume Men, wherein the feed pipe leading to the nozzle opening from an air duct or Wreath is surrounded by air channels in an annular manner, this air channel or these air channels with are connected to an air chamber from which the air is at least partially pressed out can be.

In der bevorzugten Ausführungsform besteht eine solche Luftkammer aus zwei teleskopartig ineinandergesetzten, zylindrischen Abschnitten, von denen einer fest an einem Behälterhals oder an einem daran angebrachten Übergangsteil und der andere an dem Betätigungsmechanismus der Fingerpumpe angeordnet ist. Es versteht sich, daß die beiden zylindrischen Abschnitte an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils verschlossen sind. Dabei können die zylindrischen Abschnitte teleskopartig ein Stück weit ineinandergeschoben werden, wobei das hierdurch bereitgestellte Verdrängungsvolumen der Luftkammer mindestens zehnmal, vorzugsweise mindestens zwanzigmal und z. B. auch mehr als hundertmal so groß sein kann wie das Volumen einer Druckkammer für jeweils bei einem Pump- bzw. Spritzvorgang auszusprühen den Flüssigkeitsmenge.In the preferred embodiment, such an air chamber consists of two telescopically nested cylindrical sections, one of which is fixed to a container neck or on an attached transition part and the other on the operating mechanism the finger pump is arranged. It is understood that the two cylindrical sections on their end faces facing away from each other are closed. The cylindrical sections telescopically pushed into each other, the displacement volume of the air chamber provided thereby at least ten times, preferably at least twenty times and e.g. B. can also be more than a hundred times as large as spray the volume of a pressure chamber for each pumping or spraying process the amount of liquid.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, welche, wie in herkömmlicher Weise, aus einem zentralen Pump- und Förderrohr und einem beweglichen Kappenteil besteht, wobei das Kappenteil einen nach innen gerichteten, zylindrischen Ansatz aufweist, der den mit der Düse versehenen Endabschnitt des Förderrohres umgreift, so daß diese Teile aneinander geführt werden, und wobei gemäß der vorliegenden Erfindung Luftkanäle als ein Kranz von Längsnuten in dem sich nach innen erstreckenden, zylindrischen Hülsenabschnitt vorgesehen sind, welcher das Förderrohr in dem Bereich nahe der Düsenöffnung umgreift, während weiter unten im Anschluß an den Fußteil der Kappe die Luftkammer vorgesehen ist, in welcher während des Sprühvorganges Luft unter Druck gesetzt wird, die dann nach oben durch die Kanäle bzw. Nuten der Hülse ausströmt. Der Fußteil der Kappe bzw. des anschließenden, auf den Behälter aufgesetzten Teiles braucht dabei lediglich geringfügig unter Ausbildung zweier teleskopartig ineinander verschiebbarer, zylindrischer Abschnitte, die im wesentlichen dicht ineinander geführt sind, modifiziert zu werden und auch das obere Ende der Kappe wird lediglich durch die Ausbildung der Längsnuten in der Hülse modifiziert.Particularly preferred is an embodiment of the invention, which, as in conventional Way, consists of a central pumping and delivery pipe and a movable cap part, wherein the cap member has an inward, cylindrical projection, which with the nozzle provided end portion of the conveyor tube engages so that these parts together are guided, and wherein according to the present invention air channels as a ring of Longitudinal grooves are provided in the inwardly extending cylindrical sleeve portion which encompasses the delivery pipe in the area near the nozzle opening while continuing below the foot part of the cap the air chamber is provided, in which during of the spraying process, air is pressurized, which then flows up through the channels or Grooves of the sleeve flows out. The foot part of the cap or the subsequent one, on the container attached part needs only slightly with the formation of two telescopic nested, cylindrical sections that are essentially tightly intertwined are to be modified and the upper end of the cap is only replaced by the Modification of the longitudinal grooves in the sleeve modified.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der gesamte Pump- und Sprühmechanismus einschließlich eines gegebenenfalls erforderlichen Übergangsteils als Einheit zusammenmontiert ist und leicht mit einem Behälter zu verbinden ist. Dabei kann das Übergangsteil z. B. eine Schraubkappe oder auch ein Schnappdeckel sein. Alle Teile der Vorrichtung bestehen, mit Ausnahme einer Rückstellfeder für den Pumpmechanismus und einer Ventilkugel für diesen, aus Kunststoff.It is useful if the entire pumping and spraying mechanism, including one any necessary transition part is assembled as a unit and easily with to connect a container. The transition part z. B. a screw cap or be a snap lid. All parts of the device exist, with the exception of a return spring for the pump mechanism and a valve ball for this, made of plastic.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Luft in die Luftkammer durch die Ausströmöffnungen zurück angesaugt werden, wenn der Sprühvorgang beendet ist und der Pumpmechanismus bzw. die Fingerpumpe freigegeben wird, so daß eine Rückstellfeder die Teile wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbringt. Es kann jedoch, insbesondere in Verbindung mit Nasensprays, zweckmäßig sein, wenn ein getrenntes Luftansaugventil für die Luftkammer vorgesehen ist, um zu verhindern, daß Flüssigkeiten von außen durch die Luftkanäle zurückge saugt werden.In the embodiments described above, the air can enter the air chamber through the Outflow openings are sucked back when the spraying process is finished and the Pump mechanism or the finger pump is released so that a return spring the parts returns to its original position. However, it can, especially in connection with Nasal sprays should be appropriate if a separate air intake valve for the air chamber is provided to prevent liquids from returning from the outside through the air channels be sucked.

Bei dem erfindungsgemäßen Pumpmechanismus ist zweckmäßigerweise an einem äußeren Kappenteil ein sich radial erstreckender Fingerflansch vorgesehen, der das Aufbringen von Druck mit Hilfe der Finger erleichtert.In the pump mechanism according to the invention is expediently on an outer Cap part provided a radially extending finger flange, which is the application of pressure relieved with the help of the fingers.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses of the present invention will become apparent clearly by the following description of a preferred embodiment using the associated figures. Show it:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen Sprühmechanismus in der Normalposition vor einem Sprühvorgang, und Fig. 1 shows an axial section through the spray mechanism according to the invention in the normal position before a spraying process, and

Fig. 2 denselben Mechanismus nach Abschluß eines Sprühvorganges. Fig. 2 shows the same mechanism after completing a spraying process.

Man erkennt in Fig. 1 unten eine Schraubkappe 1 mit einem zylindrischen Ansatz 2, welche auf einen Behälterhals aufschraubbar ist. Auf dieses Übergangsstück aufgesetzt ist eine obere Kappe 3, die einen auf dem inneren zylindrischen Ansatz 2 der Schraubkappe 1 dicht geführten äußeren zylindrischen Ansatz 4 aufweist. Der äußere zylindrische Ansatz 4 ist an seinem oberen Ende durch einen Fingerflansch 5 und eine anschließende Düsenhaube 6 abgeschlossen. Eine horizontale Trennwand 7 erstreckt sich außerdem auch zwischen der Schraubkappe 1 und dem daran ansetzenden inneren zylindrischen Ansatz 2. Damit definieren der innere zylindrische Ansatz 2, der äußere zylindrische Ansatz 4 und die an den Fingerflansch anschließende Düsenhaube 6 eine Luftkammer 10, die sich aus den vom äußeren zylindrischen Ansatz umschlossenen Verdrängungsvolumen 10a sowie den vom inneren zylindrischen Ansatz 2 und der Düsenhaube 6 umschlossenen Volumina 10b und 10c. Das zwischen dem oberen Rand des inneren zylindrischen Ansatzes 2 und dem Fingerflansch 5 eingeschlossene Volumen 10a wird hier als "Verdrängungsvolumen 10a′′ bezeichnet, weil beim Herabdrücken des Fingerflansches bis zum Anschlag, d. h. bis die Innenfläche des Fingerflansches 5 auf den Rand des inneren zylindrischen Ansatzes 2 aufstößt, maximal aus der Luftkammer 10 verdrängt werden kann.It can be seen in Fig. 1 below a screw cap 1 with a cylindrical neck 2 which is screwed onto a container neck. An upper cap 3 is placed on this transition piece and has an outer cylindrical extension 4 which is tightly guided on the inner cylindrical extension 2 of the screw cap 1 . The outer cylindrical extension 4 is closed at its upper end by a finger flange 5 and a subsequent nozzle hood 6 . A horizontal partition 7 also extends between the screw cap 1 and the inner cylindrical extension 2 attached to it. The inner cylindrical neck 2 , the outer cylindrical neck 4 and the nozzle hood 6 adjoining the finger flange thus define an air chamber 10 , which is made up of the displacement volume 10 a enclosed by the outer cylindrical neck and the volumes enclosed by the inner cylindrical neck 2 and the nozzle hood 6 10 b and 10 c. The trapped between the top edge of the inner cylindrical projection 2 and the finger flange 5 volumes 10 a is referred to herein as "displacement volume 10 a '', because when depressing the finger flange up to the stop, ie, until the inner surface of the finger flange 5 on the edge of the inner cylindrical approach 2 collides, can be displaced from the air chamber 10 at most.

Nicht dargestellt sind in den Fig. 1 und 2 an sich bekannte Elemente eines Pumpmechanis mus, mit welchem Flüssigkeit aus dem an die Schraubkappe 1 unten anschließenden und ebenfalls nicht dargestellten Behälter durch die Trennwand 7 hindurch in die Druckkammer 8 für die auszusprühende Flüssigkeit gefördert wird. In der Druckkammer 8 ist ein hier ebenfalls nicht dargestellter Verdrängungskolben dicht geführt, der ebenfalls Teil des Pumpmechanismus ist. Ein Federmechanismus treibt dabei den Kolben und die Druckkammer 8 entsprechend dem vorgesehenen Hub auseinander etwa in die in Fig. 1 dargestellte Position. Wie bereits erwähnt, ist dabei zu beachten, daß das Innere der Druckkammer 8 durch den nicht dargestellten Verdrängungskolben von der Luftkammer 10 getrennt und dicht abgeschlossen ist, ebenso wie auch der erwähnte Pumpmechanismus mit dem Förderrohr zum Heraufpumpen der Flüssigkeit aus dem Behälter in die zentrale Öffnung der Trennwand 7 abgedichtet eingesetzt ist, um so die Luftkammer 10 gegenüber dem Innenvolumen des Behälters abzudichten. Not shown in FIGS. 1 and 2 are known elements of a pump mechanism, with which liquid is conveyed from the container adjoining the screw cap 1 below and also not shown through the partition wall 7 into the pressure chamber 8 for the liquid to be sprayed. A displacement piston, which is also not shown here, is tightly guided in the pressure chamber 8 and is likewise part of the pump mechanism. A spring mechanism drives the piston and the pressure chamber 8 apart in accordance with the intended stroke approximately into the position shown in FIG. 1. As already mentioned, it should be noted that the interior of the pressure chamber 8 is separated from the air chamber 10 by the displacement piston, not shown, and is sealed off, as is the pump mechanism mentioned with the delivery pipe for pumping up the liquid from the container into the central opening the partition 7 is inserted sealed so as to seal the air chamber 10 from the inner volume of the container.

Die Luftkammer 10 weist über den Innenraum 10c der Düsenhaube 6 und über an der Innenfläche der zylindrischen Hülse 9 durch gestrichelte Linien angedeutete Kanäle 11 eine Verbindung zu einer oberen Düsenöffnung 13 am Ende der Düsenkappe 6 auf. Die zylindrische Hülse 9 ist dabei einstückig mit der Düsenkappe 6 ausgebildet und erstreckt sich von deren Spitze ausgehend und die äußere Düsenöffnung 13 umgebend ein Stück weit nach innen. Dabei umfaßt die Hülse 9 den Endabschnitt 12 des Förderrohres 15 mit enger Passung, wobei die Kanäle 11 entweder durch Längsnuten oder eine Riffelung an der Innenfläche der Hülse 9 gebildet werden.The air chamber 10 has a connection to an upper nozzle opening 13 at the end of the nozzle cap 6 via the interior 10 c of the nozzle hood 6 and via channels 11 indicated by dashed lines on the inner surface of the cylindrical sleeve 9 . The cylindrical sleeve 9 is formed in one piece with the nozzle cap 6 and extends from its tip and surrounds the outer nozzle opening 13 to a certain extent inwards. The sleeve 9 includes the end portion 12 of the delivery tube 15 with a close fit, the channels 11 being formed either by longitudinal grooves or by corrugation on the inner surface of the sleeve 9 .

Wie man aus den Figuren erkennen kann, verjüngt sich die innere Bohrung der Hülse 9 zur äußeren Düsenöffnung 13 hin stufenförmig unter Anpassung an den Außenquerschnitt des eine enge Düsenöffnung 14 aufweisenden Endabschnittes bzw. Düsenabschnittes 12 des Förderrohres 15. Die Wandstärken und Öffnungsquerschnitte sind insbesondere im Bereich der Hülse 9 und der Düsenöffnungen 13, 14 in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. Insbesondere kann die Düsenöffnung 14 deutlich von der dargestellten Anordnung und Form abweichen und hat im allgemeinen einen wesentlich kleineren Öffnungsdurchmesser im Verhältnis zu den übrigen Teilen als dies in der Zeichnung dargestellt ist. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit durch eine entsprechende Formgebung und Anordnung der Düsenöffnung 14 mit Drall und koaxial zur Achse 16 der Düse aus der Düsenöffnung 14 (die auch aus einem Kranz mehrerer Öffnungen bestehen kann) ausgespritzt.As can be seen from the figures, the inner bore of the sleeve 9 tapers step-wise toward the outer nozzle opening 13 , adapting to the outer cross section of the end section or nozzle section 12 of the delivery pipe 15 which has a narrow nozzle opening 14 . The wall thicknesses and opening cross sections, in particular in the area of the sleeve 9 and the nozzle openings 13 , 14 , are not shown to scale in the figures. In particular, the nozzle opening 14 can deviate significantly from the arrangement and shape shown and generally has a much smaller opening diameter in relation to the other parts than is shown in the drawing. Preferably the liquid through a corresponding shaping and arrangement of the nozzle opening 14 with swirl and coaxial with the axis 16 of the nozzle from the nozzle opening 14 (which may also consist of a ring of a plurality of openings) is ejected.

Die durch Riffelungen oder Längsnuten gebildeten Kanäle 11 folgen im übrigen auch den stufenförmigen Verjüngungen der Innenwand der Hülse 9.The channels 11 formed by corrugations or longitudinal grooves also follow the step-like tapering of the inner wall of the sleeve 9 .

Mit der Düsenöffnung 14 des Düsenabschnittes 12 nicht notwendigerweise fluchtend ist eine äußere Düsenöffnung 13 vorgesehen, die sich in relativ dichtem, axialen Abstand (weniger als 2 mm Abstand) vor der Öffnung 14 befindet. Während sich die Kanäle 11 zunächst kranzartig das Förderrohr 15 umgebend und damit koaxial zu diesem bzw. zu dem Düsenabschnitt 12 erstrecken, erhalten die durch diese Kanäle 11 fließenden Luftströme aufgrund der stufenförmigen Verjüngung der Hülse 9 eine radial nach innen gerichtete Komponente und münden schließlich genau zwischen der inneren Düsenöffnung 14 und der äußeren Düsenöffnung 13, so daß die aus den Kanälen 11 austretenden Luftströme unmittelbar auf die aus der Düsenöffnung 14 austretenden Flüssigkeitströpfchen auftreffen und gemeinsam mit diesen durch die äußere Düsenöffnung 13 entweichen, wodurch sichergestellt wird, daß das entstehende Aerosol aus sehr kleinen Flüssigkeitströpfchen mit einem engen Größenspektrum besteht. Dabei hat die Düsenöffnung 13 einen deutlich größeren Durchmesser als die Düsenöffnung 14, z. B. 1 mm gegenüber 1/10 mm. An outer nozzle opening 13 is provided which is not necessarily aligned with the nozzle opening 14 of the nozzle section 12 and is located at a relatively close axial distance (less than 2 mm distance) from the opening 14 . While the channels 11 initially surround the conveyor tube 15 in a ring-like manner and thus coaxially to the latter or to the nozzle section 12 , the air streams flowing through these channels 11 receive a radially inwardly directed component due to the step-like tapering of the sleeve 9 and finally flow exactly between the inner nozzle opening 14 and the outer nozzle opening 13 , so that the air streams emerging from the channels 11 impinge directly on the liquid droplets emerging from the nozzle opening 14 and escape together with them through the outer nozzle opening 13 , thereby ensuring that the aerosol formed is very small liquid droplets with a narrow size range. The nozzle opening 13 has a significantly larger diameter than the nozzle opening 14 , for. B. 1 mm compared to 1/10 mm.

Auch die Luftkammer 10 bzw. deren Verdrängungsvolumen 10a ist beträchtlich größer als das Verdrängungsvolumen in der Druckkammer 8. Legt man lediglich die aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmenden Abmessungen zugrunde, wobei unterstellt wird, daß das gesamte dargestellte Volumen der Kammer 8 während eines Sprühvorganges durch die Düsenöffnung 14 her ausgedrückt wird, so steht die durch die Düsenöffnung 14 herausgedrückte Flüssigkeitsmenge zu der zusätzlich aus der Kammer 10a über 10c und die Kanäle 11 herausgedrückten Luftmenge etwa im Verhältnis 1 : 70.The air chamber 10 or its displacement volume 10 a is considerably larger than the displacement volume in the pressure chamber 8 . If only the dimensions shown in FIGS . 1 and 2 are taken as a basis, assuming that the entire volume of the chamber 8 shown is expressed through the nozzle opening 14 during a spraying process, then the amount of liquid pressed out through the nozzle opening 14 is related to that additionally from the chamber 10 a over 10 c and the channels 11 the amount of air pressed out approximately in a ratio of 1:70.

In Fig. 2 ist die Düse wiederum ohne den Pumpmechanismus mit herabgedrückter Düsenkappe 3 dargestellt. Wie man erkennt, setzt dabei der untere Rand des äußeren zylindrischen Ansatzes 4 auf den oberen Rand der Schraubkappe 1 auf, so daß durch diesen Anschlag das Ver drängungsvolumen begrenzt wird, was somit etwas geringer ist als das im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Volumen 10. Es versteht sich jedoch, daß in dieser Hinsicht beliebige Modifikationen vorgenommen werden können, so daß der Anschlag wahlweise auch durch Aufsetzen der Innenfläche des Fingerflansches 5 auf dem oberen Rand des inneren zylindrischen Ansatzes 2 definiert werden kann.In Fig. 2 the nozzle is again shown without the pump mechanism with the nozzle cap 3 pressed down. As can be seen, the lower edge of the outer cylindrical projection 4 is placed on the upper edge of the screw cap 1 , so that the displacement volume is limited by this stop, which is thus somewhat less than the volume 10 described in connection with FIG. 1 . However, it is understood that any modifications can be made in this regard, so that the stop can optionally be defined by placing the inner surface of the finger flange 5 on the upper edge of the inner cylindrical projection 2 .

In der dargestellten Position füllt ein hier nicht dargestellter Kolben des Pumpmechanismus die Druckkammer 8 im wesentlichen aus und hat damit die Flüssigkeit durch das Förderrohr 5 nach oben durch die enge Düsenöffnung 14 herausgedrückt, wobei durch den relativ geringen Querschnitt der Druckkammer 8 sichergestellt wird, daß auch bei relativ leichtem Fingerdruck auf den Fingerflansch 5 der Kappe 3 im Inneren der Druckkammer 8 ein beträchtlicher Druck in der Größenordnung von mehreren bar entstehen kann.In the position shown, a piston of the pump mechanism, not shown here, essentially fills the pressure chamber 8 and has thus pushed the liquid out through the delivery pipe 5 through the narrow nozzle opening 14 , the relatively small cross section of the pressure chamber 8 ensuring that also with a relatively light finger pressure on the finger flange 5 of the cap 3 inside the pressure chamber 8, a considerable pressure of the order of several bar can arise.

Gleichzeitig ist auch aus der Luftkammer 10 Luft in etwa im Umfang des Verdrängungsvolumens 10a durch die Kanäle 11 entwichen, wobei entsprechende Luftstrahlen unmittelbar auf das an der Düsenöffnung 14 entstehende Aerosol einwirkten.At the same time, air has escaped from the air chamber 10 through the channels 11 approximately in the circumference of the displacement volume 10 a, with corresponding air jets acting directly on the aerosol formed at the nozzle opening 14 .

In den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt ist ein Ventil, welches beim Loslassen des Fingerflan sches 5 in der in Fig. 2 dargestellten Position Luft in die Kammer 10 nachströmen läßt, wenn die Düsenkappe 3 sich unter der Wirkung eines Rückstellelementes, z. B. einer in dem Pumpmechanismus vorgesehenen Druckfeder, zurück in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangs position bewegt. Allerdings ist ein solches zusätzliches Ventil nicht zwingend erforderlich, da die Luft auch durch Zurückströmen über die Öffnung 14 und die Kanäle 11 in die Luftkammer 10 gelangen kann. Daneben sind am unteren Rand des Ansatzes 4 gestrichelt eingezeichnete Kanäle 17 dargestellt, durch die beim Erreichen der Position gemäß Fig. 1 Luft angesaugt werden kann. In Figs. 1 and 2, not shown is a valve which allows flow into the position shown in Fig. 2 position air into the chamber 10 ULTRASONIC upon release of the Fingerflan 5, when the nozzle cap 3 under the action of a restoring element, for example. B. a compression spring provided in the pump mechanism, moved back into the starting position shown in Fig. 1. However, such an additional valve is not absolutely necessary, since the air can also get into the air chamber 10 by flowing back through the opening 14 and the channels 11 . In addition, channels 17, shown in broken lines, are shown at the bottom of attachment 4 , through which air can be drawn in when the position shown in FIG. 1 is reached.

Es versteht sich, daß die hier beschriebene Düse im Rahmen der vorliegenden Erfindung erheblich modifiziert werden kann, wobei vor allem die Form der Düsenkappe 3 und eines entsprechenden Betätigungsmechanismus anstelle des Fingerflansches 5 erheblich modifiziert werden kann. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Form der Düsenkappe 3 macht diese besonders geeignet zur Anwendung an Nasensprayflaschen. Für Asthmaspray könnte die Form der Düsenkappe beträchtlich verändert werden, um die Anwendung zu erleichtern.It goes without saying that the nozzle described here can be modified considerably within the scope of the present invention, in particular the shape of the nozzle cap 3 and a corresponding actuating mechanism instead of the finger flange 5 can be modified significantly. The shape of the nozzle cap 3 shown in FIGS . 1 and 2 makes it particularly suitable for use on nasal spray bottles. For asthma spray, the shape of the nozzle cap could be changed significantly to make it easier to use.

Claims

1. A method for producing an aerosol in which a liquid is pressed under pressure through a narrow nozzle opening and thereby atomized, characterized in that a gas stream under pressure is injected into the aerosol formed at the nozzle opening at the same time as the liquid is pressed out.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas essentially is supplied coaxially with the liquid flow of the nozzle opening.

3. The method according to claim 2, characterized in that the coaxial gas flow a radially inward component is given immediately in front of the nozzle opening.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as a gas Air is used.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the Liquid a drug, inhalant, disinfectant, perfume or other cosmetic is.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the Volume ratio of the gas supplied in the area of the nozzle opening to the volume of the ejected liquid is at least 10: 1, preferably 20: 1 or more.

7. Apparatus for generating a fine droplet of liquid Aerosols with a container that holds the liquid to be atomized, a pump Direction for sucking a predeterminable volume of liquid, devices to the Pressurize liquid volume and eject it from a nozzle, taking the nozzle has at least one nozzle opening with a small diameter, characterized in that that in the area or in the vicinity of the nozzle opening at least one opening of a separate one Gas channel opens, the gas channel with a pressurizable gas volume in Connection is established, the devices for pressurizing and squirting out the Liquid are designed so that they also pressurize the gas volume at the same time.

8. The device according to claim 7, characterized in that the liquid nozzle of an annular gas channel or a ring-shaped ring of gas channels is surrounded.

9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that the nozzle a Is double nozzle, which has an inner part and an outer part, the inner part an approximation wise tubular liquid nozzle with a small nozzle opening at one end of the tube, which is surrounded by a jacket part which is aligned with the nozzle opening of the liquid nozzle, Has larger nozzle opening, between the wall of the liquid nozzle and one surrounding section of the jacket part at least one in the direction of the opening of the jacket part opening gas channel is provided.

10. The device according to claim 9, characterized in that it is in a hand container to be held is arranged.

11. The device according to claim 10, characterized in that the nozzle on one Nasal spray container is arranged, wherein the nozzle is dimensioned so that it into a nostril can be introduced.

12. The device according to one of claims 7 to 11, characterized in that it has a finger pump known per se, which has a spring-loaded finger has an actuatable pump mechanism and a central delivery pipe and a metering chamber, and an annular one surrounding the delivery pipe and / or the pump mechanism Air chamber is provided, which with the at least one, in the region of the nozzle opening opening air duct is connected.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the air chamber of two telescoping, cylindrical sections is formed, one of which is fixed on a container neck and the other on an actuation mechanism for the pump is arranged.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the displacement volume of the air chamber due to the relative displacement of the cylindrical sections at least ten times, preferably at least twenty times the liquid volume in the metering chamber of the pump mechanism.

15. The device according to one of claims 7 to 14, characterized in that starting from the jacket part of the nozzle and surrounding the outer nozzle opening in a ring shape End portion of the liquid nozzle closely surrounding sleeve is provided, the inner wall as Has gas channels serving longitudinal grooves.

16. The device according to one of claims 7 to 15, characterized in that the Pump mechanism generating liquid and air flow with a container connecting transition part is assembled.

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the transition part a Screw cap is.

18. Device according to one of claims 7 to 17, characterized in that with Except for a return spring, the pump mechanism and the nozzle parts are made of plastic are.

19. Device according to one of claims 7 to 18, characterized in that a Valve for the intake of air into the air pressure chamber is provided.

20. Device according to one of claims 7 to 19, characterized in that the Pump mechanism a radial finger flange adjoining an outer nozzle attachment having.

21. Device according to one of claims 7 to 20, characterized in that the inner nozzle opening ( 14 ) is arranged offset in the radial direction to the outer nozzle opening ( 13 ).

22. Device according to one of claims 7 to 21, characterized in that the cylindrical extension ( 4 ) and / or the extension ( 2 ) of the screw cap ( 1 ) have axially extending valve channels ( 17 ) on their contact surfaces for sucking in air.