DE69408985T2 - Zerstäuber - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgeben von fließfähigem Material, wobei eine Menge des Materials in einem Gasstrom mitgenommen und zerstäubt wird.
• Ein besonderer Nutzen für diese Zerstäubung liegt in der Ausgabe medizinischer Produkte, wobei Flüssigkeit oder Partikelmaterial vor der Inhalation bevorzugt fein zerstäubt werden sollte. Ein bekanntes Kennzeichen der Inhalationstherapie ist, daß deren Wirkung in kritischer Weise vom Material abhängig ist, welches in gesteuerter Weise fein zerstäubt wird.
• Andere Anwendungen, bei denen Zerstäubung wichtig ist, umfassen die Zerstäubung von Kraftstoff in Kraftstoffbrennern und Brennkraftmaschinen sowie die Zerstäubung von Wasser in Befeuchtungsvorrichtungen.
• Die USSR Patentschrift 825176 beschreibt eine Vorrichtung zum Sprühen oder Zerstäuben von Flüssigkeiten oder anderen Fluiden unter Verwendung von Ultraschallschwingungen. Druckgas wird durch ein Mittelrohr auf eine Membrane gerichtet, wodurch sich diese verformt und schwingt. Das zu zerstäubende Fluid wird über ein Koaxialrohr um die Außenseite des Gasrohrs herum nach unten zur Oberfläche der Membrane in Form eines Films zugeführt. Das Gas verteilt den Film am Umfang, der in Kontakt mit der Membrane zerstäubt wird.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten und partikelförmigen Feststoffen anzugeben, die in gesteuerter wiederholbarer Weise eine Zerstäubung bei gleichzeitiger Mitnahme des zerstäubten Materials in einem Gasstrom zur Ausgabe zu einem benötigten Ort vorsieht.
• Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ausgeben von fließfähigem Material offenbart, umfassend die Schritte: Zuführen von Druckgas zu einer Düse derart, daß ein Gasstrom durch eine zwischen einer Lippe der Düse und einer Membrane festgelegte Öffnung abgegeben wird, Einführen des Materials in den Gasstrom derart, daß Material in dem Strom mitgenommen wird, und Inschwingungversetzen der Membrane zum Zerstäuben des Materials, wobei die Membrane eine Wand einer mit der Öffnung kommunizierenden Kammer bildet, wobei die Membrane in Antwort auf Überschußgasdruck in der Kammer von einer Ruhestellung zu einer verlagerten Stellung verformbar ist, in der die Öffnung zur Aufnahme des zwischen der Lippe und der Membrane fließenden Stroms geöffnet ist, wobei das Druckgas über die Kammer derart zugeführt wird, daß die Membrane in die verlagerte Stellung verformt wird, und wobei die Membrane am Umfang derart festgeklemmt ist, daß sie in der verlagerten Stellung unter Spannung gehalten wird, wodurch die Membrane durch den Gasstrom in Schwingung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane einen Außenabschnitt aufweist, der die Wand der Kammer festlegt, wobei die Lippe der Düse ringförmig ist, um hierdurch einen Mund eines Auslasses festzulegen, der durch die Düse festgelegt ist und der in der Ruhestellung von einem Mittelabschnitt der Membrane überspannt wird, und wobei das Verfahren den Schritt beinhaltet, die Membrane in Kontakt mit der Lippe zu spannen, wenn sich die Membrane in ihrer Ruhestellung befindet.
• Es wurde beobachtet, daß die Wirkung der schwingenden Membrane auf das ausgegebene Material darauf beruht, daß die Zerstäubung verbessert wird. Im Falle flüssiger Tröpfchen läßt sich ein feiner Nebel in wiederholbarer Weise erzeugen, und durch Einstellen der dynamischen Charakteristiken der Membrane kann die Verteilung der Tröpfchengröße so bemessen werden, daß sie die jeweiligen Benutzungsanforderungen in einer Vielzahl von Anwendungen erfüllt.
• Ein Vorteil dieser Anordnung ist, daß das Schwingen der Membrane durch den Gasstrom erregt und angetrieben wird, ohne daß eine zusätzliche Energiequelle erforderlich ist, um die zerstäubende Schwingung zu erzeugen.
• Es wurde beobachtet, daß die richtige Vorspannung der Membrane und der Lippe in Kontakt miteinander eine verbesserte Leistung ergibt, im Vergleich mit Anordnungen, bei denen entweder in der Ruhestellung die Lippe mit Abstand von der Membrane verbleibt, oder bei denen die Lippe lediglich in Kontakt auf der Membrane aufliegt.
• Bevorzugt umfaßt das Verfahren den Schritt, eine derartige Spann kraft auf die Membrane auszuüben, daß sie sowohl in der Ruhestellung als auch in der verlagerten Stellung unter Spannung gehalten wird.
• Besonders vorteilhaft ist es, daß die Membrane auf diese Weise in Spannung gehalten werden sollte, wenn der Kontakt mit der Lippe minimal ist oder nicht vorhanden ist.
• Bevorzugt kann Umgebungsluft über eine in dem Mittelabschnitt der Membrane festgelegte Öffnung zu dem Auslaß gelassen werden.
• Dies ergibt den Vorteil, daß die Umgebungsluft durch die Düse zur Vermischung mit dem abgegebenen Gas gesaugt werden kann, was besonders vorteilhaft ist, wenn das Ausgabematerial zur lnhalationstherapie dient. Ein weiterer Vorteil ist, daß dies die Bildung eines Resonanzhohlraums zwischen der Membrane und dem Gehäuse vermeidet, was eine Dämpfung der Schwingung zur Folge hätte.
• Die Schwingcharakteristiken der Membrane lassen sich durch Hinzufügen einer mit der Membrane verbundenen Masse modifizieren.
• Dies gestattet eine Steuerung der Resonanzfrequenz und der Dämpfung der Membrane.
• Die Gaszufuhr kann durch eine Luftpumpe erfolgen, die Druckluft zu einem Sammelreservoir leitet, um anschließend durch Betätigung eines Auslösers abgelassen zu werden.
• Alternativ kann ein Druckgas enthaltender Druckbehälter über ein Dosierventil mit der Kammer verbunden sein, um in Antwort auf Betätigung des Auslösers einen Gasstoß abzugeben.
• Für Anwendungen, wie etwa Befeuchtungsvorrichtungen und Kraftstoffzerstäubung, kann eine kontinuierliche Betriebsgaszufuhr mit der Kammer verbunden sein.
• Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ausgeben von fließfähigem Material offenbart, umfassend: eine Düse, eine Gaszufuhr zum Zuführen von Druckgas zu der Düse derart, daß bei Verwendung ein Gasstrom durch eine zwischen einer Lippe der Düse und einer in Schwingung versetzbaren Membrane festgelegte Öffnung abgegeben wird, sowie ein Ausgabemittel zum Einführen einer Menge des Materials in den Strom, wodurch bei Verwendung das Material in dem Strom mitgenommen und durch die Membrane zerstäubt wird, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, welches eine Kammer festlegt, die mit der Gaszufuhr verbunden ist und über die Öffnung mit einem durch die Düse festgelegten Auslaß kommuniziert, wobei die Membrane eine Wand der Kammer bildet und in Antwort auf Überschußdruck in der Kammer von einer Ruhestellung zu einer verlagerten Stellung verformbar ist, in der die Öffnung geöffnet ist, und ferner umfassend ein Klemmittel, das die Membrane am Umfang derart festklemmt, daß die Membrane bei Verformung in die verlagerte Stellung unter Spannung gehalten wird, wodurch die Membrane durch den Gasstrom in Schwingung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane am Umfang durch das Klemmittel derart festgeklemmt ist, daß ein Außenabschnitt der Membrane die Wand der Kammer festlegt, wobei die Lippe ringförmig ist, um einen Mund des Auslasses festzulegen, der von einem Mittelabschnitt der Membrane überspannt ist.
• Das Material in Form einer Flüssigkeit kann mittels einer Verdrängerpumpe ausgegeben werden, die zur Ausgabe eines dosierten Flüssigkeitsvolumens betätigbar ist.
• Bevorzugt umfaßt das Ausgabemittel einen Zylinder zur Aufnahme einer auszugebenden Flüssigkeitsmenge, einen Kolben, der in dem Zylinder zum Verdrängen von Flüssigkeit aus diesem verschiebbar ist, sowie einen Indexiermechanismus, der betätigbar ist, um die Bewegung des Kolbens über vorbestimmte stufenweise Hübe bei jeweiligen Betätigungen eines Auslösermechanismus für die Gaszufuhr zu erleichtern.
• Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich als Beispiel und anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
• Figur 1 ist eine perspektivische Teilschnittansicht einer Düse nach der vorliegenden Erfindung;
• Figur 2 ist eine Perspektivansicht einer Ausgabevorrichtung, welche die Düse von Figur 1 enthält;
• Figur 3 ist ein schematisches Diagramm mit Darstellung des Betriebs der Vorrichtung von Figur 2;
• Figur 4 ist ein schematisches Diagramm einer alternativen Vorrichtung;
• Figur 5 ist eine Perspektivansicht einer alternativen Vorrichtung;
• Figur 6 ist eine graphische Darstellung der Membranverlagerung als Funktion der Zeit in Antwort auf die Abgabe eines Druckgasstoßes durch die Öffnung;
• Figur 7 ist eine Schnittansicht einer Membrane, der eine Menge von Partikelmaterial stromab einer Ringöffnung hinzugefügt wurde;
• Figur 8 ist eine Schnittansicht der Düse und der Membrane mit schematischer Darstellung der Membranbewegung zum Öffnen der Öffnung;
• Figur 9 ist eine Schnittansicht einer alternativen Anordnung, bei der die Membrane durch einen Spannring gespannt wird;
• Figur 10 ist eine Schnittseitenansicht einer weiteren alternativen Vorrichtung, welche eine kreisförmige Membrane des allgemein anhand Figur 1 gezeigten Typs enthält und eine handbetätigte Kompressorvorrichtung zum Bereitstellen von Druckluft enthält;
• Figur 11 ist eine schematische Frontansicht der Vorrichtung von Figur 10; und
• Figur 12 ist eine Schnittseitenansicht einer weiteren alternativen Vorrichtung, welche einen Druckausgabebehälter enthält.
• In Figur 1 begrenzt eine Düse 1 einen Auslaß 2, der in einer Strömungsrichtung konisch divergiert, wie mit Pfeil A gezeigt. Die Düse 1 endet in einer Ringlippe 3, welche einen Ringmund 4 des Auslasses 2 festlegt. Die Düse 1 hat eine zylindrische Außenfläche 5, die in einem ringförmigen Gehäuse 6 aufgenommen ist, wobei die Fläche 5 nahe der Lippe 3 einen Vertiefungsabschnitt 7 aufweist, so daß zwischen dem Gehäuse 6 und dem Vertiefungsabschniff 7 eine ringförmige Kammer 8 festgelegt ist.
• Eine Membrane 9 ist zwischen dem Gehäuse 6 und einem ringförmigen Klemmabschnitt 10 festgeklemmt, und sie überquert in ihrem in Figur 1 gezeigten gelösten Zustand den Mund 4 in Kontakt mit der Lippe 3. In dieser Ruhestellung bildet ein Außenabschnitt 11 der Membrane eine ringförmige Wand der Kammer 8. In dieser geschlossenen Stellung ist die Kammer 8 von dem Auslaß 2 isoliert.
• Eine Gaseinlaßleitung 2 erstreckt sich radial durch das Gehäuse 6 in Verbindung mit der Kammer 8, und in ähnlicher Weise kommuniziert eine separate Flüssigkeitseinlaßleitung 13 mit der Kammer 8 an einer Stelle mit Umfangsabstand von der Gaseinlaßleitung 12.
• Figur 2 zeigt die Außenansicht einer Ausgabevorrichtung 20, welche die Düse 1 innerhalb eines Mundstücks 21 enthält, das einen Luftweg 22 festlegt, durch den ein Verwender bei Benutzung inhaliert. Die Vorrichtung 20 ist auch mit einer Lufteinlaßöffnung (nicht gezeigt) versehen, durch die sich Luft in den Luftweg 22 derart saugen läßt, daß das aus der Düse 1 austretende Gas während der Inhalation in den inhalierten Luftstrom mitgenommen wird.
• Die inneren Arbeitskomponenten der Vorrichtung 20 sind schematisch in Figur 3 dargestellt, die eine Membranpumpe 30 eines Typs zeigt, der durch Nockenwirkung betätigt wird, die von axialer Hin- und Herbewegung einer Pumpenmembrane 31 aus manueller Drehung eines Pumpenbetätigers 23 abgeleitet wird, wie in Figur 2 dargestellt.
• Die Pumpe 30 ist mit einem Lufteinlaß 32 über ein Einwegventil 33 verbunden, und gibt bei jedem Betätigungszyklus einen Niederdruckimpuis aus Druckluft zu einem sekundären Kompressor 34 weiter. Der sekundäre Kompressor 34 wird durch Bewegung des Betätigers 23 um 180º außer Phase mit der Membranpumpe 30 betätigt, um einen im Druck erhöhten Druckluftstoß zu einem Hochdruckreservoir 35 zu leiten, der im geladenen Zustand Luft mit etwa 5 bar enthält.
• Die Membranpumpe 30 ist auch mit einem Niederdruckreservoir 36 über ein Einwegventil 37 verbunden, wobei im geladenen Zustand in dem Niederdruckreservoir 36 ein Druck von etwa 1,5 bar gehalten wird.
• Die Membranpumpe 30 enthält einen gegossenen Stirnnocken (nicht gezeigt), der während einer einzigen Drehung des Betätigungsglieds 23 eine Folge von vier axialen Zyklen der Membrane erzeugt, um die oben genannten jeweiligen Ladedrücke zu erzeugen.
• Das Hochdruckreservoir 35 ist über ein erster Ventil 38 mit einer Passage 39 verbunden, die mit der Kammer 8 kommuniziert. Die Passage 39 enthält einen Strömungsbegrenzer 40 und kommuniziert mit einer Zweigpassage 41, mit der sie stromauf des Strömungsbegrenzers verbunden ist. Die Zweigpassage 41 kommuniziert mit einer Verdrängerpumpe 42, die angeorndet ist, um ein dosiertes Flüssigkeitsvolumen aus einer Dosierkammer 43 in Antwort auf Druckgas, das durch die Zweigpassage aufgenommen wird, zu verdrängen.
• Die Flüssig keitseinlaßleitung 13 kommuniziert mit der Dosierkammer 43 über ein Einwegventil 44, und die Dosierkammer 43 wird mit Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir 45 über ein weiteres Einwegventil 46 versorgt.
• Die Verdrängerpumpe 42 hat einen ersten Kolben 47, der in Antwort auf durch die Zweigpassage 41 erhaltenes Druckgas beweglich ist, um einen zweiten Kolben 48 zu bewegen, der angeordnet ist, um Flüssigkeit aus der Dosierkammer 43 auszuwerfen. Die ersten und zweiten Kolben 47 und 48 sind in eine Rückkehrstellung federbelastet, so daß der Rückkehrweg des zweiten Kolbens Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsreservoir 45 in die Dosierkammer saugt.
• Das Flüssigkeitsreservoir 45 ist durch einen flexiblen Beutel 49 unterteilt, der die auszugebende Flüssigkeit enthält.
• Ein zweites Ventil so ist betriebsmäßig mit dem ersten Ventil 38 durch einen Auslösermechanismus 51 verbunden. Druckluft wird über das zweite Ventil 50 aus dem Niederdruckreservoir 36 zu dem Flüssigkeitsreservoir 45 gefördert, um den flexiblen Beutel 49 von außen unter Druck zu setzen. Die flüssigen Inhalte werden hierdurch unter Druck gesetzt, und dies hilft bei der Überführung der Flüssigkeit in die Dosierkammer 43.
• Der Auslaß des zweiten Ventils so ist auch durch einen weiteren Strömungsbegrenzer 52 mit dem Auslaß 2 der Düse 1 über einen Niederdruckluftdurchgang 53 verbunden (in Figur 1 nicht gezeigt).
• Ein Auslöser 54 ist als Teil des Auslösermechanismus 51 zur Betätigung der ersten und zweiten Ventile 38 und 50 vorgesehen, und befindet sich an der Vorrichtung 20 nahe dem Mundstück 21, wie in Figur 2 gezeigt.
• Der Auslösermechanismus 51 ist so angeordnet, daß er einen Federmechanismus enthält, der derart betätigbar ist, daß die Betätigung des Auslösers 54 das zweite Ventil 50 löst und anschließend das erste Ventil 38 löst, um hierdurch sicherzustellen, daß die Dosierkammer 43 mit Flüssigkeit gefüllt wird und die Kolben 47 und 58 vor dem Lösen des ersten Ventils 38 gefüllt werden.
• Bei Verwendung dreht der Verwender das Betätigungsglied 23 um 360º, um hierdurch sowohl das Hochdruckreservoir 35 als auch das Niederdruckreservoir 36 unter Druck zu setzen, wobei dieses Unterdrucksetzen wie oben beschrieben durch eine mehrstufige Folge erzielt wird, bei der die Pumpenmembrane 31 und der sekundäre Kompressor 34 wiederholt betätigt werden.
• Der Verwender bereitet das Mundstück 31 zur Inhalation durch den Luftweg 22 vor und dr"ckt den Auslöser 54 manuell nieder. Das zweite Ventil 50 öffnet sich, um hierdurch den flexiblen Beutel 49 von außen unter Druck zu setzen und die Dosierkammer 43 mit Flüssigkeit zu laden. Dann öffnet sich das erste Ventil 38, und die über die Zweigpassage 41 ausgegebene Hochdruckluft betätigt die Verdrängerpumpe 42, um eine abgemessene Flüssigkeitsdosis in die Kammer 8 auszugeben.
• Gleichzeitig wird Hochdruckluft über den Strömungsbegrenzer 40 zu der Gaseinlaßleitung 12 und in die Kammer 20 übertragen.
• Überschußdruck in der Kammer 8, der auf den äußeren Abschnitt 11 der Membrane 9 wirkt, löst die Membrane von der Lippe 3 der Düse 1, und sowohl Druckluft als auch Flüssigkeit werden aus der Kammer 8 über eine zwischen der Lippe und der Membrane begrenzte Öffnung 77 in den Auslaß 2 ausgeworfen, wie in Figur 8 gezeigt.
• Figur 6 zeigt graphisch die Verlagerung der Membrane 9 von der Lippe 3 weg, als Funktion der Zeit in Antwort auf Ausgabe eines Gasstromstoßes zu der Kammer 8. In Antwort auf einen von der Kammer 8 erhaltenen Gasstoß bewegt sich die Membrane 9 anfänglich schnell in ihre vollständig verlagerte Stellung, wobei die Verlagerung der Membrane mit abnehmendem Gasdruck dann in Richtung ihrer Ruhestellung progressiv nachläßt, in der der Druck auf null abfällt. Dieser Verlagerung wird eine Hochfrequenzschwingung der Membrane überlagert, wobei diese Schwingung durch den Gasstrom in ähnlicher Weise erregt und erzeugt wird, wie man dies bei einer herkömmlichen Lufthupe erzielt, wie etwa jenen, die in Kraftfahrzeugen verwendet werden.
• Es wurde beobachtet, daß in dem Gasstrom mitgenommene Flüssigkeit die Öffnung zwischen der Lippe 3 und der Membrane 9 als Wandströmung mit einer Anfangsgeschwindigkeit verläßt, die radial einwärts gerichtet ist, wobei der Strom dann ausgedehnte Ligamente bildet, die in Tröpfchen aufbrechen.
• Es wurde beobachtet, daß die Wirkung der in der Membrane 9 vorhandenen Schwingung die Größe der Tröpfchen merklich reduziert, die letztlich in der aus dem Auslaß 2 austretenden Luft mitgenommen werden. Es wird angenommen, daß der genaue Mechanismus, durch den die Schwingung der Membrane 9 diese verbesserte Zerstäubung erzielt, einen Aufprall zwischen der Membrane und den Tröpfchen beinhaltet sowie die Wirkungen von Luftströmungen, die durch die Bewegung der Membrane erzeugt werden.
• Hierdurch wird ein feinzerstäubter Flüssigkeitsnebel in dem Luftweg 22 erzeugt und über das Mundstück 21 inhaliert. Die Strömungsgeschwindigkeit der inhalierten Luft wird durch einen sekundären Luftstrom verstärkt, der über den Niederdruckluftdurchgang 53 aufgenommen wird. Die Membrane oszilliert weiter, bis der verfügbare Luftdruck nicht mehr ausreicht, um die Membrane vom Sitz zu lösen, wobei die Zeitkonstante der Schwingung viel kleiner ist als die Zeit, die der Gasdruck zum vollständigen Nachlassen benötigt.
• In einem Prototyp der in Figur 1 gezeigten Düsenordnung stellte sich heraus, daß eine Membrane, die eine freiliegende Fläche 8,5 mm Durchmesser aufweist und mit einer Lippe von 6 mm Durchmesser zusammenwirkt, zufriedenstellend arbeitet, wenn sie mit einem Druckluftstoß aus einem Reservoir von 10 cm³ Volumen mit einem Anfangsdruck von 5 bar erregt wird. Es stellte sich heraus, daß die Membrane mit Frequenzen schwingt, die sich über den hörbaren und in den Ultraschallbereich hinein erstrecken.
• Die Dauer des Luftstoßes lag in der Größenordnung 1 Sekunde. Es stellte sich heraus, daß die Flüssigkeit in einer solchen Anordnung derart zerstäubt werden konnte, daß 90 % der Tröpfchen einen Durchmesser von weniger als 20 µm hatten, 60 % einen Durchmesser von weniger als 10 µm und 30 % unter 5 µm.
• Ebenfalls ließ sich eine zufriedenstellende Neuverteilung von Pulvern mit einer Einzelpartikelgröße von 3 µm erzielen, wobei die Einzelpartikel anfänglich zu größeren Körnern zusammenhingen und während des Ausgabevorgangs zerstäubt wurden. Die Ausgabe solcher Pulver ließ sich durch derartige Orientierung der Düse 1 erzielen, daß der Auslaß 2 von der Membrane 9 nach oben wies, wobei Partikel aus festem Material in den Auslaß eingesetzt wurden, so daß sie zunächst auf der Membrane auflagen. In dieser Situation wurde das Material daher stromabwärts der Öffnung eingeführt, die in Antwort auf den Gasstrom anschließend zwischen der Lippe 3 und der Membrane 9 festgelegt war. Es wird angenommen, daß die Verteilung des partikelförmigen Festmaterials in dieser Anordnung primär auf einem Zusammenprall zwischen der Membrane und dem Material beruht, wobei dann das Material zu feinem Pulver verteilt wird, das in dem Gasstrom mitgenommen wird. Flüssigkeitströpfchen lassen sich ähnlich verteilen und zerstäuben, indem man die Flüssigkeit so einführt, daß sie auf der Membrane aufliegt.
• Anzumerken ist, da die Darstellung in Figur 8 der Öffnung des Durchgangs 77 schematisch ist, und daß in der Praxis ein komplizierter Schwingungsmodus in der Membrane im momentanen Querschnitt der Membrane mehrere Gipfel erzeugt.
• Eine modifizierte Anordnung ist in Figur 4 dargestellt, die nun unter Verwendung von Bezugszahlen, die jenen der vorhergehenden Figuren entsprechen, beschrieben wird, wo dies für entsprechende Merkmale geeignet ist.
• Die modifizierte Vorrichtung 60 von Figur 4 hat eine Düse 1 des in Figur 1 gezeigten Typs, die Druckluft über eine Gaseinlaßleitung 12 erhält, sowie eine Flüssigkeitszufuhr über eine Flüssigkeitseinlaßleitung 13.
• Eine Flüssigkeit enthaltende Dosierkammer 43 enthält einen zylindrischen Kolben 61, der betreibbar ist, um die Flüssigkeit zu verdrängen, und der eine diametral verlaufende Bohrung 62 aufweist, welche erlaubt, daß der Kolben 61 als Wechselventil zum Ablassen von Druckluft dient. Der Kolben 61 ist in einem Zylinder 63 verschiebbar, der mit axialem Abstand angeordnete Lufteinlaßdurchgänge 64, 65 und 66 aufweist, die jeweils mit ersten, zweiten und dritten Hochdruckluftreservoirs 67, 68 und 69 verbunden sind. Die Bewegung des Kolbens 61 entlang dem Zylinder 63 bringt die Bohrung 62 sequentiell in Registerstellung mit den ersten, zweiten und dritten Lufteinlaßdurchgängen 64, 65 und 66, um hierdurch ein Ventilmittel 61, 62, 63 zu bilden, welches erlaubt, daß die Druckluft über einen Auslaßdurchgang 70 in die Gaseinlaßleitung 12 geleitet wird.
• Das Ventilmittel 61, 62, 63 kann in der Vorrichtung der vorhergehenden Figuren enthalten sein, um während der Flüssigkeitsausgabe aus der Kammer 43 drei separate Druckluftstöße sequentiell auszugeben. Diese Modifikation berücksichtigt die Tendenz, daß die Flüssigkeitsausgabe insgesamt länger braucht als die Dauer eines aus dem Hochdruckreservoir abgegebenen Druckluftstoßes.
• In Figur 5 ist die Düse 1 von Figur 1 mit einer alternativen Membrananordnung 71 versehen und wird nun unter Verwendung von Figur 1 entsprechenden Bezugszeichen beschrieben, wo dies für entsprechende Elemente geeignet ist.
• Die Anordnung von Figur 5 besteht aus einer einen Auslaß 2 festlegenden Düse 1 und einem kreisförmigen Mund 4 des Auslasses festlegenden ringförmigen Lippe 3.
• Die Düse 1 ist in einem ringförmigen Gehäuse 6 aufgenommen, und zwischen dem Gehäuse und einem Vertiefungsabschnitt 7 an der Außenfläche 5 der Düse 1 ist eine ringförmige Kammer 8 festgelegt.
• Die Membrananordnung 71 umfaßt eine modifizierte Membrane 72 mit einer Mittelöffnung 73, durch die Umgebungsluft eingesaugt werden kann, so daß sie durch den Auslaß 2 hindurchströmt.
• Der Durchmesser der Öffnung 73 ist geringer als der Innendurchmesser der Lippe 3, so daß das Vorhandensein der Öffnung die betriebsmäßige Beziehung zwischen der Lippe und der Membrane 72 nicht beeinflußt.
• In dem Gehäuse 6 unmittelbar stromauf der Membrane 72 ist eine Scheibe 74 verschiebbar aufgenommen, und sie enthält einen axial vorstehenden zylindrischen Vorsprung 75, der am Umfang der Öffnung 73 mit der Membrane 72 verklebt ist.
• Der Innendurchmesser des zylindrischen Vorsprungs 75 ist gleich jenem der Öffnung 73, so daß inhalierte Luft durch die Scheibe 74 hindurchtreten kann.
• Die Scheibe 74 hat die Wirkung, der Membrane 72 nahe deren Stelle maximaler Schwingungsbewegung eine lokalisierte Masse hinzuzufügen, und die Wirkung dieser Zusatzmasse ist es, die Schwingcharakteristiken dieser Membrane zu modifizieren, und dies erwies sich als besonders wirksam bei der Reduktion von unerwünschtem Geräusch.
• In einer alternativen Anordnung (nicht gezeigt) kann der Membrane eine Scheibe hinzugefügt werden, ohne Vorhandensein einer Öffnung 73, um die Geräuschcharakteristiken zu modifizieren, jedoch ohne einen zusätzlichen Luftstrom durch die Membrane.
• Eine weitere Alternative ist es, die Membrane 72 mit einer Öffnung 73 zu versehen, ohne jedoch eine Scheibe 74 zu verwenden, um hierdurch einen zusätzlichen Luftstrom vorzusehen, ohne jedoch die Schwingcharakteristiken der Membrane zu modifizieren.
• In den oben beschriebenen Anordnungen ist die Membrane 9 am Umfang durch einen Klemmabschnitt 10 derart festgeklemmt, daß die Verformung der Membrane in Antwort auf den Gasstrom, um hierdurch die Öffnung 77 zu bilden, ergibt, daß die Membrane unter Spannung gehalten wird. Das Vorhandensein dieser Spannung ermöglicht, daß die Schwingung in der Membrane beibehalten wird. Es wurde beobachtet, daß die Schwingcharakteristiken durch Ändern der Spannung modifiziert werden können, und daß schließlich die Membrane mittels einer Spannvorrichtung 80 vorgespannt werden kann, wie in Figur 9 gezeigt, die nun unter Verwendung von Bezugszahlen, die jenen der vorhergehenden Figuren entsprechen, beschrieben wird, wo dies für entsprechende Elemente geeignet ist.
• Die Spannvorrichtung 80 umfaßt einen Spannring 81, der in Kontakt mit der Membrane bewegt wird, nachdem die Membrane festgeklemmt wurde, um hierdurch die Membrane in ihrer Ruhestellung zu verformen und zu spannen. Der Spannring 81 wird durch eine Einstellschraube 82 gehalten, die durch einen Schraubgewindemechanismus relativ zu dem Gehäuse 6 beweglich ist, um den rohrförmigen Spannring 81 relativ zu dem Klemmabschnitt 10 axial zu verschieben, um hierdurch einen gesteuerten Verformungsbetrag der Membrane und hierdurch eine gesteuerte Spannung zu erzielen.
• Weil diese Einstellung des Spannrings 81 den Ort der Membrane in dem Gehäuse 6 axial verlagert, ist eine entsprechende Einstellung der Position der Lippe 3 erwünscht, und in diesem Beispiel wird dies durch einen Gewindeschraub-Einstellmechanismus 83 erleichtert, wodurch die Düse 1 axial relativ zu dem Gehäuse 6 einstellbar ist, indem die Düse zum Erzielen axialer Einstellung gedreht wird.
• Zwischen der Düse 1 und dem Gehäuse 6 ist eine O-Ringdichtung 84 vorgesehen, um zu verhindern, daß Gas aus der Kammer 8 entweicht.
• Es stellte sich heraus, daß durch Einstellung der Spannung in der Membrane 9 die Schwingcharakteristik und somit die Zerstäubungseigenschaften der Membrane 9 einstellbar sind, so daß die in dem Auslaß 2 vorhandene Tröpfchengrößenverteilung den Erfordernissen der jeweiligen Produkte oder Anwendungen der Vorrichtung angepaßt ist.
• In den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungen ist die Lippe 3 so gezeigt, daß sie die Membrane 9 in der Ruhestellung der Membrane berührt. Dies ist nicht notwendigerweise so, da ein kleiner Spalt zwischen der Membrane und der Lippe in der Ruhestellung eine noch immer funktionierende Anordnung ergibt, wobei die Membrane in Schwingung versetzbar ist, sofern sie unter Spannung gehalten wird. Die besten Ergebnisse erhält man jedoch durch Halten der Lippe 3 in Kontakt mit der Membrane in der Ruhestellung und durch Einstellen des axialen Orts, wo die Membrane am Umfang festgeklemmt ist, so daß durch die Membrane auf die Lippe eine tatsächliche Vorspannung ausgeübt wird, wobei die Vorspannung aus der in der Membrane vorliegenden Spannung abgeleitet wird.
• In den Figuren 10 und 11 ist eine weitere alternative Vorrichtung dargestellt, eines Typs, der eine kreisförmige Membrane in einer Konfiguration enthält, wie sie in den Figuren 1, 5, 7, 8 oder 9 gezeigt ist.
• Die Vorrichtung von Figur 10 enthält eine Düse 1, die zur Bildung eines zur oralen Inhalation geeigneten Mundstücks 90 axial verläuft. Eine kreisförmige Membrane 9 ist in Kontakt mit der Lippe 3 der Düse 1 festgeklemmt und ist verformbar, um eine zwischen einem Düsenauslaß 2 und einer ringförmigen Kammer 8 kommunizierende Öffnung festzulegen, die zwischen dem Gehäuse und der Düse festgelegt ist.
• Eine Einlaßleitung 12 kommuniziert mit der Kammer 8 und ist angeordnet, um einen Druckluftstrom von einem Ventil 91 aufzunehmen, das durch Niederdrücken eines Auslösers 51 betätigt wird.
• Das Ventil 91 ist angeordnet, um Druckluft abzulassen, die in einem Reservoir 35 gehalten wird, das Luft über ein Einwegventil 92 von einer Verdrängerpumpe 93 empfängt, die einen festen Kolben 94 und einen beweglichen Zylinder 95 aufweist.
• Die Pumpe 93 wird durch manuelle Drehung eines kreisförmigen Handgriffs 96 betätigt, wie in Figur 12 gezeigt, der mit einem ersten Zahnrad 97 verbunden ist, das mit einem Zahnquadranten 98 in Eingriff steht, so daß der Quadrant 98 durch entsprechende Drehung des Handgriffs 96 um 90º gedreht wird.
• Die Drehung des Quadranten 98 wird in eine lineare Hin- und Herbewegung des Zylinders 95 mittels eines Nockenfolgers 99 überführt, der an dem Quadranten angebracht und in einem linearen Nockenschlitz 100 aufgenommen ist, der in einer mit dem Zylinder verbundenen Platte 101 gebildet ist.
• Der Auslöser 51 ist angeordnet, um eine dosierte Flüssigkeitsmenge aus einem Flüssigkeitsreservoir über eine Schieberventilanordnung 102 freizugeben, welche gestattet, daß Flüssigkeit von dem Reservoir 45 in die Einlaßleitung 12 tritt, wenn der Auslöser niedergedrückt wird.
• Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsreservoir 45 wird durch Betätigung eines Kolbens 3 unter Druck gesetzt, der an einer Führungsschraube 104 angebracht ist, die durch Betätigung einer Feder 105 federbelastet ist.
• Bei jeder Betätigung des Auslösers 51 kann die Führungsschraube sich um einen indexierten Betrag vorwärtsbewegen, der durch eine erste Betätigung bestimmt wird, die durch Drehung eines Abtriebszahnrads 106 bewirkt wird, das an der Führungsschraube 104 derart in Gewindeeingriff steht, daß die relative Drehbewegung zwischen dem Antriebszahnrad 106 und der Führungsschraube 104 von einer relativen Axialverschiebung begleitet wird.
• Das Abtriebszahnrad 106 steht am Umfang mit einem Indexierzahnrad 107 in Eingriff, das an einer zur Führungsschraube 104 parallelen Achse angebracht und derart angeordnet ist, daß die Drehung des Indexierzahnrads über einen vorbestimmten Winkel eine Drehung des Abtriebszahnrads um ein Ausmaß ergibt, das den erforderlichen Axialhub der Führungsschraube zum Erzielen der zugemessenen Dosis bestimmt.
• Das Indexierzahnrad 107 wird durch Betätigung eines Anschlags 108 gedreht, der am Zylinder 95 angebracht ist und mit einem im wesentlichen schneckenförmigen Gewindeabschnitt des Indexierzahnrads derart in Eingriff steht, daß bei jeder axialen Hin- und Herbewegung des Zylinders das Indexierzahnrad zur Drehung über einen vorbestimmten Winkel veranlaßt wird.
• Bei Verwendung wird der Handgriff 96 gedreht, um den Quadranten 98 entsprechend um 90º zu drehen. Hierdurch wird der Zylinder relativ zum festen Kolben 94 hin- und herbewegt, um hierdurch Druckluft in das Reservoir 35 einzuspritzen und gleichzeitig eine Drehung des Indexierzahnrads 107 über einen vorbestimmten Winkel zu bewirken.
• Das Antriebszahnrad 106 wird entsprechend gedreht und axial relativ zu der Führungsschraube 104 in einer Richtung von einem End abschlag 110 weg bewegt, wo es durch Wirkung der Feder 105 vorgespannt ist. Während dieser Erstbetätigung wird die Führungsschraube 104 stationär gehalten, weil sich der Kolben 104 nicht bewegen kann, während das Schieberventil 102 geschlossen bleibt, da die Flüssigkeit in dem Reservoir 45 nicht komprimierbar ist.
• Ein Verwender führt das Mundstück 90 zur Inhalation zu seinem Mund und drückt dann den Auslöser 51 nieder. Hierdurch wird das Ventil 91 geöffnet, um die Druckluft aus dem Reservoir 35 durch die Ein laßleitung 12 zu der Kammer 8 abzulassen, wodurch die Druckluft auf die Membrane 9 einwirkt, um eine Öffnung zwischen der Membrane und der Lippe 3 zu öffnen und um eine Luftentladung zu erzeugen, die von Vibration der Membrane begleitet wird.
• Gleichzeitig gibt das Schieberventil 102 Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsreservoir 45 ab, die mit dem Luftstrom in der Einlaßleitung 12 zu vermischen ist, wobei dann die Flüssigkeit mit der abgegebenen Luft mitgenommen wird, die durch die Öffnung hindurchtritt. Ein Wandstrom von unter Druck stehender Flüssigkeit tritt aus der Öffnung zwischen der Lippe 3 und der Membrane 9 aus und läuft allgemein parallel zur Membrane, wobei er durch Oberflächenspannungseffekte und durch Wechselwirkung mit der schwingenden Membrane zerstäubt wird, bevor er in dem Luftstrom mitgenommen wird, der aus dem Auslaß in das Mundstück 90 zur Inhalation fließt.
• Die Flüssigkeitsabgabe aus dem Reservoir 45 wird von einer schrittweisen Bewegung des Kolbens 103 begleitet, wobei der Weg des Kolbens durch Eingriff zwischen dem Abtriebszahnrad 106 und dem End anschlag 110 unterbrochen wird.
• Der Auslöser 51 wird dann in seine Anfangsstellung zurückgebracht, und dann ist die Vorrichtung zur neuerlichen Verwendung bereit.
• Eine weitere alternative Vorrichtung ist in Figur 13 gezeigt, die auf der Vorrichtung der Figuren 11 und 12 beruht, jedoch keine Kolben und Zylinderanordnung zum Komprimieren von Luft enthält. Statt dessen ist ein mit Druckgas beladener Druckbehälter 111 über eine lösbare Verbindung 114 mit einem Dosierventil 112 verbunden, wobei das Dosierventil durch Niederdrücken des Auslösers 51 betätigbar ist, um einen dosierten Druckgasstoß in die Ein laßleitung 12 abzugeben. Der lösbare Verbinder 114 ermöglicht das Austauschen von Behältern, die zum Nachfüllen der Gaszufuhr einzusetzen sind. Typischerweise ist das Druckgas Kohlendioxid.
• Die Vorrichtung wird durch Drehung des Handgriffs 96 vorbereitet, was eine lineare Hin- und Herbewegung des Anschlags 108 über eine lineare Zahnstange 113 ergibt, um das Abtriebszahnrad 106 bereit zur Ausgabe einer zugemessenen Flüssigkeitsdosis aus dem Flüssigkeitsreservoir 45 zu indexieren.
• Der Betrieb der Vorrichtung von Figur 12 ähnelt ansonsten dem Betrieb der Vorrichtung der Figuren 11 und 12 darin, daß das Niederdrücken des Auslösers 51 bewirkt, daß sowohl Druckgas als auch Flüssigkeit in die Einlaßleitung 12 zur Ausgabe über die Düse 1 in das Mundstück 90 abgegeben wird.
• Es sind weitere Alternativen und Modifikationen zur obigen Vorrichtung und zum obigen Verfahren beabsichtigt, einschließlich einer alternativen Anordnung, bei der Flüssigkeit oder Pulver in den Düsenauslaß durch ein Ausgabemittel an einer Stelle stromab der Membrane eingespritzt wird.
• Alternativ läßt sich Pulver in die Kammer 3 durch einen geeigneten Mechanismus einspritzen, wobei das Pulver anfänglich entweder als einzelne Masse zusammenhängender Partikel oder als relativ grobe Körner eingespritzt wird, wobei die Wirkung der Einspritzung durch die Düse und das Aussetzen der Strömung über der vibrierenden Membrane darin liegt, das Pulver zu zerstäuben.
• Das zusätzliche Vorsehen eines Niederdruckluftstroms zum Verstärken der Ausgaberate der zerstäubten Flüssigkeit oder des zerstäubten Pulvers kann durch Einspritzen des Sekundärluftstroms in den Ringraum erzielt werden, der die Düse umgibt. Dieser Sekundärluftstrom braucht nicht wesentlich sein, und es versteht sich, daß dieser Schritt aus der obigen Vorrichtung in dem Verfahren weggelassen werden kann.
• Die zur Inhalationstherapie dienende Vorrichtung kann mit einem durch Atem betätigten Auslöser anstelle eines manuellen Betätigers versehen sein, oder kann alternativ mit einem automatisch funktionierenden Auslöser, wie etwa einem elektrischen Zeitgeber, versehen sein.
• Die Vorrichtung kann als Einwegware vorgesehen sein oder kann einen wiederverwendbaren Abschnitt enthalten, in den ein Einwegreservoir des Materials eingesetzt werden kann.
• Die Erfindung läßt sich zur Zerstäubung von anderem Material als für Inhalationstherapie verwenden, und in diesem Fall wäre anstelle des Mundstücks eine Luftleitung vorgesehen.
• Es lassen sich alternative Mechanismen zum Dosieren des Materials verwenden als herkömmliche Anordnung mit Flüssigkeitsdosierpumpen.
• Die Vorrichtung ist bevorzugt aus Kunststoffmaterialien gegossen, und die Membrane kann eine Folie sein, die eine Metallfolie, eine Polyesterfolie, eine Kaptonfolie oder ein Laminat aufweist. Die Materialwahl wird von der Kompatibilität mit dem auszugebenden Material abhängen, sollte jedoch jedenfalls so gewählt sein, daß sie dimensionsmäßig stabil und zugbeständig ist.
• Die Vorrichtung kann mit einem Luftsteuerventil versehen sein, um die Geschwindigkeit der aus dem Luftreservoir zur Düse auszugebenden Luft einzustellen.
• Die Vorrichtung kann modifiziert sein, um für einen Spülluft- oder -gasstoß zu sorgen, der in einer separaten Betätigung nach Betätigung der Ausgabe von zerstäubtem Material auszugeben ist. Hierdurch läßt sich das Ansammeln von Resten in der Vorrichtung vermeiden. Dies ist besonders nützlich, wenn Flüssigprodukte auf Wasserbasis ausgegeben werden, insbesondere solche, die Feststoffe in Suspension enthalten.
• Die anhand der Figuren 1 bis 9 und den Figuren 10 bis 12 beschriebenen bevorzugten Ausführungen betreffen eine einzige Lufteinlaßleitung, die mit einer ringförmigen Kammer 8 kommuniziert. Es stellte sich in der Tat als vorteilhaft heraus, eine Mehrzahl von Gaseinlaßleitungen vorzusehen, die mit der Kammer an im Umfang mit Abstand angeordneten Stellen kommunizieren, um sicherzustellen, daß der Gasdruck auf die Membrane gleichmäßig einwirkt. Dies hat den Vorteil, das Auftreten von Strömungswirbeln in dem Auslaß vermeiden zu können, wobei sich herausstellte, daß die Bildung solcher Wirbel für den Zerstäubungsprozeß nachteilig ist.
• Die oben anhand der Figuren 1, 5, 8 und 9 beschriebene Vorrichtung läßt sich bei Anwendungen wie etwa zur Kraftstoffzerstäubung und in Befeuchtungsvorrichtungen alternativ mit einer kontinuierlich arbeitenden Druckgasversorgung verwenden.

Claims (26)

1. Verfahren zum Ausgeben von fließfähigem Material, umfassend die Schritte: Zuführen von Druckgas zu einer Düse (1) derart, daß ein Gasstrom durch eine zwischen einer Lippe (3) der Düse und einer Membrane (9) festgelegte Öffnung (77) abgegeben wird, Einführen des Materials in den Gasstrom derart, daß Material in dem Strom mitgenommen wird, und in Schwingung versetzen der Membrane zum Zerstäuben des Materials, wobei die Membrane eine Wand einer mit der Öffnung kommunizierenden Kammer (8) bildet, wobei die Membrane in Antwort auf Überschußgasdruck in der Kammer von einer Ruhestellung zu einer verlagerten Stellung verformbar ist, in der die Öffnung zur Aufnahme des zwischen der Lippe und der Membrane fließenden Stroms geöffnet ist, wobei das Druckgas über die Kammer derart zugeführt wird, daß die Membrane in die verlagerte Stellung verformt wird, und wobei die Membrane am Umfang derart festgeklemmt ist, daß sie in der verlagerten Stellung unter Spannung gehalten wird, wodurch die Membrane durch den Gasstrom in Schwingung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane einen Außenabschnitt aufweist, der die Wand der Kammer festlegt, wobei die Lippe der Düse ringförmig ist, um hierdurch einen Mund (4) eines Auslasses (2) festzulegen, der durch die Düse festgelegt ist und der in der Ruhestellung von einem Mittelabschnitt der Membrane überspannt wird, und wobei das Verfahren den Schritt beinhaltet, die Membrane in Kontakt mit der Lippe zu spannen, wenn sich die Membrane in ihrer Ruhestellung befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches den Schritt beinhaltet, auf die Membrane eine derartige Zugkraft auszuüben, daß sie sowohl in der Ruhestellung als auch in der verlagerten Stellung unter Spannung gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, welches den Schritt beinhaltet, über eine in dem Mittelabschnitt der Membrane festgelegte Öffnung (73) Umgebungsluft zu dem Auslaß gelangen zu lassen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches den Schritt beinhaltet, die Schwingeigenschaften der Membrane durch eine mit der Membrane verbundene Masse (74) zu modifizieren.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Gaszufuhr eine Luftpumpe (30) umfaßt, wobei das Verfahren den Schritt beinhaltet, die Luftpumpe zum Ansammeln eines Druckluftvolumens zu betätigen und einen Auslöser (54) zu betätigen, um die Druckluft durch eine mit der Kammer verbundene Passage (12) abzulassen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, welches den Schritt beinhaltet, das angesammelte Druckluftvolumen in einer Mehrzahl von Reservoirs (67, 68, 69) aufzunehmen und die Druckluft aus den Reservoirs nacheinander abzulassen, um hierdurch die Fließdauer zu verlängern.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches den Schritt beinhaltet, einen sekundären Gasstrom durch den Auslaß derart abzugeben, daß der sekundäre Strom in den Gasstrom an einer Stelle stromab der Öffnung relativ zur Strömungsrichtung eingeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, welches den Schritt beinhaltet, den sekundären Strom aus einer sekundären Gaszufuhr mit einem geringeren Druck als jenem des der Kammer zugeführten Gases abzuleiten.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material eine Flüssigkeit ist und welches den Schritt beinhaltet, die Flüssigkeit in den Strom an einer Stelle stromauf der Öffnung relativ zur Richtung des Gasstroms einzuführen.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material eine Flüssigkeit ist, und welches den Schritt beinhaltet, zur Betätigung einer Verdrängungspumpe (42) ein dosiertes Flüssigkeitsvolumen in den Strom einzuspritzen.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welches den Schritt beinhaltet, das Material in den Auslaß an einer Stelle stromab der verschließbaren Öffnung und in Kontakt mit der Membrane einzuführen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Material partikelförmiger Feststoff in Form von losem oder verfestigtem Pulver ist.

13. Vorrichtung zum Ausgeben von fließfähigem Material, umfassend: eine Düse (1), eine Gaszufuhr (30) zum Zuführen von Druckgas zu der Düse (1) derart, daß bei Verwendung ein Gasstrom durch eine zwischen einer Lippe (3) der Düse und einer in Schwingung versetzbaren Membrane (9) festgelegte Öffnung abgegeben wird, sowie ein Ausgabemittel (42) zum Einführen einer Menge des Materials in den Strom, wodurch bei Verwendung das Material in dem Strom mitgenommen und durch die Membrane zerstäubt wird, wobei die Vorrichtung ein Gehäuse (6) aufweist, welches eine Kammer (8) festlegt, die mit der Gaszufuhr verbunden ist und über die Öffnung mit einem durch die Düse festgelegten Auslaß (2) kommuniziert, wobei die Membrane eine Wand (11) der Kammer bildet und in Antwort auf Überschußdruck in der Kammer von einer Ruhestellung zu einer verlagerten Stellung verformbar ist, in der die Öffnung geöffnet ist, und ferner umfassend ein Klemmittel (10), das die Membrane am Umfang derart festklemmt, daß die Membrane bei Verformung in die verlagerte Stellung unter Spannung gehalten wird, wodurch die Membrane durch den Gasstrom in Schwingung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane am Umfang durch das Klemmittel derart festgeklemmt ist, daß ein Außenabschnitt der Membrane die Wand der Kammer festlegt, wobei die Lippe ringförmig ist, um einen Mund (4) des Auslasses festzulegen, der von einem Mittelabschnitt der Membrane überspannt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, umfassend ein Spannmittel (18, 82), das betätigbar ist, um in der Ruhestellung auf die Membrane eine Zugkraft auszuüben.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, wobei die Membrane in ihrer Ruhestellung mit der Lippe in Kontakt steht und auf diese eine Spannkraft ausübt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Mittelabschnitt der Membrane eine Mittelöffnung (73) festlegt, die eine Verbindung zwischen der Umgebungsluft und dem Auslaß herstellt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, die eine mit der Membrane verbundene Masse (74) aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei die Gaszufuhr eine Luftpumpe (3) sowie ein Reservoirmittel (35) aufweist, das betätigbar ist, um ein von der Pumpe geliefertes Druckluftvolumen anzusammeln, wobei die Vorrichtung ferner einen Auslöser (54) aufweist, der betätigbar ist, um die Druckluft abzulassen, so daß sie über eine in dem Gehäuse festgelegte Passage (39) zu der Kammer fließt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1 8, wobei das Reservoirmittel eine Mehrzahl von Reservoirs (67, 68, 69) umfaßt und die ferner ein Ventilmittel (61, 62, 63) umfaßt, das betätigbar ist, um die Druckluft aus diesen nacheinander abzulassen, um hierdurch die Fließdauer zu verlängern.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Gaszufuhr ein Verbindungsmittel (114) aufweist, um lösbar einen Druckgasbehälter (111) über ein Ventil, welches betätigbar ist, um ein Druckgasimpuls abzulassen, mit der Kammer in Verbindung zu bringen.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei die Gaszufuhr ein Zufuhrmittel umfaßt, um der Kammer fortlaufend Druckgas zuzuführen.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, umfassend eine Einlaßleitung (13) zum Einführen des Materials in den Strom und zur Verbindung mit der Kammer an einer Stelle stromauf der verschließbaren Öffnung relativ zur Richtung des Gasstroms.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22 zur Verwendung bei der Ausgabe von in flüssiger Form vorliegendem Material, wobei das Ausgabemittel eine Verdrängerpumpe (42) umfaßt, die betätigbar ist, um ein dosiertes Fiiessigkeitsvolumen auszugeben.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei das Ausgabemittel einen Zylinder zur Aufnahme einer auszugebenden Flüssigkeitsmenge umfaßt, einen Kolben (103), der in dem Zylinder zum Verdrängen von Flüssigkeit aus diesem verschiebbar ist, sowie einen Indexiermechanismus (104, 105, 106, 107, 108), der betätigbar ist, um die Bewegung des Kolbens über vorbestimmte stufenweise Hübe bei jeweiligen Betätigungen eines Auslösermechanismus für die Gaszufuhr zu erleichtern.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, umfassend ein sekundäres Ausgabemittel (36, 53) zum Ausgeben eines sekundären Gasstroms durch den Auslaß an einer Stelle stromab der Öffnung relativ zur Richtung des Gasstroms.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei das sekundäre Ausgabemittel eine sekundäre Gaszufuhr (36) umfaßt, die betätigbar ist, um Gas bei einem geringeren Druck als dem der Kammer zugeführten Druck zuzuführen.