DE7906314U1 - Vorrichtung zum erzeugen eines aerosols mittels ultraschall - Google Patents

Description

DIPL-ING. HELMUT KOEPSELL 5 KÖLN 1 , 5. 2. 1979

PAT E N TA N W A LT Mittelstrasse 7

Telefon (02 21) 21 94 23 — 3 — Telegrammadresse: Koepsellpaten! Köln

Hirtz & Co.

Hr/462

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Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mittels Ultraschall

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mittels Ultraschall mit einem die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmenden Behälter, einer elektroakustischen Wandlereinrichtung sowie einem Gefäss für eine zwischen Wandlereinrichtung und Behälter befindliche Kupplungsflüssigkeit, wobei der Behälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit mit einer öffnung versehen ist, die durch ein lösbar angebrachtes membranartiges Teil aus für Ultraschall durchlässigem Material verschlossen ist, Im allgemeinen ist die öffnung am Boden des Behälters angeordnet,

Beim Gebrauch der Vorrichtung besteht die Notwendigkeit, das membranartige Teil des öfteren von der Wandung des Behälters zu lösen. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die den Behälter bildenden Teile gesäubert und/oder sterilisiert werden müssen.

Es ist bekannt, das membranartige Teil, das durchweg aus einer Kunststoffolie besteht, mittels eines Schraubringes an der Behälterwandung anzubringen. Die Handhabung eines derartigen Schraubringes kann in der Praxis zu gewissen Schwierigkeiten führen, da es zur Erzielung der notwendigen Dichtheit erforderlich ist, zusätzlich eine Dichtung und gegebenenfalls auch noch

einen Druckring vorzusehen, der die Dichtung im Zuge des Anziehens des Schraubringes unter die notwendige Vorspannung bringt. Es kommt zu Verwechslungen von Dichtring und Druckring und auch zu unsachgemässem Aufschrauben des Schraubringes mit dem Ergebnis, dass die Verbindung zwischen Membran, und Gefässwandung undicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten,, dass die Anbringung des membranartigen Teiles am Behälter für die zu vernebelnde Flüssigkeit ohne Schwierigkeiten auch von ungeübten Personen schnell und sachgemäss durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemässe Ausgestaltung soll einfach und billig sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass das membranartige Teil mit einem Rand versehen ist, dessen Innendurchmesser dem Aussendurchmesser eines die Behälteröffnung begrenzenden Randes entspricht, und Membranrand sowie Öffnungsrand an ihren einander zugekehrten Flächen mit einander angepassten und ineinandergreifenden Vertiefungen und/oder Erhebungen versehen sind.

Die erfindungsgemässe Ausgestaltung weist den Vorteil einer sehr einfachen Handhabung auf, da es lediglich notwendig ist, die Membran mit ihrem Rand auf den Öffnungsrand des Behälters aufzuschieben. Aufgrund der elastischen Verformbarkeit der Membran bzw. des Randes kann letzterer zumindest auf Teilbereichen eine gewisse Aufweitung erfahren. In der Endlage der Teile rasten Vor-

Sprünge und Einziehungen zur Bildung einer formschlüssigen Verbindung ineinander ein. Entsprechendes gilt auch für die Möglichkeit, die Membran bzw. deren Rand vom Öffnungsrand des Gefässes abzuziehen. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung weist zudem den Vorteil einer einfacheren Ausgestaltung auf. Die Anbringung von Gewinde ist nicht erforderlich. Dadurch wird auch das Vorhandensein von Stellen und Bereichen vermieden, in denen sich Schmutz festsetzen kann.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausbildung erwiesen, bei welcher eine nutartige Vertiefung aussenseitig am Öffnungsrand angebracht und der Membrandrand mit einer nach innen vorstehenden Rippe versehen ist. Beide Ränder können auch zwei oder mehr vorzugsweise zueinander parallele Nuten und/oder Rippen aufweisen, wobei auch eine Ausgestaltung denkbar ist, bei welcher Vorsprünge und Vertiefungen bzw. Nuten und Rippen auf demselben Rand alternierend angeordnet sind. Im Normalfall genügt es jedoch, auf einem Teil eine Nut und auf dem anderen Teil eine Rippe vorzusehen, um den angestrebten Effekt, d. h. sichere und flüssigkeitsdichte Verbindung, zu erzielen.

Vertiefungen und/oder Erhebungen können in die Ränder von Behälter und Membran eingeformt sein. Dies ist insbesondere bei Herstellung der Membran aus einem vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polycarbonate in einem Arbeitsgang möglich. Membran mit Rand werden im allgemeinen im Tiefziehverfahren hergestellt. Entsprechendes gilt auch für den Behälterrand.

Die Verwendung von Polycarbonat hat - abgesehen von der guten Verarbeitbarkeit - den Vorteil, dass dieses Material den Beanspruchungen durch Ultraschall ohne weiteres standhält. Hinzu kommt, dass es auch die auftretenden Temperaturen, sei es beim Dauerbetrieb, bei welchem sie in der Grössenordnung von 50° C liegen können, sei es während des Sterilisiervorganges, der wesentlich höhere Temperaturen erfordert, aushält.

Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung besteht die Möglichkeit, einen Ring aus gummielastischem Material aussenseitig auf dem Membranrand in einer Ebene aufzusetzen, in welcher die den Formschluss zwischen Membranrand und Öffnungsrand bewirkenden Einziehungen und/oder Vorsprünge angeordnet sind. Bei Verwendung von umlaufender Nut im einen Teil und umlaufender Leiste im anderen Teil ist ein derartiger Ring jedoch nicht notwendig.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols in Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 die perspektivische Ansicht des die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmenden Behälters, wobei die ihn bildenden Teile in auseinandergezogener Position dargestellt sind.

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Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 weist einen Behälter 11 für die zu zerstäubende Flüssigkeit 12, ein Gefäss 14 für eine Kopplungsflüssigkeit 16 und einen elektroakustischen Wandler 18 auf. Letzterer ist in den Boden des Gefässes 14 eingesetzt. Er liegt dem Boden des in einem Abstand darüber befindlichen Behälters 11 gegenüber. Dieser Boden wird von einer Membran 20 gebildet. Sie besteht aus einem Material, das für den vom Wandler 18 abgestrahlten Ultraschall ohne ins Gewicht fallenden Energieverlust durchlässig ist. An der Membran 20 ist einstückig ein umlaufender Rand 22 angeformt, dessen Innendurchmesser dem Aussendurchmesser eines stutzenartigen Fortsatzes 24 des Behälters 11 entspricht. Dieser Fortsatz 24 begrenzt an seinem freien Ende eine Öffnung 26 des Behälters 11, die durch die Membran 20 verschlossen ist. Der Behälter 11 besteht im übrigen aus einem starkwandigeren Material, z. B. Edelstahl. Er kann auch aus anderen Werkstoffen, z. B. Kunststoff, hergestellt sein.

Der Fortsatz 24 des Behälters 11 ist aussenseitig mit einer umlaufenden nutartigen Vertiefung 28 versehen. An den Rand 22 der Membran 20 ist eine nach innen vorstehende Leiste 30 angeformt, deren Querschnittsabmessungen an die der Vertiefung 28 angepasst sind. Die Befestigung der Membran 20 am Fortsatz 24 des Behälters 11 geschieht in einfacher Weise dadurch, dass der Rand 22 der Membran über den Fortsatz 24 geschoben wird. Dabei schnapp die Leiste 30 in die nutartige Vertiefung 28 ein, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Behälter 11 einerseits und Membran 20 mit Rand 22 entsteht, die bei gefülltem Behälter 11

ohne weiteres den Flüssigkeitsdruck aufzunehmen in der Lage ist und darüber hinaus auch einwandfrei abdichtet.

Die Wandstärke der Membran 20 bzw. des Randes 22 derselben ist i in Fig. 1 der Zeichnung stark vergrössert dargestellt. Tatsächlich ; weisen Membran 20 und deren Rand 22 eine Wandstärke in der Grössenordnung einiger Hundertstel Millimeter oder ggf. weniger Zehntel Millimeter auf. Diese geringe Wandstärke macht es ohne weiteres ^!! möglich, die Membran 20 mit ihrem Rand 22 selbst dann ohne Schwie- _r rigkeiten auf den Fortsatz 24 aufzuschieben, wenn dessen Aussen- .· durchmesser praktisch gleich dem oder nur ganz geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Randes 22. Die hohl ausgebildete Leiste 30 wird beim Aufschieben auf den Fortsatz 24 zunächst nach aussen gedrückt, bis sie im Verlauf des weiteren Aufschiebens in die Vertiefung 28 elastisch einschnappt. Es ist auch ohne weiteres möglich, zwei oder mehr derartige miteinander in Eingriff befindliche Vorsprünge und Vertiefungen an den Teilen 24 und 22 vorzusehen. Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass dies zur Erzielung eines einwandfreien Sitzes und einer einwandfreien Abdichtung bei gefülltem Behälter 11 nicht notwendig ist. Tatsächlich sind sogar die Tiefe der Nut 24 und die Höhe der Leiste 30 in der Zeichnung grosser dargestellt als es in der Praxis erforderlich ist.

Die Vertiefung 28 kann in den Fortsatz 24 eingedrückt sein. Es ist auch möglich, die Nut 28 durch spanabhebende Verformung zu bilden.

Zusätzlich kann aussen um den Rand 22 noch ein Ring 31 aus gummielastischem Material, vorzugsweise aus Silikongummi, aufgespannt werden, der in die aussenseitig am Rand 22 befindliche Nut 32 eingreift. Ein derartiger Ring stellt jedoch lediglich eine zusätzliche Sicherung dar. Zur Herstellung einer einwandfreien und dichten Verbindung ist er jedenfalls bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel nicht erforderlich. Anders können die Dinge dann liegen, wenn die Vertiefungen und/oder Erhebungen in den beiden zusammenwirkenden Teilen nicht umlaufend ausgebildet sind.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mittels Ultraschall mit einem die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmenden Behälter, einer elektroakustischen Wandlereinrichtung sowie einem Gefäss für eine zwischen Wandlereinrichtung und Behälter befindliche Kupplungsflüssigkeit, wobei der Behälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit an seiner der Wandlereinrichtung zugekehrten Seite mit einer Öffnung versehen ist, die durch ein lösbar angebrachtes membranartiges Teil aus für Ultraschall durchlässigem Material verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das membranartige Teil (20) mit einem Rand (22) versehen ist, dessen Innendurchmesser dem Aussendurchmesser eines die Behälteröffnung (26) begrenzenden Randes entspricht» und Membranrand (22) und Öffnungsrand (24) an ihren einander zugekehrten Seiten mit einander angepassten und ineinandergreifenden Vertiefungen (28) und/ oder Erhebungen (30) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Membranrand (22) und Öffnungsrand (24) mit wenigstens einem leistenartigen Vorsprung (30) bzw. mit wenigstens einer nutartigen Vertiefung (28) versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Ränder (22, 24) zwei oder mehr vorzugsweise zueinander

parallele Nuten und/oder Rippen aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vorsprung (30) und/oder Vertiefung (28) des Membranrandes (22) und/oder des Öffnungsrandes (24) in diese eingedrückt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ring (31) aus gummielastischem Material aussenseitig auf dem Membranrand (22) in einer Ebene aufgesetzt ist, in welcher die den Fonuachluss zwischen Membranrand (22) und Öffnungsrand (24) bewirkenden Einziehungen (30) und/oder Vorsprünge (28) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Öffnung (26) des Behälters (11) umgebende Rand von einem stutzenartigen Fortsatz des Behälters (11) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das membranartige Teil (20) mit seinem einstückigen Rand (22) aus Polycarbonat besteht.