DE7927518U1 - Fluessigkeitszerstaeuber, vorzugsweise inhalationsgeraet - Google Patents

Description

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BOSCH-SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH 8000 München, den 2.7.1979 Stuttgart Hochstraße 17

BOEHRINGER & SOHN 6507 Ingelheim/Rhein

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Flüssigkeitszerstäuber, vorzugsweise Inhalationsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitszerstäuber, vorzugsweise auf ein Inhalationsgeiät, mit einem Zerstäuberelement, mit einem austauschbaren Flüssigkeitsbehälter sowie mit einer nach dem Pumpenprinzip arbeitenden Flüssigkeits-Fördereinrichtung für die portionierte Zuführung der Flüssigkeit zum Zerstäubereleraent.

Bekannte Flüssigkeitszerstäuber der vorgenannten Art besitzen im Gerätegehäuse einen Aufnahmeraum, in welchen ein lediglich mit einer kleinen Entnahmeöffnung versebener Flüssigkeitsbehälter eingesetzt und arretiert werden kann. Derartige Flüssigkeitszerstäuber sind vorgesehen als Inhalatoren, als Haaroder Raumspraygeräte oder dergleichen. Bei bekannten Inhalationsgeräten, die z,B. mit einer medizinischen Wirkstoff— Flüssigkeit angefüllt sind und die zur Behandlung der Ate"iwege, z.B. bei Asthmakranken dienen, erfolgt die Dosierung des flüs-' gen Wirkstoffes auf mechanischem Wege über einen auf dem Pumppnprinzip beruhenden r irderrreehfinisnms, mittels welchem eine vorbest i kirnte Portion der Flüssigkeit auf das ZerstäuberelrTnent gebracht worden kann. Insbesondere bei Inhalationsgeräten für Asthmakranke, deren Fi iis? i gkei tsbehäl ter mehrere In-

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halationsportionen enthalten, besteht die Schwierigkeit, daß der flüssige medizinische Wirkstoff, also das Inhalat, unter der Einwirkung von Luftsauerstoff sehr schnell schadhaft und unbrauchbar wird. Eine Berührung der Inhalationsflüssigkeit mit der Umgebungsluft ist aber bei den bisher bekannten Inhalationsgeräten, die auf dem Pumpenprinzip beruhen, nicht
zu ve meiden, da bei der portionsweisen Entnahme von vorbestimmten Flüssigkeitsmengen in dem starren Flüssigkeitsbehälter stets ein Druckausgleich erfolgen muß, so daß es erforderlich ist, den Behälterinnenraum zumindest kurzzeitig mit der Außenatmosphäre in Verbindung zu bringen. Diese Schwierigkeiten können zwar dadurch umgangen werden, daß man für
den Transport der Flüssigkeit aus einem gasdichten Flüssigkeitsbehälter chemische Treibgase verwendet. Viel benutzte Treibgase sind vor allem fluor- und chlorsubstituierte niedere Kohlenwasserstoffe. Es ist jedoch wünschenswert, besonders für therapeutische Zwecke, die Verwendung von Halogenkohlenwasserstoffen als Treibgase zu vermeiden. Man ist daher bestrebt, neue Wege zur Flüssigkeitszerstäubung zu finden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitszerstäuber der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der Flüssigkeitsbehälter eine Vielzahl von
Zerstäuberpcrtionen aufnehmen kann, daß eine exakte Portionierung der Flüssigkeitsmengen möglich ist und daß dabei
gewährleistet ist, daß die Zerstäuberflüssigkeit in keiner
Weise mit der Außenatmosphäre in Berührung kommt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß
ein flexibler, gasundurchlässiger Flüssigkeitsbehälter vorgesehen ist, der auf dem Einlaßstutzen des nur in Förderrichtun <r durchlässigen Förderkanals dicht montiert ist. In diesem

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Flüssigkeitsbehälter ist die Zerstäuberflüssigkeit völlig getrennt von der Umgebungsluft, so daß die gefürchtete Zersetzung, z.B. des Asthmainhalats, nicht stattfinden kann. Bei der portionsweisen Entnahme der Zerstäuberflüssigkeit ist ein Druckausgleich im Inneren des Flüssigkeitsbehälters nicht erforderlich, da sich die Wandung des Flüssigkeitsbehälters stets an das reduzierte Volumen der Flüssigkeitsmenge anzupassen vermag, indem es sich einfach zusammenzieht bzw. zusammenfaltet. Vorzugsweise ist die Flexibilität des Flüssigkeitsbehälters so gewählt, daß die Eigenelastizität des Materials nicht ausreicht, um im Inneren des Flüssigkeitsbehälters einen relevanten Unterdruck zu erzeugen. Das erfindungsgemäße System ist ohne weiteres anwendbar für alle Fördersysteme, mit denen eine exakte Portionierung der Fördermenge möglich ist. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, durch ein an sich bekanntes Pumpsystera im Förderkanal einen exakt dosierten Saugdruck zu erzeugen, durch den eine genau vorbestimmte Flüssigkeitsmenge durch den in Förderrichtung durchlässigen Förderkanal hindurch zum Zerstäuberelement transportiert werden kann, wo die Flüssigkeit dann zerstäubt wird. Umgekehrt ist es auch möglich, auf den flexiblen Flüssigkeitsbehälter einen Überdruck oder aber eine mechanische Kraft einwirken zu lassen, wodurch ebenfalls der gewünschte Fliissigkeitstransport erfolgt. Besonders gute Ergebnisse bei der Zerstäubung wurden erhalten bei der Kombination des erläuterten Fördersystems mit einem Zerstäuberelement, das durch eine an sich bekannte Anregungselektronik und einen elektromechanischen Wandler mit Ultraschall-Biegeschvingungen beaufschlagt wird.

Ein weiterer Schutz der Zerstäuberflüssigkeit vor äußeren Einwirkungen, in diesem Fall vor Lichteinflüssen, die ebenfalls schädliche Wirkungen in der Flüssigkeit befürchten lassen, wird dadurch erhalten, daß der Flüssigkeitsbehälter aus einem licht-

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undurchlässigen Material besteht. In einfacher Wöise kann beispielsweise die äußere Oberfläche des Flüssigkeitsbehälters schwarz eingefärbt sein.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Flüssigkeitsbehälter in einem, in einen Aufnahmeraura des Zerstäubergehäuses einsetzbaren, vorzugsweise gasdicht verschließbaren Behälter angeordnet. Dieser Behälter dient dem mechanischen Schutz des flexiblen Flüssigkeitsbehälters und ermöglicht in einfacher Weise den Aufbau eines Überdrucks zum Zusammenpressen des flexiblen Flüssigkeitsbehälters für die Flüssigkeitsentnahme. Aus Gründen der leichten und bequemen Handhabbarkeit sowie aus Sicherheitsgründen in bezug auf die Gasdichtheit des Systems ist es vorteilhaft, wenn mit dem Behälter eine den Förderkanal mit Einlaßstutzen sowie eine Pump- bzw. Saugvorrichtung aufweisende Baueinheit, vereinigt ist. Hierfür ist eine vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung dadurch gegeben, daß der Behälter aus zwei relativ gegeneinander verschiebbaren Teilen, nämlich einem den Flüssigkeitsbehälter sowie den Zylinderteil der Pumpbzw. Saugvorrichtung enthaltenden Behälterteil und einem den Kolbenteil der Pumpe- bzw. Saugvorrichtung sowie den Auslaßstutzen des Förderkanals enthaltenden, mit dem Zerstäutorgehäuse fest verbindbaren Behälterteil besteht.

Für die Anwendung des Saugprinzips ist es vorteilhaft, wenn in den, den Flüssigkeitsbehälter aufnehmenden gasdichten Behälterteil ein bei Betätigung der Saugvorrichtung und bei Entnahme einer Flüssigkeitsportion sich öffnendes Druckausgleichventil einmündet, während bei Anwendung des Purap- oder Überdruckprinzips erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß in den, den Flüssigkeitsbehälter aufnehmenden gasdichten Behälterteil ein im Strömungsweg einer Luft-Pumpvorrichtung angeordnetes und bei Betätigung der Pumpvorrichtung sich öffnendes Sperrventil einmündet.

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Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungs"beispielen nachstehend erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 und 2 den erfindungsgemäßen, als Inhalationsgerät ausgebildeten Flüssigkeitszerstäuber in Schnittansicht und Draufsicht,

Fig. 3 eine Einzelheit des Flüssigkeitszerstäubers gemäß einer ersten Ausführungsform.

Fig. h die Einzelheit gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Der Flüssigkeitszerstäuber gemäß Fig. i und 2 ist als Taschen-Inhalationsgerät zur Benutzung für Asthmakranke ausgebildet. Es besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen: Einem aus Kunststoffmaterial bestehenden L-förmigen Gehäusegrundkörper 1, einem einen Batteriesatz 2 enthaltenden Gehäuseteil 3, das auf den Gehäusegrundkörper 1 aufsteckbar ist, einem im Gehäusegrundkörper 1 in einer oberen Kammer 4 befindlichen elektronischen Schwingungsgenerator 5 mit einem damit verbundenen Zerstäuberelement 6 mit Zerstäuberplatte 7» einem Flüssigkeitsgeber S, einer auf den Gehäusegrundkörper 1 aufsteckbaren Abdeckung 9 sowie aus einem manuell bedienbaren Betätigungsorgan 10. Das Zerstäuberelement 6 besteht aus einem kegelförmigen Schwinger (Schallübertrager), welcher aaf einer Seite eine piezokeramische Schicht 11 sovie auf der anderen Seite die Zers t iiuberplatte 7 tränt. Lber elektrische Leitungen 12 steht das Zerstnuberelement in elektrischer Verbindung mit dem elektronischen Schwingungsgenerator 5, von dem aus Ultraschall-Schwingungen auf das Zerstäuberelement übertragen werden. Für den Betrieb des Schwingungsgenerators

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dienen die Batterien 2 bzw. ein geräteeigener Akkumulator, der mittels einem Kontakt 13 auf ein nicht-dargestelltes, an das Stromnetz angeschlossenes Ladegerät zur Nachladung des Akkumulators aufgesetzt werden kann. Sobald Flüssigkeit auf die durch den Schwingungsgenerator 5 angeregte Zerstäuberplatte 7 gelangt, wird sie in einem feinen Nebel zerstäubt und durch einen Zerstäubertrichter 91 mit Zorstäuberöffnung 92 hindurch nach außen in Pfeilrichtung ge- J worfen. Der Schwingungsgenerator ist einschaltbar durch einen Druckknopfschalter 14 mit Schaltorgan 141. Bestandteil des Gehäusegrundkörpers 1 ist ein in Richtung des Pfeiles 15 verschiebbarer Sehlitten 16, dessen unmittelbarer Bestandteil wiederum die leicht nach innen gewölbte Druckfläche des Betätigungsorganes 10 ist. Der Schlitten 16 ist mit einer in Figur 1 senkrechten Schlittenfläche in Pfeilrichtung 15 entgegen der Kraft einer Feder 17 nach oben in die gestrichelte Stellung verschiebbar, wobei zur Lagerung der Feder 17 sowie zur Betätigung des Schalters ein winkelig abgebogener Ansatz l6i des Schlittens 16 dient. Im Bereich des Betätigungsorganes 10 bildet der Schlitten zusammen mit den ihn umgebenden Gehäusewänden des Gehäusegrundkörpers 1 einen Aufnahmeraum 18 für den nachstehend in zwei alternativen noch näher erläuterten Flüssigkeitsgeber 8, welcher Aufnahraeraum durch die schon erwähnte Ab- % deckung 9 nach Einsetzen des Fliisägkeitsgebers 8 verschlossen werden kann. Einstückig mit der Abdeckung 9 verbunden ist der Zerstäubertrichter 91 mit Zerstäuberöffnung 92. Auf den Zerstäubertrichter 91 aufsteckbar ist eine Verschlußkappe 19. Vie die Figuren 1 und 2 zeigen, besteht der Flüssigkeit sgeber 8 hup einer zylindrischen, patronenähnl iclien austauschbaren Baueinheit, die im wesentlichen aus zwei Teilen, und zwar aus einem oberen Behälterteil 82 und einem re- L lativ gegenüber dem oberen Behälterteil 82 verschiebbaren | unteren Behälterteil 81, welcher den Flüssigkeitsvorrat enthält. Im oberen Behälterteil 82 des Flüssigkeitsgebers 8 ist

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eine Ringnut 87 vorgesehen, welche beim Einsetzen in den Aufnahmeraum 18 mit einem zangenartigen "bzw. rippenartigen Gehäusewiderlager 20 als Bestandteil des Gehäusegrundkörpers i kuppelbar und damit arretier"bar ist. Damit ist zwischen den oberen Behälterteil 82 und dem Zerstäubereiement 6 bzw. dessen Zerstäuberplatte 7 eine feste geometrische Zuordnung hergestellt, wobei die Zerstäuberplatte 7, wie Figur 2 zeigt, in eine Pfanne 85 randseitig eintaucht, welche Pfanne am Ende eines verjüngten zylindrischen Ansatzes 83 angeordnet ist. Die Pfanne weist ein V-förmig abgewinkeltes, die den oberen Behälterteil 82 durchziehende Auslaßöf fnu/ig übergreifendes Prallblech 86 auf.

Figur 3 zeigt in vergrößerter Darstellung einen in Figur 1 und 2 mit 8 bezeichneten Flüssigkeitsgeber 8'. Dieser Flüssigkeitsgeber 8¹ besteht aus einem oberen Behälterteil 82', der zum unterschied zu Figur i mit einer Rippe 21 für die Arretierung dieses Behälterteils in einem nutartigen Gehäusewrderlager versehen ist, und einem unteren Behälterteil 81', der relativ gegenüber dem oberen Behäiterteil 62' verschiebbar ist. Der obere Behälterteil 82·, sowie der untere Behälterteil 81', der wiederum aus einer Fassung 22 und einem z.B. durchsichtigen, mit der Fassung 22 verschraubbaren Behälter 23 besteht, stellt eine auswechselbare Baueinheit dar, die einen Flüssigkeitsbehälter 2*i aus flexiblem Material, einenen Flüssigkeits-Förderkanal 25 mit Einlaßstutzen 26 und Auslaßstutzen 27 sowie eine Saugvorrichtung beinhaltet. Der Flüssigkeitsbehälter ist fest auf dem F.inl aßstutzen 26 montiert. Die Saugvorrichtung besteht im v;esentlichen aus einem vom Förderkanal 25 durchzogenen Kolben 23, eier mit dem oberen Behälterteil 82' fest verbunden ist, aus einem durch die Fassung 22 gebildeten Zylinder, in dem der Kolben 28 geführt ist, sowie aus einer Zylinderfüh-

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rung 29, in dem ein ebenfalls vom Förderkanal durchzogener Kolben 30 geringeren Querschnitts geführt ist, wobei der letztgenannte Kolben 30 unter dem Einfluß einer Druckfeder 31 steht. Mit dem Kolben 30 verbunden ist ein Stift 32, der in der unbetätigten Lage der Saugvorrichtung den Förder-, kanal 25 des KolDens 28 verschließt. Mit dem Betätigen des Betätigungsorganes 10 (Figur i) in Pfeilrichtnrg 15» also mit der Relativbewegung des unteren Behälterteils 81' nach oben,wird die in dem Raum 33 zwischen den beiden Kolben 28 und 30 befindliche Flüssigkeit komprimiert, wonach infolge des unterschiedlichen Kolbenquerschnitts der Kolben 28 und 30 der Kolben 30 sich relativ zum Kolben 28 bewegt, womit der Stift 52 vom Eingang des Förderkanals 25 im Kolben 28 abhebt. Bei diesem vorbestimmten Druck wird durch die Druckkraft der Feder _>1 die im Raum 35 befindliche Flüssigkeit durch den Förderkanal im Auslaßstutzen 27 hindurch zum Zerstäuberelement (Fig.l) gefördert. Mit dem Zurückgehen des Kolbens 30 in die Ausgangsstellung wird infolge des Uuterdruckes im Purapeninnenraum die entsprechende Flüssigkeitsmenge aus dem Flüssigkeitsbehälter 2k in den Raum 33 angesaugt, Avozu die Kugel "5k vom oberen Ende des Förderkanels 25 ira Kolben 30 kurzzeitig abhebt. Während dieses Saugvorganges wurde ein Druckausgleichventil 55 in Form einer sich auf den Kolben 25 abstützenden Dich.ι ppe der Fassung 21 geöffnet, so daß entsprechend der aus d^m Fl iissi r.kei t ^behälter lh entnommenen Fliispi gkei t smenge und detr du durch in diesem Flüssigkeitsbehälter entstehenden Unterdruck ein Firuckf.usgleich in dem Behälter 23 stattfinden konnte. Dps r«->t!u7ier- Xv Volumen fies '/usair,ir.ense/o»(ⁱ ιμ-π Fl üssi gkei t sbeli-'i 11 <^rs -'< wird dachirc!' erhalten.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur k bestellt der Flüssigkeitsgeber 8¹¹ ebenfalls aus einem oberen Behälterteil 82"

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und einem unteren Behälterteil 81··. Dieser Flüssigkeitsgeber 8'¹ enthält eine Pumpvorrichtung in Form eines mit dem oberen Behälterteil 82" verbundenen Kolbens 36 mit Lüftungsöffnung 37 und Einweg-Ventil 35 und eines mit dem unteren Behälterteil 81" verbundenen Zylinders 39 mit Einweg-Sperrventil kO. Mit der Relativbewegung des unteren Behälterteils 81^!l gegenüber dem Behälterteil 82^!I wird eine bestimmte Luftinenge in den Innenraum des Behälters kl gepumpt, verbunden mit einem Zusammenpressen des flexiblen Plüssigkeitsbehälters 2k sowie mit der Förderung eines dem Volumen dieser Luftmenge entsprechenden Flüssigkeitsportion durch den nur in Förderrichtung durchlässigen Förderkanal 25 hindurch. Auch hier wird der flexible Flüssigkpitsbehälter in der zusammengedrückten Stellung durch den Überdruck im Behälter kl gehalten. Selbstverständlich stellt das Ausführungsbeispiel gemäß Figur k nur die Prinzipdarstellung eines Pumpensystems dar und kann in der Ausgestaltung und Anordnung der die Pumpvorrichtung bildenden Mittel beliebig abgewandelt werden.

Bei beiden Fördersystemen ist gewährleistet, daß die im Flüssigkeitsbehälter 2k befindliche Flüssigkeit,ζ.B. der Asthma-Virkstoff_} in keiner Veise in Berührung mit der Außenatstnosphäre gelangt und daß man die Förderung einer exakt vorbestimmten Flüssigkeitsmenge z.B. für einen Inhalationsvorgang rrhält.

7 Patentansprüche
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Claims (5)

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   i. Flüssigkeitszerstäuber, vorzugsweise Inhalationsgerät, mit einem Zerstäuberelement, mit einem austauschbaren Flüssigkeitsbehälter sowie mit einer nach dem Pumpenprinzip arbeixenden Flüssigkeits-Fördereinrichtung für die portionierte Zuführung der Flüssigkeit zur» Zerstäuberelement, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler, gasundurchlässiger Flüssigkeitsbehälter (24) vorgesehen ist, der auf den Einlaßstutzfjn (26) des nur in Förderrichtung durchlässigen Förderkanals (2p) dicht montiert ist.
2. 2. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Flüssigkeitsbehälter (24) aus einem lichtundurchlässigen Material besteht.
3. 3. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (24) in einem, in einen Aufnahmeraum (18) des Zerstäubergehäuses einsetzbaren, vorzugsweise gasdicht verschließbaren Behälter (23; 41) angeordnet ist.
4. k. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Behälter (23; 41) eine den Förderkanal (25) mit Einlaßstutzen (26) sowie eine Pumpe- bzw. Saugvorrichtung aufweisende Flüssigkeits-Fördereinrichtimg zu einer austauschbaren Baueinheit (S; 8'; S'') vereinigt ist.
5. 5. Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (23; 41) aus zwei relativ gegeneinander verschiebbaren Teilen, nämlich einem den Flüssigkeitsbe-

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   halter (24) sowie den Zylinderteil der Pump- bzw. Saugvorrichtung enthaltenden Behälterteil (8i; 81^f; 81''} und einem den Kolbenteil der Pump- bzw. Saugvorrichtung sowie den Auslaßstutzen (27) des Förderkanals (25) enthaltenden, mit dem Zerstäubergehäuse fest verbindbaren Behälterteil (82; 82^f; 82^If) besteht.

   Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet- daß in den. den Flüssigkeitsbehälter (24) aufnehmenden gasdichten Behälterteil (P¹) ein bei Betätigung der Saugvorrichtung und bei Entnahme einer Flüssigkeitsportion sich öffnendes Druckausgleichven+il (35) einmündet.

   Flüssigkeitszerstäuber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den, den Flüssigkeitsbehälter (24) aufnehmenden gasdichten Behälterteil (81¹¹) ein im Strömungsweg einer Luft-Pumpvorrichtung angeordnetes und bei Betätigung der Pumpvorrichtung sich öffnendes Sperrventil (40) einmündet.