-
Vorrichtung zur regelbaren Vernebelung von Flüssigkeiten
Die Vernebelung
von Flüssigkeiten in sehr kleine luftschmebetlde Teilchen hat sich vorzüglich bewährt
auf vielen medizinischen, biologischen und industriellen Anwendungsgebieten, u.
a. bei Aufnahme von Atedikamenten durch die Atemwege, bei Zerstörung von Krankheitserregern
in der Luft, bei Vernichtung von Insekten, beim Aufbringen von Wirkstoffen auf gewisse
Körper, bei der Durchführung chemischer Vorgänge, bei Anwendung auf therapeutischem,
tierärztlichem und landwirtschaftlichem Gebiet, bei der Vergasung in Verbrennungsmotoren
od. dgl.
-
Das bekannte Verfahren, diese Vernebelung zu erzeugen, besteht darin,
die FltüEssigkeit so fein wie möglich zu zerstäuben, den Strahl der so entstandenen
feinen Teilchen auf einer festen, beweglichen oder fliisssigen Fläche zu brechen
und das Gas, welches die schwebenden Teilchen mit sich reißt, über einen mit I-Iindernissen
versehenen Weg längs Flächen zu leiten, an denen sich die größten Teilchen ansetzen,
während nur die kleinsten Teilchen, die man zu verwenden gedenkt, in der Schwebe
bleiben.
-
Einerseits hat man erkannt, daß der Durchmesser der Teilchen, die
aus einem solchen Apparat entströmen, verschieden ist, je nach Art der verweildeten
Flüssigkeit, deren Dichte, deren Kapillarspannung usw. Andererseits ist es erwünscht.
je nach der gewHinschten Anwendung Teilchen verschiedener Größe zu erzeugen.
-
Manchmal ist es sogar nötig, verhältnismäßig große Teilchen abzuschleudern,
damit der erzeugte Nebel in gewissem WIaße die Flächen, die er berührt. befeuchten
kann.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die gestattet,
einen Nebel von Teilchen
bestimmter Größe zu erzeugen und diese
Größe nach Belieben je nach Anforderung oder Art des verwendeten Produkts zu ändern.
Dieses wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung zur regelbaren Vernebelung von
Flliilssigkeiten, bei der die Flüssig keit innerhalb eines~ Behälters durch einen
Luft-oder Gasstrom zerstäubt wird und die Flüssigkeitsteilchen durch den Luft- oder
Gas strom abgeleitet werden, dadurch erreicht, daß in den Abströmungsweg mehrere
mit Bohrungen versehene Scheidewände eingeschaltet sind, wobei einzelne Scheidewände
auswechselbar und zwecks Vermeidung der gegenseitigen Überdeckung der !Bohrungen
gegenüber den benachbarten Wänden verstellbar sind, so daß zwischen den Scheidewänden
mehrere in Windungen verlaufende und im Querschnitt veränderbare Kanäle gebildet
sind.
-
Gemäß einer Ausführungsform bestehen die im Wege der Gasströmung
angeordneten Scheidewände aus im wesentlichen senkrecht zum Strom angebrachten und
mit versetzten Bohrungen versehenen Schalen. Die Schalen sirid abnehmbar, damit
man ihre Anzahl nach Wunsch ändern kann.
-
Gemäß einer anderen Ausfülhrungsform bestehen die Scheidewände aus
runden, mit Bohrungen versehenen Platten, die senkrecht zu der Achse eines zylindrischen
Gefäßes angeordnet sind, welches von dem Gasstrom durchlaufen wird, wobei ein gewisser
Teil dieser Platten auf einer Welle drehbar ist, so daß der Lauf der Strömung durch
teilweise Drehung der Platten um einen gewissen Winkel geändert werden kann, Gemäß
einer weiteren Ausführungsform bestehen die Scheidewände, die der Gasströmung entgegenstehen,
aus koaxial angeordneten zylindrischen, an den Stirnflächen mit Bohrungen versehenen
Glocken verschiedenen Durchmessers mit einander zugekehrten Offnungen, die der Gasströmung
einen gewundenen Weg geben. Hierbei sind Hilfsmittel vorgesehen, die Einstellung
der Glocken in Achsrichtung zu verändern, um den Laufweg des Gasstromes zu regeln.
-
Eine weitere Ausfiihrungsform weist durchlöcherte Scheiben auf, welche
in dem vom Gas strom durchflossenen Kanal derart eingebaut sind, daß sie auf einer
senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnetenWelle drehbar sind, so daß zugleich
die Länge des Weges und der Einfallwinkel des Gasstromes auf diese Scheiben verändert
werden kann.
-
Die rfindung wird nun an Hand der Ausfuhrungsbeispiele der Zeichnung
erläutert.
-
Abb. I zeigt einen Querschnitt durch eine Zerstäubervorrichtung mit
schalenförmigen Scheidewänden; Abb. 2 ist die Draufsicht auf eine Scheidewand der
Vorrichtung nach Abb. I; Abb. 3 ist die Draufsicht auf eine andere Scheide wand
der Vorrichtung nach Abb. I; Abb. 4 ist der Querschnitt durch eine Zerstäubervorrichtung,
deren Scheidewände teils fest, teils drehbar angeordnet sind; Abb. 5 ist ein Querschnitt
durch eine Zerstäubervorrichtung mit glockenförmgen Scheidewänden; Abb. 6 zeigt
die Zerstäubervorrichtung, teilweise in der Ansicht, teilweise im Schnitt, bei der
die Scheidewände drehbar gelagert sind; Abb. 7 ist eine Draufsicht auf die Abb.
6 bei abgenommenem Gehäuse; Abb. 8 ist ein Schnitt durch eine Zerstäubervorrichtung,
deren Scheidewände an einem Rahmen gelenkig befestig sind.
-
Die Vorrichtung, die in Abb. I dargestellt ist, besteht aus einem
Gehäuse I, das an seinem unteren Teil einen Stutzen mit Gewinde 2 trägt, in welches
ein Gefäß 3, z. B. aus Glas, welches die zu vernebelnde Flüssigkeit enthält, eingeschraubt
ist. Ein Dichtungsring sichert die dichte Verbindung dieser beiden Teile. An der
Wandung des Gehäuses I ist ein mit Druckluft betriebener Zerstäuber 5 angebracht,
der u. a. aus einem Tauchrohr 6 mit vertikaler Achse besteht, dessen unteres Ende
auf den Boden des Gefäßes 3 reioht, während das obere Ende sich in der Ebene der
Achse eines Rohres 7 befindet.
-
Das Rohr 7 ist mittels eines Gewindeflansches 8 an eine Niederdruckluftzufuhr
angeschlossen. Im allgemeinen genügen 0,4 bis 0,5 atü zum reibungslosen Betrieb
dieser Zerstäuber. Wie man aus der Abb. I ersieht, ist das Rohr 7 radial zum Gehäuse
I gerichtet.
-
Auf dem oberen Rand des Gehäuses I ist eine Scheidewand eingeschoben
in Gestalt einer leicht nach unten gewölbten 'Schale I I, die eine Verengung I2
aufweist, derzufolge die Schale II leichtgängig auf den oberen Rand des Gehäuses
I aufgesetzt werden kann. Der Boden dieser Schale 11 trägt eine Anzahl OffnungenI3,
und der äußere Rand 14 ist von gleichem Durchmesser wie der obere Rand des Gehäuses
I. Auf den oberen Rand 14 der Schale II ist eine andere Schale 15 aufgesetzt, die
genau dieselbe Form und Abmessungen wie die Schale ii besitzt und von der sie nur
durch die Stellung der Öffnungen 13' sich unterscheidet. Wie aus Abb. 2 und 3 ersichtlich
ist, sind die Bohrungen I3 und I3' dieser beiden Schalen verschieden groß.
-
Baut man abwechselnd eine Schale II und eine Schale 15 übereinander,
so entsteht ein Ausleser, den man durch eine Schale I6 abschließt.
-
Diese Schalen6 weist mit ihrer konkaven Seite zum Ausleser und trägt
ebenfalls Bohrungen im Boden.
-
Die im Gefäß 3 befindliche Fllüssigkeit wird unter dem ,Einfluß des
aus dem Kanal 7 ausströmenden Gasstrahles durch das Rohr 6 angesaugt und zerstäubt,
indem sie auf die Innenwand des Gehäuses I geschleudert wird. Die größeren Flüssigkeitströpfchen
setzen sich an dieser Wand an, während der Gas strom, der durch die sich folgenden
Bohrungen I3 und I3' entweicht, die kleineren Tröpfchen mitreißt. Auf diesem Wege
prallen diese Tröpfchen auf die untere Seite der Scheidewand auf, wobei die größten
Tropfen sich zuerst niederschlagen und im Laufe des Weges immer kleinere Tröpfchen,
so daß, wenn die Zahl der Scheidewände genügend groß ist, nur noch Flüssigkeitsteilchen
im Gas- oder Luftstrom zur'ü'ckbleiben, die sich an den Wänden nicht niederschlagen
können.
-
Aus der Zerstäubervorrichtung strömt durch die Bohrungen der letzten
Schale I6 eine Wolke von luftschwehenden Teilchen, die ein Aerosol bilden.
-
Die Tropfen, die sich auf den sich folgenden Scheidewänden niedergesetzt
haben, fallen durch ihr Schwergewicht in das Gefäß 3 zurück. Eür eine gegebene Flüssigkeit
hängt die Größe der entweichenden Teilchen von der Länge des durchlaufenen Weges
ab und demzufolge von der Anzahl der Scheidewände, auf die der Gasstrom trifft.
Es genützt also, in das Gehäuse I die nötige Anzahl Scheidewände einzubauen, damit
ein Aerosol erzeugt wird, dessen Teilchengröße unter einer geforderten Größe bleibt.
-
In der Ausführung der Abb. 4 besteht die Auslesevorrichtung aus Platten
I7, welche in dem Gehäuse I eingebaut sind. Zwischen den Platten I7 sind die etwas
kleineren Platten I8 eingebaut, welche auf einer Welle 19 befestigt sind. Diese
Welle 19 ist in einem Lager 20 an der unteren festen Platte I7 und in einer Buchse
21 der Deckplatte 22 drehbar. Die Platten I7 und I8 sind mit gleichen Bohrungen
23 versehen und gleichmäßig angeordnet, z. B. sind zwei Bohrungen auf gleichem Durchmesser
und symmetrisch zur Mitte angebracht. Dreht sich die Welle 19 und mit ihr die verschiedenen
Platten I8, so kann man die Länge des Weges, die der Luft, zum Strömen geboten ist,
ändern, und zwar von einem freien Durchgang, im Falle daß alle Bohrungen sich decken,
bis zu einem Höchstpunkt, entsprechend einer Verschiebung der Öffnungen um go'0.
Ein gerändelter Kopf 2T, der mit einem Zeiger 25 auf der Welle 19 befestigt ist,
erleichtert diese Handhabung, gestattet den Drehwinkel festzustellen und infolgedessen
den Grad der Zerstäubung nach Wunsch zu regeln.
-
In der Ausführung der Abb. 5 weist das Gehäuse I am unteren Teil
einen Trichter 26 auf, der außen einen Gummiring 27 trägt, der eine Dichtung darstellt
und das Gefäß 3 leichtgängig aufzuschieben gestattet. Das Gehäuse I ruht auf einem
Unterteil ps und ist daran durch einen Bajonettverschluß befestigt, der ein rasches
Auseinandernehmen gestattet.
-
Bei dieserAusflührungsform ist der Zerstäuber 30 an der Wand des
Gehäuses I befestigt und radial auf die gegenüberliegende Wand gerichtet. Er ist
durch Druckluft betätigt, welche durch einen biegsamen Schlauch 3:1 zugeführt wird.
-
Die Abschlußkappe des Gehäuses I besteht aus einer Glocke 32, die
sich leichtgängig in den oberen Teil des Gehäuses einschieben läßt. Diese Glocke
besitzt innen eine zylindrische Trennfläche 33, an deren unterem Rand ein Lagerstück
34 angebracht ist. Das Lagerstück 34 besteht aus einer gewissen Zahl, beispielsweise
vier, Stützen, welche die zentrisch angeordnete Nabe 35 tragen. In diese Nabe schraubt
sich der untere Teil der Welle 36, welche durch eine Öffnung 37 aus der Glocke 32
herausgeht und somit frei bewegbar ist.
-
An ihrem unteren Ende trägt die Welle 36 eine Glocke 3S, die entgegengesetzt
der Glocke 32 angebaut ist und deren zylindrische Seitenwand koaxial mit den Wänden
der Glocke 32 ist; dabei greift die Seitenwand der Glocke 38 in den von der Trennwand
33 und der Außenwandung der Glocke 32 gebildeten Ringspalt. Dreht man die Welle
36, so verschiebt sich diese in Richtung der Achse unter NIitnahme der Glocke 38.
Die Länge dieser Verschiebung ist so begrenzt, daß in der äußersten oberen Stellung
der Glocke 38 ein Spiel bestehenbleibt zwischen dem unteren Rand der Trennwand 33
und der Stirnwandung der Glocke 38. während in der unteren äußersten Stellung der
untere Rand 38' der Glocke 38 unter den Rand der zylindrischen Trennfläche 33 der
Glocke 32 zu stehen kommt.
-
Die vom Zerstäuber einströmende Luft, welche die Fiüssigkeitsteilchen
trägt, tritt durch den Ringraum zwischen den Außenwänden der Glocken 32 und 38 in
den Ringraum zwischen der Außenwand der Glocke 38 und der Trennwand 33 der Glocke
32 und entströmt schließlich durch die Bohrungen 39, welche sich in der Stirnwand
der Glocke 32 hefinden. Diese Bohrungen befinden sich in der Mitte zwischen der
Welle 36 und der Trennwand 33. Die Flüssigkeitströpfchen, die sich auf den Glockenwandungen
absetzen, fallen durch die in der Stirnwandung der Glocke 38 angeordneten Bohrungen
40 in das Gefäß 3 zurück.
-
Bei dieser als Ausführungsbeispiel genannten Vorrichtung sind die
ausströmenden Teilchen um so kleiner, je größer der durchlaufene Weg ist; durch
Verschieben der Glocke 38 kann man die Teilchengröße regeln. Diese Verschiebung
ist leicht möglich durch Drehen des Rändelknopfes 4', und die Stellung der Glocke
38, welche auf der Gradeinteilung 42 erkennbar ist, gibt zugleich die Teilchengröße
für eine bekannte Flüssigkeit an.
-
In den Abb. 6 und 7 bestehen die Scheidewände aus einer Anzahl mit
Bohrungen 44 versehenen Scheiben43, die auf einem Stift 45 befestigt sind.
-
Dieser Stift wird durch eine Welle 46 getragen, welche gleichzeitig
eine Querstrebe bildet. Diese Vorrichtung dreht sich in einer Hohlkugel 47, welche
aus zwei durch die Flansche 48 verbundenen Halbkugeln besteht. Die untere Halbkugel
ist auf ein hohles Untergestell 49 gebaut, das auf einer Grundplatte 50 ruht. Im
Innern dieses Untergestelles 49 ist in der Mittelachse eine Düse 51 angeordnet,
die einerseits an die Preßluftleitung 52 und andererseits an die Zuflußleitung der
Fl'üssigkeit, z. B. eines Medikaments, angeschlossen ist.
-
Durch Betätigung des Knopfes 53 läßt sich die Neigung der Platten
43 und damit die Auslese der mitgeführten Teilchen ändern.
-
Die Auslesevorrichtung, die in Abb. 8 ersichtlich ist, besteht aus
einem rechteckigen Gefäß 54 und aus die Scheidewände bildenden Scheiben 55 mit ungleichen
Öffnungen; diese Scheiben sind an einem beweglichen Doppelrahmen 56 mit feststehendem
oberem Riegel gelenkig befestigt. Der Doppelrahmen ist um die Kurbelzapfen 57 drehbar;
mittels des unteren Rahmenriegels 58, der den Knopf 59 trägt, läßt sich dieWinkelstellung
der Scheiben55 ändern, um der aufsteigenden zerstäubten Flüssigkeit, die von einer
in der Abbildung nicht dargestellten D'ülse
einströmt, eine mehr
oder welliger große Zahl von durchlöcherten Scheideuränden in einem mehr oder weniger
großen Winkel entgegenzustellen.
-
Es sind Abweichungen von den sAusführungsbeispielen der Zeichnung
möglich. Zum Beispiel kann in der Ausführungsform nach Abb. I die Befestigung der
auswechselbaren Scheidewände verschieden sein. Sie können beispielsweise auf,einem
gewindetragenden Stift aufgeschoben und mittels einer Mutter befestigt sein. Eine
solche Vorrichtung kann leichtgängig in das Zerstäubergehäuse eingeschoben werden,
wie es in ähnlicher Ausführung in der Abb. 4 dargestellt ist.
-
Um das durch die vielfältige Anwendung der Zerstäubervorrichtung
bedingte Ab- und Aufbauen der Scheidewände zu vermeiden, kann die Vorrichtung mit
verschiedenen, aus einer mehr oder weniger großen Anzahl von Scheidewänden bestehenden
Blocks ausgerustet werden, die man je nach dem gewünschten Grad der Zerstäubung
in den Zerstäuberbehälter einschieben kann. Diese Blocks können ebenfalls fest am
Zerstäubergehäuse angebaut sein, wobei eine Verschlußvorrichtung ein unerwülnschtes
Entweichen des Gases verhindert.
-
In der Ausführungsform nach Abb. 5 kann die Zahl der festen, koaxial
angeordneten Trennwände 33 und der beweglichen Seitenwände der Glocke 38 beliebig
sein.