RU2005498C1

RU2005498C1 - Ultrasonic aerosol apparatus

Info

Publication number: RU2005498C1
Authority: RU
Inventors: С.Н. Брезгин; В.И. Епифанов; И.С. Лебедев; В.Т. Чумаков; А.И. Харланов
Original assignee: Пермский научно-исследовательский технологический институт
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: apparatus has reservoir 1, spraying chamber 2, dielectric partition 3 disposed in reservoir 1, planar piezoelectric resonator 4 fixed around the perimeter of partition 3, two metallic reflectors 5 and two small baths 6 for drugs. The reservoir is filled with immersion medium 7, for example with a distilled water. The apparatus furthermore has removable gas-impermeable partition 8, inlet and some outlet branch pipes 9 mounted on the housing of chamber 2, heating members 10, level tracking device 11 with connecting pipes, high-frequency oscillator 12. The apparatus is characterized in that at oscillation of the piezoelectric resonator longitudinal ultrasonic oscillations are excited in the immersion medium in two directions which impinging on reflectors 5 and being reflected from them pass into the drug and being focussed at the drug-air interface produce two ultrasonic fountains 14 from which as a result of action of cavitation and wave processes a fine-dispersed aerosol of the used drug inspired by a patient passes into the cavity of chamber 2. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к ультразвуковым распыливающим устройствам, предназначено для получения аэрозолей из жидких веществ и может быть использовано в медицине для аэрозольных ингаляций, а также при увлажнении и ароматизации воздуха. The invention relates to ultrasonic atomizing devices, is intended to obtain aerosols from liquid substances and can be used in medicine for aerosol inhalation, as well as for humidification and aromatization of air.

Известен портативный ингалятор с ультразвуковым распылением, содержащий пьезоэлектрический резонатор стержневого типа с плоской излучающей поверхностью. Known portable inhaler with ultrasonic atomization, containing a rod-type piezoelectric resonator with a flat radiating surface.

Недостатком этого ингалятора является низкая производительность в связи с малой интенсивностью ультразвукового излучения на границе лекарственный препарат-воздух. The disadvantage of this inhaler is its low productivity due to the low intensity of ultrasonic radiation at the drug-air interface.

Известен ультразвуковой аэрозольный аппарат, содержащий блок питания, генератор ультразвуковых колебаний с излучателем, резервуар с иммерсионной средой, распылительную камеру, ванночку для распыливаемой жидкости с дозатором ее подачи, входной и выходной патрубки, при этом резервуар выполнен в виде герметичной емкости, газовая полость которой соединена гибким газопроводом с распылительной камерой, а система генерирования аэрозоля снабжена дополнительным ультразвуковым генератором и излучателем пониженной рабочей чистоты. Known ultrasonic aerosol apparatus containing a power supply, an ultrasonic oscillation generator with a radiator, a reservoir with an immersion medium, a spray chamber, a bath for sprayed liquid with a dispenser for its supply, inlet and outlet nozzles, while the reservoir is made in the form of a sealed container, the gas cavity of which is connected a flexible gas pipeline with a spray chamber, and the aerosol generation system is equipped with an additional ultrasonic generator and emitter of reduced working purity.

Недостатком известного аппарата является низкая производительность распыления. A disadvantage of the known apparatus is the low spraying performance.

Задачей разработки является получение технического результата, заключающегося в повышении производительности распыления. Это достигается тем, что предложен ультразвуковой аэрозольный аппарат, содержащий блок питания, генератор высокочастотных колебаний с частотозадающим элементом, резервуар с иммерсионной средой, распылительную камеру, сменную основную ванночку для распыливаемой жидкости с дозатором ее подачи, входной и выходные патрубки, при этом резервуар снабжен вертикальной диэлектрической перегородкой, на которой закреплен частотозадающий элемент, выполненный в виде плоского пьезоэлектрического резонатора, по обе стороны которого расположены закрепленные в полости резервуара фокусирующие рефлекторы, акустическая ось каждого из которых перпендикулярна поверхности иммерсионной среды, при этом на акустических осях рефлекторов расположены основания и аналогичная ей дополнительно введенная ванночки, уровень заполнения которых распыляемой жидкостью совпадает с фокальной плоскостью рефлекторов. Кроме того, аппарат снабжен нагревателем, а распылительная камера снабжена съемной газонепроницаемой перегородкой. The development task is to obtain a technical result, which consists in increasing the spraying performance. This is achieved by the fact that an ultrasonic aerosol apparatus is proposed comprising a power supply unit, a high-frequency oscillation generator with a frequency-setting element, a reservoir with an immersion medium, a spray chamber, a replaceable main bath for the sprayed liquid with a dispenser for its supply, inlet and outlet nozzles, while the reservoir is equipped with a vertical dielectric partition on which the frequency-setting element is fixed, made in the form of a flat piezoelectric resonator, on both sides of which are located Snap into the reservoir cavity focusing reflectors acoustic axis of each of which is perpendicular to the surface of the immersion medium, wherein the acoustic axes of the reflectors are arranged similar to a base and it is further introduced bath, of which the filling level coincides with the sprayed liquid focal plane reflectors. In addition, the apparatus is equipped with a heater, and the spray chamber is equipped with a removable gas-tight partition.

На чертеже приведена схема ультразвукового аэрозольного аппарата. The drawing shows a diagram of an ultrasonic aerosol apparatus.

Аппарат состоит из резервуара 1 и распылительной камеры 2. В резервуаре 1 имеется вертикальная диэлектрическая перегородка 3, на которой закреплен частотозадающий элемент, выполненный в виде плоского пьезоэлектрического резонатора 4, по обе стороны от которого расположены закрепленные в полости резервуара фокусирующие рефлекторы 5, на акустических осях которых расположены основная и дополнительная сменные ванночки 6. Резервуар заполнен иммерсионной средой 7, в качестве которой используется, например, дистиллированная вода. На корпусе распылительной камеры 2 установлены съемная газонепроницаемая перегородка 8, входной и два выходных патрубка 9. В состав аппарата входят нагреватель 10, дозатор уровня 11 с соединительными трубками и генератор высокочастотных колебаний 12. The apparatus consists of a reservoir 1 and a spray chamber 2. In the reservoir 1 there is a vertical dielectric baffle 3, on which a frequency-setting element is fixed, made in the form of a flat piezoelectric resonator 4, on both sides of which there are focusing reflectors 5 fixed in the cavity of the reservoir, on acoustic axes which are the main and additional removable baths 6. The tank is filled with immersion medium 7, which is used, for example, distilled water. A removable gas-tight partition 8, an inlet and two outlet pipes 9 are installed on the housing of the spraying chamber 2. The apparatus includes a heater 10, a dispenser of level 11 with connecting tubes and a high-frequency oscillation generator 12.

Вертикальное закрепление пьезоэлектрического резонатора обеспечивает возможность использования излучения от обеих его плоскостей, при этом в иммерсионной среде возникает два одинаковых ультразвуковых пучка, параллельных ее поверхности. Vertical fixing of the piezoelectric resonator allows the use of radiation from both its planes, while in the immersion medium there are two identical ultrasonic beams parallel to its surface.

Использованные дополнительно элементы акустической схемы - параболические рефлекторы обеспечивают изменение направления распространения ультразвуковых пучков перпендикулярно поверхности иммерсионной среды, одновременно осуществляя их фокусировку вблизи поверхности распыляемой жидкости (лекарственного препарата). The additional elements of the acoustic scheme — parabolic reflectors — provide a change in the direction of propagation of ultrasonic beams perpendicular to the surface of the immersion medium, while simultaneously focusing them near the surface of the sprayed liquid (drug).

Выбор формы частотозадающего элемента в виде плоской равнотолщинной пластины обусловлен также оптимальными условиями получения резонансных колебаний. The choice of the shape of the frequency-setting element in the form of a flat equal-thickness plate is also due to the optimal conditions for obtaining resonant vibrations.

Применение диэлектрической перегородки в резервуаре связано с необходимостью электрической изоляции обкладок пьезорезонатора и предотвращением протекания тока в иммерсионной среде. The use of a dielectric partition in a tank is associated with the need for electrical isolation of the piezoelectric resonator plates and the prevention of current flow in an immersion medium.

Аппарат работает следующим образом. После включения аппарата напряжение с самовозбуждающегося генератора 12, настроенного на частоту механического резонанса подается на пьезопластину 4, которая колеблется в иммерсионной среде 7 и возбуждает в ней продольные ультразвуковые колебания в двух противоположных направлениях 13. Ультразвуковые колебания изменяют направление распространения на 90^о, отражаясь от рефлекторов 5, переходят из иммерсионной среды 7 в распыляемую жидкость (лекарственную среду), одновременно фокусируясь вблизи границы ее раздела с воздухом и возбуждают два одинаковых ультразвуковых фонтана 14, из которых в результате действия кавитационных и волновых процессов в полость распылительной камеры 2 выделяется мелкодисперсный аэрозоль применяемой жидкости или лекарственного препарата. При этом расход распыляемой жидкости компенсируется специальным дозатором 11 таким образом, чтобы ее уровень постоянно совпадал с фокальной плоскостью рефлекторов.The device operates as follows. After turning on the unit with the self-excited voltage generator 12 tuned to the mechanical resonance frequency is supplied to piezoceramic plates 4 which oscillates in the immersion medium 7 and turned therein longitudinal ultrasonic waves in two opposite directions 13. Ultrasonic vibrations change the direction ^of propagation 90 is reflected from the reflectors 5, pass from the immersion medium 7 to a sprayed liquid (drug medium), while simultaneously focusing near its interface with air and excite There are 14 identical ultrasonic fountains 14, of which, as a result of the action of cavitation and wave processes, a finely dispersed aerosol of the applied liquid or drug is released into the cavity of the spray chamber 2. In this case, the flow rate of the sprayed liquid is compensated by a special dispenser 11 so that its level constantly coincides with the focal plane of the reflectors.

В случае установки в распылительную камеру 2 съемной перегородки возникает возможность одновременного получения аэрозолей двух различных жидкостей. If a removable partition is installed in the spray chamber 2, it becomes possible to simultaneously obtain aerosols of two different liquids.

Полное использование ультразвукового излучения от рабочих поверхностей пьезоэлектрического резонатора и возбуждение двух выделяющих аэрозоль фонтанов повысит производительность аппарата без увеличения энергозатрат и позволит расширить его область применения. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1081854, кл. A 61 M 11/60, 1981. The full use of ultrasonic radiation from the working surfaces of the piezoelectric resonator and the excitation of two fountains emitting aerosol will increase the productivity of the apparatus without increasing energy consumption and will expand its scope. (56) 1. USSR author's certificate N 1081854, cl. A 61 M 11/60, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР N 566591, кл. A 61 M 11/00, 1977. 2. USSR author's certificate N 566591, cl. A 61 M 11/00, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР N 262321, кл. A 61 M 11/02, 1970 - прототип. 3. Copyright certificate of the USSR N 262321, cl. A 61 M 11/02, 1970 - prototype.

Claims

1. ULTRASONIC AEROSOL APPARATUS, comprising a power supply unit, a high-frequency oscillation generator with a frequency-setting element, a reservoir with immersion medium, a spray chamber, a replaceable main bath for the sprayed liquid with a dispenser for its supply, inlet and outlet nozzles, characterized in that the reservoir is equipped with a vertical dielectric partition on which the frequency-setting element is fixed, made in the form of a flat piezoelectric resonator, on both sides of which are fixed in the cavity ezervuara additionally introduced focusing reflectors acoustic axis of each of which is perpendicular to the surface of the immersion medium, wherein the acoustic main axes of the reflectors are arranged and similar it additionally entered the bath, the filling level of which the spray liquid coincides with the focal plane of the reflectors.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the reservoir is equipped with a heater, and the spray chamber is equipped with a removable gas-tight partition.