SE443096B - Sprayanordning for alstring av en uppvermd aerosolstrale - Google Patents

Description

8009045-9 vilken innehåller vätskeformiga partiklar, varigenom sprayen bildas.

Exempel på sådana anordningar beskrives i US 3 652 015, 3 836 079, 3 915 386 och 4 036 919.

För att hindra en överföring av smittoämnen är det lämpligt att sprayanordningen tillverkas i engângsutförande.

Dessutom utgöres den av vattenbehâllare, som användes för att bilda aerosolen, av en i förväg fylld engångsflaska, som anslutes till sprayflaskan. Eftersom både sprayanordningen och vatten- behållarflaskan är av engångstyp, måste deras tillverkningsfl kostnader hållas låga.

Det har visat sig, att det är fördelaktigt för patienten om den aerosolspray som framställs, har en temperatur, som är lika med eller närliggande kroppstemperaturen. Eftersom vatten- behållaren vanligtvis har rumstemperatur eller lägre och en, viss kylning förekommer under sprayframställningsförfarandet, användes normalt någon typ av yttre uppvärmningsanordning.De flesta kända uppvärmningsanordningarna är av doppvärmartyp och placeras direkt i vattenbehållarflaskan, varvid de värmer hela vattenförrâdet. Eftersom dessa uppvärmningsanordningar står i direkt kontakt med vattnet, som sedermera avges till patienten, måste de steriliseras före varje användningstillfälle. System, som uppvärmer blott en fiten del av vattenförrådet strax före sprayningen beskrives i US 3 903 833, 4 036 919, 3 864 544, 4 012 473 och 4 084 587. Dessa anordningar ger visserligen en bättre funktion än doppvärmare, men de uppvisar vissa nackdelar med avseendepâ komplicerad konstruktion eller på annat sätt, vilket har begränsat deras användningsmöjligheter.

Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en uppvärmningsanordning för användning vid en sprayapparat, som kan återanvändas, som är lätt att koppla till och avlägsna från sprayapparaten och som ej har någon ofördelaktig inverkan på sprayapparatens sterilitet. Även om alla sprayapparater synes uppvärma vattenförrådet, innan aerosolen bildas, är det känt att anordna ett organ för 8009045-9 uppvärmning av vätskepartiklar, efter det att de har suspenderats i en gas, såsom beskrivits i US 4 051 205 och 4 060 576.

Dessa patentskrifter avser fuktningsanordningar, som omfattar en fuktarenæd bottenfuktkammare, som innehåller en förutbestämd mängd vätska. Fuktaren anbringas på en värmeplatta, som upp- värmer vätskan i fuktkammaren och bringar gas att strömma genom det rum, som skall fuktas. Den fuktade gasen får passera genom en matarslang, som omfattar en integrerad värmeanordning.

Användningen av en matarslang med en integrerad värmeanordning, innebär problem med avseende på sterilisering och kostnader, om återanvändning av matarslangen är erforderlig. Dessutom är slangen speciellt utformad föranvändning i kombination med en fuktad gas, som redan har uppvärmts, vilken står i motsatsför- hållande till en icke uppvärmd aerosol, som bildas i spray-I apparaten. Vidare torde uppvärmningen av den fuktiga gasen förstöra aerosoldimpartiklarna, vilket ej är lämpligt för användning vid en sprayapparat. Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en sprayanordning, i vilken all uppvärmning sker i sprayapparaten och som uppvärmer aerosolspraymaterialet, som bildas i sprayapparaten, i stället för det vattenförrâd, som användes för att skapa aerosolen.

Genom uppfinningen har åstadkommits en kompakt och effektiv enstegsuppvärmningsanordning, vilken kan kopplas till en tillhörande sprayapparat och vilken uppvärmer den vätska, som efter sin finfördelning skall avges till en patient.

Uppfinningen är speciellt avsedd att användas vid engângs- sprayapparater och ett exempel på en sådan beskrives i den amerikanska ansökan 060 393, ingiven 25.7.1979. Denna sprayapparat är utformad med en integrerad uppsamlingsanordning, i vilken uppsamlas större droppar av vätska i aerosolen. Den uppsamlade vätskan kan benämnas "regn" från aerosolen. Spray- apparaten omfattar en finfördelningskammare, i vilken aerosolen bildas, och en värmekammare nedströms om finfördelningskammaren.

Uppsamlingsanordningen bildas av en del av värmekammaren. 8009045-9 Även om finfördeïningsanordningen enïigt föreliggande uppfinning lämpiigenutgöres av en engångsanordning är uppvärm- ningsanordningen förhåïiandevis kostnadskrävande och har därför utformats för upprepad användning. För att den ej skali behöva steriiiseras före varje användningstiilfäiie har den utformats så, att den ej kommer i kontakt med aerosoien. Detta har uppnåtts därigenom, att hylsan är utformad som en värme- växïarhyisa, viiken sträcker sig i en uppvärmningskammare, som vid änden av strömningsvägen är anordnad efter förångnings- kammaren, att värmeväxiarhyisan är isoïerad gentemot uppvärmnings- kammarens höije, att uppvärmningskammaren uppvisar ett vätske- uppsamiingstråg för uppsamiing av kondens från aerosoien, in i viïket tråg sträcker sig värmeväxiarhyïsan.

Vid drift utfäiles vatten i aerosolen och uppsamias ~ i uppsamiingsutrymmet. Den uppsamiade vattenmängden uppvärmes genom värmeiedning från väremeeïementet genom metaiihyísan.

Det uppvärmda vattnet uppvärmer i sin tur aerosoiströmmen, som passerar över uppsamiingsbehåiiaren genom tiiisats av varm vattenånga tili aerosoïströmmen. Den uppvärmda aerosoï- strömmen avges därefter ti11 en patient_ Övriga kännetecken på uppfinningen framgår av under- kraven.

De nya kännetecknen, som utmärker uppfinningen såväï med avseende på dess uppbyggnad som dess driftsätt samt med ytterligare ändamåï och fördeïar med uppfinningen, framgår 8009045-9 bättre av den följande beskrivningen med hänvisning till de bifogade ritningarna av ett lämpligt utföringsexempel.

Det skall emellertid påpekas, att ritningarna avser blott att åskådliggöra uppfinningen och ej på något sätt begränsa den. Fig. 1 visar en perspektivisk delsprängvy av uppvärm- ningsanordningen och en sprayanordning av engångstyp för användning vid denna uppvärmningsanordning. Fig. 2 visar ett tvärsnitt längs linjen 2-2 i fig. 1 och åskådliggör inre utformning av den elektriska uppvärmningshylsan enligt uppfinningen. Fig. 3 är en andra perspektivvy av uppvärmnings- anordningen och sprayanordningen, och fig. 4 är ett block- schema för temperaturstyranordningen och säkerhetsmekanismen enligt uppfinningen. \ I fig. 1 och 3 visas den elektriska uppvärmnings- anordningen 10, som är anordnad att sammankopplas med en tillhörande sprayanordning 11. Sprayanordningen 11 omfattar en plastkropp 12, som i sin tur omfattar en rörformig övre del 14, vilken bildar en finfördelningskammare, en i huvudsak rektangulär bottendel 8, som bildar värmekammaren, och en däremellan belägen venturidel 22. Sprayapparaten 11 är sammankopplad med en vätskeförrådsflaska 24, av vilken i fig. 1 visas blott den övre delen. Flaskan 24 innehåller lämpligen en renad vätska, t.ex. vatten, som kan innehålla läkemedel och som slutligen avges till patienten i form av en aerosolspray, vilket skall förklaras i det följande. I sprayanordningen 11, som visas i fig. 1, är förrådsflaskan 24 sammankopplad med bottendelen 18 till sprayanordningen 11 och vatten avges först till den rörformiga övre delen 14 genom en matarledning 15, som vid sin ände är försedd med ett munstycke 15a. En återloppsförbindelse från bottendelen 18 till förrâdsplattan 24 utgöres av ett avloppsrör 19, som är beläget vid delens 18 botten.

Nära den övre delen av sprayapparaten 11 är en koppling 30 anbragt runt om en gasledning 31. Kopplingen 30 8009045-9 är anordnad att förbinda med ett förråd med syre eller luft under tryck. Sådana kopplingar är välkända inom denna teknik. Vanligen använder man 100-procentigt syre och detta tillföres vid ett tryck på upp till 3,5 kg/cmz. Gasledningen 31 sträcker sig in i den ringformiga ledningen 14 och är vid sin ände försedd med ett munstycke 31a, som är vinkelrätt mot och samverkar med munstycket 15a för att bilda en fin aerosolspray. _ Den rörformiga övre delen 14 av sprayanordningen 11 bildar en spraykammare, i vilken aerosolsprayen alstras.

Aerosolsprayen alstras på vanligt sätt och skall därför icke beskrivas i detalj. Principiellt får en ström av syre passera från munstycket 31a genom munstycket 15a. Strömmen av syre genom munstycket 15a medför fluid från förrådskammaren 24 upp genom matarledningen 15 och genom munstycket, som visas i fig. 1, varvid en vridbar ringfläns 32 uppvisar ett par varandra motstående öppningar 33 och omger den övre delen 14. Den övre delen 14 är försedd med ett par varandra mot- stående öppningar 34. En vridning av hylsan 32 för öppningarna 33 till ett läge mitt för öppningarna 34. Strömmen av syre in i den övre delen 14 medför, att luft från omgivningen suges genom öppningazna 34 in i finfördelningskammaren. Detta minskar syrehalten i den aerosol, som slutligen avges till patienten. Givetvis är det möjligt att använda på annat sätt konstruerade sprayanordningar inom ramen för föreliggande uppfinning.

När aerosolen har bildats, strömmar den genom venturi- delen 22 och in i bottendelen 18. Venturidelen 22 bidrar till att öka strömningsmängden av luft från omgivningen in i apparaten. På bottendelen 18 utfälles stora partiklar från aerosolen och uppsamlas i ett uppsamlingsutrymme 20, som är utformat i en del med bottendelen 18. Utfällningen gynnas av en klaff 25, som är belägen i bottendelen 18. Utfällningen 8009045-9 av stora partiklar är önskvärd, eftersom den troligen gynnar avgivandet av en aerosolspray med fina partiklar till patienten. När aerosolen har passerat genom bottendelen 18, avges den till en patient genom utloppsöppningen 46 och en böjlig ledning 47. Överströmmande vätska från uppsamlings- utrymmet 20 ledes tillbaka till förrådsflaskan 24 genom ett utloppsrör 19.

Såsom visas i fig. 1 och 2 har uppsamlingsutrymmet 20 en öppning 100 i den ena sidoväggen. En rörformig metallhylsa 104 sträcker sig in i öppningen 100 och tvärs över uppsamlingsutrymmet 20. Ett par vattentäta, värme- beständiga, silikongummibrickor 106 är anbragta kring ändarna på hylsan 104 och anordnade i en tillhörande för-1 djupning 102, som är utformad i vardera sidoväggen av__ uppsamlingsutrymmet 20. Öppníngen 100 och hylsan 104 gör det möjligt att lätt förbindna den yttre uppvärmningsanordningen på nedan beskrivet sätt med sprayanordningen 11, så att aerosolen uppvärmes, när den passerar genom bottendelen 18 och över uppvärmningsutrymmet 20 före avgivandet till patienten.

Uppvärmningsanordningen 10 omfattar ett cylindriskt motståndsvärmeelement 50, som är anordnat att införas och bringas till kontakt med metallhylsan 104 i sprayanordningen 11. Em säkerhetsanordning 51 av plast är anordnad att hindra oavsiktlig kontakt mellan värmeelementet 50 och antingen användaren eller en underlagsyta. Skyddsanordningen 51 passar till konturen på uppsamlingsutrymmet och har en fjäderbelastad spärrhake 52, som när den öppnas, gör det möjligt att låta värmeelementet 50 glida in i hylsan 104 i sprayanordningen 11. När värmeelementet 50 väl har helt och hållet förts in i hylsan 54, kan spärranordningen 54 återföras till sitt stängda läge, så att den integrerade kanten 53 överlappar den sida på uppsamlingsutrymmet 20, som är motsatt uppvärmningsanordningen 10. 8009045-9 Såsom visas i fig. 1 och 3 styres temperaturen hos värmeelementet 50 av en elektronisk temperaturstyr- mekanism. Även om en enkel-termostat skulle kunna användas, vilken styr temperaturen hos vätskan i uppsamlingsutrymmet 20, är det lämpligt att använda ett system, som styr temperaturen hos den aerosol, vilken faktiskt avges till patienten. Detta beror på att temperaturen hos aerosol- dimman, som avges i patienten, skulle vara lägre än tem- peraturen hos aerosoldimman, när denna passerar över upp- samlingsutrymmet 20. För styrning av temperaturen hos den avgivna aerosolen, har en termistorsond 62 anbragts i öppningen 48 nära änden på ledningen 47. Termistorsonden är lösbart fäst vid uppvärmningsanordningen 10. En styr- potentiometer 60 kan inställas på en önskad temperatur, Vid drift jämföres en spänning, som är proportionell mot temperaturen hos den avgivna aerosolen, vilken bestämmes av termistorsonden 62, med en spänning, som är proportionell mot den temperatur, som inställs på styrpotentiometern 60 medelst en komparator 110. Om temperaturen hos den avgivna aerosolen är lägre än den inställda temperaturen, kommer komparatorn att alstra en signal till en integrerad krets- nollspänning omkopplade (ZVS) styranordning 112, som styr en triak 108. Triaken 108 styr i sin tur den mängd kraft, som matas till värmeelementet 50. Olika temperaturstyranord- ningar kan användas enligt föreliggande uppfinning och styr- anordningen 112 skall icke beskrivas i detalj här. Kraft matas till värmeelementet 50, tills temperaturen hos den avgivna aerosolen är lika med den inställda temperaturen.

Exempelvis kan man uppnå en.styrning av É1°C eller bättre. x Vid uppvärmningsanordningen 10 har vidtagits många åtgärder som skydd av patienten. Om aerosolens temperatur 2 vid mätning av termistorsonden 62 skulle överstiga 4000, 8009045-9 kommer automatiskt strömtillförseln till värmeelementet att avbrytas..Detta åstadkommas under användning av en andra komparator 114 för att jämföra den spänning, som är proportionell mot temperaturen hos termistorsonden 62, med en referensspänning 116, som representerar gräns- värdet på 40°C. Likaledes användes termistorsonden 63, som är belägen i den bakre delen av uppvärmningsanordningen 10, i kombination med en referensspänning 118 och en kom- _ parator 120 för att hindra aerosoltemperaturen i spray- anordningen 11 att stiga till ca 4700. Sonden 63 föres till ingrepp med en liten sluten fördjupning 127, som är belägen i den bakre delen av sprayanordningens kropp 12.

Väggtjockleken i fördjupningen 127 är tillräckligt liten för att sonden 63 skall kunna avkänna den inre temperaturen i sprayanordningen men tillräckligt stor för att tillför- säkra den konstruktiva styrkan för gastäthet hos sprayan- ordningens kropp. Om flödet av aerosol genom sprayanord- ningen 11 temporärt skulle avstanna av någon orsak och värmeanordningen 10 skulle förbli tillslagen, kommer temperaturen i bottendelen 18 att öka drastiskt. Detta beror på att temperaturen vid termistorsonden 62 ej ökar, när någon aerosol ej strömmar förbi densamma. När aerosol- flödet börjar på nytt, kommer en stöt av överhettad aerosol att avges till patienten, vilket skulle kunna vara mycket riskabelt. Användningen av temperatursonden 63 hindrar temperaturen i bottendelen 18 att stiga över en säkerhets- gräns.

En tredje säkerhetsmekanism består av en säker- hetsspärrströmställare 70, som är anbragt på värmeanord- ningen 10, så att den står i ingrepp med sprayanordningen 11, blott när värmeanordningen 10 har fastgjorts vid spray- anordningen på rätt sätt. Säkerhetsspärrströmställaren 70 bryter strömmen till värmeelementet 50, när värmeanord- ningen 10 frikopplas från sprayanordningen 11. 8009045-9 10 En fjärde säkerhetsmekanism medför ett avbrott i strömmatningen till värmeelementet 50, om kärnan i värme- elementet 50 stiger över ett förutbestämt värde. Vanligen skall temperaturen hos elementet 50 ej stiga över 10000, eftersom elementet är omgivet av vatten i utrymmet 20.

Om utrymmet 20 torrkokar, kan emellertid temperaturen hos värmeelementet 50 stiga snabbt. En kärnvärmekoppling -122 bestämmer temperaturen hos kärnan i värmeelementet 50.

En referensspänning 124 och en komparator 126 användes för att bringa styranordningen 112 att avbryta kraftmat- ningen till värmeelementet i händelse kärntemperaturen skulle stiga till ett värde ovanför 175°c.

Ytterligare en säkerhetsmekanism är anordnad att- åstadkomma avbrott i strömmatningen till såväl värmeelementet 50 som styrkretsen, om triaken 128 skulle kortslutas, vilket skulle medföra, att värmeelementet 50 kontinuerligt matas med ström. En kortslutningsavkännare 129 förblir bortkopplad, varvid korrekta signaler blir synliga vid ingången till och utgången från triaken 128. Om ett kortslutningstillstånd skulle uppträda, avger detektorn 129 en kraftsignal till en bräck- järnskrets 130. Bräckjärnet 130 åstadkommer ett tillfälligt strömflöde genom en elektrisk säkring 131, som medför, att säkringen öppnas och sålunda bortkopplar hela systemet.

Värmeanordningen 10 styr sålunda temperaturen hos den aerosol, vilken faktiskt avges till patienten, i stället för den aerosol, som lämnar sprayanordningen 11. Dessutom omfattar värmeanordningen 10 fem bortkopplande säkerhets- mekanismer, som avbryter strömmatningen till värmeelementet 50. Efter bortkopplingen av strömmatningen måste en åter- ställande strömställare 71 på värmekroppen aktiveras för att kraft ånyo skall kunna matas till värmeelementet 50. Vid drift överföres värme från värmeelementet 50 av ledning genom_den rörformiga hylsan 104, som i sin tur uppvärmer 8009045-9 13 vätskemängden i uppsamlingsutrymmet 20. När den aerosoldimma, som alstras av sprayanordningen 11, passerar över den uppvärmda vätskan, uppvärmes den genom tillsats av varm vätskeånga, innan den strömmar ut genom den rörformiga ledningen 46 och därefter medelst den böjliga ledningen 47 till patienten.

Eftersom blott vätska, som utfälls i uppsamlings- utrymmet 10, uppvärmes direkt, blir temperaturen hos aerosolen ej beroende av vattennivån i förrådsflaskan 24. Vidare före- finnes blott en ringa mängd vätska i uppsamlingsutrymmet 20 och därför kan förändringar i temperaturen hos den avgivande aerosolen snabbt genomföras. Vidare uppvärmes blott en ringa mängd vätska i uppsamlingsutrymmet 20, vilket medför energi- inbesparing.

Gummitätningarna 106 är anbragta på hylsans 104 ändar för att åstadkomma en verksam vattentätning mellan hylsan IO4 och plasthöljet, som bildar uppsamlingsutrymmet 20, trots förändringar i temperaturen. Tätningarna 106 isolerar även sprayanordningens hölje från en ökning av temperaturen hos hylsan 104 i den händelse uppsamlingsutrymmet 20 skulle torka ut.

Sammanfattningsvis kan sägas, att föreliggande upp- finning avser en sprayanordning med löstagbar uppvärmnings- anordning, i vilken en upphettad aerosolstråle matas till en patient genom uppvärmning av ifrågavarande aerosol i stället för ett vattenförråd. Genom uppvärmning av vattnet efter bildandet av aerosolen minskas energibehovet och uppnås en snabbare reaktion på temperatdrförändring. Detta åstadkommes vid en lämplig utföringsform genom anbringandet av ett uppsamlingsutrymme i bottendelen av sprayanordningen, i vilken en liten mängd vätska uppvärmes och värmet överföres därefter från den uppvärmda vätskan till aerosolstrålen I i bottendelen. Uppsamlingsutrymmet omfattar en rörformig metallhylsa, in i vilken sträcker sig ett långsträckt element 8009045-9 12 i värmeanordningen. Värmet överföres från värmeelementet till vätskan i uppsamlingsutrymmet genom hylsan. Eftersom värmeelementet aldrig står i kontakt med vätskan i upp- samlingsutrymmet eller aerosolen, som avges till patienten, erfordras ej någon sterilisering före en återanvändning.

Många olika material, former och konstruktioner kan användas hos värmeanläggningen och sprayanordningen och det är sålunda uppenbart, att dessa förändringar kan genomföras inom ramen föruppfinningen. Exempelvis kan vid en lämplig utföringsform kroppen 12 till sprayanordningen 11 med fördel framställas av polykarbonatplast men andra material är givetvis tänkbara inom ramen för uppfinningen. Skyddsomfånget för uppfinningen är sålunda icke begränsat till de ovan beskrivna utföringsformerna.

Claims (4)

8009045-9 125 P A T E N T K R A V

1. Sprayanordning för alstring av en uppvärmd aerosolstråle för avgivande till en patient, vilken anordning omfattar en uppvärmningsan- ordning, som är lösbart förbunden med aeorsolsprayanordningen och som är försedd med ett värmeelement, som sträcker sig i en hylsa och befinner sig i beröring med denna, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att _ hyïsan är utformad som en värmeväxlarhylsa (104), vilken sträcker sig i en uppvärmningskammare (12), som vid änden av strömningsvägen är anord- nad efter förångningskanmaren (12), att värmeväxlarhylsan (104) är iso- lerad genteot uppvärmningskammarens (12) hölje, att uppvärmningskamma- ren (12) uppvisar ett vätskeuppsamlingstråg (20) för uppsanfling av kon- dens från aerosolen, in i vilket tråg sträcker sig värmeväxlarhylsan (104).

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e C k n a d d ä r a v, att hylsan (104) är rörformig och sträcker sig genom uppsam- lingstråget (20), under det att värmeelementet (50) är cylindriskt.

3. Anordnig enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att uppvärmningsanordningen (10) uppvisar ett kopplingsorgan (52), som är anordnat att lösbart säker förbinda uppvärmningsanordningen (10) med förångaren (ll).

4. Anordning enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kopplingsorganet (52) uppvisar en säkerhetsanordning (51), vilken täcker värmeelementet (50) och vilken består av en vid för- ångningsanordningen (11) anbragt och i verksam förbindelse med förâng- ningsanordningen (11) rörlig spärrklinka för att förbinda uppvärmnings- anordningen (10) med förångaren (11).