UA127102U

UA127102U - ULTRASONIC LIQUID SPRAYER

Info

Publication number: UA127102U
Application number: UAU201802916U
Authority: UA
Inventors: Микола Федорович Терещенко; Оксана Володимирівна Руцька; Микола Вікторович Чухраєв
Original assignee: Микола Федорович Терещенко; Оксана Володимирівна Руцька; Микола Вікторович Чухраєв
Priority date: 2018-03-22
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2018-07-10

Abstract

Ультразвуковий розпилювач рідини має акустичний лінійно-ступінчастий концентратор з аксіальним вихідним каналом в його ступені з меншим діаметром і п'єзоперетворювач, приєднаний до торця його ступеня з більшим діаметром, в якому виконані капілярні вхідні отвори, а сам розпилювач розміщений на дні посудини з рідиною. Ступінь з більшим діаметром має фланець, зміщений відносно лінії нульових коливань. Капілярні вхідні отвори виконані в боковій стінці між фланцем і лінією нульових коливань. Розпилювач закріплений на дні посудини з рідиною за фланець так, що утворює непроникну перегородку між рідиною в посудині для рідини і п'єзоперетворювачем. Розпилювач рідини має сопло, датчик температури та блок керування. На менший діаметр концентратора вставлене сопло, в якому знаходиться датчик температури, що під'єднаний до блока керування, з'єднаного з генератором ультразвукових коливань.The ultrasonic atomizer of liquid has an acoustic linear-stepped concentrator with an axial output channel in its degree with a smaller diameter and a piezoelectric transducer connected to the end of its degree with a larger diameter, in which the capillary inlets are made, and the atomizer is placed on the bottom. The larger diameter stage has a flange offset relative to the zero oscillation line. The capillary inlets are made in the side wall between the flange and the zero line. The sprayer is fixed at the bottom of the vessel with liquid behind the flange so that it forms a impermeable partition between the liquid in the liquid vessel and the piezoelectric transducer. The liquid atomizer has a nozzle, a temperature sensor and a control unit. A smaller nozzle diameter is fitted with a nozzle housing a temperature sensor connected to a control unit connected to an ultrasonic oscillator.

Description

Корисна модель належить до ультразвукових розпилювачів рідин, зокрема до аерозольних інгаляторів, призначений для створення дрібнодисперсних аерозолів маслянистих, рідких та газоподібних лікарських препаратів, що використовуються при проведенні індивідуальних інгаляцій з метою лікування і профілактики захворювань дихальних шляхів і легень.The useful model belongs to ultrasonic nebulizers of liquids, in particular to aerosol inhalers, intended for the creation of finely dispersed aerosols of oily, liquid and gaseous medicinal products, which are used during individual inhalations for the treatment and prevention of diseases of the respiratory tract and lungs.

Відомий найбільш близький за функціональною та технічною суттю ультразвуковий розпилювач рідини |Деклараційний патент на винахід України Мо 52894, МПК ВО5В 17/06, АбІМ 11/00, Ультразвуковий розпилювач рідини, опубл. в бюл. Мо 1, 15.01.2003), що складається з акустичного лінійно-ступінчастого концентратора з аксіальним вихідним каналом в його ступені з меншим діаметром і п'єзоперетворювачем, приєднаним до торця його ступеня з більшим діаметром, в якому виконані капілярні вхідні отвори, а сам розпилювач розміщений на дні посудини з рідиною, при цьому ступінь з більшим діаметром має фланець, зміщений відносно лінії нульових коливань, а капілярні вхідні отвори виконані в боковій стінці між фланцем і лінією нульових коливань, при цьому розпилювач закріплений на дні посудини з рідиною за фланець так, що утворює непроникну перегородку між рідиною в посудині для рідини і п'єзоперетворювачем.The known ultrasonic liquid atomizer, which is closest in terms of functionality and technical essence | Declaration patent for invention of Ukraine Mo 52894, МПК ВО5В 17/06, AbIM 11/00, Ultrasonic liquid atomizer, publ. in Bull. Mo 1, 15.01.2003), consisting of an acoustic linear stage concentrator with an axial output channel in its stage with a smaller diameter and a piezo transducer attached to the end of its stage with a larger diameter, in which capillary inlets are made, and the atomizer itself placed on the bottom of the liquid vessel, with the larger diameter stage having a flange offset relative to the zero oscillation line, and the capillary inlets being made in the side wall between the flange and the zero oscillation line, with the atomizer secured to the bottom of the liquid vessel by the flange so that which forms an impermeable partition between the liquid in the liquid vessel and the piezo transducer.

Недоліком такого пристрою є недостатність контролю за температурою вихідного повітряного потоку з розпилювача, що може зашкодити пацієнту.The disadvantage of such a device is the lack of control over the temperature of the output air flow from the nebulizer, which can harm the patient.

Задачею корисної моделі є розширення функціональних можливостей, шляхом забезпечення безпечних температурних умов проведення інгаляцій та підвищення ефективності інгаляційної терапії.The task of a useful model is to expand functional capabilities by ensuring safe temperature conditions for inhalation and increasing the effectiveness of inhalation therapy.

Поставлена задача вирішується тим, що Ультразвуковий розпилювач рідини, що містить акустичний лінійно-ступінчастий концентратор з аксіальним вихідним каналом в його ступені з меншим діаметром і п'єзоперетворювач, приєднаний до торця його ступеня з більшим діаметром, в якому виконані капілярні вхідні отвори, а сам розпилювач розміщений на дні посудини з рідиною, при цьому ступінь з більшим діаметром має фланець, зміщений відносно лінії нульових коливань, а капілярні вхідні отвори виконані в боковій стінці між фланцем і лінією нульових коливань, при цьому розпилювач закріплений на дні посудини з рідиною за фланець так, що утворює непроникну перегородку між рідиною в посудині для рідини і п'єзоперетворювачем, згідно з корисною моделлю, додатково має сопло, датчик температури таThe problem is solved by the fact that an ultrasonic liquid atomizer containing an acoustic linear-stepped concentrator with an axial output channel in its stage with a smaller diameter and a piezo transducer attached to the end of its stage with a larger diameter, in which capillary inlets are made, and itself the atomizer is placed on the bottom of the liquid vessel, while the stage with a larger diameter has a flange offset relative to the zero oscillation line, and the capillary inlets are made in the side wall between the flange and the zero oscillation line, while the atomizer is fixed on the bottom of the liquid vessel by the flange so , which forms an impermeable partition between the liquid in the liquid vessel and the piezo transducer, according to the utility model, additionally has a nozzle, a temperature sensor and

Зо блок керування, причому на менший діаметр концентратора вставлене сопло, в якому знаходиться датчик температури, що під'єднаний до блока керування, з'єднаного з генератором ультразвукових коливань.From the control unit, and on the smaller diameter of the concentrator, a nozzle is inserted, in which there is a temperature sensor connected to the control unit connected to the generator of ultrasonic vibrations.

На кресленні зображена конструктивна схема запропонованого ультразвукового розпилювача рідин. Ультразвуковий розпилювач рідин містить акустичний лінійно-ступінчастий концентратор 1 з аксіальним вхідним каналом 2 в його ступені З з меншим діаметром і приєднаний з допомогою накладки 4 до торця його ступені 5 з більшим діаметром п'єзоперетворювач, що складається із двох п'єзошайб 6. Акустичний концентратор 1 має фланець 7, виконаний в його ступені 5 з більшим діаметром і зміщеним на величину 5 відносно лінії нульових коливань, що знаходиться в місці переходу товстого ступеня 5 в тонкий ступінь 3.The drawing shows the structural scheme of the proposed ultrasonic atomizer of liquids. The ultrasonic atomizer of liquids contains an acoustic linear-staged concentrator 1 with an axial inlet channel 2 in its stage C with a smaller diameter and connected with the help of a pad 4 to the end of its stage 5 with a larger diameter, a piezo transducer consisting of two piezo washers 6. Acoustic the hub 1 has a flange 7 made in its stage 5 with a larger diameter and shifted by a value of 5 relative to the line of zero oscillations, which is located at the transition point of the thick stage 5 into the thin stage 3.

Капілярні вхідні отвори 8 для рідини виконані в боковій стінці ступеня 5 більшого діаметра між лінією нульових коливань і фланцем 7. В залежності від технічних і технологічних вимог їх може бути один і більше, гідравлічно вони з'єднані з аксіальним вихідним каналом 2. Ступінь З з меншим діаметром закінчується розпилювальною головкою 9, що має трохи більший діаметр.Capillary inlets 8 for liquid are made in the side wall of stage 5 of a larger diameter between the line of zero oscillations and flange 7. Depending on the technical and technological requirements, there may be one or more of them, they are hydraulically connected to the axial outlet channel 2. Stage C with with a smaller diameter ends with a spray head 9, which has a slightly larger diameter.

Розпилювач закріплений за фланець 7 в корпусі 10 через гумове ущільнення 11 з допомогою гайки 12. В результаті утворюється посудина для рідини 13 із фланцем 7 як дно посудини і непроникної перегородки між рідиною і п'єзоперетворювачем (між рідинно-дисперсною фазою і корпусом 10). На верхню частину корпуса 10 насаджений мундштук 14 з отворами 15 для притоку повітря. Електроди п'єзошайб б п'єзоперетворювача електрично з'єднані з виходом генератора 16 ультразвукових коливань. Після заливки рідини 13 в посудину вона затече через вхідні капілярні отвори 8 і підніметься у вихідному каналі 2 до загального рівня (по закону сполучених посудин). На виході мундштука загвинчується сопло 17, яке водночас направляє потік розпилюючої рідини з аксіального вихідного каналу 2 і має нішу, в якій розміщений датчик температури 18, який підключений до блока керування 19. Блок керування 19 з'єднаний з генератором ультразвукових коливань 16).The atomizer is fixed to the flange 7 in the housing 10 through a rubber seal 11 with the help of a nut 12. As a result, a liquid vessel 13 is formed with the flange 7 as the bottom of the vessel and an impermeable partition between the liquid and the piezo transducer (between the liquid-dispersed phase and the housing 10). A mouthpiece 14 with holes 15 for air inflow is mounted on the upper part of the housing 10. The electrodes of the piezo washers of the piezo transducer are electrically connected to the output of the generator 16 of ultrasonic oscillations. After pouring the liquid 13 into the vessel, it will flow through the inlet capillary holes 8 and rise in the outlet channel 2 to the general level (according to the law of connected vessels). At the outlet of the mouthpiece, a nozzle 17 is screwed, which at the same time directs the flow of spray liquid from the axial outlet channel 2 and has a niche in which the temperature sensor 18 is placed, which is connected to the control unit 19. The control unit 19 is connected to the generator of ultrasonic vibrations 16).

Працює ультразвуковий розпилювач рідин наступним чином. При подачі напруги від генератора 16 на п'єзошайби 6 п'єзоперетворювача, останній, починає вібрувати, збуджуючи поздовжні механічні ультразвукові високочастотні коливання в акустичному концентраторі 1, в кінці ступеня 3, де має місце зростання амплітуди коливань і концентрація звукової енергії на розпилювальній головці 9. Одночасно в зв'язку з тим, що фланець 7 знаходиться на ділянці бо коливань акустичного концентратора 1 (на лінії не нульових амплітуд), то він також починає вібрувати з певною амплітудою в гумовому ущільненні 11. Якщо ж його зробити тонким (мембранного типу) і жорстко закріпити в корпус 10, то акустичний концентратор 1 з капілярними вхідними отворами 8 також буде вібрувати по лінії А пружно деформуючи фланець 7 як мембрану. В результаті ці ультразвукові коливання передаються в рідину 13 і остання під дією ультразвукового капілярного ефекту по капілярним вхідним отворам 8 і вихідному каналу 2 піднімається вгору на кінець ступеня З меншого діаметра, тобто проходить підсмоктування рідини. Коли рідина попадає на поверхню розпилювальної головки 9, де амплітуда поздовжніх коливань збільшена в багато разів в порівнянні зі ступенем 5, то розпадається на множину дрібнодисперсних частинок, тобто вона розпилюється. При втягуванні повітря через сопло 17, що вкручене на мундштук 14 (вдихові) воно засмоктується через отвори 15, із атмосфери по дорозі захоплюючи дрібнодисперсні частинки рідини. Так формується вихідна аерозоль. Ті ж частинки, що не виносяться назовні через сопло 17 і вихідний отвір мундштука 14, конденсуються на його стінках і стікають знову в посудину для рідини 13. На виході з розпилювача аерозоль протікає через сопло 17, загвинчене на мундштуку 14, і датчик температури 18. Температурний датчик вимірює значення температури лікувального аерозолю і при відхиленні від норми, з датчика температури 18 сигнал передається на блок керування 19, який виключає генератор ультразвукових коливань 16.The ultrasonic atomizer of liquids works as follows. When applying voltage from the generator 16 to the piezo washers 6 of the piezo transducer, the latter begins to vibrate, exciting longitudinal mechanical ultrasonic high-frequency oscillations in the acoustic concentrator 1, at the end of stage 3, where the amplitude of oscillations increases and the concentration of sound energy on the spray head 9 takes place At the same time, due to the fact that the flange 7 is located in the area of oscillations of the acoustic concentrator 1 (on the line of non-zero amplitudes), it also begins to vibrate with a certain amplitude in the rubber seal 11. If it is made thin (membrane type) and rigidly fixed in the body 10, then the acoustic concentrator 1 with capillary inlets 8 will also vibrate along the line A elastically deforming the flange 7 as a membrane. As a result, these ultrasonic oscillations are transmitted to the liquid 13, and the latter, under the action of the ultrasonic capillary effect, through the capillary inlets 8 and the outlet channel 2, rises up to the end of the stage C of a smaller diameter, that is, the liquid is sucked up. When the liquid hits the surface of the spray head 9, where the amplitude of longitudinal oscillations is increased many times compared to step 5, it breaks up into a set of finely dispersed particles, that is, it is sprayed. When air is drawn in through the nozzle 17, which is screwed onto the mouthpiece 14 (inhalation), it is sucked in through the holes 15, capturing fine liquid particles from the atmosphere along the way. This is how the initial aerosol is formed. The same particles that are not carried out through the nozzle 17 and the outlet of the mouthpiece 14 condense on its walls and flow back into the liquid vessel 13. At the exit from the atomizer, the aerosol flows through the nozzle 17, screwed onto the mouthpiece 14, and the temperature sensor 18. The temperature sensor measures the temperature of the medical aerosol and when it deviates from the norm, the signal from the temperature sensor 18 is transmitted to the control unit 19, which turns off the generator of ultrasonic vibrations 16.

Таким чином, запропонований ультразвуковий розпилювач рідин виконує не тільки контроль температури вихідної інгаляційної суміші, а і забезпечує безпечні умови сприймання інгаляційного потоку, при достатньо холодних чи перегрітих потоках інгаляцій проходить відключення генератора ультразвукових коливань та припинення інгаляційної процедури, що забезпечує оптимальну ефективність введення лікувальних доз до глибинних частин дихальної системи людини, чим і вирішує поставлену задачу.Thus, the proposed ultrasonic atomizer of liquids not only controls the temperature of the initial inhalation mixture, but also provides safe conditions for perceiving the inhalation flow, when the inhalation flow is sufficiently cold or overheated, the ultrasonic oscillation generator is turned off and the inhalation procedure is stopped, which ensures the optimal efficiency of the administration of therapeutic doses to deep parts of the human respiratory system, which solves the task.

Ультразвуковий розпилювач рідин може бути використане в медичному приладобудуванні, при розробці та конструюванні інгаляторів масляних, рідинних та газоподібних лікарських засобів, як в медичних закладах так і в домашніх умовах.The ultrasonic nebulizer of liquids can be used in medical device construction, in the development and construction of inhalers for oil, liquid and gaseous medicines, both in medical institutions and at home.

Claims

UTILITY MODEL FORMULA zo An ultrasonic liquid nebulizer comprising an acoustic linear-stepped concentrator with an axial outlet channel in its smaller diameter stage and a piezo transducer attached to the end of its larger diameter stage, in which the capillary inlets are made, and the nebulizer itself is placed on the bottom of the liquid vessel, with the larger diameter stage having a flange offset relative to the zero oscillation line, and the capillary inlets being made in the side wall between the flange and the zero oscillation line, with the atomizer fixed to the bottom of the liquid vessel by the flange so that forms an impermeable partition between the liquid in the liquid vessel and the piezo transducer, which is distinguished by having a nozzle, a temperature sensor and a control unit, and a nozzle containing a temperature sensor connected to the control unit is inserted into the smaller diameter of the hub, connected to the generator of ultrasonic vibrations. и, ше ц и | ge A, Koch M rda scha 00 KomputernaverstkaG.

Payalnikovo (00000000 Ministry of Economic Development and Trade of Ukraine, st.

M.

Hrushevsky, 12/2, m.

Kyiv, 01008, Ukraine SE "Ukrainian Institute of Industrial Property", str.

Glazunova, 1, m.

Kyiv - 42, 01601