RU2149030C1

RU2149030C1 - Aerosol inhaler

Info

Publication number: RU2149030C1
Application number: RU99120728/14A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Лютов
Original assignee: Зао "Вниимп-Вита"
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2000-05-20

Abstract

FIELD: medical engineering, particularly, devices for performance of inhaling procedures. SUBSTANCE: inhaler has compressed gas source, heater with electric heating element, vessel for water and thermorelay, temperature regulator, aerosol supply control system, and sprayer with double end piece. Source of compressed gas is coupled pneumatically to heated and through aerosol supply control system to sprayer. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для проведения ингаляционных процедур. The invention relates to medical equipment, namely to devices for inhalation procedures.

Известен аэрозольный ингалятор (см. Авт. свид. СССР N 1321422, кл. A 61 M 11/00), содержащий источник сжатого газа, систему управления подачей аэрозоля и распылитель с форсункой и нагревателем. Настоящий ингалятор предназначен для проведения ингаляционной терапии. Known aerosol inhaler (see Aut. Certificate. USSR N 1321422, class A 61 M 11/00), containing a source of compressed gas, an aerosol control system and a spray with a nozzle and a heater. This inhaler is intended for inhalation therapy.

Недостатками данного ингалятора являются отсутствие регулировки температуры аэрозоля и опасность поражения пациента электрическим током из-за сочетания в единой конструкции распылителя и электрического нагревателя. The disadvantages of this inhaler are the lack of regulation of the temperature of the aerosol and the risk of electric shock due to the combination of a nebulizer and an electric heater in a single design.

Известен также генератор электроаэрозолей (Авт. свид. СССР N 1296172, кл. A 61 M 11/00), содержащий распылитель с форсункой, нагреватель с термореле, резервуаром для воды и форсункой с газовыми и жидкостными каналами, индуцирующий электрод и регулятор температуры, выполненный в виде двух дисков с входным и выходным отверстиями, причем последнее сообщается с полостью, образованной корпусом нагревателя и наружной поверхностью нагревательного элемента, а также с полостью распылителя. Also known is a generator of electroaerosols (Aut. Certificate. USSR N 1296172, class A 61 M 11/00), comprising a nozzle with a nozzle, a heater with a thermal switch, a water tank and a nozzle with gas and liquid channels, an induction electrode and a temperature controller, made in the form of two disks with inlet and outlet openings, the latter communicating with the cavity formed by the heater body and the outer surface of the heating element, as well as with the cavity of the atomizer.

В данном устройстве нагреватель также конструктивно сочленен с распылителем, что повышает опасность поражения пациента электрическим током и значительно усложняет конструкцию распылителя, затрудняя тем самым его разборку для стерилизации. In this device, the heater is also structurally coupled to the nebulizer, which increases the risk of electric shock to the patient and greatly complicates the nebulizer design, making it difficult to disassemble for sterilization.

Кроме того, в указанном изобретении регулировка температуры аэрозоля малоэффективна, так как производится за счет регулировки количества вдыхаемого газа (воздуха), проходящего около наружной поверхности нагревательного элемента, в то время как основной нагрев производится паром, теплоемкость которого многократно превышает теплоемкость воздуха. In addition, in the specified invention, adjusting the temperature of the aerosol is ineffective, as it is done by adjusting the amount of inhaled gas (air) passing near the outer surface of the heating element, while the main heating is carried out by steam, the heat capacity of which is many times higher than the heat capacity of air.

Данное изобретение решает задачу эффективного подогрева и регулировки температуры аэрозоля и обеспечение безопасности пациента. This invention solves the problem of efficiently heating and adjusting the temperature of the aerosol and ensuring patient safety.

Решение поставленной задачи достигается тем, что аэрозольный ингалятор содержит источник сжатого газа, нагреватель с электрическим нагревательным элементом, сосудом для воды и термореле, регулятор температуры, систему управления подачей аэрозоля и распылитель с форсункой и двойным наконечником, при этом выход источника сжатого газа пневматически связан с нагревателем и через систему управления с подачей аэрозоля - с форсункой распылителя, и отличается тем, что нагреватель выполнен в виде двух полых коаксиальных цилиндров: внутреннего, с закрытым передним и открытым задним торцами, внутрь которого вставлен электрический нагревательный элемент, и внешнего, закрытого передней и задней стенками и имеющего тепловой контакт с термореле, при этом нагреватель снабжен двумя форсунками с газовыми и жидкостными каналами и расположенными симметрично на передней стенке вдоль оси цилиндров на расстоянии, равном или большем наружному диаметру внутреннего цилиндра, и направленными навстречу его закрытому торцу, а жидкостные каналы объединены в один, который гидравлически соединен с сосудом для воды и через жиклер - с внешним цилиндром, имеющим также отверстие для выхода пара, сообщающееся гибкими трубками с двойным наконечником распылителя и с регулятором температуры, выполненным в виде ступенчатого переключателя со входом и выходом, причем выход регулятора гидравлически связан с сосудом для воды. The solution to this problem is achieved by the fact that the aerosol inhaler contains a source of compressed gas, a heater with an electric heating element, a vessel for water and a thermal relay, a temperature regulator, an aerosol supply control system and a spray with a nozzle and a double tip, while the output of the compressed gas source is pneumatically connected to the heater and through the control system with an aerosol supply - with a spray nozzle, and differs in that the heater is made in the form of two hollow coaxial cylinders: internal , with a closed front and open rear ends, inside which an electric heating element is inserted, and an external, closed front and rear walls and having thermal contact with the thermal relay, while the heater is equipped with two nozzles with gas and liquid channels and located symmetrically on the front wall along the axis cylinders at a distance equal to or greater than the outer diameter of the inner cylinder, and directed towards its closed end, and the liquid channels are combined into one that is hydraulically connected n with a vessel for water and through a nozzle - with an external cylinder also having an outlet for steam output, communicating with flexible tubes with a double tip of the atomizer and with a temperature controller, made in the form of a step switch with input and output, and the controller output is hydraulically connected to the vessel for water.

Таким образом, сущность настоящего изобретения заключается в том, что благодаря конструктивным усовершенствованиям решается задача эффективного подогрева аэрозоля и регулировки его температуры за счет изменения количества нагретого пара, попадающего в распылитель по гибкой трубке, полностью отделив таким образом рабочую часть ингалятора (распылитель) от токонесущих частей ингалятора, тем самым повышая безопасность пациента и упрощая конструкцию распылителя, позволяя обеспечивать его полную стерилизацию. Thus, the essence of the present invention lies in the fact that, thanks to structural improvements, the problem of efficiently heating the aerosol and adjusting its temperature by changing the amount of heated steam entering the atomizer through a flexible tube is solved, thus completely separating the working part of the inhaler (atomizer) from the current-carrying parts inhaler, thereby increasing patient safety and simplifying the design of the nebulizer, allowing for its full sterilization.

Изложенная сущность изобретения поясняется конкретным примером выполнения аэрозольного ингалятора и чертежом, на котором представлена схема ингалятора. The essence of the invention is illustrated by a specific example of the aerosol inhaler and the drawing, which shows a diagram of the inhaler.

Аэрозольный ингалятор содержит источник сжатого газа (компрессор) 1, нагреватель 2 с электрическим нагревательным элементом 3, сосудом для воды 4 и термореле 5, регулятор температуры 6, систему управления подачей аэрозоля 7 и распылитель 8 - с форсункой 9 и двойным наконечником 10, при этом источник сжатого газа 1 пневматически связан с нагревателем 2 и через систему управления подачей аэрозоля 7 - с форсункой 9 распылителя 8. The aerosol inhaler contains a source of compressed gas (compressor) 1, a heater 2 with an electric heating element 3, a vessel for water 4 and a thermal relay 5, a temperature regulator 6, an aerosol supply control system 7, and an atomizer 8 with a nozzle 9 and a double tip 10, while the source of compressed gas 1 is pneumatically connected to the heater 2 and through the aerosol supply control system 7 to the nozzle 9 of the atomizer 8.

Нагреватель 2 выполнен в виде двух коаксиальных цилиндров: внутреннего 11, с закрытым передним 12 и открытым задним 13 торцем, внутрь которого вставлен электрический нагревательный элемент 3, и внешнего 14, закрытого передней 15 и задней 16 стенками и имеющего тепловой контакт с термореле 5, при этом нагреватель 2 снабжен двумя форсунками 17 с газовыми 18 и жидкостными каналами и расположенными симметрично на передней стенке вдоль оси цилиндров 11 и 14 на расстоянии, равном (или большем) наружному диаметру внутреннего цилиндра 11, и направленными навстречу его закрытому торцу 12, а жидкостные каналы 19 объединены в один 20, который гидравлически соединен с сосудом 4 для воды и, через жиклер 21 диаметром 0,4 - 0,8 мм, с внешним цилиндром 14, имеющим также отверстие 22 для выхода пара, сообщающееся гибкими трубками 23 и 24 с двойным наконечником 10 распылителя 8 и с регулятором температуры 6, выполненным в виде ступенчатого переключателя со входом 25 и выходом 26 и имеющим несколько значений гидравлического сопротивления - от полностью закрытого 27, одного или нескольких промежуточных 28 до полностью открытого 29, причем выход 26 регулятора 6 гидравлически связан с сосудом 4 для воды. The heater 2 is made in the form of two coaxial cylinders: an internal 11, with a closed front 12 and an open rear 13 end, into which an electric heating element 3 is inserted, and an external 14, closed front 15 and rear 16 walls and having thermal contact with the thermal relay 5, when this heater 2 is equipped with two nozzles 17 with gas 18 and liquid channels and located symmetrically on the front wall along the axis of the cylinders 11 and 14 at a distance equal to (or greater) the outer diameter of the inner cylinder 11, and directed towards I fly it to the closed end 12, and the liquid channels 19 are combined into one 20, which is hydraulically connected to the vessel 4 for water and, through a nozzle 21 with a diameter of 0.4 - 0.8 mm, with an external cylinder 14, which also has an opening 22 for steam exit communicating with flexible tubes 23 and 24 with a double tip 10 of the atomizer 8 and with a temperature controller 6, made in the form of a step switch with input 25 and output 26 and having several values of hydraulic resistance - from fully closed 27, one or more intermediate 28 to fully open 29, the controller output June 26 is hydraulically connected to the vessel 4 for water.

Источник сжатого газа (компрессор) 1 служит для подачи сжатого газа на форсунки 17 нагревателя 2 и форсунку 9 распылителя 8. A source of compressed gas (compressor) 1 serves to supply compressed gas to the nozzles 17 of the heater 2 and the nozzle 9 of the atomizer 8.

Нагреватель 2 предназначен для получения насыщенного нагретого водяного пара и подачи его в двойной наконечник 10 распылителя 8, где он смешивается с аэрозолем лекарственного вещества и поступает к пациенту. Он представляет собой два коаксиальных металлических цилиндра, образующих замкнутую камеру, в которую подается вода, из сосуда 4 через форсунки 17, в виде аэрозоля. Жидкостные каналы 19 форсунок 17 объединены и сообщаются через отверстие 21 (диаметр 0,4-0,8 мм) с внутренней полостью внешнего цилиндра 14 (для слива конденсата) и посредством линии 20 с сосудом для жидкости. Во внутренний цилиндр вставлен нагревательный элемент, который через термореле 5 (см. например ТНЭ-220) соединен с электрической сетью. Аэрозоль воды, попадая в полость нагревателя и на его внутренние стенки, интенсивно испаряется, образуя насыщенный водяной пар с температурой около 80^oC, который поступает на распылитель 8 и на вход 25 терморегулятора 6.Heater 2 is designed to produce saturated heated water vapor and supply it to the double tip 10 of the nebulizer 8, where it is mixed with an aerosol of a drug substance and delivered to the patient. It consists of two coaxial metal cylinders, forming a closed chamber into which water is supplied from the vessel 4 through nozzles 17, in the form of an aerosol. The liquid channels 19 of the nozzles 17 are combined and communicate through an opening 21 (diameter 0.4-0.8 mm) with the inner cavity of the outer cylinder 14 (for condensate drainage) and through line 20 with a liquid vessel. A heating element is inserted into the inner cylinder, which is connected to the electrical network through a thermal relay 5 (see, for example, TNE-220). An aerosol of water, falling into the cavity of the heater and on its internal walls, intensively evaporates, forming saturated water vapor with a temperature of about 80 ^o C, which enters the atomizer 8 and the input 25 of the temperature controller 6.

Регулятор температуры 6 предназначен для регулировки температуры аэрозоля и представляет собой либо клавишный гидропереключатель (см. например Клавиатуру АФИН.468314.010), либо пробковый кран со своими значениями гидравлического сопротивления на каждой клавише, или на каждой позиции крана (см. например Регулятор температуры АФИН.469141.001). С выхода 26 терморегулятора пар поступает в сосуд 4 для жидкости, где конденсируется. Таким образом при изменении потока пара через терморегулятор количество пара, поступающее в распылитель, меняется в обратной пропорции. The temperature controller 6 is designed to adjust the temperature of the aerosol and is either a hydraulic key switch (see, for example, AFIN.468314.010 Keyboard), or a plug valve with its own hydraulic resistance values on each key, or at each valve position (see, for example, AFIN.469141.001 temperature controller ) From the output 26 of the temperature regulator, steam enters the vessel 4 for the liquid, where it condenses. Thus, when the steam flow through the thermostat changes, the amount of steam entering the atomizer changes in inverse proportion.

Система управления подачей аэрозоля 7 служит для подачи воздуха на форсунку 9 во время вдоха пациента и может представлять собой либо пневматический клапан, управляемый вручную (см. например Кнопка АФИН.941584.002), либо устройство типа легочного автомата, включающееся при попытке вдоха пациента (см. например Легочный автомат АФИН. 306242.005). The control system for the supply of aerosol 7 serves to supply air to the nozzle 9 during the inhalation of the patient and can be either a manually controlled pneumatic valve (see, for example, Button AFIN.941584.002) or a device such as a pulmonary machine that switches on when the patient is inhaled (see for example, a lung machine AFIN. 306242.005).

Распылитель 8 предназначен для создания воздушно-паро-аэрозольной смеси, посредством которой осуществляется ингаляция, и представляет собой полый корпус, к которому крепятся форсунки 9, предназначенная для распыливания медикаментозной жидкости, залитой в распылитель, и наконечник 10, предназначенный для смешивания аэрозоля с паром и воздухом, а также для сбора конденсата пара и осевшего аэрозоля. The atomizer 8 is designed to create an air-vapor-aerosol mixture through which inhalation is performed, and is a hollow body to which nozzles 9 are mounted, intended for spraying medicament liquid poured into the atomizer, and tip 10, designed to mix the aerosol with steam and air, as well as to collect condensate of vapor and settled aerosol.

Аэрозольный ингалятор работает следующим образом. Aerosol inhaler works as follows.

Ингалятор подключается к электрической сети. Поток сжатого газа (воздуха) от источника сжатого газа (компрессора) 1 поступает на систему управления подачей аэрозоля 7, через которую, при вдохе пациента, подается на форсунку 9 распылителя 8. Образующийся аэрозоль поступает в наконечник 10, а из него - пациенту. The inhaler is connected to the electrical network. The stream of compressed gas (air) from the source of compressed gas (compressor) 1 enters the aerosol control system 7, through which, when the patient is inhaled, it is supplied to the nozzle 9 of the atomizer 8. The resulting aerosol enters the tip 10, and from it to the patient.

Одновременно сжатый газ поступает в газовые каналы 18 форсунок 17, в жидкостных каналах 19 которых образуется разрежение, при помощи которого образуется разрежение в линии 20 и вода из сосуда 4 поступает в форсунки, оттуда в виде аэрозоля попадает во внутреннюю полость нагревателя и на ее стенки. При этом образуется нагретый водяной пар, который поступает на вход регулятора температуры и в двойной наконечник 10 распылителя, где смешивается с медикаментозными аэрозолями и нагревает их. At the same time, compressed gas enters the gas channels 18 of the nozzles 17, in the liquid channels 19 of which a vacuum is formed, by means of which a vacuum is formed in the line 20 and water from the vessel 4 enters the nozzles, from there it enters into the internal cavity of the heater and its walls in the form of an aerosol. In this case, heated water vapor is formed, which enters the temperature controller inlet and into the double tip of the nebulizer 10, where it mixes with drug aerosols and heats them.

Образующийся во внутренней полости конденсат (во избежание ее полного заполнения жидкостью) через отверстие 21 попадает в трубку 20 и снова превращается в аэрозоль воды. Condensate formed in the inner cavity (to prevent it from being completely filled with liquid) through the opening 21 enters the tube 20 and again turns into an aerosol of water.

Для уменьшения температуры аэрозоля регулятор температуры переводится в положение, близкое к открытому или полностью открытое. При этом часть пара из нагревателя поступает в сосуд 4, где конденсируется и в виде воды вновь поступает на форсунки 17, а количество пара, поступающее в наконечник 10, уменьшается и температура аэрозоля уменьшается. При переключении регулятора температуры в обратное положение количество пара, попадающего в наконечник, увеличивается и температура аэрозоля возрастает. Причем за счет быстрого изменения количества уже нагретого теплоносителя (пара), изменение температуры аэрозоля происходит практически мгновенно. To reduce the temperature of the aerosol, the temperature controller is moved to a position close to open or completely open. In this case, part of the steam from the heater enters the vessel 4, where it condenses and again enters the nozzles 17 in the form of water, and the amount of steam entering the tip 10 decreases and the temperature of the aerosol decreases. When the temperature controller is switched to the opposite position, the amount of steam entering the tip increases and the temperature of the aerosol increases. Moreover, due to the rapid change in the amount of already heated coolant (steam), the change in aerosol temperature occurs almost instantly.

Таким образом, заявленный аэрозольный ингалятор, по сравнению с устройствами аналогичного назначения (Авт.свид. СССР N 1321422 и авт.свид. СССР N 1296172), отличается повышенной безопасностью и более эффективной регулировкой температуры аэрозоля. Thus, the claimed aerosol inhaler, in comparison with devices of a similar purpose (Autosvid. USSR N 1321422 and autosvid. USSR N 1296172), is characterized by increased safety and more efficient adjustment of the temperature of the aerosol.

Claims

An aerosol inhaler containing a source of compressed gas, a heater with an electric heating element, a vessel for water and a thermal relay, a temperature controller, an aerosol supply control system and a spray with a nozzle and a double tip, while the output of the compressed gas source is pneumatically connected to the heater and through the supply control system aerosol - with a spray nozzle, characterized in that the heater is made in the form of two hollow coaxial cylinders: internal, with closed front and open rear ends, inside which an electric heating element is inserted, and an external one, closed by the front and rear walls and having thermal contact with the thermal relay, while the heater is equipped with two nozzles with gas and liquid channels and located symmetrically on the front wall along the axis of the cylinders at a distance equal to or greater than the outer diameter of the inner cylinder, and directed towards its closed end, and the liquid channels are combined into one, which is hydraulically connected to the water vessel and through the nozzle to the external cylinder, also having a steam outlet, communicating with flexible tubes with a double tip of the atomizer and with a temperature controller, made in the form of a step switch with input and output, and the controller output is hydraulically connected to the water vessel.