DE2843756A1

DE2843756A1 - Vorrichtung zum erzeugen eines aerosols

Info

Publication number: DE2843756A1
Application number: DE19782843756
Authority: DE
Inventors: Guenter Hense
Original assignee: Hense & Co GmbH
Current assignee: Hense & Co GmbH
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2843756B2; US4299784A; DE2843756C3

Description

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DR. E. WIEGAND DlPL-iNtS. W. WlfeMANN

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W. 43 227/78 Zi/RS 6. Oktober 1978

Hense GmbH & Co. 4353 Oer-Erkenschwick

Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mit einer eine Flüssigkeit zerstäubenden und das Aerosol abgebenden Verneblungskammer und einem von einem Motor angetriebenen, in einem Gehäuse untergebrachten Lüfterrad, welches Luft über ein Bakterienfilter ansaugt und die angesaugte Luft der Verneblungskammer zuführt.

Ein Aerosol ist ein Gas, insbesondere Luft, das feste oder flüssige Schwebstoffe in feinstverteilter Form enthält. Aerosole aus Wasser und wäßrigen Lösungen mit Tröpfchengrößen von 1 bis 5/um werden häufig in der Medizin verwendet, wobei den wäßrigen Lösungen zur Herstellung des Aerosols wasserlösliche Medikamente zugegeben werden können. Die in der Medizin verwendeten Aerosole aus Wasser und wäßrigen Lösungen dienen unter anderem zur Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in Operationsräumen und Intensivstationen und zur Befeuchtung des Atmungstraktes von Patienten. Es ist hierbei wesentlich, daß die Aerosole keimfrei sind, um eventuelle Infektionen zu vermeiden. Keimfreie Aerosole lassen sich jedoch nur mit Vorrichtungen erzielen, die selbst keimfrei arbeiten.

Eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung eines Aerosols für medizinische Zwecke (DE-OS 22 18 7o9) weist eine Verneblungskammer auf, in welcher eine zugeführte Flüssigkeit mittels eines Schwingungserzeugers zerstäubt wird. Ein von einem Motor angetriebenes Gebläse saugt über ein Bakterienfilter Luft an und führt die angesaugte Luft der Verneblungskammer über eine Verbindungsleitung zu. Die der Verneblungskammer zugeführte Luft vermischt sich mit den zerstäubten Flüssigkeitsteilchen und wird als Aerosol mittels eines Schlauches aus der Verneblungskammer abgeführt.

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Das Gebläse besteht aus einem Lüfterrad, das in einem abgetrennten Fach eines Gehäuses zur Aufnahme der übrigen Aggregate der bekannten Vorrichtung untergebracht ist. Das Lüfterrad ist über eine Welle mit einem Motor fest verbunden, der in einem eigenen, benachbarten Fach des Gehäuses angeordnet ist. Das Lüfterrad und der Motor bilden zusammen mit der die beiden benachbarten Kammern trennenden Wand eine in sich geschlossene untrennbare Einheit. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist das Lüfterrad nur zusammen mit dem Motor und der Trennwand aus dem Gehäuse zu entfernen.

Es ist gefunden worden, daß das in der Ansaugöffnung zum Lüfter angeordnete Bakterienfilter trotz regelmäßiger Reinigung und Auswechslung nicht verhindern kann, daß sich in dem Lüfterrad und in dem dieses umgebenden Raum Krankheitserreger ansammeln, die auf dem Weg über die Verneblungskammer in das Aerosol gelangen und eine Quelle von Infektionen ist.

Man hat versucht, ein weiteres Bakterienfilter am Austrittsende des aus der Verneblungskammer führenden Schlauches anzuordnen, um eine erhöhte bakteriologische Reinheit der Luft zu erzielen, die dem Zerstäuber zugeführt wird. Ein derartiges Filter am Austrittsende des das Aerosol abgebenden Schlauches absorbiert jedoch einen Teil der Flüssigkeitströpfchen und verringert damit den Feuchtigkeitsgehalt des Aerosols. Ferner schaffen die in diesem Filter absorbierten Flüssigkeitströpfchen, insbesondere bei einer Erwärmung des Aerosols eine die Krankheitserreger

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begünstigende Atmosphäre. Die Folge ist, daß das Filter am Austrittsende des das Aerosol abgebenden Schlauches in verhältnismäßig kurzen Zeitintervallen gereinigt oder ausgewechselt werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols, bei welcher die Gefahr der Infizierung der Zerstäuberluft auf ein Minimum herabgesetzt wird und eine einfache Sterilisierung der Lüfterkammer und des Lüfterrohres gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Lüfterrad in einer gesonderten Kammer untergebracht ist, welche die Form einer auswechselbaren Kassette hat, die in das Gehäuse einschiebbar ist, und daß das Lüfterrad über eine durch die geschlossene Kassettenwand hindurchwirkende Magnetkupplung mit dem Motor verbunden ist.

Die das Lüfterrad und die Lüfterkammer umfassende gebrauchte Kassette der Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich äußerst einfach vom übrigen Teil der Vorrichtung trennen und beispielsweise in einem Autoklaven unter feuchter Hitze bei etwa 134⁰C oder in einem Sterilisator unter trockener Hitze bei etwa 18o°C sterilisieren. Eine Beschädigung des Motors oder anderer Teile der Vorrichtung kann durch den Sterilisiervorgang nicht auftreten. Die sterilisierte Kassette wird wieder in den Führungsrahmen eingeschoben und arretiert. Die Kassette gemäß der Erfindung macht es möglich, daß die Einheit zur Abgabe der zur Herstellung des Aerosols erforderliche Luftmenge ohne Schwie-

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rigkeiten regelmäßig gesäubert und sterilisiert v/erden kann. Wenn für ein und die gleiche Vorrichtung verschiedene Kassetten zur Verfügung stehen, kann die Vorrichtung jederzeit mit ■einer sterilen Kassette versehen und ein steriles Aerosol hergestellt werden.

Die Magnetkupplung zwischen dem Lüfterrad und dem Motor macht einen Antrieb des Lüfterrades ohne die Verwendung von starren Wellen möglich, so daß jegliche mechanische Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und dem in der Kassette befindlichen Lüfterrad entfällt und die Kassette ohne Rücksicht auf den Antrieb in einfacher Weise ein- und ausgebaut werden kann. Die Magnetkupplung treibt das Lüfterrad mit einer Drehzahl an, die aufgrund des Schlupfes etwas geringer als die Drehzahl des Antriebsmotors ist. Das Lüfterrad dreht sich beispielsweise mit einer Drehzahl, die in der Größenordnung von 3600 U/min liegt.

Wenn die Kassette mit Hilfe von Blattfedern arretierbar ist, die am Führungsrahmen befestigt sind und mit ihren freien Enden außen gegen die Kassettenwand drücken, kann die Kassette einerseits wirkungsvoll in ihrer Lage gehalten und andererseits leicht aus dem Führungsrahmen entfernt werden.

Ein spürbares Einrasten der Kassette in der Endstellung kann dadurch erreicht werden, daß die freien Enden der Blattfedern leicht aufgebogen sind und die Kassettenwände an der Außenseite kleine Einbuchtungen aufweisen, in welche die Blattfedern in der eingeschobenen Endstellung des Gehäuses eingreifen. Diese Anordnung hat noch den Vorteil, daß die Kassette erst nach Überwinden einer vorbestimmten Kraft aus ihrer Arretierung gelöst werden kann.

Wenn die Kassette in der eingeschobenen Endstellung von

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einem Luftpolster gestützt ist, läßt sich ein besonders ruhiger Lauf des in der Kassette gelagerten Lüfterrades erzielen.

Ein dichter Sitz des an der Kassette angeordneten Bakterienfilters kann dadurch erreicht werden, daß die Kassette eine rings um die Lufteintrittsöffnung verlaufende, nach innen abgesetzte Schulter aufweist, auf welcher das Bakterienfilter abgestützt ist. Ein dichter Sitz des Bakterienfilters verhindert, daß Luft und damit Infektionserreger unter Umgehung des Bakterienfilters in das Innere der Kassette gelangen.

Ein einfacher Aufbau und gleichzeitig eine gute Wirkungsweise der Magnetkupplung wird beispielsweise dadurch erreicht, daß die Magnetkupplung eine außerhalb der Kassette angeordnete und vom Motor angetriebene Magnetscheibe sowie eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Magnetscheibe aufweist, die auf der Welle des Lüfterrades in der Nähe der dem Motor zugekehrten Kassettenwand drehfest angeordnet ist.

Ein günstiges Verhalten der Magnetkupplung kann dadurch erzielt werden, daß die Magnetscheiben eine nabenartige Scheibe aus Aluminium oder Kupfer und eine auf die nabenartige Scheibe aufgepreßte Stahlringscheibe aufweisen.

Wenn die Kassette einen Handgriff zum auswechselbaren Einsetzen in den Führungsrahmen aufweist, wird der Ein- und Ausbau des Gehäuses wesentlich erleichtert.

Wenn das Lüfterrad ein Radiallüfter ist, nimmt die Luft einen Strömungsweg ein, welcher kleine Bauformen der Kassette gestattet.

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Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Aerosols, und

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch ein Gehäuse mit einer Einheit für die Abgabe der zur Herstellung des Aerosols benötigten Luftmenge.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Vorrichtung zur Herstellung eines Aerosols ein Gehäuse 1 auf, in welchem eine in Fig. 2 gezeigte Kassette 2 untergebracht ist, welche die für die Herstellung des Aerosols benötigte Luftmenge liefert. Die Kassette 2 ist über einen Verbindungsschlauch 3 mit einer Verneblungskammer 4 verbunden, welcher ein nicht dargestellter Schwingungserzeuger zugeordnet ist. Der Schwingungserzeuger zerstäubt eine in der Verneblungskammer 4 enthaltene Flüssigkeit, welche der Verneblungskammer 4 aus einer Vorratsflasche 5 über einen Schlauch zugeführt wird. In Fig. 1 ist der Schlauch 6 in abgeschnittenem Zustand dargestellt, um die Klarheit der Zeichnung nicht zu beeinträchtigen. Die zu zerstäubende Flüssigkeit kann Wasser oder eine wäßrige Lösung mit wasserlöslichen Medikamenten sein. Die wasserlöslichen Medikamente können der Flüssigkeit bereits in der Vorratsflasche 5 oder erst in der Verneblungskammer 4 zugegeben werden. Die Verneblungskammer 4 ist mit einem Abgabeschlauch 7 versehen, aus welchem das Aerosol, d.h. die mit feinverteilten Tröpfchen beladene Luft, austritt und in die Umgebungsluft abgegeben oder den Atmungswegen eines Patienten zugeführt wird. Die vorstehend skizzierte Vorrichtung zur Herstellung eines Aerosols ist an einem Rollenständer 8

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befestigt, damit die Vorrichtung einfach und bequem an den benötigten Ort gebracht werden kann.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Gehäuse 1 mit der Kassette 2, welche über den Verbindungsschlauch 3 der Verneblungskammer 4 die zur Herstellung des Aerosols benötigte Luftmenge zuführt. Im Inneren der Kassette 2 ist ein Lüfterrad 9 angeordnet, welches die Luft über eine Eintrittsöffnung Io ansaugt und über eine Austrittsöffnung 11 wieder abgibt. Vor der Eintrittsöffnung Io ist ein Bakterienfilter 12 angeordnet, das durch eine Seitenwand des Gehäuses 1 hindurchgreift. Die Eintrittsöffnung der Kassette 2 ist um ihren gesamten Umfang mit einer Schulter 13 versehen, in welcher das Bakterienfilter 12 abgestützt ist, um eine dichte Verbindung zwischen dem Bakterienfilter und der Kassette zu erzielen und ein Ansaugen von Luft unter Umgehung des Bakterienfilters zu vermeiden. Die Austrittsöffnung 11 ist mit einem Anschlußstutzen 14 für den Verbindungsschlauch 3 versehen.

Das Lüfterrad 9 ist ein Radiallüfter, welcher die Luft axial ansaugt und radial abgibt. Das Lüfterrad 9 ist mit einer im Inneren der Kassette angeordneten Welle 15 drehfest verbunden. Die Welle 15 ist an ihren beiden Enden in Kugellagern 16 drehbar gelagert, die in Lagerböcken 17 und 18 abgestützt sind. Der der Eintrittsöffnung Io zugekehrte Lagerbock 17 ist auf Speichen 19 und einer von den Speichen 19 getragenen Mittelscheibe 2o abgestützt. Die Speichen 19 erstrecken sich radial über die Eintrittsöffnung Io. Der Lagerbock 18 ist auf der Innenseite der Kassettenwand angeordnet, welche der Kassettenwand mit der Eintrittsöffnung Io gegenüberliegt.

Auf der der Eintrittsöffnung Io abgekehrten Stirnseite des Lüfterrades 9 ist eine Magnetscheibe 21 dreh-

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fest mit der Welle 15 verbunden. Die Magnetscheibe 21 befindet sich in der Nähe der Kassettenwand und weist eine nabenartige Scheibe 22 aus Aluminium oder Kupfer und eine auf die Scheibe 22 aufgepreßte Stahlringscheibe 23 auf. Der drehfeste Sitz der Magnetscheibe 21 auf der Welle 15 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die nabenartige Scheibe 22 auf die Welle 15 aufgepreßt wird.

Außerhalb der Kassette 2 ist eine weitere Magnetscheibe 24 angeordnet, die den gleichen Aufbau und die gleichen Abmessungen wie die Magnetscheibe 21 hat und axial mit der Magnetscheibe 21 ausgerichtet ist. Die Magnetscheibe 24 befindet sich in unmittelbarer Nähe der Kassettenwand, welcher die Magnetscheibe 21 zugekehrt ist. Die Magnetscheibe 24 wird von einem Spaltpolmotor 25 angetrieben.

Die beiden Magnetscheiben 21 und 24 bilden eine Magnetkupplung, welche den Spaltpolmotor 25 mit dem Lüfterrad 9 verbindet. Wenn sich der Spaltpolmotor 25 dreht, wird das Lüfterrad 9 mit der Drehzahl des Motors abzüglich eines bestimmten Schlupfes angetrieben.

Die Kassette 2 stellt eine in sich geschlossene Einheit dar und ist in einem am Gehäuse 1 befestigten Führungsrahmen 26 verschiebbar geführt. Die Kassette 2 kann auf diese Weise aus dem Gehäuse 1 herausgenommen und wieder eingesetzt werden, wobei Handgriffe 27 die Handhabung der Kassette 2 erleichtern. Der Führungsrahmen 26 ist mit Blattfedern 28 versehen, deren aufgebogene Enden in kleine Einbuchtungen 29 auf der Außenseite der Kassette eingreifen. Wenn die Kassette 2 bis in ihre Endstellung eingeschoben worden ist, rasten die Blattfedern 28 sanft und

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kaum hörbar in die Einbuchtungen 29 ein und arretieren die Kassette 2 in ihrer eingeschobenen Endstellung. Wenn mit einer bestimmten Kraft an den Handgriffen 27 der Kassette 2 gezogen wird, wird die Kassette wieder freigegeben.

Am Boden des Führungsrahmens 26 ist ein Luftpolster J5o vorgesehen, welches einerseits die Aufgabe hat, die Kassette 2 unter einer leichten Vorspannung in der arretierten Endstellung zu halten, und andererseits dazu bestimmt ist, eventuelle Laufgeräusche und Schwingungen zu dämpfen.

Wenn die Kassette 2 und das Bakterienfilter 12 gereinigt und aus dem Gehäuse 1 entfernt werden sollen, wird das Bakterienfilter 12 zunächst seitlich aus dem Gehäuse herausgezogen, wobei der Haftsitz des Bakterienfilters 12 in der Ringschulter 13 der Kassette 2 gelöst wird. Anschließend wird die Kassette 2 an den Handgriffen 27 nach oben aus dem Gehäuse 1 herausgezogen, nachdem vorher der Verbindungsschlauch 3 vom Anschlußstutzen 14 abgezogen worden war. Das Bakterienfilter 12 und die Kassette 2 mit ihrem Lüfterrad 9 können sodann in einem Autoklaven oder einem Sterilisator steril gemacht werden. Die Kassette 2 und das Bakterienfilter 12 können nach der Reinigung in der gleichen einfachen Weise wieder in das Gehäuse 1 eingesetzt werden.

Für den Bau der Kassette 2 werden Materialien und insbesondere Kugellager gewählt, die ohne eine Beeinträchtigung ihrer bestimmungsgemäßen Funktion Temperaturen von mindestens 2oo°C standhalten.

Aufgrund der Tatsache, daß sämtliche Maschinenelemente, die mit der der Verneblungskammer zugeführten Luft in Berührung kommen, dank der besonderen Konstruktion der erfin-

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dungsgemäßen Vorrichtung sterilisiert werden können, werden die Voraussetzungen für die Herstellung eines keimfreien Aerosols und die Beseitigung von Infektionsquellen geschaffen.

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Claims

Patentansprüche

Vl·'' Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols mit einer eine Flüssigkeit zerstäubenden und das Aerosol abgebenden Vemeblungskammer und einem von einem Motor angetriebenen, in einem Gehäuse untergebrachten Lüfterrad, welches Luft über ein Bakterienfilter ansaugt und die angesaugte Luft der Verneblungskammer zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (9) in einer gesonderten Kammer untergebracht ist, welche die Form einer auswechselbaren Kassette (2) hat, die in das Gehäuse (l) einschiebbar ist, und daß das Lüfterrad (9) über eine durch die geschlossene Kassettenwand hindurchwirkende Magnetkupplung (21, 24) mit dem Motor (25) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Lüfterrad (9) enthaltende Kassette (2) in einem Führungsrahmen (26) des Gehäuses (l) verschiebbar geführt und arretierbar ist.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette (2) mit Hilfe von Blattfedern (28) arretierbar ist, die am Führungsrahmen (26) befestigt sind und mit ihren freien Enden außen gegen die Kassettenwand drücken.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Blattfedern (28) leicht aufgebogen sind und die Kassettenwände an der Außenseite kleine Einbuchtungen (29) aufweisen, in welche die Blattfedern (28) in der eingeschobenen Endstellung der Kassette (2) eingreifen.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette (2) in der eingeschobenen Endstellung von einem Luftpolster (3o) abgestützt ist,
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette (2) eine rings um die Lufteintrittsöffnung verlaufende, nach innen abgesetzte Schulter (13) aufweist, auf welcher das Bakterienfilter (12) dichtend abgestützt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkupplung eine außerhalb der Kassette (2) angeordnete und vom Motor (25) angetriebene Magnetscheibe (24) sowie eine innerhalb der Kassette (2) angeordnete Magnetscheibe (21) aufweist, die auf der Welle (15) des Lüfterrades (9) in der Nähe der dem Motor (25) zugekehrten Kassettenwand drehfest angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetscheiben (21, 24) eine nabenartige Scheibe (22) aus Aluminium oder Kupfer und eine auf die nabenartige Scheibe (22) aufgepreßte Stahlringscheibe (23) aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette einen Handgriff (27) zum auswechselbaren Einsetzen in das Gehäuse(1) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (9) ein Radiallüfter ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (25) ein Spaltpolmotor ist.

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12. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man vor Beginn der Aerosolerzeugung eine in einem Autoklaven bei 134⁰C in feuchter Atmosphäre und bei 18o°C in trockener Atmosphäre sterilisierte Kassette (2) in das Gehäuse (l) einsetzt und nach einer Betriebszeit von 4 bis 8 Stunden von neuem in einem Autoklaven sterilisiert.

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