高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法及裝置製造方法
2023-06-01 14:55:01 1
高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法及裝置製造方法
【專利摘要】一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法及裝置，其特徵是所述的裝置包含動力腔、送粉腔以及霧化腔。動力腔主要由無級調速電機、集成控制器，主動滾輪，壓輪，鋰電池以及LED顯示屏等組成；送粉腔包括鹽粉罐、鹽粉引導槽、刮板以及滾動帶組成；霧化腔包含從動滾輪、塑料內壁、小型氣泵、空氣濾清器、流量傳感器以及柔性氣管等。本發明通過彈性凹槽反向翹曲時的作用力將鹽粉彈入氣道，避免鹽粉結塊及發生堵塞，同時通過平行氣道使鹽粉霧化更加均勻；通過可調速電機以及可調流量的小型氣泵可以實現送粉量及鹽霧流量的精確控制，且結構簡單，成本低廉，綠色環保。
【專利說明】高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及粉料霧化以及鹽霧醫療領域，尤其是一種能夠精確控制鹽粉濃度以及鹽霧流量的防堵塞鹽粉霧化裝置，具體地說是一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法及裝置。
技術背景
[0002]NaCl或食用鹽是一種健康環保的晶體材料，通過適當的製造工藝可製備成納米顆粒，從而在醫療、環境、消防等領域得到了廣泛的應用。NaCl氣溶膠或鹽霧，已被證實對肺炎、肺結核等病症具有有效的治療效果，但是現有的送粉機構或者霧化裝置對於製備NaCl氣溶膠或者控制鹽霧中鹽粉的濃度存在很多缺點，不適用於鹽霧醫療設備。
[0003]目前常用的送粉裝置主要有送粉盤和送粉槽，例如專利號為CN201756345U的專利公開了一種新型送粉槽，通過凹槽與可滑動推板實現送粉，但是送粉精度不高，不適用於納米尺寸的粉料，因此不適合在鹽分霧化裝置中應用。專利號為CN100362132C的專利公開了一種可調送粉裝置，在送粉盤上設置多排不同孔徑的調節孔，通過孔徑以及送粉盤轉速實現粉末量的控制，該裝置可實現大顆粒粉料的送粉過程，但是對於輸送納米級鹽粉還存在以下幾點問題:1.納米鹽粉極易產生結塊從而在通孔或傳輸路徑上發生堵塞；2.通孔直徑較小時極易發生堵塞，通孔直徑較大時無法保證送粉精度，不適用於鹽粉霧化裝置；
3.結構較為複雜，不易降低裝備尺寸及成本。
[0004]目前常用的霧化 方法主要針對於液體，例如申請號為200910129482.X的專利申請涉及一種醫用霧化裝置，在驅動基材上設置具有複數個孔洞的高分子薄膜，當驅動基材發生振動時激發藥用液體產生霧化，該方法適用於藥用液體，但是由於無法定量且連續的供給鹽粉而不適用於鹽粉霧化裝置。又如申請號為CN103041480A的專利申請提出一種霧化裝置及其噴頭，在槽座配置了進氣口並在出氣端設置突出曲面提升了霧化效率，該方法由於無法定量輸送粉料且易於堵塞等缺陷不適用於鹽粉霧化裝置。
[0005]本發明提出一種適用於納米級尺寸粉料的高精度送粉的霧化裝置，通過傳送帶上的若干彈性凹槽實現定量送粉，且藉助彈性凹槽反向翹曲時的作用將鹽粉向不同方向彈出，在避免堵塞的同時使鹽粉更加均勻；同時配合無級調速電機以及可調流量氣泵事項鹽霧流量及鹽粉濃度的精確調節，具有不易堵塞、送粉精度高，鹽粉霧化效果好以及調節方便等優點。
[0006]通過對國內外文獻進行檢索，目前還沒有發現使用彈性凹槽以及平行氣道實現送粉及鹽粉霧化的相關報導，本發明為首次提出該裝置。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是針對現有的鹽粒霧化裝置結構複雜，易堵塞等一系列問題，發明一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法，同時設計一種相配套的裝置，在提高鹽粉送粉精度以及霧化質量的同時，解決了現有技術易發生堵塞的缺點，同時結構簡單，綠色環保，便於產業化生產。
[0008]本發明的技術方案之一是:
一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法，其特徵是:
首先，使用無極調速電機驅動主動滾筒旋轉，主動滾筒帶動傳送帶運動；
其次，使送粉腔的鹽粉在引導槽的引導下填充在傳送帶的彈性凹槽內，並通過刮板將多餘鹽粉去除以保證送粉精度；
第三，使填充滿鹽粉的彈性凹槽運動至從動滾筒表面時受到滾筒表面壓力以及自身彈性而迅速反向翹曲，將鹽粉以設定的速度沿不同方向彈出，同時小型氣泵以設定流速將空氣鼓入左氣道與鹽粉混合形成鹽霧，鹽霧再經過右氣道進一步混合均勻後輸出；通過彈性凹槽反向翹曲時的作用力將鹽粉彈入左氣道，避免了鹽粉結塊及發生堵塞，同時通過平行的左氣道和右氣道使鹽粉霧化更加均勻；
第四，彈性凹槽經過主動滾筒後面的變向滾筒後又回到初始翹曲狀態，並進入下一周期的送粉行程，如此循環，直至霧化結束；通過可調速電機以及可調流量的小型氣泵實現送粉量及鹽霧流量的精確控制。
[0009]鹽粉的直徑在5~20 nm。
[0010]本發明的技術方案之二是:
一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化裝置，它包括動力腔、送粉腔以及霧化腔，其特徵是所述的動力腔內安裝有無級調速電機(17)和由無級調速電動驅動的主動滾筒(18)，主動滾筒(18)與從動滾筒(11)之間使用傳送帶(13)連結，從動滾筒(11)位於霧化腔中，傳送帶(13)上分布有若干彈性凹槽(13-2)，彈性凹槽(13-2)運行到送粉腔時用於裝填鹽粉罐(I)中落下的鹽粉，彈性凹槽(13-2)運行到霧化腔時，受到從動滾筒(11)的擠壓而反向翹曲並迫使其中的鹽粉快速多向彈向左氣道(3)中與進入左氣道的由小型氣泵(7)送化的空氣混合實現霧化，霧化後的鹽霧在左氣道(3)中上升後進入與左氣道平行的右氣道
(6)中並從出口(6)排出霧化腔；在動力腔中、傳送帶(13)上部設置有用於改變彈性凹槽(13-2)翹曲方向以便在傳送帶(13)進入送粉腔前使反向翹曲後的彈性凹槽(13-2)改變方向恢復原狀以方便裝填鹽霧的變向滾筒(22);所述的鹽粉罐(I)位於送粉腔中，在鹽粉罐
(I)連接有鹽粉引導槽(21)，在鹽粉引導槽(21)出口端設置有保證鹽粉僅填充在彈性凹槽(13-2)內的刮板(12)。
[0011]所述的動力腔、送粉腔以及霧化腔位於外殼(2)中，。主動滾筒(18)和從動滾筒
(II)以及變向滾筒(22)分別通過支架固定在不鏽鋼外殼(2)
所述的霧化腔的內壁(4)為醫用塑料內壁，左氣道(3)的入口端通過柔性氣管(10)與帶流量控制的小型氣泵(7)相連，並在柔性氣管(10)管路上設置有流量傳感器(9)以及空氣濾清器(8)，醫用塑料內壁與傳送帶(13)之間設置有密封毛氈(28)，以保證霧化腔的密封性。
[0012]所述的無級調速電機(17)轉速以及小型氣泵(7)的流量均通過集成控制器(14)控制，實現空氣流量的定量調節以及鹽粉濃度的定量控制，鹽粉濃度及鹽霧流量通過LED顯示屏(19)實時顯示；無級調速電機(17)、小型氣泵(7)以及LED顯示器(19)的供電採用可充電的鋰電池(20)。
[0013]所述的無級調速電機(17)的輸出軸通過聯軸器與減速器(23)輸入軸相連，小齒輪(24)與大齒輪(25)分別通過鍵連接與減速器輸入軸與輸出軸配合，減速器輸出軸通過鍵連接與主動齒輪(26)連結，主動齒輪(26)與主動滾筒(18)上的從動齒輪(27)嚙合實現動力傳送。
[0014]所述的鹽粉引導槽(21)下表面與傳送帶(13)上表面之間的距離為0.2^0.5 mm,以降低側面鹽粉洩露量。
[0015]所述的平行設置的左氣道(3)及右氣道(5)的直徑分別為15~20 mm以及25~30 mm,彎角處採用圓弧過渡；右氣道(5)直徑略大於左氣道(3)，以降低鹽霧流速，便於鹽霧混合。
[0016]所述的傳送帶(13)由橡膠平帶(13-1)以及彈性凹槽(13-2)組成；橡膠平帶(13-1)厚度為0.5^1 mm ;彈性凹槽(13-2)採用聚乙烯塑料，厚度為200-600 μ m,採用粘接劑(13-3)或者平頭鉚釘(13-4)固定於橡膠平帶(13-1)表面。
[0017]集成控制器14設置有空氣流量調節旋鈕15以及鹽粉濃度調節旋鈕，通過手動調節電機轉速以及氣泵流量對鹽粉濃度以及鹽霧流量進行精確控制。
[0018]引導槽21下表面與傳送帶13上表面之間的距離為0.2^0.5 mm,以降低側面鹽粉
洩露量。
[0019]減速器傳動比為10:1~20:1。鋰電池容量為1000(Tl5000 mA。
[0020]霧化腔的醫用塑料內壁4以及鹽粉罐I均採用聚氯乙烯(PVC)醫用塑料，耐腐蝕性優良並可循環利用。不鏽鋼外殼2的側端蓋可以拆卸，以便於對內部結構進行維修及清 潔。
[0021]本發明的有益效果是:
1.彈性凹槽反向翹曲時的作用力將鹽粉沿不同方向彈入氣道，避免了鹽粉結塊及發生堵塞，同時通過平行氣道使鹽粉霧化更加均勻；
2.通過可調速電機以及可調流量的小型氣泵可以實現送粉量及鹽霧流量的精確控
制；
3.霧化腔的醫用塑料內壁以及鹽粉罐採用聚氯乙烯(PVC)醫用塑料，耐腐蝕性優良，且衛生環保並可循環利用，滿足產業化需求。
[0022]4.可充電鋰電池拓展了本鹽霧裝置的使用場合，可適用於戶外醫療、車載醫療以及其他無電源的場合。
[0023]5.本發明裝置結構簡單，使用方便，成本低廉。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化裝置。
[0025]圖2為一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化裝置左側剖視圖。
[0026]圖3為傳送帶平面圖。
[0027]圖4為彈性凹槽與橡膠平帶的兩種連結形式。
[0028]圖5為圖1中霧化腔與送粉腔之間內壁的局部放大圖。
[0029]圖中:1.鹽粉罐，2.不鏽鋼外殼，3.左氣道，4.聚氯乙烯醫用塑料內壁，5.右氣道，6.鹽霧輸出端，7.小型氣泵，8.空氣濾清器，9.流量傳感器，10.柔性氣管，11.從動滾筒，12.刮板，13.傳送帶，14.集成控制器，15.空氣流量調節旋鈕，16.鹽粉濃度調節旋鈕，17.可調速電機，18.主動滾筒，19.LED顯示屏，20.可充電鋰電池，21.鹽粉引導槽，22.變向滾筒。23.減速器，24.小齒輪，25.大齒輪，26.主動齒輪，27.從動齒輪，13-1.橡膠平帶，13-2.彈性凹槽，13-3.粘接劑，13-4.平頭鉚釘，28.密封毛氈。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖與實施例對發明作進一步的說明。
[0031]實施例一 如圖1所示。
[0032]一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法，採用無極調速電機17通過減速器23帶動主動滾筒18順時針旋轉，使得傳送帶13順時針運動，送粉腔的鹽粉引導槽21將鹽粉罐I中的鹽粉填充在傳送帶13的彈性凹槽13-2內，左側刮板12將多餘鹽粉去除以保證送粉精度，填充滿鹽粉的彈性凹槽13-2運動至從動滾筒11表面時受到滾筒表面壓力以及自身彈性而迅速反向翹曲，將鹽粉以一定速度向不同方向彈出，同時小型氣泵7以一定流速將空氣鼓入左氣道3與鹽粉混合形成鹽霧，並經過右氣道5進一步混合均勻後輸出；彈性凹槽13-2經過主動滾筒18後面的變向滾筒22後又回到初始翹曲狀態，並進入下一周期的送粉行程；通過彈性凹槽13-2反向翹曲時的作用力將鹽粉彈入氣道3，避免了鹽粉結塊及發生堵塞，同時通過平行氣道3、5使鹽粉霧化更加均勻；通過可調速電機17以及可調流量的小型氣泵7可以實現送粉量及鹽霧流量的精確控制。其具體實施步驟為:
1.將裝有鹽粉(平均顆粒直徑為10 nm)的鹽粉罐I置於引導凹槽21上方，並在鹽霧輸出端6裝配吸嘴。
[0033]2.通過空氣流量調節旋鈕15調整氣泵7流量並觀察LED顯示屏19上的鹽霧流量值，使其達到病人所需的吸入流量。
[0034]3.通過鹽粉濃度調節旋鈕16調整無極調速電機17的轉速並觀察LED顯示屏19上的鹽粉送粉量及鹽粉濃度，使鹽粉濃度達到病人所需的吸入濃度。
[0035]4.治療結束後，關閉無極調速電機17以及氣泵7，更換鹽粉罐I及吸嘴。
[0036]實施例二 如圖1-5所示。
[0037]一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化裝置，它包括動力腔(即機電控制腔內)、送粉腔以及霧化腔。它們均安裝在一個不鏽鋼殼體2中，如圖1所示，機電控制腔內，無極調速電機17輸出軸通過聯軸器與減速器23輸入軸相連，小齒輪24與大齒輪25分別通過鍵連接與減速器23輸入軸與輸出軸配合，減速器輸出軸通過鍵連接與主動齒輪26連結，主動齒輪26與主動滾筒18上的從動齒輪27嚙合實現動力傳送，如圖2所示；主動滾筒18與從動滾筒11之間使用傳送帶13連結，傳送帶13上分布有若干彈性凹槽13-2，如圖3，主動滾筒18右上方設置用於改變彈性凹槽翹曲方向的變向滾筒22，主、從動滾筒18、11以及變向滾筒22分別通過支架固定在不鏽鋼外殼2上；送粉腔內，傳送帶13上方設置鹽粉引導槽21，將鹽粉罐I中的鹽粉輸送至傳送帶13的彈性凹槽13-2內，在引導凹槽21出口端的右側設置刮板12，保證鹽粉僅填充在彈性凹槽13-2內；霧化腔內，使用醫用塑料內壁4製備平行氣道3、5，氣道入口端通過柔性氣管10與帶流量控制的小型氣泵7相連，並在管路上設置流量傳感器9以及空氣濾清器8，醫用塑料內壁4與傳送帶13之間設置密封毛氈28 (如圖5)，以保證霧化腔的密封性；無級調速電機17轉速以及小型氣泵7的流量均通過集成控制器14控制，實現空氣流量的定量調節以及鹽粉濃度的定量控制，鹽粉濃度及鹽霧流量通過LED顯示屏19實時顯示；無級調速電機17、小型氣泵7以及LED顯示器19的供電採用可充電的鋰電池20。
[0038]平行氣道可以分為左氣道3及右氣道5兩個部分，左氣道與右氣道直徑分別為20mm以及30 mm，彎角處採用45°圓弧過渡。橡膠平帶13-1厚度為0.5 mm ;彈性凹槽13-2採用聚乙烯塑料，厚度為400 μ m,採用粘接劑13-3或平頭鉚釘13_4固定於橡膠帶表面，如圖
4。引導槽21下表面與傳送帶13上表面之間的距離為0.3 mm。減速器23傳動比為10:1。鋰電池20容量為12000 mA。霧化腔的醫用塑料內壁4以及鹽粉罐I均採用聚氯乙烯(PVC)醫用塑料。
[0039]本發明未涉 及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化方法，其特徵是: 首先，使用無極調速電機驅動主動滾筒旋轉，主動滾筒帶動傳送帶運動； 其次，使送粉腔的鹽粉在引導槽的引導下填充在傳送帶的彈性凹槽內，並通過刮板將多餘鹽粉去除以保證送粉精度； 第三，使填充滿鹽粉的彈性凹槽運動至從動滾筒表面時受到滾筒表面壓力以及自身彈性而迅速反向翹曲，將鹽粉以設定的速度沿不同方向彈出，同時小型氣泵以設定流速將空氣鼓入左氣道與鹽粉混合形成鹽霧，鹽霧再經過右氣道進一步混合均勻後輸出；通過彈性凹槽反向翹曲時的作用力將鹽粉彈入左氣道，避免了鹽粉結塊及發生堵塞，同時通過平行的左氣道和右氣道使鹽粉霧化更加均勻； 第四，彈性凹槽經過主動滾筒後面的變向滾筒後又回到初始翹曲狀態，並進入下一周期的送粉行程，如此循環，直至霧化結束；通過可調速電機以及可調流量的小型氣泵實現送粉量及鹽霧流量的精確控制。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所述的鹽粉顆粒直徑在5~20nm。
3.一種高精度濃度控制的防堵塞鹽粉霧化裝置，它包括動力腔、送粉腔以及霧化腔，其特徵是所述的動力腔內安裝有無級調速電機(17)和由無級調速電動驅動的主動滾筒(18)，主動滾筒(18)與從動滾筒(11)之間使用傳送帶(13)連結，從動滾筒(11)位於霧化腔中，傳送帶(13)上分布有若干彈性凹槽(13-2)，彈性凹槽(13-2)運行到送粉腔時用於裝填鹽粉罐(I)中落下的鹽粉，彈性凹槽(13-2)運行到霧化腔時，受到從動滾筒(11)的擠壓而反向翹曲並迫使其中的鹽粉快速多向彈向左氣道(3)中與進入左氣道的由小型氣泵(7)送化的空氣混合實現霧化 ，霧化後的鹽霧在左氣道(3)中上升後進入與左氣道平行的右氣道(6)中並從出口(6)排出霧化腔；在動力腔中、傳送帶(13)上部設置有用於改變彈性凹槽(13-2)翹曲方向以便在傳送帶(13)進入送粉腔前使反向翹曲後的彈性凹槽(13-2)改變方向恢復原狀以方便裝填鹽霧的變向滾筒(22);所述的鹽粉罐(I)位於送粉腔中，在鹽粉罐(1)連接有鹽粉引導槽(21)，在鹽粉引導槽(21)出口端設置有保證鹽粉僅填充在彈性凹槽(13-2)內的刮板(12)。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵是所述的動力腔、送粉腔以及霧化腔位於外殼(2)中。
5.主動滾筒(18)和從動滾筒(11)以及變向滾筒(22)分別通過支架固定在外殼(2) 根據權利要求3所述的方法，其特徵是霧化腔的內壁(4)為醫用塑料內壁，左氣道(3)的入口端通過柔性氣管(10)與帶流量控制的小型氣泵(7)相連，並在柔性氣管(10)管路上設置有流量傳感器(9)以及空氣濾清器(8)，醫用塑料內壁與傳送帶(13)之間設置有密封毛氈(28)，以保證霧化腔的密封性。
6.根據權利要求3所述的方法，其特徵是所述的無級調速電機(17)轉速以及小型氣泵(7)的流量均通過集成控制器(14)控制，實現空氣流量的定量調節以及鹽粉濃度的定量控制，鹽粉濃度及鹽霧流量通過LED顯示屏(19)實時顯示；無級調速電機(17)、小型氣泵(7)以及LED顯示器(19)的供電採用可充電的鋰電池(20)。
7.根據權利要求3所述的方法，其特徵是所述的無級調速電機(17)的輸出軸通過聯軸器與減速器(23)輸入軸相連，小齒輪(24)與大齒輪(25)分別通過鍵連接與減速器輸入軸與輸出軸配合，減速器輸出軸通過鍵連接與主動齒輪(26)連結，主動齒輪(26)與主動滾筒(18)上的從動齒輪(27)嚙合實現動力傳送。
8.根據權利要求3所述的方法，其特徵是所述的鹽粉引導槽(21)下表面與傳送帶(13)上表面之間的距離為0.2~0.5 mm。
9.根據權利要求3所述的方法，其特徵是所述的平行設置的左氣道(3)及右氣道(5)的直徑分別為15~20 mm以及25~30 _，彎角處採用圓弧過渡；右氣道(5)直徑略大於左氣道(3),以降低鹽霧流速,便於鹽霧混合。
10.根據權利要求3所述的方法，其特徵是所述的傳送帶(13)由橡膠平帶(13-1)以及彈性凹槽(13-2)組成；橡膠平帶(13-1)厚度為0.5^1 mm ;彈性凹槽(13_2)採用聚乙烯塑料，厚度為200-600 μ m,採用粘接劑(13-3)或者平頭鉚釘(13-4)固定於橡膠平帶(13-1)表面。
【文檔編號】B05B7/24GK104014059SQ201410275793
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】周建忠, 孟憲凱, 黃舒, 盛傑, 王宏宇, 章海峰, 徐蘇強, 周宏達 申請人:江蘇大學