Спосіб приготування аерозолів фізіологічно значущих речовин та установка для здійснення способу

Винахід відноситься до способів та пристроїв для зміни складу та/або властивостей повітряного середовища, призначеного для дихання, наприклад, у процесі інгаляційної терапії, зокрема, для створення аерозолів шляхом використання розпилених вихідних рідин, наприклад, у виді водних розчинів та/або емульсій фізіологічно значущих речовин. Рівень техніки у галузі, до якої відноситься винахід, що заявляється, характеризується слідуючими даними. Відомі спосіб та пристрій для приготування аерозолів фізіологічно значущих речовин [1] шляхом формування спрямованого у зону розташування користувача робочого потоку газового середовища, що містить аерозоль, утворюваний шляхом розпилення вихідної рідини шляхом викиду останньої під тиском, створюваним у імпульсному режимі; та взаємодії потоку розпиленої рідини з потоком газового середовища у робочому каналі. Пристрій для здійснення цього способу містить корпус з вихідним отвором та резервуаром, а також насос, з'єднаний з жиклером, та ряд механічних пристроїв, які використовуються у фазі імпульсного викида вихідної рідини через жиклер. Недоліком цих відомих способу та пристрою є охолодження газового середовища, яке містить аерозоль, що зумовлено випаровуванням рідини з поверхні розпилених часток, яка значно збільшується при випаровуванні, а також обмежена продуктивність, що пов'язано з наявністю одного каналу імпульсного розпилення. Відомий пристрій [2] для приготування аерозолів шляхом розпилення вихідної рідини. Пристрій містить корпус з вхідним та вихідним отворами, в якому розміщені резервуар для вихідної рідини, електродвигун, кінематично з'єднаний з вентилятором та центробіжним розпилювачем, розміщеними у корпусі з можливістю взаємодії з вихідною рідиною у резервуарі та з можливістю виведення утворюваного у процесі роботи змішаного потоку (розпиленої рідини та вихідного газового середовища) через вихідний отвір корпусу. Особливість цього відомого пристрою - підвищена продуктивність, але його недоліком також є охолодження розпилюваної рідини та змішаного потоку цієї рідини та вихідного газового середовища, що істотно обмежує область можливого застосування подібних способів та пристроїв при інгаляційній терапії ряду захворювань, особливо, у холодну пору року. Відомі також спосіб та пристрій для створення аерозолів [3], зокрема, для інгаляційної терапії з використанням ароматичних речовин. Суть цього способу полягає у тому, що через губчастий носій, насичений вихідною рідиною, яка містить фізіологічно значущу речовину, пропускають водяну пару. Пристрій для здійснення цього способу містить корпус (колону) у виді короткого циліндру з отворами на верхньому та нижньому кінцях. На нижньому кінці корпусу сформований колектор для з'єднання з паровим генератором, а у верхній частині корпусу розташована камера для розміщення губчастого носія, насиченого вихідною рідиною. Особливістю цих способу та пристрою є можливість підігріву формованого потоку газового середовища, яке містить випаровувану речовину, однак до недоліків цього технічного рішення слід віднести низьку продуктивність, а також відсутність іонізації розпилюваної речовини внаслідок прояву балоелектричного ефекту, що характерно для розглянутих вище відомих способів та пристроїв. У якості прототипу винаходу, що заявляється, за призначенням та технічним виконанням - у відношенні способу та у відношенні пристрою - є доцільним вибір технічного рішення [1], недоліки якого відзначені вище. Враховуючи сказане, задача, на розв'язання якої спрямований заявлений винахід, полягає у здійсненні заходів, що забезпечують можливість досягнення високої продуктивності та збереження іонізації вихідного робочого потоку, який містить аерозоль, за рахунок прояву балоелектричного ефекту з одночасним усуненням охолодження розсіюваної рідини. При цьому істотною є також та обставина, що попередній підігрів вихідної рідини у потрібній мірі часто неможливий внаслідок того, що ряд використовуваних для Інгаляційної терапії речовин або розчинів не допускають підігріву вище певної температури. Суть винаходу полягає в слідуючому. У способі, що заявляється, приготування аерозолів фізіологічно значущих речовин, зокрема, для інгаляційної терапії, згідно якому формують спрямований у зону розміщення користувача робочий потік газового середовища, що містить аерозоль, створюваний шляхом розпилення вихідної рідини, наприклад, водного розчину та/або емульсії фізіологічно значущих речовин, шляхом створення взаємодіючих потоків вихідного газового середовища та вихідної рідини з орієнтацією напрямку руху утворюваного змішаного потоку до зони розміщення користувача, формують додатковий потік допоміжного газового середовища, орієнтований у просторі з можливістю взаємодії із згаданим змішаним потоком, при цьому робочий потік, спрямований у зону розташування користувача, формують шляхом зміни - у результаті вказаної взаємодії напрямку руху щонайменше дрібнодисперсних фракцій змішаного потоку. Крім того, особливістю способу є те, що при формуванні додаткового потоку допоміжного газового середовища останнє нагрівають та/або іонізують шляхом створення легких від'ємних аеройонів. При цьому, особливістю способу є те, що у одній з його можливих модифікацій змінюють співвідношення витрат потоків вихідного газового середовища та вихідної рідини, та/або змішаного потоку та додаткового потоку допоміжного газового середовища, та/або ступінь нагріву, та/або іонізації додаткового потоку допоміжного газового середовища. Поряд з цим, особливістю способу є те, що як вихідне газове середовище та/або допоміжне газове середовище додаткового потоку використовують атмосферне газове середовище. В установці, що заявляється, для приготування аерозолів фізіологічно значущих речовин, зокрема, для інгаляційної терапії, яка містить джерело електричного живлення та з'єднаний з ним пристрій для розпилення вихідної рідини, наприклад, водного розчину та/або емульсії фізіологічно значущих речовин, який містить корпус з вхідним і вихідним отворами та змонтовані у корпусі резервуар для вихідної рідини та електродвигун, кінематично зв'язаний з вентилятором та центробіжним розпилювачем, розміщеними у корпусі з можливістю взаємодії з вихідною рідиною у резервуарі та з можливістю виведення утворюваного змішаного потоку через вихідний отвір корпусу, додатково введений з'єднаний з джерелом електричного живлення пристрій для створення додаткового потоку допоміжного газового середовища, орієнтованого у просторі з можливістю взаємодії із змішаним потоком, що виходить з вихідного отвору корпусу пристрою для розпилення вихідної рідини, та з можливістю орієнтації напрямку руху формованого у результаті вказаної взаємодії робочого потоку у зону розташування користувача, при цьому пристрій для розпилення вихідної рідини та пристрій для створення додаткового потоку допоміжного газового середовища розміщені на опорних частинах монтажних елементів, які визначають відносне положення у трьохмірному просторі вказаних пристроїв та зони розташування користувача. При цьому особливостями установки є те, що щонайменше один з монтажних елементів може бути виконаний з можливістю оперативної зміни положення опорної частини у вертикальному напрямку, причому щонайменше один з монтажних елементів може бути додатково забезпечений привідним пристроєм. Крім того, до установки може бути додатково введений пристрій для нагрівання газового середовища, розміщений між пристроєм для створення додаткового потоку газового середовища та зоною взаємодії останнього із змішаним потоком, що виходить з вихідного отвору корпусу пристрою для розпилення вихідної рідини, та/або може бути додатково введений пристрій для виділення легких від'ємних аеройонів, розміщений між пристроєм для створення додаткового потоку газового середовища та зоною взаємодії останнього із змішаним потоком, що виходить з вихідного отвору корпусу пристрою для розпилення вихідної рідини. Поряд з цим, особливістю установки є те, що в неї може бути додатково введений блок керування, виконаний у вигляді з'єднаних між собою елементів завдання параметрів режиму та елемента формування керуючих сигналів, до якого під'єднані входи керування виконавчих елементів, ввімкнених між джерелом електричного живлення та пристроями установки. При цьому виконавчі елементи блока керування можуть бути виконані у вигляді комутаторів та/або у вигляді регуляторів електричної потужності. Технічний результат, який досягається при здійсненні винаходу, що заявляється, полягає в компенсації охолодження внаслідок випаровування рідини при її розпиленні - робочого потоку газового середовища, що містить аерозоль, у зоні розташування користувача без попереднього підігріву вихідної рідини вище допустимої температури (за умовами збереження активності використовуваних речовин або розчинів), при одночасному збереженні іонізації вихідного робочого потоку за рахунок прояву балоелектричного ефекту при розпиленні вихідної рідини та при збільшенні ступеню іонізації вихідної рідини - у випадку введення легких від'ємних аеройонів до додаткового потоку допоміжного газового середовища. Крім того, при здійсненні заявлюваного технічного рішення додатково забезпечується можливість реалізації різноманітних технологічних режимів, зокрема, при автоматизації керування їх параметрами, у тому числі безпосередньо у процесі проведення процедур. Наявність причинно-наслідкоеого зв'язку між сукупністю істотних ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, підтверджується тим, що саме завдяки формуванню додаткового потоку допоміжного газового середовища та зміні його параметрів (нагрів та/або іонізація), а також завдяки запропонованій орієнтації додаткового потоку по відношенню до мішаного потоку та зоні розташування користувача забезпечується - при використанні запропонованої установки для здійснення способу (завдяки введенню до її складу пристроїв для створення додаткового потоку, нагріву та/або іонізації останнього та інших функціональних блоків та елементів) - виключається зниження температури робочого потоку та/або досягається збільшення ступеню іонізації останнього внаслідок підігріву не вихідної рідини, до її розпилення, а змішаного потоку після формування аерозоля, та внаслідок можливості взаємодії аеройонів однакового знаку (у формованому аерозолі та додатковому потоці допоміжного газового середовища). Група винаходів, що заявляється, відповідає вимогам єдності винаходу, тому що ці різнооб'єктні винаходи утворюють єдиний винахідницький, задум. Спосіб, що заявляється, пояснюється описом, який наводиться нижче, прикладу реалізації установки, призначеної для здійснення способу. На кресленні (фіг.) наведена блок-схема установки, а також напрямки потоків у процесі її функціонування. Установка для приготуванню аерозолі фізіологічно значущих речовин, зокрема, для інгаляційної терапії, містить (фіг.) пристрій 1 для розпилення вихідної рідини, наприклад, водного розчину та/або емульсії фізіологічно значущих речовин, який має корпус 2 з вхідним отвором 3 і вихідним отвором 4, резервуар 5 для вихідної рідини, електродвигун 6, кінематично зв'язаний з вентилятором 7 та центробіжним розпилювачем 8, розміщеними у корпусі 2 з можливістю взаємодії з вихідною рідиною у резервуарі 5 та з можливістю виведення через вихідний отвір 4 корпусу 2 утворюваного у процесі роботи змішаного потоку 9. Крім того, установка містить пристрій 10 для створення додаткового потоку 11 допоміжного газового середовища, пристрій 12 для нагріву газового середовища, пристрій 13 для виділення легких від'ємних аеройонів та блок 14 керування. Пристрій 10 для створення додаткового потоку 11 допоміжного газового середовища та пристрій 13 для виділення легких від'ємних аеройонів розміщені на опорній частині 15 монтажного елементу 16, а пристрій 1 для розпилення вихідної рідини розміщений на опорній частині 17 монтажного елементу 18, який виконаний з можливістю оперативної зміни положення опорної частини 17 у вертикальному напрямку та забезпечений привідним пристроєм, виконаним у виді електроприводу 19. Блок 14 керування виконаний у вигляді з'єднаних між собою елементів 20 завдання параметрів режиму та елемента 21 формування керуючих сигналів, до якого під'єднані входи 22 - 26 керування виконавчих елементів 27 - 31, ввімкнених між джерелом 32 електричного живлення та пристроями 1, 10, 12, 13, 19. Відносне просторове положення та орієнтація пристроїв 1, 10, 12, 13 та зони 33 розташування користувача характеризуються слідуючим: пристрій 10 для створення додаткового потоку 11 допоміжного газового середовища розміщений та орієнтований у просторі з можливістю взаємодії у зоні 34 додаткового потоку 11 із змішаним потоком 9, що виходить з вихідного отвору 4 корпусу 2 пристрою 1 для розпилення вихідної рідини, а пристрій 12 для нагріву газового середовища та пристрій 13 для виділення легких від'ємних аеройонів розміщені послідовно один за одним у напрямі руху потоку 11 допоміжного газового середовища від пристрою 10 до зони 34 взаємодії цього потоку із змішаним потоком 9. Спосіб приготування аерозолів фізіологічно значущих речовин, зокрема, для інгаляційної терапії, що заявляється, втілюється функціонуванням установки, описуваним нижче. При ввімкненні установки починає працювати пристрій 1 для розпилення вихідної рідини - остання при роботі електродвигуна 6 розпилюється за допомогою центробіжного розпилювача 8 та змішується з потоком вихідного газового середовища, яке надходить при дії вентилятора 7 через вхідний отвір 3 корпусу 2 пристрою 1, у результаті чого формується змішаний потік 9, що надходить через вихідний отвір 4 у зону 34. При одночасній роботі пристрою 10 для створення додаткового потоку 11 допоміжного газового середовища останній послідовно проходить через пристрій 12 нагріву та пристрій 13 для виділення легких від'ємних аеройонів і також надходить до зони 34, де взаємодіє із змішаним потоком 9, внаслідок чого цей потік нагрівається та додатково іонізується і таким чином формується робочий потік 35, який надходить у зону 33 розташування користувача та містить аерозоль використовуваних фізіологічно значущих речовин, що містяться у вихідній речовині. При цьому зниження температури змішаного потоку 9, що відбувається у результаті взаємодії у зоні 34 з додатковим потоком 11 допоміжного газового середовища (як останнє може використовуватись атмосферне газове середовище), який нагрівається у пристрої 12 та іонізується у пристрої 13 введенням легких від'ємних аеройонів (при цьому у зоні 34 взаємодії додаткового потоку 11 допоміжного газового середовища із змішаним потоком 9 відбувається часткова нейтралізація позитивно заряджених часток рідини та витіснення -у результаті електричної взаємодії - від'ємне заряджених часток аерозолю, причому тих, які мають найменші розміри та масу, у результаті чого й формується робочий потік 35, що надходить у зону 33 розташування користувача). При використанні установки можливий вибір та/або зміна параметрів різних режимів її функціонування у результаті дії блоку 14 керування: у відповідності з параметрами, введеними до елементу 21 формування керуючих сигналів за допомогою елементів 20 завдання параметрів режиму (їх значень та/або програми зміни цих значень у часі), та реалізовуваними включенням та/або регулюванням електричної потужності, що надходить від джерела 32 електричного живлення до пристроїв 1, 10, 12, 13, 19 через виконавчі елементи 27 - 31 (при цьому можливе також завдання та/або оперативна зміна у вертикальному напрямку положення пристрою 1 для розпилення вихідної рідини, розміщеного на опорній частині 17 монтажного елемента 18, кінематично з'єднаного з привідним пристроєм 19. у результаті чого зона 34 взаємодії додаткового потоку 11 допоміжного газового середовища та змішаного потоку 9 зміщується уздовж останнього, тобто цим забезпечується можливість використання для формування робочого потоку 35 зон змішаного потоку з різною дисперсністю аерозолю). Джерела інформації 1. Пат. заявка Франції №2647678, кл. A61L9/16, 1990. 2. Пат. заявка Японії №2 - 147060, кл. A61L9/14, 1990. 3. Патент Японії №5061948, кл. A61L9/12, 1996.