устройство для выделения в воздушную среду летучих веществ

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ В ВОЗДУШНУЮ СРЕДУ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ, преимущественно биологически активных соединений, содержащее корпус с входным и выходным отверстиями, соединенными рабочим каналом, приспособление для создания потока воздушной среды, емкость для исходного вещества, нагреватель, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления процессом и испарителем, соединенным с емкостью для исходного вещества, емкость для исходного вещества выполнена в виде сменного модуля и снабжена дозатором и приспособлением для кодирования вида исходного вещества, при этом последний в рабочем положении модуля соединен с блоком управления процессом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагреватель выполнен двухсекционным, при этом первая секция расположена в начале рабочего канала, а вторая в зоне испарителя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком автоматической стабилизации температуры с измерительным преобразователем, элементами задания и сравнения, регулятором и усилителем мощности.

4. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что измерительный преобразователь блока автоматической стабилизации температуры размещен в активной зоне испарителя, а выход усилителя мощности соединен с второй секцией нагревателя.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вторая секция нагревателя выполнена в виде источника инфракрасного излучения.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для кодирования вида исходного вещества выполнено в виде набора активных кодирующих элементов, размещенных на сменном модуле с возможностью взаимодействия с приемными элементами, которые установлены в корпусе и соединены с декодирующим приспособлением.

7. Устройство по пп. 1 и 6, отличающееся тем, что активные элементы приспособления для кодирования вида исходного вещества выполнены в виде выступов и впадин, а приемные элементы в виде сенсорных преобразователей, чувствительных к воздействию указанных активных элементов.

8. Устройство по пп.1, 6 и 7, отличающееся тем, что активные элементы приспособления для кодирования вида исходного вещества выполнены в виде пространственной ячеистой структуры с неоднородными магнитными свойствами ячеек, а приемные элементы выполнены в виде магнитоэлектрических преобразователей.

9. Устройство по пп. 1 и 6, отличающееся тем, что декодирующее приспособление соединено с приводом дозатора емкости исходного вещества.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для выделения в воздушную среду летучих веществ, например биологически активных соединений, испаряющихся из исходного вещества.

Известно устройство для выделения в воздушную среду летучих веществ, содержащее корпус, нагреватель и емкость (сосуд) для исходного вещества.

Недостатком известных устройств является невозможность либо сложность реализации различных режимов испарения, индивидуально необходимых для различных видов исходных веществ (в частности в зависимости от видов летучих веществ, испаряемых в воздушную среду).

Известно также устройство для выделения в воздушную среду летучих веществ (например, ароматических соединений), предназначенное для выделения в различных сочетаниях нескольких видов веществ, содержащее корпус с рабочим каналом между входным и выходным отверстиями, приспособление для создания потока воздушной среды в рабочем канале, нагреватель и дозатор с емкостью и приспособлением для подачи одного из исходных веществ, а также емкости для других исходных веществ [1]

Недостатком этого устройства является невозможность реализации выделения в воздушную среду летучих веществ, испаряемых из какого-либо одного исходного вещества (из веществ, размещенных в емкостях, установленных в устройствах).

Этим существенно ограничивается возможность использования такого устройства в тех случаях, когда требуется выделение в воздушную среду биологически активных летучих соединений, испаряемых из одного исходного вещества, при исключении выделения летучих соединений других исходных веществ. Это необходимо, в частности, при проведении исследований воздействий на биологические объекты различных биологически активных веществ, а также в медицинской практике, когда в зависимости от медицинских показаний и состояния пациента (вида заболевания) необходимо последовательное использование в различных процедурах (при индивидуальном лечении) исходных веществ, летучие соединения которых несовместимы (либо с учетом различий в их воздействии, либо по условиям исключения образования недопустимых сочетаний летучих веществ или образования непосредственно в воздушной среде новых соединений).

Недостатком данного известного устройства является также весьма низкая точность реализации требуемых для различных видов исходных веществ параметров режимов испарения, в частности интенсивности выделения используемых летучих соединений, которая зависит как от температуры, так и от интенсивности подачи исходного вещества в зону испарения (с учетом весьма широкого диапазона требований к значениям этих параметров для различных видов выделяемых летучих соединений).

Указанные недостатки рассмотренного устройства-аналога [1] обусловлены тем, что его выполнение не учитывает испарение исходных веществ (в частности, ароматических) и без дополнительного подогрева, в связи с чем неизбежно одновременное выделение нескольких видов летучих соединений и их совместное воздействие на биологические объекты. Кроме того, в этом устройстве изменение интенсивности подачи в зону испарения возможно лишь для одного из используемых веществ (размещенного в баллоне), однако в метрологическом отношении указанное изменение режима дозирования этого вещества не является корректным, поскольку воздействие на клапан баллона осуществляется вручную.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и решаемой задаче является выбранное в качестве прототипа устройство для выделения в воздушную среду летучих веществ, содержащее корпус с рабочим каналом между входным и выходным отверстиями, нагреватель, выполненный в виде лазера, который установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно секций (емкостей), в которых размещены исходные вещества [2]

Задача, на решение которой направлено это устройство, обеспечение замены одного вида выделяемого летучего вещества на другой с наименьшим фоном в устройстве-прототипе решена несколько более эффективно (по сравнению с рассмотренным выше устройством-аналогом [1]) за счет некоторого уменьшения тепловой инерционности при изменении одной зоны нагрева на другую, однако, принимая во внимание отмеченные выше особенности испарения летучих соединений из исходных веществ и без дополнительного подогрева, и в устройстве-прототипе неизбежно одновременное выделение и смешение в потоке воздушной среды рабочего канала различных видов веществ. Существенным недостатком устройства является также значительная сложность, обусловленная использованием лазера и необходимостью введения в устройство двухкоординатной системы, включающей два прибора для перемещения лазера относительно секций с исходными веществами.

Кроме того, недостатком устройства-прототипа является невозможность непосредственного регулирования (изменения) интенсивности подачи (дозирования) в зоны испарения различных исходных веществ в зависимости от их свойств, а также практическая невозможность использования жидких исходных веществ (в то время как большинство используемых веществ выпускается промышленностью в виде жидкостей).

Принимая во внимание изложенное, задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в реализации мер, обеспечивающих раздельное без смешивания и взаимного влияния выделение в воздушную среду летучих соединений различных последовательно используемых веществ (например, на основе индивидуального их выбора для каждого пациента и для каждой процедуры), а также обеспечивающих автоматическую реализацию раздельно задаваемых (устанавливаемых) для каждого вида исходного вещества (в зависимости от его свойств и особенностей выделяемых из него летучих соединений) параметров теплового режима испарения и интенсивности подачи исходного вещества в зону испарения.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем.

В устройстве для выделения в воздушную среду летучих веществ, например, биологически активных соединений, содержащем корпус с рабочим каналом между входным и выходным отверстиями, приспособление для создания потока воздушной среды в рабочем канале, нагреватель, испаритель и дозатор с емкостью и приспособлением для подачи исходного вещества, нагреватель выполнен в виде двух секций, первая из которых размещена в начальной зоне рабочего канала и вторая в зоне испарителя, а емкость дозатора и испаритель выполнены в виде сменного модуля и размещены на основании, которое установлено в направляющих элементах, размещенных в корпусе в конечной зоне рабочего канала и обеспечивающих пространственное сопряжение емкости дозатора с приспособлением для подачи исходного вещества и активной зоны испарителя с рабочей зоной второй секции нагревателя.

При этом в устройство может быть введен блок автоматической стабилизации температуры с измерительным преобразователем, элементами задания и сравнения, регулятором и усилителем мощности.

Измерительный преобразователь блока автоматической стабилизации температуры размещен в активной зоне испарителя, а выход усилителя мощности соединен со второй секцией нагревателя. При этом вторая секция нагревателя может быть выполнена в виде источника инфракрасного излучения. Кроме того, на сменном модуле может быть размещено приспособление для кодирования вида исходного вещества.

Это приспособление выполнено в виде набора активных кодирующих элементов, размещенных на сменном модуле с возможностью взаимодействия с приемными элементами, которые установлены в корпусе и которые соединены с декодирующим приспособлением.

Активные элементы приспособления для кодирования вида исходного вещества могут быть выполнены в виде выступов и впадин основания сменного модуля, а приемные элементы в виде сенсорных преобразователей, чувствительных к воздействию указанных активных элементов.

Возможно также выполнение активных элементов приспособления для кодирования вида исходного вещества в виде пространственной ячеистой структуры с неоднородными магнитными свойствами ячеек, а приемных элементов в виде магнитоэлектрических преобразователей.

При этом декодирующее приспособление может быть соединено как с приспособлением для подачи исходного вещества, так и с элементом задания.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения, состоит в том, что в устройстве обеспечивается лишь совместное использование емкости и испарителя, предназначенных для одного исходного вещества, и в предложенном выполнении устройства исключены элементы, которые могли бы накапливать и являться носителями летучих соединений (их фонового уровня) либо испарившихся в предыдущих циклах включения устройства, либо одновременно испаряющихся с используемым в данном цикле исходным веществом.

Одновременно достигается возможность автоматического задания и реализации основных параметров (температуры и интенсивности подачи) режима испарения, оптимальных для каждого конкретного вида исходного вещества, что достигается посредством предварительного кодирования каждого из используемых веществ с помощью приспособления, выполненного (размещенного) непосредственно на сменном модуле, благодаря чему в процессе использования устройства исключается влияние субъективно обусловленных действий персонала при задании и реализации указанных параметров режима испарения.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом очевидно.

На чертеже приведена схема примера осуществления устройства.

Устройство для выделения в воздушную среду летучих веществ, например, биологически активных соединений, содержит корпус 1 с рабочим каналом 2 между входным и выходным отверстиями (соответственно 3 и 4), приспособление 5 для создания потока воздушной среды в рабочем канале 2, нагреватель, выполненный в виде первой секции 6 и второй секции 7, испаритель 8 и дозатор 9 с емкостью 10 и приспособлением 11 для подачи исходного вещества, причем первая секция 6 нагревателя размещена в начальной зоне рабочего канала 2, а вторая секция 7 нагревателя установлена в зоне испарителя 8.

Емкость 10 и дозатор 9 выполнены в виде сменного модуля 12 и размещены на основании 13, которое установлено в направляющих элементах 14 и 15, размещенных в корпусе 1 в конечной зоне рабочего канала 2 и обеспечивающих пространственное сопряжение емкости 10 дозатора с приспособлением 11 для подачи исходного вещества, а также активной зоны испарителя 8 с рабочей зоной второй секции 7 нагревателя.

Блок 16 автоматической стабилизации температуры содержит измерительный преобразователь 17, который размещен в активной зоне испарителя 8 и через измерительный усилитель 18 подключен к одному из входов элемента 19 сравнения, второй вход которого соединен с элементом 20 задания, а вход через регулятор 21 соединен со входом 22 управления усилителя 23 мощности, через который к источнику 24 питания подключена вторая секция 7 нагревателя.

К источнику 24 питания подключены также приспособление 5 для создания потока воздушной среды (вентилятор с электродвигателем) и первая секция 6 нагревателя.

На основании 13 сменного модуля 12 размещено приспособление 25 для кодирования вида исходного вещества, которое выполнено в виде ряда активных кодирующих элементов, размещенных с возможностью взаимодействия с приемными элементами 26, которые установлены в корпусе 1 и которые соединены с декодирующим приспособлением 27. Приспособление 25 для кодирования вида исходного вещества, приемные элементы 26 и декодирующий преобразователь 27 выполнены в виде двух секций, первые из которых используются в канале задания температуры испарения, а вторые в канале задания интенсивности подачи исходного вещества (указанные параметры режима определяются видом исходного вещества).

Активные элементы приспособления 25 для кодирования вида исходного вещества выполнены в виде выступов и впадин основания 13 сменного модуля 12, а приемные элементы 26 в виде сенсорных преобразователей, чувствительных к воздействию указанных активных элементов (последние могут быть выполнены в виде пространственной ячеистой структуры с неоднородными магнитными свойствами; при этом приемные элементы выполняются в виде магнитоэлектрических преобразователей).

Секции декодирующего приспособления 27 соединены соответственно со входом 28 управления приспособления 11 для подачи исходного вещества и с элементом 20 задания блока 16 автоматической стабилизации температуры.

Устройство работает следующим образом.

При установке в корпусе 1 в направляющих элементах 14 и 15 сменного модуля 12 с размещенными на его основании 13 испарителем 8 и емкостью 10, заряженной исходным веществом определенного вида (индивидуально необходимым для данного пациента), которому соответствует код, реализованный в данном модуле активными элементами приспособления 25 для кодирования, последние взаимодействуют с приемными элементами 26, в результате чего на выходе секций декодирующего приспособления 27 появляются сигналы, соответствующие требуемым (заданным) для используемого вида исходного вещества параметрам режима испарения режиму температуры испарения и значению интенсивности подачи исходного вещества.

При этом поток воздушной среды, создаваемый приспособлением 5 и предварительно подогреваемый первой секцией 6 нагревателя, взаимодействует с испарителем 8, в который с заданной интенсивностью подается исходное вещество из емкости 10 в результате действия приспособления 11 для подачи исходного вещества дозатора 9 и который дополнительно подогревается второй секцией 7 нагревателя.

Значение температуры в зоне испарителя автоматически стабилизируется в соответствии со значением, заданным для используемого вида исходного вещества, в результате сравнения с заданием (с помощью элемента 19 сравнения) фактического текущего значения температуры, измеряемого посредством измерительного преобразователя 17, и действия регулятора 21 и усилителя мощности 23 блока 16 автоматической стабилизации температуры.

При установке в направляющие элементы 14 и 15 корпуса 1 другого сменного модуля 12 с другим видом исходного вещества в емкости 10, соответствующим этому веществу кодом задаются другие требуемые значения параметров режима испарения значение температуры испарения и значение интенсивности подачи исходного вещества.

Таким образом, при использовании заявляемого устройства обеспечивается автоматическая реализация раздельно задаваемых для каждого вида исходного вещества (в зависимости от его свойств) параметров режима испарения с одновременной реализацией мер, исключающих смешивание и взаимное влияние различных последовательно используемых летучих веществ.