一种控制释放装置及方法制造方法及图纸

一种控制释放装置及方法，用于定量控制释放可溶性物质，装置由一个封闭的容器和一根导管组成，容器内装有可溶性物质，并留有气室，导管插入容器，置于液体介质中，使液体介质的状态参数产生持续的周期变化，该装置即能周期性定量释放其中的可溶性物质。本发明专利技术装置结构简单，造价低廉，可用于制备矿泉水、水域施放药物、水田施肥、工业设备中除垢剂等的添加，能根据需要控制释放速度。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能使溶质定量释放的装置及其实现方法。属于溶解及控制领域。实践中经常要求溶质以一定的适宜的速度溶解并释放出来，如各种药物的释放，化肥的释放，矿物质的释放以制备矿泉水，工业设备中除垢剂、防腐剂、水质稳定剂的添加等。控制释放技术是一门新兴的技术，根据K.G.Das的专著控制释放技术Controlled-ReleaseTechnology所述，目前常用的控制释放方法可以分为物理方法和化学方法两大类。物理方法有颗粒表面覆盖涂料，制备药物的固溶体，采用嵌合物复合体，制备胶囊，利用毛细管，渗透泵等。在以上控制释放技术中，与本专利技术最相关的是渗透泵。有关渗透泵的参考文献有文献1，“控制释放系统”，美国化学工程师会议系列论文，1981年，No.206，Vol.77，作者S.K.Chandrasekaran等32人合编，美国化学工程师学会出版。“ControlledReleaseSystems”，AIChESymposiumSeries1981，No.206，Vol.77。本书的1～9页内容为用于溶液和粘性悬浮液控制释放的渗透泵;文献2，“控制释放技术”，作者K.G.Das，美国印第安纳州地方实验室，1982年出版。“Controlled-ReleaseTechnology”，本书的104～107页内容为渗透泵OsmaticPumps，文中详细叙述了渗透泵的工作原理和结构以及最新发展和应用。渗透泵具有贮存系统，一个将溶质与外围液体分开的界面，该界面由半渗透性材料组成，留有一个释放溶质的出口。渗透泵的控制释放原理，是以浓度梯度为推动力，因其界面是半渗透的，界面内溶液浓度大，水不断向界面内渗透，泵内溶质不断由出口排放，在界面内外浓度未达到平衡以前，渗透泵一直连续不停地工作，当泵内固态溶质消失后，其释放量随时间推移而衰减。一般来说渗透泵只适用于释放易溶物质，渗透泵一旦放置于液体中，释放过程就一直进行，不能人为地控制，又由于其界面材料的性能要求很高，加工复杂，因此它的应用领域受到限制。本专利技术的目的是给出一种原理和结构不同于渗透泵的控制释放装置及方法，它能够控制释放速度，定量释放易溶物质，还能够在需要时同时控制释放难溶物质。本专利技术控制释放装置由一个封闭的容器和一根导管组成，容器内装有易溶物质，导管内径满足液体自由通过的要求，其一端由容器底部向上插入容器内，但不与容器内壁接触，插入端管口以上的空间为气室，导管与容器在插口处紧密结合。使用时将该装置插有导管的一端向下置于液体介质中，只要使装置外围液体介质状态参数温度或者压力产生持续的周期变化，该容器就成为周期性定量释放饱和溶液的释放器。本专利技术的具体结构和控制释放方法将结合实施例并参照附图进行详细描述。本专利技术有两幅附图。附图说明图1为本专利技术控制释放装置结构示意图。图2为附加难溶物质溶析器的控制释放装置示意图。如图1所示，容器2下部装有易溶物质4，易溶物质可以是一种或几种，上部为气室1，导管3插入容器一定深度，但不与容器内壁接触，导管内径满足液体自由通过的要求，导管与容器在插口处紧密结合。将该装置插有导管的一端向下置于液体介质中，由于此时导管和易溶物质位于装置下部，气室位于上部，因此装置的重心在下，处于液体介质中的装置将保持导管插口在下的状态。不同场合下，需要装置在液体介质中处于或沉、或浮、或悬浮状态，可以在装置下部挂接一个一定重量的重量调节器，实现沉浮控制。图中5示意一挂接在装置底部的重量调节器，其重量根据需要而定。当外围液体介质的状态参数-温度或者压力-发生周期性变化时，装置气室内的气体将随之产生周期性的膨胀和收缩，收缩时，外围液体通过导管被吸入装置内，膨胀时，气室中的一部分气体被排出装置。经过几次膨胀收缩，装置内液面上升到高于导管上端时，本装置释放器进入正常工作状态。这以后，当外围液体介质温度或者压力持续进行周期性变化;气室内气体每次胀缩都能将一定体积的饱和了释放器内易溶物质的溶液从导管排出。下面分温度、压力两种情况进行分析。一、设外围介质温度恒定，压力发生周期性变化。设外围介质的初始压力为PO，气室内气体的初始体积为VO，外围介质压力周期性变化值为△P，变化后的压力为P0+△P，则气室内的气体将发生收缩，体积减小为△V，根据气体状态方程可得POVO＝(PO+△P)(VO-△V)＝POVO-PO△V+△PVO-△P△V△V= (△PVO)/(PO+△P) =VO(△P)/(PO+△P)上式表明，当温度不变，压力发生周期性变化时，每次膨胀收缩，将有△V=VO(△P)/(PO+△P) 的饱和溶液从导管排放到周围介质中。该饱和溶液的浓度为C，则每次排放到外围介质中的溶质的质量为M＝△V×C。二、若外围介质压力恒定，温度发生周期性变化。假设气室内气体的初始体积为VO，外围介质初始温度为TO，当温度降低到TO-△T时，将引起气室中气体体积减小△V，根据气体状态方程可得(VO)/(TO) = (VO-△V)/(TO-△T)VOTO-△TVO＝VOTO-△VTO△V=VO(△T)/(TO)上式表明，当压力不变，外围介质温度发生周期性变化时，气室中气体每次膨胀收缩将有体积为△V=VO(△T)/(TO) 的饱和溶液从导管排放到周围介质当中。每次排放的溶质的质量为M＝△V×C。如果要求改变每次胀缩所排放的物质量，只要改变导管插入深度，就可以改变气室的初始体积VO，使△V产生变化，达到调整释放量的目的。实践中，有时在控制释放易溶物质的同时还需要释放一些难溶物质。为了利用本专利技术装置和方法加速难溶物质的溶解、释放，本专利技术提供了一个附加装置-难溶物质溶析器，以及在控制释放装置中加入助溶剂，通过溶析器加速难溶物质溶解的方法。如图2所示，溶析器7是一个与控制释放装置导管3相通的容器，它挂接在释放装置下部，里面装有一种或几种难溶物质8，其上部周边和底部周边有若干能透过液体介质且不使难溶物质颗粒漏出的小孔6、9，孔的个数不限定。使用溶析器时，上部控制释放装置内加有助溶剂，当释放器排放易溶物质饱和溶液时，助溶剂随之排放，排放液先进入溶析器，渗透到难溶物质的颗粒之间，助溶剂使难溶物质加速溶解。溶析器中难溶物质的溶解，使得溶析器内溶液比重增大，外围液体比重较小，因此产生了溶析器内外液体的对流循环，即外围液体不断地从溶析器上部小孔进入，器内溶体不断地从下部小孔流出，将溶解了的物质输送扩散到外围介质当中。所加的助溶剂一般为酸，如抗坏血酸，柠檬酸、硫酸等。本专利技术具有以下一些优点和积极效果1、本专利技术装置结构简单，释放容器可以用各种不渗透的耐酸材料制做，如玻璃、陶瓷、塑料等，制做方便，造价低廉，经久耐用，可以回收重复使用。2、本专利技术方法施用简便，应用范围广泛，可以用于矿泉水饮料生产，水域施放除草剂、杀菌剂、防治鱼病药物，水田施放化肥，工业设备中除垢剂、防腐剂、水质稳定剂的添加等等。3、只要应用本专利技术装置及方法的环境中存在温度或者压力周期性变化，本装置即可以自动工作，无须照管。利用人为改变外围液体温度或压力的方法就可以根据需要控制本装置内溶质的释放速度。4、本装置不仅可以释放一种或几种易溶物质，而且可以促使一种或几种难溶物质的溶解、释放。实施例1，饮用水矿化装置，功能是将自来水转化为含有一定量矿物质和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能使溶质定量释放的控制释放装置及其实现方法，其特征是：（１）装置由一个封闭的容器和一根导管组成，容器内装有易溶物质，导管内径满足液体自由通过的要求，其一端由容器底部向上插入容器内，但不与容器内壁接触，插入端管口以上的空间为气室，导管 与容器插口处紧密结合；（２）将该装置插有导管的一端向下置于液体介质中，使装置外围液体介质的状态参数温度或者压力产生持续的周期变化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱加征，孔梅真，朱凌，孔凡人，季和，季康，
申请(专利权)人：朱加征，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]