[发明专利]一种控制释放装置及方法

说明书

本发明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-Release    Technology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，与本发明最相关的是渗透泵。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。“Controlled    Release    Systems”，AIChE    Symposium    Series    1981，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-Release    Technology”，本书的104～107页内容为渗透泵Osmatic    Pumps，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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明有两幅附图。

图1为本发明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P_O，气室内气体的初始体积为V_O，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