专利名称：用于蒸发液体活性物质的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在本发明权利要求1的前述部分所示的，用于蒸发液体活性物质的装置及其制造方法。
由德国专利DE 3737272A，已知这类装置。在该装置中，一种液体化学药剂-特别是杀虫剂，通过浸在化学药剂中的多孔的芯体的毛细管作用，而向上吸取。并被置于芯上端处的加热器加热，使其蒸发。
上述现有技术的装置所解决的问题，是改进来自含有一种无机粉体的芯体中化学制剂的蒸发。根据发明人提出的解决方法在向制备芯体的混合物中加入一种阻氧化剂，以有利于避免芯体中出现的堵塞。
但是，除了因加入阻氧化剂需要增加费用并除了如果多孔芯体不是直立放置时，也必然会出现泄漏以外。这种装置还有缺点，杀虫剂的输送速度或蒸发速率(即每单位时间的量)会大大地随着活性物质容器中的填装条件而变化。实验发现当活性物质容器完全装满时的蒸发率与活性物质容器几乎呈空时的蒸发率有明显区别。
这必然会出现杀虫剂的不均匀并因而不良的施药量的问题。由此提出一种相应的芯体的结构，其问题是芯体的尺寸要这样设定，即在杀虫剂容器中在完全填满高度下，其蒸发速率应当一方面要满足杀虫剂的目的；而另一方面，要限制杀虫剂的给药量以达到在装置附近的停留的人们不会受到有损健康的剂量。这个问题是十分重大的，因为一般的杀虫剂，例如，合成除虫菊酯类的制剂，都是高效的神经毒物，基本上有害于所有的生物。至于其危害程度仅仅取决于施用计量。因此，精确的给药量是有效地避免危害健康的基本条件。
尤其是，面临最近日益增多的来自公众的，对基于化学活性物质的蒸发的杀虫剂的批评，对于未来市场成功地发展所需要，要提供一种蒸发装置，该装置可有效地克服上述疑虑。
因此，本发明的任务在于，提出一种示于权利要求1前述部分的，用于蒸发液体活性物质的装置。该装置可更均匀地蒸发活性物质。并且尤其在整个有效液体充填高度上-从被浸渍芯体的最低点到液体最高处，都保持恒定的蒸发速率。
上述任务可以通过本权利要求1的前述部分所示的用于蒸发液体活性物质的装置并藉助于特征部分的特点而加以解决。
根据本发明芯体的结构，阻止液体在浸渍于液体活性物质中的芯体的外周表面渗透进入芯体中，而且通过毛细管流作用将液体向上输送到加热装置。另一方面，在芯体浸渍的任何可能的深度上，液体可在端表面范围进入芯体的最低端并在芯体中提供均匀流动。
本发明的有利造型和结构示于附属权利要求并在下面描述。
因此，有利地是芯体可以由坚固的多孔材料，例如陶瓷材料所构成，因而它特别有利于大批生产，并使其具有满足再生产的特性。为了使其外周表面具有所需的特性，最好使用漆，塑料(如塑料套管)或釉(例如，通过粉末涂层)。该芯体最好是圆柱形。
有利的是在加热装置区域内的芯体也有涂层。这样就特别有利甚至当装置不是垂直位置放置时，或当具有已浸渍芯体的装置翻倒时。杀虫剂也不会通过芯体的伸出部分而流出。这种设计对装置的贮存与运输，直至其首次运行，都是重要的。
此外，有利的是涂层，或只在加热装置区域内，或沿其整个外周表面涂敷。只有在芯体部分的伸出部位加热到运行温度时，涂层可以使蒸发的活性物质透过在加热过程中，或者在该区域内的涂层持续熔化(一次性溶解)，或者该涂层具有这样的性质，即在受到加热时，可以透过，而当芯体接着冷却时，它又关闭(可逆的溶解)。由此，也可以有利地阻止液体活性物质从要加热的芯体部分流出。
根据本发明的另一个优选方案，上述涂层也可以是这样构成的，即在加热装置区域内芯体达到运行温度时，该涂层就熔化或以其他方式破坏而使该区域内的芯体对蒸发的活性物质呈可渗透性。在这个方案中，它符合一次性溶解(见上)。根据另一个优选的结构，涂层可用火漆，蜡或具有可比较熔化特性的物质进行。另一方面根据本发明的方案，可逆溶解方式(见上)中则当加热装置区域内的芯体达到运行温度时，涂层成为多孔性，并因此对蒸发的活性物质呈可渗透性。而在低温时，它又是不可渗透性。此外，这种涂层优选是由橡胶、生橡胶或可相比的材料制成。
最后这种涂层优选地也可以呈薄膜形式，它对液体活性物质呈不可渗透性而对蒸发的活性物质呈可渗透性。理想方式中，一方面，要阻止液体流进入外周表面；而另一方面，又要使蒸发的活性物质畅通无阻地从加热的芯体部分流出，而没有液体能流出。优选地液体活性物质是一种杀虫剂或香料，其他可相比的物质也适于蒸发。
优选地，加热装置可采用PTC实施。由此，不仅灵活而且节省用于蒸发液体的电能，同时由于其与温度有关的电阻特性PTC也起一种调节元件的作用，使加热装置的温度保持在一个恒定操作点上。
在机械上，本发明的装置最好安装在一个外壳中，在其中可拆卸地固定一个用于装活性物质的容器，以便能随时更换。本发明的一个优选结构，用螺栓特别适于外壳与容器之间的固定。
另外，该外壳还可以用一个易于插入插座的插头简单地固定，以便在其中可施加电流而同时达到机械定位。
本发明的另一个特点，已提出一个独立权利要求，可以用但不仅只用于本发明装置的芯体，可以通过基于陶瓷基材料的原料的拉制或压制(特别是挤压)，以及随后的焙烧而制成的。根据本发明，上述焙烧是要在低于拉制材料所给定的烧结温度。本文所谓的烧结温度是指，在该温度下拉制材料由于焙烧可以成为一种致密的，基本无孔的对液体活性物质完全是不可渗透性的。根据本发明发现，拉制材料(用作芯体的原料)对液体的可渗透性仅仅取决于焙烧温度焙烧温度愈高，要得到芯体的蒸发速率愈低，其中，当达到烧结温度时，该芯体实际上完全不再有液体经芯体蒸发。此外在这关系上焙烧时间是微不足道的。实际上，只与达到的最高温度有关。也就是根据本发明方法所设定的温度，并且它控制芯体的孔隙率。
由下列用实施例和附图的具体描述，对本发明的优点、特征和细节会更清楚。
如下图1是本发明第一个实施方案的蒸发装置的剖面示意图，图2，是另一个实施方案的具有涂层的芯体的剖面图，图3，是又一个实施方案的加热装置和芯体上段部分的示意细节图，图4，是现有技术的芯体的剖面图，
图1表示了第一个实施方案的用于蒸发液体活性物质的装置。第一实施方案要理解成是实施本发明的最佳方案。其中，一个用于装填液体杀虫剂的，基本上呈圆柱形的，并在其开口处显锥形瓶状的塑料制容器1，在其开口部位以可拆卸地固定在塑料制的外壳2上。
在外壳2中有一个图示的加热装置3。该加热装置3有一个PTC电阻元件4，它通过置于外壳上的电源插头5而提供电流。同时该电源插头还机械地将整个装置保持在插座上而且可旋转地安装在外壳2中以采取垂直地或水平地放置的这种插座的接触电偶，以致使装置总是保持垂直状态。
在PTC元件上装有用于传导热的由冲压件制成的片6，并且它是围绕芯体7安装的。一方面它可使热量从PTC尽可能毫无损失地和更快地传导到芯体，而另一方面实际上可任意接触芯体的适宜成形的片6形成一种，使芯体固定在外壳2中的机械装置。由于陶瓷制的芯体7是不会燃烧的，这样与例如由纸板或可相比的可燃物质组成时的芯体相比时它可确保装置具有较高的操作安全性。由于陶制芯体可起电绝缘体的作用，则所述的结构配置在电方面也具有操作安全性，而且不需要其他的电绝缘方面的费用。
其横截面基本上是圆柱形的芯体7包含一个多孔的陶土体8。它是经过将基本上由陶土和木屑，并与水掺合的混合物，进行拉制或挤出，并焙烧而制成的。
根据第一个实施方案的芯体7，沿其外周表面，涂上一层涂层9，该涂层是由图1所示的芯体的最下端一直延伸到加热装置3的连接处。芯体在加热装置3区域内的外周表面，以及其上端面11和下端面10都没有涂层。
涂层9是由一层丙烯酰基类漆(例如市售的指甲油)所组成的。
芯体7延伸入装有溶解于石蜡液体载体的合成除虫菊酯的液体杀虫剂12的容器1中。要保证在芯体直到容器1中的液体最高填装位置上，其外周表面都被涂层9所覆盖，该涂层对液体12是不可渗透性的而且也不溶解于该液体12中。此外，在芯体7和容器1之间的其颈部上，装有一个图中未示出的密封垫。
操作过程中，通过电源插头5的电压供入到PTC加热元件4中，且使其加热。并通过起热传导作用的片6使置于加热装置3区域内的芯体7的上面部分加热。
通过芯体7内的毛细管作用，使液体杀虫剂经下端面或表面10而进入芯体7，并向上提升在陶土体8中，经过在加热装置3的区域内的加热而被蒸发或汽化(在本申请中，蒸发和汽化是同义词)并以气态流出芯体。其中，PTC加热元件，根据所选用的液体杀虫剂的要求，提供基本上恒定的温度，其范围约100-140℃。PTC电阻器的特点是，可改变电阻以调整温度的波动。因此，电流的增强或减弱就可相应地导致温度的移动。充分利用这原理，就可以容易地控制芯体上端部分的温度恒定地保持在操作点上。
由于沿着整个的浸渍在液体杀虫剂中的芯体外周表面上有涂层9，使得可流动的杀虫剂只能在下端面10的区域内，进入起输送作用的陶土体8中。因此，可确保不受容器1中液体活性物质12的填装高度的影向，对杀虫剂的流动通过终是一个相同的有效表面面积，因而满足了在所有的容装液体高度上的蒸发速率都保持恒定的先决条件。
下面，我们根据附图4中所示的根据现有技术的设有涂层的多孔芯体，说明为什么据本发明的芯体结构与现有已知的芯体相反，能在所有的液体容装高度上使液体杀虫剂的通过量都保持恒定。
如图4中的箭头所示，液体活性物质通过所有浸渍表面而渗入多孔的芯体中。因此，在芯体的内部，在由下向上的垂直方向移动的主要输送流体中(见箭13)形成了涡流14。该涡流14尤其会构成横向进入芯体的次要液流。涡流14阻碍了主要输送液流的定向流动，并对其流通速率，以及其蒸发率都造成了负影响。因液面下降(由于液体的消耗)会导致更少的涡流，因此，主要输送液流上的影响，由于取决于液面的涡流效应而也有所不同。
与此相反，根据本发明，阻止液体横向进入芯体，这就排除了上述缺点，而且可能形成不受液体容装高度影响的严格定向输送液流。实验结果表明取决于液面高度的压强对输送液体量的影响是无意义的。
在描述的实施例中，选用塑性漆作为涂层9的材料，该涂层也可由任一其他材料制成的，例如用釉或塑料外壳。唯一重要的因素就是该涂层9对液体杀虫剂12要呈不渗透性，而且也不能溶于该液体杀虫剂中，以致甚至在长期储存也不会使该涂层9发生任何的分解或溶解。使用于涂层或涂漆层的优选材料，是一种本身不深深地渗入到多孔陶土体8中的材料，以致不会堵塞其孔隙，从而不会降低起有效的毛细管作用的横截面积。
图2表示本发明的另一个实施方案的芯体7的纵断面。
在该实施例中，涂层9是这样地涂在陶土体8上的，它覆盖陶体8的整个外周表面以及其上端面11。图2表明在供料状态下的芯体，它可以如图1中那样装配，并能以整套装置的装配方式运输与储藏，而且甚至在整套装置处于倾斜状态时，内存的液体也不会从上端流出。
在该实施例中，涂层9是由下述材料制成的，该材料在受热时会局部熔化，因而，在蒸发装置的第一次运转时，在操作温度下，气态的杀虫剂通过并流出芯体的上端部分。
实验表明，根据这实施方案，涂层9是薄薄涂敷的火漆层，其熔化温度大约低于PTC的工作温度，或芯体上端部分的蒸发温度。也可以通过其他的涂层得到可比较的结果，该涂层在有关的温度下局部地熔化或以其他方式毁坏。并因此使在加热装置区域中的芯体的陶体能畅通无阻。
我们还可以考虑采用一个予应力橡胶罩盖作为芯体的可熔化的罩盖，其材料和强度几乎可相当气球外膜。随着温度的上升，予应力橡胶制品的强度也有所改变。在适当的尺寸下，在操作温度时它可以使罩盖撕裂。而通过这予应力作用，能使整个上面的蒸发区域立即畅通无阻。
当然，还可以在该区域内装有一个简易的罩盖，并可以适当地用手将其除去(或重新装上)。
涉及有关温度，例如为蒸发目的所使用的活性物质需要在芯体上端区域内的温度大约在120℃。此时，在上述区域内的局部涂层的熔化或毁坏温度可以调节在约100℃。
图3表明本发明又一个实施方案的芯体上端部分的横截面图。
在该实施方案中，芯体7的整个外周表面，以及其上端面11也都涂有涂层9。它不同于与图2所示的第二个实施方案，在操作时所有部位上的涂层都保持，当芯体第一次加热时没有出现部分毁坏。
但是在加热过程中，气态杀虫剂可以流出，这时本实施方案中的所用的涂层材料，必须至少在加热条件下，对气态的杀虫剂呈可渗透性。
橡胶或生橡胶材料具有高度拉伸的特性，而且在呈相当薄层的形式时或多或少会形成粗孔。它适用于作为下述涂层的材料在通过加热装置的加热时，该材料可以点状收缩，并在涂层中形成孔隙，如图3中所示。因此，气态杀虫剂可以通过这些孔隙逸出。当接着冷却芯体时，孔隙会重新闭合。
有利的是，这种重新闭合孔隙的涂层，可以使已准备操作的装配有芯体及装满杀虫剂的容器的装置，进行密封状态的运输。
或者，为了形成在加热时可渗透的涂层，还可采用，一种已知用作收缩软管的合成材料。众所周知，这种收缩软管具有在加热时会收缩的特性，一旦加热超过一定的时间和/或温度时，在材料中形成孔隙或裂口，从而达到所要求的效果。当然，上述的收缩过程，对收缩软管，通常是不可逆的。也就是说，在随后的芯体冷却时，该孔隙或裂口不再封闭。
或者，也可以考虑使用薄膜作为涂层9，它(也不受温度影响)具有一些气态杀虫剂可通过，但液态杀虫剂不能穿过的孔隙。这类薄膜例如一般已知是基于TEFLON(四氟乙烯)，并要适合于现有条件和分子大小。
上述的实施方案完全是用于列举描述，而并不限制本发明。因此，可以设想任何芯体形状及制备方法，以及各种的横截面，只要以本发明的原则实施的。特别是在本申请中使用的术语“外周”，是指具有任何形状和横截面的芯体的外周表面。
本发明的设想也特别包括外周表面涂层的特性，如图1中符号9表示的它不是完全地向下一直延伸到下端面10处。相反，本发明的原则应理解为，涂层9仅仅延伸到浸渍于液体活性物质中的芯体的大部分的外周表面上，因此例如小于有关涂层的表面的预定的外周表面部分在下端面10的区域内仍然没有涂层的。
本发明的应用并非仅限于液体杀虫剂的蒸发。本发明的装置还特别用于液体杀菌剂，香水或其它可比较的化学品的蒸发。可以提供相应适宜构形的容器，其中有利地可使芯体的下端面(图中的10)尽可能地放置于该容器的最低深部位上，以便可使其完全排空。
本发明的一个有利的改进，特别可以直接以芯体的纵向促进所述输送流体。这由于在制备芯体时，使用伸长的木纤维，棉花纤维或类似的物质，它们是已适宜于定向制备芯体的材料。这样，在成品芯体中，也具有适宜的伸长孔隙排列。
因为本发明也涉及适合于批量生产产品，并且必须是廉价地批量生产，特别优选的是适用于，这种批量生产的其它构型产品。特别包括在芯体上的涂层，它是通过粉末涂敷的，用毛刷或板刷滚涂，和/或浸渍在相应的漆中并烘干漆或瓷釉而制成的涂层。
下面描述一种制备芯体的方法，芯体特别适宜于如图1-4中所示的蒸发装置中。
这种圆柱形的陶制芯体是基于堇青石材料。该物质通常用作电加热装置等的载体材料。该类材料符合DIN VDE 0335的标准。
上述实施方案，更确切地，涉及一个堇青石拉制材料，该材料作为基本材料含有Al2O3(约34％)，SiO2(约49％)和MgO(约2％)，这种拉制材料的规定焙烧温度(烧结温度)约为1300℃。在该温度下焙烧以后，形成一种基本上不渗透的完全的烧结体，如同其在其原来的应用区域内用作高热电阻，电的绝缘体所必要的。此外，也可以使用含有BaO的钡-滑石-拉制材料。其另外的下面要描述的制备参数都是一样的。
按本发明，在本情况下用作制备芯体的拉制材料可以按惯例用水(约10-20％量)或拉制用油掺合。然后，拉制成芯体的基本形状并切成所要长度。接着在明显低于1300℃的烧结温度下进行焙烧。按本发明的应用证明，该焙烧温度调节在1000-1200℃温度范围内是有利的，更优选的是在1050-1100℃的温度范围内。其中，发现芯体的孔隙率仅只受到焙烧温度的影响。焙烧温度愈高，则单个孔隙就愈小。因此，使活性物质通过芯体的通过率或蒸发速率就愈低。就这点而言焙烧温度控制芯体的蒸发特性。
此外，还表明，通常为约12个小时的实际焙烧时间，对孔隙率没有任何影响。所述的基本参数是设定的焙烧温度。
这方面应该考虑到，按本实施方案的芯体，除了用于制备拉制材料所添加的水及拉制用油外，必须不含有其他的填料(例如，有机材料等物)，按本发明的意义而言，通过设定的焙烧温度已提供了所需的孔隙率。
权利要求
1．用于蒸发液体活性物质的装置，它包括用于输送该活性物质的浸渍在液体活性物质(12)中的芯体(7)，其中在浸渍条件下芯体的一端，从该液体活性物质中突出，在芯体上，在上述突出端区域内装有一个加热装置(3)，其特征在于，芯体结构是，至少在浸渍于液体活性物质中的芯体的大部分长度上，其外周表面，基本上对活性物质(12)呈不可渗透的，而在与上述突出端的相对的端面(10)的区域内，则对活性物质(12)基本上呈可渗透性的，而在加热装置(3)的区域内，至少在加热状态时，对蒸发的活性物质(12)呈可渗透性。
2．根据权利要求1的装置，其特征是，该芯体是由固体的多孔性材料组成。
3．根据权利要求1或2的装置，其特征是，该芯体的整个外周表面，除了在加热装置的区域外，都具有涂层(9)，该涂层对液体活性物质呈不渗透性，而且也不溶于该液体活性物质中。
4．根据权利要求3的装置，其特征是，该涂层是通过涂漆，粉末涂敷或通过上釉而构成的。
5．根据权利要求1-4中之一的装置，其特征是，在加热装置区域内的芯体具有涂层，该涂层具有在芯体通过加热装置而达到操作温度时，则对蒸发的活性物质呈可渗透性的性质。
6．根据权利要求1或2的装置，其特征是，在芯体的整个外周表面上都有涂层，该涂层对液体活性物质呈不渗透性，并不溶解于液体活性物质中，而该涂层对在芯体通过加热装置所产生的操作温度时，能对蒸发的活生物质呈可渗透性。
7．根据权利要求1-6中之一的装置，其特征是，该加热装置(3)是具有至少一个PTC元件(4)的电加热装置，其中热从PTC元件(4)传递到芯体(7)它是通过围绕在所述突出端区域内芯体的PTC元件的电极(6)而实施的。
8．根据权利要求1-7中之一的装置，其特征是，所述芯体(7)与加热装置(3)是装在一个外壳(2)中，而液体活性物质(12)是装在一个容器(1)中，容器(1)是可拆卸地固定连接到外壳(2)。
9．根据权利要求8的装置，其特征是，在外壳(2)上有一个用于插入到电插座中的插头(5)，并且用于支撑装置在其中。
10．根据权利要求1-9中之一的用于蒸发液体活性物质的装置的制备方法，其特征是，包括下列步骤由陶土原料制备拉制材料或压制材料，在低于所述拉制材料或压制材料的烧结温度的温度下设定芯体的焙烧温度，在设定的焙烧温度下焙烧芯体。
11．根据权利要求10的方法，其特征是，所述拉制材料是堇青石拉制物料或钡-滑石-拉制材料，其焙烧温度设定在1000-1200℃范围内。
12．根据权利要求10或11的方法，其特征是，在芯体的外周表面上涂敷涂层。
全文摘要
本发明涉及一种用于蒸发液体活性物质12的装置。该装置中有一个浸入液体活性物质12中并用于输送活性物质的芯体7。其中,浸入时,芯体的一端从液体活性物质中伸出,并在芯体的伸出区装有一个加热装置3。其特征在于,芯体的构形要对液体活性物质12在其至少沿着浸渍在液体活性物质中的长度的芯的外周表面基本上是不可渗透的。液体活性物质12在相对于伸出端的端表面10基本上能透过。至少在加热条件下,在加热装置3的区域对蒸发的活性物质12呈可渗透性。因此,液体活性物质能均匀地向上升入芯中。
文档编号A61L9/015GK1215344SQ96180233
公开日1999年4月28日 申请日期1996年2月9日 优先权日1996年2月9日
发明者海因里希·W·斯坦内尔 申请人:斯坦内尔公司