Устройство для образования капель жидкости

Изобретение относится к устройству для образования капель жидкости и может быть использовано в ультразвуковых или вибрационных сетчатых аэрозольных небулайзерах. Устройство для образования капель жидкости содержит вибрационный элемент (106) и уплотнительный элемент (202). Вибрационный элемент (106) размещен для обеспечения вибрирования пластины (102) с отверстиями во время использования устройства. Уплотнительный элемент (202) размещен для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента, причем уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами. Между по меньшей мере частью вибрационного элемента и уплотнительным элементом находится адгезив (204). В способе изготовления устройства для образования капель жидкости обеспечивают вибрационный элемент (106), размещенный для обеспечения вибрирования пластины с отверстиями во время использования устройства. Затем размещают уплотнительный элемент (202) для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента. Уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами. Кроме того, обеспечивают адгезив (204), размещенный для удержания на месте уплотнительного элемента перед размещением уплотнительного элемента. Техническим результатом изобретения является продление срока службы уплотнения и снижение энергопотребления. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к устройству для образования капель жидкости, например, для использования в ультразвуковых или вибрационных сетчатых аэрозольных небулайзерах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Генераторы капель жидкости, такие как аэрозольные генераторы, используются в различных отраслях промышленности для образования капель. Например, небулайзеры обеспечивают доставку лекарственных средств в форме капель для вдыхания пациентом.

Известно множество конструкций небулайзеров, включая устройства, приводимые в действие как мускульной силой человека, так и упругим элементом. Большая часть последних исследований была направлена на использование небулайзеров с электрическим питанием, например струйных небулайзеров (именуемых также атомайзерами), принудительно подающих газ через жидкость, содержащую медицинский препарат; ультразвуковых волновых небулайзеров, в которых пьезоэлектрический элемент обеспечивает вибрацию столба жидкости с образованием парообразного тумана; и технологии вибрационного сита, в которой пластину с отверстиями (которой может быть сетка, мембрана, механически обработанная металлическая пластина или подобный элемент) подвергают вибрации относительно поверхности резервуара с жидкостью, или имеется источник жидкости, подаваемой непосредственно на пластину с отверстиями. При вибрации пластины (обычно под действием пьезоэлектрического элемента) происходит распыление капель.

Частным примером небулайзера, в котором используется технология вибрационной сетки, является сетчатая аэрозольная система кольцеобразного типа. Пример аэрозольного генератора 100 такой системе схематически представлен на Фигурах 1A и 1B. Как показано на компонентном изображении на Фигуре 1 и сечением на Фигуре 1B, в данном примере сетка 102 загружается под действием силы тяжести и вибрирует внутри корпуса 110 для распыления капель. Сетка 102 установлена на прокладке 104, которая прикреплена к пьезоэлектрическому элементу 106 адгезивным слоем 108. Сетка 102, пьезоэлектрический элемент 106, прокладка 104 и адгезивный слой 108 полностью размещены внутри корпуса 110. Как показано на чертежах, жидкость размещена над сеткой 102, и во время работы небулайзера, содержащего такую конструкцию, аэрозольный туман распыляется под устройство 100.

Такое устройство 100 может являться частью системы с небулайзером жидкости для доставки лекарственного вещества либо частью системы увлажнения для вентиляционного устройства, или оно может быть прикреплено к носовой канюле или т.п.

Для предотвращения контакта текучей среды с пьезоэлектрическим элементом 106 или электрическими контактами в аэрозольном генераторе кольцеобразного типа, как правило используют уплотнитель, например, силиконовый уплотнитель, изготовленный методом послойного формования литьем под давлением (silicone injection overmolding), либо уплотнительные кольца или прокладки, контактирующие с задней частью сетки 102. Процесс изготовления такого устройства методом послойного формования литьем под давлением описан в публикации US2004/0050947 компании Aerogen, Inc, в которой описан уплотнительный элемент, изготовленный из эластомеров, резин или т.п. С течением времени такие уплотнители подвергаются вибрации и находятся под воздействием различных композиций (лекарственных растворов и суспензий, очистительных жидкостей и т.п.), что может привести к нарушению их целостности. Однажды возникшая утечка может привести к нарушению работы небулайзера. Существует потребность в обеспечении постоянной изоляции пьезоэлектрического элемента 106 от любой жидкости. Таким образом, существует потребность в сохранении целостности таких уплотнителей.

В ультразвуковом небулайзере, например, в таком как описано в WO2004/002558, предложено использовать защитный слой (например, слой оксида алюминия, нанесенный (например, с помощью адгезива) на поверхность пьезоэлектрического элемента на участке, который в противном случае может контактировать с жидкостью. В WO2004/002558 сжатый уплотнитель расположен по периферии такого защитного слоя.

Кроме того, в US 2006/0226253 описан небулайзер, содержащий распылительную пластину с множеством микроскопических отверстий, вибрационный элемент для обеспечения вибрирования этой пластины и изготовленный из мягкого материала обмоточный слой, плотно окружающий вибрационный элемент и изолирующий его от жидкости.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно первому аспекту изобретения, предложено устройство для образования капель жидкости, содержащее вибрационный элемент, размещенный для обеспечения вибрирования пластины с отверстиями во время использования устройства; и уплотнительный элемент, размещенный для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента, причем уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами.

Пеноматериал с закрытыми порами представляет собой вещество, получаемое путем захвата дискретных пузырьков газа инкапсулирующим материалом, таком как эластомер, резина, силикон, пластик, ячеистый полимерный материал или т.п. Поскольку пузырьки газа по большей части отделены друг от друга, такой материал может действовать в качестве барьера для текучей среды. В отличие от других более твердых или менее сжимаемых веществ (например, сплошного силикона), такой материал может обеспечить барьер для текучей среды без создания существенных препятствий работе вибрационного элемента (такого как пьезоэлектрический элемент). Уплотнительный элемент может быть, таким образом, размещен с возможностью создания непроницаемого для жидкости уплотнения без существенного демпфирования движения вибрационного элемента. Иными словами, модуль объёмного сжатия для пеноматериала с закрытыми порами может зачастую быть низким по сравнению с другими материалами, подходящими для создания упругого уплотнения. Это, в свою очередь, означает, что уплотнение может быть обеспечено без необходимости в существенном повышении входной мощности для получения такого же колебания вибрационного элемента, как в случае вибрационного элемента без уплотнения. Также данный материал может иметь относительно низкую плотность, то есть выполнен без излишнего утяжеления устройства, что может быть желательно, в частности, для портативных устройств (например, для некоторых небулайзеров и/или вентиляционных устройств). Кроме того, геометрию пор можно изменять для обеспечения различных свойств пеноматериала, включая его сжимаемость. Для продления срока службы уплотнения так, чтобы оно сохраняло свою целостность в течение продолжительного времени, можно использовать относительно нереакционноспособные (то есть, химически стабильные) материалы.

Уплотнительный элемент может быть размещен по меньшей мере вокруг части вибрационного элемента. Если устройством является сетчатое аэрозольное устройство кольцеобразного типа, уплотнительный элемент может быть кольцевым, например, в виде сплошного и цельного кольца, хотя специалисту понятно, что допускаются также иные формы в зависимости, по меньшей мере отчасти, от формы и конфигурации вибрационного элемента.

пластина с отверстиями имеет по меньшей мере одно отверстие, и ее первая и вторая стороны могут быть выполнены в виде части аэрозольного устройства, причем с такой конструкцией, что во время использования жидкость подается к первой стороне пластины с отверстиями, и вибрационный элемент вызывает ее вибрацию , вызывая распыление жидкости из второй стороны пластины с отверстиями в виде аэрозоля или капель. Такая конструкция известна специалистам, знакомым с аэрозольными устройствами.

Как будет понятно специалисту, приведение в действие вибрационного элемента такого устройства (которое можно именовать устройством с “вибрационной сеткой”) обычно является операцией с относительно низким потреблением мощности по сравнению, в частности, с приведением в действие вибрационного элемента в аналогичном устройстве, таком как ультразвуковые волновые небулайзеры. Как известно специалисту, ультразвуковой волновой небулайзер обычно содержит пьезоэлектрический элемент, который, как правило, установлен на уплотнении, таком как уплотнительное кольцо, и окружен защитным слоем. Зачастую этот слой представляет собой металлического материал, такой как нержавеющая сталь, латунь или сплав. Этот защитный слой материала защищает пьезоэлектрический элемент от разрушающего воздействия текучей среды, но позволяет вибрациям распространяться через защитный слой в текучую среду и далее через текучую среду до тех пор, пока они не достигнут поверхности. Далее, текучая среда расщепляется в воздухе на капли. Использование защитного слоя мешает распространению вибрации, что в свою очередь требует повышения мощности, расходуемой на распыление текучей среды (то есть, преобразование её в капли) по сравнению с технологией на основе вибрационной пластины с отверстиями.

Пониженная энергия небулайзера с вибрационной пластиной с отверстиями является во многом желательной, поскольку это означает низкие требования к энергопотреблению такого устройства. Однако это также означает, что вибрационное устройство, потребляющее меньше энергии, более уязвимо в отношении демпфирования по сравнению, например, с вибрационным элементом в ультразвуковом волновом небулайзере, приводимым в действие при повышенной мощности. Поэтому предпочтительным является обеспечение уплотнения без избыточного демпфирования движения вибрационного элемента.

Уплотнительный элемент может находиться в контакте с пластиной, с отверстиями или он может быть непосредственно связан с ней. Это обеспечивает эффективное уплотнение. Понятно, что для функционирования устройства, содержащего пластину с отверстиями, требуется обеспечение возможности относительно свободной ее вибрации пластины. Благодаря использованию описанного в данном документе уплотнительного элемента, такое уплотнение может быть обеспечено без избыточного демпфирования.

В конкретных примерах уплотнительный элемент может представлять собой элемент, полученным многослойным литьем. Это известный способ создания непроницаемого для текучей среды уплотнения. Например, это может быть элемент, который может быть изготовлен с использованием технологий литья под давлением. Однако, поскольку такое многослойное литье осуществляется обычно при относительно высокой температуре, такие технологии (в частности, литье под давлением) могут быть подвержены риску повреждения термочувствительных компонентов устройства, таких как вибрационный элемент. Поэтому в других примерах уплотнительный элемент может быть изготовлен отдельно (например, путем высечения штампом) и размещен вокруг вибрационного устройства.

Несмотря на то, что в некоторых примерах уплотнительный элемент может быть удержан на месте, например, посредством посадки с натягом, в других примерах между по меньшей мере частью устройства и уплотнительным элементом размещен адгезив (например, адгезив может быть размещен между уплотнительным элементом и пластиной с отверстиями и/или между уплотнительным элементом и любым контактирующим компонентом, включая любую часть корпуса). В некоторых вариантах реализации уплотнительный элемент может быть по меньшей мере частично прозрачным, и адгезив представляет собой адгезив ультрафиолетового отверждения. Таким образом обеспечено затвердевание адгезива после установки уплотнительного элемента на его место (однако, как известно специалистам, другие адгезивы могут быть использованы).

В альтернативном или дополнительном варианте реализации настоящего изобретения возможно наличие химической связи между уплотнительным элементом и по меньшей мере частью элемента устройства, на котором он образован или размещен, даже при отсутствии адгезива. Это может быть обеспечено путем выбора материалов для этих элементов. Специалистам известны различные вещества, которые в сочетании между собой образуют такую связь. В частности, возможно включение в пеноматериал химических агентов для повышения степени его связи с поверхностями (и таким образом повышения его способности к созданию непроницаемого для текучей среды уплотнения).

В предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения устройство выполнено так, что без приложения вибрации от вибрационного элемента уплотнительный элемент по существу не сжат. Это является преимуществом настоящего изобретения, поскольку преимущества от сжимаемости уплотнительного элемента в полной мере проявляются при воздействии вибрационного элемента на уплотнительный элемент: напротив, если уплотнение уже частично сжато перед воздействием на него вибрационного элемента, его эффективная сжимаемость снижается, и уплотнительный элемент может демпфировать действие вибрационного элемента в сравнительно большей степени.

Согласно второму аспекту изобретения, аэрозольное устройство содержит вибрационный элемент, размещенный для обеспечения вибрирования пластины во время использования устройства; и уплотнительный элемент, размещенный для создания непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента, причем уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами.

Устройство может иметь любой из признаков, указанных в отношении первого аспекта изобретения.

Согласно третьему аспекту изобретения, предложен способ изготовления устройства для образования капель жидкости, в соответствии с которым:

i. обеспечивают вибрационный элемент, размещаемый с обеспечением вибрирования пластины с отверстиями во время использования устройства;

ii. размещают уплотнительный элемент по меньшей мере на части вибрационного элемента с возможностью образования непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента, причем уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами.

Перед размещением уплотнительного элемента вокруг вибрационного элемента необходимо обеспечить наличие адгезива и разместить его для удержания уплотнительного элемента на месте. При желании можно обеспечить отверждение такого адгезива после размещения уплотнительного элемента вокруг вибрационного элемента.

Размещение может включать многослойное литье, что может в свою очередь включать литье под давлением. Размещение может включать размещение уплотнительного элемента вокруг по меньшей мере части вибрационного элемента.

Способ может также включать выбор материала уплотнительного элемента таким образом, что при нахождении на месте уплотнительный элемент не создает существенных препятствий вибрациям вибрационного элемента.

Способ может включать метод изготовления аэрозольного устройства согласно первому аспекту или устройства для образования капель согласно второму аспекту.

Согласно четвертому аспекту изобретения, предложен уплотнительный элемент для устройства для образования капель жидкости, содержащий пеноматериал с закрытыми порами, причем уплотнительный элемент размещен с возможностью создания непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента устройства для образования капель жидкости. Уплотнительный элемент может быть выполнен таким образом, что он не создает существенных препятствий вибрациям вибрационного элемента. Уплотнительным элементом может являться уплотнительный элемент, описанный в отношении любого из первого, второго и третьего аспектов изобретения.

Устройство в соответствии с первым или вторым аспектом изобретения может быть размещен для его использования в небулайзере и/или вентиляционном устройстве.

Далее исключительно в качестве примера описаны варианты реализации изобретения со ссылкой на приведенные ниже Фигуры.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигуры 1A и 1B иллюстрируют известную конфигурацию аэрозольного устройства генерации для использования в небулайзере; и

Фигуры 2A-2D иллюстрируют варианты реализации аэрозольного устройства генерации.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как указано выше, на Фигуре 1А изображен покомпонентный вид устройства 100 известной конфигурации с вибрационной сеткой для использования в небулайзере, в котором пластина с отверстиями, представленная в данном примере сеткой 102, приводится в вибрационное действие вибрационным элементом, представляющим собой в данном примере кольцевой пьезоэлектрический элемент 106, вокруг поверхности резервуара с жидкостью внутри корпуса 110 для выдачи капель. Фигура 1B представляет собой вид в поперечном сечении компонентов, на котором можно видеть, что сетка 102 установлена на платформе, образованной прокладкой 104, которая в свою очередь установлена на пьезоэлектрическом элементе 106 и в данном примере прикреплена к нему адгезивным слоем 108.

Фигуры 2A - 2C иллюстрируют конфигурации устройства для образования капель жидкости, которое в данном примере представляет собой аэрозольное устройство и содержит уплотнительный элемент 202, которым может являться элементом, полученным многослойным литьем. Как показано на Фигуре 2A (но это также относится к другим пластинам с отверстиями, упомянутым в данном документе), сетка 102 имеет первую сторону 102a, на которую может подаваться жидкость (как показано сплошной стрелкой), и вторую сторону 102b, от которой возможна выдача капель (как показано пунктирной стрелкой). На всех чертежах одинаковые компоненты обозначены одними и теми же ссылочными номерами. Несмотря на то, что в вариантах реализации на Фигурах 2A - 2C представлена ориентация с “подачей самотеком”, специалистам будет понятно, что в такой технологии с “вибрационной сеткой” возможна подача самотеком или другая компоновка, при которой подача жидкости осуществляется ниже сетки 102. Изложенная в данной заявке идея может быть легко применена к любой конфигурации и к ее разновидностям.

Специалисту понятно, что функция уплотнительного элемента 202 может быть обеспечена уплотнительным элементом, который сформован и далее размещен вокруг компонентов. Такой уплотнительный элемент может быть получен, например, методом высечки штампом или по-иному сформован так, чтобы его профиль был дополняющим по отношению к расположенным под ним компонентам. Более того, в некоторых примерах это может быть предпочтительным по сравнению с многослойным литьем, поскольку для него требуются относительно высокие температуры, и некоторые устройства (такие как некоторые пьезоэлектрические элементы) могут быть повреждены воздействием таких температур.

На Фигуре 2А показана конфигурация, аналогичная конфигурации на Фигуре 1В. Однако на фигуре 2A часть устройства оснащена кольцевым уплотнительным элементом 202а, содержащим материал с закрытыми порами. В данном примере сетка 102 представляет собой выпуклую сетку.

Следует заметить, что уплотнительный элемент 202а расположен над пьезоэлектрическим элементом 106 и проходит к нижней стороне прокладки 104, хотя это не является обязательным условием во всех вариантах реализации. В данном примере уплотнительный элемент 202a полностью заключает в себе пьезоэлектрический элемент 106. Однако это требуется не во всех примерах. В некоторых примерах элементом, полученным многослойным литьем, может являться лишь часть пьезоэлектрического элемента 106, например часть, содержащая электрические соединения (не показана).

В данном варианте реализации следует отметить, что уплотнительный элемент 202а содержит часть, расположенную над лицевой частью пьезоэлектрического элемента 106, то есть, по существу перпендикулярно направлению перемещения во время вибрации. Иными словами, уплотнительный элемент 202а расположен так, что на него оказывается воздействие во время вибрации и, в частности, он подвергается повторяющимся сжатиям в процессе работы пьезоэлектрического элемента 106.

При использовании для создания уплотнительного элемента 202a материала с закрытыми порами вместо сплошных (или менее сжимаемых) материалов, таких как монолитный силикон, обеспечивается вибрация пьезоэлектрического элемента 106 без избыточного демпфирования. При инкапсулировании в пеноматериал с закрытыми порами, которым может являться, например, эластомер, резина или силиконовый материал, сформированный в структуру с закрытыми порами, реализуется функция уплотнения для изолирования вибрационного элемента с минимальным ограничением его работы. Путем размещения уплотнительного элемента 202a вокруг пьезоэлектрического элемента 106 (например, элемента, полученного многослойным литьем) может быть получено надежное уплотнение вокруг пьезоэлектрического элемента 106.

Специалистам известны различные структуры пеноматериала, которые могут иметь разные названия. Например, силиконовой губкой с закрытыми порами, или просто силиконовой губкой или вспененным силиконом, называют обычно вещество, получаемое из листа ненаполненного силиконового каучука, который расширяется при отверждении с образованием закрытых пор. Толщину губки обычно можно регулировать. Как упоминалось выше, термин “закрытая пора” означает, что образующиеся поры, как правило, обычно не соединены между собой и таким образом предотвращается распространение жидкостей (например, в результате капиллярного затекания) через материал. Это можно противопоставить так называемому силиконовому “пеноматериалу”, под которым обычно понимают сравнительно легковесный материал, имеющий структуру по меньшей мере с частично открытыми порами. Силиконовый пеноматериал обычно изготавливают из жидкого силикона, отверждаемого в печи. Как правило, силиконовый пеноматериал, имеющий структуру с открытыми порами, действует только в качестве уплотнителя для жидкости при условии, что он удерживается в сжатом состоянии.

Поскольку назначение уплотнительного элемента 202a состоит в обеспечении вибрации, может оказаться предпочтительным использование уплотнительного материала, который обычно при отсутствии вибрации по существу не сжат (как в приведенных в настоящем документе примерах). Это в свою очередь обеспечивает сжатие при приведении в действие пьезоэлектрического элемента 106.

Кроме того, следует иметь в виду, что уплотнительный элемент 202a может быть соединен с корпусом, например корпусом, 110 по существу, как показано на Фигуре 1. Возможно прикрепление к корпусу с помощью адгезива (например, эпоксидного клея) или надежное закрепление другим способом (например, между двумя крепежными выступами, с помощью гнездового крепления и т.п.). Возможно закрепление элемента только вокруг его наружной границы, поскольку при закреплении узла по наружному периметру создается минимально возможное сопротивление вибрации.

Кроме того, хотя в проиллюстрированном варианте реализации уплотнительный элемент 202a не проходит до сетки 102, в других примерах он проходит для покрытия по меньшей мере части (например, периметр) сетки 102.

Следует также иметь в виду, что материал с “закрытыми порами” в понимании специалистов относится к материалам, имеющим относительно высокую пропорцию дискретных пор или относительно низкую пропорцию взаимно соединенных пор.

Многослойное литье вокруг объекта может включать обеспечение вещества, полученного многослойным литьем, в форме текучей среды и обеспечение его отверждения вокруг объекта. Такой процесс может приводить к формированию механической связи, поскольку сразу после отверждения структуры многослойного литья объект, на который выполнено наложение литьем, может содержать участки, такие как выступающие участки, препятствующие свободному удалению структуры многослойного литья. Однако, чтобы повысить степень целостности устройства, на которое выполнено наложение литьем, и/или улучшить уплотнительные свойства уплотнительного элемента 202a, в данном примере адгезив 204 наносят на структуру прежде, чем к ней прикладывают в установленной очередности уплотнительный элемент 202а, и далее обеспечивают или вызывают отверждение. В частности, в данном примере уплотнительный элемент 202а является прозрачным и адгезив 204 является адгезивом ультрафиолетового отверждения. Отверждение адгезива под воздействием ультрафиолетового света через уплотнительный элемент 202а возможно сразу после его установки на место.

Фигура 2B иллюстрирует альтернативный вариант реализации. В данном примере сетка 102' не установлена в прокладке 104, а подвешена от гибкой платформы 206, к которой она прикреплена адгезивом 208. Гибкая платформа 206 передает вибрации от пьезоэлектрического элемента 106 к сетке 102' (которая в данном примере представляет собой плоскую сетку).

Кроме того, в данном варианте реализации уплотнительный элемент 202b расположен с обеспечением того, что пьезоэлектрический элемент 106 изолирован от любой жидкости, доставляемой к сетке 102'. В данном примере уплотнительный элемент 202b тоже проходит через пьезоэлектрический элемент 106 целиком с его полным заключением так, что он уплотнен со всех сторон, хотя, как отмечалось выше, это требуется не всегда.

Таким образом уплотнительный элемент 202b образует кольцевую “подушку”, чтобы поддерживать структуру вибрационного элемента и одновременно сохранять способность пьезоэлектрического элемента 106 к выполнению его функции с минимальным демпфированием.

В примере на Фигуре 2В уплотнительный элемент 202b наделен свойствами для обеспечения химической, а также механической связи с опорной поверхностью, что повышает ресурс его уплотнительной способности. При этом, поскольку уплотнительный элемент 202b удерживает пьезоэлектрический элемент 106 на прокладке 104, адгезивный слой 108 не присутствует. Однако в некоторых примерах адгезивный слой 108 может быть не использован даже при отсутствии такой химической связи между уплотнительным элементом и другими частями устройства, поскольку механическая связь, сформированная между компонентами (например, при многослойном литье) может быть достаточной для скрепления элементов устройства между собой.

Фигура 2C иллюстрирует вариант реализации, аналогичный варианту на Фигуре 2B, но в данном примере следует отметить, что прокладка 104 удалена и пьезоэлектрический элемент 106 установлен непосредственно на гибкой платформе 206. Уплотнительный элемент 202c проходит к нижней стороне гибкой платформы 206, хотя это не является обязательным во всех вариантах реализации.

Фигура 2D иллюстрирует вариант реализации, аналогичный варианту на Фигуре 2A, но в данном примере отсутствует адгезив 204 (хотя его наличие допускается в других вариантах реализации) и установлен высеченный штампом уплотнительный элемент 202d с закрытыми порами, проходящий до контакта с выпуклой сеткой 102 по ее периметру. Использование уплотнительного элемента 202d, проходящего до периметра сетки, обеспечивает эффективное уплотнение пьезоэлектрического элемента 106. Специалистам будет ясно, что в некоторых примерах вибрационная пластина с отверстиями может иметь наружный периметр, который не содержит отверстий и поэтому может быть закрыт уплотнительным элементом 202d без нарушения уплотнения отверстий.

Несмотря на то, что изобретение подробно описано в вышеизложенном описании и проиллюстрировано на чертежах, такие иллюстрации и описание следует считать лишь иллюстрацией или примером без ограничения; изобретение не исчерпывается раскрытыми вариантами его реализации. Признаки, относящиеся к одному варианту реализации либо описанные как варианты конкретного варианта реализации, могут быть объединены с признаками из другого варианта реализации или заменены ими.

Другие разновидности раскрытых вариантов реализации изобретения могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при практическом воплощении заявленного в настоящей заявке изобретения на основе фигур, раскрытия изобретения и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово “содержит” не исключает другие элементы или операции, а неопределенный артикль единственного числа не исключает множественное число. Любые ссылочные символы в заявленных пунктах не подразумевают ограничение объема изобретения.

1. Устройство для образования капель жидкости, содержащее

i вибрационный элемент (106), размещенный для обеспечения вибрирования пластины (102) с отверстиями во время использования устройства;

ii уплотнительный элемент (202), размещенный для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента, причем уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами, причем между по меньшей мере частью вибрационного элемента и уплотнительным элементом находится адгезив (204)

2. Устройство по п. 1, содержащее пластину (102) с отверстиями, имеющую по меньшей мере одно отверстие и первую и вторую стороны; и

причем указанная конструкция выполнена таким образом, что во время использования жидкость подается к первой стороне пластины с отверстиями, которая вибрирует под действием вибрационного элемента, с обеспечением распыления жидкости из второй стороны пластины с отверстиями в виде капель.

3. Устройство по п. 2, в котором уплотнительный элемент находится в контакте с пластиной с отверстиями или непосредственно прикреплен к ней.

4. Устройство по любому из пп. 1–3, в котором уплотнительный элемент содержит по меньшей мере один из следующих материалов: эластомер, резина, силикон, пластик, ячеистый полимерный материал.

5. Устройство по любому из пп. 1–3, в котором уплотнительный элемент размещен с возможностью создания непроницаемого для жидкости уплотнения без существенного демпфирования движения вибрационного элемента.

6. Устройство по п. 1, в котором уплотнительный элемент по меньшей мере частично прозрачен, а адгезивом является адгезив, отверждаемый ультрафиолетом.

7. Устройство по любому из пп. 1–3, 6, в котором уплотнительный элемент является элементом, полученным многослойным литьем.

8. Устройство по любому из пп. 1–3, 6, представляющее собой аэрозольное устройство.

9. Способ изготовления устройства для образования капель жидкости, в соответствии с которым

i. обеспечивают вибрационный элемент (106), размещенный для обеспечения вибрирования пластины с отверстиями во время использования устройства;

ii. размещают уплотнительный элемент (202) для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента, причем уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами, обеспечивают адгезив (204), размещенный для удержания на месте уплотнительного элемента, перед размещением уплотнительного элемента.

10. Способ по п. 9, в соответствии с которым дополнительно отверждают адгезив после размещения уплотнительного элемента.

11. Способ по любому из пп. 9, 10, в соответствии с которым дополнительно выбирают материал уплотнительного элемента таким образом, что при нахождении на своем месте уплотнительный элемент не создает существенных препятствий вибрациям вибрационного элемента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для использования в жидкостном капельном аппарате для получения капелек жидкости и может быть использовано в ультразвуковых сетчатых аэрозольных распылительных устройствах.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилинокрасочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Предложена сетка для использования в небулайзере. Сетка содержит первый участок (22), выполненный из первого материала, имеющего множество проходящих сквозь него отверстий.

Изобретение относится к комплекту для использования в приборе для создания жидких капель и может быть использовано в ультразвуковых сетчатых аэрозольных распылительных устройствах, в частности в аэрозольном приборе.

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен пузырьково-струйный чип, способ и средство для локальной абляции, способ и средство для инъекции.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Акустическая форсунка для распыливания растворов содержит корпус с патрубками для подвода распыливаемой жидкости и распыливающего агента, внутри которого размещен генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненного в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца, выполненного в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в стенке кольца с конической поверхностью, которое через калиброванные прокладки соединено с корпусом, при этом сферическая полость звукового генератора соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца с боковой конической поверхностью, выполненного на полом стержне, который расположен внутри корпуса, осесимметрично ему, и служит для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня к шнековому распылителю, жестко закрепленному на конце полого стержня и служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца, а кольцо с боковой конической поверхностью, выполненное на полом стержне, расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, связывающего корпус с кольцом через калиброванные прокладки, причем резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца, посредством установки между корпусом и кольцом с конической поверхностью калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний, в нижней части корпуса шнекового распылителя закреплен дополнительный дисковый распылитель, состоящий из резьбовой втулки с центральным отверстием, соединенным с полостью стержня посредством калиброванного отверстия, верхнего диска, жестко соединенного с резьбовой втулкой с центральным отверстием, и нижнего сплошного диска, соединенного с верхним диском посредством по крайней мере трех крепежных элементов с образованием дросселирующего зазора между дисками, при этом к нижней части корпуса форсунки, к кольцу, соосно прикреплен внешний диффузор, а к конической поверхности шнекового распылителя прикреплен внутренний перфорированный диффузор, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси шнекового распылителя, к внешнему диффузору, соосно, прикреплен дополнительный рассекатель потока, выполненный в виде цилиндрической обечайки, на торцевой части которой, со стороны, противоположной диффузору, закреплена перфорированная пластина.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов, и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности. Акустическая форсунка с распылительным диффузором содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубки для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, причем внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, при этом нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, а в нижнем фланце расположено по крайней мере одно сопло под углом к оси резонатора, величина которого лежит в следующем интервале величин: 20°÷40°, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности резонатора, при этом отношение высоты h1 кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h1/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d1 чашки резонатора к диаметру d2 его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d1/d2=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d1 чашки резонатора к диаметру d его стержня, лежит в оптимальном интервале величин: d1/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d1 чашки резонатора к высоте h1 кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d1/h1=l÷2, к нижней части корпуса форсунки соосно прикреплен внешний диффузор распылителя, а к торцевой поверхности стержневого газоструйного излучателя в виде резонатора прикреплен внутренний перфорированный диффузор, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси газоструйного излучателя.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов, и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности. Акустическая форсунка для распыливания жидкостей содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубки для подвода распыливающего агента и жидкости, корпус выполнен в виде цилиндрической втулки с двумя каналами для подвода воздуха, причем по центру корпуса расположен стержень с соосным корпусу каналом, при этом жидкость из корпуса форсунки через трубку, канал и по крайней мере два противолежащих отверстия вытекает на кольцевую площадку через коническую поверхность резонаторной шайбы, причем угол между осью форсунки и направлением каждой струи жидкости из наклонных отверстий лежит в оптимальном диапазоне: 55°÷65°, а перпендикулярно оси корпуса расположена трубка, которая соединена с двумя каналами для подвода воздуха, а в корпусе соосно его оси расположены дроссельная шайба с коническим отверстием и цилиндрическим и резонаторная шайба, в которой выполнены два противоположно направленных воздушных сопла прямоугольного сечения размером 1×3 мм и по крайней мере два объемных резонатора размером 1,5×3×1,5 мм, при этом шайбы скреплены между собой и с корпусом посредством обоймы, которая завальцована в проточке корпуса, при этом отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d1 внешней поверхности стержня лежит в оптимальном интервале величин: d/d1=0,3÷0,7; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d2 наклонных отверстий лежит в оптимальном интервале величин: d/d2=1,5÷3,0.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов и может быть использовано в двигателестроении, химической, пищевой и легкой промышленности. Форсунка акустическая содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, корпус выполнен в виде стакана с днищем, в корпусе выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке по крайней мере одного фиксирующего диска, выполненного в виде по крайней мере трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент, при этом отношение высоты h1 излучателя к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью сопла лежит в оптимальном интервале величин: h1/h = 1÷3; отношение внутреннего диаметра d1 полости излучателя к диаметру d2 его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d1/d2 = 0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d1 полости излучателя к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d1/d = 1÷3; отношение внутреннего диаметра d1 полости излучателя 4 к высоте h1 полости лежит в оптимальном интервале величин: d1/h1 = 1÷1,5, к нижней части корпуса форсунки соосно прикреплен внешний диффузор распылителя, а к конической поверхности стержневого газоструйного излучателя Гартмана, прикреплен внутренний перфорированный диффузор, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров, лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси газоструйного излучателя.

Изобретение относится к устройству для использования в жидкостном капельном аппарате для получения капелек жидкости и может быть использовано в ультразвуковых сетчатых аэрозольных распылительных устройствах.

Изобретение относится к устройству для использования в жидкостном капельном аппарате для получения капелек жидкости и может быть использовано в ультразвуковых сетчатых аэрозольных распылительных устройствах.

Изобретение относится к области биохимии. Предложено устройство для обеззараживания и очистки воздуха распылением водного раствора микроорганизмов пробиотического типа.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Форсунка вихревая содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием, и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде по крайней мере трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры, к торцевой поверхности цилиндрической гильзы, соосной с корпусом, соосно диффузорной камере, прикреплен диффузор, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения рассекателя, а рассекатель выполнен в виде двух спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим на оси, на которой, с возможностью вращения, установлено тело вращения, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры, при этом поверхность тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси, с возможностью вращения, выполнена перфорированной, к поверхности тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси, с возможностью вращения, установлены элементы, осуществляющие его вращение, например, в виде отрезков винтовых лопастей, на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия, расположенного в торцевой поверхности сопла, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости, при этом в теле вращения, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнены резонансные выемки по форме в виде цилиндрической поверхности разного диаметра и длины, выполняющие функции резонаторов Гельмгольца, размеры которых определяются необходимой частотой пульсации потока жидкости для увеличения мелкодисперсности распыляемого факела.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Вихревая форсунка содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде по крайней мере трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры, к торцевой поверхности цилиндрической гильзы, соосной с корпусом, соосно диффузорной камере прикреплен диффузор, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения рассекателя, а рассекатель выполнен в виде двух спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим на оси, на которой, с возможностью вращения, установлено тело вращения, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры, при этом поверхность тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси с возможностью вращения, выполнена перфорированной, к поверхности тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси с возможностью вращения, установлены элементы, осуществляющие его вращение, например, в виде отрезков винтовых лопастей, на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия, расположенного в торцевой поверхности сопла, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей, растворов. Вихревая резонансная форсунка содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу, в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде по крайней мере трех спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры, к торцевой поверхности цилиндрической гильзы, соосной с корпусом, соосно диффузорной камере, прикреплен диффузор, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения рассекателя, а рассекатель выполнен в виде двух спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - на оси, на которой с возможностью вращения установлено тело вращения, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры, при этом поверхность тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси с возможностью вращения, выполнена перфорированной, к поверхности тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси, с возможностью вращения установлены элементы, осуществляющие его вращение, например в виде отрезков винтовых лопастей, на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия, расположенного в торцевой поверхности сопла, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости, при этом в теле вращения, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнены резонансные выемки по форме в виде цилиндрической поверхности разного диаметра и длины, выполняющие функции резонаторов Гельмгольца, размеры которых определяются необходимой частотой пульсации потока жидкости для увеличения мелкодисперсности распыляемого факела.

Изобретение относится к комплекту для использования в приборе для создания жидких капель и может быть использовано в ультразвуковых сетчатых аэрозольных распылительных устройствах, в частности в аэрозольном приборе.

Изобретение относится к комплекту для использования в приборе для создания жидких капель и может быть использовано в ультразвуковых сетчатых аэрозольных распылительных устройствах, в частности в аэрозольном приборе.

Изобретение относится к средствам распыливания жидкостей и растворов. Акустическая форсунка с двойным коническим завихрителем содержит цилиндрический полый корпус, в котором расположен двойной конический завихритель и канал для подвода жидкости, к которому герметично подсоединен акустический блок, акустический блок состоит из корпуса, выполненного в виде втулки с центральным профильным отверстием, соосным с корпусом форсунки, при этом профильное отверстие состоит из двух последовательно расположенных и соосных между собой отверстий: цилиндрического отверстия, диаметр которого равен диаметру канала для подвода жидкости, и конического отверстия, выполненного с перфорированной оболочкой, при этом в корпусе акустического блока, коаксиально цилиндрическому отверстию, расположена тороидальная резонансная полость с резонансными вставками, обращенными в сторону перфорированной оболочки конического отверстия, а в стенку корпуса акустического блока вмонтирован штуцер для подвода сжатого воздуха в кольцевую полость, ограниченную центральным профильным отверстием, при этом перфорированная оболочка разграничивает в полости выходного конического отверстия камеру смешения жидкости, поступающей по каналу корпуса форсунки с одной стороны, и сжатого воздуха, поступающего из штуцера.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен пузырьково-струйный чип, способ и средство для локальной абляции, способ и средство для инъекции.

Изобретение относится к устройству для образования капель жидкости и может быть использовано в ультразвуковых или вибрационных сетчатых аэрозольных небулайзерах. Устройство для образования капель жидкости содержит вибрационный элемент и уплотнительный элемент. Вибрационный элемент размещен для обеспечения вибрирования пластины с отверстиями во время использования устройства. Уплотнительный элемент размещен для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента, причем уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами. Между по меньшей мере частью вибрационного элемента и уплотнительным элементом находится адгезив. В способе изготовления устройства для образования капель жидкости обеспечивают вибрационный элемент, размещенный для обеспечения вибрирования пластины с отверстиями во время использования устройства. Затем размещают уплотнительный элемент для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения по меньшей мере на части вибрационного элемента. Уплотнительный элемент содержит пеноматериал с закрытыми порами. Кроме того, обеспечивают адгезив, размещенный для удержания на месте уплотнительного элемента перед размещением уплотнительного элемента. Техническим результатом изобретения является продление срока службы уплотнения и снижение энергопотребления. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх