ДОЗАПРАВОЧНЫЙ БАЛЛОН ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ВЫПУСКНЫМ КЛАПАНОМ
REFUELING PRESSURIZED CYLINDER WITH OUTFLOW VALVE

Настоящее изобретение относится к дозаправочному баллону под давлением с выпускным клапаном. Он был разработан, в частности, для дозаправки имитационной сигареты, такой, которая раскрыта в публикации WO 2009/001078. Тем не менее, он также может быть использован и в других изделиях, которые требуют дозаправки газом под давлением.
В публикации WO 2009/001078, предложена имитационная сигарета, которая имеет размеры, аналогичные обычной сигарете. Сигарета имеет резервуар для приема сжатого газа, включающего пропеллент. Резервуар имеет дыханием активируемый клапан на одном конце (как описано более подробно в публикациях WO 2011/015825, WO 2011/015826) и дозаправочный клапан на противоположном конце.
Блок дозаправки, который имеет форму и размер нормальной сигаретной пачки, снабжен баллоном для дозаправки газа и имеет заправочный клапан, который выполнен с возможностью сопряжения с дозаправочным клапаном в сигарете для периодической дозаправки сигареты.
Как описано в публикации WO 2009/001078, дозаправочный клапан устройства является обратным клапаном, который смещен в закрытое положение, а дозаправочный клапан баллона содержит полый наконечник с боковыми каналами, и который также является подпружиненным. Когда оба клапана сдвинуты вместе, наконечник толкает обратный клапан от его седла, тем самым, первоначально вентилируя устройство. Последующее нажатие устройства на наконечник вызывает упор при дозаправке для зацепления и сопряжения с кольцевым седлом на конце устройства для того, чтобы обеспечить уплотнение. Последующее движение заставляет наконечник заправочного клапана баллона быть нажатым против его пружины, тем самым, открывая путь потоку от дозаправочного баллона в сигарету. Наконечник на заправочном клапане баллона снабжен парой боковых выходов, которые являются, по существу, перпендикулярными к центральному каналу через наконечник. Седло устройства, однако, имеет плоскую поверхность, против которой цилиндрический дозаправочный наконечник надавливает. Кроме того, дозаправочный наконечник имеет в значительной мере небольшой диаметр и большую длину, чем впускной проход дозаправочного клапана устройства. Это будет приводить к значительно высокой вероятности отклонения во время заправки за счет проскальзывания, таким образом, делая механизм заполнения подверженным повреждению дозаправочного наконечника.
Также относящимися к данному изобретению являются дозаправочные клапаны, используемые для газа бутана, для дозаправки зажигалок для сигарет и тому подобного. Зажигалки заполняются бутаном, расширяемость которого многозначительно отличается от системы, основанной на пропелленте, с которой настоящее изобретение связано. Она также имеет многозначительно меньшее давление, чем давление, необходимое для дозаправки имитационной сигареты на основе пропеллента. С системой на основе пропеллента, пропеллент (например, гидрофторалкан (HFA)) будет расширяться, когда жидкость выходит из резервуара, таким образом, поддерживая постоянное высокое давление внутри резервуара. С системой на основе бутана, когда газ бутан будет исчерпан, давление в резервуаре падает. Это означает, что она может быть заполнена новой порцией без обязательной необходимости удаления воздуха из камеры. Этот процесс дозаправки для бутановой системы обычно способствует использованию относительно большого баллона, который удерживается в перевернутой конфигурации выше зажигалки для обеспечения помощи гравитации при дозаправке.
Соединяемость между впускными клапанами зажигалки и выпускным клапаном дозаправочного баллона действует, в некотором смысле, чтобы позволить ему выполнять функцию дозаправочного резервуара без ее вентиляции. Если резервуар зажигалки наполняется воздухом из-за неправильной технологии заполнения, резервуар необходимо будет вентилировать перед заполнением. В этом случае, процедура вентиляции заключается в приведение в действие дозаправочного клапана путем использования устройства, такого как ручка или отвертка, чтобы открыть клапан и позволить любому захваченному воздуху выйти. Патент США 3 277 674 раскрывает дозаправляемую зажигалку с вентиляционным контуром, созданным в клапане зажигалки. Там не раскрывается сущность дозаправочного клапана.
Также некоторое внешнее сходство с настоящим изобретением имеет, наверняка, клапан аэрозольного дозирующего ингалятора (PMDI), например, который описан в публикации WO 2008/071901. Он имеет наконечник в виде несквозного канала, который закрыт на самом дальнем конце и открыт на другом конце, с аксиально расположенными боковыми каналами, продолжающимися через стенку наконечника в осевой канал. Корпус дозатора снабжен кольцевыми уплотнениями, которые окружают насадку таким образом, что когда насадка углубляется в дозатор, внутренний боковой канал проходит внутреннее уплотнение, таким образом, помещая наконечник в сообщение с препаратом в баллоне, и помогая в поставке препарата в дозирующую камеру. При дальнейшем углублении канала внутрь дозатора, внутренний боковой канал проходит дальше за пределы внутреннего уплотнения, и перегородка канала становится в линию с внутренним уплотнением, приводя к закупорке потока препарата от дозатора в дозирующую камеру через внутренний канал. В то же время, внешний боковой канал пересекает наружное уплотнение, размещая внешний канал в сообщение с препаратом в дозирующей камере. Это приводит к потоку отмеренного количества препарата из камеры через канал. В своей ненагруженной конфигурации, наконечник смещается пружиной в крайнее положение, в котором внешний боковой канал находится за пределами уплотнения.
Такие клапаны не являются дозаправочными клапанами. Кроме того, они не пригодны для использования при повторном заполнении имитационной сигареты, так как дозирующая камера намного меньше, чем сигарета. Повторное заполнение, следовательно, потребует, чтобы сигарета была прижата к клапану несколько раз, что не будет работать на практике, учитывая необходимость в вентиляции сигареты перед заполнением.
Ни один из этих документов не в состоянии преодолеть проблемы публикации WO 2008/001078, и нет ничего, поэтому, в этой области техники, что представляет прочный и надежный клапан для повторного заполнения имитационной сигареты при относительно высоких давлениях, которые она требует.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложен находящийся под давлением дозаправочный баллон, содержащий резервуар с композицией, включающей пропеллент и никотин или его фармацевтически приемлемое производное или соль, при этом резервуар находится под давлением больше, чем 400 kPa при 20°С, и дозаправочный выпускной клапан, содержащий шток с осевым каналом, открытым в осевом конце, наиболее удаленном от резервуара, для обеспечения выпускного отверстия, которое выпускает композицию в осевом направлении, причем шток является смещаемым от закрытого положения, к которому он смещен первым упругим элементом усилием пружины больше, чем 10N, когда внешнее усилие не приложено, к положению дозирования, против действия первого упругого элемента для открытия пути потоку из резервуара к выпускному отверстию.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает баллон с относительно высоким давлением, и осевым выпускным отверстием на конце канала, шток, смещаемый против относительно высокого усилия пружины. Такое устройство легко подходит для плотного прижатия против заправочного клапана имитационной сигареты. Дополнительно, тот факт, что дозаправочный клапан требуется для открывания против высокого усилия пружины, означает, что он надежно способен открывать заправочный клапан в устройстве, подлежащем дозаправке, до открытия заправочного клапана в баллоне. Публикация WO 2009/001078 не очень хорошо подходит, чтобы справиться с высоким усилием пружины в конструкции наконечника, что означает, что существует высокая вероятность несоосности, что ограничивает силу, которая может быть применена для открытия резервуара. Чем большее требуется усилие для открывания, тем больше усилие на штоке и, следовательно, тем выше вероятность того, что клапанный элемент будет неправильно выровнен, что помешает заправочному клапану быть правильно открытым.
Композиция, предпочтительно, содержит растворитель, который может быть одноатомным спиртом и может дополнительно содержать гликоль и/или гликольэфир. В этом случае соотношение одноатомный спирт : гликоль или гликольэфир по весу составляет от 6 : 1 до 1 : 1. Предпочтительно, композиция содержит от 0,1 до 2% весового соотношения пропилен гликоля, в расчете на общий вес композиции. Предпочтительно, композиция содержит от 0,5 до 2% весового соотношения этилового спирта, в расчете на общий вес композиции.
Пропеллент является, предпочтительно, гидрофторуглеродом.
Предпочтительно, композиция дополнительно содержит от 0,001% весового соотношения до 0,45% весового соотношения, и более предпочтительно от 0,026% весового соотношения до 0,084% весового соотношения никотина или его фармацевтически приемлемого производного или его соль, в расчете на общий вес композиции.
Дополнительные детали и преимущества композиции представлены в нашей ранее поданной заявке GB 1215273.2.
Наружный диаметр штока, предпочтительно, больше, чем 3 мм.
Дозаправочный клапан может быть дозирующим клапаном, при условии, что он имеет относительно большую дозирующую камеру. Тем не менее, предпочтительно, что он не является дозирующим клапаном.
Предпочтительно, шток закрыт на конце, противоположном выпускному отверстию, для создания несквозного канала, и дополнительно содержит боковой канал в боковой стенке штока, ведущий к несквозному каналу, при этом дозаправочный выпускной клапан дополнительно содержит кольцевое уплотнение, которое окружает шток, посредством чего в первом положении боковой канал не находится в сообщении с внутренней частью баллона, а в положении выдачи боковой канал способен перемещаться внутрь баллона относительно указанного уплотнения, чтобы открыть путь потоку из внутренней части баллона через боковой канал и вдоль несквозного канала к выпускному концу.
Дозаправочный клапан с боковым каналом, который перемещается в отношении упругого элемента в выборочном сообщении с баллоном через уплотнение, обеспечивает простой надежный механизм для достижения безучетного выпуска для дозаправки.
Предпочтительно, в первом положении, кольцевое уплотнение закрывает и герметизирует боковой канал.
Если бы боковой канал был расположен, как он находится для клапана PMDI, как упоминалось выше, это обеспечило бы непреднамеренный вентиляционный путь через шток клапана, который открыт, чтобы позволить композиции выходить во время разъединения. Путем закрытия бокового канала уплотнением, отсутствует такой вентиляционный путь, когда боковой канал не перемещается наружу за пределы уплотнения.
Предпочтительно, радиально наиболее удаленный край штока на выходном конце, закруглен. Этот закругленный край обеспечивает улучшенное уплотнение с устройством, подлежащим дозаправке, даже в случае небольшого смещения между штоком и устройством.
Дополнительная возможная проблема, с которой сталкивается дозаправляемое устройство, которое предназначено для содержания композиции для ингаляции, является возможность для резервуара быть дозаправленным неразрешенным веществом. Например, если устройство может подлежать дозаправке из газовой бутановой дозаправки, это может быть опасно для пользователя.
Таким образом, предпочтительно, шток имеет максимальный наружный диаметр больше, чем 3 мм и, в котором, на выходном конце штока, по меньшей мере, часть стенки штока продолжается внутрь от наружного диаметра, по меньшей мере, на 50% от радиуса.
Это может быть выражено в несколько иных выражениях, когда шток, имеющий максимальный наружный диаметр больше, чем 3 мм и, в котором, в пределах круга, образованного на выходном конце, имеющем диаметр 1,5 мм, присутствует деталь.
По существу, для дозаправки газом бутаном и т.п., шток имеет относительно небольшой внешний диаметр, и относительно тонкую стенку для того, чтобы максимизировать размер канала и, следовательно, скорость потока для данного размера штока.
Обеспечивая многозначительно больший наружный диаметр, который также продолжается вовнутрь на значительную величину, по меньшей мере, для части его окружности, он может иметь относительно толстую стенку. Аналогичный эффект может быть достигнут с кольцевым концевым колпачком, который имеет требуемые размеры. Альтернативно, шток имеет ограниченную определенным участком деталь, например, отдельную перекладину или крестообразную форму, продолжающуюся через канал, или штифт, который поддерживается в штоке и занимает центральный участок штока на его выходном конце. Для целей настоящего изобретения, штифт, в данном случае, считается продолжением стенки.
При таком расположении, устройство может иметь такие размеры, что оно будет работать только со штоком, который отвечает этим требованиям. Шток, такой как обычный шток для бутана, который имеет наружный диаметр, который является слишком маленьким, не сможет быть герметизирован на седле так, что значительное количество композиции будет протекать вокруг штока в процессе дозаправки, что делает его бесполезным в качестве дозаправочного устройства на практике. Во-вторых, любое дозаправочное устройство с большим наружным диаметром, но которое имеет обычную тонкую стенку, будет иметь возможность для зацепления с седлом в устройстве, но не сможет нажать на элемент заправочного клапана, поскольку не имеется ничего в центре такого штока, что в состоянии нажимать на элемент заправочного клапана. При наличии более толстой стенки, шток в соответствии с четвертым и пятым аспектами изобретения способен нажимать на элемент заправочного клапана так, что он правильно работает в устройстве.
Насколько нам известно, в настоящее время не существуют дозаправочные баллоны, которые имеют шток, который отвечает вышеупомянутым требованиям. Поэтому отсутствует возможность того, что устройство может подлежать дозаправке опасными веществами из любых известных дозаправочных баллонов.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предусмотрена комбинация дозаправочного баллона под давлением, согласно предыдущим аспектам настоящего изобретения, в комбинации с устройством, которое должно подлежать дозаправке, при этом устройство содержит резервуар с заправочным клапаном и выпускным клапаном, причем заправочный клапан содержит седло для приема выпускного конца штока, клапанный элемент, выступающий внутрь седла и смещаемый вторым упругим элементом, имеющим усилие пружины, которое меньше, чем усилие пружины первого упругого элемента в положении, в котором он закрывает заправочный клапан, при этом клапанный элемент выступает в седло до такой степени, что, когда шток вставлен в седло, он смещает элемент заправочного клапана для открытия пути потоку вентиляции вокруг клапанного элемента и вокруг наружной стороны штока, причем шток располагается так, что дополнительное давление заставляет устройство и баллон вместе приводить к тому, что шток садится на седло, а дозаправочный выпускной клапан открывается, тем самым, создавая путь потоку из баллона в резервуар устройства.
Такая комбинация обеспечивает очень простую операцию дозаправки, насколько заинтересован пользователь. Ему просто необходимо нажать устройство против штока в дозаправочном баллоне плавным образом. Устройство будет автоматически вентилироваться, так как элемент заправочного клапана смещен, после чего все большее давление, прикладываемое пользователем, будет открывать дозаправочный выпускной клапан и дозаправлять баллон. Пользователь должен услышать и, возможно, увидеть разбрызгивание вентиляционной композиции. Это затем прекращается, когда дозаправочный выпускной клапан открыт. В дополнение к этому, пользователь будет чувствовать на себе небольшой толчок назад, когда резервуар устройства заправлен.
Устройство, предпочтительно, является имитационной сигаретой. Предпочтительно, выпускной клапан устройства является активируемым дыханием клапаном и/или чтобы композиция содержала никотин.
Участок седла, обращенный к штоку, предпочтительно, имеет часть с, по существу, сферической поверхностью, комплементарную закругленному внешнему краю штока. Это означает, что, даже если шток слегка смещен относительно седла клапана, закругленная поверхность седла и закругленный край штока будут спокойно составлять надежный контакт, таким образом, уменьшая потенциал для какой-либо утечки между штоком и седлом во время процесса дозаправки.
Для того чтобы дополнительно облегчить выравнивание штока относительно седла, и шток и седло имеют параллельные участки, которые дополняют друг друга. Эти параллельные участки служат для направления штока на седло. Предпочтительно, однако, длина перекрытия параллельных участков при полном сопряжении друг с другом, продолжается менее чем на 8 мм, а более предпочтительно, менее чем на 3 мм.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ использования комбинации согласно шестому аспекту настоящего изобретения, для дозаправки устройства, причем способ содержит этапы, при которых нажимают устройство против штока выпускного клапана с первым усилием для открытия заправочного клапана устройства против действия второго упругого элемента для вентилирования резервуара устройства через путь между штоком и седлом; увеличивают усилие, с которым седло устройства прижимается против штока для преодоления усилия первого упругого элемента, для открытия пути потоку от дозаправочного баллона в резервуар устройства, и расцепляют устройство от штока для закрытия дозаправочного выпускного клапана и заправочного клапана устройства.
Пример дозаправочного баллона, комбинации баллона и дозаправляемого устройства и способ в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения будут теперь описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 представляет собой покомпонентный вид в перспективе, показывающий дозаправочный баллон и имитационную сигарету, а также упаковку;
Фиг.2 представляет собой вид сечения устройства, представленного на фиг.1 в положении, в котором пользователь может извлечь имитационную сигарету из корпуса;
Фиг.3 представляет собой вид, аналогичный фиг.2, показывающий сигарету в положении хранения;
Фиг.4 представляет собой вид сечения через дозаправочный клапан;
Фигуры 5A-5D являются сечениями, показывающими заправочный клапан в имитационной сигарете вместе с видом сбоку дозаправочного клапана, находящегося в отсоединенном, вентилирующем, опущенном и заправочном положениях, соответственно;
Фиг.6А представляет собой вид в перспективе заправочного клапана;
Фиг.6В представляет собой покомпонентный вид по фиг.6А;
Фиг.7 представляет собой графическое изображение, поясняющее концевые размеры выпускного штока; и
Фигуры 8A-8D представляют собой сечения, показывающие конфигурации разновидностей штока.
Имитационное курительное устройство содержит имитационную сигарету 1, которая за исключением дозаправочного клапана, является такой, как описано в публикации WO 2009/001078. Оно имеет резервуар для ингаляционной композиции, управляемый дыханием клапан, и дозаправочный клапан, описываемый ниже. За исключением дозаправочного клапана, сигарета не будут описываться здесь дополнительно. Дополнительные модификации для устройства имитационной сигареты раскрыты в наших предыдущих публикациях WO 2010/073018, WO 2011/015825, WO 2011/015826 и WO 2011/117580.
Компоновка резервуара описана в WO 2009/001085. Более подробная информация представлена в WO 2014/033437.
Оставшаяся часть имитационного курительного устройства представляет собой заправочное устройство. Оно включает в себя участок 2 корпуса, который представляет собой отливку из пластмассы. Оно окружено тонкой приклеенной оболочкой 3, на которой напечатана различная информация, такая, как рекламная информация. Размер корпуса, предпочтительно, аналогичен размеру пачки сигарет и может быть скорректирован для соответствия с конкретными размерами формата, например, размером пачки для 10 или 20 сигарет. Корпус 2 имеет углубление 4, в котором содержится дозаправочный баллон 5 для заправочного газа под давлением. Баллон 5 имеет выходной шток 6 на его самом нижнем конце. На баллоне 5 в углублении 4, наконечник 6 расположен выше выпускного дозаправочного отверстия 7. Устройство 1 имитационной сигареты дозаправляется путем прижатия к выпускному дозаправочному отверстию 7, как подробно описывается ниже. Баллон может вместо этого просто быть самостоятельным цилиндром, который тогда может иметь большую емкость, так как он не ограничен необходимостью соответствовать размеру корпуса в пределах пачки сигарет.
В общих чертах, корпус 2 разделен на две половины, с одной половиной, содержащей дозаправочный газовый баллон 5, и другой частью, содержащей шарнирный выдвижной ящик 8 с механизмом разъединения, отклоняющимся посредством пружины 10. Эта устройство является объектом публикации WO 2011/095781.
Настоящее раскрытие относится к усовершенствованиям конструкции дозаправочного клапана дозаправочного баллона 5, которые будут описаны ниже со ссылкой к фиг.4, и/или заправочного клапана имитационной сигареты 1, описываемым ниже со ссылкой на фиг. 6A и 6B. Взаимодействие между ними в операции дозаправки показано на фигурах 5A-5D.
Дозаправочный клапан 20 дозаправочного баллона 5 не является дозирующим клапаном, который является модифицированным клапаном дозирующего ингалятора под давлением. Фиг.4 представляет концевой колпачок 21 дозаправочного баллона 5, который имеет кольцевую конфигурацию и окружает клапан. Внутри колпачка находится внешнее кольцевое уплотнение 22 и внутреннее кольцевое уплотнение 23, которые в конструкции клапана PMDI образуют концы дозирующей камеры.
Шток 6 клапана является скользящим внутри уплотнений 22, 23 против действия пружины 25, которая обеспечивает смещающее усилие, превышающее 5N, а предпочтительно более 10N в положении покоя, представленном на фиг.4. Шток 6 клапана предусмотрен на его выходном конце с осевым каналом 24, который продолжается в осевом направлении внутрь от выпускного отверстия 26. Боковой канал 27 продолжается радиально наружу от осевого канала 24 к внешней периферии штока 6. В положении покоя, представленном на фиг.4, боковой канал 27 закрыт наружным кольцевым уплотнением 22. Уплотнение между наружным уплотнением 22 и внешней периферией штока 6 клапана препятствует выходу потока из дозаправочного баллона.
В дозирующем клапане, на котором основана эта конструкция, шток клапана дополнительно обеспечен внешней периферией, которая уплотняется внутренним кольцевым уплотнением 23 с каналом через шток, который обеспечивает выборочное сообщение с дозирующей камерой между кольцевыми уплотнениями для того, чтобы заряжать камеру. В данном случае, однако, шток 6 имеет не круговое поперечное сечение в непосредственной близости от внутреннего кольцевого уплотнения 23 так, что он не уплотняется с внутренним кольцевым уплотнением и камера между двумя кольцевыми уплотнениями 22, 23 является всегда открытой для основного резервуара внутри дозаправочного баллона 5. Это делает клапан не дозирующим клапаном.
Дозаправочный баллон 5 предназначен для работы в перевернутой конфигурации, как показано на фигурах с 1 по 4. Он может, однако, альтернативно работать в противоположном направлении, вверх, если погружение трубки будет обеспечено для сообщения между нижним участком баллона и дозаправочным клапаном 20.
Когда выпускной шток 6 нажимается однажды, боковой канал 27 проходит наружное уплотнение 22, это открывает путь потоку из внутренней части дозаправочного баллона через боковой канал 27 и вдоль осевого канала 24 к выпускному отверстию 26.
Как представлено на фиг.4, радиально наиболее удаленный край выпускного конца выпускного штока 6 имеет закругленный профиль 28 по причинам, описываемым ниже.
Заправочный клапан 35 в сигарете 1 будет описан со ссылкой к фигурам 6A и 6B.
Сигарета 1 имеет конец 30 для вдыхания, связанный с активируемым дыханием клапаном (не показан), так, что всасывание на конце 30 для вдыхания открывает активируемый дыханием клапан, позволяя пользователю вдыхать содержимое резервуара 31. На противоположном конце конца 30 для вдыхания находится заправочный конец 32, который снабжен заправочным клапаном 35, как представлено на фигурах 6A и 6B.
Заправочный клапан содержит кожух 36, который поддерживает остальные компоненты клапана внутри заправочного конца 32 резервуара 31. Кожух имеет ряд больших боковых отверстий 37, которые позволяют открытому сообщению между внутренней частью кожуха 36 и остальной частью резервуара 31.
Содержащаяся внутри кожуха находится вторая пружина 38, которая смещает клапанный элемент 39 в закрытое положение, как представлено на фиг.5А. Клапанный элемент 39 имеет круговое основание 40, от центра которого центрирующий выступ 41 выступает вверх. Нижняя поверхность основания 40 выполнена с возможностью приема верхней части пружины 38, в то время как верхняя кольцевая поверхность 42 принимает кольцевой уплотнительный элемент 43, который окружает нижнюю часть центрирующего выступа 41. Как лучше всего видно на фиг.5A, центрирующий выступ 41 имеет ряд продолжающихся в осевом направлении каналов 44 потока, которые начинаются выше кольцевого уплотнительного элемента 43 и продолжаются до самой верхней поверхности центрирующего выступа 41.
Заправочный клапан 35 завершается концевым колпачком 45, который имеет нижнюю кольцевую поверхность 46, которая уплотняется с верхней поверхностью кольцевого уплотнительного элемента 43. Концевой колпачок имеет центральное отверстие 47, через которое выступает центрирующий выступ 41.
Центральное отверстие 47 раскрывается в основную часть сферического седла 48, которое дополнительно раскрывается в корончатую область, которая содержит ряд продолжающихся радиально внутрь выступов 49, внутренние поверхности 50 которых имеют часть цилиндрической конфигурации, для обеспечения направляющей для выпускного штока 6, как описывается ниже. Каждая поверхность 50 имеет коническую вводную поверхность 51.
Для того чтобы дозаправить резервуар 31 сигареты 1, заправочный конец 32 сигареты 1 представляется к выпускному штоку 6 дозаправочного баллона 5, как представлено на фиг.5А. В это время заправочный клапан 35 резервуара 31 закрыт, так как пружина 38 поджимает клапанный элемент 39 в его самое верхнее положение, в котором кольцевой уплотнительный элемент 43 уплотняется против самой нижней кольцевой поверхности 46 на концевом колпачке 45. Аналогичным образом, дозаправочный выпускной клапан 20 закрыт, так как боковой канал 27 загерметизирован посредством внешнего кольцевого уплотнения 22.
Когда сигарета 1 вдавливает шток 6, в начальной стадии, расширяющиеся вводные поверхности 51 выступов 49 во взаимодействии с закругленным профилем 28 на выпускном штоке 6 помогают пользователю в расположении в линию сигареты 1 со штоком 6. Впоследствии, цилиндрическая поверхность штока 6 входит в зацепление с внутренними поверхностями 50 выступов 49, таким образом, гарантируя, что сигарета 1 является, по существу, по оси выровнена со штоком 6. Любое незначительное смещение между сигаретой 1 и штоком 6 компенсируется, до некоторой степени, посредством, по существу, сферической природы седла 48 в концевом колпачке 45 и закругленным профилем 28 на конце штока 6, как описывается ниже.
Как представлено на фиг.5B, как только шток 6 входит в зацепление с верхней поверхностью центрирующего выступа 41 клапанного элемента 39, он начинает перемещать клапанный элемент 39 вниз. Причина состоит в том, что вторая пружина 38 оказывает более слабое усилие, чем первая пружина 25, так что клапанный элемент 39 начинает двигаться, прежде чем шток 6 перемещен. Это перемещает кольцевой уплотнительный элемент 43 от самой нижней кольцевой поверхности 46, таким образом, открывая путь вентиляционному потоку из резервуара вокруг основания 40 клапанного элемента 39, между кольцевым уплотнительным элементом 43 и самой нижней поверхностью 46 концевого колпачка 45, вдоль каналов 44 потока и из сигареты 1.
После того, как сигарета 1 зацеплена до такой степени, что закругленный профиль 28 помещается в седло 48, как представлено на фиг.5C, начинается следующий этап открытия. В этом положении сигарета может продолжать вентилироваться, так как седло 48 не образует совершенного уплотнения с закругленным профилем 28 на конце штока 6. Когда клапанный элемент 39 не может быть нажат дополнительно, применение дополнительного давления к сигарете 1 теперь будет заставлять шток 6 вдавливаться вверх в дозаправочный баллон 5 против действия первой пружины 25 до тех пор, пока боковой канал 27 переместится вовнутрь внешнего кольцевого уплотнения 22. Это открывает путь потоку дозаправки от дозаправочного баллона 5 вдоль бокового канала 27 и осевого канала 24, через выходное отверстие 26, вдоль каналов 44 потока и в резервуар 31 через пространство между кольцевым уплотнительным элементом 43 и самой нижней кольцевой поверхностью 46 концевого колпачка 45. Во время этого периода, небольшой или отсутствующий поток проходит через сопряжение между седлом 48 и концом штока 6 так как, хотя, как уже упоминалось выше, эта поверхность не уплотнена, упомянутый выше путь потока дозаправки обеспечивает намного больший и более прямой путь потоку для композиции из резервуара таким образом, что любая утечка вокруг штока клапана сведена к минимуму. Дополнительно, сферический характер седла 48 и закругленный профиль 28 на кончике штока 6 гарантирует, что эта утечка будет сведена к минимуму, даже если сигарета 1 находится установленной под малым углом от оси штока 6. Большая угловая установка, по существу, предотвращается выступами 49, зацепляющимися со штоком.
Когда резервуар 31 заполнен композицией, пользователь будет ощущать небольшой обратный толчок, так как давление в резервуаре 31 уравнивается с давлением в дозаправочном баллоне 5, тем самым предотвращая дополнительный поток. Затем, сигарета 1 извлекается из баллона 5, что быстро заставляет две пружины 25, 38 возвратить их соответствующие клапаны в закрытое положение.
Устройство в конце выпускного штока 6 будет теперь описано со ссылкой к фигурам 7 и 8.
Размеры, необходимые на конце выпускного штока лучше всего иллюстрируются, обращаясь к предшествующему уровню техники. Тип наконечника, используемого для выдачи газа бутана, имеет относительно небольшой внешний диаметр, и тонкие стенки. Подход, использованный в настоящем случае, должен иметь значительно больший внешний диаметр и относительно толстую стенку или, по меньшей мере, некоторую другую деталь, присутствующую в центральной области в конце наконечника. Причина этого очевидна, например, из фиг.5B. Относительно большой наружный диаметр требуется для того, чтобы надежно взаимодействовать с областью седла 48. Наличие толстой стенки или какой-либо другой детали по направлению к центральной области конца необходимо для того, чтобы упираться против верхней части центрирующего выступа 41 для нажатия на клапанный элемент 39. Если обычная дозаправка газом бутан используется для попытки заполнить сигарету, ее сравнительно тонкий наконечник не войдет в контакт с седлом 48 и, следовательно, обеспечит путь утечки вокруг штока. Это сделает ее бесполезной на практике. Также, если шток с большим наружным диаметром, но обычной толщиной стенки должен быть использован, он будет иметь возможность входить в зацепление с седлом 48 надлежащим образом. Тем не менее, открытое пространство в центре штока должно быть таким большим, что он будет просто помещаться над центрирующим выступом 41 и не сможет нажать его.
Шток выпускного потока имеет наружный диаметр D, по меньшей мере, 3 мм, как представлено на фиг.7. Для цели вычисления этого диаметра D, закругленный профиль 28 на выпускном конце игнорируется. Внутри диаметра D образована вторая концентрическая окружность с диаметром d 1,5 мм, внутри которой должно что-то присутствовать в конце наконечника. Другими словами, в конце наконечника, если имеется внутренний круговой диаметр d с диаметром 1.5 мм, который не имеет присутствия детали, он не будет иметь возможности зацепляться с центрирующим выступом 41.
Предпочтительные размеры наконечника 6 имеют наружный диаметр от 3.15 мм до 3.20 мм, внутренний диаметр от 1.10 мм до 1.30 мм.
Фиг.8A представляет наконечник с относительно толстой стенкой 60. Стенка имеет достаточную толщину, чтобы она продолжалась внутри внутреннего круга d.
Аналогичный эффект достигается тонкостенной трубкой 61, которая имеет концевой колпачок для обеспечения требуемых размеров, фиг.8B.
Фиг.8C имеет аналогичную тонкую стенку, но имеет штифт 62, поддерживаемый на выходном конце спицами 61. Как очевидно из фиг.8C, штифт 62 присутствует внутри внутреннего круга d и может, при использовании, взаимодействовать с центрирующим выступом 41.
Наконец, на фиг.8D, поперечина 63 продолжается диаметрально поперек конца наконечника. В качестве альтернативы это может быть крестообразная или другая прерывистая деталь, которая может входить в зацепление с центрирующим выступом 41.