УСТРОЙСТВО ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ, СОДЕРЖАЩЕЕ СПЛАВ С ПАМЯТЬЮ ФОРМЫ, И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ
AEROSOL DELIVERY APPARATUS CONTAINING A SHAPE MEMORY ALLOY AND CORRESPONDING METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, в которых используется электрически вырабатываемое тепло для выработки аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Устройства доставки аэрозоля выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, содержащего материалы, выполненные или полученные из табака, либо иным образом содержать табак, способного к испарению с образованием пригодного для вдыхания вещества для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На протяжении многих лет было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Подразумевается, что многие из указанных устройств были разработаны для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания легкоиспаряемого материала или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в существенной степени. См., например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники, изложенные в уровне техники, как описано в патентах США №7,726,320 под авторством Robinson и др. и в публикациях заявок на патент США №2013/0255702 под авторством Griffith, Jr. и др. и №2014/0096781 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и тепловырабатывающих источников с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США №2015/0216232 под авторством Bless и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0003] Однако является предпочтительным обеспечить устройства доставки аэрозоля с усовершенствованной функциональностью. В этом отношении, является предпочтительным улучшить доставку композиции предшественника аэрозоля к распылителю.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Настоящее изобретение относится к устройству доставки аэрозоля, содержащему сплав с памятью формы, и соответствующему способу. Согласно одному аспекту предложено устройство доставки аэрозоля. Устройство доставки аэрозоля может содержать источник питания, выполненный с возможностью вывода электрического тока. Устройство доставки аэрозоля может содержать распылитель, сообщающийся по текучей среде с резервуаром, содержащим композицию предшественника аэрозоля. Распылитель может быть выполнен с возможностью приема электрического тока от источника питания. Устройство доставки аэрозоля может содержать механизм выдачи, содержащий сплав с памятью формы, выполненный с возможностью изменения формы в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током, обеспечиваемым источником питания, и с возможностью выборочного регулирования потока композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю. Распылитель может быть выполнен с возможностью выработки им аэрозоля.
[0005] В некоторых вариантах реализации распылитель может содержать элемент для переноса жидкости и нагревательный элемент. Нагревательный элемент может представлять собой механизм выдачи и может содержать один или более витков, содержащих сплав с памятью формы, обернутый вокруг элемента для переноса жидкости и выполненный с возможностью изменения формы с первой формы, в которой один или более витков по меньшей мере частично расположены на расстоянии от внешней поверхности элемента для переноса жидкости для обеспечения протекания композиции предшественника аэрозоля в элемент для переноса жидкости, на вторую форму, в которой один или более витков находятся в контакте с внешней поверхностью элемента для переноса жидкости для нагрева композиции предшественника аэрозоля на элементе для переноса жидкости и выработки таким образом аэрозоля, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания. При прекращении приема электрического тока на одном или более витков, один или более витков могут быть выполнены с возможностью возврата из второй формы в первую форму.
[0006] В некоторых вариантах реализации механизм выдачи может содержать клапан. Клапан может быть выполнен с возможностью изменения своей формы с первой формы, в которой клапан находится в закрытой конфигурации для предотвращения выдачи композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, на вторую форму, в которой клапан находится в открытой конфигурации для обеспечения выдачи композиции предшественника аэрозоля к распылителю из резервуара, относительно проходного отверстия, образованного между резервуаром и распылителем, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания. При прекращении приема электрического тока на клапане, клапан может быть выполнен с возможностью возврата из второй формы в первую форму.
[0007] В некоторых вариантах реализации каждый из источника питания, резервуара и распылителя могут быть размещены в разъемных кожухах. В некоторых вариантах реализации сплав с памятью формы может содержать никель-титановый сплав. В некоторых вариантах реализации устройство доставки аэрозоля может содержать датчик потока, выполненный с возможностью вывода сигнала, соответствующего затяжке на устройстве доставки аэрозоля, и контроллер, выполненный с возможностью вывода электрического тока для выработки тепла для изменения формы механизма выдачи при обнаружении затяжки.
[0008] В некоторых вариантах реализации механизм выдачи может содержать исполнительный механизм, выполненный с возможностью изменения своей формы с первой формы на вторую форму для смещения композиции предшественника аэрозоля к распылителю. Механизм выдачи может также содержать поршень, введенный во взаимодействие с внутренней частью резервуара, причем поршень выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара, в ответ на приведение в действие исполнительного механизма.
[0009] Согласно дополнительному аспекту предложен способ работы устройства доставки аэрозоля. Способ может включать обеспечение источника питания, распылителя, резервуара, содержащего композицию предшественника аэрозоля, и механизма выдачи, содержащего сплав с памятью формы. Способ может также включать нагрев механизма выдачи электрическим током, выводимым источником питания, для изменения формы механизма выдачи, чтобы выборочно регулировать поток композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю. Способ может также включать направление электрического тока от источника питания к распылителю для выработки аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля.
[0010] В некоторых вариантах реализации обеспечение распылителя может включать обеспечение нагревательного элемента, который представляет собой механизм выдачи и который содержит один или более витков, содержащих сплав с памятью формы, и элемент для переноса жидкости, причем один или более витков обернуты вокруг элемента для переноса жидкости. Изменение формы механизма выдачи может включать изменение формы одного или более витков с первой формы, в которой один или более витков по меньшей мере частично расположены на расстоянии от внешней поверхности элемента для переноса жидкости для обеспечения протекания композиции предшественника аэрозоля в элемент для переноса жидкости, на вторую форму, в которой один или более витков находятся в контакте с внешней поверхностью элемента для переноса жидкости для нагрева композиции предшественника аэрозоля на элементе для переноса жидкости и выработки таким образом аэрозоля, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания. Способ может включать возврат витков из второй формы в первую форму путем прекращения протекания к ним электрического тока.
[0011] В некоторых вариантах реализации изменение формы механизма выдачи, который содержит клапан, может включать изменение формы с первой формы, в которой клапан находится в закрытой конфигурации для предотвращения выдачи композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, на вторую форму, в которой клапан находится в открытой конфигурации для обеспечения выдачи композиции предшественника аэрозоля к распылителю из резервуара, относительно проходного отверстия, образованного между резервуаром и распылителем, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания. Способ может включать прекращение приема электрического тока на клапане. Способ может включать возврат клапана из второй формы в первую форму в ответ на это.
[0012] В некоторых вариантах реализации способ может включать обнаружение затяжки датчиком. Нагревом механизма выдачи электрическим током, обеспечиваемым источником питания, можно управлять при обнаружении затяжки. В некоторых вариантах реализации изменение формы механизма выдачи может включать изменение формы исполнительного механизма с первой формы на вторую форму для смещения композиции предшественника аэрозоля к распылителю. Изменение формы исполнительного механизма с первой формы на вторую форму может включать перемещение поршня, введенного во взаимодействие с внутренней частью резервуара, вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара, в ответ на приведение в действие исполнительного механизма. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже.
[0013] Таким образом, настоящее раскрытие включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализации:
[0014] Вариант реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее: источник питания, выполненный с возможностью вывода электрического тока; распылитель, сообщающийся по текучей среде с резервуаром, содержащим композицию предшественника аэрозоля, причем распылитель выполнен с возможностью приема электрического тока от источника питания; и механизм выдачи, содержащий сплав с памятью формы, выполненный с возможностью изменения формы в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током, обеспечиваемым источником питания, и с возможностью выборочного регулирования потока композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, который выполнен с возможностью выработки аэрозоля.
[0015] Вариант реализации 2: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором распылитель содержит элемент для переноса жидкости и нагревательный элемент.
[0016] Вариант реализации 3: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором нагревательный элемент представляет собой механизм выдачи и содержит один или более витков, содержащих сплав с памятью формы, обернутый вокруг элемента для переноса жидкости и выполненный с возможностью изменения формы с первой формы, в которой один или более витков по меньшей мере частично расположены на расстоянии от внешней поверхности элемента для переноса жидкости для обеспечения протекания композиции предшественника аэрозоля в элемент для переноса жидкости, на вторую форму, в которой один или более витков находятся в контакте с внешней поверхностью элемента для переноса жидкости для нагрева композиции предшественника аэрозоля на элементе для переноса жидкости и выработки таким образом аэрозоля, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания.
[0017] Вариант реализации 4: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором при прекращении приема электрического тока на одном или более витков, один или более витков выполнены с возможностью возврата из второй формы в первую форму.
[0018] Вариант реализации 5: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором механизм выдачи содержит клапан.
[0019] Вариант реализации 6: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором клапан выполнен с возможностью изменения своей формы с первой формы, в которой клапан находится в закрытой конфигурации для предотвращения выдачи композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, на вторую форму, в которой клапан находится в открытой конфигурации для обеспечения выдачи композиции предшественника аэрозоля к распылителю из резервуара, относительно проходного отверстия, образованного между резервуаром и распылителем, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания.
[0020] Вариант реализации 7: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором при прекращении приема электрического тока на клапане, клапан выполнен с возможностью возврата из второй формы в первую форму.
[0021] Вариант реализации 8: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором каждый из источника питания, резервуара и распылителя размещены в разъемных кожухах.
[0022] Вариант реализации 9: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором сплав с памятью формы содержит никель-титановый (NiTi) сплав.
[0023] Вариант реализации 10: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, также содержащее датчик потока, выполненный с возможностью вывода сигнала, соответствующего затяжке на устройстве доставки аэрозоля, и контроллер, выполненный с возможностью вывода электрического тока для выработки тепла для изменения формы механизма выдачи при обнаружении затяжки.
[0024] Вариант реализации 11: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором механизм выдачи содержит исполнительный механизм, выполненный с возможностью изменения своей формы с первой формы на вторую форму для смещения композиции предшественника аэрозоля к распылителю.
[0025] Вариант реализации 12: Устройство по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, в котором механизм выдачи также содержит поршень, введенный во взаимодействие с внутренней частью резервуара, причем поршень выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара, в ответ на приведение в действие исполнительного механизма.
[0026] Вариант реализации 13: Способ работы устройства доставки аэрозоля, включающий: обеспечение источника питания, распылителя, резервуара, содержащего композицию предшественника аэрозоля, и механизма выдачи, содержащего сплав с памятью формы; нагрев механизма выдачи электрическим током, выводимым источником питания, для изменения формы механизма выдачи, чтобы выборочно регулировать поток композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю; и направление электрического тока от источника питания к распылителю для выработки аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля.
[0027] Вариант реализации 14: Способ по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, согласно которому обеспечение распылителя включает обеспечение нагревательного элемента, который представляет собой механизм выдачи и который содержит один или более витков, содержащих сплав с памятью формы, и элемента для переноса жидкости, причем один или более витков обернуты вокруг элемента для переноса жидкости; причем изменение формы механизма выдачи включает изменение формы одного или более витков с первой формы, в которой один или более витков по меньшей мере частично расположены на расстоянии от внешней поверхности элемента для переноса жидкости для обеспечения протекания композиции предшественника аэрозоля в элемент для переноса жидкости, на вторую форму, в которой один или более витков находятся в контакте с внешней поверхностью элемента для переноса жидкости для нагрева композиции предшественника аэрозоля на элементе для переноса жидкости и выработки таким образом аэрозоля, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания.
[0028] Вариант реализации 15: Способ по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, также включающий возврат витков из второй формы в первую форму путем прекращения протекания к ним электрического тока.
[0029] Вариант реализации 16: Способ по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, согласно которому изменение формы механизма выдачи, который содержит клапан, включает изменение своей формы с первой формы, в которой клапан находится в закрытой конфигурации для предотвращения выдачи композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, на вторую форму, в которой клапан находится в открытой конфигурации для обеспечения выдачи композиции предшественника аэрозоля к распылителю из резервуара, относительно проходного отверстия, образованного между резервуаром и распылителем, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания.
[0030] Вариант реализации 17: Способ по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, также включающий прекращение приема электрического тока на клапане; и возврат клапана из второй формы в первую форму в ответ на это.
[0031] Вариант реализации 18: Способ по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, также включающий обнаружение затяжки датчиком, причем нагревом механизма выдачи электрическим током, обеспечиваемым источником питания, управляют при обнаружении затяжки.
[0032] Вариант реализации 19: Способ по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, согласно которому изменение формы механизма выдачи включает изменение формы исполнительного механизма с первой формы на вторую форму для смещения композиции предшественника аэрозоля к распылителю.
[0033] Вариант реализации 20: Способ по любому предшествующему варианту реализации или любой их комбинации, согласно которому изменение формы исполнительного механизма с первой формы на вторую форму включает перемещение поршня, введенного во взаимодействие с внутренней частью резервуара, вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара, в ответ на приведение в действие исполнительного механизма.
[0034] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества раскрытия настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведенного ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем описании или изложенных в любом одном или более пунктов формулы изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в описании конкретного варианта реализации или формуле изобретения в настоящем документе. Настоящее описание выполнено для прочтения, принимая во внимание все элементы, таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его аспектов и вариантов реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не указывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0035] После приведенного таким образом описания изобретения в вышеизложенных общих понятиях, далее будет сделана ссылка на сопроводительные чертежи, которые не обязательно вычерчены в масштабе, на которых:
[0036] На ФИГ. 1А показан вид сбоку в разрезе устройства доставки аэрозоля, содержащего механизм выдачи, выполненный в качестве клапана в закрытой конфигурации, при этом клапан содержит сплав с памятью формы, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения.
[0037] На ФИГ. 1В показан вид сбоку в разрезе устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 1А, с клапаном, находящимся в открытой конфигурации, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0038] На ФИГ. 2А показан вид сбоку в разрезе устройства доставки аэрозоля, содержащего механизм выдачи, выполненный в качестве исполнительного механизма в убранной форме и соединенный с первым зубом храпового механизма, при этом исполнительный механизм представляет собой сплав с памятью формы, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения.
[0039] На ФИГ. 2В показан вид сбоку в разрезе устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 2А, в котором исполнительный механизм находится в выдвинутой форме, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0040] На ФИГ. 2С показан вид сбоку в разрезе устройства доставки аэрозоля, показанного на ФИГ. 2А, в котором исполнительный механизм находится в убранной форме и соединен со вторым зубом храпового механизма, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0041] На ФИГ. 3А показан вид сбоку нагревательного элемента, по меньшей мере частично расположенного на расстоянии от внешней поверхности элемента для переноса жидкости, при этом нагревательный элемент содержит сплав с памятью формы, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения;
[0042] На ФИГ. 3В показан вид сбоку нагревательного элемента, показанного на ФИГ. 3А, при этом нагревательный элемент находится в контакте с внешней поверхностью элемента для переноса жидкости, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения; и
[0043] На ФИГ. 4 схематически показана блок-схема способа работы устройства доставки аэрозоля, согласно примеру реализации раскрытия настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0044] Далее раскрытие настоящего изобретения будет подробно описано со ссылкой на примеры его реализации. Указанные примеры реализации описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. Разумеется, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, описанными в настоящем документе; скорее, эти варианты реализации представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. В данном описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное.
[0045] Как описано далее, варианты реализации раскрытия настоящего изобретения относятся к устройствам доставки аэрозоля и соответствующим способам. Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо значительной степени) с образованием вдыхаемого вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными для того, чтобы считаться портативными устройствами. Другими словами, использование компонентов предпочтительных устройств доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма в том смысле, что аэрозоль возникает главным образом из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, но скорее, использование указанных предпочтительных устройств приводит к образованию паров, образующихся в процессе выпаривания или испарения определенных компонентов, включенных в них. В предпочтительных вариантах реализации компоненты устройств доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, при этом такие электронные сигареты наиболее предпочтительно включают табак и/или компоненты, полученные из табака, и затем доставляют компоненты, полученные из табака, в виде аэрозоля.
[0046] Вырабатывающие аэрозоль компоненты определенных предпочтительных устройств доставки аэрозоля обеспечивают множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или трубки, которые обусловлены поджиганием и сжиганием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сгорания каких-либо их компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль устройства согласно раскрытию настоящего изобретения может держать и использовать это устройство подобно тому, как курильщик использует курительное изделие традиционного вида, осуществляя затяжку через один конец указанного устройства для вдыхания аэрозоля, образованного этим устройством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
[0047] Предложенные устройства доставки аэрозоля также охарактеризованы как подходящие парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть выполнены так, чтобы обеспечить одно или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы вдыхаемые вещества могут быть в виде аэрозоля (например, суспензии из мелких твердых частиц или капель жидкости в газе).
[0048] Устройства доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (т.е. источника электропитания), по меньшей мере одного компонента управления (например, средства для приведения в действие, управления, регулирования и/или прекращения подачи питания для выработки тепла, например посредством управления электрическим током от блока высвобождения электропитания к другим компонентам вырабатывающего аэрозоль устройства), распылителя (например, элемента для переноса жидкости и нагревателя с электрическим сопротивлением или вырабатывающего тепло компонента), механизма выдачи например, клапана или исполнительного механизма, содержащего сплав с памятью формы), предшественника аэрозоля (например, композиции, которая обычно является жидкостью, способной вырабатывать аэрозоль при приложении достаточного тепла, такие ингредиенты обычно указаны как «дымовой сок», «электронная жидкость» и «электронный сок»), и мундштучной области или кончика для обеспечения возможности осуществлять затяжку через устройство доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, определенный путь потока воздуха через устройство доставки аэрозоля, так что вырабатываемый аэрозоль выводится из него после осуществления затяжки пользователем).
[0049] Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с раскрытием настоящего изобретения будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов устройств доставки аэрозоля могут быть оценены при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, представленные в разделе «Уровень техники» раскрытия настоящего изобретения.
[0050] Выравнивание в устройстве доставки аэрозоля компонентов является различным. В конкретных вариантах реализации композиция предшественника аэрозоля расположена по центру относительно двух противоположных концов устройства (например, внутри резервуара картриджа, который при определенных обстоятельствах является сменным и одноразовым или перезаполняемым). Однако не исключены и другие конфигурации. В целом компоненты выполнены относительно друг друга так, что тепло от нагревательного элемента испаряет композицию предшественника аэрозоля (а также один или более ароматизаторов, лекарственных препаратов и т.п., которые также могут быть обеспечены для доставки пользователю) и образовывает аэрозоль для доставки пользователю. Когда нагревательный элемент нагревает композицию предшественника аэрозоля, аэрозоль образуется, высвобождается или вырабатывается в физической форме, подходящей для вдыхания потребителем. Следует отметить, что указанные выше термины следует считать взаимозаменяемыми, так что формы указанного термина, такие как «высвобождать, высвобождение, высвобождает или высвобожденный», включают в себя формы, такие как «образовывать или вырабатывать, образовывание или вырабатывание, образовывает или вырабатывает и образованный или выработанный». В частности, пригодное для вдыхания вещество высвобождается в форме пара или аэрозоля или их смеси.
[0051] Устройство доставки аэрозоля содержит аккумулятор или другой источник электропитания для обеспечения электрического тока, достаточного для обеспечения различных функций устройства, таких как питание нагревателя, питание систем управления, питание индикаторов, приведение в действие механизма выдачи и тому подобное. Источник питания может иметь различные варианты реализаций. Предпочтительно источник питания выполнен с возможностью доставки достаточной энергии для быстрого нагревания нагревательного элемента и/или механизма выдачи для обеспечения образования аэрозоля и снабжения энергией изделия для его использования в течение необходимого периода времени. Источник питания предпочтительно имеет размер, пригодный для удобного размещения в устройстве доставки аэрозоля таким образом, что устройством доставки аэрозоля можно удобно пользоваться; и кроме того, предпочтительный источник питания имеет достаточно небольшой вес, чтобы не ухудшать желательное приятное впечатление от сеанса курения. Например, источник питания представляет собой батарею.
[0052] В некоторых вариантах реализации картридж содержит основание, которое содержит противоротационные особенности, которые по существу предотвращают относительное вращение между картриджем и управляющим корпусом, как описано в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0053] Блок распылителя может содержать один или более компонентов нагревателя, которые использованы в настоящем устройстве доставки аэрозоля. Согласно различным вариантам реализации используют один или более микронагревателей или подобных твердотельных нагревателей. Далее в настоящем документе описаны варианты реализации используемых микронагревателей. Дополнительные микронагреватели и распылители, содержащие микронагреватели, подходящие для использования в описанных выше устройствах, описаны в патенте США №8,881,737 под авторством Collett и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. В некоторых вариантах реализации нагревательный элемент сформирован путем наматывания витка вокруг элемента для переноса жидкости, как описано в патенте США №9,210,738 под авторством Ward и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, в некоторых вариантах реализации виток имеет витки с изменяющимся шагом, как описано в патенте США №9,277,770 под авторством DePiano и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Для формирования резистивного нагревательного элемента использованы различные варианты реализации материалов, выполненных с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. В число примеров материалов, из которых выполнена проводная катушка, входят кантал (FeCrAl), нихром, никель титан (ΝiTi), дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi); дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)2), графит и материалы на основе графита, керамика (например, керамика с положительным или отрицательным коэффициентом температурного расширения), а также медные/алюминиевые/никелевые сплавы. В дополнительных вариантах реализации в атомайзере использован штампованный нагревательный элемент, как описано в публикации заявки на патент США № 2014/0270729 под авторством DePiano и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. В дополнение к вышесказанному, дополнительные типичные нагревательные элементы и материалы для использования в этих элементах описаны в патентах США №5,060,671 под авторством Counts и др.; №5,093,894 под авторством Deevi и др.; №5,224,498 под авторством Deevi и др.; №5,228,460 под авторством Sprinkel Jr. и др.; №5,322,075 под авторством Deevi и др.; №5,353,813 под авторством Deevi и др.; №5,468,936 под авторством Deevi и др.; №5,498,850 под авторством Das; №5,659,656 под авторством Das; №5,498,855 под авторством Deevi и др.; №5,530,225 под авторством Hajaligol; №5,665,262 под авторством Hajaligol; №5,573,692 под авторством Das и др.; и №5,591,368 под авторством Fleischhauer и др., раскрытия которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, согласно другим вариантам реализации может быть использовано химическое нагревание. Различные дополнительные примеры нагревателей и материалов, используемых для формирования нагревателей, описаны в патенте США №8,881,737 под авторством Collett и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки, как указано выше.
[0054] В некоторых вариантах реализации предложенные устройства доставки аэрозоля содержат управляющий корпус, блок распылителя и картридж. Когда управляющий корпус соединен с картриджем и/или блоком распылителя, электронный компонент (не показан) в картридже образует электрическое соединение с управляющим корпусом. Таким образом, управляющий корпус использует электронный компонент для определения того, является ли подлинным картридж и/или выполнения других функций. Кроме того, различные примеры электронных компонентов и функций, выполняемых этими компонентами, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0096781 под авторством Sears и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0055] В ходе использования пользователь затягивается на мундштуке, который может быть обеспечен в блоке распылителя или любой другой части устройства доставки аэрозоля. Это может вызвать втягивание воздуха через отверстие в управляющем корпусе, в блоке распылителя или в картридже. Например, согласно одному варианту реализации отверстие образовано между соединителем и внешним корпусом управляющего корпуса, как описано в патенте США №9,220,302 под авторством DePiano и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Однако в других вариантах реализации поток воздуха принимается через другие части устройства доставки аэрозоля.
[0056] Датчик в устройстве доставки аэрозоля (например, датчик затяжки или потока в управляющем корпусе) обнаруживает затяжку. Датчик затяжки выполнен с возможностью вывода сигнала, соответствующего затяжке на устройстве доставки аэрозоля. Таким образом, управляющий корпус выполнен с возможностью вывода, при обнаружении затяжки датчиком, электрического тока для нагрева композиции предшественника аэрозоля, выданной к распылителю. Соответственно, нагреватель испаряет композицию предшественника аэрозоля, а мундштук обеспечивает возможность прохождения воздуха и захваченного пара (т.е. компонентов композиции предшественника аэрозоля в пригодной для вдыхания форме) из картриджа к пользователю, осуществляющему затяжку на нем.
[0057] Различные другие детали относительно компонентов, которые могут содержаться в картридже 300, предложены, например, в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Различные компоненты предложенного устройства доставки аэрозоля можно выбрать из коммерчески доступных компонентов, описанных в уровне техники. Примеры реализаций коммерчески доступных устройств доставки аэрозоля описаны в заявке на патент США №15/222,615 под авторством Watson и др., поданной 28 июля 2016 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Например, также сделана ссылка на картридж и блок распылителя для управляемой доставки множества распыляемых материалов в электронном курительном изделии, описанном в публикации заявки на патент США №2014/0000638 под авторством Sebastian и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0058] В раскрытии настоящего изобретения на ФИГ. 1А-1В показан вид в разрезе первого варианта реализации устройства доставки аэрозоля, в целом обозначенного 100А. Устройство доставки аэрозоля содержит управляющий корпус 200, картридж 300 и блок 400 распылителя, каждый из которых размещен в разъемных корпусах. Блок 400 распылителя введен во взаимодействие с картриджем 300 на первом конце картриджа 300, а управляющий корпус 200 введен во взаимодействие с картриджем 300 на противоположной втором конце картриджа 300. Каждый из управляющего корпуса 200, картриджа 300 и блока 400 распылителя выровнены либо постоянно, либо с возможностью разъединения в функциональном отношении с соседним компонентом посредством резьбового сцепления, сцепления с плотной посадкой, посадки с натягом, магнитного сцепления и тому подобного. Согласно некоторые аспектам устройство 100А доставки аэрозоля является по существу стержнеобразным, по существу трубчатой формы или по существу цилиндрической формы, когда картридж 300, блок 400 распылителя и управляющий корпус 200 находятся в собранной конфигурации.
[0059] В конкретных вариантах осуществления один или более из управляющего корпуса 200, картриджа 300 и блока 400 распылителя названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, управляющий корпус имеет источник 206 питания (например, сменную батарею или перезаряжаемую батарею и/или конденсатор), который скомбинирован с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической сетью переменного тока, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля универсальной последовательной шины (USB). Кроме того, в некоторых примерах реализаций картридж содержит картридж одноразового использования, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. В других примерах картридж 300 содержит расположенную в нем композицию предшественника аэрозоля и выполнен с возможностью удаления и замены при испарении всей композиции предшественника аэрозоля.
[0060] Управляющий корпус 200 содержит компонент 202 управления (например, контроллер), датчик 204 потока (например, датчик затяжки или выключатель давления) и источник 206 питания. Согласно некоторым аспектам источник 206 питания содержит батарею или другой источник электропитания, выполненный с возможностью вывода электрического тока, достаточного для обеспечения различных функций устройства 100А доставки аэрозоля, таких как резистивное нагревание, питание компонентов управления (например, компонента 202 управления), питание индикаторов, питание механизма выдачи и тому подобное. В предпочтительном варианте реализации источник 206 питания имеет размер, пригодный для удобного размещения в устройстве 100А доставки аэрозоля так, что устройством 100А доставки аэрозоля удобно пользоваться. Дополнительные компоненты управляющего корпуса 200 включают в себя, без ограничения, например, воздухозаборник 208, индикаторы (например, светоизлучающий диод (LED)) (не показан) в переменных количествах, различных формах и/или в отверстии в управляющем корпусе 200 (например, для испускания звука при наличии таких индикаторов), схему соединителя (не показана), обеспечивающую электрическое соединение с нагревательным элементом, расположенным в блоке 400 распылителя и/или исполнительным механизмом, расположенным в картридже 300, соединитель (не показан), уплотняющий элемент (не показан), адгезивный элемент (например, ленту KAPTON) (не показана), разделитель (не показан) и концевой колпачок (не показан). Примеры источников электропитания описаны в публикации заявки на патент США №2010/0028766 под авторством Peckerar и др., раскрытие которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Типовой механизм, который обеспечивает такую возможность активации при выпускании дыма, включает кремниевый датчик модели 163PC01D36, производимый подразделением MicroSwitch компании Honeywell, Inc., Фрипорт, Иллинойс. Дополнительные примеры работающих по запросу электрических переключателей, которые могут быть использованы для в схеме соединителя согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в патенте США №4,735,217 под авторством Gerth и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительное описание регулирующих ток схем и других компонентов управления, содержащих микроконтроллеры, которые являются пригодными для использования в настоящем устройстве доставки аэрозоля, представлены в патентах США №4,922,901, №4,947,874 и №4,947,875, все под авторством Brooks и др., в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др., в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., и патенте США №7,040,314 под авторством Nguyen и др., все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Также сделана ссылка на различные схемы управления, описанные в патенте США №9,423,152 под авторством Ampolini и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0061] В предложенных устройствах доставки аэрозоля могут быть использованы другие дополнительные компоненты. Например, в патенте США №5,154,192 под авторством Sprinkel, Jr. раскрыты индикаторы для курительных изделий, в патенте США №5,261,424 под авторством Sprinkel, Jr. раскрыты пьезоэлектрические датчики, связанные с мундштучным концом устройства, для обнаружения активности губ пользователя, связанной с осуществлением затягивания, и затем запуска нагревания; в патенте США №5,372,148 под авторством McCafferty и др. раскрыт датчик затяжки для управления потоком энергии в массив тепловых нагрузок при падении давления через мундштук; в патенте США №5,967,148 под авторством Harris и др. раскрыты гнезда в курительном изделии, которые содержат идентификатор, который обнаруживает неоднородность в пропускании инфракрасного излучения вставленного компонента, и котроллер, который выполняет процедуру обнаружения, когда компонент вставлен в гнездо; в патенте США №6,040,560 под авторством Fleischhauer и др. описан определенный выполняемый энергетический цикл со множеством дифференциальных фаз; в патенте США №5,934,289 под авторством Watkins и др. раскрыты фотонно-оптоэлектронные компоненты; в патенте США №5,954,979 под авторством Counts и др. раскрыты средства для изменения сопротивления затяжке через курительное изделие; в патенте США №6,803,545 под авторством Blake и др. раскрыты конкретные конфигурации батарей для использования в курительных изделиях; в патенте США №7,293,565 под авторством Griffen и др. раскрыты различные системы зарядки для использования в курительных изделиях в патенте США №8,402,976 под авторством Fernando и др. раскрыты средства для сопряжения с компьютером для курительных изделий, чтобы способствовать зарядке и обеспечить управления устройством через компьютер; в патенте США №8,689,804 под авторством Fernando и др. раскрыты системы идентификации для курительных изделий; и в заявке WO 2010/003480 под авторством Flick раскрыта система определения потока текучей среды, указывающей на затяжку в системе генерирования аэрозоля; все из вышеизложенных раскрытий полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Также примеры компонентов, относящихся к устройствам доставки аэрозоля и раскрывающих материалы или компоненты, которые могут быть использованы в настоящем изделии, включают патент США №4,735,217 под авторством Gerth и др.; патент США №5,249,586 под авторством Morgan и др.; патент США №5,666,977 под авторством Higgins и др.; патент США №6,053,176 под авторством Adams и др.; патент США №6,164,287 под авторством White; патент США №6,196,218 под авторством Voges; патент США №6,810,883 под авторством Felter и др.; патент США №6,854,461 под авторством Nichols; патент США №7,832,410 под авторством Hon; патент США №7,513,253 под авторством Kobayashi; патент США №7,896,006 под авторством Hamano; патент США №6,772,756 под авторством Shayan; патенты США №8,156,944 и №8,375,957 под авторством Hon; патент США №8,794,231 под авторством Thorens и др.и патент США №8,851,083 под авторством Oglesby и др., публикации заявок на патенты США №2006/0196518 и 2009/0188490 под авторством Hon; патенты США №8,915,254 и 8,925,555 под авторством Monsees и др.; публикацию заявки на патент США №2010/0024834 под паторством Oglesby и др. и публикацию заявки на патент США 2010/0307518 под авторством Wang; патент США №9,220,302 под авторством DePiano и др., заявки WO 2010/091593 под авторством Hon, WO 2013/089551 под авторством Foo, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Разнообразные материалы, раскрытые в вышеупомянутых документах, могут быть включены в настоящие устройства в различных вариантах реализации, и все вышеприведенные раскрытия полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0062] Картридж 300 содержит резервуар 302, содержащий в себе композицию 304 предшественника аэрозоля. Композиция 304 предшественника аэрозоля содержит один или более различных компонентов. Например, композиция 304 предшественника аэрозоля содержит многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), воду, никотин, натуральные и искусственные ароматизаторы, ментол или их смесь. Характерные типы других композиций предшественника аэрозоля раскрыты в патенте США №4,793,365 под авторством Sensabaugh, Jr. и др.; в патенте США №5,101,839 под авторством Jakob и др.; в публикации заявки РСТ WO 98/57556 под авторством Biggs и др.; и в публикации «Химические и биологические исследования новых сигаретных прототипов, которые нагревают табак вместо его сжигания», монография табачной компании Р. Дж. Рейнольдса (1988), раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Дополнительное описание относительно вариантов реализации композиций предшественника аэрозоля, содержащие описание табака или компонентов, полученных из содержащегося в них табака, представлено в заявках на патент США №15/216,582 и 15/216,590 под авторством Davis и др., поданных 21 июля 2016 года, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0063] Картридж 300 также содержит проходящий в продольном направлении канал 318 для воздушного потока, который проходит по всей продольной длине картриджа 300. Канал 318 для воздушного потока образует проходное отверстие на первом продольном конце, который сообщается по текучей среде с воздухозаборником 208, и образует проходное отверстие на противоположном втором продольном конце, который сообщается с путем 404 потока (описанным более подробно ниже) блока распылителя. Канал 318 для воздушного потока выполнен с возможностью направления воздуха из окружающей среды из воздухозаборника 208 в положение в непосредственной близости к распылителю 402 (описанному более подробно ниже) для образования пригодного для вдыхания вещества для потребления пользователем.
[0064] Блок 400 распылителя содержит распылитель 402, путь 404 потока, заданный внутренней конструкцией блока 400 распылителя, и мундштучную область, содержащую мундштук 406. Мундштучная область задана противоположно концу блока 400 распылителя, который введен во взаимодействие с картриджем 300. Мундштук 406 содержит проходящее через него отверстие для обеспечения прохождения воздуха и захваченного пара (т.е. компоненты композиции предшественника аэрозоля в пригодной для вдыхания форме) из блока 400 распылителя к потребителю в ходе затяжки на устройстве 100А доставки аэрозоля.
[0065] Внутренняя часть блока 400 распылителя содержит внутренние конструкции, которые образуют путь 404 потока. Например, как показано на ФИГ. 1А-1В, путь 404 потока выполнен с множеством участков, первый участок задан между двумя внутренними конструкциями кожуха блока 400 распылителя и по существу параллельно направлению потока через проходное отверстие 310, заданное между резервуаром 302 и распылителем 402. Второй участок пути 404 потока задан между блоком 402 распылителя и внутренней конструкцией кожуха и по существу перпендикулярно направлению потока через проходное отверстие 310. Таким образом, первый и второй участки пути 404 потока расположены под углом приблизительно 90 градусов относительно друг друга. Третий участок пути 404 потока задан между внутренней конструкцией кожуха блока 400 распылителя и внутренней частью кожуха блока 400 распылителя и также по существу параллельно проходному отверстию 310. Третий участок пути 404 потока сообщается по текучей среде с противоположным вторым концом канала 318 для воздушного потока. Мундштук 406 расположен в рядом с третьим участком пути 404 потока и сообщается с ним по текучей среде. Соответственно, как только композиция 304 предшественника аэрозоля доставлена из резервуара 302 к распылителю 402 через путь 404 потока, распылитель 402 выполнен с возможностью нагрева композиции 304 предшественника аэрозоля для выработки из нее аэрозоля. Воздух из окружающей среды, направленный от воздухозаборника 208 и через канал 318 для воздушного потока, смешивается с аэрозолем с образованием пригодного для вдыхания вещества. Образованное пригодное для вдыхания вещество направляется из третьего участка пути 404 потока к мундштуку 404 для доставки пользователю.
[0066] Согласно некоторым аспектам распылитель 402 содержит резистивный нагревательный элемент, содержащий проводную катушку, которая находится в электрической связи с батареей 206 и выполнена с возможностью выработки тепла при приеме от нее тока, и элемент для переноса жидкости, содержащий фитиль, который выполнен с возможностью направления композиции(й) предшественника аэрозоля для взаимодействия с теплом, выработанным нагревательным элементом для образования аэрозоля при взаимодействии с теплом. Пример реализации распылителя 402, в котором проводная катушка действует как механизм выдачи, а также резистивный нагревательный элемент, представлен со ссылкой на ФИГ. 3А-3В.
2
2
[0067] Для формирования проводной катушки использованы различные варианты реализации материалов, выполненных с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. В число примеров материалов, из которых выполнена проводная катушка, входят кантал (FeCrAl); нихром; дисилицид молибдена (MoSi); силицид молибдена (MoSi); дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)); и керамика (например, керамика с положительным коэффициентом температурного расширения). Альтернативно, проводная катушка образована из сплава с памятью формы, такого как никель титан, который будет более подробно описан со ссылкой на ФИГ. 3А-3В. Элемент для переноса жидкости также образован из различных материалов, выполненных с возможностью переноса жидкости. Например, в некоторых вариантах реализации элемент для переноса жидкости содержит хлопок и/или стекловолокно. Электрически проводящие выводы нагревателя (например, положительные и отрицательные выводы) на противоположных концах нагревательного элемента выполнены с возможностью направления электрического тока через нагревательный элемент и с возможностью прикрепления к соответствующей цепи проводки или схеме соединителя (не показана) для образования электрического соединения между нагревательным элементом и батареей 206, когда блок 400 распылителя введен во взаимодействие с картриджем 300 и управляющим корпусом 200. Дополнительные примеры конфигураций распылителя 402 и его компонентов представлены в публикациях заявок на патент США №2015/0117842, 2015/0114409 и 2015/0117841 под авторством Brammer и др., которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0068] Когда блок 400 распылителя введен во взаимодействие с картриджем 300 и управляющим корпусом 200, композиция 304 предшественника аэрозоля выполнена с возможностью выборочной выдачи из резервуара 302 картриджа 300 в блок 400 распылителя. Таким образом, механизм 306 выдачи расположен в резервуаре 302 и/или в блоке 400 распылителя, причем механизм 306 выдачи содержит сплав с памятью формы, выполненный с возможностью изменения формы в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током, обеспечиваемым источником 206 питания.
[0069] Сплавы с памятью формы в целом относятся к группе металлических материалов, которые обладают способностью возвращаться в некоторую предварительно заданную форму или размер под воздействием соответствующего теплового раздражения. Сплавы с памятью формы способны претерпевать фазовые переходы, в которых их предел текучести, жесткость, размер и/или форма изменяются в зависимости от температуры. В целом, при низких температурах или мартенситной фазе, сплавы с памятью формы могут эластично деформироваться и под воздействием более высокой температуры будут превращаться в аустенитную фазу или исходную фазу с возвратом в их форму до деформации.
s
f
[0070] Сплавы с памятью формы существуют в нескольких различных температурозависимых фазах. Наиболее часто используемыми из этих фаз являются так называемые мартенситная и аустенитная фазы. В нижеследующем обсуждении мартенситная фаза в целом относится к более деформируемой низкотемпературной фазе, тогда как аустенитная фаза в целом относится к более прочной высокотемпературной фазе. Когда сплав с памятью формы находится в мартенситной фазе и нагревается, она начинает изменяться в аустенитную фазу. Температуру, при которой этот процесс начинается, часто называют температурой (A) начала аустенита. Температуру, при которой этот процесс заканчивается, называют температурой (A) конца аустенита.
s
f
[0071] Когда сплав с памятью формы находится в аустенитной фазе и охлаждается, она начинает изменяться в мартенситнуюфазу, и температуру, при которой это процесс начинается, называют температурой (M) начала мартенсита. Температуру, при которой превращение аустенита в мартенсит заканчивается, называют температурой (M) конца мартенсита. В целом, сплавы с памятью формы являются более мягкими и более легко деформируемыми в их мартенситной фазе и являются более твердыми, жесткими и/или прочными в аустенитной фазе.
[0072] Сплавы с памятью формы могут обладать эффектом односторонней памяти формы, эффектом присущей двусторонней или эффектом неприсущей двусторонней памяти формы в зависимости от состава сплава и истории обработки. Отожженные сплавы с памятью формы как правило обладают только эффектом односторонней памяти формы. Достаточный нагрев после низкотемпературной деформации материала с памятью формы вызовет превращение типа мартенсита в аустенит, и материал восстановит первоначальную форму отожженного состояния. Следовательно, эффекты односторонней памяти формы наблюдаются только при нагревании. Активные материалы, содержащие композиции из сплава с памятью формы, которые обладают эффектами односторонней памяти, не изменяются автоматически и требуют внешнего механического воздействия, чтобы вернуть форму в ее предыдущую конфигурацию.
[0073] Материалы с присущей и неприсущей двухсторонней памятью характеризуются переходом формы (т.е. из первой формы во вторую форму) как при нагревании из мартенситной фазы в аустенитную фазу, так и дополнительным переходом формы (т.е. из от второй формы в первую форму) после охлаждения из аустенитной фазы обратно в мартенситную фазу. В отношении настоящего изобретения сплавы с памятью формы, описанные в настоящем документе, обладают эффектом двусторонней памяти формы. Активные материалы, которые обладают эффектом присущей памяти формы, изготовлены из композиции сплава с памятью формы, который вызовет автоматическое изменение формы активных материалов в результате вышеуказанных фазовых превращений. В материале с памятью формы необходимо вызвать явление неприсущей двусторонней памяти формы в ходе обработки. Такие процедуры включают чрезмерную деформацию материала при его нахождении в мартенситной фазе, нагрев-охлаждение при напряжении или нагрузке или модификацию поверхности, такую как лазерный отжиг, полировка или дробеструйная обработка. После того, как материал обучен проявлять эффект двусторонней памяти формы, изменение формы между состояниями низко и высокотемпературными состояниями, как правило, обратимо и сохраняется в течение большого количества тепловых циклов. Напротив, активные материалы, которые обладают эффектами неприсущей двусторонней памяти формы, являются композитными или многокомпонентными материалами, которые сочетают композицию сплава с памятью формы, обладающую односторонним эффектом с другим элементом, который обеспечивает восстанавливающую силу для изменения в первоначальную форму.
[0074] Температуру, при которой сплав с памятью формы запоминает его высокотемпературную форму при нагреве, является регулируемой за счет небольших изменений состава сплава и посредством термообработки. Например, в никель-титановых сплавах с памятью формы она может изменяться в диапазоне от выше примерно 100°С до ниже примерно -100°С. Процесс восстановления формы происходит в диапазоне всего нескольких градусов, и началом или концом превращения можно управлять с точностью до одного или двух градусов в зависимости от желаемого применения и состава сплава. Механические свойства сплава с памятью формы сильно варьируются в температурном диапазоне, охватывающем их превращение с обеспечением, как правило, системы с эффектами памяти формы, суперэластичными эффектами и высокой демпфирующей способностью.
[0075] Подходящие материалы из сплавов с памятью формы включают, без ограничения, сплавы на основе никеля и титана, сплавы на основе индия и титана, сплавы на основе никеля и алюминия, сплавы на основе никеля и галлия, сплавы на основе меди (например, медно-цинковые сплавы, медно-алюминиевые сплавы, медно-золотые и медно-оловянные сплавы), сплавы на основе золота и кадмия, сплавы на основе серебра и кадмия, сплавы на основе индия и кадмия, сплавы на основе марганца и меди, сплавы на основе железа и платины, сплавы на основе железа и платины, сплавы на основе железа и палладия и тому подобное. Сплавы могут быть двойными, тройными или любого более высокого порядка, при условии, что состав сплава обладает эффектом памяти формы, например, изменением ориентации формы, демпфирующей способностью и тому подобное.
s
f
[0076] Сплавы с памятью формы обладают увеличением модуля в 2,5 раза и изменением размеров до 8% (в зависимости от величины предварительного напряжения) при нагреве выше температуры их фазового перехода от мартенсита к аустениту. Наведенные напряжением фазовые изменения в сплавах с памятью формы, известные как суперэластичность (или псевдоупругость), относятся к способности сплавов с памятью формы возвращаться к своей первоначальной форме при снятии нагрузки после существенной деформации в двух направлениях. Приложение достаточного напряжения, когда сплавы с памятью формы находятся в своей аустенитной фазе, вызовет их изменение в мартенситную фазу с более низким модулем, в которой они могут обладать до 8% суперупругой деформации. Снятие приложенного напряжения приведет к тому, что сплавы с памятью формы вернутся к своей аустенитной фазе, восстанавливая при этом свою начальную форму и более высокий модуль, и рассеивая энергию. Более конкретно, приложение внешне приложенного напряжения вызывает образование мартенсита при температурах, превышающих M. Макроскопическая деформация сопровождается образованием мартенсита. При снятии напряжения, мартенситная фаза превращается обратно в аустенитную фазу, и сплавы с памятью формы возвращаются к своей первоначальной форме. Сверхупругие сплавы с памятью формы могут деформироваться в несколько раз больше, чем обычные металлические сплавы, без постоянной пластической деформации, однако это наблюдается только в определенном температурном диапазоне, причем наибольшая способность к восстановлению наблюдается вблизи A. Дополнительная информация относительно сплавов с памятью формы раскрыта в патенте США №9,316,212 под авторством Browne и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. См. также Jani и др., Материалы&Конструкция, (1980-2015), Том 56, стр. 1078-1113, и Borden, Машиностроение, октябрь 1991 г., стр. 67-72, которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, типичные сплавы с памятью формы коммерчески доступны от компании DYNALLOY, Inc., Ирвин, Калифорния.
[0077] Таким образом, сплав с памятью формы механизма 306 выдачи выполнен с возможностью сообщения с источником 206 питания. В некоторых вариантах реализации источник 206 питания выполнен с возможностью вывода электрического тока, от которого вырабатывается тепло за счет прохождения тока через схему соединителя (не показана). Соответственно, когда датчик 204 потока (например, датчик затяжки или выключатель давления) воспринимает затяжку, электрический ток направляется от источника 206 питания для нагрева сплава с памятью формы механизма 306 выдачи, чтобы вызвать изменение его формы и обеспечить протекание композиции предшественника аэрозоля к распылителю 402. Тепло, вырабатываемое за счет вывода электрического тока, направляется с помощью контроллера 202 к механизму 306 выдачи через схему соединителя, а также к распылителю 402. В этом отношении, электрический ток может быть направлен через механизм 306 выдачи таким образом, что механизм выдачи нагревается резистивным нагревом. Согласно альтернативному варианту реализации отдельный нагревательный элемент может нагревать механизм 306 выдачи.
f
s
s
f
s
s
[0078] Соответственно, со ссылкой на настоящее изобретение, в некоторых вариантах реализации сплав с памятью формы механизма 306 выдачи обеспечивает эффект двусторонней памяти формы. Таким образом, механизм 306 выдачи выполнен с возможностью изменения формы в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током, обеспечиваемым источником 206 питания, с первой формы на вторую форму (т.е. из мартенситной фазы в аустенитную фазу) и возврата в первую форму из второй формы (из аустенитной фазы обратно в мартенситную фазу) при охлаждении. Предпочтительно, в некоторых вариантах реализации сплав с памятью формы содержит никель-титановый сплав со следующими свойствами: температура A конца аустенита составляет приблизительно от 390 градусов Цельсия до 410 градусов Цельсия, температура A начала аустенита составляет приблизительно от 145 градусов Цельсия до 155 градусов Цельсия, температура M начала мартенсита составляет приблизительно от 145 градусов Цельсия до 155 градусов Цельсия, а температура M конца мартенсита составляет приблизительно от 55 градусов Цельсия до 75 градусов Цельсия. В некоторых вариантах реализации температура M начала мартенсита и температура A начала аустенита являются по существу одинаковыми.
s
f
s
f
[0079] Независимо от сплава, используемого для сплава с памятью формы, в этих вариантах реализации механизм 306 выдачи выполнен так, чтобы начать изменение своей формы с первой формы на вторую форму, как только будет достигнута температура A начала аустенита, и завершает превращение во вторую форму, как только будет достигнута температура A конца аустенита. Аналогично, механизм 306 выдачи выполнен так, чтобы начать изменение со второй формы на первую форму, как только будет достигнута температура M начала мартенсита, и завершает превращение в первую форму, как только будет достигнута температура M конца мартенсита.
s
s
[0080] Как можно понять, температуры, при которых происходят эти превращения, могут быть подобраны такими, чтобы быть выше нормальных условий окружающей среды, в которых находится устройство 100А доставки аэрозоля. Таким образом, превращение из первой формы во вторую форму может произойти только когда механизм 306 выдачи намеренно нагрет во время его использования. Аналогично, температура, при которой происходит превращение из второй формы в первую форму, может также быть выше нормальных условий окружающей среды, в которых находится устройство доставки аэрозоля таким образом, что механизм выдачи может претерпевать обратное превращение в первую форму. Таким образом, например, в предпочтительном варианте реализации температура A начала аустенита для превращения из первой формы в вторую форму может оказаться при температуре от примерно 125 до примерно 175 градусов Цельсия, а температура M начала мартенсита для превращения из второй формы в первую форму может оказаться при температуре от примерно 160 до примерно 100 градусов Цельсия.
[0081] Согласно некоторым аспектам, механизм 306 выдачи выполнен в качестве клапана 308 таким образом, что клапан 308 выполнен с возможностью изменения конфигурации с первой конфигурации на вторую конфигурацию относительно проходного отверстия 310, заданного между резервуаром 302 и распылителем 402 в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током, обеспечиваемым источником 206 питания. Проходное отверстие 310 содержит проход, образованный между резервуаром 302 и распылителем 402, когда картридж 300 введен во взаимодействие с блоком 400 распылителя или выровнен с ним. Таким образом, обеспечена возможность выдачи композиции 304 предшественника аэрозоля к распылителю 402 через проходное отверстие 310 из резервуара 302, когда клапан 308 находится в открытой конфигурации (т.е. вторая форма клапана) и выдача из резервуара 302 через проходное отверстие 310 к распылителю 402 предотвращается, когда клапан 308 находится в закрытой конфигурации (т.е. первая форма клапана).
s
s
[0082] На ФИГ. 1А показан клапан 308 в первой форме, в которой клапан 308 находится в закрытой конфигурации таким образом, что клапан 308 расположен по существу перпендикулярно направлению потока относительно проходного отверстия 310, так что поток через него блокируется. Когда клапан 308 находится в закрытой конфигурации, от электрического тока, подаваемого источником 206 питания, не выделяется тепло, и, следовательно, тепло не подается на клапан 308. В противном случае, если тепло вырабатывается электрическим током от источника 206 питания, выработанное тепло не нагревает сплав с памятью формы клапана 308 до температуры A начала аустенита, при которой сплав с памятью формы клапана 308 выполнен с возможностью превращения или изменения формы. Например, температура A начала аустенита величиной примерно 150 градусов Цельсия приводит в результате к изменению конфигурации сплава с памятью формы клапана 308 с первой конфигурации на вторую предварительно сконфигурированную конфигурацию.
s
s
s
[0083] На ФИГ. 1В показан клапан 308 во второй форме, предварительно сконфигурированной форме, в которой клапан 308 находится в открытой конфигурации таким образом, что клапан 308 расположен по существу параллельно направлению потока относительно проходного отверстия 310 или иным образом по меньшей мере частично смещен от проходного отверстия таким образом, что через него может быть осуществляться поток композиции 304 предшественника аэрозоля. Когда клапан 308 находится в открытой конфигурации, тепло обеспечивается электрическим током от источника 206 питания к клапану 308, которое нагревает сплав с памятью формы клапана 308 по меньшей мере до температуры A начала аустенита. До тех пор, пока температура сплава с памятью формы клапана 308 остается выше температуры A начала аустенита, клапан 308 будет сохранять свою вторую предварительно сконфигурированную форму, а проходное отверстие 310 будет сохранять открытый проходной канал для протекания композиции 304 предшественника аэрозоля через него. Однако когда источник 206 питания прекращает обеспечивать электрический ток для нагрева клапана 308, сплав с памятью формы клапана 308 начнет остывать и вернется обратно в первую форму (т.е. закрытую конфигурацию), как только температура сплава с памятью формы остынет до температуры M начала мартенсита.
s
s
[0084] В частности, согласно некоторым аспектам предусмотрен механизм (не показан), который сообщается с контроллером 202. После того, как клапан 308 достиг и/или превысил A начала аустенита и спустя необходимый период времени или другое измерение, относящееся к затяжке, контроллер 202 прекратит подачу постоянного тока для нагрева сплава с памятью формы таким образом, что сплав с памятью формы охлаждается до температуры M начала мартенсита для превращения сплава с памятью формы обратно в первую форму (т.е. закрытая конфигурация). Таким образом, механизм выполнен с возможностью обеспечения потока необходимого количества композиции 304 предшественника аэрозоля таким образом, что сплав с памятью формы клапана 308 охлаждается обратно в закрытую конфигурацию одновременно с необходимым количеством композиции 304 предшественника аэрозоля, направленной к распылителю 402 для выработки аэрозоля.
[0085] Преимущественно, устройство 100А доставки аэрозоля обеспечивает возможность значительного ограничения или полного предотвращения протечки композиции 304 предшественника аэрозоля, расположенной в резервуаре 302. Клапан 308 используют для закрытия проходного отверстия 310 таким образом, что конкретное количество композиции 304 предшественника аэрозоля выдается за затяжку и действует для предотвращения протечки путем покрытия резервуара 302, когда он не используется.
[0086] На ФИГ. 2А-2С показан вид в разрезе второго варианта реализации устройства доставки аэрозоля, в целом обозначенного 100В. Устройство 100В доставки аэрозоля по своим функциональным и конструктивным компонентам аналогично устройству 100А доставки аэрозоля, показанному на ФИГ. 1А-1В по ряду аспектов. Например, устройство 100В доставки аэрозоля содержит управляющий корпус 200, картридж 300 и блок 400 распылителя, каждый из которых размещен в разъемных корпусах. Управляющий корпус 200 содержит все те же компоненты, что и управляющий корпус 200 в варианте реализации, показанном на ФИГ. 1А-1В, включая компонент 202 управления (например, контроллер), датчик 204 потока (например, датчик затяжки или выключатель давления) и источник 206 питания. В управляющем корпусе 200 также выполнен воздухозаборник 208.
[0087] Картридж 300 устройства 100В содержит резервуар 302, содержащий в себе композицию 304 предшественника аэрозоля, аналогичное устройству 100А, показанному на ФИГ. 1А-1В. Как описано выше, канал 318 для воздушного потока образован по всей продольной длине картриджа 300, как показано на ФИГ. 1А-1В, и сообщается по текучей среде с воздухозаборником 208 на первом продольном конце канала 318 для воздушного потока. Блок 400 распылителя включает в себя распылитель 402, путь 404 потока, заданный внутренней структурой блока 400 распылителя и сообщающийся по текучей среде с противоположным, вторым концом канала 318 для воздушного потока, и мундштучную область, содержащую мундштук 406, аналогично устройству 100А, показанному на ФИГ. 1А-1В. Проходное отверстие 310 задано между резервуаром 302 и распылителем 402, через которое обеспечивается выдача композиции 304 предшественника аэрозоля. Однако устройство 100В содержит механизм 306 выдачи, который отличается от механизма 306 выдачи, показанного на ФИГ. 1А-1В.
[0088] В этом отношении, в то время как механизм 306 выдачи, описанный выше со ссылкой на ФИГ. 1А и 1В, содержит клапан 308, который управляет потоком композиции предшественника, механизм выдачи другого варианта осуществления содержит исполнительный механизм, выполненный с возможностью изменения своей формы с первой формы на вторую форму для смещения композиции предшественника аэрозоля к распылителю. В одном варианте осуществления поршень введен во взаимодействие с внутренней частью резервуара, причем поршень выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара, в ответ на приведение в действие исполнительного механизма. Один такой пример конфигурации механизма выдачи, выполненного в виде исполнительного механизма, показан на ФИГ. 2А-2С.
[0089] Механизм 306 выдачи, показанный на ФИГ. 2А-2С, расположен в картридже 300 в области рядом с резервуаром 302. Согласно некоторым аспектам, механизм 306 выдачи содержит исполнительный механизм 312, введенный во взаимодействие с храповым механизмом 314. Храповой механизм 314 введен во взаимодействие с поршнем 316, который выполнен с возможностью перемещения вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара 302, в ответ на приведение в действие исполнительного механизма 312.
[0090] Исполнительный механизм 312 содержит сплав с памятью формы, который выполнен с возможностью изменения своей формы с первой формы на вторую форму при направлении на него электрического тока или тепла, чтобы протолкнуть композицию 304 предшественника аэрозоля, расположенную внутри резервуара 302, к распылителю 402. Более конкретно, как показано на ФИГ. 2А-2С, исполнительный механизм 312 выполнен в форме пружины. Пружина может быть выполнена с возможностью перемещения между убранной конфигурацией, в которой пружина образует относительно более короткую длину (см. ФИГ. 2А, 2С), и удлиненной конфигурацией, в которой пружина образует относительно более длинную длину (см. ФИГ. 2В).
[0091] Исполнительный механизм 312 выполнен с возможностью нагрева электрическим током, обеспечиваемым источником 206 питания. Более конкретно, источник 206 питания выполнен с возможностью вывода электрического тока, от которого вырабатывается тепло, за счет прохождения тока через схему соединителя (не показана). Исполнительный механизм 312 может сам принимать электрический ток и вырабатывать тепло в ответ на это (например, посредством резистивного нагрева), или отдельный элемент может принимать электрический ток и нагревать исполнительный механизм. Соответственно, исполнительный механизм 312 выполнен с возможностью приведения в действие или изменения формы с первой формы на вторую предварительно сконфигурированную форму относительно храпового механизма 314 в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника 206 питания.
[0092] Храповой механизм 314 введен во взаимодействие как с поршнем 316, так и с исполнительным механизмом 312, так что приведение в действие (например, изменение формы или превращение) исполнительного механизма 312 с переходом из первой формы во вторую форму приводит к перемещению храпового механизма 314 и поршня 316, введенного во взаимодействие с ним вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара 302. В некоторых примерах реализаций, таких как показаны на ФИГ. 2А-2С, храповой механизм 314 содержит штангу или стержень, имеющий множество наклонных зубьев, которые обеспечивают движение в одном направлении. Например, множество наклонных зубьев храпового механизма 314 обеспечивают возможность движения только вдоль направления потока композиции 304 предшественника аэрозоля. Зуб или собачка (не показана) выполнена с возможностью взаимодействия с набором наклонных зубьев храпового механизма 314, так что взаимодействие каждого последующего зуба из множества зубьев с зубцом храпового механизма 314 постепенно перемещает поршень 316 внутри внутренней части резервуара 302 вдоль продольной оси при изменении формы исполнительного механизма 312 с первой формы на вторую форму.
[0093] Поскольку поршень 316 постепенно перемещается вдоль продольной оси, объем резервуара 302 уменьшается таким образом, что содержащаяся в нем композиция 304 предшественника аэрозоля проталкивается через проходное отверстие 310 в проход 404 для потока к распылителю 402. В этом отношении, проходное отверстие 310 и/или проход для потока могут быть относительно небольшими, чтобы противостоять потоку через него, за исключением случаев, когда поршень 316 смещен. Таким образом, обеспечена возможность выдачи композиции 304 предшественника аэрозоля к распылителю 402 через проходное отверстие 310 из резервуара 302, когда исполнительный механизм 312 находится во второй конфигурации (т.е. во второй предварительно сконфигурированной выдвинутой форме), и предотвращается ее выдача из резервуара 302 через проходное отверстие 310 к распылителю 402, когда исполнительный механизм 312 находится в первой конфигурации (то есть в первой убранной форме).
s
s
s
[0094] На ФИГ. 2А показан исполнительный механизм 312 в первой конфигурации, в которой исполнительный механизм 312 имеет первую убранную форму, имеющую внешний свободный конец, введенный во взаимодействие с храповым механизмом 314, и второй противоположный конец, введенный во взаимодействие с внутренней областью картриджа 300. Когда исполнительный механизм 312 находится в первой конфигурации, от электрического тока, обеспечиваемого источником 206 питания, не вырабатывается тепло, и, следовательно, тепло не подается на исполнительный механизм 312. В противном случае, если тепло вырабатывается электрическим током от источника 206 питания, выработанное тепло не нагревает исполнительный механизм 312 до температуры A начала аустенита, при которой сплав с памятью формы исполнительного механизма 312 выполнен с возможностью изменения превращения или изменения формы. Например, температура A начала аустенита величиной приблизительно 150 градусов Цельсия приводит к изменению формы сплава с памятью формы исполнительного механизма 312 с первой формы на вторую предварительно сконфигурированную форму. Независимо от этого, поршень 316 не будет перемещаться вдоль продольной оси до тех пор, пока температура сплава с памятью формы исполнительного механизма 312 не достигнет температуры A начала аустенита.
s
s
s
[0095] На ФИГ. 2А показан исполнительный механизм 312 во второй конфигурации, в которой исполнительный механизм 312 находится во второй выдвинутой форме, имеющей внешний свободный конец, введенный во взаимодействие с храповым механизмом 314, и второй противоположный конец, введенный во взаимодействие с внутренней областью картриджа 300. Когда исполнительный механизм 312 находится во второй конфигурации, от электрического тока, обеспечиваемого источником 206 питания, вырабатывается тепло, или было выработано тепло, таким образом, что температура сплава с памятью формы исполнительного механизма 312 достигает температуры A начала аустенита или превышает ее. Как только температура сплава с памятью формы исполнительного механизма 312 достигнет или превысит температуру A начала аустенита, исполнительный механизм начнет изменять свою форму с первой убранной формы на вторую выдвинутую форму. Это приводит к тому, что храповой механизм 314 принудительно перемещается вдоль продольной оси при выдвижении исполнительного механизма 312. Когда исполнительный механизм 312 нагревается до или после температуры A начала аустенита, исполнительный механизм 312 выполнен с возможностью удлинения до его максимальной увеличенной длины, которая соответствует одному или нескольким приращениям, которые храповой механизм 314 перемещает вдоль продольной оси. Каждое приращение определяется длиной каждого зуба храпового механизма. Таким образом, максимальная длина, на которую может быть увеличен исполнительный механизм 312, может быть сконфигурирована относительно длины каждого зуба храпового механизма 314. Например, в одном варианте реализации при максимальной увеличенной длине исполнительного механизма 312 храповой механизм 314 перемещается на расстояние, эквивалентное длине одного храпового механизма, и выталкивает эквивалентное количество композиции 304 предшественника аэрозоля к распылителю 402. Как только будет достигнута максимальная увеличенная длина исполнительного механизма 312, поршень 316 останется в своем текущем положении относительно картриджа 300, поскольку зуб или защелка поршня 316, введенного во взаимодействие с храповым механизмом 314, предотвращает движение храпового механизма в противоположном направлении, или сам исполнительный механизм 312 предотвращает такое движение.
s
[0096] Однако, когда источник 206 питания прекращает подавать электрический ток таким образом, что из него больше не вырабатывается тепло, сплав с памятью формы исполнительного механизма 312 начнет охлаждаться и вернется обратно в первую убранную конфигурацию (т.е. первую форму), когда температура сплава с памятью формы охладится до температуры M начала мартенсита. В первой форме храповой механизм 314 и поршень 316 будут поддерживаться в том же положении относительно картриджа 300, что и защелка или зуб поршня 316, или сам исполнительный механизм 312 предотвращает перемещение храпового механизма 314 в противоположном направлении.
s
[0097] На ФИГ. 2С показан исполнительный механизм 312, возвращенный в первую конфигурацию, в которой исполнительный механизм 312 находится в первой убранной форме после охлаждения до температуры M начала мартенсита. В частности, при обратном превращении из второй удлиненной формы в первую убранную форму, внешний свободный конец исполнительного механизма 312 входит во взаимодействие с новым зубом дальше от поршня 316, чтобы по существу удерживать поршень 316 в положении, соответствующем предыдущей удлиненной конфигурации исполнительного механизма. Таким образом, исполнительный механизм 312 по существу обеспечивает однонаправленное движение поршня 316 к блоку 400 распылителя и по существу предотвращает перемещение поршня в противоположном направлении к управляющему корпусу 200.
[0098] На ФИГ. 3А-3В показан вид сбоку примера реализации распылителя, в целом обозначенного 500. В некоторых вариантах реализации распылитель 500 выполнен с возможностью реализации в качестве распылителя, аналогичного распылителю 402, включенному в состав устройств 100А, 100В доставки аэрозоля, показанных на ФИГ. 1А-1В и ФИГ. 2А-2С, в то время как в других вариантах реализации распылитель 500 выполнен с возможностью реализации в обычном устройстве доставки аэрозоля. Распылитель 500 содержит элемент 502 для переноса жидкости и нагревательный элемент 504. Нагревательный элемент 504, в некотором отношении, выполнен в качестве резистивного нагревательного элемента, а также как механизм выдачи в соответствии со смыслом настоящего раскрытия. Более конкретно, нагревательный элемент 504 выполнен с возможностью избирательного регулирования потока композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, причем распылитель выполнен с возможностью выработки из него аэрозоля, как и механизм 306 выдачи, обеспеченный на каждой из ФИГ. 1А-1В и 2А-2С.
[0099] В некоторых вариантах реализации нагревательный элемент 504 содержит один или более витков, содержащих сплав с памятью формы, обернутых вокруг элемента 502 для переноса жидкости. Сплав с памятью формы нагревательного элемента 504 имеет все те же характеристики, которые описаны выше. Таким образом, когда нагревательный элемент 504 принимает электрический ток от источника питания (например, источника 206 питания, ФИГ. 1А-2С), нагревательный элемент 504 выполнен с возможностью не только нагрева композицию предшественника аэрозоля, обеспечиваемую к нему элементом 502 для переноса жидкости, но и изменения своей формы с первой формы на вторую форму относительно элемента 502 для переноса жидкости, чтобы избирательно регулировать поток композиции предшественника аэрозоля из резервуара к атомайзеру.
[00100] Преимущественно, устройство 100В доставки аэрозоля, а также устройство 100А доставки аэрозоля раздельно вмещают картридж 300 и блок 400 атомайзера, так что картриджи с композицией предшественника аэрозоля выполнены с возможностью замены без необходимости замены блока 400 распылителя или управляющего корпуса 200. Таким образом, обеспечен экономически эффективный подход к многоразовому устройству доставки аэрозоля, поскольку различные вкусовые качества, типы, концентрации никотина и т.д. композиции предшественника аэрозоля могут быть отключены при сохранении одного и того же управляющего корпуса и блока распылителя.
s
s
[00101] Более конкретно, и как показано на ФИГ. 3А, нагревательный элемент 504 имеет первую форму, где одна или несколько витков нагревательного элемента 504 по меньшей мере частично расположены на расстоянии от внешней поверхности элемента 502 для переноса жидкости. В этом отношении внешняя поверхность элемента 502 для переноса жидкости открыта для обеспечения протекания композиции предшественника аэрозоля (например, 304, ФИГ. 1А-2С) в элемент 502 для переноса жидкости по существу без обеспечения сужения. Когда нагревательный элемент 504 находится в первой форме, от электрического тока, обеспечиваемого источником питания, не вырабатывается тепло, и, следовательно, тепло не вырабатывается нагревательным элементом 504. В противном случае, если тепло вырабатывается электрическим током от источника питания, выработанное тепло не нагревает сплав с памятью формы нагревательного элемента 504 до температуры A начала аустенита, при которой сплав с памятью формы нагревательного элемента 504 выполнен с возможностью превращения или изменения формы. Например, температура A начала аустенита величиной примерно 150 градусов Цельсия приводит к тому, что сплав с памятью формы нагревательного элемента 504 изменяет свою форму с первой формы на вторую предварительно сконфигурированную форму.
s
s
s
[00102] Напротив, как показано на ФИГ. 3В, нагревательный элемент 504 находится во второй предварительно сконфигурированной форме, в которой один или несколько витков нагревательного элемента 504 находятся в контакте с внешней поверхностью элемента 502 для переноса жидкости, чтобы нагревать композицию предшественника аэрозоля на элементе 502 для переноса жидкости, и тем самым вырабатывать аэрозоль при выработке тепла электрическим током от источника питания. Когда нагревательный элемент 504 находится во второй предварительно сконфигурированной форме, температура сплава с памятью формы нагревательного элемента 504 превысила температуру A начала аустенита. Пока температура нагревательного элемента 504 превышает температуру A начала аустенита, нагревательный элемент 504 будет сохранять свою вторую предварительно сконфигурированной форму и будет нагревать композицию предшественника аэрозоля, поглощенную элементом 502 для переноса жидкости. Однако при прекращении приема электрического тока таким образом, что тепло им больше не вырабатывается, сплав с памятью формы нагревательного элемента 504 начнет охлаждаться и вернется из второй формы в первую форму, как только температура сплава с памятью формы достигает температуры M начала мартенсита.
[00103] Преимущества распылителя, выполненного таким образом из сплава с памятью формы, включают лучшее пополнение фитиля, поскольку нагревательный элемент 504 не всегда расположен в прямом контакте с внешней поверхностью элемента 502 для переноса жидкости, и большая площадь поверхности элемента 502 для переноса жидкости открыта без сужения. Кроме того, благодаря размещению распылителя 500 в блоке распылителя (например, блоке 400 распылителя, ФИГ. 1А-2В) отдельно от картриджа, в котором предусмотрен резервуар, повышается индивидуализация и универсальность, которые достигаются взаимозаменяемостью одного распылителя картриджем, содержащим различные композиции предшественников аэрозолей. Кроме того, эта конфигурация позволяет заменять картридж без необходимости замены распылителя, как это обычно происходит в существующих вариантах реализаций устройств доставки аэрозоля.
[00104] Как показано на ФИГ. 4, предложен способ работы устройства доставки аэрозоля, в целом обозначенный 600. Работа устройства доставки аэрозоля осуществляется с возможностью использования устройства доставки аэрозоля, такого как, например, устройство 100А доставки аэрозоля или устройство 100В доставки аэрозоля, описанные выше. На первом этапе 602, обеспечивают, или иным образом делают доступными источник питания, распылитель, резервуар, содержащий композицию предшественника аэрозоля, и механизм выдачи, содержащий сплав с памятью формы. Согласно некоторым примерам реализаций, каждый из источника питания, распылителя, резервуара и механизма выдачи являются теми, что описаны в настоящем документе со ссылкой на ФИГ. 1А-1В, ФИГ. 2А-2В и/или ФИГ. 3А-3В.
[00105] На втором этапе 604, механизм выдачи нагревают электрическим током, выводимым источником питания, для изменения формы механизма выдачи, чтобы выборочно регулировать поток композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю.
[00106] На третьем этапе 606, электрический ток направляют от источника питания к распылителю для выработки аэрозоля из композиции предшественника аэрозоля.
[00107] В некоторых вариантах реализации обеспечение распылителя на этапе 602 может включать обеспечение нагревательного элемента, который представляет собой механизм выдачи и который содержит один или более витков, содержащих сплав с памятью формы, и элемент для переноса жидкости, причем один или более витков обернуты вокруг элемента для переноса жидкости. На этапе 604 изменение формы механизма выдачи может включать изменение формы одного или более витков сз первой формы, в которой один или более витков по меньшей мере частично расположены на расстоянии от внешней поверхности элемента для переноса жидкости для обеспечения протекания композиции предшественника аэрозоля в элемент для переноса жидкости, на вторую форму, в которой один или более витков находятся в контакте с внешней поверхностью элемента для переноса жидкости для нагрева композиции предшественника аэрозоля на элементе для переноса жидкости и выработки таким образом аэрозоля, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания. Способ может также включать возврат витков из второй формы в первую форму путем прекращения протекания к ним электрического тока.
[00108] В некоторых вариантах реализации изменение формы механизма выдачи на этапе 604, который содержит клапан, может включать изменение своей формы с первой формы, в которой клапан находится в закрытой конфигурации для предотвращения выдачи композиции предшественника аэрозоля из резервуара к распылителю, на вторую форму, в которой клапан находится в открытой конфигурации для обеспечения выдачи композиции предшественника аэрозоля к распылителю из резервуара, относительно проходного отверстия, образованного между резервуаром и распылителем, в ответ на тепло, вырабатываемое электрическим током от источника питания. Способ может также включать прекращение приема электрического тока на клапане. Способ может включать возврат клапана из второй формы в первую форму в ответ на это.
[00109] В некоторых вариантах реализации способ может также включать обнаружение затяжки датчиком. Нагревом механизма выдачи на этапе 604 электрическим током, обеспечиваемым источником питания, можно управлять при обнаружении затяжки.
[00110] В некоторых вариантах реализации изменение формы механизма выдачи на этапе 604 может включать изменение формы исполнительного механизма с первой формы на вторую форму для смещения композиции предшественника аэрозоля к распылителю. Изменение формы исполнительного механизма с первой формы на вторую форму может включать перемещение поршня, введенного во взаимодействие с внутренней частью резервуара, вдоль продольной оси, заданной по центру резервуара, в ответ на приведение в действие исполнительного механизма.
[00111] Множество модификаций и других вариантов реализации изобретения станут очевидными для специалиста в уровне техники, к которому относится настоящее раскрытие, что имеет преимущество в отношении учений, представленных в вышеприведенных описаниях и связанных чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами реализации, раскрытыми в настоящем документе, и то, что модификации и другие варианты реализации должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Хотя в данном документе используются определенные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.