СОПЛО ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
NOZZLE FOR VARIOUS LIQUIDS

Область техники
Изобретение относится к области сопел для ингаляционных устройств для жидкостей. В частности, изобретение относится к распылительному соплу для ингаляционного устройства, пригодному для образования аэрозоля из жидкости медицинского назначения.
Уровень техники
Небулайзеры или другие аэрозольные генераторы для жидкостей давно известны из уровня техники. В частности, такого рода устройства используются в медицине в терапевтических и исследовательских целях. В указанных областях они служат в качестве ингаляционных устройств для доставки активных ингредиентов в виде аэрозолей, т.е. в виде небольших распределенных в газе капель жидкости. Такое ингаляционное устройство, в частности, известно из EP 0627230 B1. Основными компонентами указанного ингаляционного устройства являются: резервуар, в котором содержится жидкость, подлежащая переводу в аэрозольное состояние; нагнетательный блок для создания давления, являющегося достаточно высоким для осуществления распыления; а также устройство для мелкодисперсного распыления в виде сопла. Нагнетательный блок определяется как блок или компонент устройства, способный перемещать или сжимать текучее вещество, и который содержит по меньшей мере одну нагнетательную камеру и при необходимости дополнительно содержит также вспомогательные компоненты, такие как корпус, поверхности контакта и тому подобное. Посредством нагнетательного блока жидкость извлекается в виде дискретных порций, т.е. не непрерывно, из резервуара и подается в сопло. Нагнетательный блок работает без использования пропеллента и создает давление механически.
Однако ингаляционное устройство, раскрытое в EP 0627230 B1, является применимым только для распыления одного вида жидкости. В определенных ситуациях является предпочтительным, чтобы обеспечивалась возможность мелкодисперсного распыления одновременно более одной жидкости.
В US 7819342 B2 раскрыта конфигурация ингаляционного устройства, способного выдавать одновременно две жидкости. Корпус указанного ингаляционного устройство содержит два резервуара, которые подают жидкость в одно или два нагнетательных устройства. Каждая из жидкостей, находящихся под давлением, подается при этом посредством двух отдельных корпусов сопел таким образом, что образуется два отдельных объема жидкости для мелкодисперсного распыления. В альтернативном варианте исполнения настоящего изобретения раскрыто ингаляционное устройство, содержащее одно единственное сопло, причем сопло имеет два эжекционных канала. Траектории указанных каналов пересекаются, так что обеспечивается общая точка столкновения, в которой образуется единый объем, содержащий в себе капли обеих жидкостей.
Однако указанное сопло не способно осуществлять мелкодисперсное распыление более двух жидкостей за один раз. Кроме того, посредством известных сопел, в которых предусмотрена одна точка столкновения, осуществление подачи жидкости медицинского назначения, содержащей активный ингредиент, который из-за его высокой дозы или его низкой растворимости (например, в воде) требует относительно большого объема жидкости, подлежащей переводу в аэрозольное состояние, на одну дозу, является невозможной. Кроме того, конструкция сопла требует достаточно большого пространства, которое не всегда имеется в распоряжении.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение сопла, которое позволяет избежать недостатков известного уровня техники, или обеспечение медицинского аэрозольного генератора, содержащего такое сопло. В частности, сопло должно быть выполнено с возможностью мелкодисперсного распыления одновременно более двух жидкостей и должно занимать меньше места, чем известные технические решения.
Описание изобретения
Задача настоящего изобретения решается посредством медицинского аэрозольного генератора или ингаляционного устройства, содержащего сопло в соответствии с п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения, нижеследующем описании, а также в приложенных чертежах.
В частности, изобретение относится к аэрозольному генератору для жидкостей медицинского назначения, выполненному с возможностью и приспособленному для образования ингалируемой взвеси, пара или спрея, содержащему
a) корпус;
b) резервуар внутри корпуса для размещения жидкости медицинского назначения;
c) нагнетательный блок;
d) сопло (1);
отличающемуся тем, что сопло (1) имеет основную ось (Z) и по меньшей мере три эжекционных канала (1A, 1B, 1C, 1D), выполненных с возможностью эжектировать жидкость (F, F1, F2) по соответствующим траекториям эжекции, причем обеспечиваются по меньшей мере две точки (X1, X2) столкновения, в которых по меньшей мере две из указанных траекторий эжекции пересекаются друг с другом, причем также все углы (A, A1, A2) эжекции, под которыми отдельные траектории покидают сопло (1), являются идентичными, или
по меньшей мере один из указанных углов (A, A1, A2) эжекции отличается от других углов (A, A1, A2) эжекции.
В предпочтительном варианте исполнения изобретения аэрозольный генератор дополнительно содержит аппликаторную насадку, предпочтительно для орального введения. В еще одном предпочтительном варианте исполнения изобретения указанный аппликатор является мундштуком.
В другом предпочтительном варианте исполнения изобретения аэрозольный генератор или ингаляционное устройство является ручным устройством.
Предварительно приведены некоторые определения терминов, которые употребляются на протяжении всего описания и в формуле изобретения. Определения должны использоваться для определения значения соответствующих выражений, если контекст не предполагает иного значения.
“Медицинский аэрозольный генератор”, «ингалятор» или «ингаляционное устройство» - это устройство, которое выполнено с возможностью и приспособлено для образования ингалируемой взвеси, пара или спрея. В контексте настоящего изобретения термины “медицинский аэрозольный генератор”, «аэрозольный генератор», «ингалятор» и «ингаляционное устройство» употребляются взаимозаменяемо. В данном контексте, «ингалируемый», относится к аэрозолям, взвесям, парам или спреям, свойства которых, включая размеры частиц, таковы, что делает их пригодными для введения субъекту, такому как человек, посредством ингаляции. «Ингалируемый» может также означать «вдыхаемый».
«Мелкодисперсное распыление» и «распыление» в контексте ингаляторов означает образование мелких, ингалируемых капель жидкости. Типичные размеры мелкодисперсно распыляемых капель находятся в диапазоне нескольких микрон.
«Аэрозоль» представляет собой дисперсию твердой или жидкой фазы в газовой фазе. Дисперсная фаза, также называемая прерывистой фазой, состоит из множества твердых или жидких частиц. Аэрозоль, образуемый ингаляционным устройством в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой дисперсию жидкой фазы в виде ингалируемых капель жидкости в газовой фазе, которая представляет собой обычный воздух. Дисперсная жидкая фаза может при необходимости содержать твердые частицы, диспергированные в жидкости.
«Жидкость» представляет собой текучий материал, способный изменять свою форму в соответствии с формой контейнера, содержащего в себе жидкость, но сохраняющее практически постоянный объем независимо от давления. Жидкость может представлять собой однофазный жидкий раствор или дисперсию с непрерывной жидкой фазой и дисперсной фазой, которая может быть или не быть жидкой.
Жидкость является жидкостью «медицинского назначения», если она представляет собой или содержит соединение или вещество, которое обладает биологическим или медицинским действием, в связи с чем ее применение является полезным для любых медицинских целей.
«Множество» означает два или более.
«Сопло» - это блок, которое служит для мелкодисперсного распыления/распыления жидкости. Как правило, указанный термин означает блок, выполненный цельным образом. Однако сопло может содержать одну или несколько групп отдельных идентичных или различных подблоков. Сопло может иметь множество эжекционных каналов для выбрасывания жидкости (жидкостей).
«Основная ось» сопла - это его центральная ось, параллельная или коллинеарная направлению, в котором перемещается основная масса выбрасываемого аэрозоля после того, как она покидает сопло.
«Горизонтальная» плоскость - это плоскость, перпендикулярная основной оси.
«Траектория эжекции» представляет собой воображаемую и относительно прямую линию, которая начинается в конце эжекционного канала. Она напоминает начальную траекторию движения жидкости, выбрасываемой из эжекционного канала при работе ингаляционного устройства. Очевидно, что сопло (и все ингаляционное устройство в целом) должны быть приспособлены и выполнены, например, посредством соответствующей геометрии канала и достаточно высокого давления, таким образом, чтобы выбрасываемая жидкость могла подаваться по указанной прямой линии и в виде остронаправленного потока.
В том месте, где две или более траектории эжекции пересекаются, образуется «точка столкновения».
«Угол столкновения» - это угол между траекторией эжекции и основной осью в точке столкновения. «Угол эжекции» определяется как 90 градусов минус угол («промежуточный угол I») между траекторией эжекции и линией, параллельной основной оси и пересекающейся с траекторией эжекции. Если точка столкновения расположена на основной оси, то параллельная линия - это и есть сама основная ось, а промежуточный угол - это угол столкновения. Если точка столкновения расположена не на основной оси, то параллельная линия смещена от основной оси. Указанное «смещение эжекции» - это расстояние между основной осью и точкой столкновения, измеренное в плоскости, перпендикулярной основной оси. Угол эжекции также можно понимать как угол между траекторией эжекции и линией, перпендикулярной основной оси и соединяющей выпускное отверстие эжекционного канала с основной осью, если соответствующая точка столкновения расположена на основной оси; если соответствующая точка столкновения расположена не на основной оси, то угол эжекции можно также понимать как угол между траекторией эжекции и линией, перпендикулярной основной оси и соединяющей выпускное отверстие эжекционного канала с линией, параллельной основной оси и пересекающей траекторию эжекции.
Термины «выше по потоку» и «ниже по потоку» указывают, в отношении нормального направления потока, который начинается в резервуаре, проходит через нагнетательный блок, затем следует через впускные отверстия сопла, эжекционные каналы и выпускные отверстия, с какой стороны от первого компонента (относительно потока текучей среды) находится второй компонент. «Выше по потоку» первого компонента означает, что второй компонент относительно потока текучей среды расположен до или перед указанным первым компонентом, а «ниже по потоку» первого компонента означает, что второй компонент относительно потока текучей среды расположен после или за первым компонентом.
Другие определения приведены в нижеследующем описании.
Изобретение относится, в частности, к ингаляционному устройству, содержащему сопло. В некоторых вариантах исполнения изобретения указанное ингаляционное устройство является ручным устройством. В конкретном варианте исполнения изобретение относится к соплу для ручного медицинского аэрозольного генератора.
Указанное сопло в соответствии с настоящим изобретением служит в ингаляционном устройстве для образования аэрозоля жидкостей медицинского назначения, и, в частности, таких аэрозолей, которые могут быть ингалируемыми.
Сопло имеет основную ось и по меньшей мере три, а предпочтительно четыре, эжекционных канала, выполненных с возможностью эжектировать жидкость по соответствующим траекториям эжекции, причем обеспечивается по меньшей мере две точки столкновения, в которых по меньшей мере две из указанных траекторий эжекции пересекаются друг с другом.
Основная ось параллельна или коллинеарна направлению, по которому аэрозоль, образуемый из жидкости (жидкостей), выбрасывается из ингаляционного устройства в направлении пользователя. Основная ось может также быть осью вращения корпуса сопла.
Каждый из эжекционных каналов имеет свою собственную траекторию эжекции, т.е. направление, по которому соответствующий поток выбрасываемой жидкости покидает свой канал. По существу, траектория эжекции представляет собой относительно прямую линию, по меньшей мере вначале, или от выпускного отверстия соответствующего эжекционного канала до соответствующей точки столкновения. Очевидно, что части указанного канала, которые расположены дальше от выпускного отверстия (т.е. внутри корпуса сопла или основной части сопла), могут следовать в направлении, отличном от указанной траектории эжекции. Также очевидно, что жидкость, которая оказывается дальше от поверхности сопла, будет отклоняться от указанной прямой линии, поскольку импульс все больше уменьшается, а влияние сопротивления воздуха и гравитации становится более сильным. Ориентация последней прежде всего определяется ориентацией эжекционного канала непосредственно в области соответствующего выпускного отверстия. Вместе с тем, на нее также может оказывать влияние точная форма выпускного отверстия, а также направляющие элементы или т.п., которые могут при необходимости быть размещены непосредственно за выпускным отверстием, чтобы перенаправлять выбрасываемую текучую среду.
По меньшей мере в одной из точек столкновения по меньшей мере две из указанных траекторий пересекаются, таким образом, обеспечивается образование аэрозоля по типу столкновения (или на основе соударения). Поскольку, согласно настоящему изобретению, присутствует по меньшей мере третий эжекционный канал, указанный канал также может быть направлен в указанную точку столкновения таким образом, что обеспечивается возможность мелкодисперсного распыления большего количества жидкости. Однако в этом случае должны быть предусмотрены дополнительные каналы таким образом, что образуется вторая точка столкновения, или третий канал может быть направлен в сторону от указанной точки столкновения, например, на препятствие или т.п., таким образом, что также образуется вторая точка столкновения.
В соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения, предпочтительно каждая траектория эжекции пересекается по меньшей мере с еще одной траекторией эжекции. Это означает, что нет траектории эжекции, которая не пересекается с другой, но каждая траектория эжекции сталкивается по меньшей мере с еще одной траекторией эжекции. В случае четырех каналов присутствуют две точки столкновения.
В соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения все углы эжекции, под которыми отдельные траектории покидают сопло, являются идентичными относительно основной оси и обычно относительно передней поверхности сопла (если она является по существу плоской и перпендикулярной основной оси). Если траектории эжекции лежат в одной плоскости, т.е. при двухмерной конфигурации, посредством использования идентичных углов может быть обеспечено более одной точки столкновения.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, снова относительно основной оси сопла в конфигурации, в которой боковые расстояния между основной осью и выпускными отверстиями каналов идентичны, по меньшей мере один - и предпочтительно по меньшей мере два - из указанных углов эжекции отличается (отличаются) от других таким образом, что могут образовываться различные точки столкновения. Используя пример усеченного конуса, посредством использования четырех эжекционных каналов возможно обеспечить сопло, обеспечивающее две точки столкновения, где первая пара каналов обеспечивает первую, а вторая пара каналов обеспечивает вторую точку столкновения, при этом одна из них или обе смещены в боковом направлении от воображаемой вершины усеченного конуса. В этом случае не все углы эжектирования являются одинаковыми по отношению к основной оси (например, усеченного конуса). При необходимости каждая из двух траекторий эжекции, соответствующих первой паре каналов, имеет первый угол эжекции, и каждая из двух траекторий эжекции, соответствующих второй паре каналов, имеет второй угол эжекциия, причем первый угол эжекции отличается от второго угла эжекции. Если выпускные отверстия всех каналов расположены симметрично вокруг основной оси (с одинаковым боковым расстоянием до основной оси), такая конфигурация приведет к образованию двух точек столкновения, а именно, первой точки столкновения на пересечении двух траекторий, соответствующих первой паре каналов с основной осью и второй точки столкновения на пересечении траекторий, соответствующих второй паре каналов с основной осью.
При двухмерной конфигурации предпочтительно каналы расположены симметричным образом, таким образом, что существует («вертикальная») плоскость, в которой располагается основная ось, которая фактически делит сопло на две зеркально симметричные половины. Для каждой траектории угол столкновения, который является углом между траекторией эжекции и основной осью в точке столкновения, предпочтительно находится в диапазоне от 15° (острый угол) до 75° (тупой угол), и более предпочтительно находится в диапазоне между 30° и 60°; угол, равный приблизительно 45°, считается также наиболее предпочтительным
В одном из вариантов исполнения изобретения предусмотрены по меньшей мере две точки столкновения, причем каждая точка столкновения образуется по меньшей мере двумя траекториями эжекции, имеющими один и тот же угол эжекции. Таким образом, два эжекционных канала имеют первый, а два других эжекционных канала имеют второй угол эжекции, отличный от первого.
Одно из преимуществ вариантов исполнения изобретения, в которых в точку столкновения подается жидкость более чем двумя эжекционными каналами, состоит в том, что, с учетом этой конкретной точки столкновения, может быть распылено большее количество жидкости без необходимости увеличения поперечного сечения отдельных эжекционных каналов. Таким образом, параметры текучей среды каждого канала могут оставаться незатронутыми посредством простого добавления дополнительных каналов.
Общее преимущество множества точек столкновения состоит в том, что риск образования больших капель, возможно, может быть уменьшен, в частности, при распылении большего количества жидкости, поскольку при определенных обстоятельствах слишком высокая концентрация жидкости в одном из местоположений (= точке столкновения) может способствовать образованию нежелательно больших капель. Посредством разделения одной большой точки столкновения на две (или более) меньших точек столкновения количество жидкости, требуемое для распыления в каждой отдельной точке столкновения, является значительно меньшим. В этом контексте большие капли относятся к каплям, которые не являются ингалируемыми, или не достигают легких вследствие их больших размеров.
В связи с этим ингаляционное устройство в соответствии с настоящим изобретением является особенно целесообразным для подачи жидкости медицинского назначения, содержащей активный ингредиент, который из-за его высокой дозы или его низкой растворимости (например, в воде) требует относительно большого объема жидкости, подлежащей переводу в аэрозольное состояние, на одну дозу, которая не может подаваться посредством известных в настоящее время ингаляционные устройств, основанных на аэрозолизации посредством соударения с использованием одной точки столкновения.
Кроме того, поскольку предусмотрено множество точек столкновения, то в каждую из них могут подаваться потоки отдельных жидкостей, которые отличаются в различных точках столкновения. Таким образом, не происходит смешивания этих жидкостей до завершения этапа мелкодисперсного распыления, что может быть преимущественным для определенных жидкостей, которые не должны входить в контакт друг с другом.
В этом отношении ингаляционное устройство в соответствии с настоящим изобретением решает задачу одновременной подачи в аэрозольной форме двух или более активных ингредиентов, которые не являются химически и/или физически легко совместимыми.
Поскольку все эжекционные каналы интегрированы в одном корпусе сопла, количество требуемого пространства уменьшается. Кроме того, конструкция позволяет легко обеспечить три или больше точек столкновения, которые могут быть соединены с двумя или более резервуарами для жидкости таким образом, что при желании три или более жидкостей могут быть распылены посредством сопла.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, вдоль основной оси сопла располагаются по меньшей мере две, или даже все, точки столкновения в пределах одной и той же перпендикулярной плоскости, т.е. перпендикулярной по отношению к основной оси. Это означает, что расстояние между каждой точкой столкновения и передней поверхностью сопла является по существу одним и тем же. Это может быть предпочтительным в случае, когда отдельные распыляемые жидкости (спреи, взвеси) имеют приблизительно один и тот же размер и должны ингалироваться одновременно и в одинаковых объемах.
В другом варианте исполнения изобретения по ходу основной оси сопла располагаются по меньшей мере две, или даже все, точки столкновения на различных перпендикулярных плоскостях. Это означает, что расстояния по меньшей от двух точек столкновения до передней поверхности сопла являются различными.
Если, например, обе из двух точек столкновения расположены на основной оси, то возможно сформировать центральный поток аэрозоля из первой жидкости, а окружающий внешний поток аэрозоля из второй жидкости. Такой поток по типу «сердцевина и оболочка» может преимущественно использоваться для ингаляционных целей, если, например, одна часть потока (оболочка) предназначается для подачи в трахею, а другая часть (сердцевина потока) для подачи в бронхиолы.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, по отношению к основной оси сопла все точки столкновения расположены на основной оси (симметричная конфигурация). Это означает, что если имеется множество точек столкновения, то они располагаются на параллельных плоскостях, причем основная ось пересекает указанную плоскость (плоскости). В то же время, если смотреть в направлении основной оси, то видна только одна точка столкновения.
В другом варианте исполнения изобретения по меньшей мере одна точка столкновения смещена в боковом направлении от основной оси (асимметричная конфигурация). Это означает, что если смотреть в направлении основной оси, то видно более одной точки столкновения, причем одна или все точки столкновения смещены в боковом направлении от основной оси. Точки столкновения могут при этом лежать на различных плоскостях, или они могут находиться на одной общей плоскости.
В соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения, все эжекционные каналы сопла имеют одно и то же поперечное сечение. Такой вариант исполнения изобретения является особенно целесообразным, когда требуется мелкодисперсное распыление различных жидкостей со сходными физическими параметрами и в сопоставимых количествах.
В другом варианте исполнения изобретения по меньшей мере один эжекционный канал сопла или пара эжекционных каналов имеют поперечные сечения, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала или пары эжекционных каналов. Другими словами, поперечные сечения отдельных каналов или пар каналов отличаются друг от друга. Такая конфигурация предпочтительна, когда требуется мелкодисперсное распыление двух или более жидкостей, физические параметры которых различаются и/или они должны мелкодисперсно распыляться в отличающихся количествах.
Что касается всех вариантов исполнения изобретения, описанных выше, в которых предусмотрено множество точек столкновения, предпочтительное общее количество точек столкновения составляет две или три, и в частности, две. Кроме того предпочтительное количество эжекционных каналов составляет два на одну точку столкновения.
В соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения, все эжекционные каналы сопла сообщаются (непосредственно или опосредованно) посредством текучей среды с одним и тем же резервуаром для жидкости таким образом, что во все точки столкновения может подаваться одна и та же жидкость. Это означает, что независимо от количества эжекционных каналов, только одна жидкость мелкодисперсно распыляется посредством сопла. В этом случае предпочтительно, чтобы все эжекционные каналы имели одни и те же размеры, так как вид жидкости один и тот же для всех каналов.
Если ингаляционное устройство содержит более одной нагнетательной камеры или нагнетательного блока, все нагнетательные камеры или нагнетательные блоки соединены с одним и тем же резервуаром или с резервуарами которые содержат один и тот же вид жидкости.
Если ингаляционное устройство содержит только одну нагнетательную камеру, в нее может подаваться жидкость из одного или нескольких резервуаров. В этом случае она также служит в качестве смесительной камеры, пред тем как жидкость будет подаваться к соплу.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения по меньшей мере два эжекционных канала сопла сообщаются (непосредственно или опосредованно) посредством текучей среды с отдельными резервуарами для жидкости таким образом, что обеспечивается по меньшей мере одна точка столкновения, в которую может подаваться другая жидкость (т.е. вторая жидкость, состав которой отличается от состава ранее упомянутой жидкости). Таким образом, такая конфигурация является целесообразной для образования одновременно более одного аэрозоля. Также очевидно, что по меньшей мере два впускных отверстия сопла должны быть соединены с отдельными резервуарами таким образом, чтобы можно было обеспечить мелкодисперсное распыление по меньшей мере двух различных жидкостей.
Необходимо отметить, что даже когда требуется мелкодисперсное распыление только одного жидкого состава, ингаляционное устройство, содержащее множество резервуаров может быть предпочтительным. Геометрия резервуара может быть стандартизирована. Таким образом, одно ингаляционное устройство, в котором размещены такие стандартизированные резервуары, может использоваться для образования смеси отдельных жидкостей, а также «смеси» одной и той же жидкости, выходящей из множества резервуаров. Кроме того, соотношение смешивания различных жидкостей может быть легко адаптировано просто посредством использования желаемого количества резервуаров, заполненных отдельными жидкостями. Например, если одна жидкость содержит вещество, обладающее лечебным действием, а другая жидкость является растворителем или разбавителем, и корпус содержит три резервуара, то возможные соотношения вещество: разбавитель составляют 1:1 (один резервуар является пустым), 1:2 или 2:1.
В другом варианте исполнения изобретения по меньшей мере два эжекционных канала сопла соединены с общей смесительной камерой, расположенной выше по потоку указанных каналов и ниже по потоку соответствующих резервуаров. При этом предусмотрен отдельный объем, который расположен между нагнетательной камерой и соплом, что имеет целью смешивание жидкостей из нескольких (даже, возможно, также идентичных) источников пред подачей их к эжекционным каналам.
В соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения, по меньшей мере два эжекционных канала сопла образуют пару (или группу, в случае трех или более сгруппированных эжекционных каналов) и имеют общее впускное отверстие, а также пересекающиеся траектории. Предпочтительно пара или группа каналов состоит из двух (или трех или даже более) каналов с идентичной геометрией, для того чтобы получить наиболее равномерный результат мелкодисперсного распыления. Пара или группа образует аэрозоль в одной точке столкновения. Каждая пара или группа имеет свою собственную точку столкновения. Эти собственные точки столкновения могут быть расположены на одной и той же или на различных горизонтальных плоскостях.
В другом варианте исполнения изобретения все эжекционные каналы сопла имеют отдельные впускные отверстия. Таким образом, они не образуют пары, поскольку пара отличается тем, что по каналам протекает идентичная жидкость. Однако они, тем не менее, могут иметь траектории эжекции, которые пересекаются друг с другом таким образом, что обеспечивается множество точек столкновения.
В соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения, в котором два эжекционных канала сопла образуют пару, один основной канал подачи выполнен с возможностью соединяться с расположенным выше по потоку концом первого эжекционного канала, и предусмотрен поперечный канал, который соединяет указанный основной канал подачи с расположенным выше по потоку концом второго эжекционного канала. Расположенный выше по потоку конец основного канала подачи соединен напрямую или опосредованно через нагнетательный блок с резервуаром для жидкости. Такая конструкция предпочтительно реализуется в двухмерной конфигурации, при которой все каналы расположены в одной и той же плоскости.
Поперечный канал может иметь перпендикулярную ориентацию относительно указанного основного канала подачи; таким образом, обеспечивается наиболее короткое соединение для прохождения текучей среды. Поперечный канал может также проходить по другому пути следования, такому как, например, дугообразный путь следования, который может пролегать в плоскости, перпендикулярной основной оси. Поперечный канал также может быть смещен к плоскости, в которой расположены эжекционные каналы соответствующей пары; однако очевидно, что в любом случае должно быть обеспечено сообщение посредством текучей среды между поперечным каналом и соответствующими эжекционные каналами.
Поскольку два эжекционных канала, образующие пару, расположены на противоположных сторонах по отношению к основной оси, и поскольку поперечный канал соединяет указанные два эжекционных канала, образующие пару, для этой пары достаточен только один (общий) основной канал подачи. Таким образом, предусмотрено только одно впускное отверстие, которое должно быть соединено с нагнетательной камерой или резервуаром. В результате, представлено экономящее пространство решение в отношении необходимого количества площади для соединения одной пары каналов сопла с расположенным выше по потоку компонентом.
В одном из вариантов исполнения ингаляционного устройства с соплом, имеющим множество пар эжекционных каналов, например, две пары, выпускные отверстия эжекционных каналов первой пары, по отношению к основной оси, которая при этом также образует ось симметрии (вращения), находятся в повернутом положении относительно выпускных отверстий эжекционных каналов второй пары, например, на 60° (или на другой целочисленный делитель 360°), а соответствующие поперечные каналы отстоят друг от друга вдоль указанной оси симметрии, чтобы не пересекаться друг с другом. Другими словами, вышеупомянутая конструкция поперечных каналов повторяется несколько раз, например, дублируется или утраивается, и располагается на расстоянии друг от друга посредством вращения соответствующего блока, содержащего пару эжекционных каналов, соответствующий поперечный канал и основной канал подачи, вокруг основной оси. Если отдельные поперечные каналы расположены в различных плоскостях вдоль основной оси, они не пересекаются друг с другом. В результате получается подобное башне расположение впускных отверстий различных пар эжекционных каналов (и, таким образом, различных жидкостей), которые располагаются по окружности, размещаясь на поверхности контакта между корпусом сопла и компонентом, который подает в него жидкость (жидкости).
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, сопло имеет переднюю сторону и заднюю сторону, противоположную передней стороне. Передняя сторона, которая является лицевой стороной устройства, которая направлена к пользователю, когда устройство приводится в действие, содержит выпускные отверстия эжекционных каналов. Задняя сторона или задняя часть сопла, которая обращена к внутреннему пространством устройства, является по существу плоской и содержит множество отверстий, которые образуют впускные отверстия основного канала (каналов) подачи.
Предпочтительно, компонент устройства, который соединяется с задней стороной сопла, имеет соответствующую поверхность с выпускными отверстиями, так, что каждое выпускное отверстие указанного компонента устройства соединяется с впускным отверстием сопла. Другими словами, поверхность контакта между соплом и компонентом, через который осуществляется подача жидкости в сопло, например, участки нагнетательных камер, содержащие выпускное отверстие, выполнена таким образом, что достаточно простой плоской прокладки. Такая прокладка по существу состоит из плоского листа эластичного материала с отверстиями в соответствующих позициях.
Преимущество такой конструкции состоит в том, что сообщение посредством текучей среды может быть создано безопасно и просто, и в том, что стоимость обеспечения герметизирующей изоляции, а также поверхностей контакта является низкой.
В некоторых вариантах исполнения изобретения сопло выполнено в виде стопки относительно плоских пластин. Такие пластины могут предпочтительно быть изготовлены посредством субтрактивных технологий, таких как травление и т.п. Заготовки из различных материалов, таких как, например, силикон, стекло, металл, керамика или пластмасса, могут образовывать полуфабрикат. Каналы встраиваются в одну из двух плоских частей подложки или даже в обе стороны. Затем посредством укладки нескольких таких пластин может быть изготовлена стопка, образующая сопло, обеспечивающая множество пар эжекционных каналов.
В других вариантах исполнения изобретения сопло выполнено из трехмерных базовых форм, обладающих вращательной симметрией. Такая базовая форма может быть (предпочтительно усеченным) конусом, цилиндром или пирамидой. Как правило, ось вращения или ось симметрии базовой формы совпадает с основной осью готового сопла.
Дополнительно предусмотрены предпочтительные сочетания вышеупомянутых признаков. Указанные сочетания основаны на определенном основном признаке, и могут преимущественно сочетаться с соответственно следующими дополнительными признаками. Основной признак может сочетаться с одним, несколькими или всеми соответствующими дополнительными признаками.
Для краткости, вместо повторения описаний соответствующих дополнительных признаков, сделана ссылка на вышеприведенное описание.
В соответствии с одним из вариантов исполнения изобретения, в качестве основного признака, сопло обеспечивает по меньшей мере две точки столкновения.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, по меньшей мере один из указанных углов эжекции отличается от других углов эжекции, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с расположенной выше по потоку общей смесительной камерой, и/или сопло выполнено в виде стопки двухмерных пластин.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, сопло содержит по меньшей мере три эжекционных канала.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, по меньшей мере один из указанных углов эжекции сопла отличается от других углов эжекции.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, сопло обеспечивает по меньшей мере одну точку столкновения, которая смещена от основной оси, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по отношению к основной оси сопла по меньшей мере одна точка столкновения смещена от основной оси, и/или по меньшей мере один из эжекционных каналов сопла имеет поперечное сечение, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала, и/или по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с отдельными резервуарами для жидкости таким образом, что обеспечивается по меньшей мере одна точка столкновения, в которую может подаваться другая жидкость, и/или по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с расположенной выше по потоку общей смесительной камерой, и/или сопло выполнено в виде стопки двухмерных пластин.
В соответствии еще с один вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, по меньшей мере две или все точки столкновения, обеспечиваемые соплом, расположены на различных плоскостях.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, все описанные ранее признаки могут сочетаться с указанным основным признаком.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, по отношению к основной оси сопла по меньшей мере одна точка столкновения, обеспечиваемая соплом, смещена от основной оси.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, сопло обеспечивает по меньшей мере две точки столкновения, в которых по меньшей мере две из указанных траекторий эжекции пересекаются друг с другом, и/или по меньшей мере один из указанных углов эжекции отличается от других углов эжекции, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по меньшей мере один из эжекционных каналов сопла имеет поперечное сечение, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала, и/или сопло выполнено из трехмерных базовых форм, обладающих вращательной симметрией.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, по меньшей мере один из эжекционных каналов сопла имеет поперечное сечение, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, по меньшей мере один из указанных углов эжекции отличается от других углов эжекции, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с расположенной выше по потоку общей смесительной камерой, и/или сопло выполнено в виде стопки двухмерных пластин.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с отдельными резервуарами для жидкости таким образом, что обеспечивается по меньшей мере одна точка столкновения, в которую может подаваться другая жидкость.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, предусмотрено по меньшей мере две точки столкновения, в которых по меньшей мере две из указанных траекторий эжекции пересекаются друг с другом, и/или по меньшей мере один из указанных углов эжекции отличается от других углов эжекции, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по меньшей мере один из эжекционных каналов сопла имеет поперечное сечение, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала, и/или по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с расположенной выше по потоку общей смесительной камерой, и/или сопло выполнено в виде стопки двухмерных пластин, и/или сопло выполнено из трехмерных базовых форм, обладающих вращательной симметрией.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с расположенной выше по потоку общей смесительной камерой.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, предусмотрено по меньшей мере две точки столкновения, в которых по меньшей мере две из указанных траекторий эжекции пересекаются друг с другом, и/или по меньшей мере один из указанных углов эжекции отличается от других углов эжекции, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по меньшей мере один из эжекционных каналов сопла имеет поперечное сечение, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала, и/или сопло выполнено из трехмерных базовых форм, обладающих вращательной симметрией.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, сопло выполнено в виде стопки двухмерных пластин.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, предусмотрено по меньшей мере две точки столкновения, в которых по меньшей мере две из указанных траекторий эжекции пересекаются друг с другом, и/или по меньшей мере один из указанных углов эжекции отличается от других углов эжекции, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по меньшей мере один из эжекционных каналов сопла имеет поперечное сечение, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала.
В соответствии еще с одним вариантом исполнения изобретения, в качестве основного признака, сопло выполнено из трехмерных базовых форм, обладающих вращательной симметрией.
В качестве предпочтительного дополнительного признака, предусмотрено по меньшей мере две точки столкновения, в которых по меньшей мере две из указанных траекторий эжекции пересекаются друг с другом, и/или по меньшей мере один из указанных углов эжекции отличается от других углов эжекции, и/или по меньшей мере две или все точки столкновения расположены на различных плоскостях, и/или по отношению к основной оси сопла по меньшей мере одна точка столкновения смещена от основной оси, и/или по меньшей мере один из эжекционных каналов сопла имеет поперечное сечение, отличающееся от поперечного сечения другого эжекционного канала, и/или по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с отдельными резервуарами для жидкости таким образом, что обеспечивается по меньшей мере одна точка столкновения, в которую может подаваться другая жидкость, и/или по меньшей мере два из эжекционных каналов сопла соединены с расположенной выше по потоку общей смесительной камерой.
Все вышеуказанные сочетания основного признака с одним, несколькими или всеми соответствующими дополнительными признаками приводят в результате к предпочтительному варианту исполнения изобретения, который требует небольшого пространства, который способен подавать жидкость медицинского назначения, содержащую активный ингредиент, требующий относительно большого объема жидкости, подлежащей переводу в аэрозольное состояние, на одну дозу, и который может распылять две или более жидкости.
Все соответствующие варианты исполнения изобретения, возможности и предпочтения, относящиеся к указанному соплу, также применимы к ингаляционному устройству, ингалятору или аэрозольному генератору, содержащему сопло, описанному выше.
Описание фигур
На ФИГ. 1 показано сопло в соответствии с уровнем техники.
На ФИГ. 2 показан детальный вид сопла, показанного на ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 показано сопло в соответствии с первым вариантом исполнения изобретения.
На ФИГ. 4 показано сопло в соответствии со вторым вариантом исполнения изобретения.
На ФИГ. 5 показан детальный вид сопла, показанного на ФИГ. 4
На ФИГ. 6 показано сопло в соответствии с уровнем техники.
На ФИГ. 7 показано сопло в соответствии с третьим вариантом исполнения изобретения.
На ФИГ. 8 - 10 показаны поперечные сечения сопла в соответствии с третьим вариантом исполнения изобретения.
На ФИГ. 11 показано трехмерное изображение указанного варианта исполнения изобретения.
На ФИГ. 1, на которой представлен уровень техники, изображено сопло, содержащее три эжекционных канала 1A, 1B, 1C. Траектории эжекции (пунктирные линии) пересекаются в одной общей точке X столкновения. Эта точка столкновения расположена на плоскости P, имеющей перпендикулярную ориентацию относительно основной оси Z (это общая ориентация плоскости, в которой располагается точка столкновения на протяжении всего текста настоящего документа, если не указано иное). Все каналы 1A, 1B, 1C расположены пространственно симметрично вокруг основной оси Z. Углы эжекции (также изображенные на ФИГ. 2, которая является детальным видом концевой части сопла; показаны только углы A1, A2), как определено в настоящем описании, являются идентичными. Линия, от которой измеряется промежуточный угол I, является основной осью; таким образом, промежуточный угол является углом столкновения. В этом примере все отдельные траектории расположены на поверхности усеченного конуса. Так как поверхность 6’ усеченного конуса параллельна окружности лежащей в его основании (ссылочная позиция отсутствует), в этом примере углы A1, A2, измеренные в обоих местоположениях, идентичны. Предпочтительно каналы 1A, 1B, 1C (сбоку) закрыты закрывающим приспособлением, таким как, например, заслонка (не показано) или т.п. таким образом, чтобы жидкость (не показано) могла проходить через каналы, но не могла покидать их в нежелательных (боковых) направлениях. Это может, например, быть обеспечено путем размещения усеченного конуса внутри конусообразной насадки (не показано), стенка (стенки) которой образуют заслонку для каналов. Каналы могут быть выполнены на поверхности усеченного конуса, как показано, но также в виде желобов на поверхности крышки.
Оба типа формирования каналов могут быть объединены друг с другом в том плане, что предусмотрено чередование каналов в конусе и в вырезе, или в том плане, что предусмотрены соединенные полуканалы в конусе и в вырезе.
На ФИГ. 3 показан вид в разрезе сопла 1, в котором по отношению к основной оси Z сопла 1 все углы A эжекции, как и в предыдущем примере, являются идентичными (изображено только одно обозначение ссылочной позиции А); таким образом, все промежуточные углы также одинаковы и все они измеряются относительно основной оси Z. При этом эжекционные каналы 1A - 1D расположены в одной плоскости разреза (штриховка отсутствует) таким образом, что обеспечиваются различные точки X1, X2 столкновения. Указанные точки расположены в различных плоскостях P1, P2, перпендикулярных основной оси Z, т.е. точки X1 и X2 столкновения находятся на различном расстоянии от передней поверхности 1’ сопла 1. В то же время, все точки X1, X2 столкновения расположены на основной оси Z. Эжекционные каналы 1A и 1B образуют первую пару, а эжекционные каналы 1C и 1D образуют вторую пару. В этом примере сопло 1 выполнено в виде «двухмерного» блока или из «двухмерного» блока.
Настоящий пример может быть использован для формирования центрального потока (не показано) аэрозоля первой жидкости и окружающего внешнего потока аэрозоля второй жидкости.
На ФИГ. 4, показан вариант исполнения изобретения, в котором эжекционные каналы 1A - 1D снова расположены на поверхности усеченного конуса. В этой конфигурации углы A1, A1' эжекции первой пары эжекционных каналов 1A, 1B соответствуют углам A2, A2' эжекции второй пары эжекционных каналов 1C, 1D. При этом вследствие эжекционных смещений указанная конфигурация обеспечивает в результате две различные точки X1 и X2 столкновения. На ФИГ. 5 показано детальное изображение концевой части сопла. Необходимо отметить, что углы A1, A2 на ФИГ. 10 являются теми же самыми, что и на ФИГ. 5, поскольку окружность, лежащая в основании конуса, параллельна поверхности 1’ усеченного конуса.
Как можно видеть из ФИГ. 4, например, траектория канала 1B несколько отклонена от основной оси Z в одном направлении, а именно, в направлении угла A1’’, тогда как траектория канала 1D отклонена в противоположном направлении, а именно, в направлении угла A2’’. Кроме того, (в данном случае сходные) углы A1 и A2 несколько меньше по величине, чем углы A1* и A2*, которые начинаются на тонких пунктирных линиях. Они представляют собой линии, которые начинаются на окружности, лежащей в основании конуса, и заканчиваются на его воображаемой вершине; каналы, располагающиеся по ходу тонких пунктирных линий, также будут иметь идентичные углы A1, A2 (и A1’, A2’, а также и A1’’, A2’’), но также дадут в результате одну общую точку столкновения. Таким образом, в этом примере предусмотрены две пары эжекционных каналов 1A, 1B и 1C, 1D, причем все они имеют идентичные углы A1, A2, A1’ A2’ эжекции (см. Фиг 5) и, таким образом, обеспечивается две точки X1, X2 столкновения, как и в предыдущем примере. Имеет место боковое смещение D эжектирования, которое является результатом вышеуказанного расположения углов. В данном варианте исполнения изобретения вдоль основной оси Z сопла все точки X1, X2 столкновения расположены в пределах одной и той же плоскости (не показано) по отношению к передней поверхности 1’ сопла 1. В то же время, все точки X1, X2 столкновения расположены с боковым смещением от основной оси Z (боковое смещение D эжектирования).
На ФИГ. 6 показано сопло 1 из уровня техники с четырьмя эжекционными каналами 1A - 1D, траектории эжекции которых имеют попарно различающиеся углы эжекции (A1 и A1’ являются одинаковыми, также как и A2 и A2’), причем эжекционные каналы (и траектории) лежат в общей плоскости (заштрихованная плоскость поперечного сечения). Сопло 1 также как и в предыдущем примере является соплом в виде «двухмерного» блока. Углы A1, A1’, A2, A2’ расположены таким образом, что все траектории эжекции (пунктирные линии) пересекаются в одной общей точке X столкновения.
На ФИГ. 7 показан вид сверху с невидимыми контурами внутреннего строения еще одного варианта исполнения изобретения сопла 1. Для представления более детальной информации сделана ссылка на описание нижеследующих ФИГ. 8 - 11, которые относятся к одному и тому же варианту исполнения изобретения.
На ФИГ. 8 и 9 показаны два сечения по линии A-A и по линии B-B сопла 1, показанного на ФИГ. 7 (штриховка не показана), на которых эжекционные каналы 1A, 1B и 1C, 1D соединены с расположенной выше по потоку общей разделительной камерой 2A, 2B. Таким образом, предусмотрена отдельная камера, или объем, которая расположена между нагнетательной камерой (не показана) и эжекционными каналами 1A, 1B / 1C, 1D, что имеет целью разделение потока жидкости, подаваемой в сопло (при необходимости из различных источников) перед ее подачей в эжекционне каналы 1A, 1B / 1C, 1D.
В показанном варианте исполнения изобретения два из эжекционных каналов 1A и 1B, а также 1C и 1D сопла 1 образуют соответствующую пару, и один основной канал 3A, 3B подачи выполнен с возможностью соединяться с началом первого эжекционного канала 1A, 1C, и предусмотрен поперечный канал 4A, 4B, который соединяет указанный основной канал 3A, 3B подачи с концом соответствующего второго эжекционного канала 1A, 1C. Поперечный канал 4A, 4B, который служит в качестве разделительной камеры 2A, 2B, проходит перпендикулярно основному 3A, 3B каналу подачи. Предусмотрено только одно соответствующее впускное отверстие 5A, 5B, которое должно соединяться с нагнетательной камерой или нагнетательным блоком (не показаны).
В показанном варианте исполнения изобретения изначально расположенные друг над другом пары эжекционных каналов по отношению к основной оси Z (не показана), которая при этом также образует ось симметрии, находятся в повернутом положении друг относительно друга, например, на 60° (или на другой целочисленный делитель 360°), и соответствующие поперечные каналы 4A, 4B отстоят от друг друга вдоль указанной оси симметрии, чтобы не пересекаться друг с другом.
На ФИГ. 10, которая является видом сбоку с невидимыми контурами внутреннего строения, показано сечение, содержащее скрытые контуры, таким образом, что все основные поперечные каналы, отстоящие друг от друга в осевом направлении (у третьего поперечного канала номер ссылочной позиции не указан) являются хорошо видимыми. Можно видеть только две пары эжекционных каналов, что обусловлено направлением вида.
Вышеупомянутую конструкцию также можно видеть из ФИГ. 11, которая является трехмерным видом с невидимыми контурами внутреннего строения сопла 1, содержащим сечения, представленные на ФИГ. 8 и 9. Посредством мысленного поворачивания сечений получается компактное и простое сопло, впускные отверстия которого (номера ссылочных позиции не указаны) расположены по окружности (штрих-пунктирная окружность). Таким образом, соответствующая поверхность контакта с расположенным выше по потоку компонентом (т.е. с нагнетательной камерой, с участком, на котором расположен клапан, не показаны), может иметь конструкцию, которая может быть выполнена относительно просто.
Список ссылочных позиций
1 - сопло
1’ - передняя поверхность
1A - 1D - эжекционные каналы
2A, 2B - разделительная камера
3, 3А, 3B - основной канал подачи
4, 4А, 4B - поперечный канал
5, 5А, 5B - впускное отверстие
F, F1, F2 - жидкость
X, X1, X2 - точка столкновения
A, A1, A2 - угол эжекции
A1*, A2*, A1’, A2’, A1’’, A2’’ - угол
I - промежуточный угол
Z - основная ось
D - смещение эжекции
P, P1, P2 – плоскость.