УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА С РЕГУЛИРУЕМЫМ ПО РАЗМЕРУ ПОР СУБСТРАТОМ И СУБСТРАТ ДЛЯ НЕГО
DEVICE OF AIR TREATMENT WITH SUBSTRATE ADJUSTED BY PORE SIZE AND SUBSTRATE FOR IT

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройству, которое выделяет летучий химикат обработки воздуха нагреванием субстрата, который насыщен или покрыт химикатом. Более точно, оно относится к способам для конструирования субстрата для создания в нем матрицы распределения пор по размерам, субстратам, изготовленным посредством таковых, и таким субстратам, сформированным дополнительно с затравочным выступом многократного действия.
Субстраты (в частности, пористые субстраты) ранее использовались в качестве носителей для химикатов обработки воздуха, таких как реагенты борьбы с насекомыми (инсектициды, отпугивающие насекомых репелленты, регуляторы роста насекомых, аттрактанты, синергисты, и т.п.), ароматизаторы и дезодоранты. Например, см. патент 6551560 США. Раскрытие этого патента и всех других патентов, упомянутых в материалах настоящей заявки, включено в состав посредством ссылки, как будто полностью изложенное в материалах настоящей заявки.
При нагревании субстрата, летучий химикат обработки воздуха побуждается выделяться с субстрата. Источник теплоты типично является электронагревателем, но, взамен, может быть пламенем в некоторых случаях.
Многообразие функций обработки воздуха может достигаться с помощью таких устройств. Например, пористый субстрат, насыщенный летучим инсектицидом, может использоваться для сдерживания укусов комаров в запертой спальне. В качестве альтернативы, дезодорирующий или другой материал сдерживания запахов может выделяться для подавления зловоний или просто для обеспечения желательного аромата.
Одна из проблем с такими устройствами состоит в том, что субстрат обычно покоится на или возле нагревателя. Нагреватель нагревает субстрат, заставляя улетученный химикат обработки воздуха распространяться с субстрата в направлении в сторону (по существу перпендикулярно) от поверхности нагревателя. Это имеет некоторые недостатки. Например, участок субстрата, прилегающий к нагревателю, может действовать в качестве изолятора для участка субстрата, который является выпускающим активное вещество, затрудняя управление распылением.
Другая проблема с такими устройствами состоит в том, что это может отнимать промежуток времени после того, как начинается использование, чтобы в достаточной мере обрабатывать воздух в определенной среде, граничащей с устройством. Например, когда кто-то собирается лечь в постель, он может приводить в действие устройство в спальне. Ему неудобно ждать длительный период до ощущения уверенности в защите от насекомых в помещении.
В связи с горючими москитными кольцами, патент 5948425 США раскрывал увеличенную наружную сторону кольца, которая могла бы гореть в начале для создания выброса инсектицида, до того, как скорость горения понижалась до установившегося состояния связи с негорючим субстратом, в патенте 6551560 США разрыто, что могла бы быть предусмотрена центральная зона, обладающая способностью выдавать быстрый выброс активного вещества, сопровождаемый окружающей областью, выпускающей активное вещество при более медленной постоянной скорости. Несмотря на то, что эти патенты, направлены на необходимость в быстрой обработке комнаты в начале работы, они не направляли усилия на способ, чтобы заставлять одно и то же устройство выдавать такой выброс многократно изо дня в день.
В патенте 4286754 США и публикации 2004/0151747 заявки на выдачу патента США, обсуждалось, что множество фитилей могло бы формироваться из песка (и определенного другого зернистого материала), смешанного со связующим веществом. Фитили могли бы вытягивать активное вещество из резервуара в верхнюю часть фитиля, а верхняя часть фитиля могла бы располагаться рядом с (обычно сквозь) нагревательным узлом для испарения активного вещества. Например, в публикации 2004/0151747 заявки на выдачу патента США есть обсуждение формирования фитиля из крупиц кварцевого песка, связанных новолачной смолой. Летучий материал описывался, по выбору, как являющийся инсектицидом, растворенным в углеводородном растворителе и/или ароматизаторе.
Однако эти фитили не были снабжены средством создания быстрого затравочного выброса, гораздо меньшего затравочного выброса многократного действия. Кроме того, они требовали использования резервуара для непрерывной дозаправки фитиля.
В несвязанной работе, публикация 2004/0140114 заявки на выдачу патента США раскрыто, что сужающиеся поры в корпусе могут отводить жидкость от батареи.
Так или иначе, есть потребность в создании пористых субстратов, которые эффективно распыляют химикаты обработки воздуха, а также обладают характеристиками затравочного выброса многократного действия.
КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из аспектов, изобретение предусматривает субстрат, который может активно выделять летучий химикат обработки воздуха, будучи нагреваемым. Субстрат предпочтительно является пористым субстратом, содержащим зернистые частицы, склеенные друг с другом для формирования тела, имеющего пористую структуру. Летучий химикат обработки воздуха распределен в порах (например, дозированием субстрата неразбавленным химикатом обработки воздуха или оставлением субстрата в резервуаре, наполненном активным веществом, и предоставлением активному веществу возможности просачиваться в субстрат). В качестве альтернативы, может использоваться другое традиционное средство для насыщения субстрата.
Субстрат имеет первый конец и второй противоположный конец, а средний размер зернистых частиц вблизи первого конца является меньшим, чем средний размер зернистых частиц вблизи второго конца. Субстрат сконфигурирован из условия, чтобы первый конец мог впитывать химикат обработки воздуха в себя по мере того, как химикат обработки воздуха выделяется со второго конца. В одной из форм, зернистые частицы содержат песок, связанный с феноло-альдегидным полимером.
В предпочтительных формах, выступ (например, выступающий в осевом направлении носик, тянущийся от имеющего форму усеченного конус основания) сформирован прилегающим к первому концу, чтобы обеспечивать первый выброс летучего химиката обработки воздуха, когда впервые нагревается субстрат, прилегающий к выступу. Наиболее предпочтительно, субстрат способен к выдаче второго выброса летучего химиката обработки воздуха, когда субстрату предоставлена возможность остыть после первого нагревания, а затем нагревается во второй раз.
Летучий химикат обработки воздуха выбирается из группы, состоящей из реагентов борьбы с насекомыми, ароматизаторов и дезодорантов. Например, летучий химикат обработки воздуха может быть реагентом борьбы с насекомыми, который выбран из группы, состоящей из натуральных пиретринов, экстракта ромашника, синтетических пиретроидов и их смесей.
В еще одном аспекте, изобретение обеспечивает способ для выделения летучего материала с субстрата. Получают пористый субстрат, имеющий выступающий носик, субстрат насыщается летучим химикатом обработки воздуха. Затем нагревают субстрат так, что тепло подается на, по меньшей мере, конец, а предпочтительно, также боковую стенку носика, чтобы заставлять первый выброс летучего химиката обработки воздуха выделяться с субстрата. Затем предоставляют носику субстрата возможность остывать и позволяют дополнительному летучему химикату обработки воздуха вытягиваться из субстрата в носик. После этого, повторно нагревают субстрат так, что тепло подается на, по меньшей мере, конец, а предпочтительно, боковую стенку носика, чтобы заставлять второй выброс летучего химиката обработки воздуха распыляться с субстрата.
В еще одном другом аспекте, изобретение предлагает способ для формирования субстрата, который может активно выделять летучий химикат обработки воздуха, при нагревании. Помещают частицы песка в форму, встряхивают форму, чтобы заставить меньшие частицы песка переместиться ниже относительно больших частиц песка в форме, а затем формуют субстрат в форме. Как результат, средний размер частиц субстрата в нижней части субстрата в форме будет меньшим, чем средний размер частиц субстрата в верхней части субстрата в форме.
Песок может насыщаться после этапа встряхивания и до этапа формования. В качестве альтернативы, он может насыщаться подверганием уже отформованного субстрата воздействию пропиточной жидкости.
Необходимо отметить, что субстраты по настоящему изобретению недороги для изготовления, крайне рационально используют тепло и способны к многочисленным выбросам ввода в действие. Вышеизложенные и другие преимущества настоящего изобретения будут очевидны из последующего описания. В последующем описании делается ссылка на прилагаемые чертежи, которые являются его частью, и на которых, в качестве иллюстрации, но не ограничения, показаны ожидаемые предпочтительные варианты осуществления изобретения. Такие варианты осуществления не обязательно представляют полный объем охраны изобретения, а потому, для определения объема охраны изобретения нужно обратиться к формуле изобретения в материалах настоящей заявки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - вид снизу и спереди в перспективе устройства обработки воздуха, пригодного для использования предпочтительного субстрата по настоящему изобретению;
фиг.2 - вид спереди в перспективе предпочтительного субстрата по настоящему изобретению;
фиг.3 - вид в разрезе конструкции по фиг.1, взятый по линии 3-3 фиг.1, со снятым индикаторным узлом 26;
фиг.4 - вид в разрезе формы, используемой для подготовки субстрата по фиг.2;
фиг.5 - вид, подобный фиг.4, но с формой, показанной частично заполненной;
фиг.6 - вид, подобный фиг.5, но с формой, показанной заполненной, после того, как она была подвергнута встряхиванию, и после того, как колпак/крышка была помещена поверх полости формы;
фиг.7 - вид, подобный фиг.6, но с теплом, подводимым к форме;
фиг.8 - вид субстрата, отформованного в форме по фиг.7, после того, как она была вынута из формы; и
фиг.9 - детализированный вид области, обозначенной 9-9 на фиг.8.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Прежде всего, со ссылкой на фиг.1, устройство 10 обработки воздуха имеет корпус 12 с электрическими штырями 14 на заднем конце 16 и съемным узлом 18 картриджа на противоположном переднем конце 20.
Узел 18 картриджа предпочтительно содержит субстрат 22, установленный, чтобы выступать через его задний конец, и отдельно устанавливаемый индикаторный узел 26, установленный, чтобы выступать из его переднего конца. Есть по существу круглая полость 38 (см. фиг.3) в центре задней части узла 18, которая сужается назад, чтобы удерживать субстрат 22.
Индикаторный узел 26 является съемным с узла 18 картриджа. Индикаторный узел 26 предпочтительно вмещает отдельный индикаторный химикат, который может указывать пользователю количество химиката обработки воздуха, оставшегося в субстрате 22. Съемный индикаторный узел 26 предоставляет индикаторному узлу 26 и/или субстрату 22 возможность заменяться порознь. Однако индикаторный химикат может непосредственно вмещаться в резервуар узла 18 картриджа.
Устройство 10 наиболее предпочтительно вставляется в электрическую розетку на вертикальной стене. Отсюда, термины в этом патенте используются с таким типом установки в уме. Однако подходящие электрические розетки на горизонтальной или других поверхностях также могут использоваться для подачи питания. Таким образом, термины, такие как «передний», «задний», «верхний», «нижний» и «боковой» должны интерпретироваться аналогичным образом, когда устройства используются для такого типа установки.
Штыри 14, показанные на фигурах, имеют место только в целях примера. Цилиндрические штыри этого типа пригодны для подключения к электроэнергии в некоторых странах. Однако, в других странах, ножевые штыри, или композиции имеющих форму ножей, цилиндров и иного штыревых элементов будут использоваться для обеспечения подключения к имеющемуся в распоряжении питанию (которое хорошо известно в данной области техники).
Корпус 12 имеет ряд вытянутых вентиляционных отверстий 30 на верхней и нижней сторонах корпуса 12. Вентиляционные отверстия 30 разрешают входить воздуху из окружающей среды и позволяют ему проходить наряду с химикатом обработки воздуха, распыляемым с субстрата 22, через вентиляционные отверстия 30 на направленной вверх стороне корпуса 12. Носик 25 субстрата 22 предпочтительно расположен вплотную примыкающим к нагревательному элементу 56 с пространством вокруг носика 25 для полного прохождения воздуха по его периферии.
Как очевидно из фиг.2 и 3, предпочтительный узел 18 картриджа содержит субстрат 22, имеющий переднюю выполненную в форме усеченного конуса секцию 23, и задний выступающий носик 25. Конкретная форма субстрата 22 не является критичной, постольку поскольку рассматриваются наиболее широкие аспекты изобретения. Однако выступающий носик 25 имеет определенное преимущество для быстрой затравки в некоторых предпочтительных вариантах осуществления.
Субстрат 22 предпочтительно насыщен летучим химикатом обработки воздуха, способным к выделению с субстрата 22, когда субстрат 22 нагревается. Однако, в качестве альтернативы существованию полностью насыщенной химикатом обработки воздуха, взамен, субстрат 22 может быть насыщен только частично. Степень выделения химиката обработки воздуха может указываться видимым сигналом, чей внешний вид является следствием выделения индикаторного химиката 28, ассоциативно связанного с индикаторным узлом 26.
Более точно, со ссылкой на фиг.2, субстрат 22 имеет первый конец 60 и второй конец 62, противоположный первому концу, а средний размер зернистых частиц вблизи первого конца 60 является меньшим, чем средний размер зернистых частиц вблизи второго конца 62. Субстрат 22, таким образом, предпочтительно сконфигурирован, из условия, чтобы первый конец 60 мог впитывать химикат обработки воздуха в себя по мере того, как химикат обработки воздуха выделяется со второго конца 62.
Корпус 12 устройства 10 в целом предпочтительно ограждает нагревательный элемент 56, из условия, чтобы нагревательный элемент 56 располагался ближайшим к заднему концу узла 18 картриджа. Нагревательный элемент 56 предпочтительно приводится в действие вставкой электрических штырей 14 в розетку (не показана).
Теплу от нагревательного элемента 56 также может быть позволено проходить к другим поверхностям узла 18 картриджа через ряд проемов. Однако, отметим разделительную панель 48 (которая показана на фиг.3), которая обеспечивает некоторую изоляцию для индикаторного узла 26.
Субстрат 22 предпочтительно расположен спереди нагревательного элемента 56 с носиком 25 субстрата 22 (имеющим в своем составе наивысшую плотность и наименьший размер пор), ближайшим к нагревательному элементу 56.
В употреблении, тепло подается на, по меньшей мере, конец и боковые стенки носика субстрата. Это заставляет первый выброс летучего химиката обработки воздуха выделяться с субстрата.
После выделения первого выброса химиката обработки воздуха и типично в течение продолжающегося периода использования, носику субстрата предпочтительно предоставляется возможность остывать, таким образом, давая дополнительному летучему химикату обработки воздуха возможность втягиваться из субстрата в носик 25. Затем, субстрат повторно нагревается, из условия чтобы тепло подавалось на, по меньшей мере, задний конец и боковые стенки носика, заставляя второй выброс летучего химиката обработки воздуха распыляться с субстрата.
Далее, со ссылкой на фиг.4-9, схематически изображен способ для формования субстрата 22 по настоящему изобретению. Форма 64 субстрата 22, имеющая выступающий носик 70, заполняется материалом субстрата, предпочтительно песчаной/полимерной смесью. Форма 64 затем закрывается крышкой 66 и встряхивается. Встряхиванием формы 64, частицы 68 песка, имеющие меньший размер, смещаются вниз, по направлению к носику 70 формы 64. Таким образом, формируется субстрат 22, содержащий меньший размер частиц на нижнем конце и больший размер частиц на верхнем конце субстрата 22.
Примеры пригодного субстрата 22 включают в себя, но не в качестве ограничения, пористый песок со связующим веществом, таким как новолачная смола, уретановые полимеры или термопластики с высокомолекулярными поперечными связями, такие как полиэтилен с межмолекулярными связями. Особенно предпочтительные песчаные субстраты могут изготавливаться образом, аналогичным песчаным фитилям, описанным в публикации 2005/0284952 заявки на выдачу патента США. Альтернативные субстраты включают в себя другие частицы, такие как металлические, целлюлозные и керамические частицы.
Химикат обработки воздуха предпочтительно является инсектицидом, ароматизатором и/или дезинфектантом. В некоторых случаях, более чем один химикат обработки воздуха может использоваться в одиночку или в комбинации в субстрате 22.
Когда химикат обработки воздуха является инсектицидом и/или отпугивающим насекомых репеллентом, предпочтительны органические фосфорные инсектициды, липидамидные инсектициды, натуральные репелленты в качестве цитронеллового масла, натуральных пиретринов и экстракта ромашника, и синтетические пиретроиды. Пригодными синтетическими пиретроидами являются акринатрин, аллетрин в качестве D-аллетрина, PynarainR™, бенфлютрин, бифентрин, биоаллетрин в качестве Pynamin ForteR™, S-биоаллетрина, эсбиотрина, эсбиола, бисорезметрин, циклопротрин, цифлютрин, бета-цифлютрин, цигалотрин, лямбда-цигалотрин, циперметрин, альфа-циперметрин, бета-циперметрин, ципгенотрин, дельтаметрин, эмпентрин, эсфенвалерьят, фенпропатрин, фенвалерьят, флюцитринат, тауфлювалинат, кадетрин, перметрин, фенотрин, праллетрин в качестве EtocR™, ресметрин, тефлютрин, тетраметрин, тралометрин, метофлютрин или трансфлютрин. Другие летучие инсектициды, такие как описанные в патенте 4439415 США, также могут применяться.
В особенно предпочтительных вариантах, летучий инсектицид выбирается из группы, состоящей из трансфлютрина, метофлютрина, вапотрина, перметрина, праллетрина, тефлютрина и эсбиотрина. Трансфлютрин является наиболее предпочтительным инсектицидом.
Возможные растворители для переноса этих химикатов обработки воздуха включают в себя, но не в качестве ограничения, ISOPAR™C, ISOPAR™E, ISOPAR™L, гептан, метанол, ацетон, этанол, изопропиловый спирт, додецен и тетрагидрофуран. ISOPAR™C, ISOPAR™E и ISOPAR™L являются углеводородными растворителями с изменяющейся длиной цепи и доступны для приобретения у Exxon Chemical Company.
Типично, летучие реагенты борьбы с насекомыми будут переноситься в органических растворителях, таких как углеводород. Одной из особенно желательных формул пропитки для борьбы с комарами является 50-процентный по весу трансфлютрин, растворенный в углеводороде ISOPAR С. В качестве альтернативы, а часто предпочтительно, трансфлютрин сначала может подогреваться для его разжижения, а затем наносится на чистый подогретый субстрат.
Может использоваться широкое многообразие ароматизаторов, которые, по выбору, также могут обладать свойствами борьбы с насекомыми. В качестве альтернативы, могут выбираться некоторые ароматизаторы, которые предусматривают функцию дезодорирования (например, определенные терпены). Например, могут использоваться различные натуральные и искусственные отдушки. Неограничивающие примеры этих отдушек включают в себя натуральные ароматы животного и растительного происхождения, и искусственные отдушки, такие как спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, терпены и эфиры.
Когда летучий химикат обработки воздуха является дезинфектантом, предпочтительные дезинфектанты включают в себя, но не в качестве ограничения, гликоли, триметилен и дипропилен. Органические кислоты, совместимые с использованием субстрата 22 и условиями эксплуатации, также могут использоваться.
Касательно количества частиц 68, песка или иного, форма 64 должна заполняться до отказа, тем самым, создавая субстрат 22. Песчаная или другая частица должна тщательно встряхиваться в форме (например, в течение десяти или более секунд), хотя точное время и требуемая степень силы будут зависеть от типа частиц 68 и потребностей пользователя.
Крышка 66 может присутствовать во время встряхивания. Однако предпочтительно, чтобы она снималась с верха выравненного песка волочением лезвия по нему до начала нагрева.
В качестве одного из примеров, мы формировали субстрат с формой по фиг.2, где передняя стенка имела диаметр 1,6 см, а задний носик имел максимальный диаметр вида сзади в 0,5 см. Чтобы делать это, мы помещали 1,85 г кварцевого песка с 0,07 г новолачной смолы, равномерно перемешанной в нем, в форму, имеющую подходящую форму. Затем мы встряхивали форму в течение 15 секунд, выравнивали верх песчаной смеси и прогревали форму в течение 10 минут при 300°С. Мы давали форме возможность остыть и добавляли 300 мг трансфлютрина его осторожным размещением на верхней поверхности песка. Мы снимали отформованный субстрат, располагали его в устройстве, подобном таковому по фиг.3, и проверяли работу устройства с привлечением насекомых.
Форма 64, используемая для формования субстрата 22 по настоящему изобретению, может изготавливаться из любого пригодного материала, включая, но не в качестве ограничения, пластмассовые, металлические или деревянные формы. Отсюда, сама форма не является критичной.
Несмотря на то, что выше был описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, необходимо отметить, что изобретение могло бы использоваться в многообразии других вариантов осуществления. Например, вместо добавления концентрированного активного вещества или пропиточной жидкости после формования субстрата, можно было бы дозировать активное вещество на субстрат в форме до формования субстрата. Также можно было бы погружать формованный субстрат в жидкостную ванну, содержащую 50% трансфлютрина и 50% ISOPAR С.
Таким образом, принципы настоящего изобретения могут применяться в широком многообразии других способов кроме специально отмеченных в материалах настоящей заявки. Кроме того, еще другие модификации могут производиться, не выходя из сущности и объема изобретения. Таким образом, формула изобретения (скорее, чем только предпочтительный вариант осуществления) должна рассматриваться для того, чтобы раскрыть полный объем охраны изобретения.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Настоящее изобретение предлагает усовершенствованные субстраты для использования с устройствами обработки воздуха наряду с усовершенствованными способами для изготовления таких субстратов.