УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТАВКИ ПОРОШКА
DEVICE FOR POWDER DELIVERY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству для распределения порошка. Устройство может быть использовано при хирургических процедурах или других медицинских приложениях для локальной доставки порошка на внутреннюю или внешнюю поверхность тела.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известны устройства, предназначенные для распределения порошка на поверхности тела или других целей. Примеры таких устройств раскрыты в следующих опубликованных документах:
GB-A-472,355
GB-A-539,351
GB-A-572,015
GB-A-572,112
GB-A-607,237
GB-A-628,675
GB-A-649,506
GB-A-668,341
GB-A-808,273
GB-A-878,106
US-A-1,929,154
US-A-2,151,418
US-A-2,501,279
US-A-5,884,621
US-A-2005/0205087
FR-A-2863503
В настоящее время существует необходимость создания устройства, которое может быть использовано для доставки порошка на внешнюю или внутреннюю поверхность тела, например поверхность, открытую во время хирургической процедуры, управляемым способом. Необходимо или желательно доставлять порошок в определенное локализованное место, т.е. с высокой точностью и/или равномерностью. Также существует необходимость создания устройства для доставки порошка, которое решает указанные задачи, являясь при этом простым и недорогим в изготовлении и использовании.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предложена улучшенная форма устройства для доставки порошка, которое удовлетворяет вышеуказанным потребностям и/или преодолевает или существенно ограничивает недостатки, связанные с уровнем техники.
Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено устройство для локального распределения порошка, содержащее резервуар для порошка или выполненное с возможностью соединения с ним, а также содержащее генератор газового потока, выполненный с возможностью обеспечения протекания газа через указанное устройство для локального распределения порошка во время использования, причем указанное устройство для локального распределения порошка дополнительно содержит перемешивающее устройство, выполненное с возможностью механического встряхивания порошка и/или резервуара для порошка, а генератор газового потока и перемешивающее устройство функционально соединены таким образом, что приведение в действие генератора газового потока обеспечивает протекание газа через указанное устройство для локального распределения порошка, захват порошка из резервуара для порошка и, таким образом, распределение порошка из указанного устройства для локального распределения порошка с одновременным приведением в действие перемешивающего устройства с механическим встряхиванием резервуара для порошка и облегчением высвобождения порошка из резервуара для порошка.
В устройстве согласно настоящему изобретению приведение в действие генератора газового потока, которое приводит к выбросу порошка из устройства, сопровождается механическим встряхиванием резервуара для порошка. Такое встряхивание облегчает выпуск порошка из резервуара для порошка и также может способствовать более равномерному распределению порошкового материала, распределенного из устройства.
Резервуар для порошка может быть нераздельной частью устройства согласно настоящему изобретению таким образом, что устройство снабжено количеством порошка, содержащимся в резервуаре для порошка. В таком случае устройство может быть одноразовым устройством, которое утилизируется после расходования необходимого количества порошка из резервуара для порошка.
Еще в одном варианте реализации изобретения резервуар для порошка может быть отдельной частью, которую соединяют с устройством перед использованием. В таком случае резервуар для порошка, содержащий некоторое количество порошка, обычно снабжается крышкой, которую удаляют для обеспечения соединения резервуара для порошка с устройством. Устройство и резервуар могут быть оборудованы взаимодействующими структурами, которые обеспечивают возможность их соединения. Например, устройство может быть снабжено ребром жесткости или втулкой, которая принимается внутрь или снаружи горловины резервуара для порошка.
В предпочтительных в настоящее время вариантах выполнения резервуар для порошка поставляется в форме герметичного сосуда, например стеклянного сосуда, который содержит некоторое количество порошка. Сосуд имеет горловину, которая герметично закрыта съемной крышкой. После удаления крышки устройство согласно настоящему изобретению взаимодействует с сосудом путем вставления в горловину сосуда трубчатой втулки, причем указанное вставление представляет собой посадку указанной втулки с натягом во внутреннюю часть горловины. Затем сосуд, соединенный с устройством, переворачивают, и порошок падает из сосуда во втулку. При такой конструкции утечка порошка из втулки предпочтительно ограничивается или предотвращается перфорированным элементом основания, которое проходит поперек втулки. Другие варианты выполнения резервуара для порошка, который может быть использован с устройством, включают картриджи, например, из пластика. Такие резервуары могут быть снабжены крышками, которые удаляются перед вставкой картриджа в устройство, или устройство и резервуар для порошка могут быть сформированы таким образом, что взаимодействие резервуара для порошка с устройством вызывает открытие резервуара для порошка. Например, резервуар для порошка может содержать крышку из фольги, которая разрывается соответствующими приспособлениями, сформированными на устройстве, при взаимодействии резервуара с устройством.
Перфорированный элемент основания удерживает основную часть порошка в резервуаре для порошка до приведения в действие генератора газового потока, но обеспечивает возможность прохождения порошка через элемент основания, когда порошок захватывается газовым потоком, сгенерированным при приведении в действие генератора газового потока. Таким образом, элемент основания должен иметь достаточно малые отверстия перфорации, чтобы порошок, лежащий на элементе основания, с его характеристиками плотности и углом внутреннего трения, не проходил в значительном количестве через элемент основания. С другой стороны, отверстия перфорации должны быть такими, чтобы порошок, лежащий на элементе основания, активированный и захваченный газовым потоком, мог пройти через отверстия перфорации в элементе основания и распределен из устройства.
Предпочтительно элемент основания имеет вид перфорированной пластины, которая обычно имеет круглую форму. Предпочтительно перфорацией покрыта значительная часть пластины или вся пластина. Отверстия перфорации в элементе основания могут иметь любую подходящую форму, например круглую, квадратную или шестигранную, и обычно расположены в виде регулярной матрицы и/или равномерно, занимая весь элемент основания или значительную его часть.
Таким образом, согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложено устройство для распределения порошка,
содержащее резервуар для порошка или выполненное с обеспечением возможности соединения с ним, дополнительно содержащее генератор газового потока или выполненное с обеспечением возможности соединения с ним, причем указанный генератор после его приведения в действие принуждает газ протекать в резервуар для порошка,
при этом указанный резервуар для порошка во время использования устройства ориентирован таким образом, что перед приведением в действие генератора газового потока порошок, содержащийся в резервуаре, перемещается вниз под действием силы тяжести и удерживается внутри резервуара для порошка перфорированным элементом основания и лежит на нем.
В описанных выше вариантах выполнения газовый поток может входить в резервуар для порошка через элемент основания, таким образом приводя в движение порошок, лежащий на элементе основания, и обеспечивая возможность захвата указанного порошка газовым потоком и прохождения через элемент основания в выходной канал, и таким образом выносить указанный порошок из устройства. Газ принужден протекать через перфорированный элемент основания, и указанный газовый поток активирует частицы порошка, лежащего на элементе основания, сообщая кинетическую энергию указанным частицам и захватывая их с собой в поток. В некоторых других вариантах выполнения предусмотрен канал или проход для газового потока во внутреннюю область резервуара для порошка, которая расположена на некотором расстоянии от перфорированного элемента основания таким образом, что газовый поток входит в порошковую среду в точке, расположенной над частицами порошка, лежащего на элементе основания. Активированные частицы могут проходить через элемент основания в выходной канал, из которого порошковые частицы, захваченные газовым потоком, выбрасываются из устройства.
В некоторых других вариантах выполнения газовый поток направлен не на перфорированный элемент основания и через него, но принужден к проходу в выходной канал таким способом, что порошок вытягивается из резервуара для порошка и захватывается газовым потоком. Например, газовый поток может быть направлен в выходной канал через соответственно сформированное входное отверстие, например прорезь, таким образом, чтобы струя газа проходила в выходной канал под резервуаром для порошка. Струя газа может иметь форму, которую определяет форма входного отверстия и которая способствует захвату порошкового материала из резервуара для порошка. Например, входное отверстие может иметь форму прорези, расположенной перпендикулярно к плоскости перфорированного элемента основания (т.е. в большинстве конфигураций устройства вертикальной прорези). В некоторых других вариантах выполнения входное отверстие может иметь форму прорези, которая параллельна плоскости перфорированного элемента основания (т.е. обычно горизонтальная прорезь). Такая горизонтальная прорезь может быть легко сформирована в форме зазора между частями устройства, которые вместе образуют выходной канал (или по меньшей мере указанную часть выходного канала, которая расположена под резервуаром для порошка). Во всех таких случаях сформированная воздушная струя направляется в выходной канал под резервуар для порошка. Относительно высокая скорость указанной струи создает эффект трубки Вентури, благодаря которому воздух всасывается в указанную полость из окружающей среды и таким образом активирует порошок в основании резервуара для порошка, высасывая указанный порошок из резервуара для порошка и захватывая его в газовый поток.
Кроме удержания порошкового материала внутри резервуара для порошка до его активации газовым потоком перфорированный элемент основания выполняет функцию сита с предотвращением прохождения больших агломерированных частиц и повышением однородности порошкового материала, распределяемого из устройства. Высокая энергия газового потока, проходящего через выходной канал, также может препятствовать агломерации порошка при его выходе из устройства.
Генератор газового потока может быть нераздельной частью устройства согласно настоящему изобретению или внешней частью, которая соединена с устройством.
Если генератор газового потока является частью устройства, то он может иметь различные формы. Например, генератор газового потока может содержать сжимаемый округлый сосуд или гармошку, которая может быть вручную сжата пользователем. В таком случае округлый сосуд или гармошка предпочтительно выполнены эластичными и могут содержать одноходовой клапан или отверстие, которое обеспечивает возможность входа воздуха в округлый сосуд или гармошку при их возвращении в исходное расширенное положение после снятия приложенного к ним давления. В таких вариантах выполнения газом является в целом окружающий воздух.
В некоторых других вариантах выполнения генератор газового потока представляет собой бак со сжатым газом или сжиженным пропеллентом (газом-вытеснителем). Сжатые газы включают сжатый воздух и сжатые углеводороды. Сжиженные пропелленты включают хлорофторуглероды и гидрофторалканы. Во всех таких вариантах выполнения бак со сжатым газом в целом должен быть снабжен клапаном, посредством которого можно управлять газовым потоком.
В некоторых других дополнительных вариантах выполнения генератор газового потока не является частью устройства согласно настоящему изобретению, а представляет собой внешний источник газа, с которым соединено устройство. В таких вариантах выполнения устройство, например, может быть соединено с источником газа под давлением соответствующим каналом, например гибкой трубкой. Газовый трубопровод может быть трубопроводом с воздухом под давлением, но в то же время могут быть использованы другие газы под давлением, например азот или углекислый газ. Опять же, устройство в целом содержит средство, с помощью которого можно управлять газовым потоком. Как правило, устройство содержит активатор, например манипулятор, посредством которого можно управлять потоком газа.
В устройстве согласно настоящему изобретению приведение в действие генератора газового потока эффективно синхронизировано с приведением в действие перемешивающего устройства. Устройство может быть выполнено таким образом, что приведение в действие генератора газового потока вызывает приведение в действие перемешивающего устройства или наоборот.
В некоторых вариантах выполнения настоящего изобретения перемешивающее устройство может быть функционально связано с активатором, посредством которого управляют газовым потоком. Например, активатор может быть соединен с пусковым механизмом, который принуждает ударный элемент воздействовать на резервуар для порошка.
В некоторых других вариантах выполнения перемешивающее устройство может быть приведено в действие газовым потоком таким образом, что перемешивающее устройство действует, пока действует газовый поток, и отключается, когда поток газа прекращается. В предпочтительных в настоящее время вариантах выполнения перемешивающее устройство содержит подвижный элемент, который расположен на траектории газового потока. Такой подвижный элемент предпочтительно установлен таким образом, что его перемещение генерирует механические вибрации или колебания внутри устройства, приводя к физическому встряхиванию порошка, содержащегося в резервуаре для порошка. В частности, в предпочтительных вариантах выполнения траектория, вдоль которой проходит газ, содержит петлю, в которой перемещается элемент перемешивающего устройства. Предпочтительно указанная петля имеет форму круглой дорожки, а элемент перемешивающего устройства представляет собой шар или подобный элемент, который перемещается вдоль дорожки потоком газа. Перемещение шарика генерирует вибрационную силу, которая через устройство передается резервуару для порошка. В некоторых других вариантах выполнения встряхивание резервуара для порошка может быть вызвано приведением в действие электродвигателя или подобного механизма.
Порошок предпочтительно выбрасывается из предлагаемого устройства через выходную трубку или ствол. Такая выходная трубка или ствол могут быть выполнены с возможностью ограниченного ориентационного перемещения относительно остальной части устройства для регулирования направления потока выпущенного порошка для соответствия требованиям применения устройства, например для облегчения оптимальной доставки порошка во время хирургической процедуры.
Устройство согласно настоящему изобретению обычно содержит части, изготовленные полностью или в значительной мере из пластиковых материалов. В то же время в случае необходимости могут быть использованы другие материалы, например металлы, в частности нержавеющая сталь, и стекло, например, для резервуара для порошка. Для медицинских применений используемые материалы должны относиться к соответствующей медицинской категории и выдерживать стерилизацию.
Для простоты использования части устройства согласно настоящему изобретению могут быть расположены во внешнем корпусе, который облегчает управление устройством. Например, устройство может быть выполнено с обеспечением возможности удобного удержания и управления одной рукой.
Устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для доставки различных порошков на поверхности тела. Такие порошки включают реагенты, вызывающие терапевтический эффект или фармакологический эффект при нанесении на тело, или могут быть дезинфицирующими средствами и т.п., подходящими для использования в профилактике или лечении инфекционных заболеваний. Еще одна конкретная область, в которой устройство согласно настоящему изобретению подходит для использования, представляет собой доставку гемостатических порошковых составов к внутренним тканям, открытым во время хирургических процедур или после травматического повреждения. Такие гемостатические составы, которые также известны как санитарно-гигиенические защищающие составы, могут содержать, например, сухие порошковые смеси фибриногена и тромбина. Такая смесь по существу является инертной, находясь в состоянии сухого порошка, но после гидратации, например в применении к кровоточащему разрезу, указанная смесь вырабатывает фибрин, который образует поперечные межмолекулярные связи, способствующие свертыванию крови.
Таким образом, согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ доставки гемостатического состава к внутренней ткани, открытой во время хирургических процедур или после травматического повреждения, согласно которому берут устройство, описанное выше, заряженное некоторым количеством гемостатического состава в сухой порошковой форме, и выпускают указанный состав из указанного устройства на указанную ткань.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее варианты выполнения настоящего изобретения будут описаны более подробно только с иллюстративными целями, со ссылкой на сопроводительные чертежи.
На фиг.1 схематически показан вид сбоку первого варианта выполнения устройства для доставки порошка согласно настоящему изобретению с частичным сечением, на котором пусковой механизм показан в исходном состоянии.
На фиг.2 показан вид, подобный показанному на фиг.1, но с другой стороны устройства, и пусковой механизм показан в активированном состоянии.
На фиг.3 показан вид сбоку второго варианта выполнения устройства для доставки порошка согласно настоящему изобретению.
На фиг.4 показан перспективный вид устройства, показанного на фиг.3.
На фиг.5 показано частичное покомпонентное изображение устройства, показанного на фиг.3.
На фиг.6 показана схема, иллюстрирующая механизм, посредством которого генерируются механические колебания во время приведения в действие устройства, показанного на фиг.3.
На фиг.7 показано поперечное сечение клапана, являющегося частью устройства, показанного на фиг.3.
На фиг.8 показан перспективный вид еще одной формы промежуточного компонента, который является частью третьего устройства для доставки порошка согласно настоящему изобретению, в целом имеющего форму, сходную с формой устройства, показанного на фиг.3.
На фиг.9 показано поперечное сечение промежуточного компонента, показанного на фиг.8.
На фиг.10 показан фрагментарный перспективный вид верхнего корпусного компонента, который использован в сочетании с промежуточным компонентом, показанным на фиг.8 и 9.
На фиг.11 показан фрагментарный вид нижней стороны верхнего корпусного компонента, показанного на фиг.10.
На фиг.12 показан местный разрез четвертого варианта выполнения устройства для доставки порошка согласно настоящему изобретению.
На фиг.13 показан вид сбоку устройства для доставки порошка, подобного устройству, показанному на фиг.1, за исключением того, что генерация газового потока не сопровождается приведением в движение резервуара для порошка согласно настоящему изобретению.
На фиг.14 показан местный увеличенный вид части устройства, показанного на фиг.13, иллюстрирующий поток воздуха, поступающий в сосуд с порошком, выполненный в виде части устройства, и выходящий из этого сосуда.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 проиллюстрирован первый вариант выполнения устройства 1 для доставки порошка. Устройство 1 содержит основной корпус 3, к которому подогнаны вертикальная трубчатая втулка 5 и воздуходувная гармошка 7. Стеклянный сосуд 9, содержащий некоторое количество распределяемого порошка, взаимодействует со втулкой 5, как описано ниже.
Основной корпус 3 отлит из пластмассы и в целом имеет пистолетную форму. Нисходящая (в соответствии с фиг.1) полая часть 3a корпуса 3 выполнена с возможностью удержания пользователем и имеет гнездо 4, с которым взаимодействует гармошка 7. Горизонтальная (в соответствии с фиг.1) часть основного корпуса 3 имеет внутреннее отверстие 3c и выполнена в виде части ствола 3d, вдоль которого порошок распределяют из устройства 1.
Втулка 5 также сформована из пластика. Втулка 5 содержит вертикальный (как показано на чертеже) трубчатый соединитель 5а с периферийным фланцем 5b в его нижней части. Фланец 5b принят в углублении соответствующей формы на верхней поверхности корпуса 3 и скреплен с корпусом 3.
Внутреннее отверстие втулки 5 имеет форму воронки, а его основание закрыто перфорированной пластиной 5c, которая выполнена за единое целое с остальной частью втулки 5. Конец отверстия 3c в стволе 3b расположен снизу пластины 5c. Этот конец открыт в направлении вверх и сообщается с перфорациями в пластине 5c и, следовательно, внутренним отверстием втулки 5 и сосудом 9.
Гармошка 7 содержит камеру в виде гармошки, один конец которой оснащен форсункой. Гармошка 7 выполнена из пластмассы, отличается некоторой степенью эластичности и может быть сжата рукой пользователя с возвращением к исходной расширенной форме, показанной на фиг.1, при устранении приложенного давления. Еще один конец гармошки 7 может быть оснащен одноходовым клапаном, например откидным клапаном (не показан на фиг.1), с обеспечением заполнения воздухом гармошки 7 при ее расширении в состояние, показанное на фиг.1. Еще в одном варианте реализации конец гармошки 7 может быть просто снабжен отверстием, которое закрывается, например, большим пальцем пользователя при сжатии гармошки 7 и затем открывается с обеспечением расширения гармошки 7 обратно в состояние, показанное на фиг.1.
Форсунка гармошки 7 посажена с натягом в гнездо 4. Канал 3d соединяет внутреннюю область нисходящей части 3a и втулку 5. В частности, канал 3d выполнен с возможностью обеспечения прохождения воздуха, вытесненного из гармошки 7, через область перфорированной пластины 5c, расположенной рядом с частью, перекрывающей конец отверстия 3c.
Сосуд 9 имеет горловину 9а, которая принимает соединитель 5а с посадкой с натягом. Сосуд 9 снабжен крышкой, которая герметично закрывает горловину 9а. При вертикальном положении сосуда 9 крышку удаляют, а соединитель 5а вставляют в горловину 9а. При этом узел находится в перевернутом положении относительно ориентации, показанной на фиг.1. Затем узел поворачивают на 180° и приводят в положение, показанное на фиг.1, вследствие чего порошок, содержащийся внутри сосуда 9, падает под действием силы тяжести и заполняет внутреннее отверстие соединителя 5а. Порошок остается на перфорированной пластине 5c и не падает или почти не падает через перфорации в пластине 5c.
Пусковой механизм 11 шарнирно установлен рядом с задней частью сосуда 9 (т.е. с дальней стороны сосуда относительно ствола 3b). Механизм 11 содержит ударный элемент 13, установленный на дугообразной дорожке 15c возможностью ограниченного перемещения относительно механизма 11. Пружинная тяга 17 (показана на фиг.2) установлена между элементом 13 и ребром 18 жесткости на основном корпусе 3 рядом с передней стороной сосуда 9 и оттягивает элемент 13 к сосуду 9.
Как показано на фиг.1, механизм 11 и элемент 13 снабжены взаимодействующими фиксаторами 11а, 13а. При нажатии пользователя на механизм 11 (как описано ниже) элемент 13 оттянут от поверхности сосуда 9 против действия пружины 17.
Задняя часть основного корпуса 3 имеет наклонную часть 19. При утапливании механизма 11 часть 19 входит в контакт с элементом 13. Дальнейшее утапливание механизма 11 принуждает наклонную часть 19 к смещению элемента 13 и прекращает взаимодействие фиксаторов 11а, 13а. При высвобождении механизма 11 посредством наклонной части 19 элемент 13 оттягивается пружиной 17, входит в контакт с сосудом 9 и, таким образом, встряхивает сосуд 9.
В практических вариантах выполнения устройства 1 механизм 11 расположен внутри толкающего активатора кнопочного типа (не показан), нажатие на который также приводит к сжатию гармошки 7. Таким образом, генерация воздушного потока синхронизируется с механическим встряхиванием сосуда 9, благодаря чему упрощен захват порошка воздушным потоком и выход порошка из сосуда 9.
Для распределения порошка из устройства 1 пользователь удерживает устройство 1 в целом в вертикальном положении, как показано на фиг.1, и направляет цилиндр 3b на заданное место применения порошка. Затем пользователь нажимает на активатор путем с сжатием гармошки 7 и нажатием на механизм 11. На устройстве 1 могут быть расположены соответствующие структуры (не показаны) для облегчения захвата устройства 1, например, с обеспечением возможности нажатия на активатор большим пальцем. Сжатие гармошки 7 направляет воздушную струю через канал 3d. Эта воздушная струя проходит сквозь перфорированную пластину 5c и воздействует на порошок, расположенный на пластине 5c. Одновременно элемент 13 оттянут от сосуда 9 и затем высвобожден от механизма 11 благодаря действию наклонной части 19. Таким образом, элемент 13 воздействует на сосуд 9, в то время как воздушная струя воздействует на порошок. Приведенный в движение порошок захвачен потоком воздуха, выходящим из устройства 1 при прохождении обратно через перфорированную пластину 5c и внутреннее отверстие 3c ствола 3b. Порошок выдут из устройства 1 и осажден на месте применения.
При устранении давления с активатора гармошка 7 возвращается в положение, показанное на фиг.1, а воздух всасывается в гармошку через одноходовой клапан или отверстие в свободном конце гармошки 7. В то же время спусковой механизм 11 возвращается в свое исходное положение, как показано на фиг.1, в котором фиксаторы 11а, 13а повторно взаимодействуют друг с другом. Затем активация может быть повторена столь часто, сколько требуется. Порошок может выпускаться из устройства до тех пор, пока не будет распределено необходимое количество порошка или пока не будет выпущен весь порошок, содержащийся в сосуде 9. После опорожнения сосуд 9 может быть соответствующим образом удален из втулки 5 и заменен новым сосудом, т.е. для повторного использования устройства с новым сосудом с порошком. Еще в одном варианте реализации устройство может быть использовано только один раз и затем утилизовано.
На фиг.3-7 проиллюстрирован второй вариант выполнения устройства 20 для доставки порошка. Этот вариант выполнения отличается от первого варианта выполнения тем, что он используется в соединении с внешним источником сжатого газа, а механизм, посредством которого приводят в движение сосуд во время распределения порошка, реализован иначе.
Как показано на фиг.3 и 4, устройство 20 содержит основной корпус, который содержит верхнюю и нижнюю корпусные части 23а, 23b, отлитые из пластмассы. Основной корпус в целом имеет форму удлиненного цилиндра, выполненного с возможностью захвата рукой пользователя, при этом нижняя сторона нижней части 23b имеет форму, которая облегчает такой захват. Толкающий активатор 27 кнопочного типа установлен в верхней части основного корпуса таким образом, что, когда устройство 20 удерживается пользователем, активатор 27 может быть нажат большим пальцем руки, удерживающей устройство 20.
Гибкая трубка 25 проходит от задней части устройства 20 и выполнена с возможностью соединения с источником газа, например источником сжатого воздуха (не показан). На отдаленном конце трубки 25 расположен подходящий соединитель (не показан).
Передний конец устройства 20 снабжен трубчатым стволом 29, через который порошок выходит из устройства 20. Стеклянный сосуд 31 соединен с устройством 20 сходно тому, как сосуд 9 соединен с устройством 1 согласно первому варианту реализации. Как показано на фиг.5, верхняя часть 23а снабжена вертикальной втулкой 33, которая принята внутри горловины сосуда 31. Два зажима 35 взаимодействуют с периферийным бортом сосуда 31 и надежно удерживают его на месте. Как и в первом варианте выполнения, внутренняя часть втулки 33 сужается таким образом, что имеет форму воронки, при этом основание втулки 33 закрыто перфорированной пластиной 34.
Как показано на фиг.5, промежуточная часть 41 расположена между верхней и нижней частями 23а, 23b основного корпуса 23. Промежуточная часть 41 снабжена круглым отверстием 61, сформированным в ее задней части, которое принимает нисходящий выступ (не показан на фиг.5), сформированный за одно целое на нижней стороне верхней корпусной части 23а. В нижней части 23b сформирована круглая дорожка 43, снабженная входным каналом 45 и выходным каналом 46 для воздуха. Промежуточная часть 41 взаимодействует с нижней частью 23b, тем самым закрывая дорожку 43. Шар 50 (не показан на фиг.5) размещен на дорожке 43 с возможностью свободного перемещения по ней.
Трубка 25 соединена с клапаном 51, размещенным внутри вертикального выступа 52, сформированного за одно целое с нижней частью 23b. Клапан 51, в свою очередь, соединен с промежуточной частью 41 посредством короткой трубки 25а, взаимодействующей с трубчатым соединителем 47, который выполнен за одно целое с частью 41 и выровнен относительно входного канала 45 для воздуха, когда промежуточная часть 41 и нижняя часть 23b соединены вместе.
Клапан 51 расположен снизу активатора 27, который смещен в положение, показанное на фиг.3. Активатор 27 содержит кулачок (не показан на чертежах), который оперт на клапан 51 и управляет его работой. При нажатии на активатор клапан 51 открывается и обеспечивает возможность выхода воздуха из внешнего источника сжатого воздуха через устройство 20, а при высвобождении активатора 27 поток воздуха прекращается.
На фиг.7 показано поперечное сечение клапана 51. Клапан 51 относится к типу клапанов, которые обычно называют трубными клапанами, и содержит корпус 71 клапана, в котором шток 72 клапана размещен с обеспечением возможности ограниченного возвратно-поступательного перемещения. Нижняя часть штока 72 имеет уменьшенные размеры по сравнению с нижней частью корпуса 71 таким образом, что между указанными двумя частями имеется кольцевой промежуток. Колпачок 73 клапана установлен вблизи верхней части штока 72. Диапазон перемещения штока 72 ограничен взаимодействием направленного внутрь борта 74 в основании колпачка 73 с направленным наружу фланцем 75, расположенным в верхней части корпуса 71. Шток 72 смещен в положение, показанное на фиг.7, под действием двух сжимающих пружин 76, действующих между фланцем 75 и нижней стороной верхней части колпачка 73.
Два расположенных на некотором расстоянии друг от друга уплотнительных кольца 77, 78 обеспечивают уплотнение между штоком 72 и внутренними стенками корпуса 71. Входное отверстие 79 принимает конец трубки 25, а сходное выходное отверстие 80 соединено с короткой трубкой 25а, которая ведет к промежуточной части 41.
В положении, показанном на фиг.7, клапан 51 закрыт. Прохождение газа из питающей трубки 25 к выходному отверстию 80 блокировано. При нажатии на шток 72, например при нажатии пользователем на активатор 27, нижнее уплотнительное кольцо 78 смещено в положение ниже выходного отверстия 80 с открытием клапана 51 и обеспечением потока газа через кольцевой промежуток, окружающий шток 72, к выходному отверстию 80.
Если клапан 51 открыт, газ протекает в дорожку 43 и принуждает шар (не показан) к перемещению вдоль дорожки 43. В промежуточной части 41 над задней частью дорожки 43 сформировано отверстие 48 для подачи воздуха. Указанное отверстие 48 обеспечивает возможность создания потока некоторого количества воздуха из дорожки 43, который направлен на заднюю часть перфорированной пластины 34 в короткую питающую трубку 49, которая сформирована за одно целое с внутренней стенкой втулки 33 и выступает на короткое расстояние над перфорированной пластиной 34 в слое порошка, который, как и в первом варианте выполнения, расположен на перфорированной пластине 34. Питающее отверстие 48 и питающая трубка 49 направляют некоторую небольшую часть воздушного потока в порошок. В то же время большая часть воздушного потока просто дренируется через выходной канал 46. Отверстия 59 в задней части устройства обеспечивают возможность выхода дренированного воздуха наружу. Часть воздушного потока, направленного во сосуд 31, может быть отрегулирована для соответствия конкретным требованиям применения устройства (т.е. для соответствия количеству порошка, который необходимо доставить, свойствам порошка и т.п.) путем изменения размеров питающего отверстия 48 и/или отверстия выходного канала 46.
Верхняя поверхность промежуточной части 41 в области под перфорированной пластиной 34 снабжена небольшим углублением 53 с направленным вперед выходным отверстием 54. Выходное отверстие 54 соединено короткой трубкой 55 со стволом 29. Носик 56 сформирован за одно целое со стволом 29 и зажат между передними концами верхней и нижней частей 23а, 23b. Носик 56 имеет в целом полусферическую форму и удержан внутри конца корпуса наподобие шарнирного соединения, что обеспечивает ориентационное перемещение ствола 29 в ограниченном диапазоне (как наиболее ясно показано на фиг.4).
Для распределения порошка из устройства 20 пользователь удерживает устройство 20 в одной руке, направляет ствол 29 на заданное место применения порошка и большим пальцем нажимает активатор 27. В результате этого клапан 51 открывается и обеспечивает возможность прохода воздуха через устройство 20. Воздух проходит вдоль трубок 25 и 25а в дорожку 43. Циркуляция воздуха внутри дорожки 43 принуждает шарик 50 быстро вращаться вдоль дорожки 43.
Перемещение шарика 50 вызывает механическую вибрацию, которая передается промежуточной части 41, верхней части 23а и сосуду 31.
Большая часть воздушного потока выпускается из устройства 20 через выходное отверстие 46 и отверстие 59 наружу. Тем не менее небольшая часть воздуха выходит из дорожки 43 через питающее отверстие 48, из которого воздух направляется на нижнюю сторону перфорированной пластины 34 и проходит в питающую трубку 49. Указанная воздушная струя проходит в порошок, расположенный на указанной пластине 34. Механическое встряхивание устройства 20, вызванное перемещением шарика 50 внутри дорожки 43, облегчает выпуск порошка из сосуда 31. Порошок захвачен в поток воздуха, который выходит из устройства 20 при прохождении через перфорированную пластину 34 в углубление 53, и выходит через ствол 29. Порошок выдувается из устройства 1 и осаждается на месте применения.
Механическое встряхивание устройства продолжается до тех пор, пока нажат активатор 27. При высвобождении активатора 27 поток воздуха останавливается, а шарик 50 прекращает свое вращательное перемещение вдоль дорожки 43. Устройство может быть активировано непрерывно или периодически.
Согласно первому варианту выполнения выпуск порошка может продолжаться, пока не будет выпущено необходимое количество порошка или пока не истощится весь порошок, содержащийся внутри сосуда 31. Когда сосуд 31 будет опустошен, он может быть удален из втулки 33 и заменен новым сосудом или устройство может быть утилизовано соответствующим образом.
Как показано на фиг.8-11, третий вариант выполнения устройства для доставки порошка согласно настоящему изобретению в целом подобен варианту выполнения, показанному на фиг.3-7, но отличается тем, что газовый поток захватывает порошок из резервуара для порошка. Элементы третьего варианта выполнения, которые соответствуют таким же элементам второго варианта выполнения, обозначены теми же позиционными номерами, но с добавлением "1". Таким образом, промежуточная часть 143 соответствует промежуточной части 43 из второго варианта выполнения, а перфорированный элемент 134 основания соответствует элементу 34 основания и т.д.
Как показано на фиг.8 и 9, на перспективном виде и поперечном сечении соответственно промежуточная часть 141 по форме в целом подобна промежуточной части 41 из варианта выполнения, показанного на фиг.3-7. На фиг.10 и 11 показаны местные виды верхней корпусной части 123а, которая содержит перфорированную опорную пластину 134. В этом варианте выполнения нижняя корпусная часть, ствол, клапан и активатор (не показан) идентичны указанным элементам из второго варианта выполнения. Основное различие между вторым и третьим вариантами выполнения состоит в том, каким образом воздух проходит из дорожки 43 к углублению 153, выполненному в промежуточной части 141, которое расположено под перфорированной пластиной 134. Во втором варианте выполнения (показанном на фиг.5) воздух проходит через питающее отверстие 48 и питающую трубку 49 во внутреннюю полость втулки 33, которая расположена над перфорированной пластиной 34. С другой стороны, в третьем варианте выполнения отсутствует питающая трубка. Вместо нее питающее отверстие 148 завершается вертикальной прорезью 149, верхний конец которой закрыт примыкающей частью 158 нижней поверхности верхней корпусной части 123а (как показано на фиг.11).
Как показано на фиг.10, верхняя поверхность верхней корпусной части 123а подобна верхней поверхности верхней корпусной части из второго варианта выполнения тем, что она также снабжена выходящей вверх втулкой 133, основание которой содержит перфорированную пластину 134. В то же время задняя часть внутренней части втулки 133, которую во втором варианте выполнения занимает питающая трубка 49, в этом варианте выполнения представляет собой простую наклонную часть 163. Внутренние боковые стенки втулки 133 также выполнены в виде наклонных частей 164, придавая внутренней части втулки 133 форму воронки. Наклонные части 164 могут быть опущены таким образом, чтобы перфорированная опорная пластина 134 в целом имела круглую форму, и в этом случае параллельные ребра, показанные на фиг.11, также могут быть опущены. Фактически настоящий наиболее предпочтительный вариант выполнения устройства имеет такие изменения.
Как и во втором варианте выполнения, промежуточная часть 141 снабжена круглым отверстием 161, которое принимает нисходящий выступ 162, сформированный на нижней стороне верхней корпусной части 123а (как показано на фиг.11).
Устройство согласно третьему варианту выполнения активируется точно таким же способом, что и во втором варианте выполнения, т.е. пользователь нажимает активатор, таким образом открывая клапан и обеспечивая возможность прохода газа в дорожку и перемещения шарика вдоль указанной дорожки. Перемещение шарика генерирует колебания, которые передаются сосуду, содержащему порошок, который должен быть выпущен. Часть газового потока выходит из дорожки через питающее отверстие 148 и прорезь 149. Указанный газ направляется в форме струи через углубление 153, расположенное под перфорированной пластиной 134, к выходному отверстию 154. Струя газа с относительно высокой скоростью, которая пересекает углубление 153, создает эффект трубки Вентури, согласно которому порошок вытягивается через перфорированную пластину 134 и погружается в газовый поток.
На фиг.12 показано поперечное сечение четвертого варианта выполнения устройства для доставки порошка согласно настоящему изобретению. В этом случае элементы этого варианта выполнения, соответствующие аналогичным элементам из варианта выполнения, показанного на фиг.3-7, обозначены соответствующими позиционными номерами, но с добавлением "2". Таким образом, промежуточная часть 243 соответствует промежуточной части 43 из второго варианта выполнения, перфорированный элемент 234 основания соответствует элементу 34 основания и т.д.
Четвертый вариант выполнения в целом подобен второму и третьему вариантам выполнения, описанным выше. Таким образом, четвертый вариант выполнения содержит верхнюю и нижнюю корпусные части 223а, 223b и промежуточную часть 241. Верхняя корпусная часть 223а снабжена выходящей вверх втулкой 233, которую принимает в себя горловина сосуда 231. Основание втулки 233 сформировано в виде перфорированной пластины 234. Углубление 253 сформировано в верхней поверхности промежуточной части 241 и расположено под перфорированной пластиной 234. Взаимодействующие промежуточная часть 241 и верхняя корпусная часть 223а вместе формируют выходное отверстие 253, которое соединено с трубкой 255. Промежуточная часть 241 и нижняя корпусная часть 223b вместе образуют дорожку 243, внутри которой шар (не показан) приводится в действие во время использования устройства.
Четвертый вариант выполнения отличается от третьего тем, что питающее отверстие 248, проходящее от дорожки 243, завершается не в питающей трубке (как показано на фиг.5) или вертикальной прорези (как показано на фиг.8), а в плоском горизонтальном промежутке 249 между расположенными рядом поверхностями промежуточной части 241 и верхней корпусной части 223а, которые окружают углубление 253.
Благодаря наличию промежутка 249 сформирована высокоскоростная струя газа в плоскости, параллельной перфорированной пластине 243. Как и в третьем варианте выполнения, струя газа создает эффект трубки Вентури, благодаря которому порошок высасывается через перфорированную пластину 243.
Как показано на фиг.13 и 14, другой вариант выполнения устройства для доставки порошка в целом обозначен позиционным номером 91 и содержит основной корпус 93, с которым соединены выходящая вверх трубчатая втулка 95 и гармошка 97. Стеклянный сосуд 99, содержащий некоторое количество распределяемого порошка, взаимодействует с втулкой 95, как описано ниже.
Основной корпус 93 отлит из пластмассы и в целом имеет форму пистолета. Нисходящая (как показано на фиг.13) часть 93а основного корпуса 93 представляет собой трубчатый соединитель, который принимает воздуходувную гармошку 97. Горизонтальная (как показано на фиг.13) часть 93b основного корпуса 93 имеет внутреннее отверстие 93c и представляет собой ствол, вдоль которого порошок выходит из устройства 91.
Втулка 95 также выполнена из пластмассы. Втулка 95 содержит проходящий вверх (как показано на чертеже) трубчатый соединитель 95а с периферийным фланцем 95b в его нижней части. Фланец 95b принят в углублении соответствующей формы в верхней поверхности основного корпуса 93 и скреплен с корпусом 93.
Внутреннее отверстие втулки 95 сужается таким образом, что имеет форму воронки, при этом основание отверстия закрыто перфорированной пластиной 95с, сформированной за одно целое с остальной частью втулки 95. Отверстие 93с в горизонтальной части 93b основного корпуса 93 завершается перфорированной пластиной 95с. Конец отверстия 93с, который расположен под пластиной 95с, открыт вверх и таким образом сообщается с перфорациями в пластине 95с и, следовательно, с внутренним отверстием втулки 95 и сосудом 99.
Гармошка 97 содержит камеру 97а наподобие гармошки, один конец которой снабжен форсункой 97b. Гармошка 97 выполнена из пластмассы и имеет некоторую эластичность таким образом, что может быть сжата рукой пользователя, но возвращается к расширенной исходной форме, показанной на фиг.13, когда снимают приложенное к ней давление. Другой конец гармошки 97 может быть оснащен одноходовым клапаном, например откидным клапаном (не показан на фиг.13), который обеспечивает возможность заполнения гармошки 97 воздухом, когда она расширяется при возврате в первоначальное положение, показанное на фиг.13. Еще в одном варианте реализации конец гармошки 97 может быть снабжен простым отверстием, которое может быть закрыто, например, большим пальцем пользователя, когда гармошку сжимают, и вновь открыто, позволяя гармошке 97 вернуться обратно в первоначальное положение, показанное на фиг.13.
Форсунка 97b посажена с натягом в нисходящей части 93а основного корпуса 93 таким образом, что форсунка 97b плотно принята внутрь части 93а, при этом наконечник 7b форсунки направлен в канал 93d, который соединяет внутреннюю область части 93а и втулку 95. В частности, канал 93d обеспечивает возможность прохода воздуха, вытесненного из гармошки 97 через область перфорированной пластины 95c, расположенную рядом с той областью, которая расположена над концом отверстия 93с.
Сосуд 99 имеет горловину 99а, в которой принят трубчатый соединитель 95а. Сосуд 99 снабжен крышкой, которая герметично закрывает горловину 99а. При вертикальном положении сосуда 99 крышку удаляют, а трубчатый соединитель 95а вставляют в горловину 99а. При этом узел находится в перевернутом положении относительно ориентации, показанной на фиг.13. Затем узел поворачивают на 180° до положения, показанного на фиг.13, после чего порошок, содержащийся внутри сосуда 99, падает под действием силы тяжести и заполняет внутреннее отверстие трубчатого соединителя 95а. Порошок лежит на перфорированной пластине 95с, при этом некоторая часть порошка проваливается или не проваливается в отверстия перфорации в пластине 95с.
Для распределения порошка из устройства 91 пользователь удерживает устройство 91 в целом в вертикальном положении и направляет горизонтальную часть 93b основного корпуса 93 на намеченное место применения порошка. Затем пользователь сжимает гармошку 97. Для облегчения захвата устройства 91 и сжатия гармошки 97 на устройстве могут быть предусмотрены соответствующие структуры (не показаны на чертежах), например, для захвата между большим пальцем и первыми двумя пальцами одной руки. Сжатие гармошки 97 формирует воздушную струю, направленную в канал 93d. Эта воздушная струя проходит через перфорированную пластину 95с и приводит в движение порошок, лежащий на пластине 95с. Приведенный в движение порошок захвачен в поток воздуха, который выходит из устройства 91, проходя через перфорированную пластину 95с и вдоль внутреннего отверстия 93с горизонтальной части 93b. Порошок выдувается из устройства 91 и осаждается на месте применения.
Пластина 95с служит для удержания порошка до приведения его в движение и захвата потоком воздуха, проходящим через пластину 95с, а также облегчает деагломерацию и дисперсию порошка в воздушном потоке.
На фиг.14 показан (стрелкой) поток воздуха в порошке, содержащемся во внутренней части трубчатого соединителя 95а и сосуде 99, а также поток воздуха и захваченного порошка, выходящий из устройства 91.
При устранении давления гармошка 97 возвращается в положение, показанное на фиг.13, при этом воздух входит в гармошку 97 через одноходовой клапан или отверстие в свободном конце гармошки 97. Повторное сжатие гармошки 97 вызывает повторный выброс порошка из устройства 91. Выброс порошка может продолжаться до тех пор, пока не будет применено необходимое количество порошка или пока не будет опорожнен сосуд 99 и не будет выпущен весь порошок, содержащийся внутри сосуда. После опорожнения сосуд 99 может быть удален из втулки 95 соответствующим образом и заменен новым сосудом в случае использования устройства, выполненного с обеспечением возможности повторного использования с новым сосудом с порошком. При других обстоятельствах устройство может использоваться только один раз и затем утилизовано.