ДОЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГАЗОВОГО ПОТОКА С ТОНКО РАСПЫЛЕННЫМ В НЕМ АКТИВНЫМ ВЕЩЕСТВОМ
DOSING DEVICE FOR CREATION OF GAS FLOW WITH ACTIVE SUBSTANCE FINELY DISPERSED IN IT

Изобретение относится к области медицинской техники, однако оно может быть использовано и в других областях.
Изобретение касается, в частности, дозирующего устройства для создания газового потока с тонко распределенным в нем активным веществом.
Такие дозирующие устройства, в частности, используются для ингаляции активных веществ. Особенно успешно такие устройства можно использовать для ингаляции порошкообразных веществ, которые могут помещаться в сборник и отбираться посредством дозирующего устройства для разовой ингаляции в поток всасываемого воздуха. Это может производиться путем снятия колпачка и одновременного приведения в действие дозировочного стержня, устанавливаемого после снятия колпачка в положение готовности к опорожнению.
Лицо, пользующееся дозирующим устройством, в дальнейшем путем создания разрежения, т.е. путем орального всасывания, может создавать в дозирующем устройстве воздушный поток, воздействующий на нужные механизмы внутри дозирующего устройства для тонкого распределения активного вещества во всасываемом воздушном потоке и для его отвода с помощью мундштука.
Такое дозирующее устройство уже известно из WO 2006/021546 А1.
В частности, предложено также предусмотреть поршень, приводимый в движение путем инициирования всасываемого воздушного потока для отпирания дозировочной камеры, так что эта дозировочная камера, в которой находится дозированное количество активного вещества, может быть соединена с всасываемым воздушным потоком для распределения активного вещества во всасываемом воздушном потоке.
В основу настоящего изобретения на фоне уровня техники положена задача успешного формирования механизма отпирания дозировочной камеры и тем самым содействия тому, чтобы дозировочная камера воспроизводимым и исключительно надежным образом отпиралась в нужный момент во время создания всасываемого воздушного потока.
Задача успешно решается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.
При этом дозирующее устройство согласно изобретению содержит первый проточный газовый канал и дозировочную камеру, которая по меньшей мере временно находится в области первого проточного газового канала, а также устройство для отпирания дозировочной камеры, содержащее разделительный элемент, перемещаемый между закрытым положением и открытым положением, так что первый проточный газовый канал и/или соединение между первым проточным газовым каналом и дозировочной камерой может закрываться или отпираться по выбору, причем разделительный элемент между закрытым положением и открытым положением перемещается по направляющему элементу скольжения и приводится в движение за счет прикладываемого к мундштуку разрежения, и причем разделительный элемент и/или направляющий элемент скольжения по меньшей мере в области скользящего контакта снабжен элементом скольжения, оказывающим воздействие на фрикционные свойства.
В принципе элемент скольжения обеспечивает определенные условия скольжения между разделительным элементом, с одной стороны, и направляющим элементом скольжения, с другой. Тем самым предотвращается зависание или заклинивание приводимого разделительного элемента и воспроизводимо устанавливаются условия ускорения разделительного элемента посредством привода за счет всасываемого воздушного потока, так что возможность воспроизводства может обеспечиваться даже в тот момент времени, когда разделительный элемент отпирает дозировочную камеру.
При этом, предпочтительно, можно предусмотреть, чтобы разделительный элемент был выполнен тюльпанообразным и чтобы был предусмотрен элемент скольжения в тюльпанообразно расширенной части разделительного элемента, в частности, на его свободном конце по окружному краю.
Элемент скольжения, предпочтительно, может быть образован путем обогащения разделительного элемента и/или направляющего элемента скольжения по меньшей мере в поверхностной области веществом, уменьшающим или определяющим трение.
При этом разделительный элемент и/или направляющий элемент скольжения могут содержать это вещество, уменьшающее/ определяющее трение, в виде компонента смеси или быть покрыты им.
Вещество может присутствовать в виде порошка или быть образовано, например, в виде металлического мыла, в частности в виде стеарата магния.
2
2
2
2
Покрытие таким порошком имеет то преимущество, что действие, определяющее трение, достигается уже при толщинах слоя в микронном диапазоне, так что форма участников трения в результате покрытия по существу не изменяется и никакой последующей (дополнительной) обработки не требуется. Особенно предпочтительно используются такие порошки, которые имеют удельную поверхность 2-20 м/г, в частности, 2,3-9,3 м/г, предпочтительно, 3-8 м/г, более предпочтительно, 3-5 м/г.
Один другой вариант выполнения изобретения предусматривает, чтобы элемент скольжения был образован поверхностным контуром, имеющим выступы. При этом выступы могут быть выполнены в виде шишек или перемычек, проходящих, в частности, в направлении скольжения. Соответствующие выступы, предпочтительно, скруглены и могут быть предусмотрены на разделительном элементе, а также на направляющем элементе скольжения. Предпочтительно, при равномерном распределении по периферии могут быть предусмотрены 3-20, предпочтительно, 6-12 шишек. Последние могут быть выполнены на свободном конце расширенной части тюльпанообразного разделительного элемента.
Возможно также одновременно выполнить соответствующие выступы и дополнительно нанести добавку, определяющую трение, в виде компонента смеси или покрытия.
Ниже изобретение демонстрируется и в последующем описывается на примере выполнения со ссылкой на чертежи. При этом:
фиг.1 - вертикальный разрез дозирующего устройства, закрытого колпаком;
фиг.2 - продольный разрез, аналогичный разрезу на фиг.1, с поворотом на 90°;
фиг.3 - продольный разрез дозирующего устройства во время снятия колпака;
фиг.4 - состояние дозирующего устройства после отпирания первого проточного газового канала с помощью устройства для отпирания дозировочной камеры;
фиг.5 - внешний вид внутреннего строения дозирующего устройства в трехмерном изображении;
фиг.6 - внутренний вид дозирующего устройства в трехмерном изображении в направлении, отличном от направления на фиг.5;
фиг.7 - дозировочный стержень в трехмерном изображении;
фиг.8 - разделительный элемент в трехмерном изображении;
фиг.9 - поперечный разрез разделительного элемента с направляющим элементом скольжения;
фиг.10 - разделительный элемент в трехмерном изображении в варианте выполнения, отличном от варианта на фиг.8;
фиг.11 - вид сбоку разделительного элемента с выступами на его тюльпанообразном расширении;
фиг.12 - вид сбоку разделительного элемента на фиг.11 с поворотом на 90°;
фиг.13 - вид сбоку разделительного элемента на фиг.11 в разрезе;
фиг.14 - вид сверху разделительного элемента с нижней стороны, обращенной к дозировочной камере;
фиг.15 - вид сверху разделительного элемента на фиг.11 с верхней стороны, обращенной к мундштуку, и
фиг.16 - разделительный элемент на фиг.11 в трехмерном изображении.
Изображенное на фигурах дозирующее устройство для ингаляции активного вещества 2 представляет собой обслуживаемый вручную цилиндрический, стержневой, карманный прибор для одного лица с корпусом 3 и колпаком 7, который в начале использования должен сниматься с прибора.
Для этого колпак 7 имеет внутреннюю резьбу 8, взаимодействующую с наружной резьбой 9 корпуса 3.
Кроме того, при отвинчивании колпака 7 ребра 10 на наружном цилиндре 4 прибора взаимодействуют с пазами 11 на внутренней стороне колпака 7, так что при отвинчивании колпака часть дозирующего устройства приходит во вращение относительно корпуса 3, и в результате поворачивается вращающийся элемент 28, соединенный с асимметрично выполненным ротором R, действующим в качестве устройства для дробления порошка, так что при каждом использовании активное вещество 2 перемещается в сборнике 15.
В закрытом состоянии дозирующего устройства дозировочный стержень 33 в виде дозировочного ножа с находящейся на его концевой области дозировочной камерой 14, выполненной в виде сквозного конического отверстия, погружается в сборник 15 и в ходе отвинчивающего движения вращается внутри сборника. Благодаря этому обеспечивается заполнение дозировочной камеры 14 активным веществом.
Дозировочный стержень 33 содержит на своем конце, противолежащем дозировочной камере 14, место 41 стыковки с фиксаторной головкой 45 и кольцевым пазом 46, который в закрытом положении взаимодействует с носиками 47 соединенного с колпаком полого цилиндра 43 с продольными прорезями.
Благодаря этому в результате происходящего во время винтового движения осевого подъема колпака 7 дозировочный стержень, вытягиваемый носиками 47 полого цилиндра 43, может быть полностью вытянут из сборника 15, пока дозировочная камера 14 не окажется в области проточного газового канала 60, 61, 62, 63, 68, проходящего через внутреннюю часть дозирующего устройства от впускного участка 60 до отверстия 48 мундштука 6.
Через этот первый проточный газовый канал после снятия колпака в результате всасывания мундштуком 6 засасывается воздух, и тем самым формируется частичный газовый поток.
В положении, изображенном на фиг.1, как и в положении, показанном на фиг.2, дозировочная камера еще находится в сборнике 15.
На фиг.3 изображено состояние с частично снятым колпаком 7, когда дозировочный стержень 33 уже полностью выдвинут из сборника 15.
Правда, в этом состоянии дозировочная камера 14 еще полностью отделена от первого проточного газового канала 60, 61, 62, 63, 68 разделительным элементом 54, 76, 77. Разделительный элемент имеет поршень 54, а также головку 76 поршня и язычки 77, проходящие по обе стороны от дозировочного стержня 33, которые в показанном положении закрывают дозировочную камеру 14 с обеих сторон.
При дальнейшем откручивании, соответственно, снятии колпака 7 концы полого цилиндра 43 раздвигаются в радиальном направлении, а носики 47 выскальзывают из кольцевого паза 46, так что колпак может полностью сниматься. В этом случае дозировочный стержень 33 остается в вытянутом положении и фиксируется там фиксаторами 79 крышечного элемента 64.
Если теперь после снятия колпака у отверстия мундштука 6 формируется всасывающий воздушный поток, то его последствия более подробно поясняются со ссылкой на фиг.4. Внутренний цилиндр 53, в остальном изображенный на фиг.5 и 6 в различных видах снаружи в трех измерениях, по существу выполнен в виде полого тела и направляет по центру в направляющем участке 55 полого цилиндра язычки 77 разделительного элемента 54, 76, 77 в виде направляющей скольжения. К направляющему участку 55 примыкает расширенная часть внутреннего цилиндра 53, в котором головка 76 поршня перемещается в виде тюльпанообразного расширения разделительного элемента. После снятия колпака дозировочный стержень 33 фиксируется вхождением радиального краевого выступа 44 за фиксатор 79 крышечного элемента 64.
При всасывании воздуха через мундштук 6 сначала через отверстия 71 во внутреннем цилиндре 53 к мундштуку присасывается поршень 54, пока он не прижмется к нижней стороне крышечного элемента 64. За ним снаружи через радиальные отверстия 58, 58', 58'' может последовать воздух. Радиальные отверстия соединены с решетчатым стенным участком 59, расположенным со стороны наружного цилиндра.
2
2
2
2
Пусковое давление разделительного элемента 54, 76, 77, при котором он притягивается, может быть надежно установлено с помощью варианта выполнения направляющей скольжения согласно изобретению, например, на 1 кПа. Это удается за счет покрытия, например, разделительного элемента порошками из стеарата магния, имеющими удельную поверхность 2-20 м/г, в частности, 2,3-9,3 м/г, предпочтительно, 3-8 м/г, более предпочтительно, 3-5 м/г.
В следующей таблице показаны результаты опытов при опробовании изобретения.
<b>Контактная поверхность между разделительным элементом и направляющим элементом скольжения порядка 46,5 мм</b><sup>2</sup><b> (квадратных миллиметров)</b>
<b>Необходимое разрежение (разница давления) для приведения в действие разделительного элемента для отпирания дозировочной камеры</b>
Без покрытия (необработанная)
3,5-4,5 кПа (килопаскаля)
Удельная поверхность покрытия из MgSt порядка 2,3 м<sup>2</sup>/г
0,5-0,8 кПа
Удельная поверхность покрытия из MgSt порядка 9,3 м<sup>2</sup>/г
1,8-2,1 кПа
Аналогичного действия можно добиться при наличии шишек или перемычек.
После притяжения разделительного элемента кольцевое пространство внутреннего цилиндра 53, окружающее головку 76 поршня, обтекается главным воздушным потоком, выходящим из радиальных отверстий 58, 58' и 58'', который через отверстия 71 поступает в кольцевую камеру 63.
В результате движения головки 76 поршня язычки 77 перемещаются в направлении мундштука 6 и, таким образом, дозировочная камера 14 открывается. Теперь по первому проточному газовому каналу 60 после прохождения через дозировочную камеру 14 газовый поток устремляется в промежуточный участок 61 канала и далее в осевом направлении по каналу 62 в кольцевую камеру 63, увлекая за собой и распределяя тонко распределенное активное вещество 2 из дозировочной камеры 14.
Из кольцевой камеры 63 газ, смешанный там со следующим воздушным потоком из отверстий 58, 58' и 58'', через промежутки 67 на крышечном элементе 64 между лопастями 65, 66 устремляется в кольцевое пространство 68, причем в окружном направлении дозирующего устройства возникает завихрение, осуществляющее дальнейшее гомогенное тонкое распределение активного вещества в газовом потоке. Затем газовый поток в диспергирующем элементе 49, расширяющемся в направлении отверстия 48 мундштука, разгружается и после этого попадает в ротовую область осуществляющего всасывание человека.
На фиг.8 в дальнейшем детально показаны язычки 77, имеющие в своей концевой области усиленные уплотнительные поверхности 78, надежно герметизирующие дозировочную камеру 14 в закрытом положении, так что даже при встряхивании дозирующего устройства активное вещество не будет высыпаться из него.
2
В наружной области на периферии язычков 77 изображены шишки 100а в виде круговых скругленных выпуклостей. Однако выпуклости так же, как и обогащение веществом, воздействующим на трение, могут быть также предусмотрены в области поршня/расширения 54 разделительного элемента, как будет показано ниже. Выпуклости так же, как и альтернативно или дополнительно нанесенный слой стеарата магния, служат для уменьшения трения и/или для более точной воспроизводимости условий трения. Точно так же стеарат магния может добавляться к состоящему из пластмассы разделительному элементу в качестве компонента смеси. Обычно используются порошки с удельной поверхностью 2,3-9,3 м/г и при покрытии толщины слоя получаются, соответственно, в микронном диапазоне.
На фиг.9 в поперечном разрезе изображен разделительный элемент с язычками 77, расположенными в направляющем участке 55, причем там направляющий участок 55 с круглым поперечным сечением для более точного определения антифрикционных свойств имеет шишки 100b.
Наконец, на фиг.10 в качестве варианта выполнения изобретения изображены продолговатые перемычки 101, проходящие в направлении движения разделительного элемента, которые распределены по периферии язычков 77 и скользят по внутренней поверхности направляющего участка 55.
Вышеупомянутое и подробно описанное применение средств, задающих трение, в виде покрытия направляющего участка 55 или язычков 77, или обоих элементов с помощью металлического мыла, в частности, стеарата магния, или наличие шишек в периферической области разделительного элемента, в частности, на периферии язычков 77, способствуют надежному и воспроизводимому закреплению фрикционных свойств при скольжении разделительного элемента в направляющем участке и гарантируют тем самым надежное срабатывание разделительного элемента и точное по времени отпирание дозировочной камеры, так что функция дозирующего устройства при создании газового потока, обогащенного активным веществом, гарантирована.
На фиг.11 изображен вариант выполнения разделительного элемента 54, 76, 77, в котором тюльпанообразное расширение в виде поршня 54 имеет выдающиеся в радиальном направлении шишки 100а, 100b, направляемые путем скольжения по внутреннему цилиндру 53 в его расширенной области. Предпочтительно, могут быть предусмотрены 3-20, в частности, 6-12 шишек. Шишки могут быть предусмотрены по верхнему наружному краю расширения разделительного элемента, где оно непосредственно прилегает к направляющему элементу скольжения в виде внутреннего цилиндра 53.
Благодаря распределению шишек и тем самым направляющей скольжения на коротком участке подъема разделительного элемента эффективно предотвращается перекашивание разделительного элемента 54, 76, 77 в направляющем элементе 53, 55 скольжения.
Также покрытие веществом, управляющим трением или уменьшающим его, как, например, стеаратом магния, может быть ограничено этой областью или по меньшей мере простираться в этой области.
2
При этом область, снабженная шишками или покрытием, составляет около 40-50 мм. Это было определено опытным путем, см., например, вышеприведенную таблицу, как особенно благоприятное с точки зрения необходимого разрежения для срабатывания.
На фиг.12-16 показаны различные виды того же варианта выполнения, что и на фиг.11, из различных перспектив, причем очевидно, предпочтительно, симметричное распределение шишек/возвышений по периферии разделительного элемента и их расположение в один единственный ряд на одной высоте.
Перечень позиций
1 дозирующее устройство
2 активное вещество
3 корпус
4 наружный цилиндр
6 мундштук
7 колпак
8 внутренняя резьба
9 наружная резьба
10 ребра
11 пазы
14 дозировочная камера
15 сборник
28 вращающийся элемент
33 дозировочный стержень
41 место стыковки
43 полый цилиндр
44 радиальный краевой выступ
45 фиксаторная головка
46 кольцевой паз
47 носики
48 отверстие мундштука
49 диспергирующий элемент
53 внутренний цилиндр
54 поршень
55 направляющий участок
53, 55 направляющий элемент скольжения
58, 58', 58'' радиальные отверстия
59 решетчатый стенной участок
60 проточный канал
61 промежуточный участок канала
62 канал
63 кольцевая камера
64 крышечный элемент
65, 66 лопасти
67 промежутки
68 кольцевое пространство
71 отверстия
76 головка поршня
77 язычки
79 фиксаторы
100а, 100b шишки
101 перемычки
R ротор