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吸入器的制作方法

文檔序號:5085322閱讀:284來源:國知局
專利名稱:吸入器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及干粉吸入器,尤其涉及但不限于采用反向氣旋的干粉吸入器,如本申請人的在先申請W02006/061637中所教示的例子。
背景技術(shù)
在該篇文獻(xiàn)所揭露的系統(tǒng)中,一般使用藥物微粒與較粗制的、非可呼吸性的乳糖載劑顆粒混合的粉狀制劑,外側(cè)剪切力使得“自由”渦流向下螺旋移動而內(nèi)側(cè)的剪切力使得 “強(qiáng)制”渦流向上螺旋移動(并且,更具體地,旋流室的壁會碰撞),用以使得顆粒解聚(即, 具體是為了從非可呼吸性的載劑顆粒中去除可呼吸性藥物顆粒)。對于干粉吸入器,使得旋流室的尺寸為最小是有利的,例如,制造具有多劑的吸入器,各劑具有自己的旋流室,如WO 2006/061637所揭露的,各旋流室的最大尺寸就能確定在可接受尺寸裝置中能夠設(shè)置多少劑。WO 2006/061637所揭露的發(fā)明能夠制造尺寸小效率高的吸入器。然而,發(fā)明人現(xiàn)在認(rèn)識到對其中的旋流室的尺寸減小還有其他的限制。若旋流室變得過小,特別是當(dāng)初始填充入其中的粉末占據(jù)旋流室的相當(dāng)一部分體積時,就存在這樣的趨勢,即,粉末會在形成旋流之前被快速拋出旋流室,特別是在吸入一開始的時候。即使旋流已經(jīng)形成,在如此小的旋流室中仍然有將粉末推動至旋流正中心的趨勢,而在這一正中心,粉末具有較快的軸向速度,但并不承受渦流區(qū)的剪切力(即,粉末在這一位置不會趨向于從中心強(qiáng)制渦流區(qū)向外拋出而回到圍繞強(qiáng)制渦流區(qū)的自由渦流區(qū)中)。這會導(dǎo)致離開旋流室時仍然粘附在乳糖載劑顆粒上的藥物顆粒的數(shù)量不令人滿意,因此體積過大而不能吸入。

發(fā)明內(nèi)容
然而,申請人業(yè)已提出了某些方法來減少上述的限制,并且本發(fā)明的第一方面提供了一種帶有旋流室的干粉吸入器,包括至少一個空氣進(jìn)口和出口,其中所述空氣進(jìn)口的構(gòu)造和所述旋流室的形狀設(shè)置為使用中在所述旋流室中形成逆流旋流,其中所述旋流室還包括流干擾器機(jī)構(gòu),設(shè)置所述流干擾器機(jī)構(gòu)以在使用中限制來自所述旋流室的底部的軸向空氣流動。本發(fā)明的第二方面提供了一種帶有旋流室的干粉吸入器,包括至少一個空氣進(jìn)口和出口,其中所述空氣進(jìn)口的構(gòu)造和所述旋流室的形狀設(shè)置為使用中在所述旋流室中形成逆流旋流,其中所述旋流室還包括流干擾器機(jī)構(gòu),設(shè)置所述流干擾器機(jī)構(gòu)以在使用中限制來自所述旋流室的底部的中心區(qū)域的朝向所述出口的空氣流動。由此,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚,根據(jù)本發(fā)明,在旋流室中設(shè)置了物理障礙,以限制主漩渦流到達(dá)旋流室的底部。這又防止了還未與其乳糖載劑顆粒解聚并且趨向于朝向底部移動的藥物粉粒因?yàn)檫@一大致為軸向的流(即,以大致沿著或平行于所述旋流室軸線的方向)或運(yùn)動的實(shí)質(zhì)軸向分量而被過早地推出旋流室。這樣允許旋流室的整體尺寸得以減小并且/或者增加了其中所容納的藥劑尺寸,但又不會對精細(xì)顆粒分?jǐn)?shù)(FPF)造成不利影響,即存在于吸嘴中的那部分顆粒足夠小,而能被吸入。流干擾器機(jī)構(gòu)可采用多種不同的形式。一組較佳實(shí)施例中,流干擾器機(jī)構(gòu)包括延伸橫穿所述旋流室的中心軸線的表面,所述表面限制軸向流動并且促使大部分的所述空氣流動在所述流干擾器處發(fā)生逆向,而不是延伸至所述旋流室的底部。這使得旋流結(jié)構(gòu)有效地在流干擾器表面終止。然而,申請人發(fā)現(xiàn)通過適當(dāng)?shù)剡x擇所述表面的尺寸,可形成足夠的循環(huán)空氣流以將旋流室底部的粉末拖入主氣流。有意將根據(jù)本發(fā)明至少某些較佳實(shí)施例的流干擾器配置為限制主渦流流動至流干擾器表面上方的區(qū)域,如前所述。這與W02006/061637的圖7所示的實(shí)施例相反,該實(shí)施例中,旋流室的底部與環(huán)形室表面的一部分大致相一致,以增強(qiáng)逆旋流流動圖形,特別是該區(qū)域中的圖形。該旋流底部處的抬高的內(nèi)部件因此具有大致傾斜的側(cè)壁,以幫助大顆粒移動到所述抬高內(nèi)部件上并且朝向旋流的中心軸向流移動。與此相反,在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中,流干擾器部件的側(cè)壁具有大致比較陡峭的邊(由此,例如在某些實(shí)施例中,流干擾器體積的至少40%位于其中點(diǎn)之上),以防止大顆粒移入更靠近旋流室軸線的距離,直到這些大顆粒到達(dá)或接近到達(dá)流干擾器頂部的高度。盡管某些實(shí)施例可包括帶有非平面突起抬升頂部的流干擾器表面,在這些情況下,在粉末能夠開始向內(nèi)朝向旋流室軸線移動之前,將粉末推動至靠近流干擾器的頂部的高度。申請人:發(fā)現(xiàn),為了達(dá)成根據(jù)本發(fā)明的最大效益,應(yīng)這樣支撐所述表面,S卩,使得支撐件不延伸進(jìn)入所述旋流室的壁與正對所述表面下方的區(qū)域之間的區(qū)域中,或者至少不明顯進(jìn)入。這可以多種方式達(dá)成。例如,一組可能的實(shí)施例中,由一或多根連接至所述旋流室的一或多個壁的支架進(jìn)行支撐。所述支架可為水平的、垂直的、對角線的,或者它們的組合。 在此類實(shí)施例的一部分中,所述一或多根支架連接至所述旋流室的上部的側(cè)壁。此類實(shí)施例的另一部分中,通過軸向延伸的支架支撐所述表面。另一組實(shí)施例中,所述表面由從所述底部伸出的一或多個凸部從下方進(jìn)行支撐。 所述凸部具有平行或大致平行的側(cè)邊,所述側(cè)邊從所述表面到所述底部向下變窄,或者為任何其它在所述表面下方具有減小體積的形狀。所述凸部可為單獨(dú)的支撐部件,以支撐單獨(dú)的干擾器表面,或者更方便的是,所述表面簡單地包括凸部的上表面。一組實(shí)施例中,所述干擾器表面安裝在可旋轉(zhuǎn)底座上。通過允許所述干擾器表面旋轉(zhuǎn),在某些情況下可減小摩擦能量損耗。本發(fā)明的第三方面提供了一種帶有旋流室的干粉吸入器,所述旋流室包括延伸橫穿所述旋流室軸線的軸向流干擾器表面,利用不延伸進(jìn)入所述旋流室的壁與正對所述表面下方的區(qū)域之間的區(qū)域中的支撐件設(shè)置或支撐所述軸向流干擾器表面。所述流干擾器表面可基本垂直于所述軸線地延伸。本發(fā)明的第四方面提供了一種帶有旋流室的干粉吸入器,所述旋流室具有一或多個從所述旋流室的底部開始延伸的凸部,其中由所述凸部或所述凸部的包膜所包圍之體積的至少40%位于所述凸部或包膜的高度中點(diǎn)的上方。這一標(biāo)準(zhǔn)保證了所述凸部可提供這樣的流干擾器表面,即,其下方的凸部不會顯著地延伸超出所述表面的下方。在上述的本發(fā)明第三和第四方面中,旋流室最好具有空氣進(jìn)口,并且所述空氣進(jìn)口的構(gòu)造和所述旋流室的形狀最好設(shè)置為使用中可在所述旋流室中形成逆流旋流。一組較佳的旋流室實(shí)施例中,所述旋流室包括從所述底部軸向向上延伸的圓柱形
6凸部。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認(rèn)識到,即使是名義上的圓柱形凸部實(shí)際上也會至少稍微地?cái)U(kuò)張以允許取回相應(yīng)模型工具,例如,當(dāng)由注塑成型而形成時。所述流干擾器機(jī)構(gòu)基本垂直地延伸橫穿所述旋流室的中心軸線。一組實(shí)施例中, 通過凸部設(shè)置這一表面。然而,所述流干擾器機(jī)構(gòu)可采用其它形式。例如,所述凸部的近側(cè)端可為開口端部,例如,形成中空管。作為單個凸部的代替,可,例如間隔緊密地設(shè)置多個凸部,以作為有效尺寸與所述凸部包膜接近的單個“實(shí)際上”的凸部。較佳實(shí)施例中,流干擾器表面是連續(xù)的,但這并不是必須的;所述表面可為不連續(xù)的,例如,在其中界定有帶有穿孔、槽、孔等。所述表面可為光滑的或形成紋理/圖形。穿孔可具有平面的上表面,或至少具有大致平面的上表面。其它實(shí)施例中,一或多個穿孔可采用其它形式,例如,圓錐形或金字塔形(金字塔塔面的數(shù)量不重要)并且可為凸形或凹形。某些情況下,此類形式的有利之處在于有助于對在所述表面上終止的旋流進(jìn)行穩(wěn)定和定位。較佳實(shí)施例中,旋流室包括渦流探測器。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的,渦流探測器系圍繞旋流室出口的凸部,所述凸部用以在使用時僅允許排出循環(huán)達(dá)到由渦流探測器的尺寸所界定的最大半徑的顆粒。根據(jù)此類實(shí)施例,逆流旋流的有效長度為渦流探測器的底部與流干擾器的頂部之間的軸向距離。下文將所述軸向距離稱為“渦流核心長度”。盡管申請人發(fā)現(xiàn)渦流核心長度可為更短,但在較佳實(shí)施例中,所述渦流核心長度為至少5mm。例如,其可為5mm 12mm,或6mm 11mm,或7mm 10mm,或8mm 9mm,例如,8. 5mm。同樣地,渦流核心長度可為5mm 9mm,或 6mm 9mm,或 7mm 9mm。可適當(dāng)選擇流干擾器表面或部件的寬度,以達(dá)成這樣的平衡,即大到足以充分地限制其下方的軸向流動,但也不會太大而使得流至底部以拖動粉末的螺旋流動不足。一組較佳實(shí)施例中,所述旋流室設(shè)有一或多傾斜的空氣進(jìn)口槽,以幫助沿著所述凸出的流干擾器部件向下對漩渦移動的空氣進(jìn)行導(dǎo)向,從而有助于更好地拖動靠近旋流室底部的粉末。 另一個考量是,在所述流干擾器部件包括圓柱形或類似形狀的從所述底部伸出的凸部的情況下,若所述凸部太寬,所述凸部與所述旋流室之間用以容納粉末或允許粉末被分散的空間就不足。一組較佳實(shí)施例中,所述流干擾器表面或凸部的“包膜”寬度(下文稱為“干擾器寬度”)小于渦流探測器的孔徑。更具體地,申請人發(fā)現(xiàn),干擾器表面或凸部的最優(yōu)寬度、 渦流核心長度、及渦流探測器的孔徑之間有聯(lián)系。因此,一組最佳實(shí)施例中,干擾器寬度小于渦流探測器的孔徑,它們之間的差為渦流核心長度的X倍,其中X為0. 2 0. 35,較佳為 0. 25 0. 31,較佳為0. 27 0.四,較佳為約0. 28。然而,其它比例也是適當(dāng)?shù)?例如,根據(jù)空氣進(jìn)口與出口的構(gòu)造,粉末裝載等)。旋流室的內(nèi)部可具有任何適當(dāng)?shù)木哂兴杩諝饬鲃犹匦缘男问?。較佳實(shí)施例中, 旋流室的截面積沿遠(yuǎn)離所述空氣進(jìn)口的方向減??;這促使形成實(shí)施例中理想的逆流旋流。 較佳地,所述截面積的減小至少持續(xù)到所述流干擾器或所述流干擾器凸部的頂部。這一情況下,由于有意使得主渦流結(jié)構(gòu)不延伸到流干擾器的下方,旋流室的截面積可繼續(xù)減小,但同樣可保持不變或者甚至在變大。一些實(shí)施例中,所述旋流室的底部設(shè)有這樣的結(jié)構(gòu),即其用于形成渦流并且藉此增強(qiáng)位于所述旋流室的底部的湍流。這一湍流有助于拖動氣流中的粉末,特別是在流動剛剛開始的時候。所述結(jié)構(gòu)可包括多個凸部,例如,齒狀凸部。可根據(jù)應(yīng)用變化旋流室的尺寸。一組較佳實(shí)施例中,旋流室的整體高度(從旋流室的出口到底部進(jìn)行測量)小于20mm,最佳小于15mm。一小部分實(shí)施例中,所述高度為8 12mm。在設(shè)置渦流探測器的情況下,作為較佳的情況,可認(rèn)為出口為渦流探測器的下端。一些實(shí)施例中,還包括旁路氣流以允許通過所述吸入器吸入所述空氣的一部分以繞過所述旋流室。這可減小吸入系統(tǒng)的總壓降(并因此改進(jìn)患者的舒適感和耐受力)。然而,旁路氣流不是必須的。同樣地,旋流室的最大寬度取決于應(yīng)用。一組較佳實(shí)施例中,所述最大寬度小于 10mm,較佳為小于8mm。一小部分實(shí)施例中,所述最大寬度為5 7mm。在設(shè)置的情況下,流干擾器表面或凸部包膜的寬度也類似地取決于應(yīng)用,但在一組較佳實(shí)施例中所述寬度為0. 5 3mm,較佳為1 2mm。一部分實(shí)施例中,所述寬度為 1. 25 1. 75mm在設(shè)置的情況下,所述凸部的高度,或所述多個凸部的最大或平均高度為小于 5mm,例如,為2mm 4mm。一組實(shí)施例中,所述高度為2. 5 3. 5mm。另一組實(shí)施例中,所述高度為0. 5mm 2. 5mm,例如為Imm 2mm,此類較短的凸部用以在允許使用低旋流負(fù)載的情況下減小摩擦壁損失。為了在給定的旋流中達(dá)成更大的粉末負(fù)載,可能需要更高的流干擾器凸部,以抑制粉末移動至粉末在其處可能過早丟失的中心軸線。所述流干擾器表面離開所述旋流室底部的高度大于等于所述旋流室高度的20%, 最佳為20% 40%,例如20% 30%或25% 30%。本文中,當(dāng)稱為上/下、頂部/底部等方向時,應(yīng)理解是相對于具有垂直軸線并且空氣出口位于頂部的旋流室而言。然而,這種參考是任意的,因?yàn)樾魇以谑褂脮r無需處于垂直的定向。所述空氣進(jìn)口最好設(shè)為對空氣進(jìn)行導(dǎo)向,以使所述空氣繞所述旋流室的邊緣螺旋地進(jìn)入,從而形成逆流旋流??稍O(shè)置單個或多個進(jìn)口。如前所述,一組較佳實(shí)施例中,所述一或多個進(jìn)口是傾斜的。流干擾器表面或凸部可為任何的形狀或截面,例如,橢圓形或任何多邊形,但較佳實(shí)施例中,為圓形。這種情況下,本文所稱的表面或凸部的寬度應(yīng)為其直徑。旋流室可一體形成為吸入器的一部分,例如,作為有意再次使用的單旋流室,或者作為一次性吸入器的一部分。或者,其可設(shè)為一般含有所需的藥粉的單獨(dú)包裝,以插入吸入器中。所述包裝可僅包括單個旋流室或多個旋流室。一組較佳實(shí)施例中,以單個環(huán)或多個環(huán)的結(jié)構(gòu)或者一陣列的形式,在不可填充的多劑吸入器中提供如前所述的帶有流干擾器部件或表面的多個旋流。應(yīng)理解,本發(fā)明的有益特征系由旋流室本身提供,而與其如何結(jié)合入吸入器或如何與其一起使用無關(guān)。由此,本發(fā)明的另一方面提供了一種用于干粉吸入器的旋流室,包括至少一個空氣進(jìn)口和出口,其中所述旋流室的形狀設(shè)置為使用中可在所述旋流室中形成逆流旋流,其中所述旋流室還包括流干擾器機(jī)構(gòu),設(shè)置所述流干擾器機(jī)構(gòu)以在使用中限制來自所述旋流室的底部的沿軸向的空氣流動。本發(fā)明的另一方面還提供了一種用于干粉吸入器的旋流室,所述旋流室具有延伸橫穿所述旋流室軸線的軸向流干擾器表面,利用不延伸進(jìn)入所述旋流室的壁與正對所述表面下方的區(qū)域之間的區(qū)域中支撐件來支撐所述軸向流干擾器表面。所述流干擾器表面基本垂直于所述軸線地延伸。本發(fā)明的另一方面還提供了一種帶有旋流室的干粉吸入器,所述旋流室具有一或多個從所述旋流室的底部伸出的凸部,其中由所述凸部或所述凸部的包膜所包圍之體積的至少40%位于所述凸部或包膜的高度中點(diǎn)的上方。本文所描述的與本發(fā)明的吸入器方面有關(guān)的所有優(yōu)選及較佳特征同樣可應(yīng)用于本發(fā)明的相應(yīng)旋流室方面。


結(jié)合附圖,下文僅以示例的方式描述本發(fā)明的某些實(shí)施例,其中圖Ia為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋流室的簡化圖;圖Ib為與圖Ia類似的圖,其中示出了使用中的旋流室中空氣流動;圖2 23示出了本發(fā)明代替實(shí)施例的多種示意性表示;且圖M僅示意性地并且僅為了說明,示出了不帶本文所述之流干擾器機(jī)構(gòu)的逆旋流器中的大載劑顆粒的某些二級流動。
具體實(shí)施例方式為了有助于理解本發(fā)明實(shí)施例的操作,首先參考圖M描述并不根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行配置的逆流旋流室的功能。圖M為用一種方式顯現(xiàn)可在逆流旋流室中發(fā)生的某些粉粒運(yùn)動的示意圖。旋流室中的自由渦流的漩渦運(yùn)動使得空氣(及顆粒)趨于向外朝旋流室的外壁拋出100,從而形成準(zhǔn)靜態(tài)壓力場,其中局部的偽靜態(tài)壓力沿旋流室的中心軸隨半徑增大,即,靠近旋流頂部 102(半徑較大)的局部壓力大于靠近旋流底部104(半徑較小)的局部壓力,從而導(dǎo)致沿旋流室的外壁向下的壓力梯度,因此保持在氣流邊界層并因此不太能夠跟隨漩渦狀的旋流式流動的較大粉粒(例如,乳糖載劑顆粒)沿著所述壓力梯度向下緩慢行進(jìn)106。達(dá)到旋流室底部時,在加入大致軸向110的循環(huán)二級流運(yùn)動之前,局部壓力梯度向內(nèi)推動108這些較大顆粒,如圖M所示。然而,若這些顆粒沿大致的軸向離開旋流室底部的中心區(qū)域,在到達(dá)旋流室頂部之前沒有足夠的橫向運(yùn)動或螺旋運(yùn)動將它們拋離內(nèi)側(cè)的強(qiáng)制渦流區(qū)的情況下,則它們會過早地從旋流室丟失(例如,還未通過暴露至旋流室內(nèi)的旋流流動而使得藥物顆粒與它們解聚)。這會導(dǎo)致非可呼吸性藥物的排出水平不令人滿意。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用作干粉吸入器一部分的旋流室的簡化示意圖。旋流室 2的形狀為大致的截頭圓錐形,因此具有圓形截面并且?guī)в邢蛳伦兗?xì)的壁4。盡管未予以圖示,朝向旋流室2的頂部設(shè)有一或多個方向大致切向并且部分向下的進(jìn)口 6,這樣,在使用過程中,空氣以螺旋漩渦的方向進(jìn)入旋流室。旋流室的頂部設(shè)有向下凸出的圍繞旋流室出口 10的環(huán)狀壁部8。業(yè)界亦將環(huán)狀壁部8稱為渦流探測器(vortex finder)。到此為止所描述的圖1所示的旋流室基本類似于WO 2006/061637所描述和討論的相同原理并據(jù)其操作。然而,這一旋流室的不同之處在于其具有從旋流室的底部13向上垂直延伸的圓柱形凸部12,所述凸部12的頂部或末端界定出圓形的軸向流干擾器表面14。 由此,干擾器表面14由從旋流室底部13開始延伸的圓柱形凸部12進(jìn)行支撐。應(yīng)注意,干擾器表面14和相應(yīng)凸部12的直徑小于渦流探測器8的孔徑。示范性結(jié)構(gòu)中,流干擾器表面14的直徑為1. 5mm,而渦流探測器8的孔徑為3. 18mm。這兩個尺寸之間的差為渦流探測器8的底部與干擾器表面14之間距離(本實(shí)施例中為6mm)的觀%。下文將后一尺寸稱為渦流核心長度。使用中,旋流室2形成干粉吸入器的一部分。在吸入器中設(shè)置藥物粉粒和乳糖載劑顆粒以使得使用者能吸入藥物粉粒??蓪⒎勰┲苯釉O(shè)在旋流室2,或者設(shè)在合適的前腔中并由進(jìn)入空氣進(jìn)口 6的空氣拖動。使用者經(jīng)由吸嘴(未示出)吸入空氣,這樣就從旋流室的出口 10吸出空氣并且在旋流室中形成負(fù)壓,所述負(fù)壓經(jīng)由空氣進(jìn)口 6吸出空氣(并且可能帶有粉末)。起初,空氣進(jìn)入旋流室2,并且以不太規(guī)則的流動圖形經(jīng)由出口 10離開。然而,隨著進(jìn)入旋流室2的空氣氣流逐漸增強(qiáng)時,其開始以螺旋運(yùn)動繞旋流室2的邊緣循環(huán)。如WO 2006/061637所描述的,旋流室2的錐形截面促使旋流的流動方向發(fā)生反向,這樣,就有強(qiáng)力的反向旋轉(zhuǎn)流沿旋流室2的中心軸向上前進(jìn),并且離開出口 10。由于存在流干擾器表面14,這就意味著,對于大部分氣體,流動方向的反向發(fā)生在干擾器表面14,而不是發(fā)生在旋流室底部13。這意味著旋流室的繞凸部12邊緣的底部中所收集的粉末僅經(jīng)受較慢的螺旋旋流運(yùn)動,而不是中心渦流的快速向上軸向運(yùn)動。干擾器表面14因此可視為有效地迫使主渦流結(jié)構(gòu)在該表面處終結(jié)而非繼續(xù)前進(jìn)至旋流室的底部。這就顯著地減小了藥物與乳糖仍然凝聚的大顆粒被掃入位于中心的向上軸向氣流中并且被掃出出口 10的趨勢。相反,僅允許到達(dá)旋流室底部的大顆粒回到流干擾器上方、離開旋流室的軸線有較大距離的高速漩渦旋轉(zhuǎn)區(qū)域,藉此使得大顆粒獲得實(shí)質(zhì)性的橫向及/或螺旋運(yùn)動,并且使得大顆粒向后拋出以進(jìn)行下一步的漩渦運(yùn)動、壁碰撞、及循環(huán)。因此,旋流室2中的所有粉末有較大的機(jī)會進(jìn)行適當(dāng)解聚,并且僅有足夠小的顆粒才能經(jīng)由渦流探測器8離開,如WO 2006/061637所述。圖Ib示出了氣流,并且示出了從旋流室的計(jì)算機(jī)流體力學(xué)模型獲得的陰影圖。一般地,灰色的較淡形狀16代表漩渦速度最大的區(qū)域,示出了如何僅在流干擾器表面14的高度上方而非其下方存在空氣快速移動的中心渦流芯。如本文所述,流干擾器的存在限制了旋流底部的顆粒在局部壓力梯度的干擾下向內(nèi)移動。具體地,其抑制了顆粒一直移動到旋流室底部的中心區(qū)域。因此,顆粒無法加入靠近旋流室的中心軸線的、大致為軸向的二級流動,而是保持為遠(yuǎn)離中心軸線。一旦顆粒到達(dá)流干擾器的頂部,顆粒就進(jìn)入僅存在于流干擾器頂部上方的高速漩渦運(yùn)動區(qū)域,但顆粒離中心足夠遠(yuǎn)(與流干擾器機(jī)構(gòu)的半徑相關(guān)的最小距離)以獲得實(shí)質(zhì)性的橫向/螺旋運(yùn)動, 并且顆粒被向外拋出并且進(jìn)行循環(huán)的可能性更大,而不是過早地跟隨主氣流經(jīng)由出口離開旋流室。較之不帶有凸部12和流干擾器表面14的結(jié)構(gòu),上述結(jié)構(gòu)允許旋流室2的整體尺寸得以減小,但不會犧牲高的精細(xì)顆粒分?jǐn)?shù)(FPF)-即旋流室中所存在顆粒中小到足以(一般為小于等于5微米)被吸入肺的深處的占高比例。其余的圖示出了能夠達(dá)到類似效果的可能的代替實(shí)施例的多種示意實(shí)例。圖2中的實(shí)施例與圖Ia和Ib所示的實(shí)施例非常類似(簡明起見未示出空氣進(jìn)口和渦流探測器), 其不同之處僅在于圖1中的旋流室與中空的凹槽一起成型而形成凸部12,此處則是將凸部 12'固定至截頭圓錐旋流室的底部。CN 102548663 A
圖3示出了這樣的實(shí)施例,利用位于圓形-圓柱形包膜中的多個窄小且間隔緊密的凸部18代替前述實(shí)施例中的單個凸部。該凸部的包膜的尺寸與所述實(shí)心凸部相同,并且以完全相同的方式工作。圖4和5示出了如何利用碟部件20設(shè)置流干擾器表面,而不是由凸出旋流室底部的凸部進(jìn)行設(shè)置或支撐,所述碟部件由分別來自側(cè)壁4或渦流探測器8的水平或垂直支架 22和M支撐,例如,通過三根水平的支架22。這些實(shí)施例說明干擾器表面不必從旋流室底部進(jìn)行支撐。盡管這些實(shí)施例可能成本更高及/或制造難度更大,但它們的優(yōu)點(diǎn)是可使得干擾器表面之下的旋流室體積20為最大,而這也使得可容納入其中的粉末量為最大。實(shí)際上,這一結(jié)構(gòu)甚至可將旋流室的整體尺寸減小得更小。圖6示出了帶有從旋流室底部開始延伸的圓形截面、端部開口的管狀凸部沈的實(shí)施例。具體可見圖6下部的旋流室的平面圖。這一實(shí)施例中,凸部沈用作流干擾器。圖7示出了流干擾器表面觀由從旋流室底部開始延伸的支撐部件30進(jìn)行支撐的實(shí)施例,支撐部件30的寬度小于流干擾器表面觀的寬度。這說明圓柱形的凸部不是必須的。這一實(shí)施例的有利之處在于,可在流干擾器表面觀的下方容納較大體積的粉末。圖8示出了圖7實(shí)施例的變化,其中支撐部件30并不位于旋流室的中心軸線上。 更具體地,可以任何方便的形狀或形式實(shí)現(xiàn)流干擾器表面的支撐,盡管較佳實(shí)施例中所述支撐并未顯著地側(cè)向延伸至流干擾器表面的垂直投影或所占據(jù)空間的外側(cè)。圖9示出了流干擾器表面觀由多個連接至底部的支撐件32進(jìn)行支撐的實(shí)施例。圖10和11的實(shí)施例示出了從底部設(shè)置的各凸部34和36,但它們的截面形狀并非圓形。圖10中,截面形狀為橢圓形,而圖11中的截面形狀為六邊形。當(dāng)然,可采樣其它任何合適的規(guī)則或不規(guī)則形狀。圖12的實(shí)施例中,設(shè)有大致圓柱形的凸部38,其表面具有螺旋形的輪廓線40,這有助于旋流室中在形成于凸部頂部的流干擾器表面42之下的區(qū)域中形成所需的粉末拖動螺旋氣流。圖13示出了凸部44的另一實(shí)例,凸部44的末端面46上設(shè)有流干擾器表面,并且凸部44并不是圓柱形的。圖17也示出了此類實(shí)例。這一情況下,凸部48是截頭錐形的。圖14示出了流干擾器表面為非平面的兩個實(shí)例。圖14a中,流干擾器表面50是圓錐形的,而圖14b中,流干擾器表面52是穹頂形的。然而,這兩種情況下,支撐部件觀是圓柱形的,并且保持在各流干擾器表面50和52的垂直投影內(nèi)。圖15示出的實(shí)施例中,位于凸部56的頂部的流干擾器表面M是凹形(例如,凹形的圓錐面或凹形的金字塔形面),而不是圖Ha和14b中的凸形或者其他實(shí)施例中的平面形。圖16示出的實(shí)施例中,旋流室4'的側(cè)壁并不是均勻地變窄,而是具有直部58,直部58在垂直方向上的范圍接近凸部。如前所述,在凸部12的頂部且位于流干擾器表面14 的下方,沒有逆流旋流結(jié)構(gòu)。圖18示出的實(shí)施例中,呈現(xiàn)為薄碟20'形式的流干擾器表面由纖細(xì)的軸向支架或線23進(jìn)行支撐,所述支架或線從旋流室的底部延伸至空氣出口的中心。這種類型實(shí)施例的一個變化中,碟20'可在線23上隨著渦流的發(fā)展而自由轉(zhuǎn)動,藉此減小系統(tǒng)中的摩擦能
量損耗。
圖19示出的實(shí)施例中,流干擾器部件由旋流室底部的環(huán)形齒狀部件66支撐,所述環(huán)形齒狀部件66形成漩渦并且促使在流干擾器表面下方的粉末保持區(qū)域中的氣流中形成較大的湍流。這一湍流有助于拖動氣流中的粉末,特別是在流動剛剛開始的時候。圖20示出的實(shí)施例中,流干擾器表面68包括多個穿孔70。圖21示出的實(shí)施例中,流干擾器部件包括圓柱形的支撐件觀以及金字塔形的頂部64。圖22示出的實(shí)施例中,旋流室4'的側(cè)壁并不是均勻地形成錐形,而是具有底部 58',其朝向旋流室的底部向外擴(kuò)張并且具有接近凸部的垂直方向上的范圍。最后,圖23示出的實(shí)施例中,流干擾器表面60為穹頂形并且其外徑大于其支撐件 62的直徑。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解,所示實(shí)施例僅是根據(jù)本發(fā)明可采用形成流干擾器部件或流干擾器表面的多種方法中的少數(shù)實(shí)例。還有多種方法可在旋流室中設(shè)置具有相同效果并且依據(jù)前述相同原理的此類表面或部件。
權(quán)利要求
1.一種帶有旋流室的干粉吸入器,包括至少一個空氣進(jìn)口和出口,其中所述空氣進(jìn)口的構(gòu)造和所述旋流室的形狀設(shè)置為使用中在所述旋流室中形成逆流旋流,其中所述旋流室還包括流干擾器機(jī)構(gòu),所述流干擾器機(jī)構(gòu)設(shè)置成在使用中限制來自所述旋流室的底部的軸向空氣流動。
2.一種帶有旋流室的干粉吸入器,包括至少一個空氣進(jìn)口和出口,其中所述空氣進(jìn)口的構(gòu)造和所述旋流室的形狀設(shè)置為使用中在所述旋流室中形成逆流旋流,其中所述旋流室還包括流干擾器機(jī)構(gòu),所述流干擾器機(jī)構(gòu)設(shè)置成在使用中限制來自所述旋流室的底部的中心區(qū)域朝向所述出口的空氣流動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的吸入器,其中所述流干擾器機(jī)構(gòu)包括延伸橫穿所述旋流室的中心軸線的表面,所述表面限制軸向流動并且促使大部分的所述空氣流動在所述流干擾器處發(fā)生逆向,而不是延伸至所述旋流室的底部。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的吸入器,其中所述流干擾器機(jī)構(gòu)包括被這樣支撐的表面, 艮口,一或多個支撐件基本上不延伸進(jìn)入所述旋流室的壁與正對所述表面下方的區(qū)域之間的區(qū)域中。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述流干擾器機(jī)構(gòu)包括由一或多根連接至所述旋流室的一或多個壁的支架進(jìn)行支撐。
6.如權(quán)利要求5所述的吸入器,其中所述一或多根支架連接至所述旋流室的上部的側(cè)壁。
7.如權(quán)利要求5或6所述的吸入器,其中通過軸向延伸的支架支撐所述表面。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述流干擾器機(jī)構(gòu)包括由從所述底部伸出的一或多個凸部從下方進(jìn)行支撐的表面。
9.如權(quán)利要求8所述的吸入器,其中所述表面包括所述一或多個凸部的上表面。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述流干擾器機(jī)構(gòu)包括安裝在可旋轉(zhuǎn)底座上的表面。
11.一種帶有旋流室的干粉吸入器,所述旋流室包括延伸橫穿所述旋流室軸線的軸向流干擾器表面,利用不延伸進(jìn)入所述旋流室的壁與正對所述表面下方的區(qū)域之間的區(qū)域中的支撐件設(shè)置或支撐所述軸向流干擾器表面。
12.如權(quán)利要求11所述的吸入器,其中所述流干擾器表面基本垂直于所述軸線地延伸。
13.一種帶有旋流室的干粉吸入器,所述旋流室具有一或多個從所述旋流室的底部伸出的凸部,其中由所述凸部或所述凸部的包膜所包圍之體積的至少40%位于所述凸部或包膜的高度中點(diǎn)的上方。
14.如前述權(quán)利要求11 13中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室具有空氣進(jìn)口, 并且所述空氣進(jìn)口的配置和所述旋流室的形狀設(shè)置為使用中在所述旋流室中形成逆流旋流。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室包括從所述底部軸向向上延伸的圓柱形凸部。
16.如前述權(quán)利要求1 10中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述流干擾器機(jī)構(gòu)包括基本垂直地延伸橫穿所述旋流室的中心軸線的表面。
17.如權(quán)利要求16所述的吸入器,其中通過凸部設(shè)置所述表面。
18.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室包括渦流探測器。
19.如權(quán)利要求18所述的吸入器,其中渦流核心長度為5mm 12mm。
20.如權(quán)利要求18或19所述的吸入器,其中所述干擾器寬度小于所述渦流探測器的孔徑。
21.如權(quán)利要求18、19或20所述的吸入器,其中所述干擾器寬度小于所述渦流探測器孔徑,所述干擾器寬度與所述渦流探測器孔徑之間的差為所述渦流核心長度的0. 2 0. 35倍。
22.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室的截面積沿遠(yuǎn)離所述空氣進(jìn)口的方向減小。
23.如權(quán)利要求22所述的吸入器,其中所述截面積的減小至少持續(xù)到所述流干擾器或所述流干擾器凸部的頂部。
24.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室的底部設(shè)有這樣的結(jié)構(gòu), 即其用于形成渦流并且藉此增強(qiáng)位于所述旋流室的底部的湍流。
25.如權(quán)利要求M所述的吸入器,其中所述結(jié)構(gòu)包括多個凸部。
26.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室的總體高度小于20mm。
27.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,還包括旁路氣流以允許通過所述吸入器吸入的所述空氣的一部分以繞過所述旋流室。
28.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室的最大寬度為小于 IOmm0
29.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述干擾器寬度為0.5 3mm。
30.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其包括一或多個從所述旋流室的底部伸出的凸部,其中所述凸部的高度,或所述多個凸部的最大或平均高度為小于5mm。
31.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其包括流干擾器表面,所述流干擾器表面離開所述旋流室底部的高度大于等于所述旋流室高度的20%。
32.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其包括空氣進(jìn)口,所述空氣進(jìn)口設(shè)為對空氣進(jìn)行導(dǎo)向,以使所述空氣繞所述旋流室的邊緣螺旋地進(jìn)入,從而形成逆流旋流。
33.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述旋流室設(shè)有一個或多個傾斜的空氣進(jìn)口槽。
34.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的吸入器,其中所述流干擾器表面或凸部具有圓形截面。
35.一種用于干粉吸入器的旋流室,包括至少一個空氣進(jìn)口和出口,其中所述旋流室的形狀設(shè)置為使用中在所述旋流室中形成逆流旋流,其中所述旋流室還包括流干擾器機(jī)構(gòu), 所述流干擾器機(jī)構(gòu)設(shè)置為在使用中限制來自所述旋流室的底部的沿軸向的空氣流動。
36.一種用于干粉吸入器的旋流室,所述旋流室具有橫穿所述旋流室軸線的軸向流干擾器表面,利用不延伸進(jìn)入所述旋流室的壁與正對所述表面下方的區(qū)域之間的區(qū)域中的支撐件來支撐所述軸向流干擾器表面。
37.如權(quán)利要求36所述的旋流室,其中所述流干擾器表面基本垂直于所述軸線地延伸。
38.一種用于干粉吸入器的旋流室,所述旋流室具有一或多個從所述旋流室的底部伸出的凸部,其中由所述凸部或所述凸部的包膜所包圍之體積的至少40%位于所述凸部或包膜的高度中點(diǎn)的上方。
39.一種用于插入包括如權(quán)利要求35 38所述的一或多個旋流室的吸入器的包裝。
全文摘要
一種帶有旋流室(4)的干粉吸入器,包括至少一個空氣進(jìn)口(6)和出口(10),其中所述空氣進(jìn)口(6)的構(gòu)造和所述旋流室(4)的形狀設(shè)置為在使用中可在所述旋流室(4)中形成逆流旋流。所述旋流室(4)還包括流干擾器機(jī)構(gòu),例如從所述底部伸出的凸部(12)的上表面(14),所述流干擾器機(jī)構(gòu)設(shè)置成在使用中限制來自所述旋流室(4)的底部的軸向空氣流動。
文檔編號B04C5/103GK102548663SQ201080038356
公開日2012年7月4日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者大衛(wèi)·斯圖亞特·哈里斯, 大衛(wèi)·格林利夫, 彼得·霍德森, 瑞秋·斯特瑞比格, 阿曼達(dá)·簡·富勒, 馬修·艾倫, 馬雷克·米茲克 申請人:劍橋顧問醫(yī)師有限公司
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