用于气溶胶生成系统的可移除的筒和气溶胶生成系统的制作方法

用于气溶胶生成系统的可移除的筒和气溶胶生成系统
1.本分案申请是基于申请号为201780070835.6，申请日为2017年10月27日，发明名称为“通过泵送空气分配液体气溶胶形成基质的气溶胶生成系统和方法”的中国专利申请的分案申请。该中国专利申请为国际申请号为pct/ep2017/077676的国际申请的中国国家阶段。
技术领域
2.本发明涉及气溶胶生成系统，例如手持式电操作气溶胶生成系统。确切地说，本发明涉及气溶胶生成系统，其中气溶胶形成基质是液体且含于液体存储部分中。


背景技术：

3.已知的气溶胶生成系统包括气溶胶生成装置以及并入有用于存储液体气溶胶形成基质的液体存储部分的气溶胶生成制品。气溶胶生成装置包括泵和汽化器。在此气溶胶生成系统的操作期间，泵从所述液体存储部分接收液体气溶胶形成基质且将接收的液体气溶胶形成基质泵送到汽化器。汽化器通过加热器将热量施加到液体气溶胶形成基质。通过加热气溶胶形成基质，生成可以例如由气溶胶生成系统的使用者吸入的气溶胶。
4.在操作期间，气溶胶生成系统的定向可以由持有气溶胶生成系统的使用者改变。取决于当前定向，气泡可能被抽吸通过泵。在此情况下，液体气溶胶形成基质的不合需要的突发将被递送到汽化器。因此，由汽化器产生的气溶胶的体积可以根据泵激活而变化，且可以与所需剂量不同。此外，长期来说，泵可能因腔体点蚀而受到泵送气泡损坏，其性能可能劣化，且其使用寿命可能减少。液体气溶胶形成基质通常极具粘性。然而，用于气溶胶生成系统的市售的泵经常最初是为其它目的设计，且具体来说用于基于泵送水的溶液，其与用于气溶胶生成系统的液体气溶胶形成基质相比流体多10到500倍且粘性更低。因此，泵送高粘性液体气溶胶形成基质且供应预定体积的此类液体是此类泵的挑战。此外，泵的使用寿命可能受制约于泵送高粘性液体气溶胶形成基质而不是基于水的溶液。
5.将合乎希望的是提供改进的气溶胶生成系统，其允许独立于气溶胶生成系统的当前定向或至少在广范围的定向上将预定体积的液体气溶胶形成基质分配到汽化器。此外，将合乎希望的是提供一种气溶胶生成系统，其具有市售且原始被设计用于泵送低粘度溶液的泵的增加使用寿命。


技术实现要素：

6.根据本发明的第一方面，提供一种气溶胶生成系统，其包括用于存储液体气溶胶形成基质的液体存储部分、泵和汽化器。汽化器被配置成用于挥发液体气溶胶形成基质。泵被配置成用于泵送空气进入液体存储部分以从液体存储部分推动出一定体积的液体气溶胶形成基质，且将所述推动出体积的气溶胶形成基质供应到汽化器。
7.泵将空气压入到存储液体气溶胶形成基质的液体存储部分中。被压入液体存储部分中的空气使液体气溶胶形成基质移位以使得从液体存储部分分配无气泡的一定体积的
液体气溶胶形成基质到汽化器。分配到汽化器的液体气溶胶形成基质的体积取决于已经泵送进入液体存储部分的压缩空气的体积。泵被布置于液体存储部分的上游，且未插入于液体存储部分与汽化器之间。因此，液体气溶胶形成基质不被泵送通过泵。因此，避免了与通过泵泵送具有高粘度的液体气溶胶形成基质有关的问题。由于泵仅泵送空气，因此取决于气溶胶生成系统的当前定向并入于泵送液体中的气泡的腔体点蚀不会造成损坏泵。因此，气溶胶生成系统能够将既定体积的液体气溶胶形成基质可靠地递送到汽化器且在气溶胶生成系统的广范围定向上挥发所递送体积的液体气溶胶形成基质，优选地与气溶胶生成系统的当前定向无关。
8.泵优选地被布置于液体存储部分的上游。如本文中所使用，术语
‘
上游’、
‘
下游’、
‘
近端’、
‘
远端’、
‘
前部’和
‘
后部’用于描述气溶胶生成系统的各部件或部件的各部分相对于用户在气溶胶生成系统使用期间在气溶胶生成系统上抽吸的方向的相对位置。气溶胶生成系统可以包括口端，在使用中，气溶胶通过所述口端离开气溶胶生成系统并且被递送给使用者。口端也可被称作近端。在使用中，使用者在气溶胶生成系统的近端或口端上抽吸，以便吸入由气溶胶生成系统生成的气溶胶。气溶胶生成系统包括与近端或口端相对的远端。气溶胶生成系统的近端或口端也可被称作下游端。气溶胶生成系统的远端也可被称作上游端。由于泵被布置于液体存储部分的上游，因此泵与液体存储部分相比被布置于更接近远端。气溶胶生成系统的各部件或部件的各部分可以基于其在气溶胶生成系统的近端、下游端或口端与远端或上游端之间的相对位置而描述为彼此的上游或下游。
9.气溶胶生成系统可以被配置成用于汽化与水相比具有相对高粘度的液体气溶胶形成基质。此液体气溶胶形成基质的粘度可以在约10到500毫帕
·
秒的范围内，优选的是在约17到86毫帕
·
秒的范围内。
10.泵优选地被配置成使得在泵激活期间仅空气进入泵。因此，无粘性液体气溶胶形成基质通过泵。
11.泵优选地是被配置成每次泵激活泵送预定体积的空气的微型泵。
12.泵优选地被配置成用于每次泵激活从液体存储部分推动出预定体积的液体气溶胶形成基质到汽化器。液体气溶胶形成基质是基本上不可压缩的，使得液体气溶胶形成基质的体积不取决于液体气溶胶形成基质的压力。
13.可谨慎地调谐泵以用于将所需体积的液体气溶胶形成基质推动到汽化器。为了从液体存储部分推动出所需体积的液体气溶胶形成基质，必须通过泵将某一体积的空气泵送进入液体存储部分。已经被泵送进入液体存储部分的压缩空气占据由压缩空气从液体存储部分推动出的液体的体积。为了在液体存储部分内保持压缩空气处于某一压力，可以在液体存储部分的入口处提供单向阀。优选地，泵将恒定压力的空气泵送进入液体存储部分以使得泵送空气的体积对应于液体气溶胶形成基质的推动出的体积。优选地，泵允许针对具有可变或恒定持续时间的间隔以例如近似0.5到2微升/秒的低流动速率进行液体气溶胶形成基质的按需递送。递送到汽化器的液体气溶胶形成基质的流动速率可以取决于泵的泵送频率。为了实现液体气溶胶形成基质的所需流动速率，可以从存储特定合意流动速率与特定可操作泵送频率之间的对应关系的查找表确定泵的合适泵送频率。可以通过基于查找表合适地设定或调整泵送频率来实现液体气溶胶形成基质的所需流动速率。
14.优选地，气溶胶生成系统包括管，所述体积的液体气溶胶形成基质通过所述管从
液体存储部分供应到被布置于所述管的开放端下游的汽化器。
15.所述管可以是喷嘴。管可以包括任何适当材料，例如玻璃、硅酮、例如不锈钢的金属，或塑料材料，例如聚醚醚酮(peek)。管的大小可以匹配液体存储部分的出口的大小。举例来说，管可以具有约1到2毫米的直径，但其它大小是可能的。管可以是经由硅酮管道连接到液体存储部分的出口的具有约1毫米直径的毛细管喷嘴，例如玻璃喷嘴。优选地，管包括毛细管。毛细管的横截面可以是圆形、椭圆形、三角形、矩形或运送液体的任何其它合适的形状。毛细管的横截面积的至少宽度尺寸优选可以选择为足够小，使得一方面存在毛细作用力。同时，毛细管的横截面积优选足够大，使得合适体积的液体气溶胶形成基质可被传送到加热元件。通常，毛细管的横截面积在一些实例中低于4平方毫米、低于1平方毫米或低于0.5平方毫米。
16.优选地，汽化器包括用于加热所供应体积的液体气溶胶形成基质的加热器。加热器是适合于加热液体气溶胶形成基质且挥发液体气溶胶形成基质的至少一部分以便形成气溶胶的任何装置。加热器可以示例性地为受热线圈、受热毛细管、受热网状物或受热金属板。加热器可以示例性地为电阻加热器，其接收电力且将所接收电力的至少部分变换为热能。加热器可以包括仅单个加热元件或多个加热元件。一个或多个加热元件的温度优选地受电路控制。
17.汽化器可以包括作为加热元件的在纵向方向上从管延伸的加热线圈。加热线圈可以横向于管安装。加热线圈可以与管的开放端重叠多达3毫米，优选地多达1毫米。在一些实例中，管的开放端与加热线圈之间可能存在距离。加热线圈的长度可以是2毫米到9毫米，优选3毫米到6毫米。加热线圈的直径可以选择为使得加热线圈的一端可以围绕管安装。加热线圈的直径可以是1毫米到5毫米，优选地2毫米到4毫米。
18.汽化器可以包括在纵向方向上从管延伸的锥形加热器作为加热元件。锥形加热器可以与管的开放端重叠。在一些实例中，管的开放端与锥形加热器之间可以存在0.1毫米到2毫米的距离，优选地0.1毫米到1毫米的距离。锥形加热器的倾斜高度可以是2毫米到7毫米，优选地2.5毫米到5毫米。当沿着从一端到另一端的倾斜高度时，在横截面视图中锥形加热器的直径可以从第一直径增加到第二直径。第一直径可以是0.1毫米到2毫米，优选地0.1毫米到1毫米。第二直径可以是1.2毫米到3毫米，优选地1.5毫米到2毫米。优选的是，锥形加热器被布置成使得从管离开的液体气溶胶形成基质在第二直径之前以第一直径通过锥形加热器。锥形加热器的第一直径可以被选择为使得锥形加热器的一端可以围绕管安装。
19.汽化器可以包括具有例如实心或网状表面的平坦加热器作为加热元件。汽化器可以包括网状加热器作为加热元件。汽化器可以包括纤丝的布置作为加热元件。
20.汽化器可以包括固体、柔性、多孔和带孔基板中的至少一种，加热元件可以例如通过安装、印刷、沉积、蚀刻和层压中的至少一种附着到所述基板上。基板可以是聚合物或陶瓷基板。
21.泵和加热器都可以由抽吸检测系统触发。替代地，泵和加热器可以通过按压开/关按钮保持使用者抽吸的持续时间来触发。
22.优选地，气溶胶生成系统包括所述体积的液体气溶胶形成基质被供应到其中的腔室。汽化器的加热器在液体存储部分的出口下游被布置于腔室内部。
23.优选地，液体存储部分被配置成用于存储液体气溶胶形成基质以供应到汽化器且
用于从泵接收空气。液体存储部分可以配置为用于存储液体气溶胶形成基质的容器或储集器。
24.优选地，液体存储部分包括用于收集从泵接收的空气的构件以及用于抑制泵送进入液体存储部分的空气传递到汽化器的构件。为了防止接收的空气退出回到泵，液体存储部分可以包括单向阀作为用于从泵接收空气的入口。
25.优选地，用于收集从泵接收的空气的构件以及用于抑制泵送进入液体存储部分的空气传递到汽化器的构件是使液体存储部分分离为第一存储体积和第二存储体积的分离单元。第一存储体积联接到泵以用于接收空气。第二存储体积联接到汽化器。分离单元被配置成允许传递液体气溶胶形成基质且抑制空气从第一存储体积传递到第二存储体积。分离单元可以通过在液体存储部分内在第一和第二存储体积之间提供至少一个分隔壁以及至少一个间隙或阀来实施，所述阀优选地为单向阀，用于从第一存储体积将基本上无气泡的液体气溶胶形成基质传递到第二存储体积。分离单元可以被配置成使得在液体存储部分的广范围的定向上所述间隙或阀位于第一存储体积中的液体气溶胶形成基质的填充水平面下方。以此方式，分离单元实现在液体存储部分的广范围的定向上的无气泡液体分配。
26.优选地，液体存储部分能够通过针对周围大气气密密封的相应联接而联接到泵和汽化器中的至少一个。优选地，所述联接被配置为自愈式可刺穿薄膜。所述薄膜避免了存储于液体存储部分中的液体气溶胶形成基质的不合需要的泄漏。液体存储部分可以被配置为可更换的罐或容器。为了将可更换的液体存储部分联接到泵和/或汽化器，相应的针状中空管可以刺穿通过相应薄膜。当泵和/或汽化器联接到液体存储部分时，薄膜避免了液体气溶胶形成基质的不合需要的泄漏以及空气来自液体存储部分和进入液体存储部分的泄漏。
27.优选地，气溶胶生成系统包括主单元和筒，其中筒可以可移除地联接到主单元，其中主单元可以包括电源，其中液体存储部分可以设置在筒中，并且其中泵可以设置在主单元中。优选地，主单元进一步包括汽化器。
28.气溶胶生成系统可以还包括连接到汽化器和电力源的电路。所述电路可以被配置成监视汽化器的电阻，并且优选地取决于汽化器的电阻而控制到汽化器的电力供应。
29.电路可以包括具有微处理器的控制器，所述微处理器可为可编程微处理器。电路可包括其它电子组件。所述电路可被配置以调节电力到汽化器的供应。电力可以在启动系统之后连续地供应到汽化器，或可以例如在逐抽吸的基础上间歇地供应。电力可以电流脉冲的形式供应到汽化器。
30.电路可以被配置成设定或调节泵的泵送频率和/或控制到泵的电力供应。
31.有利的是，气溶胶生成系统包括例如在壳体的主体内的电源，通常是电池。电源可以是一种形式的电荷存储装置，例如，电容器。电源可能需要再充电，且可具有允许为一次或多次体验存储足够能量的容量；例如，电源可具有足够的容量以允许在约六分钟的时段中或在六分钟的倍数的时段中连续生成气溶胶。在另一实例中，电源可具有足够的容量以允许预定次数的抽吸或加热器组件的不连续激活。
32.为了允许环境空气进入气溶胶生成系统，气溶胶生成系统的壳体的壁，优选地与汽化器相对的壁，优选地底壁，具备至少一个半开放入口。半开放入口优选地允许空气进入气溶胶生成系统，但不允许空气或液体通过半开放入口离开气溶胶生成系统。举例来说，半开放入口可以是半透膜，其仅在一个方向上可透气，但在相反方向上不透气且不透液。举例
来说，半开放入口还可以是单向阀。优选地，半开放入口允许空气仅在符合特定条件时才能穿过所述入口，所述条件例如气溶胶生成系统中的最小低气压或穿过所述阀或膜的一定体积的空气。气溶胶生成系统可以具有额外空气入口以用于由操作泵抽吸入环境空气。
33.液体气溶胶形成基质是能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的基质。可以通过加热气溶胶形成基质来释放挥发性化合物。液体气溶胶形成基质可包括植物类材料。液体气溶胶形成基质可包括烟草。液体气溶胶形成基质可包括含有挥发性烟草香味化合物的含烟草材料，所述香味化合物在加热之后从液体气溶胶形成基质中释放。液体气溶胶形成基质可以替代地包括不含烟草的材料。液体气溶胶形成基质可以包括均质化植物类材料。液体气溶胶形成基质可包括均质化烟草材料。液体气溶胶形成基质可包括至少一种气溶胶形成剂。液体气溶胶形成基质可包括其它添加剂和成分，例如香料。
34.优选地，气溶胶生成系统是便携式的。气溶胶生成系统可以具有与常规雪茄或香烟相当的大小。气溶胶生成系统可以具有在大致30毫米与大致150毫米之间的总长度。气溶胶生成系统可以具有在大致5毫米与大致30毫米之间的外径。
35.根据本发明的第二方面，提供用于生成气溶胶的方法，所述方法包括以下步骤：提供用于存储液体气溶胶形成基质的液体存储部分；通过泵将空气泵送进入液体存储部分以通过泵送进入液体存储部分的空气从液体存储部分推动出一定体积的液体气溶胶形成基质到汽化器；以及通过汽化器挥发所述推动出体积的液体气溶胶形成基质的至少一部分。
36.优选地，所述体积的液体气溶胶形成基质在又一步骤中以无气泡方式从液体存储部分被推动出来到汽化器。
37.泵优选地是微型泵且每次泵激活泵送预定体积的空气。
38.优选地，预定体积的液体气溶胶形成基质在又一步骤中通过一次泵激活从液体存储部分被推动出来到汽化器。
39.关于一个方面描述的特征可以同等地应用于本发明的其它方面。
附图说明
40.现将参看附图仅借助于实例描述本发明的实施例，在附图中：
41.图1a和图1b示出根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的透视图和顶侧视图；以及
42.图2是根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的液体存储部分的透视图。
具体实施方式
43.图1a和图1b示出本发明的实施例的气溶胶生成系统的示意性图示。气溶胶生成系统包括主单元和具有液体存储部分5的可再填充或可更换的筒。液体存储部分被配置成用于存储液体气溶胶形成基质。主单元包括主体10和衔嘴部分12。主体10含有电源1，例如诸如磷酸锂铁电池的电池，电子电路2，用于装纳筒的腔体，配置泵的微型泵3，以及汽化器7。在主体10的侧面提供电连接器8、9以提供电路2、电源1与汽化器7之间的电连接。微型泵3当在操作时被配置成将空气抽吸进入其入口且在其出口提供泵送空气。提供管4将微型泵3的出口连接到液体存储部分5的入口。当微型泵3操作时，其经由管4泵送空气到液体存储部分5，所述管对环境是气密的。泵送进入液体存储部分5的入口的压缩空气通过位移将一定体
积的液体气溶胶形成基质推动通过液体存储部分5的出口进入管6。管6将来自液体存储部分5的出口的液体气溶胶形成基质的流引导到汽化器7的加热元件的沉积区。液体气溶胶形成基质的流动速率由微型泵3的设定泵送频率决定。衔嘴部分12包括多个空气入口11和出口13。在使用中，使用者吮吸或抽吸出口13，以从空气入口11汲取空气，穿过衔嘴部分12到出口13，然后进入使用者的口腔或肺部。提供内部挡板以迫使空气流过衔嘴部分12。汽化器7被配置成在液体气溶胶形成基质离开管6之后直接加热液体气溶胶形成基质。
44.筒被配置成接收在主体10内的腔体中。当筒中所提供的气溶胶形成基质被耗尽时，筒应可由使用者进行更换。当插入新的筒时，可以移动主体处的滑件以露出腔体。可以将新的筒插入露出的腔体中。液体存储部分5的入口被配置成连接到管4，所述管连接到微型泵3的出口。液体存储部分的出口被配置成连接到管6，所述管连接到汽化器7。主单元是便携式的，且具有与常规雪茄或香烟相当的大小。
45.图2是根据本发明的实施例的气溶胶生成系统的液体存储部分的透视图。图2中示出的液体存储部分5对应于图1b中示出的液体存储部分5。液体存储部分5被配置成用于存储液体气溶胶形成基质的罐或储集器。液体存储部分5包括壳体20、壳体20的底部处的第一自愈式可刺穿薄膜27，以及壳体20的顶部处的第二自愈式可刺穿薄膜28。壳体20以及薄膜27和28提供对液体存储部分5的外部环境气密密封的内部体积。内部体积由分离单元划分为第一存储体积21和第二存储体积22。
46.分离单元由第一分隔壁23和第二分隔壁26形成。第一分隔壁23沿从液体存储部分5的底部到顶部的方向纵向延伸。除接近于液体存储部分5的底部的间隙25外，第二分隔壁26使第一存储体积21和第二存储体积22几乎完全彼此分离。第一分隔壁23和第二分隔壁26的在间隙25处结束的区段以特定距离彼此面对安装以用于建立竖直间隙24。竖直间隙24沿从液体存储部分5的底部到顶部的方向纵向延伸。第一存储体积21和第二存储体积22通过间隙25和竖直间隙24彼此分离。允许液体气溶胶形成基质从第一存储体积21传递到第二存储22且阻挡空气传递到第二存储体积22的单阀(未图示)可以被布置于竖直间隙24中。第一存储体积21被配置成用于存储液体气溶胶形成基质29和一定体积的空气30。第二分隔壁26的一部分沿从液体存储部分5的底部到顶部的方向从间隙25纵向延伸。第二分隔壁26的布置在第二存储体积22中建立汲取管33，所述汲取管沿从液体存储部分5的底部到顶部的方向纵向延伸。间隙24、25和汲取管33相对于彼此被布置成使得在液体存储部分5的广范围定向上抑制气泡从第一存储体积21传递到第二存储体积22。因此，在广范围的定向上仅无任何气泡的液体气溶胶形成基质存储于第二存储体积中。这允许在液体存储部分5的广范围的定向上的无气泡的液体分配。优选地，实现的无气泡定向范围是在0与
±
90度之间，其中图2示出近似0度的定向。在图2中示出的液体存储部分的所需使用定向中，液体存储部分的出口位于液体存储部分的顶部且入口位于液体存储部分的底部或至少在填充水平面下方。在所需使用定向中，分隔壁和间隙确保没有空气传递到第二存储体积。与图2中描绘的直立位置相比，如果液体存储部分未倾斜多于90度，那么气泡被阻止传递进入第二存储体积22。
47.图2中示出的液体存储部分5可以通过将对应于图1b的管4的管31的一端刺穿通过第一自愈式薄膜27而联接到图1b中示出的微型泵3。此外，液体存储部分5可以通过将对应于图1b的管6的管32的一端刺穿通过第二自愈式薄膜28而联接到图1b中示出的汽化器7。为了将存储于第二存储体积22中的一定体积的液体气溶胶形成基质通过管32分配到汽化器
7，微型泵3通过管31泵送空气进入第一存储体积21。响应于泵送空气，存储于第一存储体积21中的一定体积的液体气溶胶形成基质通过间隙24、25移位到第二存储体积22，从而导致通过管32从第二存储体积22分配相同体积的液体气溶胶形成基质。泵送进入液体存储部分5的空气收集于第一存储体积21中。