專利名稱：用于手持肺部氣霧傳送裝置的改進(jìn)噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將霧化液體特別是具有治療特性的霧化液體傳送到用戶肺部的裝置和方法。
背景技術(shù)：
由于醫(yī)療團(tuán)體認(rèn)識到該方法給予病人的益處，用于本地/局部和對稱地傳送活性藥復(fù)合物的吸入治療正在增加。對于一些治療藥劑來說，優(yōu)選在沒有推進(jìn)劑的情況下傳送霧化液體。這些液體可以例如通過電流體動力(EHD)設(shè)備進(jìn)行霧化。期望EHD氣霧傳送系統(tǒng)用來變革吸入治療。這些新的系統(tǒng)比現(xiàn)有吸入裝置更加有效并且可再現(xiàn)。EHD裝置能夠以大于90％的效率將均勻尺寸顆粒的軟(等動力的)云直接傳送到肺部，并且不需要液體推進(jìn)劑或者其它加壓系統(tǒng)。通過使用病人自身的呼吸(吸氣)來傳送氣霧，由此病人能夠易于以正常吸入速率獲得藥物傳送。傳送機構(gòu)特別適合于用于嬰兒、兒童、老人以及具有呼吸功能障礙的病人。
通過將帶電電極放在流體路徑內(nèi)給予流體凈電荷。使得進(jìn)行霧化的液體流過高電場強度的區(qū)域。該流體電荷趨向于保持在液體表面，使得當(dāng)液體從噴嘴出來時，表面電荷的排斥力與液體的表面張力相平衡，形成錐形(例如在J Aerosol Sci.，Vol.25，No.6，pp.1021，1025-1026(1994)中M.Cloupeau和B.Prunet-Foch的“電流體動力噴射功能模式要點回顧”中描述的“泰勒錐形(Taylor cone)”)。在具有最大電荷集中的錐形尖端的區(qū)域，施加到液體表面的電子力克服表面張力，產(chǎn)生液體的薄的射流。該射流變?yōu)榛虼蠡蛐【鶆虺叽绲囊旱?，這些液滴收集形成可以由用戶吸入的云，以傳送氣霧到用戶的肺。
一般已知在傳送到用戶之前霧化藥物配方和放電氣霧顆粒。一個這種方法使用具有由放電電極和接地屏蔽圍繞的單個噴射點(噴嘴尖端)的電流體動力裝置，以產(chǎn)生單分散頻譜的顆粒尺寸。盡管這些已知的方法產(chǎn)生霧化液體，但是它們具有許多缺點。
一般已知的使用電流體動力噴射的肺部傳送裝置是笨重的并且需要連接到交流電源或者大的直流電源上。這些傳統(tǒng)的裝置適合使用在醫(yī)院或其它醫(yī)療應(yīng)用場合，例如在預(yù)定的治療約定過程中用于給予治療藥劑，但是一般不適合于在醫(yī)療地點之外的需要或需求基礎(chǔ)上直接由用戶使用。用戶在家、在工作的常規(guī)活動過程中，在旅行中以及在休閑娛樂活動過程中該傳統(tǒng)的裝置特別不適合使用。
在用戶一到兩次吸入過程中，使用電流體動力噴射的已知肺部傳送裝置也缺少足夠的體積流速以傳送需要量的特定治療液體。增加流速的嘗試已經(jīng)導(dǎo)致不適合于手持使用的更大體積的裝置。這些傳送裝置也一般不能夠噴射具有寬范圍導(dǎo)電率的液體。
授予Zimlich，Jr.，et al.的公共所有的美國專利No.6397838公開了將具有治療特性的霧化液體云傳送到用戶肺部的肺部氣霧傳送裝置，該專利全文在此引入作為參考。該緊湊和便利裝置包括在用戶一只手中能夠握持這種尺寸的殼體，并在殼體內(nèi)具有用于將氣霧引向用戶嘴部的出口。霧化設(shè)備(即EHD噴嘴)包括與分別在尖端下游的放電電極和基準(zhǔn)電極相結(jié)合的多個噴射點(即尖端)以產(chǎn)生從至少一個尖端的霧化噴射。這些多個噴射點能夠獲得更大的劑量。
雖然美國專利No.6397838在通常所知的氣霧傳送裝置上提供了明顯的進(jìn)步，但是我們已經(jīng)認(rèn)識到存在改進(jìn)的機會。例如，EHD噴嘴向下指以便每個噴嘴尖端一致地分配。然而，當(dāng)使用該分配器時，多數(shù)用戶愿意直立。因此，分配的霧化液體不得不通過彎曲引向出口。霧化液滴的動力傾向于在出口沉積一些液體，減少傳送到用戶的有效劑量。另外，EHD噴嘴內(nèi)部自身的潤濕會降低性能。由肺部傳送裝置分配的液體如果不是全部也多數(shù)在某種程度上是導(dǎo)電的。從而，潤濕趨向于消散在EHD噴嘴內(nèi)的所需的電場，特別是應(yīng)當(dāng)在放電和基準(zhǔn)電極之間形成的導(dǎo)電路徑。通過程序上需要噴嘴垂直定向在一定程度地減輕潤濕。同時，通過極大減小在噴嘴尖端和基準(zhǔn)電極之間的液體導(dǎo)電路徑，空隙的基準(zhǔn)電極減少電起弧。另外，在電壓產(chǎn)生線路中的電流限制電阻器進(jìn)一步控制起弧。雖然這些特征提供了有用的手持分配器，但是期望進(jìn)一步的改進(jìn)以消除噴嘴的潤濕以及允許在不同方向上使用分配器。
也期望產(chǎn)生完全電中和霧化液體的EHD噴嘴。具有保持電荷的一些液滴趨向于復(fù)合潤濕裝置或者會限制治療效果(例如，帶電顆粒的相互排斥會在完全程度到達(dá)肺部之前沉積液體)。
已經(jīng)建議的一種方法在于在離開如美國專利No.Noakes et al.所教導(dǎo)的吸入器裝置之前產(chǎn)生與帶電霧化液滴相混合的帶相反電的離子電暈?？諝馔ǖ罊M交于霧化腔，在由空氣通道分隔的腔的相反側(cè)上具有帶正電的金屬毛細(xì)作用管和帶負(fù)電的放電電極。在管處的泰勒錐形產(chǎn)生朝向放電電極吸引的霧化液體帶。放電電極產(chǎn)生朝向霧化顆粒指引的帶正電離子的相反電暈，在它們離開腔之前當(dāng)與帶負(fù)電的顆粒相互作用時中和霧化顆粒的負(fù)電荷。為了在某種程度上保護(hù)泰勒錐形不受帶正電離子的攻擊，屏蔽將管與空氣通道和放電電極分開。該屏蔽具有大到足夠允許霧化顆粒通過的孔，同時該孔充分小以防止帶正電的離子電暈從中通過以降低在管處的泰勒錐形形成。
然而，相信中和霧化液體的這種方法具有幾種不期望的限制。例如，氣流橫交于霧化液體和離子的相反方向，產(chǎn)生趨向于在出裝置之前妨礙霧化液體的中和并且趨向于潤濕吸入器裝置內(nèi)部的渦流。另外，進(jìn)一步相信中性的屏蔽將趨向于由霧化顆粒潤濕并且由于靠近放電離子而使得霧化顆粒的體積率將會不一致。由此，獲得的劑量將會不一致。
因此，明顯需要適合用于便攜肺部氣霧傳送裝置的改進(jìn)的EHD噴嘴。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供改進(jìn)的電流體動力(EHD)噴嘴，本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的上述和其它不足，上述改進(jìn)的電流體動力(EHD)噴嘴在獲得分配霧化液體的有效中和的同時通過屏蔽放電電極而減少或消除了噴嘴內(nèi)部的潤濕。由此，一致的劑量快速完全傳送到病人。避免由于潤濕造成的電源消耗而使得該EHD噴嘴特別適合于手持肺部氣霧吸入器。而且，在產(chǎn)生適合于治療液體分配器的有益地小顆粒尺寸的同時，獲得具有低潤濕的高劑量。
在本發(fā)明的一方面，描述了一種用于改進(jìn)的電流體動力(EHD)噴嘴的設(shè)備和方法，該噴嘴包括限定了具有縱向軸的噴射通道的屏蔽。該屏蔽在縱向軸上具有下游開口。EHD噴射嘴包含在噴射通道內(nèi)并且具有噴嘴尖端，該噴嘴尖端朝向下游開口產(chǎn)生泰勒錐形以霧化液體。圍繞屏蔽的放電電極在下游開口處電中和霧化液體，同時減少由霧化液體潤濕的可能性。通過屏蔽放電電極減少或消除潤濕，該EHD噴嘴和方法增加了一致和有效的分配治療液體。
在本發(fā)明的另一方面，也提供一種肺部氣霧傳送裝置，其包括改進(jìn)的電流體動力設(shè)備，使得改進(jìn)性能和便攜電源服務(wù)壽命。該傳送裝置也包括分配系統(tǒng)，其用于包含進(jìn)行霧化的液體并且將液體傳送到電流體動力設(shè)備；電源系統(tǒng)，其用于為電流體動力設(shè)備提供足夠的電壓以霧化液體；以及與分配系統(tǒng)相通的控制電路。這些組件容納在能夠握持在用戶一個手中這種尺寸的殼體中。通過有益的減少在電流體動力裝置中的潤濕，通過具有電壓等級的對應(yīng)需求的額外的噴嘴尖端可獲得增加的劑量，而不會遭遇起弧和電源消耗。另外，在更大的可獲得電源效率的情況下，裝置可以獲得更長的服務(wù)壽命而不用更換電源(例如電池)。
在一種特定例示的類型中，下游放電電極基本上由包括小開口的屏蔽保護(hù)，以僅僅暴露每個放電電極的尖端。由此，僅僅尖端受到帶電霧化液體的吸引和潤濕。屏蔽的潤濕不足以形成從噴射嘴到放電電極的傳導(dǎo)路徑，這將拉低電壓以減小一致的顆粒尺寸或者產(chǎn)生電起弧，這部分地由于在屏蔽后面進(jìn)行保護(hù)以及充分長度地從屏蔽拆下的放電電極的縱向長度所造成的。
在另一特定例示的類型中，分離的放電電極完全受到保護(hù)不受噴射嘴影響，并且甚至可以是噴射嘴的噴嘴尖端的平面的上游。帶相反電的離子云環(huán)形地輸送到下游，以便與帶電霧化液體合并，提高霧化液體到用戶的流動并且中和霧化液體。
保護(hù)放電電極給出了用于更小的裝置尺寸的額外的設(shè)計選擇、更經(jīng)濟的制造和其它優(yōu)點。具體來說，高電壓放電電極提供了電擊危險，如果暴露的話，將需要許多安全步驟以防止對用戶的傷害。通過放電電極在兩個絕緣壁支架凹進(jìn)，放電變得達(dá)不到用戶，這便利了獲得規(guī)章認(rèn)可。例如，否則會需要精巧的電源或電路來限制施加給用戶的電流量。作為另一實例，會需要精巧的輸送霧化液體以將暴露的放電電極與用于的臉或手指分開。由于增加了裝置尺寸以及由于輸送的潤濕所造成的霧化液體的損失，這種精巧的輸送將會是不期望的。
在本發(fā)明的進(jìn)一方面，EHD噴嘴的一些實現(xiàn)方式有益地包括由絕緣材料形成的噴射嘴。上游帶電電極將電荷給予進(jìn)行分配的液體。在噴射嘴內(nèi)形成的分支通路提供受控的壓降到多個圓周布置的噴嘴尖端。到每個噴嘴尖端的受控壓降允許多個尖端的增加的劑量產(chǎn)出，同時避免在每個噴嘴尖端看到的不期望的流速變動，這將影響所獲得的顆粒尺寸。
通過附圖和附圖的描述，本發(fā)明的這些和其它目的和優(yōu)點將變得明顯。


結(jié)合入說明書并且構(gòu)成說明書一部分的附圖顯示了本發(fā)明的實施例，并且與上面給出的本發(fā)明的總體描述以及下面給出的實施例的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1顯示構(gòu)成本發(fā)明的改進(jìn)的電流體動力(EHD)噴嘴，其示出安裝在部分拆開的手持肺部傳送裝置內(nèi)。
圖2顯示為圖1的傳送裝置提供有非潤濕下游放電(NDD)噴嘴能力的多個尖端、EHD噴嘴組件的分解視圖。
圖3顯示裝配圖1的多尖端EHD噴嘴組件的前部正視圖，其中一部分切去以看到多個不可潤濕的下游放電電極中的兩個。
圖4顯示了從前看沿圖1的裝配的多尖端EHD噴嘴組件的線4-4截取的后部正視圖。
圖5顯示了沿圖1的裝配的多尖端EHD噴嘴組件的線5-5截取的橫截面圖。
圖6顯示了圖1的EHD噴嘴組件的噴射嘴的分解示意圖，其包括流體分配通道和完全絕緣噴射點。
圖7顯示了沿圖6的噴射嘴的線7-7截取的截面圖。
圖8顯示了沿圖6的噴射嘴的線8-8截取的截面圖。
圖9顯示了圖6的噴射嘴的前部示意圖。
圖10顯示了由完全絕緣材料形成的單個電流體動力(EHD)噴射嘴的示意圖。
圖11顯示了用于圖1所示傳送裝置的多尖端EHD噴嘴組件的替換形式的分解示意圖。
圖12顯示圖11多尖端EHD噴嘴組件的局部分解示意圖。
圖13顯示圖11的EHD噴嘴組件的前四分之三截面的示意圖。
圖14顯示圖11的EHD噴嘴組件的后四分之三截面的示意圖。
圖15顯示沿著圖11的EHD噴嘴組件的中心線截取的截面正視圖。
圖16顯示一個分解示意圖，其例示了對于圖1所示的傳送裝置來說使用分離的下游放電(DDS)電極的進(jìn)一步替換形式的多尖端EHD噴嘴組件的主要構(gòu)件。
圖17顯示一個相反的分解示意圖，其例示了圖16所示的DDS多尖端EHD噴嘴組件。
圖18顯示圖16所示的DDS多尖端EHD噴嘴組件的縱向橫截面示意圖。
圖19顯示圖16所示的DDS多尖端EHD噴嘴組件橫截面正視圖。
具體實施例方式
通過改進(jìn)的電流體動力(EHD)噴嘴提高了手持肺部傳送裝置(例如，吸入器)的便利性和有效性。特別地，對EHD噴嘴的改進(jìn)包括當(dāng)EHD噴嘴以不同角度瞄準(zhǔn)時流體到噴嘴頂端均勻分布，而不是需要EHD噴嘴向下瞄準(zhǔn)。改進(jìn)也包括用于減少或消除在EHD噴嘴中潤濕的幾點創(chuàng)新，在EHD噴嘴中的潤濕會降低電壓從而降低顆粒尺寸或者引起在放電和基準(zhǔn)電子線路之間的起弧。
通過電流體動力噴射使得液體霧化一般特征在于特定的電子和物理特性。在不限制本發(fā)明的范圍的情況下，具有下面的電子和物理特征的液體通過所述裝置和方法獲得優(yōu)化的性能，以便在幾秒內(nèi)產(chǎn)生醫(yī)學(xué)相關(guān)劑量的可呼吸顆粒。液體的表面張力典型地處在大約15-50達(dá)因/cm、優(yōu)選大約20-35達(dá)因/cm、更優(yōu)選大約22-33達(dá)因/cm的范圍內(nèi)。液體電阻率典型地大于大約200歐姆-米、優(yōu)選大于大約250歐姆-米、以及更優(yōu)選大于大約400歐姆-米(例如1200歐姆-米)。相對電容率典型地小于大約65、優(yōu)選小于45。液體粘度典型地小于大約100厘泊、優(yōu)選小于大約50厘泊(例如1厘泊)。盡管上面特征的組合允許優(yōu)化的性能，但是使用本發(fā)明的裝置和方法能夠在一個或多個特征值在這些典型數(shù)值之外的情況下有效地噴射液體。例如，特定的噴嘴構(gòu)造可以允許有效噴射低電阻(更導(dǎo)電)的液體。
溶解在乙醇中的治療藥劑一般是用于電流體動力噴射的良好對象，這是因為乙醇基具有低的表面張力并且不導(dǎo)電。乙醇也是抗菌藥劑，這減少了在藥配方之內(nèi)以及在殼體表面上的細(xì)菌的生長。用于治療藥劑的其它液體和溶劑也可以使用本發(fā)明的裝置和方法傳送。液體可以包括藥或溶液或者藥在適合溶劑內(nèi)的微懸浮物。
如上所述，電流體動力裝置通過引起液體在高電場強度的區(qū)域流過而霧化液體，這將給予液體凈電荷。在本發(fā)明中，典型地通過在噴射嘴之內(nèi)的負(fù)帶電電極提供高電場強度的區(qū)域。負(fù)電荷趨向于保留在液體表面，藉此當(dāng)液體出噴嘴時，表面電荷的排斥力相對于液體的表面張力平衡，形成泰勒錐形。施加在液體表面上的電子力克服在錐形尖端的表面張力，產(chǎn)生液體的薄的射流。該射流變?yōu)榛蚨嗷蛏倬鶆虺叽绲囊旱危@些液滴集合形成云霧。
所述裝置產(chǎn)生可呼吸尺寸的霧化顆粒。優(yōu)選地，液滴具有小于或等于大約6微米的直徑，并且優(yōu)選處在1-5微米的范圍之內(nèi)，用于深度的肺給予。因為許多配方意欲用于深度肺沉積，至少大約80％的顆粒優(yōu)選地具有小于或等于5微米的直徑，用于治療藥劑的有效的深度肺給予。霧化液滴基本上是相同尺寸并且當(dāng)它們出裝置時具有接近零的粘度。
傳送量的范圍取決于特定的藥配方。肺部治療藥劑的典型劑量在0.1-100μL的范圍之內(nèi)。理想地，在單次吸氣過程中劑量應(yīng)當(dāng)傳送給病人，盡管在特定條件下在兩次或多次吸氣過程中傳送也是可接受的。為了獲得此，裝置一般必須能夠在大約1.5-2.0秒內(nèi)霧化大約0.1-50μL，特定地大約10-50μL的液體。對于肺部傳送裝置來說傳送效率也是一個主要考慮因素，因此在裝置自身表面的液體沉積應(yīng)當(dāng)最小。優(yōu)選地，70％或更多霧化量應(yīng)當(dāng)對于用戶來說可用。
返回附圖，其中貫穿幾個圖相同的數(shù)字表示相同的構(gòu)件，圖1顯示包括殼體12的肺部傳送裝置10，該殼體12制成尺寸使得能夠握持在用戶手中。殼體12具有用于將分配的霧化液體指引向用戶嘴部的開口14。硅面罩(未示出)附裝在出口14上用于用戶從肺部傳送裝置10再呼吸吸入，但是將會理解到可以在一些應(yīng)用中使用接嘴。殼體12封閉為分配系統(tǒng)18提供功率的便攜式電源16、從分配系統(tǒng)18接收液體并且將霧化液體提供到出口14的本發(fā)明的EHD噴嘴組件20、以及啟動前述構(gòu)件的控制電路22。
分配系統(tǒng)18在包含和維持治療液體完整性的容器24內(nèi)保持進(jìn)行霧化液體的供應(yīng)。容器24可以采取用于以單劑量單元封閉的藥的支持器的形式，多個密封腔中每個均保持單劑量的藥，或者采取用于封閉散裝供應(yīng)的被霧化的藥的小瓶的形式。除了諸如蛋白質(zhì)基治療藥劑之類的在空氣中缺乏穩(wěn)定性的液體以外，一般出于經(jīng)濟原因優(yōu)選散裝劑量。容器24優(yōu)選與同時包括溶液和微懸浮物的治療液體物理和化學(xué)地相適合并且是液及氣密封的?？梢蕴幚砣萜?4以給予其抗菌性能以便保持在容器24內(nèi)包含的液體的純度。
NDD EHD噴嘴.圖2-5顯示了特定形式的圖1的EHD噴嘴組件20，其有益地提供了提高肺部傳送裝置10的一致性能的不可潤濕的下游放電(NDD)電極構(gòu)造。特別地，顯示的NDD EHD噴嘴組件20a包括多個伸長的放電電極26，上述放電電極26基本上由絕緣屏蔽30保護(hù)與噴射嘴28分開，減輕或完全避免在噴射嘴28上的噴嘴尖端32和伸長放電電極26之間的潤濕路徑。由此，一起減輕或避免源于起弧和在噴嘴尖端32處電場強度的改變的性能下降。
特別是參照圖2，開口圓柱形外殼或蓋34接收放電組件36，該放電組件36包括絕緣放電屏蔽30和伸長的放電電極26。蓋34的后部開口38滑動地接收絕緣放電屏蔽30的后部環(huán)形凸緣40。蓋34的減小直徑前部開口42結(jié)合絕緣放電屏蔽30的面向前的圓齒環(huán)44。特別參照圖5，放電電極腔46在絕緣放電屏蔽30和蓋34之間形成，由此，除了暴露給在絕緣放電屏蔽30內(nèi)部縱向限定的噴射通道50的每個伸長放電電極26的每個放電電極尖端48之外，通過由面向前的圓齒環(huán)44和減小直徑的前部開口42形成的相應(yīng)放電電極開口52，保護(hù)伸長的放電電極26。每個伸長的放電電極26均起始于與NDD EHD噴嘴組件20a的縱向中心線54縱向?qū)R的后面部分，過渡到在放電電極尖端48終止的傾斜向內(nèi)角部分64。
除了減少潤濕之外，應(yīng)當(dāng)理解到足夠小尺寸的放電電極開口52減小了與用戶接觸的可能性，由此減少電擊危險。從而，NDD EHD噴嘴組件20a可以有益地用在靠近用戶嘴部的近處。而且，大量的電源和儲能裝置可以與NDD EHD噴嘴組件20a結(jié)合使用。
噴射嘴28通過多個定位板56在噴射通道50內(nèi)在縱向中心線54上居中，上述多個定位板56縱向?qū)R并且分別徑向間隔以接觸絕緣放電屏蔽30的內(nèi)部。
如圖5-6所示，給出噴嘴尖端32(或者噴射點)相對于伸長的放電電極26ΔV的電壓差。在示出的類型中，使用對稱的電源以在噴嘴尖端32提供-5kV以及在伸長放電電極26提供+5kV。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解到本發(fā)明公開的好處在于可以使用具有相反極性或不同大小的電壓差。例如，噴嘴尖端32可以處在接地電位并且放電電極可以處在+10kV，由此暴露的噴嘴尖端32不會給用戶帶來電擊危險。在合成電場的影響下噴嘴32提供EHD噴射，上述合成電場在一個或多個噴嘴尖端32處引起泰勒錐形以射出氣霧射流。
在圖4、6中分別從前部和后部看，噴射通道50穿過NDD EHD噴嘴組件20a，允許用戶如箭頭58所示通過NDD EHD噴嘴組件20a吸入空氣，或者在相反方向呼出。在用噴嘴尖端32產(chǎn)生霧化液體的吸入過程中，通過噴射通道50以及圍繞噴射噴嘴28的氣流幫助將絕緣放電屏蔽30的向前的內(nèi)部表面的潤濕最小化，特定地，在噴射通道50內(nèi)的頸縮60向內(nèi)偏轉(zhuǎn)氣流，克服從噴嘴尖端32射出的帶電液滴的相互排斥。
通過在前部附近的蓋34的外部周圍徑向分開的多個出口62提供額外的氣流路徑。如圖5所示，在吸入過程中的出口氣流如箭頭63所示，由此空氣通過出口62進(jìn)入，圍繞伸長放電電極26的向內(nèi)及傾斜向前彎曲部分64通過并且經(jīng)過放電電極開口52進(jìn)入噴射通道50的吸入空氣58的氣流。在放電電極尖端48附近通過的空氣在霧化液體的相反方向上離子化并且在霧化液體的前部提供，由此通過電子收縮進(jìn)一步提高霧化液體流出減小直徑的前部開口42。會聚也電中和霧化液體，這一般是優(yōu)選的，以完全到達(dá)病人肺部。出口62的自呼吸特征通過使得能夠產(chǎn)生離子風(fēng)而提高了伸長的放電電極26的性能。
除了引導(dǎo)氣流以減少潤濕之外，有益地通過絕緣材料形成絕緣放電屏蔽30，使得來自帶電霧化液體的液滴的積累電荷將趨向于排斥額外液滴的附著。而且，在圖5中最佳示出的，相信不可能沿著在噴嘴尖端32之間的完全路徑，橫過定位板56，以及沿著絕緣放電屏蔽30的內(nèi)部產(chǎn)生潤濕。從而，潤濕不可能由此方便橫過放電電極開口52到放電電極尖端48起弧。該潤濕路徑的整個長度極少可能比在傳統(tǒng)EHD噴嘴中更潤濕。而且，在考慮到使用電壓和治療液體的導(dǎo)電率的情況下，放電電極開口52的適當(dāng)尺寸可以進(jìn)一步減小起弧的可能性。
具有對潤濕的增加的抗性，可以采用更簡單的控制，帶來單元成本降低以及單元可靠性增加。例如，經(jīng)常使用吸入傳感器來感知吸氣，使得在呼出過程中防止分配。在這些公知裝置中，在呼出過程中的分配將趨向于在EHD噴嘴內(nèi)部上沉積大量治療液體。具有該簡化控制的益處的情況下，然而，當(dāng)前的NDD EHD噴嘴組件20a可以以新的方式使用，例如在其中病人可以通過裝置吸入和呼出的再呼吸操作中使用。盡管在吸入過程中將會教導(dǎo)病人通過按壓按鈕或其它控制來啟動分配，在呼出過程中的無意啟動將不會損害操作。然而，將會理解到可以在一些應(yīng)用場合使用吸入傳感器。
在噴射噴嘴中的流體分配通道。圖6-9更詳細(xì)顯示了在上述EHD噴嘴20內(nèi)使用的示意性的模制噴射嘴28。特別參照附圖6-8，示出的噴射嘴28有益地包括流體分配通道66，該流體分配通道66使得能夠在除了垂直向下之外的方向有效及有用的使用NDD EHD噴嘴組件20a。
參照圖6-9，噴射嘴28包括面板68，該面板68具有形成絕緣噴嘴尖端70的泰勒錐形，如圖9中最佳示出的，絕緣噴嘴尖端70在面板68的圓周周圍等間隔地布置。在面板68面向后的表面72上是一族溝槽通路74，其從面板68的中心延伸到每個絕緣噴嘴尖端70的相應(yīng)通過孔76。背板78密封地(例如壓入配合、粘接、焊接等)接收在附裝到面板68的向后伸出的軸環(huán)80之內(nèi)，完成噴射嘴28。類似澆口的溝槽通路74從面向后的表面72的中心向外到每個絕緣噴嘴尖端70放射并分支。在操作中，從面板68的中心放射出的四個主澆口82從主供應(yīng)源(未示出)接收流體并且將流體分配到分支澆口84，由此供應(yīng)流體到每個絕緣噴嘴尖端70。特別地，溝槽通路74的分支圖案的通路產(chǎn)生從面板68的中心到每個絕緣噴嘴尖端70的流體路徑，使得即使在改變方向時，壓降和流體流速的流體動力影響對于所供應(yīng)的所有絕緣噴嘴尖端70來說都類似。從而每個絕緣噴嘴尖端70理論上應(yīng)當(dāng)以類似流速和壓力接收流體，并且由此以可比的顆粒直徑和體積率分配氣霧液滴。
將會理解到在一些應(yīng)用中溝槽通路74可以產(chǎn)生比公知分配器中使用的更大但一致的壓降，由此需要增加的泵壓力需求以分配分布的液體到絕緣噴嘴尖端70。相信增加的壓降有益地保持高的流體粘度，該高的流體粘度使得在絕緣噴嘴尖端70之間的相對高度以及任何不一致的分配體積和顆粒尺寸變得不明顯。
盡管上述的噴射嘴28例示了在噴射嘴28的中心線周圍對稱布置的類似澆口的溝槽通路74，但是以不必要是對稱的任何圖案布置類似澆口的溝槽通路74也處在本發(fā)明的教導(dǎo)之內(nèi)。例如，如果需求來自絕緣噴嘴尖端70的不均勻流體流速的話，溝槽通路74可以采取一些圖案，其中澆口不必要對稱、等長度和/或等通路直徑。而且，可以通過在每個溝槽通路74內(nèi)更少分支和更少回轉(zhuǎn)獲得期望的壓降選擇。例如，可以使用沒有任何回轉(zhuǎn)的放射輻條布置，并且所有分支在中心液體通道處獲得。
當(dāng)噴嘴尖端70以非圓形布置排列時，不采取溝槽通路74的圓形和徑向?qū)ΨQ布置將會是特別合適的。例如，橢圓形或矩形面板可以有益地允許獲得更易于在袋中攜帶的更輕薄裝置。從而噴嘴尖端的布置可以沿著這種面板的周邊進(jìn)行布置?？蛇x擇地，可以沿著面板的寬度布置成行的噴嘴尖端，或許為類似于在美國國旗上的星星的交錯圖案，使得解決來自噴嘴尖端附近的排斥并且獲得期望的噴射圖案。這些非圓形排列的噴嘴尖端的流體通道可以有益地從徑向?qū)ΨQ圖案變化，使得每個噴嘴尖端接收與其它噴嘴尖端幾乎相等的流速。
完全絕緣噴射點。完全由絕緣材料形成的噴射嘴28的可選擇或額外特征在圖9中示出，載有電荷的分配液體在進(jìn)入噴射嘴628之前噴射。完全絕緣噴射嘴28具有在其絕緣噴嘴尖端70處較少的液體毛細(xì)作用趨向性。有益地控制了甚至當(dāng)電場關(guān)閉時也會產(chǎn)生的毛細(xì)作用損失，以允許NDD EHD噴嘴組件20a的兩個持續(xù)操作，并且由此傳送期望劑量的治療液體到用戶去。如果不控制，毛細(xì)作用會導(dǎo)致絕緣噴嘴尖端70的浸沒和噴射動作的停止。認(rèn)為毛細(xì)作用損失來自于液體配方的低表面張力(大約15達(dá)因/cm那么低)。為了控制毛細(xì)作用，絕緣噴嘴尖端70的外直徑或者利害相關(guān)的其它表面可以由低表面能材料形成，由此消除對添加不粘水涂層的輔助制造操作的需要。
圖10示意性示出了單個EHD噴嘴組件86，其包括完全絕緣管88、尖端90和高電壓金屬的、流體供應(yīng)組件92。絕緣管88和尖端90包括諸如但不限定于聚碳酸酯、乙縮醛、特富龍等等之類的完全絕緣、不導(dǎo)電材料。高電壓流體供應(yīng)組件92包括合適的金屬放電管94，由合適的泵96(“P”)供應(yīng)的導(dǎo)電液體通過上述金屬放電管94從高電壓供應(yīng)組件92流入絕緣管88并且通過絕緣管88在尖端90出去。尖端90可以包括適合于泰勒錐形形狀的任何出口構(gòu)造。當(dāng)導(dǎo)電流體通過高電壓供應(yīng)組件92時，通過由DC電源98充負(fù)電的供應(yīng)組件92，流體變成帶負(fù)電。
在圖10中所示的實驗測試裝置中，絕緣管88的長度“D1”和從帶正電地面100起的高度“D2”的物理尺寸分別是25和22厘米，并且金屬放電管94是12規(guī)格不銹鋼。在帶負(fù)電流體出口尖端90，泰勒錐形102形成并變得附著于尖端90的出口端，由此產(chǎn)生帶負(fù)電液體顆粒104的霧。形成單分散電噴射106的帶負(fù)電液體顆粒104收縮并且撞擊帶正電的地面100。初始的實驗測試導(dǎo)致在0.5微升每秒的流體流速下具有低如1.56微米的平均顆粒尺寸(依據(jù)體積)的單分散電噴射液體顆粒104。當(dāng)流體流速已經(jīng)增加到2.0微升每秒時，平均顆粒尺寸增加到3.6微米。
采用如圖10所示類似的使用全金屬、不銹鋼球尖端(未示出)的裝置的其它實驗測試，通過如圖10所示類似地面關(guān)系測試并且以0.25微升每秒的流體流速操作，提供具有5.59微米平均顆粒尺寸(依據(jù)體積)的單分散電噴射，明顯比使用絕緣尖端所獲得的更大。從而，不銹鋼的更高表面能導(dǎo)致更大的顆粒直徑。
將會理解到帶正電的液體撞擊帶負(fù)電的地面100將會獲得類似的結(jié)果。也要理解到，盡管上述的測試裝置使得帶電放電管94帶負(fù)電并且將導(dǎo)電流體引入絕緣管88內(nèi)，也可以使用其它可選擇的方法，從而當(dāng)流體進(jìn)入和/或通過絕緣管88時充電流體。例如電極可以沿著絕緣管88的長度在任何地方放置在絕緣管88之內(nèi)，其中電極與通過流體相接觸，由此在流體從尖端90出去之前充電流體。而且，絕緣管88自身可以用充電液體的金屬結(jié)構(gòu)替換，依賴于提供絕緣材料的益處的完全絕緣尖端90自身。作為另一實例，噴嘴尖端可以處在接地電位，具有通過由帶電放電電極形成的電場或者由帶電放電電極產(chǎn)生的離子云形成的泰勒錐形。
完全絕緣噴射嘴28在有益地減小毛細(xì)作用的同時有效用于電噴射并且可以經(jīng)濟地制造。然而，在一些應(yīng)用中，通過完全絕緣材料經(jīng)濟的制造模制噴射嘴是期望的；然而，期望導(dǎo)電或半導(dǎo)電噴嘴尖端來減少過渡作用并且由此達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)體積率和顆粒尺寸。例如，碳或諸如金屬(例如銀、金)之類的其它導(dǎo)電顆粒在模制之前可以載入絕緣材料或者在模制之后施加到噴射嘴的外表面?？蛇x地，諸如銀或金之類的薄金屬層可以沉積在噴射嘴上，例如通過真空濺射或類似工藝。
返回圖9，具有三十四個絕緣噴嘴尖端70的所示噴射嘴28已經(jīng)在相對于其縱向軸的水平位置、從5到16微升每秒的流速范圍內(nèi)進(jìn)行了實驗臺測試，而沒有在每個尖端形成的泰勒錐形的損失。霧化的顆粒尺寸大約1.4到1.5微米。測試噴嘴組件的物理尺寸為直徑(D)＝0.55英寸；尖端圓直徑(d)＝0.049英寸；尖端OD＝0.020英寸；尖端ID＝0.0043英寸；以及供應(yīng)管(58)長度＝0.875英寸。
扣合(snap-fit)NDD EHD噴嘴。圖11-15顯示了另一種形式的NDD EHD噴嘴組件108，其有益地包括具有簡化的電極及扣合組件的制造特征。如圖11所示，扣合NDD EHD噴嘴組件108包括整體的、絕緣、圓柱底座結(jié)構(gòu)110；噴射嘴112；整體的、圓柱、多電極放電帶114；以及整體的絕緣、圓柱蓋116。所有上述元件圍繞縱向中線A顯示為同軸的。
所述整體的、絕緣、圓柱底座結(jié)構(gòu)110包括圓形后壁118，該后壁118具有多個孔120以允許在用戶吸入過程中氣流通過。從圓形后壁118軸向向前延伸的是圓柱軸環(huán)122，該軸環(huán)122具有多個開口端的、U形開口124，這些開口124外接圓柱軸環(huán)122的遠(yuǎn)端外周。盡管U形開口124顯示為開口端的，但是它們也可以具有閉合端并且是非U形。
閉合端管126與圓柱底座結(jié)構(gòu)110整體形成并且延伸通過圓形后壁118，噴射嘴112經(jīng)由流體供應(yīng)管128附裝到上述閉合端管126上，如圖14-15最佳示出的，上述流體供應(yīng)管128從噴射嘴112向后延伸并且通過閉合端管126。
包括多個整體的金屬腳130的不銹鋼放電帶114安裝在圓柱軸環(huán)122上并外接圓柱軸環(huán)122，如圖14所示出的，上述金屬腳130接收在圓形后壁118的開口槽132內(nèi)并且在其上彎曲，由此將多電極放電帶114固定到底座結(jié)構(gòu)110上。如圖11最佳示出的，多電極放電帶114也包括具有多個電極136的圓柱底座帶134，上述電極136從圓柱底座帶134軸向向前延伸。電極136提供有朝向縱向軸傾斜彎曲并且在圓柱軸環(huán)122的開口124之內(nèi)居中的鋒利尖端138。當(dāng)多電極放電帶114帶正電時，從每個電極136朝向噴射嘴112的縱向軸下游指引正離子場，由此指引流出肺部傳送裝置10并且增加所獲得的傳送質(zhì)量。
如圖12所示，保護(hù)蓋116包括具有徑向向內(nèi)的邊緣142的圓柱殼體140，上述邊緣142圍繞部件的分組件并且通過接收在底座結(jié)構(gòu)110的開口槽146之內(nèi)的三個或多個鍵144而附裝到結(jié)構(gòu)110上。蓋116、圓柱軸環(huán)122和徑向向內(nèi)邊緣142相結(jié)合形成具有多個外接開口124的封閉環(huán)形放電電極腔148，如圖15最佳示出的，各個電極136的尖端在上述多個外接開口124內(nèi)居中。
分離的放電屏蔽(DDS)渦輪噴嘴。圖16-19顯示另一種可選擇的EHD噴嘴組件20b，其包括分離的上游放電電極150。處在分離的放電屏蔽152的上游并且由該分離的放電屏蔽152保護(hù)的放電電極帶被保護(hù)不受噴射嘴154潤濕。而且。與來自噴射嘴154的霧化液體帶相反電的離子電暈以圍繞霧化液體的向前環(huán)形方式進(jìn)行分配，在不潤濕DDS EHD噴嘴組件20b的內(nèi)部的同時產(chǎn)生有益的氣流圖案用于中和霧化液體。
鋒利尖端分離的上游放電電極150維持在相對高的正電荷，由此電分解圍繞分離的上游放電電極150的空氣以形成帶正電的離子云156。在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，一般認(rèn)為空氣當(dāng)經(jīng)受30000V/cm的電場強度時將離子化。帶正電的離子云156排斥分離的上游放電電極150以及由于它們的公共電荷而彼此排斥，由此形成電暈風(fēng)或者帶正電的離子云156，通過絕緣管道或路徑158。
環(huán)形路徑158的出口端160與包含噴射嘴154的環(huán)繞空氣通道164的出口162合并，以形成吸入裝置的出口166(在圖16-19中未示出)。帶負(fù)電、霧化液體顆粒的氣霧168在環(huán)繞空氣通道164內(nèi)從如上所述的噴射嘴154噴射。帶正電離子156的電暈通過在該出口166處相互作用而中和氣霧168。
分離的上游放電電極150與噴射嘴154電分離并且從而不妨礙EHD操作。替代在噴射嘴154的每個EHD噴嘴尖端170和帶正電的離子云156之間的強的關(guān)系(即，電吸引)。除了輔助EHD噴射之外，在帶負(fù)電的離子在每個EHD噴嘴尖端170處形成并且開始彼此發(fā)散之后，帶正電的離子云156影響氣霧168的運動和方向。由于其相對于路徑158的位置和方向，氣霧168的帶負(fù)電顆粒以軸向流動方式而不是橫向流動方式被引向環(huán)繞空氣通道164的出口162并且被引向吸入裝置的出口166，將潤濕最小化。
在例示的實施例中，DDS EHD噴嘴組件20b進(jìn)一步包括階梯的底座安裝圓柱172，該圓柱172在其內(nèi)放置有底板174。如圖19最佳示出的，底板174包括整體的、圓周邊緣176并且通過整體的、圓周邊緣176放置在階梯的底座安裝圓柱172之內(nèi)。如圖19最佳示出的，與定位凸緣180和中心管182整體形成的放電電極支撐圓柱178放置在階梯的底座安裝圓柱172之內(nèi)。如圖18-19所示，中心管182延伸通過底板174和階梯的底座安裝圓柱172的后壁184，由此穩(wěn)定對稱地處在階梯的底座安裝圓柱172之內(nèi)的放電電極支撐圓柱178。如圖19所示，底板174的整體的圓周邊緣176用作在底板174和定位凸緣180之間的軸向分隔器。底板174和定位凸緣180分別包括多個孔186和188。通過吸入裝置的用戶，孔186和188允許空氣軸向流動進(jìn)入環(huán)形路徑158和環(huán)繞空氣通道164兩者的后部。在安裝圓柱45的后部提供合適的通風(fēng)口190以允許將空氣引入DDS EHD噴嘴組件20b內(nèi)。
大直徑區(qū)域192與定位凸緣180和外接放電電極支撐圓柱178并置，該大直徑區(qū)域192在其上接收分離的上游放電電極150的外接電極帶194。多個尖頭形鋒利尖端放電電極釘196從外接電極帶194軸向向前伸出。如圖18-19所示，放電電極釘196從加大直徑192的區(qū)域軸向向前延伸，由此放電電極釘196懸掛在放電電極支撐圓柱178之上。外接電極帶194通過三個或更多腳198固定到定位凸緣180上，上述腳198如圖19所示延伸過開槽開口200并且在定位凸緣180的后側(cè)彎曲90度，由此將外接電極帶194固定到定位凸緣180上。
例示的不銹鋼帶有助于經(jīng)濟制造和裝配多個放電電極。如所顯示的，多個放電電極為規(guī)則間隔點，這些規(guī)則間隔點具有從形成相互間隔的放電帶切去的大體矩形的切去部分。應(yīng)當(dāng)理解到可以在一些應(yīng)用中使用具有其它形狀和放電電極間隔的放電帶。例如，可以使用鋸齒圖案或圓齒圖案以獲得期望的放電電場。而且，在噴嘴尖端和放電帶非圓形布置的應(yīng)用中，可以期望改變放電電極的間隔以包容幾何形狀的改變(例如從每個放電電極到最近的噴嘴尖端的距離改變)。
應(yīng)當(dāng)理解到由放電電極腔148圍繞的圓形橫截面環(huán)繞空氣通道164是例示的。可以通過諸如橢圓或正方形之類的非圓形的橫截面形狀來實現(xiàn)本發(fā)明的一些方面。另外，一圈噴射點可以圍繞產(chǎn)生離子云的中心通道環(huán)形輸送，而不是環(huán)形圍繞霧化液體的離子云。另外，可以提供用于霧化液體和離子云的并肩通道，同時兩者都不完全圍繞另一個。
手持EHD吸入器的操作。在使用中，肺部傳送裝置10由用戶在任何便利的方向手持，使得出口放在用戶的嘴部。用戶啟動控制線路22，由此啟動分配系統(tǒng)18以將儲存液體引向在EHD噴嘴組件20內(nèi)的噴射嘴28。在噴射嘴內(nèi)的溝槽通路74有益地提供一致的流體壓降到圓周布置的噴嘴尖端32，由此允許噴射嘴28在非垂直的角度始終如一地操作。由便攜電源16為噴射嘴28給出電荷。該電荷可以在噴嘴尖端32處傳送?？蛇x擇地，尖端90可以由具有低表面能的絕緣材料制成，在將電荷分配到液體上游的情況下減少毛細(xì)作用。朝向噴射通道50的下游開口指引霧化液體。放電電極尖端48或帶相反電的離子云環(huán)形圍繞下游開口提供以中和霧化液體。通過絕緣放電屏蔽30保護(hù)多數(shù)或全部伸長放電電極26不受噴射通道50影響，上述絕緣放電屏蔽30提供在伸長的放電電極26和不太可能由霧化液體潤濕的噴射嘴28之間的長的路徑。
通過前述，獲得了具有低潤濕及小顆粒尺寸(1.0-5微米)的高劑量率(微升/分)的改良EHD噴嘴，盡管這些性能趨向于相互排斥。而且，這些屬性結(jié)合入便利地小的手持裝置內(nèi)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)通過幾個實施例的描述進(jìn)行了例示并且已經(jīng)相當(dāng)詳細(xì)地描述了例示的實施例，但是申請人并不意欲限制或以任何方式限定所附屬的權(quán)利要求的范圍于這些細(xì)節(jié)之內(nèi)。額外的益處和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是相當(dāng)明顯的。例如，盡管EHD噴嘴組件20、20a、20b特別有用于便攜裝置內(nèi)，應(yīng)當(dāng)理解到當(dāng)前發(fā)明的多個方面可以應(yīng)用到固定單元。另外，盡管例示了治療液體的分配，應(yīng)當(dāng)理解到較寬范圍的液體和混合物可以與本發(fā)明的多個方面相一致地進(jìn)行電流體動力噴射。
權(quán)利要求
1.一種用于電流體動力噴射的設(shè)備，包括限定具有縱向軸的噴射通道的屏蔽，該屏蔽在縱向軸上具有下游開口并且具有上游開口；包含在噴射通道內(nèi)并且具有液體通道和噴嘴尖端的噴射嘴，該噴嘴尖端構(gòu)造為朝向下游開口產(chǎn)生泰勒錐形以霧化從液體通道接收的液體；以及圍繞所述屏蔽并且構(gòu)造成在下游開口處電中和霧化液體的多個放電電極。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，噴射嘴包括指向噴射通道下游開口的向前表面；圍繞所述向前表面圓周排列的多個噴嘴尖端；與所述向前表面相通的液體供應(yīng)通道；以及在液體供應(yīng)通道和相應(yīng)的噴嘴尖端之間相通的多個通路，每個通路構(gòu)造為提供選擇的壓降，用于減輕噴射嘴的縱向軸的方向的重力作用。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述多個通路包括澆口狀對稱分支，每個通路具有相等的橫截面積、長度和回轉(zhuǎn)數(shù)目，以獲得可比的壓降。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，每個放電電極具有縱向長度，每個放電電極在上游部分處結(jié)合到屏蔽上并且沿著縱向長度的下游部分通過所述屏蔽與霧化液體相分離。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述多個放電電極附裝到圓周附裝在所述屏蔽上的帶上。
6.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，每個放電電極在縱向長度的上游端處具有電極尖端，每個電極尖端靠近下游開口提供給噴射通道。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括環(huán)形環(huán)繞所述屏蔽以形成放電電極腔的蓋，該放電電極腔包含所述多個放電電極。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述電極腔包括環(huán)繞噴射通道下游開口的環(huán)形開口，放電電極處在環(huán)形開口的縱向上游并且構(gòu)造成產(chǎn)生用于中和霧化液體的離子云。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述多個放電電極附裝到圓周附裝在所述屏蔽上的帶上。
10.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述屏蔽和蓋包括用于扣合裝配的機構(gòu)。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，噴射嘴的噴嘴尖端由低表面能的絕緣材料形成，用于減少毛細(xì)作用，噴射通道的液體通道包括噴嘴尖端的帶電電極上游，以將電荷給予足夠用于電流體動力噴射的液體。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，噴射嘴的噴嘴尖端限定橫交于噴射通道的平面，所述多個放電電極放置在平面上游。
13.一種方法，包括圍繞具有縱向軸的噴射通道縱向保護(hù)多個放電電極；沿著噴射通道的縱向軸電流體動力噴射作為指向下游的氣霧的液體；以及中和靠近噴射通道的下游開口的氣霧。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，縱向保護(hù)多個放電電極包括將每個放電電極的拆下的下游尖端暴露給噴射通道的下游開口；以及將每個放電電極的上游部分結(jié)合到噴射通道的外部，其中保護(hù)每個放電電極的大部分不受氣霧的影響。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，進(jìn)一步包括充電多個放電電極以產(chǎn)生與氣霧相反電荷的離子云；以及以下游縱向及環(huán)形方式將離子云指引向噴射通道的下游開口。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，電流體動力噴射液體包括橫過具有一致壓降的多個通路將液體分布到多個圓周間隔的位置；以及通過相應(yīng)的噴嘴尖端電流體動力地噴射在每個圓周間隔的位置處所接收的液體。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，電流體動力噴射液體包括充電液體；以及在保留電荷的影響下將帶電液體分布到絕緣電流體動力噴嘴尖端，用于形成泰勒錐形。
18.一種肺部氣霧傳送裝置，包括包括如下的電流體動力設(shè)備限定具有縱向軸的噴射通道的屏蔽，該屏蔽在縱向軸上具有下游開口并且具有上游開口；包含在噴射通道內(nèi)并且具有液體通道和噴嘴尖端的噴射嘴，該噴嘴尖端構(gòu)造為朝向下游開口產(chǎn)生泰勒錐形以霧化從液體通道接收的治療液體；以及圍繞所述屏蔽并且構(gòu)造成在下游開口處電中和霧化的治療液體的多個放電電極；分配系統(tǒng)，其用于包含進(jìn)行霧化的治療液體并且將治療液體傳送到電流體動力設(shè)備；電源系統(tǒng)，其用于為電流體動力設(shè)備提供足夠的電壓以霧化治療液體；以及與分配系統(tǒng)、電流體動力設(shè)備和電源系統(tǒng)相通的控制電路；以及能夠握持在用戶一個手中這種尺寸的殼體，該殼體具有用于將霧化的治療液體指引向用戶嘴部的出口并且在其內(nèi)包括電流體動力設(shè)備、分配系統(tǒng)、電源和控制電路。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中噴射嘴包括指向噴射通道下游開口的向前表面；圍繞所述向前表面圓周排列的多個噴嘴尖端；與所述向前表面相通的液體供應(yīng)通道；以及在液體供應(yīng)通道和相應(yīng)的噴嘴尖端之間相通的多個通路，每個通路構(gòu)造為提供選擇的壓降，用于減輕噴射嘴的縱向軸的方向的重力作用。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述多個通路包括澆口狀對稱分支，每個通路具有相等的橫截面積、長度和回轉(zhuǎn)數(shù)目，以獲得可比的壓降。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，每個放電電極具有縱向長度，每個放電電極在上游部分處結(jié)合到屏蔽上并且沿著縱向長度的下游部分通過所述屏蔽與霧化液體相分離。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述多個放電電極附裝到圓周附裝在所述屏蔽上的帶上。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中，每個放電電極在縱向長度的上游端處具有電極尖端，每個電極尖端靠近下游開口提供給噴射通道。
24.如權(quán)利要求18所述的裝置，進(jìn)一步包括環(huán)形環(huán)繞所述屏蔽以形成放電電極腔的蓋，該放電電極腔包含所述多個放電電極。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述電極腔包括環(huán)繞噴射通道下游開口的環(huán)形開口，放電電極處在環(huán)形開口的縱向上游并且構(gòu)造成產(chǎn)生用于中和霧化液體的離子云。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中，所述多個放電電極附裝到圓周附裝在所述屏蔽上的帶上。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中，所述多個放電電極由圓周附裝在所述屏蔽上的帶形成。
28.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述屏蔽和蓋包括用于扣合裝配的機構(gòu)。
29.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，噴射嘴的噴嘴尖端由絕緣材料形成，噴射通道的液體通道包括噴嘴尖端的帶電電極上游，以將電荷給予足夠用于電流體動力噴射的液體。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，噴射嘴的噴嘴尖端由低表面能的絕緣材料形成，用于減少毛細(xì)作用。
31.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，噴射嘴的噴嘴尖端的絕緣材料包括用于減少到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)分配的時間的導(dǎo)電材料。
32.一種用于電流體動力噴射的噴射嘴，包括構(gòu)造為接收液體的液體通道；與液體通道相接觸用于將電荷給予液體的帶電電極；以及由絕緣材料形成并具有多個噴嘴尖端的向前表面，上述多個噴嘴尖端與液體通道相通并進(jìn)行分隔，以及布置成當(dāng)提供帶電液體時在每個尖端產(chǎn)生泰勒錐形。
33.如權(quán)利要求32所述的噴射嘴，其中，所述向前表面是環(huán)形的，所述多個噴嘴尖端圓周布置。
34.如權(quán)利要求32所述的噴射嘴，進(jìn)一步包括在液體通道和每個噴嘴尖端之間相通的多個通路，設(shè)定所述多個通路尺寸為每個噴嘴尖端提供一致的流速。
35.一種用于電流體動力噴射的設(shè)備，包括限定具有縱向軸的噴射通道的屏蔽，該屏蔽在縱向軸上具有下游開口并且具有上游開口；包含在噴射通道內(nèi)并且具有液體通道和噴嘴尖端的噴射嘴，上述噴嘴尖端構(gòu)造成朝向下游開口產(chǎn)生泰勒錐形，以霧化從液體通道接收的液體；環(huán)繞所述屏蔽并且構(gòu)造成在下游開口處電中和霧化液體的多個放電電極；以及在所述屏蔽內(nèi)形成的多個窗口，每個窗口將相應(yīng)的放電電極的尖端暴露給噴射通道的下游開口。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括圍繞所述放電電極和屏蔽的蓋，其中，該蓋包括用于自呼吸所述多個放電電極的通風(fēng)口。
37.一種用于電流體動力噴射的設(shè)備，包括在蓋內(nèi)的屏蔽，其縱向分隔放電電極腔和噴射通道；包含在噴射通道內(nèi)并且具有液體通道和噴嘴尖端的噴射嘴，上述噴嘴尖端構(gòu)造成朝向下游開口產(chǎn)生泰勒錐形，以霧化從液體通道接收的液體；以及包含在由噴射嘴的噴嘴尖端形成的平面上游的放電電極腔之內(nèi)的放電電極，該放電電極構(gòu)造成產(chǎn)生離子云，以在下游開口處電中和霧化液體。
全文摘要
一種特別適合于手持肺部氣霧吸入器的改進(jìn)的電流體動力(EHD)噴嘴(20a)，其通過屏蔽放電電極(26)減少或消除潤濕，從而增加了治療液體的一致和有效分配。一些實例通過提供環(huán)形圍繞氣霧的離子電暈風(fēng)，在提高氣霧的中和的同時，進(jìn)一步消除潤濕。結(jié)合到每個EHD噴嘴尖端(32)的具有一致壓降的改進(jìn)液體分配允許水平分配，并且通過使用具有低表面能的絕緣噴嘴尖端(32)，由此避免了在分配之間的毛細(xì)作用并且當(dāng)分配時有益地減小可獲得的顆粒尺寸。一些實例特征在于改進(jìn)扣合裝配以及其它制造能力優(yōu)點。EHD噴嘴(32)的特有特征中之一是獲得具有低潤濕和小顆粒尺寸(1.0－5微米)的高劑量率(微升/分鐘)，盡管這些特征趨向于相互排斥。而且，這些屬性結(jié)合在便利地小的手持裝置之內(nèi)。
文檔編號B05B5/16GK1753701SQ200480005386
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者W·G·阿特伯里, C·E·布頓, D·R·布西克, J·E·德沃爾斯基, P·A·蓋多斯, D·A·霍利, D·D·米克, G·A·特里斯 申請人:文泰拉醫(yī)藥公司