Обратный клапан для повторного заполнения устройства доставки аэрозоля - RU2729648C2
Код документа: RU2729648C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, которые могут использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для производства аэрозоля (например, курительные изделия, обычно называемые электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может содержать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, причем предшественник способен образовывать пригодное для вдыхания вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
За многие годы было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования курительных продуктов или альтернатив курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Многие из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без подачи в значительном количестве продуктов неполного сгорания и пиролиза, образуемых в результате сжигания табака. С этой целью были предложены многочисленные курительные продукты, генераторы аромата и медицинские ингаляторы, которые используют электроэнергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в значительной степени. Например, различные известные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники описаны в патентах США №7726320 (Robinson и др.) и №8881737 (Collett и др.), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и электрических тепловырабатывающих источников, на которые дана ссылка по торговой марке или коммерческому обозначению, представлены в публикации патента США №2015/0216232 (Bless и др.), которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. Помимо этого, различные типы электрических устройств доставки аэрозоля и пара представлены в публикациях патентов США №2014/0096781 (Sears и др.) и №2014/0283859 (Minskoff и др.), а также в патентных заявках США №14/282768 (Sears и др.), поданной 20 мая 2014 г., №14/286552 (Brinkley и др.), поданной 23 мая 2014 г., №14/327776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и №14/465167 (Worm и др.), поданной 21 августа 2014 г., которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам изготовления таких устройств и элементам этих устройств. Таким образом, настоящее изобретение включает, помимо прочего, следующие примерные варианты осуществления.
Примерный вариант осуществления изобретения 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее по меньшей мере один кожух, образующий выполненный с возможностью повторного заполнения резервуар для хранения композиции предшественника аэрозоля; нагревательный элемент, расположенный внутри по меньшей мере одного кожуха и выполненный с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при прохождении потока воздуха по меньшей мере через часть по меньшей мере одного кожуха, причем воздух пригоден для смешивания с образованным таким образом паром с получением аэрозоля; и соединительный элемент, соединенный по меньшей мере с одним кожухом и выполненный с возможностью герметичного соединения с емкостью для композиции предшественника аэрозоля для повторного заполнения резервуара, причем соединительный элемент содержит обратный клапан, выполненный с возможностью управления прохождением потока композиции предшественника аэрозоля из емкости в резервуар, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью.
Примерный вариант осуществления изобретения 2: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором соединительный элемент содержит корпус, выполненный за одно целое с обратным клапаном или соединенный с ним, причем корпус образует канал воздушного потока для прохождения потока воздуха через соединительный элемент из по меньшей мере части по меньшей мере одного кожуха.
Примерный вариант осуществления изобретения 3: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан представляет собой мембранный обратный клапан, содержащий гибкую мембрану, имеющую размеры, которые позволяют ей располагаться в отверстии резервуара, причем мембрана образует нормально закрытый проход, выполненный с возможностью открывания при деформации и, таким образом, обеспечения прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля в случае по меньшей мере порогового значения положительной разности давлений на обращенной к емкости стороне гибкой мембраны, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью.
Примерный вариант осуществления изобретения 4: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан содержит клапанный элемент, выполненный с возможностью перемещения посредством емкости для открытия прохода и, таким образом, обеспечения прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью.
Примерный вариант осуществления изобретения 5: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан содержит подпружиненный клапанный элемент, выполненный с возможностью открытия прохода и, таким образом, обеспечения прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью.
Примерный вариант осуществления изобретения 6: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан представляет собой клапан Тесла или комплект клапанов Тесла, образующий канал, выполненный с возможностью обеспечения прохождения потока композиции предшественника аэрозоля только в одном направлении из емкости в резервуар.
Примерный вариант осуществления изобретения 7: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором соединительный элемент дополнительно содержит паз, выполненный с возможностью сопряжения с согласующим язычком по меньшей мере одного кожуха с целью выравнивания соединительного элемента по меньшей мере с одним кожухом для их соединения друг с другом.
Примерный вариант осуществления изобретения 8: Устройство доставки аэрозоля в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, дополнительно содержащее мундштук, присоединенный с возможностью отсоединения по меньшей мере к одному кожуху поверх соединительный элемента таким образом, что при отсоединении мундштука доступ к соединительному элементу оказывается открыт.
Примерный вариант осуществления изобретения 9: Способ повторного заполнения композицией предшественника аэрозоля устройства доставки аэрозоля, содержащего по меньшей мере один кожух, образующий выполненный с возможностью повторного заполнения резервуар для хранения композиции предшественника аэрозоля, и нагревательный элемент, выполненный с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, находящейся в резервуаре, при прохождении потока воздуха по меньшей мере через часть по меньшей мере одного кожуха, причем воздух пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля, при этом способ включает герметичное соединение соединительного элемента устройства доставки аэрозоля с емкостью для композиции предшественника аэрозоля для повторного заполнения резервуара, причем соединительный элемент содержит обратный клапан, управляющий потоком композиции предшественника аэрозоля из емкости в резервуар, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью; и передачу композиции предшественника аэрозоля из емкости через обратный клапан в резервуар с обеспечением таким образом повторного заполнения таким образом резервуара.
Примерный вариант осуществления изобретения 10: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором соединительный элемент содержит корпус, выполненный за одно целое с обратным клапаном или соединенный с ним, причем корпус образует канал воздушного потока для прохождения потока воздуха через соединительный элемент из по меньшей мере части по меньшей мере одного кожуха.
Примерный вариант осуществления изобретения 11: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан представляет собой мембранный обратный клапан, содержащий гибкую мембрану, имеющую размеры, которые позволяют ей располагаться в отверстии резервуара, и образующую нормально закрытый проход, и в котором передача композиции предшественника аэрозоля включает в себя обеспечение по меньшей мере порогового значения положительной разности давлений на обращенной к емкости стороне гибкой мембраны, чтобы обеспечить, таким образом, открытие прохода при деформации и в результате этого обеспечить прохождение через проход потока композиции предшественника аэрозоля.
Примерный вариант осуществления изобретения 12: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан содержит клапанный элемент, выполненный с возможностью перемещения, и герметичное соединение соединительного элемента с емкостью включает в себя перемещение клапанного элемента посредством емкости для открытия прохода и, таким образом, обеспечения прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью.
Примерный вариант осуществления изобретения 13: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан содержит подпружиненный клапанный элемент, и герметичное соединение соединительного элемента с емкостью включает в себя открытие прохода посредством клапанного элемента и, таким образом, обеспечение прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью.
Примерный вариант осуществления изобретения 14: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором обратный клапан представляет собой клапан Тесла или комплект клапанов Тесла, образующий канал, выполненный с возможностью обеспечения прохождения потока композиции предшественника аэрозоля только в одном направлении из емкости в резервуар, и в котором передача композиции предшественника аэрозоля включает в себя перемещение композиции предшественника аэрозоля из емкости через канал и в резервуар.
Примерный вариант осуществления изобретения 15: Способ в соответствии с любым предшествующим или любым последующим примерным вариантом осуществления или любым их сочетанием, в котором устройство доставки аэрозоля дополнительно содержит мундштук, присоединенный с возможностью разъединения по меньшей мере к одному кожуху поверх соединительного элемента, причем способ дополнительно включает отсоединение мундштука по меньшей мере от одного кожуха таким образом, что перед герметичным соединением соединительного элемента с емкостью доступ к соединительному элементу открыт.
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в данном описании изобретения, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме либо иным образом изложены в конкретном примерном варианте осуществления, описанном в настоящей заявке. Настоящее описание выполнено для прочтения с учетом всех элементов таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и примерных вариантов осуществления должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст изобретения явно не указывает иное.
Таким образом, следует отметить, что данное раскрытие сущности изобретения представлено лишь в целях краткого изложения некоторых примерных вариантов осуществления изобретения с тем, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что вышеописанные примерные варианты осуществления изобретения являются лишь примерами и не должны толковаться как ограничивающие каким-либо образом объем или сущность изобретения. Другие примерные варианты осуществления изобретения, аспекты и преимущества станут очевидны из нижеследующего подробного описания вкупе с сопроводительными чертежами, которые изображают в качестве примера принципы некоторых описанных примерных вариантов осуществления.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
После описания таким образом настоящего изобретения с использованием вышеизложенных общих терминов далее ссылка будет сделана на сопроводительные чертежи, которые необязательно изображены с соблюдением масштаба, и на которых:
Фиг. 1А изображает вид спереди устройства доставки аэрозоля, содержащего баллончик, соединенный с управляющим корпусом, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 1В изображает вид в разрезе устройства доставки аэрозоля, показанного на фиг. 1;
Фиг. 2 изображает перспективный вид устройства доставки аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 изображает баллончик устройства доставки аэрозоля, которое может соответствовать устройству, показанному на фиг. 2, который может содержать обратный клапан для повторного заполнения резервуара, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 изображает частичный разрез баллончика, представленного на фиг. 3, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5А и 5В изображают мембранный обратный клапан, который может быть использован для повторного заполнения баллончика устройства доставки аэрозоля, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 6А и 6В изображают шаровой обратный клапан, который может быть использован для повторного заполнения баллончика устройства доставки аэрозоля, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 7 изображает клапан Тесла, который может быть использован для повторного заполнения баллончика устройства доставки аэрозоля, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 8 Изображает частичный разрез баллончика, представленного на фиг. 3, дополнительно содержащего мундштук, присоединенный с возможностью отсоединения поверх его обратного клапана, в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 9 изображает различные операции способа повторного заполнения устройства доставки аэрозоля композицией предшественника аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приведено более подробное описание настоящего изобретения со ссылкой на примерные варианты его осуществления. Эти примерные варианты осуществления описаны таким образом, что настоящее изобретение представлено всесторонне и в завершенном виде с полным раскрытием его объема для специалистов в данной области техники. Следует отметить, что настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами осуществления, описанными в настоящей заявке; точнее, эти варианты осуществления представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим требованиям законодательства. Используемые в описании и в приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают формы множественного числа, если контекст явно не диктует иное.
Как описано далее, примерные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением используют электроэнергию для нагревания материала (предпочтительно без сжигания материала в какой-либо существенной степени и/или без существенного химического изменения материала) с целью формирования пригодного для вдыхания вещества; и компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться портативными устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к выработке дыма в том смысле, что аэрозоль не образуется из побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование указанных предпочтительных систем приводит к выработке паров, образующихся за счет испарения или парообразования некоторых содержащихся в них компонентов. В некоторых примерных вариантах осуществления компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, которые в наиболее предпочтительных вариантах осуществления изобретения содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, и, следовательно, подают полученные из табака компоненты в виде аэрозоля.
Производящие аэрозоль изделия определенных предпочтительных систем доставки аэрозоля могут обеспечивать многие из ощущений (например, ритуалы вдыхания и выдыхания, виды вкусов или ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные признаки, такие как созданные видимым аэрозолем и т.п.) курения сигареты, сигары или трубки, которые используют, поджигая и сжигая табак (и, следовательно, вдыхая табачный дым), фактически без сжигания в какой-либо существенной степени любого компонента этих изделий или систем. Например, пользователь образующего аэрозоль изделия в соответствии с настоящим изобретением может держать и использовать данное изделие аналогично тому, как курильщик использует традиционный тип курительного изделия, затягиваться с одного конца указанного курительного изделия для вдыхания аэрозоля, вырабатываемого этим изделием, делать затяжки с выбранными интервалами времени и т.п.
Системы доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, вкусоароматических добавок и/или фармацевтических активных ингредиентов) в ингаляционной форме или состоянии. Например, пригодные для вдыхания вещества по существу могут находиться в форме пара (т.е. вещество, находящееся в газообразной фазе при температуре, которая ниже, чем ее критическая точка). В альтернативном варианте осуществления изобретения пригодные для вдыхания вещества могут находиться в форме аэрозоля (т.е. взвеси тонкодисперсных твердых частиц или капель жидкости в газе). В целях простоты используемый в настоящей заявке термин "аэрозоль" обозначает пары, газы и аэрозоли той формы или типа, которые подходят для вдыхания человеком, независимо от того, являются ли они видимыми и имеют ли они форму, которая может считаться похожей на дым.
Предложенные системы доставки аэрозоля обычно содержат ряд компонентов, выполненных внутри наружного корпуса или оболочки, которые могут называться кожухом. Общая конструкция наружного корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация наружного корпуса, которая может задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также может варьироваться. Устройства доставки аэрозоля часто выполнены в форме, которая подражает аспектам некоторых традиционных курительных устройств, таких как сигареты или сигары. В этом отношении, устройства доставки аэрозоля обычно имеют по существу цилиндрическую конфигурацию. Как правило, удлиненный корпус, напоминающий по форме сигарету или сигару, может быть выполнен из единого цельного кожуха, или же удлиненный кожух может быть выполнен из двух или более разделяемых компонентов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать удлиненную оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и соответственно походить на форму обычной сигареты или сигары. Устройства доставки аэрозоля часто содержат управляющий корпус и картридж, которые соединены друг с другом "торец к торцу" с образованием по существу цилиндрической конфигурации.
Несмотря на то, что такие конфигурации могут обеспечить внешний вид и ощущение, подобные тем, что обеспечивают традиционные курительные изделия, эти конфигурации могут иметь некоторые недостатки. Например, имеющие цилиндрическую конфигурацию устройства доставки аэрозоля могут не обеспечивать точек крепления, пригодных для удерживания устройства доставки аэрозоля в необходимом положении, когда оно не используется. Кроме того, цилиндрическая конфигурация может привести к тому, что мундштук остается открытым для окружающей среды и, таким образом, может быть подвержен загрязнению. Соответственно, может быть желательным обеспечение устройства доставки аэрозоля в конфигурациях, которые отличаются от форм, присущих традиционным курительным изделиям.
В одном примере все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены внутри одного кожуха. В альтернативном варианте осуществления изобретения устройство доставки аэрозоля может содержать два или большее количество кожухов, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения. Например, на одном конце устройства доставки аэрозоля может находиться управляющий корпус, который содержит кожух, заключающий в себе один или большее количество компонентов многократного использования (например, аккумулятор, такой как перезаряжаемая батарея и/или конденсатор, и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть присоединен с возможностью отсоединения наружный корпус или оболочка, заключающий в себе сменную часть (например, сменный картридж, содержащий вкусоароматические добавки).
Предложенные системы доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника энергии (т.е. источника электроэнергии), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для активирования, управления, регулирования и прекращения электропитания для выработки тепла, к примеру, за счет управления электрическим током, проходящим от источника питания к другим компонентам изделия - например, микропроцессору, отдельно или в составе микроконтроллера), нагревателя или тепловырабатывающего элемента (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам или в сочетании с одним или большим количеством дополнительных элементов может обычно называться "атомайзером"), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при воздействии на нее достаточного количества тепла, такой как ингредиенты, обычно называемые "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и области или конца мундштука для обеспечения возможности выполнения затяжки из устройства доставки аэрозоля с целью вдыхания аэрозоля (например, обеспечения заданного пути для воздушного потока через изделие таким образом, что образуемый аэрозоль может быть извлечен через него при затяжке).
В различных примерах устройство доставки аэрозоля может содержать резервуар, выполненный с возможностью содержания композиции предшественника аэрозоля. Резервуар может представлять собой полость для наливной текучей среды или, в частности, может быть выполнен из пористого материала (например, жесткого пористого материала или, главным образом, волокнистого материала) и, таким образом, может называться пористой подложкой.
Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может являться тканым или нетканым материалом, изготовленным из множества волокон или нитей, и может быть выполнена из природных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолокнистый материал. В конкретных примерах может быть использован ацетилцеллюлозный материал. В других примерных вариантах осуществления изобретения может быть использован углеродный материал. В дополнительных примерных вариантах осуществления может быть использован органический хлопок, полиэтилентерефталат, пористая керамика или стекло, или пористая спеченная жесть. Резервуар может быть по существу выполнен в виде емкости и может содержать включенный в него волокнистый материал. В других вариантах осуществления резервуар может быть выполнен из стекла, пластика или иных материалов, не указанных явным образом в настоящей заявке.
В некоторых вариантах осуществления устройство доставки аэрозоля может содержать индикатор, который может иметь один или более светоизлучающих диодов или графический пользовательский интерфейс через дисплей. Индикатор может быть соединен с возможностью передачи данных с управляющим компонентом посредством соединительной цепи и может светиться, например, во время втягивания пользователем воздуха из мундштучного конца, которое может быть обнаружено датчиком потока.
Более конкретные форматы, конфигурации и компоновки компонентов в системах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением будут очевидны в свете дальнейшего раскрытия изобретения, представленного ниже. Кроме того, выбор и компоновка различных компонентов системы доставки аэрозоля могут быть понятны при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как характерные продукты, на которые даны ссылки в разделе уровня техники настоящего описания изобретения.
На фиг. 1А изображен вид спереди устройства 100 доставки аэрозоля, а на фиг. 1В изображен модифицированный вид в разрезе устройства доставки аэрозоля (обобщенно на фиг. 1) в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на чертеже, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и баллончик 104. В частности, на фиг. 1 представлены управляющий корпус и баллончик, которые соединены друг с другом. Управляющий корпус и баллончик могут быть выровнены постоянно или с возможностью разъединения при функционировании. Баллончик может быть соединен с управляющим корпусом посредством различных механизмов, включая резьбовое взаимодействие, взаимодействие с прессовой посадкой, посадку с натягом, магнитное взаимодействие и т.п. В некоторых примерах устройство доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным, по существу трубчатым или по существу цилиндрическим в некоторых примерных вариантах осуществления, когда баллончик и управляющий корпус находятся в собранном состоянии. Другие примеры охватывают дополнительные формы и размеры - например, устройство может иметь прямоугольное или треугольное поперечное сечение, многогранную форму и т.д. Баллончик и управляющий корпус могут иметь единый цельный кожух или наружный корпус либо раздельные соответствующие кожухи или наружные корпусы, которые могут быть выполнены из любого количества различных материалов. Кожух может быть выполнен из любого сочетания подходящих герметичных материалов. В некоторых примерах кожух может быть выполнен по меньшей мере из металла или сплава, такого как нержавеющая сталь, алюминий и т.д. Другие подходящие материалы включают в себя различные пластики (например, поликарбонат), металлическое покрытие поверх пластика, стекло и т.п.
В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения управляющий корпус 102 и/или баллончик 104 устройства 100 доставки аэрозоля могут быть одноразовыми или многоразовыми. Устройство доставки аэрозоля может содержать различные другие компоненты, расположенные внутри управляющего корпуса или баллончика или соединенные с ними иным образом. Эти компоненты могут быть распределены между управляющим корпусом и баллончиком в любом порядке. Например, управляющий корпус может содержать сменную или съемную батарею или перезаряжаемую батарею и, таким образом, может быть объединен с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической розеткой переменного тока, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя), соединение с компьютером, например, посредством кабеля или разъема универсальной последовательной шины (universal serial bus, USB) или соединение с фотоэлектрической ячейкой (иногда называемой солнечным фотоэлектрическим элементом) или солнечной панелью фотоэлектрических элементов. Например, соединительный элемент, включающий USB-разъем на одном конце и разъем управляющего корпуса на противоположном конце, описан в публикации патентной заявки США №2014/0261495 (Novak и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
В одном примерном варианте осуществления изобретения управляющий корпус 102 и баллончик 104, образующие устройство 100 доставки аэрозоля, могут быть соединены друг с другом неразъемно и/или с возможностью разъединения. Примеры устройств доставки аэрозоля, которые могут быть выполнены одноразовыми и/или которые могут содержать первый и второй наружные корпусы, выполненные с возможностью неразъемного соединения, раскрыты в патентной заявке США №2015/0216232 (Bless и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки. В другом примерном варианте осуществления изобретения баллончик и управляющий корпус могут быть выполнены в виде единой неразъемной детали и могут включать компоненты, аспекты и признаки, описанные в настоящей заявке. Однако, в другом примерном варианте осуществления управляющий корпус и баллончик могут быть выполнены с возможностью разъединения таким образом, что баллончик может быть повторно заправлен или заменен.
На фиг. 1В изображен более конкретный пример устройства 100 доставки аэрозоля, в котором компоненты представляют собой компоненты, которые могут находиться в подходящем управляющем корпусе 102 и баллончике 104, и не ограничивают объем компонентов управляющего корпуса и баллончика, покрываемых настоящим изобретением.
Баллончик 104 может быть выполнен из оболочки 106 баллончика, окружающей резервуар 108, выполненный с возможностью удержания в себе композиции предшественника аэрозоля, и содержащей нагреватель 110 (иногда называемый нагревательным элементом). В различных конфигурациях данная конструкция может называться картриджем; и, соответственно, термины "баллончик", "картридж" и тому подобные могут быть использованы взаимозаменяемо для обозначения оболочки или другого кожуха, заключающего в себе резервуар для композиции предшественника аэрозоля и содержащего нагреватель.
В некоторых примерах резервуар 108 баллончика 104 может содержать резервуар, выполненный с возможностью повторного заполнения. Резервуар может быть выполнен с возможностью содержания композиции предшественника аэрозоля. В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения резервуар, в частности, может быть выполнен из пористого материала (например, волокнистого материала) и, таким образом, может называться пористой подложкой (например, волокнистой подложкой). Волокнистая подложка, используемая в качестве резервуара в устройстве доставки аэрозоля, может являться тканым или нетканым материалом, изготовленным из множества волокон или нитей, и может быть выполнена из природных волокон и/или синтетических волокон. Например, волокнистая подложка может содержать стекловолокнистый материал. В конкретных примерах может быть использован ацетилцеллюлозный материал. В других примерных вариантах осуществления изобретения может быть использован углеродный материал. Резервуар может быть по существу выполнен в виде емкости и может содержать включенный в него волокнистый материал. В других вариантах осуществления резервуар может быть выполнен из стекла, керамики, пластика или иных материалов, не указанных явным образом в настоящей заявке.
Резервуар 108 может быть связан по текучей среде с элементом транспортировки жидкости, выполненным с возможностью транспортировки посредством фитиля или иным образом композиции предшественника аэрозоля, хранящейся в кожухе резервуара, к нагревателю 110. В некоторых примерах между резервуаром и нагревателем может быть расположен клапан, выполненный с возможностью регулирования количества композиции предшественника аэрозоля, подаваемого или доставляемого из резервуара к нагревателю.
Для образования нагревателя 110 могут быть использованы различные примеры материалов, выполненных с возможностью вырабатывания тепла при пропускании через них электрического тока. Нагревателем в этих примерах может быть резистивный нагревательный элемент, такой как катушка. Примерные материалы, из которых может быть выполнена катушка, включают в себя титан (Ti), кантал (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)2), графит и материалы на основе графита (например, углеродные пенопласта и нити), а также керамику (например, керамику с положительным или отрицательным температурным коэффициентом). Нагревательный элемент может содержать проволочную конструкцию, образующую сетку, сетчатый экран или решетку, расположенную вокруг элемента транспортировки жидкости. Примерные материалы, из которых может быть выполнена проволочная сетка, сетчатый экран или решетка, включают в себя титан, платину, серебро, палладий, кантал (FeCrAl), нихром, дисилицид молибдена (MoSi2), силицид молибдена (MoSi), дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)2), графит и материалы на основе графита, а также керамику (например, керамику с положительным или отрицательным коэффициентом температурного расширения). Примерные варианты осуществления нагревателей или нагревательных элементов, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже и могут быть включены в устройства, описанные в настоящей заявке.
К оболочке 106 баллончика (например, на мундштучном конце) может быть прикреплен мундштук 112, внутри которого выполнено отверстие для обеспечения выхода образованного аэрозоля из баллончика 104.
Кроме того, баллончик 104 может содержать один или более электронных компонентов, которые могут включать в себя интегральную схему, компонент памяти, датчик и т.п. Электронные компоненты могут быть выполнены с возможностью связи с управляющим компонентом управляющего корпуса и/или с внешним устройством посредством проводного или беспроводного соединения. Электронные компоненты могут быть расположены в любом месте внутри баллончика или его основания 114.
Как показано на фиг. 1B, управляющий корпус 102 может состоять из оболочки 116 управляющего корпуса, которая может содержать управляющий компонент 118 (например, печатную плату, интегральную схему, компонент памяти, микропроцессор, отдельно или как часть микроконтроллера, и т.п.), источник 120 питания и один или более индикаторов 122, таких как светоизлучающие диоды (светодиоды), и такие компоненты могут быть переменно выровнены. Источник питания может включать в себя, например, батарею (одноразовую или перезаряжаемую), суперконденсатор и т.п. Помимо светодиодов или в качестве альтернативы им могут быть включены дополнительные индикаторы (например, компонент тактильной обратной связи, компонент звуковой обратной связи и т.п.). Дополнительные типичные компоненты, которые вырабатывают визуальные признаки, или индикаторы, такие как компоненты светоизлучающих диодов, а также их конфигурации и варианты применения описаны в патентах США №5154192 (Sprinkel и др.); №8499766 (Newton) и №8539959 (Scatterday); и в патентной заявке США №14/173,266, поданной 5 февраля 2014 г., которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Управляющий компонент 118 может быть выполнен с возможностью направления электропитания от источника 120 питания к нагревателю 110 для нагревания композиции предшественника аэрозоля, содержащейся в баллончике 104, для получения пара, которое может происходить во время осуществления затяжки пользователем через мундштук 112 баллончика. Управляющий компонент 118 может содержать ряд электронных компонентов и в некоторых примерах может быть выполнен из электронной или печатной платы, которая поддерживает и электрически соединяет электронные компоненты. Примеры подходящих электронных компонентов включают микропроцессорное или процессорное ядро, интегральную схему (ИС), память и т.п.
В некоторых примерах управляющий компонент 118 может включать в себя микроконтроллер с интегрированным процессорным ядром и памятью, а также может дополнительно включать в себя одно или более интегрированных периферийных устройств ввода/вывода. В некоторых примерах управляющий компонент может быть соединен с интерфейсом связи для обеспечения беспроводной связи с одной или большим количеством сетей, вычислительных устройств или других соответствующим образом задействованных устройств. Примеры подходящих интерфейсов связи описаны в патентной заявке США №14/638,562 (Marion и др.), поданной 4 марта 2015 г., содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. А примеры того, каким образом устройство доставки аэрозоля может быть выполнено с возможностью беспроводной связи, раскрыты в патентных заявках США №14/327,776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., и №14/609,032 (Henry, Jr. и др.), поданной 29 января 2015 г.), каждая из которых полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Управляющий корпус 102 и баллончик 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью обеспечения взаимодействия по текучей среде между ними. Как показано на фиг. 1В, управляющий корпус может содержать соединительный элемент 124. Основание 114 баллончика может быть выполнено с возможностью взаимодействия с соединительным элементом и может содержать выступ, выполненный с возможностью расположения внутри соединительного элемента. Такое взаимодействие может обеспечивать стабильное соединение между управляющим корпусом и баллончиком, а также устанавливать электрическое соединение между батареей 120 и управляющим компонентом 118, расположенными в управляющем корпусе, и нагревателем 110, расположенным в баллончике. Кроме того, оболочка 116 управляющего корпуса может содержать воздухозаборное отверстие, которое может представлять собой паз, выполненный в оболочке в месте ее соединения с соединительным элементом, который обеспечивает прохождение окружающего воздуха вокруг соединительного элемента в оболочку, откуда он затем проходит через соединительный элемент в баллончик через выступ.
Соединительный элемент и основание, используемые в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2014/0261495 (Novak и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки. Однако для соединения основания и соединительного элемента могут быть использованы различные другие примеры конструкций, форм и компонентов. В некоторых примерах соединение между основанием баллончика 104 и соединительным элементом управляющего корпуса 102 может быть по существу неразъемным, тогда как в других примерах соединение между ними может быть выполнено разъемным с тем, чтобы, например, управляющий корпус можно было повторно использовать с одним или более дополнительными баллончиками, которые могут быть одноразовыми сменными и/или многоразовыми заправляемыми.
Резервуар 108, изображенный на фиг. 1В, может представлять собой емкость или резервуар, как описано в настоящей заявке. Например, резервуар может быть по существу выполнен в форме трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 106 баллончика, в данном примере. В резервуаре может содержаться композиция предшественника аэрозоля. Например, в резервуаре могут содержаться жидкие компоненты. Резервуар может быть соединен по текучей среде с элементом транспортировки жидкости. Элемент транспортировки жидкости может транспортировать композицию предшественника аэрозоля, хранящуюся в резервуаре, за счет капиллярных сил к нагревателю 110, выполненному в виде металлической проволочной катушки в данном примере. По существу, нагреватель находится в тепловой связи с элементом транспортировки жидкости. Примерные варианты осуществления резервуаров и элементов транспортировки жидкости, используемых в устройствах доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением, более подробно описаны ниже, и такие резервуары и/или элементы транспортировки жидкости могут быть включены в устройства, описанные в настоящей заявке. В частности, конкретные сочетания нагревательных элементов и элементов транспортировки, более подробно описанные ниже, могут быть включены в устройства.
При использовании, когда пользователь выполняет затяжку из устройства 100 доставки аэрозоля, датчик потока обнаруживает поток воздуха, и активируется нагреватель 110 для испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля. В некоторых вариантах осуществления изобретения для приведения в действие нагревателя может быть использована ручная кнопка одна или в сочетании с датчиком потока. В альтернативном варианте осуществления изобретения ручная кнопка может быть нажата для приведения в действие нагревателя вместо датчика потока. Выполнение затяжки через мундштук 112 устройства доставки аэрозоля приводит к попаданию окружающего воздуха в воздухозаборное отверстие и прохождению его через соединительный элемент 124 и центральное отверстие, выполненное в выступе основания. В баллончике 104 втягиваемый воздух соединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль втягивают, вдыхают или иным образом отводят от нагревателя через отверстие, выполненное в мундштуке устройства доставки аэрозоля.
Устройство 100 доставки аэрозоля может содержать элемент 126 ввода. Элемент ввода может быть включен в устройство для обеспечения возможности управления со стороны пользователя функциями устройства и/или вывода информации для пользователя. Например, пользователь может использовать элемент ввода для осуществления испарения композиции предшественника аэрозоля и/или активации функции вкл/выкл. Элемент ввода может содержать кнопку или другой переключатель, выполненный с возможностью получения входного сигнала от пользователя. Когда элемент ввода приведен в действие, устройство доставки аэрозоля может вырабатывать выходной сигнал, соответствующий состоянию устройства доставки аэрозоля. Например, устройство доставки аэрозоля может вырабатывать звук, вибрацию или свет. Любой компонент или сочетание компонентов могут быть использованы в качестве элемента ввода для управления функциями устройства. Например, могут быть использованы одна или несколько нажимных кнопок, как описано в патентной заявке США №14/193,961 (Worm и др.), поданной 28 февраля 2014 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. Аналогичным образом, может быть использован сенсорный экран, как описано в патентной заявке США №14/643626 (Sears и др.), поданной 10 марта 2015 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. В дополнительном примере в качестве элемента ввода могут быть использованы компоненты, выполненные с возможностью распознавания жестов на основании установленных перемещений устройства доставки аэрозоля. Смотри патентную заявку США №14/565137 (Henry и др.), поданную 9 декабря 2014 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения в качестве элемента ввода может быть использовано вычислительное устройство, такое как портативный компьютер (например, смартфон, планшет), в дополнение к элементу 126 ввода, расположенному на самом устройстве доставки аэрозоля, или вместо него. В частности, устройство 100 доставки аэрозоля может быть соединено проводом с компьютером или другим устройством, например, посредством шнура USB или аналогичного протокола. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может обмениваться данными с компьютером или другим устройством, действующим в качестве элемента ввода, посредством беспроводной связи. Например, системы и способы управления устройством через запрос на считывание описаны в патентной заявке США №14/327776 (Ampolini и др.), поданной 10 июля 2014 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки. В таких вариантах осуществления изобретения прикладное программное обеспечение может быть использовано вместе с вычислительным устройством для ввода в устройство доставки аэрозоля управляющих команд, которые включают, например, способность образовывать аэрозоль конкретной композиции посредством выбора содержания никотина и/или содержания дополнительных вкусоароматических добавок, подлежащих включению.
В некоторых примерах устройство 100 доставки аэрозоля может включать ряд дополнительных функций, осуществляемых аппаратными средствами или управляемых программным обеспечением. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать цепь защиты батареи, выполненную с возможностью обнаружения входного сигнала батареи, нагрузок на клеммах батареи и входного сигнала зарядки. Цепь защиты батареи может содержать защиту от короткого замыкания и блокировку питания при пониженном напряжении. Кроме того, устройство доставки аэрозоля может содержать компоненты для измерения температуры окружающего воздуха, и его управляющий компонент 118 может быть выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним функциональным элементом для блокировки зарядки батареи, если окружающая температура ниже определенного значения (например, 0°С) или выше определенного значения (например, 45°С), перед началом зарядки или во время зарядки.
Подача энергии от батареи 120 может варьироваться в процессе каждой затяжки из устройства 100 в соответствии с механизмом управления мощностью. Устройство может содержать предохранительный таймер "длинной затяжки", так что, если пользователь или непроизвольное срабатывание механизма заставляют устройство выполнять непрерывную затяжку, то компонент 118 управления может управлять по меньшей мере одним функциональным элементом для автоматического прекращения затяжки через некоторый период времени (например, четыре секунды). Кроме того, время между затяжками устройства может быть ограничено более длительным периодом времени (например, 100 миллисекунд). Сторожевой предохранительный таймер может автоматически перезагружать устройство доставки аэрозоля, если его управляющий компонент или работающее на нем программное обеспечение становятся нестабильными и не обслуживают таймер в течение соответствующего временного интервала (например, восемь секунд). Кроме того, может быть обеспечена предохранительная защита в случае дефективного или иным образом пришедшего в негодность датчика потока с тем, чтобы бессрочно отключить устройство доставки аэрозоля для предотвращения непреднамеренного нагревания. Ограничительный выключатель затяжки может переводить устройство в нерабочее состояние в случае выхода из строя датчика давления, приводящего к непрерывной активации устройства без остановки по прошествии четырех секунд максимального времени затяжки.
Различные компоненты предложенного устройства доставки аэрозоля могут быть выбраны из описанных известных и имеющихся в продаже компонентов. Примеры батарей, которые могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, описаны в публикации патентной заявки США №2010/0028766 (Peckerar и др.), содержание которой полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки.
Устройство 100 доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержит управляющий компонент 118 или другой управляющий механизм для управления количеством электроэнергии, подаваемой к нагревателю 110 во время затяжки. В некоторых вариантах осуществления управляющий компонент может осуществлять управление различными настройками мощности устройства доставки аэрозоля. Например, можно управлять настройками низкой, средней и высокой мощности для регулирования выработки аэрозоля в устройстве доставки аэрозоля. Характерные типы электронных компонентов, их конструкция и конфигурация, характеристики и общие способы работы описаны в патентах США №4735217 (Gerth и др.), №4947874 (Brooks и др.), №5372148 (McCafferty и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №7040314 (Nguyen и др.), №8205622 (Pan), публикациях патентных заявок США №2009/0230117 (Fernando и др.), №2014/0060554 (Collet и др.), №2014/0270727 (Ampolini и др.), и патентной заявке США 14/209191 (Henry и др.), поданной 13 марта 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Кроме того, устройство 100 доставки аэрозоля может содержать датчик потока или другой датчик, или детектор для управления подачей электропитания к нагревателю 110, когда требуется выработка аэрозоля (например, при затяжке во время использования). В этой связи, например, предложен порядок или способ отключения подачи электропитания к нагревательному элементу, когда пользователь не втягивает воздух через устройство доставки аэрозоля во время использования, и включения подачи электропитания для приведения в действие или начала выработки тепла нагревательным элементом во время затяжки. Дополнительные характерные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкция и конфигурация, компоненты и общие способы работы описаны в патентах США №5261424 (Sprinkel, Jr.), №5372148 (McCafferty и др.) и международной публикации патентной заявки № WO 2010/003480 (Flick), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Типичные подложки, резервуары или другие компоненты для поддержания предшественника аэрозоля описаны в патенте США №8528569 (Newton), публикации патентной заявки США №2014/0261487 (Chapman и др.), патентных заявках США №14/011992 (Davis и др.), поданной 28 августа 2013 г., и №14/170838 (Bless и др.), поданной 3 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Кроме того, различные капиллярные материалы, а также конфигурация и работа этих капиллярных материалов в определенных типах электронных сигарет описаны в публикации патентной заявки США №2014/0209105 (Sears и др.), которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
В системах доставки аэрозоля, охарактеризованных как электронные сигареты, композиция предшественника аэрозоля наиболее предпочтительно содержит табак или полученные из табака компоненты. С одной стороны, табак может быть представлен в виде частиц или кусочков табака, например, в виде слоя тонкоизмельченного, мелкоразмолотого или превращенного в порошок табака. С другой стороны, табак может быть представлен в виде экстракта, например, в виде подвергнутого распылительной сушке экстракта, который содержит множество водорастворимых компонентов табака. В альтернативном варианте экстракты табака могут быть представлены в виде экстрактов с относительно высоким содержанием никотина, которые также содержат небольшое количество других экстрагированных из табака компонентов. С одной стороны, полученные из табака компоненты могут быть представлены в относительно чистом виде, таком как определенные вкусоароматические вещества, полученные из табака. С другой стороны, полученным из табака компонентом, который может быть использован в высокоочищенном или по существу чистом виде, является никотин (например, никотин фармацевтической степени чистоты).
Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, например, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, табачный экстракт и/или ароматизаторы. Различные компоненты, которые могут быть включены в композицию предшественника аэрозоля, описаны в патенте США №7726320 (Robinson и др.), который полностью включен в настоящую заявку посредством ссылки. Дополнительные типичные композиции предшественника аэрозоля представлены в патентах США №4793365 (Sensabaugh, Jr. и др.), №5101839 (Jakob и др.), №6779531 (Biggs и др.), в публикации патентной заявки США №2013/0008457 (Zheng и др.), а также в монографии Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco (Химические и биологические исследования новых прототипов сигарет, которые нагревают табак вместо сжигания) табачной компании R. J. Reynolds (1988), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Кроме того, типичные компоненты и составы предшественника аэрозоля представлены и охарактеризованы в патентах США №7217320 (Robinson и др.), №2013/0213417 (Chong и др.), №2014/0060554 (Collett и др.), №2015/0020823 (Lipowicz и др.), №2015/0020830 (Koller), а также в международном патенте WO 2014/182736 (Bowen и др.), содержание которых включено в настоящую заявку посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля, включают в себя предшественники аэрозоля, включенные в продукт VUSE® компании R. J. Reynolds Vapor Company, продукт BLU™ компании Lorillard Technologies, продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Кроме того, желательными являются так называемые "курительные соки" для электронных сигарет, выпускаемые компанией Johnson Creek Enterprises LLC.
Количество предшественника аэрозоля, содержащегося в системе доставки аэрозоля, таково, что производящее аэрозоль изделие обеспечивает приемлемые органолептические и требуемые эксплуатационные характеристики. Например, крайне предпочтительно, чтобы было использовано достаточное количество образующего аэрозоль материала (например, глицерина и/или пропиленгликоля) для обеспечения выработки видимой основной струи аэрозоля, которая во многих отношениях внешне похожа на табачный дым. Количество предшественника аэрозоля в производящей аэрозоль системе может зависеть от таких факторов, как количество затяжек, требуемых для производящего аэрозоль изделия. Как правило, количество предшественника аэрозоля, содержащегося в системе доставки аэрозоля и, в частности, в производящем аэрозоль изделии, менее 5 г, обычно менее 2,5 г, часто менее 2 г и нередко менее 1 г.
В устройстве 100 доставки аэрозоля могут быть использованы дополнительные типичные компоненты, вырабатывающие визуальные признаки, или индикаторы, такие как светоизлучающие диоды и соответствующие компоненты, акустические элементы (например, динамики), вибрационные элементы (например, вибродвигатели) и т.п. Примеры подходящих светодиодных компонентов, их конструкции и варианты применения описаны в патентах США №5154192 (Sprinkel и др.), №8499766 (Newton), №8539959 (Scatterday) и патентной заявке США №14/173266 (Sears и др.), поданной 5 февраля 2014 г., которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
Другие дополнительные характеристики, элементы управления или компоненты, которые могут быть включены в предложенные устройства доставки аэрозоля, описаны в патентах США №5967148 (Harris и др.), №5934289 (Watkins и др.), №5954979 (Counts и др.), №6040560 (Fleischhauer и др.), №8365742 (Hon), №8402976 (Fernando и др.), публикациях патентных заявок США №2005/0016550 (Katase), №2010/0163063 (Fernando и др.), №2013/0192623 (Tucker и др.), №2013/0298905 (Leven и др.), №2013/0180553 (Kim и др.), №2014/0000638 (Sebastian и др.), №2014/0261495 (Novak и др.) и №2014/0261408 (DePiano и др.), которые полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.
На фиг. 2 изображен перспективный вид подходящего устройства 200 доставки аэрозоля, которое в некоторых примерах может соответствовать устройству 100 доставки аэрозоля, представленному на фиг. 1. Как показано на чертеже, устройство доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 202 и баллончик 204, которые могут соответствовать управляющему корпусу 102 и баллончику 104, представленным на фиг. 1. Управляющий корпус может образовывать эргономическую форму, обеспечивающую удобное расположение в руке пользователя. Однако, форма кожуха не ограничена, и он может иметь любую форму, которая обеспечивает возможность размещения различных элементов, как описано в настоящей заявке. В некоторых вариантах осуществления кожух может быть явно нецилиндрическим.
Как было упомянуто ранее, баллончик 204 может быть выполнен из оболочки 206 баллончика, заключающей в себе резервуар 208. В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения резервуар может являться многоразовым заправляемым резервуаром, для повторного заполнения которого может быть использована емкость для композиции предшественника аэрозоля. Баллончик и емкость могут быть выполнены с возможностью разъемного герметичного соединения друг с другом таким образом, чтобы герметичное соединение между баллончиком и емкостью могло быть выполнено с возможностью обеспечения передачи композиции предшественника аэрозоля из емкости в устройство доставки аэрозоля.
На фиг. 3 и 4 изображена часть баллончика 300 устройства доставки аэрозоля, который в некоторых примерах может соответствовать баллончику 204, показанному на фиг. 2. Как показано на чертеже, баллончик может содержать оболочку 302 баллончика, резервуар 304 и нагреватель 306, которые могут соответствовать оболочке 216 баллончика, резервуару 218 и нагревателю 222 баллончика 204 на фиг. 2. Как показано более конкретно на фиг. 3, устройство доставки аэрозоля может содержать соединительный элемент 308, соединенный с оболочкой баллончика (кожухом) и выполненный с возможностью герметичного соединения с емкостью для композиции предшественника аэрозоля для повторного заполнения резервуара. Соединительный элемент может быть выполнен с возможностью герметичного соединения с соответствующей емкостью для композиции предшественника аэрозоля, любым из множества различных способов. Соединительный элемент может быть соединен с емкостью посредством различных механизмов, включая резьбовое взаимодействие, взаимодействие при прессовой посадке, посадку с натягом, магнитное взаимодействие и т.п.
В некоторых примерах емкость может содержать сопло, с которым может быть герметично соединен соединительный элемент 308. В этой связи, в некоторых примерах соединительный элемент может быть выполнен с возможностью размещения в нем стандартного (например, размером один сантиметр) сопла, или с возможностью сопряжения с соответствующим соплом, выполненным согласно требованиям производителя. Как показано на фиг. 4, соединительный элемент может содержать корпус 400, изготовленный за одно целое с обратным клапаном 402 или соединенный с ним, выполненный с возможностью управления потоком композиции предшественника аэрозоля из емкости в резервуар, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью. Обратный клапан может управлять потоком композиции предшественника аэрозоля посредством обеспечения возможности прохождения потока композиции предшественника аэрозоля через клапан только в одном направлении.
В некоторых примерах корпус 400 соединительного элемента 308 может образовывать каналы 404а, 404b воздушного потока для прохождения потока воздуха через соединительный элемент из оболочки 302 баллончика. В частности, каналы воздушного потока могут быть предназначены для потока воздуха, проходящего через оболочку баллончика, когда соединительный элемент и емкость выведены из взаимодействия, например, во время использования устройства доставки аэрозоля. В настоящей заявке термин "канал" означает узкий удлиненный проход, через который может быть транспортирована жидкость, воздух и т.п. Как показано, в одном варианте осуществления изобретения каналы воздушного потока могут иметь по существу цилиндрическую форму, таким образом, чтобы обеспечивать плавное перемещение воздуха. Как показано на чертеже, каналы воздушного потока могут быть расположены таким образом, что путь прохождения потока через канал является извилистым (например, содержит один или множество поворотов), чтобы преимущественно обеспечивать возможность транспортировки аэрозоля и предотвращать перемещение предшественника аэрозоля из мундштучного конца. Другие примерные варианты осуществления охватывают дополнительные формы и размеры - например, устройство может иметь прямоугольное или треугольное поперечное сечение, многогранную форму и т.д.
В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения соединительный элемент 308 может дополнительно содержать паз 406, образованный корпусом 400 и выполненный с возможностью сопряжения с согласующим язычком 408 оболочки 302 баллончика для выравнивания соединительного элемента с оболочкой баллончика и, в частности, для выравнивания с элементом 410 сопряжения мундштука оболочки баллончика для соединения с ней.
В одном примерном варианте осуществления, как показано на фиг. 3 и 4, обратный клапан 402 представляет собой мембранный обратный клапан, содержащий гибкую мембрану, имеющую размеры, которые позволяют ей располагаться в отверстии 412 резервуара 304 и, в частности, в отверстии, расположенном в элементе 410 сопряжения мундштука, которое образует отверстие резервуара 304. Мембранный обратный клапан может образовывать нормально закрытый проход 414, выполненный с возможностью открывания при деформации и, таким образом, обеспечения прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля в случае по меньшей мере порогового значения положительной разности давлений на обращенной к емкости стороне гибкой мембраны, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью. В этих вариантах осуществления изобретения передача композиции предшественника аэрозоля включает в себя перемещение композиции предшественника аэрозоля из емкости через проход мембранного обратного клапана в резервуар. При выведении соединительного элемента из взаимодействия с емкостью и, в результате этого, стравливании давления мембранный обратный клапан может автоматически деформироваться обратно в свое первоначальное закрытое положение. В этих примерных вариантах осуществления обратный клапан может быть выполнен из силикона, резины или другого подходящего материала.
В альтернативном варианте осуществления обратный клапан 402 может быть выполнен из гибкого металла или сплава, который может быть покрыт термопластичным эластомером, таким как силикон, резина или другой подходящий материал. В другом варианте осуществления изобретения обратный клапан 402 может представлять собой самогерметизирующийся и/или самовосстанавливающийся эластичный материал, где предшественник аэрозоля может быть подан через конический, цилиндрический или иглообразный элемент, который может быть вставлен через обратный клапан таким образом, что при извлечении конического, цилиндрического и/или иглообразного элемента отверстие обратного клапана может обратно закрыться само благодаря самогерметизирующейся и/или самовосстанавливающейся природе материала обратного клапана, тем самым предотвращая вытекание предшественника аэрозоля.
В некоторых примерных вариантах осуществления обратный клапан 402 может представлять собой или содержать два или более компонентов, функционально соединенных посредством магнитного механизма, где при соединении компоненты обеспечивают магнитное уплотнение. В этих вариантах осуществления при разрыве магнитного уплотнения образуется отверстие, обеспечивающее возможность передачи предшественника аэрозоля. Два или более компонентов могут представлять собой или содержать магнитные компоненты (например, магниты), которые могут быть расположены внутри другого материала, такого как пластик, термопластичный эластомер или другие подходящие материалы. Магнитные компоненты могут представлять собой электромагниты, где, например, изменение напряжения, проходящего через магнитный компонент, снижает силу, с которой магнитные компоненты удерживаются в герметизированном положении. В этих вариантах осуществления изобретения предшественник аэрозоля может быть доставлен через конфигурацию герметизированных магнитных компонентов, которая образует герметизированную поверхность контакта для обеспечения возможности передачи предшественника аэрозоля в резервуар.
Следует отметить, что хотя примерные варианты осуществления, представленные на фиг. 3 и 4, изображают соединительный элемент 308, в котором обратный клапан 402 является мембранным обратным клапаном, соединительный элемент может быть реализован в различных других формах, включающих один или более клапанов одностороннего действия. Например, на фиг. 5А и 5В представлен один пример подходящего обратного клапана 500, содержащего клапанный элемент, выполненный с возможностью перемещения посредством емкости для открытия прохода и, таким образом, обеспечения прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью. В частности, например, обратный клапан 500 может представлять собой поворотный обратный клапан, содержащий подвижный клапанный элемент или диск 502, имеющий размер, позволяющий блокировать проход 504 обратного клапана, предотвращая передачу композиции предшественника аэрозоля, и открывать его при повороте, обеспечивая прохождение потока композиции предшественника аэрозоля в резервуар в ответ на смещение диска соплом 506 емкости, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью, как показано на фиг. 5В.
Например, на фиг. 6А и 6В представлен другой пример подходящего обратного клапана 600, содержащего подпружиненный клапанный элемент 602, выполненный с возможностью открытия прохода 604 и, таким образом, обеспечения прохождения через проход потока композиции предшественника аэрозоля, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью. Одним примером подходящего обратного клапана, содержащего подпружиненный элемент, является шаровой обратный клапан. Соответственно, подпружиненный элемент может содержать сферический шарик. Как показано на фиг. 6А, выполненная с возможностью сжатия пружина 606 может быть нормально растянутой, так что шарик блокирует проход и предотвращает передачу композиции предшественника аэрозоля и, таким образом, прохождение потока композиции предшественника аэрозоля в резервуар (например, резервуар 304). Как показано на фиг. 6В, пружина может быть выполнена с возможностью сжатия при герметичном соединении соединительного элемента с емкостью, и шарик, таким образом, может быть выполнен с возможностью открывания прохода для обеспечения прохождения потока композиции предшественника аэрозоля в резервуар.
На фиг. 7 изображен еще один пример подходящего обратного клапана 700, в котором обратный клапан представляет собой клапан Тесла, образующий канал 702, выполненный с возможностью обеспечения прохождения потока композиции предшественника аэрозоля только в одном направлении из емкости в резервуар. Клапан Тесла может содержать корпус, обеспечивающий зависящее от направления сопротивление потоку, причем односторонний поток композиции предшественника аэрозоля основывается по меньшей мере частично на сопротивлении потоку, зависящем от направления. Как показано на фиг. 7, при взаимодействии с емкостью композиция предшественника аэрозоля может проходить в прямом направлении 702а потока в резервуар. В случаях переворачивания устройства доставки аэрозоля композиция предшественника аэрозоля, проходящая в обратном направлении 702b, может встретить отличающееся сопротивление потоку вследствие геометрии соединительного элемента, в результате чего зависящее от направления сопротивление потоку предотвращает вытекание композиции предшественника аэрозоля из резервуара. Клапан Тесла может не содержать движущихся компонентов и, таким образом, может быть включен в отливку или модуль текучей среды устройства доставки аэрозоля. В некоторых примерах клапан Тесла может быть включен в пределах микромасштабных применений и может иметь более высокую надежность по сравнению с обратными клапанами с движущимися частями (например, обратным клапаном 400, 500, 600). В других примерах множество клапанов Тесла могут быть последовательно соединены друг с другом для улучшения потока предшественника аэрозоля, зависящего от направления.
Как указано выше и подробно изображено на фиг. 8, мундштук 800 может быть соединен с возможностью разъединения по меньшей мере с одним кожухом 304 устройства доставки аэрозоля. В частности, мундштук может быть соединен с элементом 410 сопряжения мундштука поверх соединительного элемента 308 таким образом, что при отсоединении мундштука открывается доступ к обратному клапану 402. Мундштук может соответствовать мундштуку 224, представленному на фиг. 2. В некоторых примерах соединительный элемент может быть расположен под мундштуком, и при снятии мундштука соединительный элемент может быть приведен в непосредственное взаимодействие с емкостью.
На фиг. 9 изображены различные операции способа 900 повторного заполнения устройства доставки аэрозоля композицией предшественника аэрозоля в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство доставки аэрозоля может содержать по меньшей мере один кожух, образующий выполненный с возможностью повторного заполнения резервуар для хранения композиции предшественника аэрозоля, и нагревательный элемент, выполненный с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля, находящейся в резервуаре, при прохождении потока воздуха по меньшей мере через часть по меньшей мере одного кожуха. Воздух может быть пригоден для смешивания с образованным таким образом паром для получения аэрозоля. Как показано в блоке 902, способ может включать герметичное соединение соединительного элемента устройства доставки аэрозоля с емкостью для композиции предшественника аэрозоля для повторного заполнения резервуара. Соединительный элемент может содержать обратный клапан, управляющий потоком композиции предшественника аэрозоля, проходящим из емкости в резервуар, когда соединительный элемент герметично соединен с емкостью. Как показано в блоке 904, способ также может включать передачу композиции предшественника аэрозоля из емкости через обратный клапан в резервуар, чтобы таким образом повторно заполнить резервуар.
Предшествующее описание использования изделия(-ий) может быть применено к различным примерным вариантам осуществления изобретения, описанным в настоящей заявке, с незначительными модификациями, что может быть очевидно для специалистов в данной области техники в свете дополнительного описания, представленного в настоящей заявке. Однако, вышеприведенное описание использования не ограничивает применение изделия, а представлено с целью соответствия всем необходимым требованиям описания настоящего изобретения. Любые элементы, представленные в изделии(-иях), изображенном на фиг. 1-9 или иным образом описанном выше, могут быть включены в устройство доставки аэрозоля в соответствии с настоящим изобретением.
Множество модификаций и других вариантов осуществления настоящего изобретения, изложенных в настоящей заявке, могут быть очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с вышеприведенными описаниями и сопроводительными чертежами. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничено конкретными описанными в настоящей заявке вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты осуществления включены в объем охраны настоящего изобретения, определенный прилагаемой формулой изобретения. Более того, несмотря на то, что предшествующие описания и сопроводительные чертежи описывают примерные варианты осуществления изобретения в контексте конкретных примерных сочетаний элементов и/или функций, следует отметить, что различные сочетания элементов и/или функций могут быть представлены альтернативными вариантами осуществления изобретения в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. В этой связи, например, предусмотрены также сочетания элементов и/или функций, отличающиеся от тех, которые явно описаны выше, как может быть изложено в некоторых пунктах прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящей заявке используются конкретные термины, они использованы только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.
Реферат
Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, которые могут использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для производства аэрозоля, и направлено на обеспечение надежного функционирования устройства. Устройство содержит кожух, мундштук, нагревательный элемент и соединительный элемент. Кожух образует выполненный с возможностью повторного заполнения резервуар для хранения композиции предшественника аэрозоля и содержит элемент сопряжения мундштука. Мундштук соединен с возможностью отсоединения с элементом сопряжения мундштука. Нагревательный элемент расположен внутри кожуха и выполнен с возможностью активации и испарения компонентов композиции предшественника аэрозоля при прохождении потока воздуха через кожух. Соединительный элемент соединен с кожухом, причем наружная поверхность соединительного элемента имеет паз, выполненный с возможностью сопряжения с согласующим язычком, расположенным на внутренней поверхности кожуха, для выравнивания соединительного элемента с элементом сопряжения мундштука для соединения с ним, а мундштук соединен с возможностью отсоединения с элементом сопряжения мундштука поверх соединительного элемента, причем паз представляет собой часть соединительного элемента. Соединительный элемент выполнен с возможностью герметичного соединения с емкостью для композиции предшественника аэрозоля для повторного заполнения резервуара и содержит обратный клапан, имеющий размеры, которые позволяют ему располагаться в отверстии элемента сопряжения мундштука. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 12 ил.
