超声波蒸发元件制造技术

一种电子蒸发设备，用于吸入通过使用超声波信号发生器蒸发固体或液体而产生的蒸汽；该装置还采用郎之万换能器、喇叭和探头，该探头附接到喇叭并且被弯曲以优化在末端处的振动振幅/位移。

Ultrasonic evaporation element

An electronic evaporation equipment, for generating steam inhalation by using an ultrasonic signal generator and the evaporation of solid or liquid; the device also uses Langevin transducer, horn and probe, the probe is attached to the horn and is bent to optimize the vibration amplitude at the end of the shift in /.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波蒸发元件本申请要求于2015年1月23日提交的美国临时专利申请第62/106,852号和于2015年4月2日提交的美国临时专利申请第62/142,464号的权利，这些专利申请以引用方式全部并入本文。本专利技术的背景1.
用于电子烟的超声波蒸发元件的改进。2.
技术介绍
近年来，便携式电子蒸发器(或通常称为电子烟或“e-cigs”)已经在使用者中受到欢迎，这些使用者将草药提取物蒸发以吸入提取物被加热时排放的蒸汽。这种行为通常被称为“抽电子烟”。电子蒸发器使用一个或多个电池为加热元件供电，然后加热元件在适当的温度下加热少量的电子烟液体，以将液体转化成蒸汽，使用者随后吸入该蒸汽。电子烟液体通常是丙二醇、甘油或这两者，加上尼古丁和调味剂化学品的溶液。医用大麻使用者还将大麻提取物加入混合物。一些电子烟也被设计成允许固体草药提取物蒸发。各种类型的液体和固体草药提取物是可用的，通常被称为“电子果汁”、“精油”、“黄油”、“浓缩物”或“蜡”。普通的加热元件是镍铬电阻丝，它是镍、铬和铁的非磁性合金。典型的设备将包含可再充电的电池(通常为锂离子)，该电池连接到具有开/关开关的电路板。当开关打开时，来自电池的电流将流到加热元件以产生热量，并且使放置在加热元件上或靠近加热元件的草药提取物蒸发。然后使用者将经由嘴件吸入蒸汽。使用镍铬合金作为热源的缺点在于镍合金和化合物被归类为对人类的致癌物：www.nipera.org/WorkplaceGuide/WorkplaceSurveillance/CarcinogenicClassifications.aspx.此类蒸发器的加热系统的另一缺点是经过几次使用之后，加热元件将被来自提取物的残留物覆盖。随着时间的推移，残留物将积聚起来，导致加热器的效率下降。在这种情况下，设备将不能操作，并且使用者将需要更换或修理加热元件。“新英格兰医学杂志”(www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc1413069)也已经报道了与“抽电子烟”相关联的健康问题。在加热的温度下，释放出已知的致癌物质甲醛。超声波雾化：研究了一种用于蒸发草药提取物的更有效的方法，即通过超声波雾化。超声波雾化或气化已经研究了几十年，并且关于这些主题已经写了很多内容，在这里将不再详细阐述。简而言之，通过超声波末端的快速机械向上和向下运动发生雾化，这导致液体的薄膜形成持久的毛细波(standingcapillarywaves，驻波毛细波)。当毛细波的振幅高于系统的稳定性所需的振幅时，峰顶处的液体以液滴的形式脱离。被称为发生在较高的能量水平下的空穴的现象。由于施加的声波，液体中的微观气泡将被迫振荡。在如此高的强度下，气泡会变大，并且迅速崩溃或内爆。液体的这种分解也导致液滴形成。超声波雾化通常用于汽车喷漆、加湿器以及用于燃料电池、晶片和太阳能电池板的涂层。超声波通常由压电或磁致伸缩的换能器产生。压电式换能器利用材料的压电特性将电能直接转换成机械能。磁致伸缩的换能器利用材料的磁致伸缩特性将磁场中的能量转换为机械能。使用超声波处理器(诸如HielscherUP100H型号)对合适的超声波频率和振幅进行调查；这是用于声化学的实验室装备，其是对液体的乳化、分散、溶解和细胞破碎的研究。观察到在振动末端处的20-40kHz的频率范围和至少10微米的位移振幅，以充分雾化具有相当于传统电子烟产生的蒸汽体积的电子烟液体的薄层。然而，由于尺寸、重量和高功率要求，使用实验室超声波处理器作为便携式蒸发器将是不切实际的。另一个重要的考虑是将电子烟液体包含并递送到振动超声波末端(超声波发生器或喇叭)的方法。使用与实验室超声波处理器结合使用的单独烧杯(beaker，大口杯)是不防漏或不实用的。喷雾器：在医疗行业中存在其他类型的蒸发器，由此使用超声波使液体雾化。这些类型的蒸发器也称为喷雾器，其是用于以吸入肺部的薄雾的形式施用药物以治疗囊性纤维化、哮喘、COPD和其它呼吸道疾病的药物递送设备。不同类型的超声波喷雾器如下所述：超声波喷雾器-这些具有产生高频超声波的电子振荡器，高频超声波导致雾化换能器的机械振动。该换能器包括附接到金属板的环形压电元件，其放大振动。金属板与液体储存器接触，并且其高频振动足以产生蒸汽雾。这种类型的雾化换能器的示例是由美国佛罗里达州的斯得那尔与马丁斯(SteinerandMartins)公司生产的SMIST15F28RR111型号的雾化换能器。此类喷雾器的示例是：欧姆龙NE-U17和Beurer喷雾器IH30。这些喷雾器通常是需要插入式电源的更大的桌面设备。振动网格技术(VMT)：具有1000-7000个激光钻孔的金属网/膜在液体储存器的顶部振动，从而通过孔压出非常细小的液滴雾。该技术比在液体储存器底部具有振动压电元件更有效，从而允许更小和更便携的设计。网格可以与附接到网格上的相同的环形压电元件一起振动，或者可以通过放置在网格上的郎之万型换能器振动；一些示例是ParieFlow、Respironicsi-Neb、BeurerNebulizerIH50、AerogenAeroneb和OmronMicroAir产品。夹层式超声波换能器(也称为螺栓紧固型或郎之万型换能器)，是众所周知的并已建立的用于产生高强度超声波运动的设备。在P.Langevin专利技术人于1921年发布的英国专利第145,691号中，描述了定位在金属板之间的压电材料的夹层，以产生高强度超声。利用调谐到谐振频率并被设计为谐振频率半波长的螺栓堆叠换能器的夹层式换能器在英国专利第868,784号中有描述。不管喷雾器技术的种类如何，这些设备不适合用于在电子烟中使用的电子烟液体或固体。用于喷雾的药物通常为粘性(水＝1cSt)的水状，而根据混合物中的二醇、甘油和尼古丁的类型和浓度，电子烟液体通常大于50cSt。当在医用喷雾器中使用电子烟液体时观察到气泡，但振动的强度不足以引起雾化。上述问题的明显的解决方案是使用更高功率的换能器。然而，这不适合于以下原因：1.尺寸-在超声波或VMT喷雾器中使用的环形换能器的直径通常为1.5cm至4cm。对于要足够强大以雾化粘性的电子烟液体的此类换能器来说，换能器必须要大得多才能实现更高的放大。这显然不适合要并入袋式蒸发器中。2.电源-为更大的换能器供电需要更高的电源输入，这将不适合以电池运行的便携式设备。3.噪音-如果换能器超声波或末端以相对于金属或任何硬物体超过10微米的所需振幅振动，则利用郎之万换能器的VMT喷雾器将产生非常显著的高音调噪音。这排除了任何换能器对金属网格的振动机制。另一考虑的因素是设备的清洁性。含有大麻提取物或固体大麻提取物的电子烟液体是厚的、粘稠的，并且不溶于水或洗涤剂。在室温下，这些液体难以在没有酸性溶剂的情况下洗去。因此，便携式装置中的任何液体罐应优选地是可更换的和可抛弃的。然而，使用VMT的现有喷雾器通常将网格和换能器直接结合到可移除的液体罐上，并且在短期使用后不打算丢弃。优选的配置应该是将罐与换能器或振动源分开，以便罐本身可以便宜地更换。这对将电子烟液体从可移除的罐递送到换能器的适当方法提出的挑战是，永久性附接到设备并且在运输时是防漏的。从前面的描述可以看出，目前使用的设备具有显著的缺点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使容器中的液体超声波雾化的装置，包括：壳体，具有电源；所述壳体具有嘴件及所述容器，所述容器具有用于雾化的所述液体；所述容器具有芯体，以用于将所述液体吸引到超声波换能器上的探头，该超声波换能器位于所述壳体中；所述探头接合所述芯体并且允许大于10微米的位移；所述超声波换能器连接到所述电源和信号发生器；由此，当被启动时所述超声波换能器振动所述探头，使得来自所述芯体的所述液体被雾化，并且所雾化的液体的蒸汽离开所述嘴件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.23 US 62/106,852;2015.04.02 US 62/142,4641.一种用于使容器中的液体超声波雾化的装置，包括：壳体，具有电源；所述壳体具有嘴件及所述容器，所述容器具有用于雾化的所述液体；所述容器具有芯体，以用于将所述液体吸引到超声波换能器上的探头，该超声波换能器位于所述壳体中；所述探头接合所述芯体并且允许大于10微米的位移；所述超声波换能器连接到所述电源和信号发生器；由此，当被启动时所述超声波换能器振动所述探头，使得来自所述芯体的所述液体被雾化，并且所雾化的液体的蒸汽离开所述嘴件。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源是内部电池或外部电源；并且所述超声波换能器通过启动开关或启动按钮来启动。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述容器能从所述壳体移除。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述超声波换能器具有：多个压电元件、换能部分、砧座承载构件以及超声波发生器放大构件；并且所述超声波换能器被声学地耦接。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述壳体具有声学隔离器，以减缓从所述超声波换能器发出到所述壳体的振动。6.一种用于使在具有软底膜和至少一个刚性侧壁的容器中的物质超声波雾化的装置，包括：壳体，具有电源；所述壳体具有嘴件及所述容器，所述容器带有用于雾化的所述物质；所述壳体具有超声波换能器，该超声波换能器与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈苇濂，
申请(专利权)人：陈苇濂，
类型：发明
国别省市：美国,US