Ссылка на родственную заявку/заявки
Данная заявка испрашивает преимущество приоритета согласно параграфу 119(e) раздела 35 Свода законов США в отношении предварительной заявки на патент США №62/802,737, поданной 8 февраля 2019 года, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение, и предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Настоящее изобретение в некоторых вариантах своего осуществления относится к ингаляционным устройствам индивидуального пользования, в частности, помимо прочего, к регулированию температуры в ингаляционном устройстве.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ доставки вещества в ингаляционном устройстве для вдыхающего пользователя, который предусматривает во время вдыхания, совершаемого пользователем, следующее: нагрев, по меньшей мере, одной поверхности из числа первой поверхности и второй поверхности исходного материала, размещенного в ингаляционном устройстве, до первой температуры; уменьшение нагрева, по меньшей мере, одной поверхности из числа первой поверхности и второй поверхности исходного материала таким образом, чтобы его температура постепенно уменьшилась до второй температуры, которая ниже первой температуры; при этом диапазон температур в пределах между первой температурой и второй температурой удерживает температуру исходного материала в пределах 50°С диапазона температуры испарения вещества в исходном материале.
В некоторых вариантах осуществления способа доставки, например, аналогичного тому, который описан в настоящем документе, указанный диапазон лежит в пределах 25°С температуры испарения.
В некоторых вариантах осуществления способа доставки, например, аналогичного тому, который описан в настоящем документе, указанный диапазон лежит в пределах 10°С температуры испарения.
Согласно другому аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ доставки вещества в ингаляционном устройстве для вдыхающего пользователя, который предусматривает во время вдыхания, совершаемого пользователем, следующее: стабилизацию воздушного потока, проходящего через исходный материал, по меньшей мере, до тех пор, пока воздушный поток не стабилизируется в пределах заданного набора параметров; начало нагрева блока исходного материала до заданной первой температуры, уменьшение нагрева с заданной скоростью для достижения второй температуры, причем нагрев предусматривает регулирование с помощью контроллера нагрева, по меньшей мере, одной поверхности из числа поверхностей исходного материала вверх по потоку и вниз по потоку, которые определяются как поверхности вверх и вниз по потоку на основании пути прохождения воздушного потока через исходный материал, с использованием, по меньшей мере, одного нагревательного элемента согласно предварительно запрограммированным рабочим параметрам; и прекращение нагрева блока исходного материала после достижения второй температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения уменьшение температуры не заключается в прекращении подачи электроэнергии для нагрева исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая температура ниже температуры возгорания исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал включает в себя вещество, подлежащее доставке ингаляционным устройством, а первая температура на 5-50°С выше температуры испарения вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая температура имеет достаточно низкое значение, чтобы во время нагрева максимальная температура исходного материала не превышала первую температуру.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал включает в себя вещество, подлежащее доставке ингаляционным устройством, а вторая температура на 5-50°С ниже температуры испарения вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая температура, по меньшей мере, на 50°С выше комнатной температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает прекращение выполнения этого способа, не начиная нагрева, если в течение заданного интервала времени не произошла стабилизация.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев предусматривает использование электрорезистивного нагревательного элемента.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает прекращение нагрева в случае отклонения от выбранной температуры, по меньшей мере, на заданное значение температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения заданное значение температуры, по меньшей мере, на 2% выше или ниже выбранной температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что температура отклонилась от выбранной температуры, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 1% продолжительности периода уменьшения температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что температура отклонилась от выбранной температуры, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 2% продолжительности периода уменьшения температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что температура отклонилась от выбранной температуры, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 15 миллисекунд.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что температура отклонилась от выбранной температуры, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 25 миллисекунд.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает прекращение нагрева в случае отклонения от выбранного параметра воздушного потока, по меньшей мере, на заданное значение параметра воздушного потока.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения заданное значение температуры, по меньшей мере, на 2% выше или ниже выбранного параметра воздушного потока.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что параметр воздушного потока отклонился от выбранного параметра воздушного потока, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 5% продолжительности периода уменьшения температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что параметр воздушного потока отклонился от выбранного параметра воздушного потока, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 10% продолжительности периода уменьшения температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что параметр воздушного потока отклонился от выбранного параметра воздушного потока, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 50 миллисекунд.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что параметр воздушного потока отклонился от выбранного параметра воздушного потока, если продолжительность отклонения составляет, по меньшей мере, 70 миллисекунд.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает прекращение нагрева, если выбранная температура не достигнута.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает после прекращения нагрева блока исходного материала возможность пропускания воздушного потока через ингаляционное устройство, благодаря чему из ингаляционного устройства удаляются остатки вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает после достижения второй температуры нагрев блока исходного материала до третьей температуры, которая выше первой температуры, и последующее уменьшение нагрева с целью достижения четвертой температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна температура из числа первой температуры и второй температуры выбирается на основании первой целевой температуры, относящейся к температуре испарения первого вещества, и при этом, по меньшей мере, одна температура из числа третьей и четвертой температур выбирается на основании выбранной целевой температуры, относящейся к температуре испарения второго вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая температура ниже температуры, способной привести к повреждению первого вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна температура из числа третьей и четвертой температур превышает температуру, способную привести к повреждению вещества с максимально низкой температурой испарения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает после достижения второй температуры достижение третьей температуры, которая ниже второй температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает уменьшение нагрева до четвертой температуры, которая ниже третьей температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения период времени, в течение которого температура уменьшается от второй температуры до третьей температуры, короче периода, в течение которого температура уменьшается с первой температуры до второй температуры, и короче периода, в течение которого температура уменьшается с третьей температуры до четвертой температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения все такие операции, как стабилизация воздушного потока, начало нагрева и прекращение нагрева, выполняются во время вдыхания, совершаемого пользователем с использованием ингаляционного устройства.
Согласно еще одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложено ингаляционное устройство для подачи вещества исходного материала пользователю, содержащее:
по меньшей мере, один проводник, выполненный с возможностью подачи достаточного количества энергии для нагрева исходного материала, когда этот исходный материал находится в положении использования в ингаляционном устройстве;
по меньшей мере, один канал, выполненный с возможностью направления воздушного потока через исходный материал, когда этот исходный материал находится в положении использования в ингаляционном устройстве;
по меньшей мере, один датчик, выполненный с возможностью получения, по меньшей мере, одного показания температуры исходного материала и показания скорости прохождения воздушного потока через исходный материал; и
контроллер, функционально соединенный, по меньшей мере, с одним проводником для регулирования температуры нагрева, причем этот контроллер сконфигурирован с заранее запрограммированными рабочими параметрами и срабатывает, исходя из показаний, получаемых, по меньшей мере, с одного датчика, причем рабочие параметры сконфигурированы с возможностью реализации способа по любому из предшествующих пунктов формулы изобретения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер функционально связан, как, по меньшей мере, с одним проводником, так и, по меньшей мере, с одним каналом для регулирования температуры нагрева.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенное устройство дополнительно включает в себя регулятор компенсирующего воздушного потока, содержащий регулируемый клапан, причем этот клапан располагается вниз по потоку от блока исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал располагается в блоке исходного материала, выполненного с возможностью его функционального подсоединения к ингаляционному устройству. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения блок исходного материала выполнен с возможностью размещения в положении использования ингаляционного устройства.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения ингаляционное устройство выполнено с возможностью приема магазина, содержащего множество взаимозаменяемых блоков исходного материала, благодаря чему ингаляционное устройство обеспечивается рядом блоков исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один проводник выполнен с возможностью генерирования и/или передачи энергии, по меньшей мере, на часть блока исходного материала, который является электрорезистивным, обеспечивая тем самым возможность нагрева исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения блок исходного материала и ингаляционное устройство снабжены отдельно срабатывающими элементами для нагрева исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один проводник включает в себя электрод.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, часть блока исходного материала, который является электрорезистивным, выполнена в виде сетки.
Согласно еще одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложено ингаляционное устройство для нагрева вещества во втором материале, содержащее: по меньшей мере, один проводник, выполненный с возможностью подачи достаточного количества энергии для нагрева исходного материала, находящегося в положении использования, до первой температуры; и контроллер, функционально связанный, по меньшей мере, с одним проводником и запрограммированный на постепенное уменьшение нагрева до второй температуры, которая ниже первой температуры; при этом программирование контроллера предусматривает задание диапазона между первой температурой и второй температурой, в котором температура исходного материала поддерживается в пределах 50°С диапазона температуры испарения вещества в исходном материале.
Согласно еще одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложено ингаляционное устройство для регулирования температуры блока исходного материала, содержащее: регулятор компенсирующего воздушного потока, сконфигурированный с регулируемым клапаном для стабилизации воздушного потока, проходящего через исходный материал, находящийся в положении использования в ингаляционном устройстве; по меньшей мере, один электрод для подачи электрического тока, по меньшей мере, на часть блока исходного материала; и контроллер, функционально связанный, по меньшей мере, с одним электродом и запрограммированный на управление нагревом блока исходного материала до заданной первой температуры и последующим уменьшением нагрева до второй температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, часть блока исходного материала, который является электрорезистивным, располагается перед исходным материалом или за ним.
Термин «проводник» в контексте настоящего изобретения может обозначать элемент, выполненный с возможностью генерирования и/или переноса электрической и/или тепловой энергии. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения проводник выполнен с возможностью генерирования и/или переноса энергии в количестве, достаточном для нагрева исходного материала с тем, чтобы обеспечить испарение одного или нескольких активных веществ из исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения проводник проводит электрический ток, например, в виде электрода. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения проводник проводит тепло.
Согласно еще одному аспекту некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложено ингаляционное устройство для доставки вещества исходного материала пользователю, содержащее: средство нагрева исходного материала, находящегося в положении использования в ингаляционном устройстве; по меньшей мере, один канал, выполненный с возможностью направления воздушного потока через исходный материал, находящийся в положении использования в ингаляционном устройстве; и контроллер, функционально связанный со средством нагрева и, по меньшей мере, с одним каналом для регулирования температуры нагрева, причем контроллер сконфигурирован с заранее запрограммированными рабочими параметрами и обратной связью, по меньшей мере, с одним датчиком.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения средство нагрева может включать в себя нагревательный элемент, сконфигурированный в ингаляционном устройстве. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта средство нагрева включает в себя нагревательный элемент, располагающийся в блоке исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения средство нагрева включает в себя узел нагрева, одна часть которого сконфигурирована в ингаляционном устройстве, а другая часть сконфигурирована в блоке исходного материала. В необязательном варианте после вставки блока исходного материала в ингаляционное устройство части узла нагрева входит в прямой (или непрямой) контакт друг с другом для подачи энергии с целью нагрева исходного материала. В одном из примеров реализации узла нагрева ингаляционное устройство содержит токопроводящий электрод, который контактирует с электрорезистивным элементом блока исходного материала, например, с сеткой, которая нагревается по факту подачи электрического тока, вследствие чего происходит нагрев исходного материала. В необязательном варианте блок исходного материала содержит множество разных исходных материалов, каждый из которых соотносится с конкретным нагревательным элементом (например, сеткой), обращение к которому может осуществляться на индивидуальной основе.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения ингаляционное устройство содержит один или несколько интегрированных блоков исходного материала, например, располагающихся в корпусе ингаляционного устройства.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ нагрева для регулируемого высвобождения, по меньшей мере, одного вещества, подлежащего доставке пользователю путем вдыхания, причем этот способ предусматривает: пропускание воздушного потока через пластину исходного материала, из которого может быть высвобождено, по меньшей мере, одно вещество путем его испарения, причем воздушный поток заходит в пластину через первую поверхность и выходит из пластины через вторую поверхность, противоположную первой поверхности; нагрев первого нагревательного элемента, контактирующего с первой поверхностью пластины, в соответствии с первым температурным профилем; и нагрев второго нагревательного элемента, контактирующего со второй поверхностью пластины, в соответствии со вторым температурным профилем, отличным от первого температурного профиля.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения этот способ предусматривает регулирование нагрева путем повышения или уменьшения температуры одного или обоих элементов из числа первого нагревательного элемента и второго нагревательного элемента.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый температурный профиль предусматривает нагрев до первой температуры и поддержание этой температуры на постоянном уровне; а второй температурный профиль предусматривает нагрев до второй температуры и поддержание этой температуры на постоянном уровне, причем первая и вторая температуры отличаются друг от друга.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ предусматривает регулирование нагрева с целью удержания температуры, по меньшей мере, 85% исходного материала в пределах диапазона целевых температур.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ предусматривает модифицирование нагрева обоих элементов из числа первого нагревательного элемента и второго нагревательного элемента по факту изменения скорости прохождения воздушного потока через пластину.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ предусматривает регулирование, по меньшей мере, одного из таких параметров, как объем высвобождаемого вещества и продолжительность времени, в течение которого происходит высвобождение вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев первого и второго нагревательных элементов осуществляется до температуры, которая не входит в диапазон целевых температур исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения диапазон целевых температур включает в себя диапазон в пределах 25°С температуры испарения, по меньшей мере, одного вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев первого и второго нагревательных элементов осуществляется до температуры, которая не приводит к возгоранию исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пропускание воздушного потока предусматривает пропускание воздушного потока в направлении, перпендикулярном первой и второй поверхностям пластины.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент представляют собой части единого нагревательного элемента.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения единый нагревательный элемент имеет U-образную форму, а нагрев предусматривает проведение электрического тока через U-образную форму.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулирование нагрева предусматривает непрямое регулирование нагрева путем изменения скорости прохождения воздушного потока через пластину.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен модуль нагрева, используемый в ингаляционном устройстве, который выполнен с возможностью приема блока исходного материала, причем блок исходного материала содержит первый и второй электрорезистивные нагревательные элементы, контактирующие с исходным материалом, при этом модуль нагрева включает в себя: по меньшей мере, два электрических контакта, форма и расположение которых обеспечивают их зацепление с первым и вторым электрорезистивными нагревательными элементами блока исходного материала при размещении блока исходного материала в ингаляционном устройстве; и электрическую схему для регулирования проводимости тока с помощью, по меньшей мере, двух электрических контактов для нагрева первого и второго нагревательных элементов с целью повышения температуры, по меньшей мере, 85% исходного материала до целевой температуры; при этом электрическая схема выполнена с возможностью регулирования нагрева первого нагревательного элемента до первой температуры и нагрева второго нагревательного элемента до второй температуры, отличной от первой температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электрическая схема выполнена с возможностью регулирования нагрева первого и второго нагревательных элементов с целью поддержания температуры нагретого исходного материала в пределах +/- 15% целевой температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электрическая схема выполнена с возможностью регулирования нагрева первого и второго нагревательных элементов в соответствии со скоростью прохождения воздушного потока через блок исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения модуль нагрева содержит, по меньшей мере, один датчик, расположенный с возможностью измерения температуры, по меньшей мере, одного из таких элементов, как первый нагревательный элемент, второй нагревательный элемент, исходный материал или его части, когда блок исходного материала располагается в ингаляционном устройстве; и электрическую схему, выполненную с возможностью регулирования нагрева первого и второго нагревательных элементов по факту получения показания, по меньшей мере, с одного датчика.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электрическая схема управляет нагревом первого и второго нагревательных элементов для повышения температуры исходного материала до диапазона температур в пределах 10°С температуры испарения, по меньшей мере, одного вещества в течение менее двух секунд.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электрическая схема управляет нагревом первого и второго нагревательных элементов для стабилизации и поддержания температуры исходного материала в пределах диапазона температуры испарения в течение периода времени, составляющего 0,5 секунды или больше.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый и второй нагревательные элементы являются частью единого нагревательного элемента, а электрическая схема выполнена с возможностью подачи одинакового количества электрической энергии, как на первый нагревательный элемент, так и на второй нагревательный элемент.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен комплект, включающий в себя: ингаляционное устройство, содержащее модуль нагрева; и блок исходного материала, содержащий первый и второй электрорезистивные нагревательные элементы, контактирующие с исходным материалом, причем блок исходного материала имеет такую форму и размеры, которые обеспечивают возможность его размещения в корпусе ингаляционного устройства.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал представлен в виде пластины толщиной в пределах 0,5-1 мм.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения площадь каждой поверхности из числа первой и второй противолежащих поверхностей пластины, нагреваемых первым и вторым нагревательными элементами, соответственно, составляет 200-300 мм2.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластина весит 100-150 мг.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластина содержит частицы исходного материала, рассредоточенные с образованием между ними пустот, через которые может проходить воздух.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ доставки пользователю через ингаляционное устройство одного или нескольких веществ, высвобождаемых из исходного материала путем испарения, который предусматривает: нагрев, по меньшей мере, одной поверхности из числа первой поверхности и второй поверхности исходного материала, расположенного в ингаляционном устройстве, до первой температуры; уменьшение нагрева нагретой, по меньшей мере, одной поверхности из числа первой поверхности и второй поверхности исходного материала таким образом, чтобы ее температура была уменьшена до второй температуры, которая ниже первой температуры; при этом диапазон температур между первой температурой и второй температурой удерживает температуру исходного материала в пределах 50°С диапазона температуры испарения вещества в исходном материале.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанный диапазон лежит в пределах 25°С температуры испарения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения указанный диапазон лежит в пределах 10°С температуры испарения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев и уменьшение нагрева происходят при совершении пользователем вдоха с использованием ингаляционного устройства.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ предусматривает пропускание воздушного потока в направлении, перпендикулярном первой и второй поверхностям.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения расстояние между первой и второй поверхностями по толщине исходного материала составляет 0,2-1,00 миллиметр.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая температура ниже температуры возгорания исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая температура имеет достаточно низкое значение, вследствие чего во время нагрева максимальная температура исходного материала не превышает первую температуру.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая температура, по меньшей мере, на 50°С превышает комнатную температуру.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев, по меньшей мере, одной поверхности из числа первой поверхности и второй поверхности осуществляется, по меньшей мере, одним нагревательным элементом, который представляет собой электрорезистивный нагревательный элемент.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает приостановку нагрева в случае отклонения от выбранной температуры, по меньшей мере, на заданное значение температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает после достижения второй температуры нагрев исходного материала до третьей температуры, которая выше первой температуры, и последующее уменьшение нагрева до четвертой температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одна температура из числа первой и второй температур выбирается на основании первой целевой температуры, относящейся к температуре испарения первого вещества, и при этом, по меньшей мере, одна температура из числа третьей и четвертой температур выбирается на основании второй целевой температуры, относящейся к температуре испарения второго вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ дополнительно предусматривает, что первая температура ниже температуры, способной привести к повреждению первого вещества.
Согласно одному из аспектов некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ регулирования высвобождения из исходного материала, по меньшей мере, двух веществ с разной температурой испарения для доставки этих веществ пользователю путем их вдыхания, который предусматривает: пропускание воздушного потока через исходный материал; нагрев исходного материала до первой температуры в пределах 25°С температуры испарения первого вещества для инициации высвобождения первого вещества, причем при нагреве исходного материала до первой температуры второе вещество по существу не испаряется; и нагрев исходного материала до второй температуры в пределах 25°С температуры испарения второго вещества для инициации высвобождения второго вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предложенный способ предусматривает уменьшение или прекращение нагрева в промежутке времени между первым нагревом и вторым нагревом.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения высвобождение первого и второго веществ, по меньшей мере, частично перекрывается во времени.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второе вещество высвобождается только в течение выбранного периода времени после высвобождения первого вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пропускание воздушного потока предусматривает регулирование скорости прохождения воздушного потока через исходный материал.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев и протекание воздушного потока регулируются для высвобождения первого вещества и второго вещества в заданном соотношении.
Если не указано иное, то все технические и/или научные термины, используемые в настоящем документе, имеют общепринятое значение, понятное специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение.
Ниже описаны примеры осуществления способов и/или материалов, хотя на практике или при тестировании вариантов осуществления настоящего изобретения могут использоваться способы и материалы, аналогичные или эквивалентные тем, которые описаны в настоящем документе. В случае противоречия преимущественную силу имеет описание изобретения к патенту, включая определения. Кроме того, материалы, способы и примеры осуществления носят исключительно иллюстративный, а не обязательно ограничительный характер.
Практическая реализация способа и/или системы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения может предусматривать выполнение или решение поставленных задач в ручном режиме, в автоматическом режиме или с использованием сочетания обоих этих режимов. Более того, в зависимости от контрольно-измерительных приборов и оборудования, фактически применяемых в вариантах осуществления способа и/или системы согласно настоящему изобретению, некоторые поставленные задачи могут быть решены аппаратными средствами, программными средствами или аппаратно реализованными программными средствами или сочетанием указанных средств с использованием операционной системы.
Например, аппаратные средства для выполнения поставленных задач согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в виде микросхемы или электрической схемы. Применительно к программным средствам поставленные задачи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в виде множества программных команд, исполняемых компьютером с использованием любой подходящей операционной системы. В одном из примеров осуществления настоящего изобретения одна или несколько задач согласно примерам осуществления способа и/или системы, описанных в настоящем документе, выполняются процессором для обработки данных, таким как вычислительная платформа для исполнения множества команд. В необязательном варианте процессор для обработки данных включает в себя энергозависимую память для хранения команд и/или данных и/или энергонезависимую память, например, магнитный жесткий диск и/или съемный носитель для хранения команд и/или данных. В необязательном варианте предусмотрено также сетевое соединение. Необязательно может быть также предусмотрен дисплей и/или пользовательское устройство ввода, такое как клавиатура или мышь.
Краткое описание фигур
В настоящем документе описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, которые носят иллюстративный характер, и которые раскрыты в привязке к прилагаемым чертежам. Если обратиться конкретно к чертежам, то следует подчеркнуть, что показанные на них элементы приведены лишь в качестве примера и не обязательно вычерчены в истинном масштабе, и они служат исключительно цели иллюстративного описания вариантов осуществления настоящего изобретения. В этой связи представленное описание вместе с чертежами дает понимание специалистам в данной области техники, как варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы на практике. При этом представлены чертежи, где:
На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая воздушный поток в ингаляционном устройстве согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая компоненты ингаляционного устройства согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 3 представлено перспективное изображение блока исходного материала с частичным пространственным разделением деталей согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 4 показан вид в поперечном разрезе блока исходного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ регулирования тепловых характеристик блока исходного материала в ингаляционном устройстве согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 6А и 6В показаны графики, иллюстрирующие многостадийные способы нагрева согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 7А-В представлены блок-схемы, иллюстрирующие способы выбора температурного профиля для регулирования высвобождение или влияния на высвобождение одного или нескольких веществ согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 8А-В графически показаны примеры высвобождения вещества в соответствии с температурными профилями, например, показанными на фиг. 6А-В, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 9 показана схема модуля нагрева, предназначенного для нагрева исходного материала, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 10 представлена блок-схема реализации способа регулирования нагрева исходного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 11 показано графическое представление температурного профиля исходного материала в динамике по времени согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 12А-С схематически показан предполагаемый результат нагрева пластины исходного материала со стороны одной или двух поверхностей пластины согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
На фиг. 12D-E графически сравнивается нагрев пластины исходного материала, когда через пластину проходит поток воздуха, и когда через пластину не проходит поток воздуха, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения; а
На фиг. 13 представлено схематическое изображение, где показана схема прохождения воздушного потока вдоль одной или нескольких поверхностей пластины исходного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения
Настоящее изобретение в некоторых вариантах своего осуществления относится к ингаляционному устройству индивидуального пользования и, в частности, помимо прочего, к регулированию температуры в ингаляционном устройстве.
Перед тем как перейти к подробному анализу, по меньшей мере, одного варианта осуществления настоящего изобретения, следует понять, что заявленное изобретение не обязательно ограничено в своем применении деталями конструкции и схемой расположения компонентов и/или способами, изложенными в последующем описании и/или проиллюстрированными на чертежах. Настоящее изобретение выполнено с возможностью реализации в виде других вариантов осуществления или с возможностью реализации на практике или осуществления различными способами.
Термин «блок исходного материала», используемый по всему представленному документу, в необязательном варианте обозначает дозовый картридж/пластину/контейнер и/или иной элемент, который включает в себя или состоит из исходного материала. Блок исходного материала содержит известный измеренный объем исходного материала для доставки, по меньшей мере, одного связанного с ним испаряемого вещества, которое характеризуется определенной температурой испарения. Например, исходный материал может содержать или состоять из лекарственного состава на основе растительного сырья, растительного вещества, синтетического носителя и/или инертного носителя (например, целлюлозы или синтетических гранул или нитевидных волокон). Исходный материал может быть представлен в любой форме или в виде любой структуры или содержать любую форму или структуру, отвечающую требованиям его использования, в том числе, например, в виде гранул, порошка, крупинок, нитевидных волокон, сетки или перфорированного материала. В необязательном варианте исходный материал является воздухопроницаемым в том смысле, что он обеспечивает возможность прохождения через него потока газа со скоростью, по меньшей мере, 0,5 литров в минуту при вакуумировании с давлением, по меньшей мере, 1-5 кПа.
Термин «вещество» в контексте настоящего документа может включать в себя или обозначать одно или несколько природных и/или синтетических соединений, молекул, фармацевтических препаратов, лекарственных средств или иных веществ подобного рода, которые содержатся в исходном материала и/или иным образом соотносятся с ним или переносятся им. В необязательном варианте вещество соотносится с исходным материалом, пребывая в одной форме, и претерпевает изменение во время нагрева и/или испарения, например, как каннабиоид, который присутствует в конопле в кислотной форме и подвергается декарбоксилированию при нагреве (например, преобразуется из ТНСА (тетрагидроканнабиноловая кислота) в ТНС (тетрагидроканнабинол) или из CBDA (каннабидиоловая кислота) в CBD (каннабидиол)).
Термин «температура испарения» в контексте настоящего документа может обозначать температуру или диапазон температур, в котором происходит испарение вещества. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения температура испарения включена в качестве рабочего элемента или параметра ингалятора (помимо прочих параметров, таких как давление, время, расход, сила тока и пр.).
В общем, авторы настоящего изобретения неожиданным образом обнаружили, что значения температуры первой поверхности (вверх по потоку) блока исходного материала и второй поверхности (вниз по потоку) сильно отличаются друг от друга, причем стороны вверх и вниз по потоку определяются направлением прохождения воздушного потока через ингалятор во время его использования. Эти температуры были измерены, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, в качестве температуры резистивного нагревательного элемента (например, сетки), контактирующего с каждой из поверхностей. Эта установленная разность температур возникла несмотря на тот факт, что исходный материал был представлен в виде сплюснутой массы, воздушный поток проходил по пути толщиной не более 1 мм, и обе поверхности нагревались одновременно с подачей одинакового количества энергии на обе стороны. Было установлено, что при регулируемом нагреве с целью удержания температуры поверхности вверх по потоку на уровне целевой температуры испарения перепад температур может привести к существенному перегреву поверхности вниз по потоку, и что при регулируемом нагреве с целью удержания температуры поверхности вниз по потоку на уровне целевой температуры испарения перепад температур может привести к существенному недогреву поверхности вверх по потоку.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, а также согласно подробному описанию, представленному в настоящем документе, предложены способы и сопутствующие структуры для нагрева первой поверхности исходного материала (и/или фильтра исходного материала, примыкающего к первой поверхности и контактирующего с первой поверхностью) до первой температуры, которая выше целевой температуры, с последующим регулируемым уменьшением температуры до второй температуры, которая ниже целевой температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения целевая температура представляет собой температуру испарения вещества, предназначенного для доставки ингалятором. В необязательном варианте целевая температура представляет собой температуру, превышающую температуру испарения. В необязательном варианте целевая температура может быть ниже температуры испарения. В необязательном варианте целевая температура лежит в пределах выбранного диапазона, который лежит выше и/или ниже температуры испарения. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта температура испарения представляет собой температуру, которая ниже температуры возгорания исходного материала или температуры возгорания части исходного материала.
Первая температура может быть выбрана таким образом, чтобы она была ниже температуры возгорания исходного материала (или любой его части), а в необязательном варианте - выше температуры испарения вещества в исходном материале, и в другом необязательном варианте - на 5°С-50°С или на 10°С-30°С выше целевой температуры. Вторая температура должна быть достаточно низкой с тем, чтобы во время нагрева максимальная температура исходного материала не превышала первую температуру. В необязательном варианте вторая температура на 5°С-50°С или на 10°С-30°С ниже целевой температуры вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первая поверхность исходного материала представляет собой поверхность вверх по потоку. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения первая и вторая температуры первой поверхности выбираются таким образом, чтобы температура второй (вниз по потоку) поверхности была равна температуре первой поверхности и/или выше температуры первой поверхности, но (в необязательном варианте) ниже температуры возгорания исходного материала (или любой его части).
В некоторых вариантах осуществления настоящего первая поверхность исходного материала представляет собой поверхность вниз по потоку. В некоторых таких вариантах осуществления настоящего изобретения первая и вторая температуры первой поверхности выбираются таким образом, чтобы температура второй поверхности (вверх по потоку) или температура в исходном материале была равна температуре первой поверхности и/или ниже температуры первой поверхности, а в необязательном варианте - выше температуры испарения исходного материала, предназначенного для доставки ингалятором, в течение, по меньшей мере, 50%, 70%, 80%, 90% и 95% времени выполнения стадии регулируемого уменьшения температуры или на всем протяжении выполнения этой стадии.
Следует отметить, что заданной температурой может быть температура, фактически замеренная в заданной точке, или температура, рассчитанная или спрогнозированная на основании замера температуры в этой же и/или других точках. В необязательном варианте заданная температура представляет собой температуру, замеренную во время экспериментального исследования и/или во время фактического использования ингаляционного устройства.
В контексте настоящего документа нагрев поверхности вверх по потоку и/или исходного материала и/или поверхности вниз по потоку предполагает превышение и/или достижение и/или удержание и/или приближение целевой температуры испарения, которая соответствует одному или нескольким веществам в блоке исходного материала, доставляемым пользователю с помощью ингалятора.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал содержит растительное сырье, такое как, например, конопля и/или табак, и при нагреве растительного сырья и/или прохождении воздушного потока через растительное сырье из него извлекается активное вещество (например, ТНС (тетрагидроканнабинол) и/или никотин). К другим примерам растительного сырья относится один или несколько следующих материалов: Cannabis sativa, Cannabis indica, Cannabis ruderalis, разновидности Acacia, Amanita muscaria, яге, Atropa belladonna, Areca catechu, разновидности Brugmansia, Brunfelsia latifolia, Desmanthus illinoensis, Banisteriopsis caapi, разновидности Trichocereus, Theobroma cacao, разновидности Capsicum, разновидности Cestrum, Erythroxylum coca, Solenostemon scutellarioides, Arundo donax, Coffea arabica, разновидности Datura, разновидности Desfontainia, Diplopterys cabrerana, Ephedra sinica, Claviceps purpurea, Paullinia cupana, Argyreia nervosa, Hyoscyamus niger, Tabernanthe iboga, Lagochilus inebriens, Justicia pectoralis, Sceletium tortuosum, Piper methysticum, Catha edulis, Mitragyna speciosa, Leonotis leonurus, разновидности Nymphaea, разновидности Nelumbo, Sophora secundiflora, Mucuna pruriens, Mandragora officinarum, Mimosa tenuiflora, Ipomoea violacea, разновидности Psilocybe, разновидности Panaeolus, Myristica fragrans, Turbina corymbosa, Passiflora incarnata, Lophophora williamsii, разновидности Phalaris, Duboisia hopwoodii, Papaver somniferum, разновидности Psychotria viridis, Salvia divinorum, Combretum quadrangulare, Trichocereus pachanoi, Heimia salicifolia, Stipa robusta, разновидности Solandra, Hypericum perforatum, разновидности Tabernaemontana, Camellia sinensis, Nicotiana tabacum, Nicotiana rustica, Virola theidora, Voacanga africana, Lactuca virosa, Artemisia absinthium, Ilex paraguariensis, разновидности Anadenanthera, Corynanthe yohimbe, Calea zacatechichi, разновидности Coffea (Rubiaceae), разновидности Sapindaceae, разновидности Camellia, разновидности Malvaceae, разновидности Aquifoliaceae, разновидности Hoodia, Chamomilla recutita, Passiflora incarnate, Camellia sinensis, Mentha piperita, Mentha spicata, Rubus idaeus, Eucalyptus globulus, Lavandula officinalis, Thymus vulgaris, Melissa officinalis, табак, алоэ вера, дудник, анис, айяуаска (Banisteriopsis caapi), барбарис, белокудренник черный, голубой лотос, лопух, ромашка/первоцвет, тмин, кошачий коготь, гвоздика, окопник аптечный, кукурузные рыльца, пырей, тернера, одуванчик, хвойник, эвкалипт, энотера, фенхель, пиретрум девичий, хионантус, чеснок, имбирь, гинкго, женьшень, золотарник, гидрастис, центелла азиатская, зеленый чай, гуарана, боярышник, хмель вьющийся, хвощ, иссоп, орех колы, кратом, лаванда, мята лимонная, лакрица, агава оттянутая (дикая конопля), корень маки, алтей, таволга трехлистная, расторопша, пустырник, пассифлора, страстоцвет, мята перечная, аргемоне, портулак, лист малины, дикий мак, шалфей, пальма сереноа, сида сердцевиднолистная, хеймия иволистная («открывающий солнце» у Майя), мята, аир, могильник (Редапит harmala), тимьян, куркума, валериана, дикий ямс, полынь, тысячелистник, падуб парагвайский и/или йохимбе. Дозировочное растительное вещество необязательно включает в себя любое сочетание растительного сырья из представленного списка и/или иное растительное сырье. В необязательном варианте исходный материал содержит один или несколько синтетических или экстрагированных препаратов, добавленных к материалу-носителю или нанесенных на него, причем добавленный препарат и/или исходный материал может быть представлен в виде твердого материала, геля, порошка, инкапсулированной жидкости, гранулированных частиц и/или в иных формах, или же он может содержать перечисленные формы. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал содержит растительный материал с одним или несколькими синтетическими или экстрагированными препаратами, добавленными к нему или нанесенными на него.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность вверх по потоку и поверхность вниз по потоку характеризуются наличием фильтра или структурой по типу фильтра, выполненной с возможностью пропускания через себя воздушного потока, но препятствующей прохождению через нее самого исходного материала (например, прохождение частиц исходного материала). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения воздушный поток, проходящий через исходный материал, содержит выработанные пары или аэрозоль, например, пары веществ, высвобождаемых из части исходного материала, находящейся далее всего вверх по потоку.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения фильтр включает в себя множество слоев и/или сегментов, причем, по меньшей мере, один из них выполнен с возможностью удержания исходного материала; а, по меньшей мере, один другой - с возможностью нагрева поверхности. В необязательном варианте нагрев предшествующего фильтра (вверх по потоку от нагреваемого исходного материала) регулируется для опосредованного управления нагревом и/или охлаждением последующего фильтра (вниз по потоку от нагреваемого исходного материала). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предшествующий фильтр и последующий фильтр характеризуются единообразной конструкцией и входят в состав единой структуры фильтров, например, структуры, сложенной в форме литеры «U», охватывающей исходный материал в блоке исходного материала для функционального формирования предшествующего фильтра и последующего фильтра. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предшествующий фильтр и последующий фильтр представляют собой разные структуры, а в необязательном варианте - физически отдельные структуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения индикация нагрева поверхностей вверх и вниз по потоку выполняется, по меньшей мере, одним датчиком температуры для зондирования каждой поверхности. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения индикация нагрева проводится на поверхности вверх по потоку или на поверхности вниз по потоку. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения индикация не выполняется. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев выполняется, по меньшей мере, одним нагревательным элементом, который является компонентом ингаляционного устройства.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев выполняется одним из компонентов блока исходного материала. В необязательном варианте нагрев выполняется совместно, по меньшей мере, одним нагревательным элементом в ингаляционном устройстве и одним нагревательным элементом в блоке исходного материала. В необязательном варианте, по меньшей мере, один нагревательный элемент представляет собой или включает в себя, по меньшей мере, один электрод и/или теплопроводящую структуру, подобную фильтру или сетке, и/или структуру/компонент в самом исходном материале. В необязательном варианте комбинация нагревательных элементов включает в себя, по меньшей мере, один электрод в ингаляторе и, по меньшей мере, один электропроводящий элемент, находящийся в теплопроводящем контакте с исходным материалом или его частью, вследствие чего пропускание электрического тока через электрод на электропроводящий элемент вызывает его нагрев и, соответственно, нагрев исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения ингалятор содержит электрический контакт для подачи энергии, достаточной для нагрева исходного материала. В необязательном варианте электрический контакт содержит, по меньшей мере, один электрод для подачи тока на электрорезистивный элемент блока исходного материала, что приводит к нагреву исходного материала. Другие необязательные примеры осуществления нагревательных элементов, которые могут быть использованы, включают в себя нагрев с использованием, к примеру, лазера, магнетизма (например, индукционного), инфракрасных волн и микроволн.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения профиль нагрева исходного материала выбирается для регулирования высвобождения одного или нескольких веществ из исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал содержит более одного испаряемого вещества (например, 2, 3, 5 или 10 веществ или промежуточное, большее или меньшее количество), и их высвобождение регулируется, по меньшей мере, частично за счет регулирования температуры, до которой нагревается исходный материал. За счет регулирования профиля нагрева могут регулироваться такие параметры, как тип высвобождаемого вещества, объем высвобождаемого вещества, соотношение между двумя или несколькими высвобождаемыми веществами, продолжительность высвобождения вещества и относительная синхронность высвобождения двух или нескольких веществ. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения профиль нагрева выбирается в зависимости от тепловых и/или химических и/или конструктивных свойств высвобождаемого вещества/веществ. Например, профиль нагрева может быть выбран таким образом, чтобы обеспечить быстрое повышение температуры исходного материала, вследствие чего инициируется высвобождение первого вещества с относительно высокой скоростью и/или в относительно большом объеме и высвобождение второго вещества, необязательно обладающего другими свойствами, с более низкой скоростью и/или в меньшем объеме. В другом примере профиль нагрева может быть выбран таким образом, чтобы поднять температуру исходного материала до температуры, лежащей в пределах температуры испарения первого вещества, а затем - в необязательном варианте - уменьшить или прекратить нагрев, после чего изменить температуру до температуры, лежащей в пределах диапазона температуры испарения второго вещества, для инициирования высвобождения второго вещества, последовательного и/или с частичным перекрытием и/или в течение выбранного периода времени после высвобождения первого вещества. В еще одном примере нагрев регулируется таким образом, чтобы увеличить процентную долю вещества, высвобождаемого из исходного материала, что потенциально может улучшить удобство и простоту использования.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрено регулирование профиля воздушного потока, проходящего через исходный материал. В необязательном варианте профиль воздушного потока синхронизирован с профилем нагрева для регулирования высвобождения одного или нескольких веществ и/или оказания воздействия на такое высвобождение. В одном из примеров температура повышается одновременно с увеличением скорости прохождения воздушного потока через исходный материал, вследствие чего ускоряется высвобождение вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения профиль нагрева и/или профиль воздушного потока регулируется с целью доставки одного или нескольких веществ пользователю во время совершения им одного вдоха.
Один из аспектов настоящего изобретения относится к регулируемому нагреву исходного материала, через который может проходить поток, путем задания профиля нагрева одного или нескольких нагревательных элементов исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрено два нагревательных элемента, находящихся в тепловом контакте (в необязательном варианте - в физическом контакте) с двумя поверхностями пластины исходного материала. В работе воздушный поток может проходить, например, через первый нагревательный элемент, через исходный материал пластины, а затем - через второй нагревательный элемент. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев каждого нагревательного элемента регулируется электрической схемой, которая задает параметры нагрева (такие как максимальная температура, скорость нагрева, продолжительность нагрева и/или другие параметры) на основании параметров, включающих в себя, например, скорость прохождения воздушного потока через пластину, толщину пластины, плотность исходного материала и/или другие параметры. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев нагревательных элементов регулируется с целью доведения температуры исходного материала до целевой температуры и, в необязательном варианте, для ее удержания в пределах диапазона целевых температур. В необязательном варианте диапазон целевых температур представляет собой диапазон, в котором из исходного материала испаряется, по меньшей мере, одно выбранное вещество.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев регулируется с целью компенсации охлаждающего и/или нагревающего воздействия, обусловленного воздушным потоком. Например, воздушный поток может охлаждать слои пластины исходного материала, которые примыкают к входу воздушного потока в пластину; например, поток воздуха может нагреваться первым (расположенным вверх по потоку) нагревательным элементом, что приводит к большему нагреву слоев, расположенных вниз по потоку, чем слоев, расположенных вверх по потоку.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев нагревательного элемента/элементов регулируется опосредованно, например, путем изменения скорости и направления движения воздушного потока.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения смоделированное распределение температур в пластине исходного материала, которая нагревается с противоположных сторон, используется для расчета температурных профилей, потребных для нагрева исходного материала до целевой температуры или диапазона целевых температур. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения при моделировании распределения температур учитывается влияние воздушного потока, проходящего через пластину.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения противолежащие нагревательные элементы выполнены в виде единого блока. В одном из примеров осуществления противолежащие нагревательные элементы задают концы U-образного блока. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для нагрева блока в виде единого блока подается электрический ток. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, где указанный блок имеет U-образную форму, на каждом из противолежащих нагревательных элементов создаются разные температуры, что обусловлено воздействием различных условий, включающих в себя, например, расход воздуха (например, проходящего через платину); конструктивные условия (например, расположение компонентов устройства вблизи нагревательного элемента); и/или другие условия. В необязательном варианте нагрев единого блока осуществляется таким образом, что если окружающая среда не оказывает никакого воздействия на этот блок, то оба нагревательных элемента нагреваются до одинаковой температуры. В необязательном варианте изогнутый участок U-образной формы нагревается до более высокой температуры, например, вследствие проведения тепла с обоих концов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрено регулирование нагрева в замкнутом контуре. В необязательном варианте показания с одного или нескольких датчиков температуры и/или одного или нескольких датчиков расхода принимаются схемой управления (например, контроллером устройства), после чего на основании показания/показаний, полученных с датчика/датчиков, инициируется, уменьшается, поддерживается и/или прекращается нагрев одного или обоих нагревательных элементов. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения показание температуры может быть получено не с датчика, а, например, на основании свойств полного сопротивления/проводимости электрической схемы устройства, например, на основании электрического сопротивления нагревательного элемента.
Альтернативно в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев не регулируется в замкнутом контуре или на основании обратной связи. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев может осуществляться на основании одного или нескольких заданных профилей. В необязательном варианте заданный профиль определяет (необязательно для каждого нагревательного элемента) продолжительность нагрева, температурный профиль (например, постоянную температуру или температуру, которая изменяется во времени) и электропитание нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения параметры профиля нагрева определяются или рассчитываются на основании базы данных, справочной таблицы, формул и т.п. В необязательном варианте параметры профиля нагрева определяются или рассчитываются на основании результатов испытаний.
В контексте настоящего документа нагрев нагревательного элемента до определенной температуры или на основании температурного профиля может предусматривать подачу энергии, достаточной для нагрева нагревательного элемента до такой температуры при условии отсутствия какого-либо воздействия со стороны потока или воздуха и/или других факторов, которые могли бы повысить или уменьшить фактическую температуру нагревательного элемента. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев нагревательного элемента до определенной температуры предусматривает подачу электропитания, достаточного для повышения температуры электрорезистивного нагревательного элемента до выбранной температуры. Следует понимать, что примеры осуществления, описанные в настоящем документе, могут быть применены к любым структурам, проявляющим неравномерные тепловые характеристики в рабочих условиях, которые аналогичным образом существуют в любом блоке исходного материала любого ингаляционного устройства.
На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая ингаляционное устройство 100 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, которое включает в себя блок 102 исходного материала, установленный в положении использования в ингаляционном устройстве. В состав ингаляционного устройства 100 включен воздушный канал 104, проходящий вниз по потоку от блока 102 исходного материала и выполненный с возможностью доставки насыщенного веществом воздушного потока пользователю 208 (который проиллюстрирован и описан более подробно в привязке к фиг 2). Следует понимать, что воздушный поток, поступающий в ингаляционное устройство 100, порождается пользователем 208, который совершает вдох с использованием ингаляционного устройства 100, вследствие чего происходит забор воздуха и создается воздушный поток 118, проходящий через диафрагму 120 (и затем поступающий на исходный материал в виде воздушного потока 113) и - в необязательном варианте - регулятор 106 компенсирующего воздушного потока.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на выходе воздушного потока, проходящего по каналу 104, дополнительно предусмотрен регулятор 106 компенсирующего воздушного потока, предназначенный для регулирования компенсирующего воздушного потока 122 с целью изменения воздушного потока 116, доставляемого пользователю 208. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулятор 106 компенсирующего воздушного потока включает в себя регулируемый клапан 108, который может открываться или закрываться или частично закрываться для регулирования потока воздуха 112, который смешивается с воздушным потоком 114, выходящим из блока исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев блока 102 исходного материала регулируется контроллером 212 (проиллюстрированным и описанным более подробно в привязке к фиг. 2), который управляет, по меньшей мере, одним нагревательным элементом в соответствии с заранее запрограммированными рабочими параметрами. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используется, по меньшей мере, один датчик 110, например, датчик давления, для измерения и/или считывания/детектирования параметра, указывающего на воздушный поток или скорость движения воздушного потока. В необязательном варианте датчик 110 располагается вблизи диафрагмы 120 для детектирования потока всасываемого воздуха и/или скорости движения воздушного потока.
На фиг. 2 показана блок-схема, иллюстрирующая компоненты (некоторые из которых являются необязательными) ингаляционного устройства 200, выполненного с возможностью регулирования температуры блока 102 исходного материала, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что устройство 200 выполнено с возможностью регулирования рабочих температур и/или нагрева предшествующего фильтра 402 и/или последующего фильтра 404 (которыми могут служить два сегмента одного и того же фильтра, как это показано, например, на фиг. 4) для обеспечения требуемого нагрева исходного материала 304 в блоке 102 исходного материала, например, для достижения и/или поддержания и/или приближения к требуемой целевой температуре исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения целевая температура увязана с температурой испарения одного или нескольких веществ, связанных с исходным материалом 304 в блоке 102 исходного материала таким образом, что достижение и/или поддержание и/или приближение к целевой температуре дает возможность пользователю 208 вдыхать испаряемое вещество/вещества.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что когда одновременно должно быть доставлено несколько отдельных веществ, и эти вещества необязательно характеризуются разными температурами испарения, целевая температура может быть выбрана на основании соответствующих температур испарения так, что она будет представлять собой или максимально высокую температуру испарения, или максимально низкую температуру испарения,, или любую другую температуру, лежащую в диапазоне температуры испарения. Преимущество использования максимально высокой температуры может заключаться в более быстром испарении веществ. Использование более низкой температуры может привести к снижению эффективности испарения веществ в более высокой температурой испарения, но может снизить или предотвратить повреждение вследствие нагрева одного или нескольких веществ с более низкой температурой испарения.
В необязательном варианте выполняется многостадийный процесс 600, проиллюстрированный, например, на температурном графике на фиг. 6А. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения первая поверхность блока вещества нагревается до тех пор, пока не будет достигнута (602) первая температура (Т1) В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения затем эта температура уменьшается (604) до второй температуры (Т2). После этого, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, выполняется последующий нагрев (606) для достижения третьей температуры (Т3), которая превышает первую температуру, а затем необязательно понижается (608) до четвертой температуры (Т4), после чего нагрев необязательно прекращается (610). В этом примере температуры Т1 и Т2 выбираются на основании первой целевой температуры, например, температуры испарения первого вещества, причем в необязательном варианте температура Т1 ниже температуры, способной повредить первое вещество. Температуры Т3 и Т4 выбираются на основании второй целевой температуры, и в необязательном варианте, по меньшей мере, одна из температур Т3 и Т4 достаточно высока, чтобы повредить вещество с более низкой температурой испарения.
В необязательном варианте выполняется многостадийный процесс 630, проиллюстрированный, например, на температурном графике на фиг. 6В. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения первая поверхность блока вещества нагревается до тех пор, пока не будет достигнута (612) первая температура (Т1) В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения затем эта температура уменьшается (614) до второй температуры (Т2). После этого, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, последующий нагрев регулируется (606) таким образом, чтобы была достигнута третья температура (Т3), которая ниже первой температуры. В примере, проиллюстрированном на фиг. 6В, регулирование (616) для достижения температуры Т3 отображено в виде стадии быстрого охлаждения (например, за счет кратковременной приостановки нагрева), но в случае, когда температура Т3 превышает температуру Т2, может быть выполнен нагрев. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения температура Т3 ниже температуры Т2, но охлаждение с температуры Т2 до температуры Т3 выполняется с сохранением нагрева, чтобы, например, можно было регулировать скорость охлаждения. В необязательном варианте температура Т2 равна температуре Т3, вследствие чего наклон между точками Т1 и Т2 переходит в наклон между точками Т3 и Т4, минуя фазу наклона между точками Т2 и Т3. Следовательно, нагрев опять регулируемым образом уменьшается (618) до четвертой температуры Т3, после чего нагрев необязательно прекращается (620). В этом примере температуры Т1 и Т2 выбираются на основании первой целевой температуры (например, температуры испарения первого вещества, причем температура Т1 достаточно высока для того, чтобы эффективно испарять первое вещество и второе вещество, например, за счет того, что она превышает температуру испарения как первого вещества, так и второго вещества), а температуры Т3 и Т4 выбираются на основании второй целевой температуры, достаточно низкой для того, чтобы эффективно испарять только вещество с более низкой температурой испарения (например, за счет того, что она лежит в пределах между температурами испарения двух веществ).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения описанный процесс нагрева обеспечивает возможность испарения первого вещества и второго вещества в течение первого периода нагрева с последующим прекращением высвобождения первого вещества и продолжением высвобождения только второго вещества. Этот процесс может быть использован для расчета высвобождения с заданным соотношением между первым веществом и вторым веществом на основании скорости высвобождения и/или температуры испарения каждого из веществ.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения блок 102 исходного материала нагревается изнутри (например, по меньшей мере, одним нагревательным элементом или его частью, проходящей через указанный блок), а поверхности блока исходного материала вверх по потоку и вниз по потоку подвергаются терморегуляции в дополнение к нагреву, вместо нагрева или отдельно от нагрева предшествующего фильтра 402 и/или последующего фильтра 404. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулирование температуры предшествующего фильтра 402 и/или последующего фильтра 404 реализуется за счет пропускания электрического тока, по меньшей мере, через один из фильтров 402 и 404 (таким образом, фильтр может также выполнять функцию нагревательного элемента). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электрический ток проходит через электроды 214 и 216, которые контактируют с одним или обоими фильтрами 401 и 404, причем регулировка тока необязательно осуществляется, по меньшей мере, частично за счет термочувствительной обратной связи с предшествующим фильтром 402 и/или последующим фильтром 404.
Как можно видеть на фиг. 3 и 4, предусмотрены разные рабочие сценарии, которые могут быть применены для обеспечения требуемого нагрева исходного материала 304 в блоке 102 исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используется наклонный температурный профиль, необязательно в сочетании с замером температуры одного из веществ/фильтров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрен, по меньшей мере, один датчик, располагающийся вблизи предшествующего фильтра 402, например, инфракрасный датчик или датчик полного сопротивления или иной датчик подобного рода для считывания температуры предшествующего фильтра 402. Электрический ток, подаваемый на предшествующий фильтр 402, обуславливает его нагрев до первой температуры Т1, которая в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения превышает целевую температуру. Через заданный период времени и/или после считывания показания, указывающего на то, что заданная температура была достигнута или превышена, подача тока уменьшается или прекращается для инициации охлаждения предшествующего фильтра 402, необязательно до температуры Т2, которая ниже целевой температуры. В необязательном варианте целевой температурой служит температура испарения. Следует понимать, что в сочетании с действием воздушного потока 113, проходящего через блок 102 исходного материала, нагрев предшествующего фильтра 402 также может вызвать нагрев последующего фильтра, что обусловлено, по меньшей мере, частично, конвекцией. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулирование температуры предшествующего фильтра 402 в наклонном профиле (например, горячее или холоднее) влияет на температуру последующего фильтра 404, что обеспечивает его терморегулирование. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения наклонный температурный профиль поверхностей вверх по потоку и вниз по потоку фактически поддерживает относительно постоянную температуру исходного материала 304 в блоке 102 исходного материала.
Во втором необязательном примере, по меньшей мере, один датчик температуры располагается на каждом фильтре из числа предшествующего и последующего фильтров, и на основании замеренных температур каждого фильтра регулируется электрический ток, подаваемый на фильтры, с целью удержания температуры каждого фильтра в пределах заданных интервалов приемлемых температур. Иначе говоря, контроллер 212 снимает показания с датчиков и подает ток таким образом, чтобы он был достаточно сильным для удержания температуры предшествующего фильтра 402 и последующего фильтра 404 в пределах заданного диапазона температур.
Например, когда оба фильтра из числа предшествующего фильтра 402 и последующего фильтра 404 являются частями единого нагревательного элемента, электрический ток, пропускаемый через этот элемент, может регулироваться таким образом, чтобы обе температуры лежали в пределах заданного диапазона, что обеспечивается на основе считанных сводных данных о температуре, полученных по обратной связи с обоих фильтров. В альтернативном варианте электрический ток регулируется для воздействия на температуру одного фильтра (например, предшествующего фильтра) таким образом, чтобы эта температура демонстрировала заданный наклон от первой температуры до второй температуры, исходя из показаний датчика для этого же фильтра. В другом необязательном варианте электрический ток подается на основании заданных параметров без обратной связи по температуре или ее замера в режиме реального времени.
В любом из сценариев для считывания температуры на любой из двух или на обеих поверхностях вверх по потоку и вниз по потоку/фильтрах из числа предшествующего фильтра и последующего фильтра может быть использовано более одного датчика. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в ингаляционном устройстве 200 предусмотрен, по меньшей мере, один датчик (например, датчик давления), предназначенный для детектирования воздушного потока и/или параметра, указывающего на наличие воздушного потока в ингаляционном устройстве 200. В необязательном варианте в любом из сценариев температура исходного материала 304 может регулироваться в пределах определенного интервала, например, на 10°С-50°С выше или ниже целевой температуры (например, температуры испарения, по меньшей мере, одного вещества в исходном материале 304). В необязательном варианте этот интервал на 25°С выше или ниже температуры испарения. В необязательном варианте этот интервал на 10°С выше или ниже температуры испарения. В необязательном варианте этот интервал на 25°С выше и на 10°С ниже температуры испарения. В необязательном варианте этот интервал симметричен в том смысле, что целевая температура отстоит от первой и второй температур с равными промежутками. В альтернативном варианте этот интервал не симметричен относительно целевой температуры.
В необязательном варианте на фоне методов и структур терморегулирования предшествующего и последующего фильтров, например, описанных выше, предусмотрено такое регулирование воздушного потока в устройстве 200, чтобы он функционировал в соответствии с методами и структурами терморегулирования фильтров. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поток, проходящий по всему ингаляционному устройству 200, может быть, в общем, разделен между двумя каналами для прохождения потока: первый канал для прохождения потока, позволяющий воздушному потоку 113 проходить через блок 102 исходного материала и выходить в виде воздушного потока 114; и второй необязательный канал для компенсирующего потока 112, который смешивается с первым потоком 114, образуя третий основной воздушный поток 116 для пользователя 208 устройства. На схеме, показанной в настоящем документе, вдох, совершаемый пользователем 208, порождает воздушный поток 118, поступающий в устройство 200. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения блок 102 исходного материала удерживается в положении использования с помощью держателя ингаляционного устройства 200. Этот держатель выполнен с возможностью удержания блока 102 исходного материала в воздухонепроницаемом или по существу воздухонепроницаемом соединении с воздушными потоками 113 и 114 таким образом, что через блок 102 исходного материала проходит, по меньшей мере, 90% воздушного потока 113, а содержащийся в нем исходный материал преобразуется в воздушный поток 114; и/или таким образом, что воздушный поток 114, по меньшей мере, на 95%, 97% или даже, по меньшей мере, на 99% или даже 100% состоит из воздушного потока 113. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения через блок 102 исходного материала проходит, по меньшей мере, 98% или даже 100% воздушного потока 113. Например, держатель может удерживать блок 102 исходного материала таким образом, чтобы мундштука устройства 200 достигал только (или большей частью) воздушный поток 113, который проходит через блок 102 исходного материала, не считая воздушного потока 112.
Для регулирования скорости прохождения воздушного потока через блок 102 исходного материала, необязательно на основании целевого профиля рабочих характеристик, и/или для обеспечения постоянного/стабилизированного воздушного потока необязательно предусмотрен регулятор 106 компенсирующего воздушного потока для динамического управления компенсирующим воздушным потоком 12, поступающим в ингаляционное устройство 200. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения компенсирующий воздушный поток 122, который заходит в устройство 200, направляется для смешивания с потоком 114, который уже прошел через блок 102 исходного материала (минуя регулятор 106 компенсирующего воздушного потока). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения выполняется динамическое изменение потока для получения и/или сохранения целевого профиля потока, проходящего через исходный материал 304. В необязательном варианте целевой профиль предусматривает поддержание постоянной скорости прохождения потока через исходный материал 304, например, 0,5 литров в минуту (л/мин), 1 л/мин, 4 л/мин или любой другой промежуточной, более высокой или более низкой скорости прохождения потока. В необязательном варианте профиль потока, проходящего через исходный материал 304, представляет собой профиль неустановившегося потока, например, с линейно увеличивающейся скоростью, линейно уменьшающейся скоростью и/или любой иной профиль.
На фиг. 3 представлено перспективное изображение блока 102 исходного материала с частичным пространственным разделением деталей согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В необязательном варианте блок 102 исходного материала содержит исходный материал 304 (например, растительное сырье), в необязательном варианте -выполненный в виде пластины. В необязательном варианте исходный материал представлен в виде порошка или иного измельченного материала. В необязательном варианте исходный материал сплюснут, например, до толщины в пределах 0,5-1 мм, 0,05-0,5 мм, 0,2-0,8 мм, 0,5-0,9 мм или до любой промежуточной, меньше или большей толщины. Одно из потенциальных преимуществ сплюснутой пластины исходного материала может включать в себя обеспечение более равномерного распределения тепла по пластине. Другое потенциальное преимущество сплюснутой тонкой пластины исходного материала может включать в себя меньшее влияние на проходящий через нее поток. Еще одно потенциальное преимущество сплюснутой тонкой пластины может включать в себя более высокое отношение площади поверхности к объему, что улучшает испарение, обеспечивая, например, повышение скорости испарения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластина содержит твердый материал-носитель, который выбирается и/или разрабатывается таким образом, чтобы он обеспечивал испарение и вдыхание испаряемого вещества со своей поверхности. В необязательном варианте на пластину наносится испаряемое вещество. В необязательном варианте нанесение испаряемого вещества осуществляется методом погружения, распыления и/или покрытия материала-носителя таким веществом. В необязательном варианте материал-носитель характеризуется воздухопроницаемой матрицей. В необязательном варианте носитель по существу не вступает в реакцию с испаряемым веществом при контакте с ним (является химически инертным по отношению к испаряемому веществу), по меньшей мере, в пределах диапазона температур от максимально низкой расчетной температуры хранения до рабочей температуры (например, температуры испарения, по меньшей мере, одного вещества), возможно с несколько более высоким доверительным интервалом (например, в пределах от 50°С ниже температуры хранения и до около 50°С выше рабочей температур). В необязательном варианте испаряемое вещество представлено в виде жидкого раствора. В необязательном варианте пластина смачивается раствором с его всасыванием.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал состоит из частиц (например, гранул), находящихся в полости 306 и/или иным образом заключенных в рамку или иную подходящую структуру. В необязательном варианте блок 102 исходного материала содержит механическую опору для исходного материала 304 (например, в полости 306 корпуса 308, который в необязательном варианте имеет форму рамки). В необязательном варианте блок 102 исходного материала содержит элемент крепления для облегчения транспортировки блока 102 исходного материала (например, клювообразные защелки 310). В необязательном варианте блок 102 исходного материала содержит средство испарения исходного материала 304 (например, электрорезистивный нагревательный элемент, необязательно фильтр или сетку, и/или структуру, проходящую через исходный материал и нагревающую исходный материал изнутри).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал 304 в собранном блоке исходного материала, по меньшей мере, частично охватывается фильтром 300. Узел, состоящий из исходного материала и удерживающего его фильтра, опирается на корпус 308 (в необязательном варианте входит в него), в результате чего полость 306 корпуса обеспечивает возможность поступления воздуха на первую сторону фильтра и его прохождения через эту сторону, через исходный материал и через вторую противоположную сторону фильтра.
Различные примеры реализации перечисленных выше элементов (и компонентов, показанных на фиг. 2) описаны в родственных заявках, включающих в себя патенты США №№: 9,993,602; 10,099,020; 10,008,051; и 9,839,241, содержание которых включено в настоящий документ посредством ссылки, равно как и примеры вариантов осуществления блоков исходного материала, в которых отсутствует, по меньшей мере, один из этих элементов.
Следует понимать, что разные варианты осуществления элементов в вариантах осуществления собранных блоков исходного материала могут также комбинироваться в иных сочетаниях (например, для любой конструкции нагревательного элемента может быть предусмотрена любая конструкция рамки), что не носит обязательного характера. В необязательном варианте отдельный использованный блок 102 исходного материала (или, необязательно, комплект таких блоков) после использования выбрасывается.
Следует также понимать, что для любого из ингаляционных устройств, описанных в настоящем документе, может быть предусмотрена структура с множеством блоков исходного материала, такая как магазин или картридж, благодаря чему по мере использования каждого отдельного блока 102 исходного материала пользователю может предоставляться новый блок, подаваемый из магазина. В необязательном варианте использованный блок 102 исходного материала остается в структуре блоков исходного материала даже после его использования (а вся структура удаляется после использования всех содержащихся в ней блоков исходного материала). Один из примеров реализации структуры блоков исходного материала в виде карусельного магазина показан на фиг. 15 патента США №9,993,602. Хотя здесь показан магазин карусельного типа, может быть предусмотрен линейный магазин (такой как полуавтоматический пистолетный магазин, где блоки 102 исходного материала переводятся в положение использования в ингаляционном устройстве) или любая иная конфигурация, выполненная с возможностью беспрепятственного предоставления пользователю множества блоков 102 исходного материала последовательно или параллельно. Дополнительные примеры структур блоков исходного материала (например, картриджей или магазинов) показаны, например, на фиг. 10 патента США №10,099,020, где проиллюстрированы блоки исходного материала, удерживаемые в двух отдельных карусельных магазинах и расположенные таким образом, что обеспечивается возможность одновременного управления этими блоками; и на фиг. 11 патента США №10,099,020, где схематически проиллюстрирован линейный магазин блоков исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество блоков исходного материала предварительно установлены в ингаляционном устройстве в положении срабатывания таким образом, чтобы каждый из блоков исходного материала мог активироваться по отдельности. В необязательном варианте блоки исходного материала активируются последовательно, например, по требованию, когда фиксируется вдох, совершаемый пользователем. В необязательном варианте два или более двух блоков исходного материала активируются одновременно, например, если каждый блок исходного материала содержит не полную дозу, или если за один вдох пользователь желает получить больше одной полной дозы, и/или для доставки разных веществ из каждого блока.
В необязательном варианте блок 102 исходного материала представляет собой блок одноразового использования. Потенциальные преимущества блока 102 исходного материала одноразового использования могут включать в себя: возможность вмещения исходного материала и/или остатков веществ, подлежащих удалению; тесная увязка удержания дозы с ее надежной транспортировкой в пределах испарительного устройства; и/или меньшая потребность в удержании и/или отслеживании частей испарительного устройства (таких как испаряющий нагревательный элемент), которые подвержены воздействию условий, способных с течением времени ухудшить рабочие характеристики.
В необязательном варианте блок 102 исходного материала предназначен для использования при однократном вдыхании. Потенциальные преимущества блока 102 исходного материала одноразового использования включают в себя повышение точности и/или надежности регулирования объема испаряемого вещества и уменьшение проблем, связанных с загрязнением и порчей во время использования.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения размеры блока 102 исходного материала или исходного материала 304 составляют, например, около 6×10 мм, около 8×8 мм, около 4×6 мм или характеризуются промежуточными, большими или меньшими размерами по площади открытой поверхности. В необязательном варианте исходный материал 304 характеризуется толщиной в пределах 0,5-1 мм; 0,2-0,8 мм; 0,5-0,9 мм; или иной промежуточной, большей или меньшей толщиной. В необязательном варианте исходный материал 304 (например, когда он выполнен в виде пластины) во время использования располагается перпендикулярно воздушному потоку, благодаря чему воздушные потоки проходят через всю толщину исходного материала 304. В необязательном варианте толщина исходного материала 304 лежит в диапазоне около 0,2-1,0 мм. В необязательном варианте толщина исходного материала 304 может превышать 1,00 мм или составлять менее 0,2 мм. В необязательном варианте площадь лицевой поверхности исходного материала 304 лежит в пределах около 20-100 мм2; например, 20 мм2, 40 мм2, 50 мм2, 60 мм2, 80 мм2 или иную большую, меньшую или промежуточную площадь лицевой поверхности. Исходный материал 304 в необязательном варианте сформирован в виде квадратной или по существу квадратной структуры в форме пластины (например, с размерами около 8×8×1 мм, 5×5×0,5 мм, 10×10×2 мм или с другими промежуточными, большими или меньшими размерами). В альтернативном варианте пластина имеет продолговатую форму с отношением длины к ширине, например, 1:2, 1:3, 1:4, 1:10 или иным большим, меньшим или промежуточным отношением к ширине. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластина имеет прямоугольную форму (с острыми или скругленными углами) или любую другую форму, а воздушный поток проходит между открытыми поверхностями материала самой большой площади по кратчайшему пути. В необязательном варианте путь прохождения воздушного потока через исходный материал соответствует толщине исходного материала, например, составляющей 2 мм или меньше, 1 мм или даже 0,5 мм или иное большее, меньшее или промежуточное значение. В необязательном варианте пластина характеризуется габаритными размерами, например, около 30×2×1 мм. Весовая нагрузка соответствующего вещества в некоторых вариантах осуществления составляет около 10-25 мг (например, 13,5; 15; или 17 мг). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрузка вещества в исходном материале 304 выбирается из диапазона около 5-100 мг, или 5-25 мг, или 10-20 мг, или иного диапазона, характеризующегося такими же, большими, меньшими и/или промежуточными граничными значениями.
По меньшей мере, частичный охват исходного материала 304 обрамляющим корпусом 308 обеспечивает потенциальное преимущество, состоящее в повышении механической прочности. Например, вещества растительного происхождения, используемые для формирования исходного материала 304, потенциально могут включать в себя рыхлый материал, вследствие чего исходный материал 304 может выпускать частицы, в частности, при изгибании и/или встряхивании. Заключение исходного материала 304 в рамку картриджа обеспечивает возможность его перемещения в пределах системы без оказания давления непосредственно на сам исходный материал 304 и/или необязательно делает его менее чувствительным к встряхиванию в случае, когда рамка картриджа обеспечивает, по меньшей мере, частичную опору для исходного материала 304. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения общая длина и ширина картриджа составляет около 20×10 мм или характеризуются иными большими, меньшими или промежуточными размерами. В процессе изготовления обрамляющий корпус обеспечивает потенциальное преимущество, заключающееся в том, что формируется пластина точных размеров, что обеспечивает точную пригонку канала, по которому проходит воздух, захватывая летучие вещества, высвобождаемые во время нагрева пластины.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения испарение одного или нескольких веществ (например, летучих веществ), связанных с исходным материалом 304, предусматривает нагрев с помощью электрорезистивного нагревательного элемента (например, фильтра 300, необязательно выполненного в виде сетки, или резистивного нагревательного элемента в иной форме, описанного в каком-либо другом месте настоящего документа). Резистивный нагревательный элемент необязательно содержит материал, который обеспечивает по существу электрорезистивный нагрев; например, нихром (со стандартным удельным электрическим сопротивлением, составляющим около 1-1,5 мкОм⋅м), сплав FeCrAI (со стандартным удельным электрическим сопротивлением, составляющим около 1,45 мкОм⋅м), нержавеющая сталь (со стандартным удельным электрическим сопротивлением, составляющим около 10-100 мкОм⋅м), вольфрам (со стандартным удельным электрическим сопротивлением, составляющим около 52,8 мкОм⋅м) и/или мельхиор (со стандартным удельным электрическим сопротивлением, составляющим около 19-50 мкОм⋅м). В зависимости от выбора металла некоторые параметры, такие как длина и ширина нагревательного элемента, толщина металла, размер апертуры и/или структура апертуры, регулируются таким образом, чтобы общее сопротивление на резистивном нагревательном элементе лежало, например, в пределах около 0,05-1 Ом; 0,5-2 Ома; 0,1-3 Ома; 2-4 Ома или в пределах иных диапазонов с такими же, более высокими, более низкими и/или промежуточными граничными значениями.
На фиг. 4 показан вид в поперечном разрезе блока 102 исходного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал 304, который вложен в блок 102 исходного материала, характеризуется наличием первой поверхности вверх по потоку, представляющей собой фильтр 402, и второй поверхности вниз по потоку, представляющей собой фильтр 404 (который располагается на лицевой стороне блока 102 исходного материала относительно первой поверхности 402 вверх по потоку). Во время эксплуатации и/или использования ингалятора воздушный поток пересекает расстояние между указанными поверхностями, в пределах которого располагается исходный материал 304. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения эти поверхности содержат фильтры 402 и 404 или выполнены в виде указанных фильтров. В необязательном варианте фильтры 402 и 404 являются частью единого фильтра 300, который имеет по существу U-образную форму и изогнут вокруг блока 102 исходного материала таким образом, что одна сторона фильтра располагается вверх по потоку от исходного материала, а противоположная сторона фильтра располагается вниз по потоку от исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предшествующий фильтр и последующий фильтр представляют собой отдельные элементы. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность вверх по потоку и поверхность вниз по потоку являются не фильтрами, а поверхностями самого исходного материала 304.
На фиг. 5 показана блок-схема 500, иллюстрирующая способ регулирования температуры блока 102 исходного материала в ингаляционном устройстве 200 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что после совершения вдоха пользователем 208 ингаляционное устройство 200 модифицирует воздушный поток (в необязательном варианте) для подачи (502) постоянного воздушного потока, проходящего через исходный материал 304, который характеризуется наличием поверхности вверх по потоку (или фильтра) и поверхности вниз по потоку (или фильтра). Во время нагрева (504) тепло подается, прямо или опосредованно, на исходный материал 304 таким образом, что на поверхности 402 и/или поверхности 404 достигается первая температура. Например, при нагреве (504) тепло вырабатывается за счет нагрева поверхности 402 вверх по потоку, что обуславливает нагрев исходного материала 304 вследствие проводимости. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения тепло переносится с одной или обеих поверхностей прямо на исходный материал. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения тепло проводится через две поверхности и/или через участок, соединяющий поверхности, например, в U-образной конфигурации. В необязательном варианте одна или обе поверхности 402 и 404 нагреваются путем пропускания электрического тока через один или несколько нагревательных элементов, контактирующих с одной или обеими поверхностями. В необязательном варианте один или несколько нагревательных элементов включают в себя фильтр или его часть. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность 404 вниз по потоку может охлаждаться или нагреваться за счет конвекции (при прохождении воздушного потока 114 через нагретый исходный материал 304). В необязательном варианте поверхность 402 вверх по потоку может охлаждаться за счет конвекции при захождении воздушного потока 114 в исходный материал 304.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения после выполнения нагрева (504) и достижения первой температуры выполняется ее регулировка (506) с целью уменьшения температуры поверхностей 402 и 404 до второй температуры. Как описано в другом месте настоящего документа, переход от первой температуры ко второй температуре создает наклонный температурный профиль, по меньшей мере, для одной из поверхностей 402 и 404 и - в необязательном варианте - относительно равномерный температурный профиль, по меньшей мере, для части исходного материала 304 в блоке 102 исходного материала между поверхностями 402 и 404.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может потребоваться неравномерное (т.е. варьирующееся) распределение температур в исходном материале (например, по толщине пластины исходного материала и/или по поверхности пластины). В необязательном варианте температурный профиль поверхности вверх по потоку и/или вниз по потоку в этом случае может быть выбран на основании требуемого распределения температур в исходном материале.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поверхность 404 вниз по потоку нагревается (504) до первой температуры путем подачи электрического тока прямо на поверхность 404 вниз по потоку (т.е. сначала распознается поверхность 404 вниз по потоку, после чего контроллер 212 подает ток для непосредственного регулирования температуры поверхности 404, что отличается от считывания температуры поверхности 402 вверх по потоку и регулирования температуры поверхности 402 вверх по потоку с целью опосредованного регулирования температуры поверхности 404 вниз по потоку за счет конвекции и/или проводимости).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения спустя определенный период времени сохранения первой температуры и/или спустя определенный период времени после перехода ко второй температуре и/или спустя определенный период времени сохранения второй температуры нагрев (508) прекращается. Конкретный пример такого решения подробно описан ниже. Этот период времени может быть пропорционален объему вещества, которое должно быть доставлено пользователю во время совершения им конкретного вдоха.
Необязательные действия включают в себя пропускание (510) воздушного потока через исходный материал 304 после прекращения (508) нагрева, например, для удаления остатков исходного вещества из ингаляционного устройства 200; и уменьшение или блокировку прохождения воздушного потока (612) через ингаляционное устройство 200, например, для облегчения охлаждения блока 102 исходного материала/исходного материала 304/поверхности 402 вверх по потоку/поверхности 404 вниз по потоку. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения закрытие клапана 108 занимает до 100-500 миллисекунд (мс). В необязательном варианте закрытие клапана 108 занимает до 150-400 мс. В необязательном варианте закрытие клапана занимает до 200-300 мс. В необязательном варианте закрытие клапана занимает менее 100 мс. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения клапан 108 остается закрытым до одной секунды. В необязательном варианте клапан 108 остается закрытым до 850 мс. В необязательном варианте клапан 108 остается закрытым до 700 мс. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения скорость прохождения воздушного потока через исходный материал 304 лежит в диапазоне от 0,5 л/мин до 3 л/мин. В необязательном варианте скорость прохождения воздушного потока лежит в диапазоне от 0,8 л/мин до 2 л/мин.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, например, при использовании конопли в качестве исходного материала 304, предусмотрено, что сразу после того, как пользователь 208 начнет совершать вдохи, ингаляционное устройство будет компенсировать недостаточный или чрезмерный воздушный поток, например, с использованием регулятора 106 компенсирующего воздушного потока и его клапана 108 с целью стабилизации воздушного потока 114, проходящего, по меньшей мере, через блок 102 исходного материала, содержащий коноплю. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вдох фиксируется датчиком 110 давления, например, путем замера перепада давления в ингаляционном устройстве (например, перепада, по меньшей мере, в 50 Па). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения фраза «стабилизированный воздушный поток» означает, что воздушный поток лежит в пределах заданного набора параметров, включающего в себя диапазон, уставку и/или продолжительность времени, например, диапазон (-300)-(-400) Па с уставкой до ±35 Па в течение, по меньшей мере, 150 мс. Для обеспечения безопасности и контроля качества предусмотрено, что если в течение определенного интервала времени, например, в течение 700 мс поток не стабилизируется (что может быть задано контроллером 212 через интерфейс 201 пользователя или интерфейс 203 врача или заранее запрограммировано на предприятии-изготовителе), то работа ингаляционного устройства 200 прекращается, и пользователю 208 подается предупредительный сигнал.
После стабилизации воздушного потока активируется нагрев блока 102 исходного материала до тех пор, пока не будет достигнута первая температура, по меньшей мере, на поверхности вверх по потоку, а именно температура Т1 в 200°С согласно замеру в течение 400 мс с тем, чтобы нагреть вещества, содержащие каннабиноиды, в частности, содержащие, по меньшей мере, одно из таких веществ, как ТНСА и ТНС в исходном материале конопли, до температуры их испарения, и - в необязательном варианте - вызвать их карбоксилирование. Затем нагрев регулируется таким образом, чтобы поверхность вверх по потоку охладилась до 165°С по истечении периода времени около 1220 мс (для доставки 0,5 мг ТНС в исходном материале 304, содержащим около 3 мг ТНС и ТНСА в составе гранулированной конопли объемом около 13,5 мг), после чего нагрев прекращается.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что если температура не повышается до заданного уровня, и/или если температура превышает заданный уровень, то выполнение процесса может быть остановлено контроллером 212. В необязательном варианте об этом уведомляется пользователь. В необязательном варианте пользователь 208 имеет возможность прекратить выполнение процесса в любой момент времени, например, используя для этого интерфейс 201 пользователя.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев прекращается, если профиль нагрева и/или целевая температура отклоняется на заданное значение или процентную долю температуры и/или заданное время выдержки при определенной температуре. Например, заданное значение температуры может быть, по меньшей мере, на 3°С выше или ниже выбранной температуры. В необязательном варианте заданное значение температуры может быть, по меньшей мере, на 5°С выше или ниже выбранной температуры или даже, по меньшей мере, на 7°С, 10°С или 15°С выше или ниже выбранной температуры. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что температура отклоняется от выбранной температуры, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 1% длительности периода уменьшения температуры. В необязательном варианте считается, что температура отклоняется от выбранной температуры, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 2%, по меньшей мере, 4%, по меньшей мере, 5% или даже, по меньшей мере, 10% от длительности периода уменьшения температуры. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что температура отклоняется от выбранной температуры, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 15 мс. В необязательном варианте считается, что температура отклоняется от выбранной температуры, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 10 мс, 15 мс или даже 25 мс.
Дополнительно или в альтернативном варианте нагрев прекращается в случае отклонения от выбранного параметра воздушного потока и/или давления воздуха, по меньшей мере, на заданное значение воздушного потока и/или давления или измеренное значение, указывающее на него. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения заданное значение давления, по меньшей мере, на 5 Па, по меньшей мере, на 10 Па, по меньшей мере, на 15 Па, по меньшей мере, на 25 Па или даже, по меньшей мере, на 35 Па выше выбранного параметра давления воздуха. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения заданное значение давления, по меньшей мере, на 5 Па, по меньшей мере, на 10 Па, по меньшей мере, на 15 Па, по меньшей мере, на 25 Па или даже, по меньшей мере, на 35 Па ниже выбранного параметра давления воздуха. В необязательном варианте считается, что параметр воздушного потока отклоняется от выбранного параметра воздушного потока, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 5% длительности периода уменьшения температуры. В необязательном варианте считается, что параметр давления воздуха отклоняется от выбранного параметра давления воздуха, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 2%, по меньшей мере, 5% или даже, по меньшей мере, 10% от длительности периода уменьшения температуры. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения считается, что параметр давления воздуха отклоняется от выбранного параметра давления воздуха, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 5 мс. В необязательном варианте считается, что параметр давления воздуха отклоняется от выбранного параметра давления воздуха, если отклонение длится в течение периода времени, составляющего, по меньшей мере, 25 мс, по меньшей мере, 35 мс, по меньшей мере, 50 мс или даже, по меньшей мере, 70 мс.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения прохождение воздушного потока через исходный материал и/или по каналу для воздушного потока, ведущему ко рту пользователя, совершающего вдох, продолжается и после прекращения нагрева с тем, чтобы удалить или вывести остатки веществ из ингаляционного устройства 200 и/или облегчить охлаждение блока исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения весь процесс, начиная с момента совершения вдоха пользователем 208 и заканчивая окончанием посылки импульсов, длится не более примерно 3 секунд, не более примерно 5 секунд, не более примерно 1,5 секунды или в течение какого-либо иного промежуточного, более продолжительного или менее продолжительного отрезка времени.
Следует понимать, что значения температуры, времени и давления (совместно составляющие профиль рабочих характеристик) изменяются в зависимости от различных факторов, таких как используемый исходный материал или материалы, объем используемого исходного материала/материалов, толщина исходного материала/материалов и/или используемого блока исходного материала и прочие факторы подобного рода. Это обусловлено, в частности, тем, что разные материалы характеризуются разной температурой испарения.
На фиг. 7А-В показаны блок-схемы, иллюстрирующие алгоритм реализации способов выбора температурного профиля для регулирования высвобождения одного или нескольких веществ или оказания воздействия на такое высвобождение согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 7А, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения воздушный поток пропускается (702) через исходный материал, например, через исходный материал, удерживаемый воздухопроницаемой рамкой или опирающийся на эту рамку. В необязательном варианте воздушный поток направляется через исходный материал, например, по каналу, который сообщается по текучей среде с блоком исходного материала. На стадии 704, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, исходный материал нагревается для высвобождения, по меньшей мере, одного вещества из исходного материала путем испарения. На стадии 706, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, температурный профиль нагрева исходного материала регулируется с целью регулирования продолжительности высвобождения и/или воздействия на высвобождение вещества, объема высвобождаемого вещества и - в необязательном варианте - типа высвобождаемого вещества (если исходный материал содержит более одного высвобождаемого вещества).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения два или более разных веществ высвобождаются из одного и того же исходного материала (например, ТНС и CBD, высвобождаемые из конопли).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения одно вещество представляет собой химическую производную другого вещества, например, ТНС и ТНСА, CBD и CBDA.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения два или более двух разных веществ высвобождаются из исходных материалов двух или более типов, необязательно содержащихся в одном и том же блоке или рамке.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения температурный профиль регулируется с учетом температуры испарения каждого из высвобождаемых веществ. В необязательном варианте значение температуры и/или тенденция изменения температуры (например, повышение, падение) регулирует или влияет на время, в течение которого высвобождается вещество; на продолжительность высвобождения вещества; и на объем высвобождаемого вещества. За счет регулирования профиля нагрева в соответствии с тепловыми и/или химическими свойствами исходного материала и/или высвобождаемого из него вещества/веществ может быть обеспечено высвобождение требуемой комбинации веществ, включая выбранные соотношения и/или относительную синхронизацию высвобождения веществ.
Фиг. 7В иллюстрирует синхронизацию высвобождения веществ за счет регулирования температурного профиля согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На стадии 720 воздушный поток пропускается (и/или направляется) через исходный материал согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На стадии 722 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал нагревается в соответствии с температурным профилем, выбранным для высвобождения первого вещества и одновременного или последующего высвобождения одного или нескольких дополнительных веществ из исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения высвобождение первого вещества и высвобождение одного или нескольких дополнительных веществ происходит с перекрытием. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта вещества высвобождаются одно за другим, необязательно с определенным интервалом между ними.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулируется прохождение воздушного потока (например, скорость движения воздушного потока, его объем) через исходный материал (в необязательном варианте - синхронно с профилем нагрева) с целью регулирования высвобождения веществ. В одном из примеров увеличение скорости прохождения воздушного потока (например, после достижения выбранной температуры нагрева) может ускорить высвобождение первого вещества, тогда как на высвобождение второго вещества это оказывает меньшее или ограниченное влияние.
Одно из потенциальных преимуществ регулирования высвобождения более одного вещества за счет регулирования профиля нагрева и/или за счет регулирования профиля воздушного потока, проходящего через исходный материал, может заключаться в повышении точности высвобождения вещества, например, в улучшении управления синхронизацией высвобождения, объемом высвобождаемого вещества и типом высвобождаемого вещества. Это двойное регулирование (профиля воздушного потока и профиля нагрева) может обеспечить набор из множества управляющих параметров (например, скорости прохождения воздушного потока, объема воздушного потока, скорости нагрева, максимальной температуры нагрева, минимальной температуры нагрева, градиента нагрева, продолжительности нагрева, длительности воздушного потока и/или других управляющих параметров), причем изменение одного или нескольких этих параметров может привести к регулируемому изменению состава высвобождаемых веществ (их типов, продолжительности высвобождения, объему, соотношений между ними и т.п.).
В таблице ниже приведены некоторые примеры растительного сырья, одного или нескольких активных ингредиентов, высвобождаемых из растительного сырья, точки плавления активных ингредиентов и точки кипения активных ингредиентов. Точка плавления может означать температуру, при которой ингредиент переходит из твердого состояния в жидкое состояние, а точка кипения может означать температуру, при которой ингредиент испаряется.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев осуществляется с целью повышения температуры исходного материала до температуры, лежащей в пределах между точкой плавления и точкой кипения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения эта целевая температура выбирается в качестве компромисса между температурой, слишком низкой в сравнении с точкой кипения, что потенциально может увеличить время, потребное для высвобождения ингредиента, и слишком высокой температурой, например, температурой кипения или более высокой температурой, что может привести к превышению объема высвобождаемого ингредиента (например, высвобождению слишком большого объема в течение слишком короткого промежутка времени).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения целевая температура выбирается с учетом того, что разные молекулы (даже одного и того же ингредиента) достигают точки кипения в разные моменты времени, причем необязательно все вместе. Некоторые молекулы могут испариться еще до того, как температура исходного материала достигнет целевой температуры.
На фиг. 8А-В графически показаны примеры высвобождения веществ в соответствии с температурными профилями, например, показанными на фиг. 6А-В, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 8А, нагрев до температуры Т1 порождает высвобождение первого вещества «А», что обозначено штрихпунктирной линией. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения объем высвобождаемого вещества достигает максимума (801) спустя определенный период времени после достижения температуры Т1, например, в пределах от 1 мс до 2 секунды, в пределах от 0,5 секунды до 3 секунд, в пределах от 0,1 секунды до 1 секунды или в течение иного промежуточного, большего или меньшего периода времени после достижения температуры Т1. В необязательном варианте уменьшение нагрева для достижения температуры Т2 с температуры Т1 постепенно уменьшает объем высвобождаемого вещества А, а в необязательном варианте - приводит к полному прекращению высвобождения. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта вещество А в этот момент времени уже полностью высвобождено (таким образом, что из исходного материала не может быть высвобождено никакое дополнительное вещество А), что приводит к уменьшению и/или прекращению высвобождения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения высвобождение вещества «В» (обозначено сплошной линией) начинается тогда, когда еще продолжается высвобождение вещества А, как это показано на графике. В альтернативном варианте высвобождение вещества В начинается только после прекращения высвобождения вещества А (т.е. сразу же или спустя определенный период времени после прекращения высвобождения вещества А). Максимальный объем 803 вещества В в этом примере достигается спустя определенный период времени после повторного нагрева с целью достижения температуры Т3. В необязательном варианте уменьшение (или прекращение) нагрева (достижение температуры Т4 или более низкой температуры) замедляет высвобождение вещества В. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта вещество В в этот момент времени уже полностью высвобождено (таким образом, что из исходного материала не может быть высвобождено никакое дополнительное вещество А), что приводит к уменьшению и/или прекращению высвобождения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как можно видеть в этом примере, температура Т1 выбирается таким образом, чтобы она была достаточно высокой для инициации высвобождения вещества А (в необязательном варианте - равной или превышающей температуру испарения вещества А, необязательно в пределах 5°С, 2°С, 10°С или в иных промежуточных, больших или меньших пределах температуры испарения). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения температура Т1 выбирается таким образом, чтобы она была достаточно низкой для уменьшения или предотвращения высвобождения вещества В, например, в случае, если вещество В характеризуется более высокой температурой испарения в сравнении с веществом А. В необязательном варианте, как можно видеть, вещество В высвобождается только при нагревании до более высокой температуры Т3 (выше температуры Т1). В необязательном варианте после высвобождения вещества В повышение температуры с Т2 до Т3 не приводит к высвобождению вещества А, поскольку потенциально весь объем вещества А был уже высвобожден.
Дополнительно или в качестве альтернативного варианта в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения высвобождение (или блокировка/уменьшение высвобождения) вещества обусловлено преднамеренной инициацией одного или нескольких молекулярных изменений вещества. Некоторые примеры молекулярных изменений включают в себя дезоксидацию, разрушение, гидролиз и/или иные молекулярные изменения. В необязательном варианте изменение молекулярной структуры влияет на температуру испарения вещества.
В примере, приведенном на фиг. 8В, температурный профиль выбирается таким образом, чтобы инициировать быстрое высвобождение относительно большого объема вещества «С» (что обозначено штрихпунктирной линией), в необязательном варианте - одновременно или, по меньшей мере, с частичным перекрытием медленного высвобождения относительно малого постоянного объема вещества «D» (что обозначено сплошной линией). В этом примере нагрев до температуры Т1 приводит к немедленному высвобождению относительно большого объема вещества С. Одновременно происходит высвобождение вещества D с меньшей скоростью и/или в меньшем объеме. При постепенном уменьшении нагрева высвобождение вещества С прекращается сразу после достижения температуры Т2, тогда как высвобождение вещества С продолжается с относительно постоянной скоростью до тех пор, пока не будет прекращен нагрев при достижении температуры Т4.
Хотя в примерах, проиллюстрированных на фиг. 8А-В, схематически показано высвобождение двух веществ, следует отметить, что может быть высвобождено большее количество веществ (например, 3, 4, 6, 10 или 20) или иное промежуточное, большее или меньшее количество разных веществ. В необязательном варианте два или более двух веществ могут быть высвобождены при совершении пользователем одного вдоха.
На фиг. 9 представлена схема модуля нагрева, предназначенного для нагрева исходного материала, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Модуль, например, описанный в настоящем документе, может быть реализован в ингаляционном устройстве для доставки вдыхающему пользователю одного или нескольких веществ, высвобождаемых из исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал 902 сформирован в виде пластины. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения эта пластина характеризуется толщиной 904 в пределах 0,5-1 мм, 0,05-0,5 мм, 0,2-0,8 мм, 0,5-0,9 мм или иной промежуточной, большей или меньшей толщиной. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластина содержит частицы, необязательно измельченные и/или подвергнутые иной механической обработке. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал включает в себя или сформирован из растительного материала, который сохраняет свою растительную микроструктуру в неизменном состоянии. В одном из примеров исходный материал содержит трихомы конопли.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения частицы рассредоточены с образованием между ними пустот, вследствие чего обеспечивается возможность пропускания воздуха через исходный материал, в необязательном варианте - его прохождения между частицами.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пластина исходного материала нагревается одним или несколькими нагревательными элементами. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как это показано в данном примере, два нагревательных элемента 906 и 908 располагаются таким образом, чтобы нагревать пластину с двух противоположных направлений. В необязательном варианте каждый нагревательный элемент контактирует с поверхностью пластины, например, проходя, по меньшей мере, вдоль части поверхности пластины.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент представляет собой электрорезистивный нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева при подаче на него электрического тока, например, подаваемого через электрод, который контактирует или перемещается для вхождения в контакт с нагревательным элементом. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент имеет форму, которая обеспечивает возможность прохождения через него воздуха, например, включает пустоты или просветы. В некоторых примерах нагревательный элемент выполнен в виде сетки, например, в виде сетки из нержавеющей стали.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер 910 выполнен с возможностью регулирования одного или нескольких параметров нагрева нагревательного элемента/элементов, например: активации нагрева, продолжительности нагрева, окончания нагрева, увеличения нагрева, уменьшения нагрева, задания целевой температуры нагрева нагревательного элемента/элементов, задания целевой температуры нагрева и/или диапазона целевых температур для самого исходного материала и/или иных параметров нагрева.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электропитание для активации нагрева нагревательных элементов (например, путем подачи электрического тока на нагревательный элемент/элементы) подается источником 912 питания. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения подачей электроэнергии источником 912 питания управляет контроллер 910.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик 914 располагается и сконфигурирован таким образом, чтобы измерять температуру, по меньшей мере, одного элемента из числа нагревательного элемента 906, нагревательного элемента 908, исходного материала 902 или некоторых частей перечисленных элементов. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используется множество датчиков (например, 2, 3, 5, 6 датчиков или иное промежуточное, большее или меньшее количество датчиков), в необязательном варианте расположенных в разных местах. Датчик 914 может располагаться на нагревательном элементе или примыкать к нему, располагаться внутри пластины, на поверхности пластины и/или в ином месте, подходящем для измерения температуры одного или обоих нагревательных элементов и/или исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик 914 измеряет температуру нагревательного элемента за счет вхождения в контакт с нагревательным элементом. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик 914 измеряет температуру поверхности исходного материала за счет вхождения в контакт с этой поверхностью. Дополнительно или в качестве альтернативного варианта датчик 914 выполнен с возможностью измерения температуры нагревательного элемента и/или поверхности исходного материала на определенном расстоянии, например, на расстоянии 0,1-10 мм от нагревательного элемента или поверхности исходного материала. Например, инфракрасный датчик располагается на расстоянии 3-20 мм, 6-15 мм или на ином промежуточном, большем или меньшем расстоянии от нагревательного элемента для детектирования температуры нагревательного элемента.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик 914 представляет собой импедансный датчик температуры, световой датчик температуры, датчик температуры на базе сопротивления или инфракрасный датчик температуры.
Дополнительно или в качестве альтернативного варианта в качестве показателя температуры детектируется (например, с помощью соответствующей электрической схемы) и используется сопротивление нагревательного элемента.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер 910 регулирует нагрев на основании показаний датчика. В необязательном варианте реализуется замкнутая система термоконтроля, где, например, контроллер инициирует нагрев нагревательного элемента/элементов; датчик детектирует температуру одного или обоих нагревательных элементов и/или исходного материала; показатель температуры принимается контроллером; и контроллер задает последующий нагрев или выдает команду на прекращение нагрева в зависимости от показания датчика. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения датчик измеряет температуру в периодическом режиме, например, с выбранными интервалами времени перед/во время и/или после нагрева и/или через определенные промежутки времени. В необязательном варианте датчик отслеживает температуру в непрерывном режиме.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер 910 задает нагрев одного или обоих нагревательных элементов до температуры, подходящей для инициирования нагрева исходного материала до диапазона температур, в котором из исходного материала испаряется одно или несколько веществ. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения каждый элемент из числа нагревательного элемента 906 и нагревательного элемента 908 или один из этих элементов нагревается до температуры, отличной от целевой температуры испарения (или диапазона температур) исходного материала. В необязательном варианте нагревательные элементы нагреваются до температур, отличных друг от друга.
Например, нагрев исходного материала до диапазона температур с нижним пороговым значением при Т1 и верхним пороговым значением при Т2 нагревательный элемент может быть нагрет до третьей температуры Т3. В необязательном варианте температура Т3 выше температуры Т2. В необязательном варианте нагревательный элемент нагревается до четвертой температуры Т4, которая выше или ниже температуры Т3.
В одном из примеров для высвобождения ТНС из конопли исходный материал нагревается до температуры 150°С с допуском в пределах +/-15°С, +/-20°С, +/-30°С или иного промежуточного, более высокого или более низкого значения. В необязательном варианте нагревательный элемент нагревается до температуры свыше 150°С, например, до 170°С, 180°С, 200°С, 210°С, 220°С или иной промежуточной, более высокой или более низкой температуры.
В другом примере для высвобождения CBD из конопли исходный материал нагревается до температуры 160°С с допуском в пределах +/-15°С, +/-20°С, +/-30°С или иного промежуточного, более высокого или более низкого значения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения температура, до которой нагревается нагревательный элемент, выбирается таким образом, чтобы инициировать нагрев, по меньшей мере, 75%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 85%, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 95% или иной промежуточной, большей или меньшей процентной доли исходного материала до диапазона температуры испарения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения температура, до которой нагревается нагревательный элемент, выбирается таким образом, чтобы удерживать, по меньшей мере, 75%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 85%, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 95%, по меньшей мере, 99% или иную промежуточную, большую или меньшую процентную долю исходного материала ниже температуры возгорания исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения температура, до которой нагревается нагревательный элемент, выбирается таким образом, чтобы удерживать, по меньшей мере, 75%, по меньшей мере, 80%, по меньшей мере, 85%, по меньшей мере, 90%, по меньшей мере, 95%, по меньшей мере, 99% или иную промежуточную, большую или меньшую процентную долю исходного материала ниже максимального порогового значения температуры, например, для предотвращения высвобождения одного или нескольких веществ, которые испаряются при более высокой температуре в сравнении с одним или несколькими веществами, выбранными для испарения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения профиль нагрева одного или обоих нагревательных элементов выбирается таким образом, чтобы инициировать нагрев исходного материала до определенной температуры, диапазона температур или температурного профиля. Температурный профиль может меняться во времени и/или пространстве. Например, нагрев может регулироваться для обеспечения выбранного распределения температур по толщине пластины, на поверхности/поверхностях пластины и т.п. Например, нагрев может регулироваться для обеспечения выбранного температурного профиля в динамике по времени. Один из примеров может включать в себя нагрев исходного материала до максимальной температуры, поддержание температуры исходного материала в пределах выбранного диапазона температур, необязательно в течение выбранного периода времени (например, на протяжении всего вдоха, совершаемого пользователем), с последующим необязательным прекращением нагрева.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер запрограммирован на задание параметров нагрева (например, целевых температур или диапазонов температур), продолжительности нагрева, инициации и/или прекращения нагрева), исходя из свойств исходного материала, например: типа исходного материала, толщины пластины, площади поверхности пластины, плотности частиц в исходном материале, конфигурации набивки исходного материала, размера частиц исходного материала (например, диаметра) и объема исходного материала.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер запрограммирован на задание параметров нагрева, исходя из свойств воздушного потока, который переносит высвобождаемое из исходного материала вещество/вещества. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на нагрев исходного материала влияет поток воздуха, проходящий через исходный материал и/или в его пределах. Например, на распределение температур по пластине (например, по ее толщине) влияет направление и/или скорость и/или объем проходящего через нее воздуха. В одном из примеров воздух проходит через пластину в направлении, обозначенном стрелками 914. Если оба нагревательных элемента нагреваются до одинаковой температуры (например, Т3=Т4), то прохождение воздушного потока может привести к нагреву слоев, находящихся ближе к нагревательному элементу 908 вниз по потоку, до более высокой температуры в сравнении со слоями, расположенными ближе к стороне вверх по потоку в направлении элемента 906. В некоторых случаях это может привести к конвекции тепла воздушным потоком и/или передаче тепла исходным материалом. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер заранее запрограммирован с температурными профилями и/или выполнен с возможностью вычисления температурных профилей, необходимых для доведения исходного материала до требуемого диапазона температуры испарения с учетом параметров воздушного потока.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент 906, помимо нагрева исходного материала, нагревает воздух, поступающий в исходный материал. Еще один эффект воздушного потока может заключаться в охлаждении частей исходного материала, например, частей, которые располагаются на входе воздушного потока в пластину.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения контроллер запрограммирован на задание параметров нагрева, исходя из физических свойств пластины и/или окружающих структур, например, исходя из площади поверхности контакта нагревательного элемента с пластиной; исходя из расстояния между нагревательными элементами; исходя из расстояния между нагревательным элементом и пластиной, если таковая предусмотрена; исходя из формы рамки и/или иной опорной конструкции, в которой размещается или удерживается пластина; исходя из свойств электрического сопротивления/проводимости материала, образующего нагревательный элемент (например, сетку); и т.п.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения противолежащие нагревательные элементы выполнены в виде единого элемента, имеющего U-образную форму, концы которого перекрывают поверхности пластины. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения U-образная форма соединяет две плоские части, задающие противолежащие нагревательные элементы. В некоторых случаях в процессе эксплуатации больше всего нагреваются изогнутые участки U-образной формы (необязательно вследствие передачи тепла с двух плоских частей, вследствие конвекции тепла и/или вследствие отсутствия проходящего через них воздушного потока и/или в иных случаях). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для уменьшения или предотвращения воздействия потенциально перегретого изогнутого участка U-образной формы уменьшен или предотвращен контакт между изогнутым участком и исходным материалом, например, за счет использования проставки (например, в промежуточном положении между изогнутым участком и пластиной располагается часть рамки, удерживающей пластину).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения электроэнергия подается на элемент U-образной формы, выполненный в виде единого элемента. В необязательном варианте электрический ток подается равномерно на оба конца U-образного элемента (т.е. подается на сетки, образующие концы, и пропускается через них). В некоторых случаях один из концов U-образного элемента нагревается больше другого, что обусловлено направлением прохождения воздушного потока через пластину и нагревательные элементы. В необязательном варианте путем считывания температуры только на одном из концов U-образного элемента можно вычислить или рассчитать температуру противолежащего конца. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения эта известная разница между фактическими значениями температуры нагревательных элементов на обоих концах U-образного элемента учитывается при регулировании нагрева.
На фиг. 10 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ регулируемого нагрева исходного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для высвобождения одного или нескольких веществ из исходного материала путем испарения воздушный поток проходит в исходный материал, а в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения воздушный поток проходит через исходный материал до и/или во время и/или после нагрева исходного материала, например, сразу после нагрева.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения воздушный поток пропускается и/или направляется на исходный материал (1002). В необязательном варианте воздушный поток проходит через исходный материал, например, поступая на одну из сторон пластины и выходя с противоположной стороны пластины (например, пересекая толщину пластины). Дополнительно или в качестве альтернативного варианта воздух проходит по одной или нескольким поверхностям пластины. В необязательном варианте одна или несколько поверхностей пластины, по меньшей мере, частично открыты с тем, чтобы при прохождении воздуха могли захватываться пары высвобождаемых веществ.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый нагревательный элемент исходного материала нагревается до первой температуры или в соответствии с первым температурным профилем (1004). В необязательном варианте нагревательный элемент нагревается до тех пор, пока не будет достигнута выбранная температура, значение которой в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может и дальше поддерживаться на постоянном уровне в течение долгого времени. В необязательном варианте нагревательный элемент нагревается в соответствии с варьирующимся температурным профилем, который включает в себя, например, множество температур, которые должны достигаться с определенной синхронизацией.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагревательный элемент нагревается до температуры, которая отличается от целевой температуры для исходного материала и/или не попадает (т.е. не входит) в диапазон целевых температур для исходного материала. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения целевая температура или диапазон целевых температур исходного материала включает в себя температуру или диапазон, при которой или в котором из исходного материала испаряется одно или несколько выбранных веществ.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагревается два или более двух нагревательных элемента исходного материала. Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения на стадии 1006 второй нагревательный элемент исходного материала нагревается до второй температуры или в соответствии со вторым температурным профилем. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая температура или второй температурный профиль отличается от температуры или профиля, в соответствии с которой или которым был нагрет первый нагревательный элемент. Например, один нагревательный элемент нагревается до температуры, которая, по меньшей мере, на 20%, по меньшей мере, на 40%, по меньшей мере, на 60% или, по меньшей мере, на 80% выше, чем температура другого нагревательного элемента. Например, один нагревательный элемент нагревается до температуры, которая, по меньшей мере, на 5%, по меньшей мере, на 10%, по меньшей мере, на 20%, по меньшей мере, на 40%, по меньшей мере, на 50%, по меньшей мере, на 70% или, по меньшей мере, на 100% или на другую промежуточную, большую или меньшую процентную долю выше, чем температура другого нагревательного элемента. Например, один нагревательный элемент нагревается путем увеличения нагрева с последующим прекращением нагрева, тогда как другой нагревательный элемент нагревается в непрерывном режиме. Например, один нагревательный элемент нагревается до нагрева другого нагревательного элемента,
В необязательном варианте нагрев одного или нескольких элементов синхронизирован или скореллирован для точного нагрева исходного материала до целевой температуры или диапазона целевых температур. Например, задана синхронизация нагрева двух или более двух нагревательных элементов; задан температурный профиль для каждого из нагревательных элементов; причем, как было указано выше в настоящем документе, этот температурный профиль может быть разным для каждого из нагревательных элементов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев регулируется для необязательного удержания значения температуры исходного материала в пределах целевой температуры или диапазона целевых температур (1008). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения целевая температура или диапазон целевых температур поддерживается в течение времени, выбранного в зависимости от объема высвобождаемого вещества и с учетом скорости высвобождения вещества. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения целевая температура или диапазон целевых температур поддерживается на протяжении всего того времени, когда пользователь совершает вдох. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения целевая температура или диапазон целевых температур удерживаться столько времени, сколько необходимо для высвобождения из исходного материала всех потенциально содержащихся в нем веществ.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев регулируется с тем, чтобы обеспечить нагрев по существу всех частей пластины до целевой температуры или диапазона. В необязательном варианте нагрев регулируется с тем, чтобы предотвратить нагрев какой-либо части вещества до температуры, выходящей за пределы заданного максимального порогового значения, например, с целью блокировки или уменьшения высвобождения вещества, которое испаряется при более высокой температуре, и/или с целью предотвращения или уменьшения сгорания исходного материала или его компонентов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулирование нагрева осуществляется с использованием одного или нескольких датчиков, которые выдают показания, относящиеся к температуре нагревательного элемента/элементов, температуре исходного материала или его частей, расходу и скорости испарения, и/или иные показания.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулирование нагрева предусматривает увеличение и/или уменьшение количества энергии, подаваемой для нагрева нагревательного элемента. В необязательном варианте электропитание нагревательного элемента модифицируется. В необязательном варианте модифицируется электрический ток, подаваемый на нагревательный элемент (например, через электрод).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения система, например, аналогичная той, которая описана в настоящем документе (например, системный контроллер) автоматически задает параметры нагрева. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения параметры задаются на основании справочной таблицы, которая в некоторых примерах увязывает такие параметры, как скорость прохождения воздушного потока через пластину, толщина пластины, плотность используемого исходного материала и/или иные параметры с температурными профилями для нагрева одного или нескольких нагревательных элементов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на основании справочной таблицы модифицируется нагрев. Например, по факту изменения скорости прохождения воздушного потока через пластину контроллер может модифицировать профиль нагрева нагревательного элемента/элементов, например, путем увеличения или уменьшения температуры нагревательного элемента.
На фиг. 11 показано графическое представление температурного профиля исходного материала в динамике по времени согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
В проиллюстрированном примере после инициации нагрева на нулевой секунде исходный материал нагревается (необязательно по линейному закону или по закону, близкого к линейному) для достижения целевой температуры или диапазона целевых температур, причем этот диапазон обозначен на графике пунктирными линиями.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев осуществляется от комнатной температуры или температуры окружающей среды, например, 25°С, 20°С, 18°С или иного промежуточного, большего или меньшего значения температуры.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал быстро нагревается до целевой температуры или диапазона, например, в течение менее 1,5 секунд, менее 1 секунды, менее 0,8 секунды, менее 0,5 секунды или в течение иного промежуточного, более длительного или более короткого отрезка времени. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения исходный материал нагревается до целевой температуры (необязательно температуры испарения) в течение 200-600 миллисекунд нагрева, например, 300, 400 или 500 миллисекунд нагрева.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на следующей стадии нагрева, когда исходный материал достиг целевой температуры или диапазона, нагрев регулируется с тем, чтобы обеспечить удержание температуры исходного материала в пределах целевого диапазона. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев может применяться для удержания температуры исходного материала в пределах диапазона целевых температур в течение 0,5-10 секунд, например, 2 секунд, 4 секунд, 6 секунд или в течение иного промежуточного, более продолжительного или менее продолжительного периода времени. В проиллюстрированном примере нагрев регулируется для поддержания температуры исходного материала в пределах целевого диапазона в течение периода времени, составляющего около двух секунд (в пределах 1-3 секунд). В необязательном варианте период времени, в течение которого температура удерживается в пределах целевого диапазона, соответствует длительности одного вдоха, совершаемого пользователем с помощью устройства.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения продолжительность поддержания температуры исходного материала в целевом диапазоне выбирается с использованием справочной таблицы. Например, в справочной таблице разные значения продолжительности увязаны с разными объемами высвобождаемого вещества. Например, в справочной таблице разные значения продолжительности увязаны с типами веществ, подлежащих доставке. Например, в справочной таблице разные значения продолжительности увязаны с одним или несколькими личными свойствами пользователя и - в необязательном варианте - предполагаемой продолжительностью совершаемого им вдоха, например, исходя из таких факторов, как возраст, пол, физическое состояние, состояние, подлежащее лечению, и пр.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство запрограммировано с заданными профилями нагрева, например, для разных режимов дозирования. Например, первый профиль нагрева задается таким образом, чтобы поддерживать температуру исходного материала в пределах диапазона целевых температур в течение 1100-1900 миллисекунд, 1200-1600 миллисекунд, 1000-1500 миллисекунд или в течение иного промежуточного, большего или меньшего отрезка времени.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для удержания температуры исходного материала в пределах диапазона целевых температур нагревательный элемент/элементы могут нагреваться и/или охлаждаться, в необязательном варианте - циклически.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев уменьшается или прекращается с обеспечением возможности последующего охлаждения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для обеспечения возможности ускорения охлаждения повышается скорость движения воздушного потока. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения для потенциального ускорения охлаждения добавляется воздушный поток с другого направления (например, воздушный поток вдоль блока исходного материала).
Некоторые примеры диапазонов целевых температур, которые в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения включают в себя температуру испарения одного или нескольких выбранных веществ, могут включать в себя: диапазон испарения ТНС из конопли в пределах 150°С+/-20°С; диапазон испарения CBD из конопли в пределах 160+/-20°С; и диапазон испарения никотина из табака в пределах 250-350°С.
Другие примеры веществ, высвобождаемых из исходного материала, и соответствующих условий их высвобождения описаны, например, в публикации РСТ WO 2019/159170 под названием «Способ и ингалятор для доставки двух или более веществ путем вдыхания», см., например, Таблицы 1-5.
На фиг. 12А-С схематически показан предполагаемый результат нагрева пластины исходного материала со стороны одной или двух поверхностей пластины согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев осуществляется на основании предполагаемой структуры распределения тепла в исходном материале. Эта предполагаемая структура может быть выведена для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения на основании результатов экспериментального исследования (например, измерений температуры, выполненных в лабораторных условиях).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения на структуру распределения тепла в пластине 1202 исходного материала влияет воздух, проходящий через пластину, в этом примере - в направлении, обозначенном стрелкой 1204.
На фиг. 12А показан предполагаемый результат нагрева нагревательного элемента 1206, расположенного вверх по потоку, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как можно видеть, слои исходного материала, примыкающие к нагретому нагревательному элементу, характеризуются более высокой температурой в сравнении со слоями, расположенными вниз по потоку и ближе к противоположному нагревательному элементу 1208 (который в этом примере не нагревается).
На фиг. 12В показан предполагаемый результат нагрева нагревательного элемента 1208, расположенного вниз по потоку. Как можно видеть, слои исходного материала, примыкающие к элементу 1208, характеризуются более высокой температурой в сравнении со слоями, расположенными вверх по потоку ближе к нагревательному элементу 1206. Вследствие прохождения воздуха через исходный материал, а также благодаря определенному направлению движения воздушного потока, слои, расположенные ближе к элементу 1206 в этой конфигурации нагрева, нагреваются до более низкой температуры в сравнении со слоями, располагающимися ближе к элементу 1208 на фиг. 12А.
На фиг. 12С показан результат нагрева обоих нагревательных элементов 1206 и 1208 до одинаковой температуры. Слои, примыкающие к обоим нагревательным элементам, необязательно нагреваются в одинаковой степени, но вследствие прохождения воздуха через исходный материал, а также благодаря определенному направлению движения воздушного потока, центральные слои, располагающиеся ближе к стороне вверх по потоку, могут характеризоваться уменьшенной температурой относительно окружающих слоев. Следовательно, вследствие прохождения воздушного потока, даже при нагреве обоих нагревательных элементов до одинаковой температуры, обеспечивается неравномерная и, естественно, неоднородная структура распределения температур.
Ввиду вышеизложенного в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения нагрев одного или обоих нагревательных элементов регулируется с учетом предполагаемого, необязательно неравномерного, распределения температур в исходном материале.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения структура распределения температур используется для прогнозирования фактического распределения температур в исходном материале.
На фиг. 12D-E графически сравнивается нагрев пластины 1210 исходного материала, когда через пластину проходит поток воздуха, и когда через пластину не проходит поток воздуха, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На графиках показано распределение температур в динамике по времени вдоль стороны X пластины, отображающей толщину пластины.
На фиг. 12D показано, что в случае отсутствия воздушного потока нагрев пластины со стороны двух ее противолежащих поверхностей формирует со временем распределение температур, при котором слои исходного материала, находящиеся ближе к нагревательным элементам (обозначенным пунктирными линиями), потенциально нагреваются в одинаковой степени (при условии идентичного нагрева нагревательных элементов), тогда как слои, располагающиеся ближе к центру, нагреваются в меньшей степени.
На фиг. 12Е наличие воздушного потока, проходящего через одну из сторон пластины и выходящего через противоположную сторону, изменяет распределение температур, например, вследствие охлаждения слоев, примыкающих к стороне пластины, через которую заходит воздушный поток.
На фиг. 13 представлено схематическое изображение, где показана схема прохождения воздушного потока вдоль одной или нескольких поверхностей пластины исходного материала согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поток воздуха пропускается и/или направляется для прохождения вдоль длинной стороны пластины. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поток вдоль длинной стороны дополняет собой поток вдоль короткой стороны (например, по толщине пластины). В необязательном варианте нагрев и/или воздушный поток регулируется независимо для каждой поверхности пластины. В необязательном варианте отдельно регулируется нагрев каждого нагревательного элемента. В необязательном варианте отдельно регулируется воздушный поток вдоль каждого нагревательного элемента.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поток проходит только вдоль длинной стороны пластины.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения воздушный поток 1300 направляется для прохождения вдоль поверхности/поверхностей пластины 1302, например, вдоль верхней поверхности и/или вдоль нижней поверхности пластины. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поток воздуха направляется и/или пропускается через нагревательный элемент 1304 и/или 1306. В необязательном варианте поток воздуха захватывает пары одного или нескольких веществ, высвобождаемых из пластины, например, пары, высвобождаемые через отверстия нагревательного элемента (например, нагревательного элемента, выполненного в виде сетки).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения регулируется направление движения воздушного потока (например, вдоль горизонтальной оси пластины справа налево или в противоположном направлении). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения направление движения потока вдоль горизонтальной оси одинаково для обеих сторон пластины. В альтернативном варианте направление движения воздушного потока вдоль горизонтальной оси будет разным для каждой из сторон пластины.
Можно ожидать, что в течение срока службы патента, в категорию которого переходит данная заявка, может быть разработано множество релевантных ингаляторов и/или блоков исходного материала/дозовых картриджей, и предполагается, что объем этих терминов охватывает все такие новые технологии априори.
Термины «содержит», «содержащий», «включает в себя», «включающий в себя», «имеющий» и их производные означают «включающий в себя, помимо прочего».
Термины «состоящий из» означает «включающий в себя и ограниченный».
Термин «состоящий по существу из» означает, что состав, способ или структура может включать в себя дополнительные ингредиенты, стадии и/или части, но только если дополнительные ингредиенты, стадии и/или части не изменяют существенно основные и новые характеристики заявленного состава, способа или структуры.
В контексте настоящего документа термин «множество» обозначает два или более. В контексте настоящего документа форма единственного числа, выраженная с использованием неопределенных артиклей и определенного артикля, включает в себя ссылку на форму множественного числа, если только из контекста явным образом не вытекает иное. Например, термин «соединение» или «по меньшей мере, одно соединение» может обозначать множество соединений, включая их смеси.
По всему тексту данной заявки различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть представлены в формате диапазона. Следует понимать, что описание в формате диапазона представлено исключительно для удобства и краткости изложения, и не должно рассматриваться как строго ограничивающее объем настоящего изобретения. Соответственно, описание диапазона следует рассматривать как конкретное раскрытие всех возможных поддиапазонов, а также отдельных численных значений в пределах этого диапазона. Например, описание такого диапазона, как от 1 до 6, должно рассматриваться как конкретное раскрытие таких поддиапазонов, как от 1 до 3, от 1 до 4, от 1 до 5, от 2 до 4, от 2 до 6, от 3 до 6 и т.д., а также отдельных численных значений в пределах этого диапазона, например, 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Это в равной степени относится к любому диапазоне вне зависимости от его ширины.
В контексте настоящего документа термин «способ» относится к способам, средствам, методам и процедурам для осуществления поставленной задачи, включая, помимо прочего, те способы, средства, методы и процедуры, которые либо являются известными, либо легко разрабатываются на основе известных способов, средств, методов и процедур специалистами в химической, фармакологической, биологической, биохимической и медицинских областях.
Следует иметь в виду, что некоторые признаки настоящего изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов его осуществления, могут быть также реализованы в сочетании в одном варианте осуществления настоящего изобретения. И наоборот, различные признаки заявленного изобретения, которые для краткости изложения описаны в контексте одного варианта его осуществления, могут быть также реализованы по отдельности или в любой подходящей подкомбинации или подходящим образом в любом другом описанном варианте осуществления настоящего изобретения. Определенные признаки, описанные в контексте различных вариантов осуществления, не должны рассматриваться в качестве основных признаков этих вариантов осуществления, за исключением случаев, когда вариант осуществления является неработоспособным без указанных элементов.
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в привязке к конкретным вариантам его осуществления, совершенно ясно, что для специалистов в данной области техники очевидны многие альтернативные варианты его осуществления, модификации и изменения. Соответственно, предусмотрено, что все такие альтернативные варианты, модификации и изменения соответствуют сущности прилагаемой формулы изобретения и входят в широкий объем указанной формулы.
Содержание всех публикаций, патентов и патентных заявок, упомянутых в данной заявке, полностью включено в настоящий документ посредством ссылки в такой степени, как если бы каждая отдельная публикация, патент или патентная заявка была отдельно и конкретно указана как включенная в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, цитирование какой-либо ссылки в данной заявке или указание на нее не должно рассматриваться как допущение того, что такая ссылка предлагается в качестве предшествующего уровня техники настоящего изобретения. В тех случаях, когда используются названия разделов, они не должны рассматриваться как обязательно носящие ограничительный характер. Кроме того, содержание любого документа/документов, имеющих приоритет перед данной заявкой, полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПАРЕНИЯ И ИНГАЛЯЦИИ ВЫДЕЛЕННЫХ ВЕЩЕСТВ | 2015 |
|
RU2690401C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПАРЕНИЯ И ИНГАЛЯЦИИ ВЫДЕЛЕННЫХ ВЕЩЕСТВ | 2019 |
|
RU2733642C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПАРЕНИЯ И ИНГАЛЯЦИИ ВЫДЕЛЕННЫХ ВЕЩЕСТВ | 2020 |
|
RU2752613C1 |
| ПЕРСОНАЛЬНОЕ ИСПАРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО | 2021 |
|
RU2768572C1 |
| ПЕРСОНАЛЬНОЕ ИСПАРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО | 2017 |
|
RU2732085C2 |
| ДОЗОВЫЙ КАРТРИДЖ ДЛЯ ИНГАЛЯТОРА | 2015 |
|
RU2691616C2 |
| ДОЗОВЫЙ КАРТРИДЖ ДЛЯ ИНГАЛЯТОРА | 2015 |
|
RU2723335C2 |
| ПЕРСОНАЛЬНОЕ ИСПАРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО | 2017 |
|
RU2747545C2 |
| ИСПАРИТЕЛЬ С НАГРЕВОМ БЕЗ ГОРЕНИЯ НА ОСНОВЕ КАРТРИДЖА | 2019 |
|
RU2802990C2 |
| МИКРОВОЛНОВЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК И СПОСОБ МИКРОВОЛНОВОГО НАГРЕВА | 2020 |
|
RU2785535C1 |
Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к способу нагрева для регулируемого высвобождения вещества, подлежащего доставке пользователю путем вдыхания и модулю нагрева, используемому в ингаляционном устройстве, выполненном с возможностью приема блока исходного материала. Способ предусматривает пропускание воздушного потока через твердую пластину исходного материала, из которого может быть высвобождено вещество путем его испарения. Воздушный поток заходит в твердую пластину исходного материала через первую верхнюю по потоку поверхность и выходит из твердой пластины исходного материала через вторую нижнюю по потоку поверхность, противоположную первой поверхности. Способ включает нагрев первого нагревательного элемента, контактирующего с первой поверхностью твердой пластины исходного материала, в соответствии с первым температурным профилем; и нагрев второго нагревательного элемента, контактирующего со второй поверхностью твердой пластины исходного материала, в соответствии со вторым температурным профилем, отличным от первого температурного профиля. Модуль нагрева, используемый в ингаляционном устройстве, выполненном с возможностью приема блока исходного материала. Блок исходного материала включает в себя первый и второй электрорезистивные нагревательные элементы в контакте с отдельным блоком твердого исходного материала. Модуль нагрева содержит два электрических контакта, форма и расположение которых обеспечивают их зацепление с первым и вторым электрорезистивными нагревательными элементами отдельного блока твердого исходного материала при размещении блока исходного материала в ингаляционном устройстве. Модуль нагрева включает электрическую схему для регулирования проводимости тока с помощью двух электрических контактов для нагрева первого и второго нагревательных элементов с целью повышения температуры, по меньшей мере, 85% отдельного блока твердого исходного материала до целевой температуры и поддержания этого отдельного блока твердого исходного материала при целевой температуре. Электрическая схема выполнена с возможностью регулирования нагрева первого нагревательного элемента до первой температуры и нагрева второго нагревательного элемента до второй температуры, отличной от первой температуры. Технический результат заявленной группы изобретений сводится к осуществлению ингаляционных устройств индивидуального пользования и к регулированию температуры в ингаляционном устройстве. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.
1. Способ нагрева для регулируемого высвобождения, по меньшей мере, одного вещества, подлежащего доставке пользователю путем вдыхания, предусматривающий:
пропускание воздушного потока через твердую пластину исходного материала, из которого может быть высвобождено, по меньшей мере, одно вещество путем его испарения, причем воздушный поток заходит в твердую пластину исходного материала через первую верхнюю по потоку поверхность и выходит из твердой пластины исходного материала через вторую нижнюю по потоку поверхность, противоположную первой поверхности;
нагрев первого нагревательного элемента, контактирующего с первой поверхностью твердой пластины исходного материала, в соответствии с первым температурным профилем; и
нагрев второго нагревательного элемента, контактирующего со второй поверхностью твердой пластины исходного материала, в соответствии со вторым температурным профилем, отличным от первого температурного профиля.
2. Способ по п. 1, включающий регулирование нагрева путем увеличения или уменьшения температуры по меньшей мере одного нагревательного элемента из числа первого нагревательного элемента и второго нагревательного элемента.
3. Способ по любому из предшествующих пп. 1 или 2, в котором нагрев до первой температуры включает нагрев и поддержание первой температуры на постоянном уровне, а нагрев до второй температуры включает нагрев и поддержание второй температуры на постоянном уровне, причем первая и вторая температуры отличаются друг от друга.
4. Способ по любому из предшествующих пп. 1-3, в котором нагрев включает регулирование нагрева с целью удержания температуры, по меньшей мере, 85% исходного материала в пределах диапазона целевых температур.
5. Способ по любому из предшествующих пп. 1-4, в котором нагрев включает модифицирование нагрева одного или обоих элементов из числа первого нагревательного элемента и второго нагревательного элемента по факту измененияскорости прохождения воздушного потока через твердую пластину исходного материала.
6. Способ по любому из предшествующих пп. 1-5, в котором первый температурный профиль и второй температурный профиль выбраны с возможностью регулирования, по меньшей мере, одного из таких параметров, как объем высвобождаемого вещества и продолжительность времени, в течение которого происходит высвобождение вещества.
7. Способ по любому из предшествующих пп. 1-6, в котором нагрев первого и второго нагревательных элементов осуществляется до температуры, которая не входит в диапазон целевых температур в пределах 25°С температуры испарения, по меньшей мере, одного вещества исходного материала.
8. Способ по любому из предшествующих пп. 1-7, в котором нагрев первого и второго нагревательных элементов осуществляется до температуры, которая не приводит к возгоранию исходного материала.
9. Способ по любому из предшествующих пп. 1-8, в котором пропускание воздушного потока включает пропускание воздуха в направлении, перпендикулярном первой и второй поверхностям твердой пластины исходного материала.
10. Способ по любому из предшествующих пп. 1-9, в котором первый нагревательный элемент и второй нагревательный элемент представляют собой части единого нагревательного элемента.
11. Способ по п. 10, в котором единый нагревательный элемент имеет U-образную форму, а нагрев включает проведение электрического тока через U-образную форму.
12. Способ по п. 2, в котором регулирование нагрева включает непрямое регулирование нагрева путем изменения скорости прохождения воздушного потока через твердую пластину исходного материала.
13. Способ по п. 1, в котором нагрев второго нагревательного элемента до температуры, которая ниже температуры, до которой нагревается первый нагревательный элемент.
14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором нагрев первого нагревательного элемента включает задание первого температурного профиля первого нагревательного элемента в контакте с первой поверхностью твердой пластины исходного материала и нагрев первого нагревательного элемента в соответствии с заданием; а
нагрев второго нагревательного элемента включает задание второго температурного профиля второго нагревательного элемента в контакте со второй поверхностью твердой пластины исходного материала и нагрев второго нагревательного элемента в соответствии с заданием,
причем второй температурный профиль отличается от первого температурного профиля; и
задание первого температурного профиля и второго температурного профиля учитывает свойства воздушного потока, который переносит высвободившееся по меньшей мере одно вещество из твердой пластины исходного материала, чтобы поддерживать твердую пластину с исходным материалом в заданном температурном диапазоне.
15. Модуль нагрева, используемый в ингаляционном устройстве, выполненном с возможностью приема блока исходного материала, причем блок исходного материала включает в себя первый и второй электрорезистивные нагревательные элементы в контакте с отдельным блоком твердого исходного материала, причем модуль нагрева содержит:
по меньшей мере, два электрических контакта, форма и расположение которых обеспечивают их зацепление с первым и вторым электрорезистивными нагревательными элементами отдельного блока твердого исходного материала при размещении блока исходного материала в ингаляционном устройстве; и
электрическую схему для регулирования проводимости тока с помощью, по меньшей мере, двух электрических контактов для нагрева первого и второго нагревательных элементов с целью повышения температуры, по меньшей мере, 85% отдельного блока твердого исходного материала до целевой температуры и поддержания этого отдельного блока твердого исходного материала при целевой температуре; при этом электрическая схема выполнена с возможностью регулирования нагрева первого нагревательного элемента до первой температуры и нагрева второго нагревательного элемента до второй температуры, отличной от первой температуры.
16. Модуль нагрева по п. 15, в котором электрическая схема содержит контроллер для управления первым и вторым электрорезистивными нагревательными элементами в соответствии с температурными профилями, которые рассчитаны для каждого из первого и второго электрорезистивных нагревательных элементов.
| JP 2004298331 A, 28.10.2004 | |||
| US 20140366898 A1, 18.12.2014 | |||
| US 2017095624 A1, 06.04.2017 | |||
| US 2017127727 A1, 11.05.2017 | |||
| WO 2018019855 A1, 01.02.2018 | |||
| US 2018110943 A1, 26.04.2018 | |||
| RU 2017102234 A, 30.07.2018 | |||
| US 20160354573 A1, 08.12.2016. |
