Элемент для газожидкостного обмена и испарительный картридж Российский патент 2024 года по МПК A24F40/00 A24F40/48 

Область техники

Настоящее изобретение относится к элементу для газожидкостного обмена и испарительному картриджу, оснащенному таким элементом для газожидкостного обмена, и, в частности, к элементам для газожидкостного обмена и испарительным картриджам, оснащенным таким элементом для газожидкостного обмена, используемых в таких областях применения, как электронные сигареты и распылители лекарственных средств.

Уровень техники

Технология мелкодисперсного распыления или испарения жидкостей с помощью ультразвуковых волн или путем электрического нагрева широко используется в таких областях применения, как электронные сигареты. Распространенной технологией распыления в электрических сигаретах является нагрев атомизирующего сердечника, который непосредственно сообщается с жидкостью для электронных сигарет и распыляет никотин вместе с растворителем. Однако эта технология обычно не обеспечивает точного контроля над впрыскиванием жидкости для электронных сигарет, обладает индивидуальными различиями для разных продуктов, а также вызывает частую утечку распыляемой жидкости, что приводит к ухудшению потребительского опыта.

Сущность изобретения

Для решения проблем существующего уровня техники настоящее изобретение предлагает элемент для газожидкостного обмена, который включает капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена, проходящее в осевом направлении через элемент для газожидкостного обмена, и корпус элемента для газожидкостного обмена, образующий периферийную стенку капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена, при этом корпус элемента для газожидкостного обмена выполнен из проклеенных волокон.

Кроме того, максимальный диаметр вписанной окружности капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена составляет от 0,05 мм до 2,0 мм в наименьшем поперечном сечении.

Кроме того, волокно представляют собой проклеенные бикомпонентные волокна типа «оболочка-сердцевина».

Кроме того, температура плавления сердцевины бикомпонентного волокна на 20°С или более превышает температуру плавления оболочки.

Кроме того, оболочка бикомпонентного волокна представляет собой полиэтилен, полипропилен, полимолочную кислоту, политетраметиленсукцинат, сополиэфир с низкой температурой плавления, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, сополимер бутиленадипата и бутилентерефталата, полиамид.

Настоящее изобретение также предлагает испарительный картридж, который по меньшей мере включает элемент для газожидкостного обмена по любому из пунктов формулы изобретения.

Кроме того, испарительный картридж дополнительно включает камеру для хранения жидкости и атомизирующий сердечник, который в свою очередь включает проводящий жидкость элемент и нагревательный элемент.

Кроме того, по меньшей мере один из элементов для газожидкостного обмена соединен с камерой для хранения жидкости и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника.

Кроме того, по меньшей мере одно капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена сообщается с камерой для хранения жидкости и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника.

Кроме того, конец капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена, сообщающегося с проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника, перекрывается проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена.

Кроме того, испарительный картридж дополнительно включает промежуточный проводящий жидкость элемент, который соединяет элемент для газожидкостного обмена и атомизирующий сердечник.

Кроме того, капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена сообщается с промежуточным проводящим жидкость элементом, при этом один конец капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена перекрывается промежуточным проводящим жидкость элементом, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена.

Кроме того, проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника не находится в прямом контакте с жидкостью в камере для хранения жидкости.

Кроме того, проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника находится в непосредственном контакте с жидкостью в камере для хранения жидкости.

Благодаря своему небольшому размеру и простой конструкции элемент для газожидкостного обмена, описанный в настоящем изобретении, идеально подходит для использования в компактных испарительных картриджах. Испарительный картридж, оснащенный элементом для газожидкостного обмена, подходит для распыления или испарения различных жидкостей, например распыления жидкости для электронных сигарет, распыления лекарственных растворов и т.д. Испарительный картридж, оснащенный элементом для газожидкостного обмена, представленный в настоящем изобретении, имеет простую конструкцию, низкую стоимость, легкую автоматическую сборку, хорошую устойчивость к утечкам, может эффективно контролировать выделение испаряемой жидкости, а также улучшает стабильность характеристик продуктов, в которых используется. Чтобы изложенное выше содержание настоящего изобретения было более очевидным и понятным, ниже приведены предпочтительные варианты осуществления, особенности которых раскрыты в прилагаемых чертежах с подробным описанием.

Описание прилагаемых чертежей

На прилагаемых чертежах проиллюстрированы один или несколько вариантов осуществления изобретения, при этом эти примеры следует рассматривать как иллюстративные, а не ограничительные. Одинаковые ссылочные номера позиции на разных чертежах представляют одинаковые или подобные элементы, если не указано иное. Размер фигур на прилагаемых чертежах не предназначена для ограничения изобретения.

Фиг. 1a представляет схематический вид в поперечном разрезе элемента для газожидкостного обмена в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1b представляет увеличенный схематический вид в поперечном разрезе бикомпонентного волокна в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1c представляет другой увеличенный схематический вид в поперечном разрезе бикомпонентного волокна в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1d представляет схематическое изображение конструкции испарительного картриджа с элементом для газожидкостного обмена в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 1e представляет схематическое изображение другой конструкции испарительного картриджа с элементом для газожидкостного обмена в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2a представляет схематический вид в поперечном разрезе элемента для газожидкостного обмена в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2b представляет схематическое изображение конструкции испарительного картриджа с элементом для газожидкостного обмена в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3a представляет схематический вид в поперечном разрезе элемента для газожидкостного обмена в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Конкретные варианты осуществления

Варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны с приведением конкретных иллюстративных примеров. Другие преимущества и эффекты от применения настоящего изобретения могут стать очевидными для специалиста в данной области техники на основании изучения приведенного описания.

Далее описаны варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Однако изобретение может быть воплощено во многих различных формах и не должно истолковываться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными здесь. Эти варианты осуществления представлены таким образом, что данное описание будет исчерпывающим и полным, и будет полностью передавать объем изобретения для специалистов в данной области техники. Кроме того, термины, используемые в подробном описании конкретных вариантов осуществления, проиллюстрированных на прилагаемых чертежах, не предназначены для ограничения изобретения. На прилагаемых чертежах одинаковые узлы/детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Если не указано иное, все технические и научные термины, применяемые в настоящем описании, имеют те же значения, которые обычно подразумеваются специалистом в той области техники, к которой относится настоящее описание. Кроме того, следует понимать, что термины, определенные в общеупотребительных словарях, следует интерпретировать как имеющие значение, совпадающее с их значением в контексте технического описания и в соответствующей области техники и не следует - в идеализированном или чрезмерно формальном смысле.

Первый вариант осуществления

Фиг. 1a представляет схематический вид в поперечном разрезе элемента для газожидкостного обмена в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на Фиг. 1a, элемент для газожидкостного обмена 290 согласно настоящему изобретению включает капиллярное отверстие 2904, проходящее в осевом направлении через элемент для газожидкостного обмена 290, и корпус элемента для газожидкостного обмена 2900, образующий периферийную стенку капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена, при этом корпус элемента для газожидкостного обмена 2900 выполнен из проклеенных волокон.

Элемент для газожидкостного обмена 290 предпочтительно представляет собой колонновидное тело, например, цилиндр, эллиптический цилиндр, прямоугольный параллелепипед, с проходящим в осевом направлении капиллярным отверстием 2904. Капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена предпочтительно расположено соосно с центральной осью колонновидного тела. Поперечное сечение капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена также может иметь различную геометрическую форму, например, круглую, прямоугольную, овальную и т.д.

В этом варианте осуществления элемент для газожидкостного обмена 290 включает корпус элемента для газожидкостного обмена 2900 с круглым поперечным сечением и капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904, проходящее в осевом направлении через корпус элемента для газожидкостного обмена 2900, при этом капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904 имеет круглое поперечное сечение. Максимальный диаметр вписанной окружности капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена в наименьшем поперечном сечении составляет от 0,05 мм до 2,0 мм, например, 0,05 мм, 0,1 мм, 0,2 мм, 0,3 мм, 0,4 мм, 0,5 мм, 0,6 мм, 0,7 мм, 0,8 мм, 0,9 мм, 1,0 мм, 1,2 мм, 1,5 мм, 2,0 мм и т. д., предпочтительно от 0,2 мм до 1,2 мм. Меньшее сечение капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена 2904 подходит для распыления менее вязких жидкостей или для небольшого объема распыления; большее сечение капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена 2904 подходит для распыления более вязких жидкостей или для большого объема распыления. Если максимальный диаметр вписанной окружности наименьшего поперечного сечения элемента для газожидкостного обмена 2904 составляет менее 0,05 мм, его обработка затруднена, и это экономически не выгодно. Если максимальный диаметр вписанной окружности наименьшего поперечного сечения элемента для газожидкостного обмена 2904 превышает 2,0 мм, капиллярное отверстие слишком велико для обеспечения хорошего газожидкостного обмена, кроме того, если капиллярное отверстие 2904 слишком велико, элемент для газожидкостного обмена 290 будет чрезмерно большим для оснащения компактного испарительного картриджа.

Элемент для газожидкостного обмена 290 выполнен из проклеенных волокон и обладает хорошей жидкостной проводимостью. Волокно может представлять собой филаментную нить или короткое волокно. Волокна, из которых изготовлен элемент для газожидкостного обмена 290, могут быть однокомпонентными, бикомпонентными или комбинацией двух видов. Элемент для газожидкостного обмена 290 может быть изготовлен из однокомпонентного волокон, склеенных связующим веществом или пластификатором, или из бикомпонентных волокон, склеенных по типу «оболочка-сердцевина» или «бок о бок». Элемент для газожидкостного обмена 290 предпочтительно изготавливается из бикомпонентного волокна 2 со структурой «оболочка-сердцевина», полученной посредством термического склеивания. Поскольку при термическом склеивании не требуется связующее вещество или пластификатор, на выходе получается чистый продукт, снижаются затраты. Волокна для изготовления элемента для газожидкостного обмена 290 могут быть от 1 денье до 30 денье, предпочтительно от 2 денье до 10 денье.

Фиг. 1b представляет увеличенный схематический вид в поперечном разрезе бикомпонентного волокна в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1b, оболочка 21 и сердцевина 22 имеют концентрическую структуру. Фиг. 1c представляет другой увеличенный схематический вид в поперечном разрезе бикомпонентного волокна в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1c, оболочка 21 и сердцевина 22 имеют эксцентричную структуру. Бикомпонентное волокно 2 представляет собой филаментную нить или короткое волокно. Элемент для газожидкостного обмена 290 может быть изготовлен из подходящего бикомпонентного волокна, выбранного в соответствии с эксплуатационными требованиями элемента для газожидкостного обмена 290.

Температура плавления сердцевины 22 бикомпонентного волокна 2 со структурой «оболочка-сердцевина» на 20°С или более превышает температуру плавления оболочки 21, что позволяет слою сердцевины 22 сохранять хорошую жесткость при термическом склеивании, что благоприятно сказывается на формование элемента для газожидкостного обмена 290. Оболочка 21 бикомпонентного волокна 2 со структурой «оболочка-сердцевина» может представлять собой обычный полимер, такой как полиэтилен, полипропилен, полимолочная кислота, политетраметиленсукцинат (сокращенно PBS), сополиэфир с низкой температурой плавления (сокращенно co-PET), полиэтилентерефталат (сокращенно PET), политриметилентерефталат (сокращенно PTT), полибутилентерефталат (сокращенно PBT), сополимер бутиленадипата и бутилентерефталата (сокращенно PBAT), полиамид и т. д.

Фиг. 1d представляет схематическое изображение конструкции испарительного картриджа с элементом для газожидкостного обмена в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения; Фиг. 1e представляет схематическое изображение другой конструкции испарительного картриджа с элементом для газожидкостного обмена в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.1d и 1e, испарительный картридж 800 с элементом для газожидкостного обмена 290 в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, включает вышеописанный элемент для газожидкостного обмена 290.

Испарительный картридж 800 включает камеру для хранения жидкости 100 и атомизирующий сердечник 930, который в свою очередь включает проводящий жидкость элемент 932 и нагревательный элемент 931.

По меньшей мере один элемент для газожидкостного обмена 290 соединяет камеру для хранения жидкости 100 и проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932, при этом жидкость в камере для хранения жидкости 100 подается на проводящий жидкость элемент 932 для распыления через элемент для газожидкостного обмена 290.

Капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904 по меньшей мере одного элемента для газожидкостного обмена 290 соединено с камерой для хранения жидкости 100 и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932, а конец капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена 2904, сообщающегося с проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932, перекрывается проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904.

Камера для хранения жидкости 100 в испарительном картридже 800, описанная в настоящем изобретении, представляет собой компонент для хранения мелкодисперсно распыляемой жидкости. В зависимости от целей применения в ней хранятся различные жидкости, например, жидкость для электронных сигарет и т.д. Поперечное сечение камеры для хранения жидкости 100 может иметь различные формы, такие как круглая, эллиптическая, прямоугольная и т.д., а также сочетание различных геометрических форм. На камере для хранения жидкости 100 может быть предусмотрено отверстие для заливки жидкости, которое можно закрыть после заливки жидкости.

Испарительный картридж 800 также включает корпус испарительного картриджа 810, в котором расположена камера для хранения жидкости 100. Камера для хранения жидкости 100 может иметь сквозное отверстие 130, проходящее в осевом направлении через камеру для хранения жидкости 100. Это сквозное отверстие в камере для хранения жидкости 130 может использоваться в качестве аэрозольного канала 1303 для испарительного картриджа 800.

Испарительный картридж 800, описанный в настоящем изобретении, дополнительно включает распылительную камеру 934, которая является полостью, в которой происходит газификация или распыление жидкости. В этом варианте осуществления распылительная камера 934 представляет собой пространство, образованное нижней частью камеры для хранения жидкости 100, корпусом испарительного картриджа 810 и основанием корпуса 112. Атомизирующий сердечник 930 расположен в распылительной камере 934 и может быть снабжен воздухозаборным отверстием, например, в основании корпуса 112 предусмотрено сквозное отверстие 1122 в качестве воздухозаборного отверстия 1121. Жидкость распыляется атомизирующим сердечником 930 в распылительной камере 934 и выходит в виде аэрозоли из испарительного картриджа 800 через аэрозольный канал 1303 и выпускное отверстие 1301.

Атомизирующий сердечник 930, описанный в настоящем изобретении, обычно относится к компоненту, который может испарять или распылять жидкость в соответствии с требованиями использования. Атомизирующий сердечник 930 включает проводящий жидкость элемент 932 и нагревательный элемент 931, при этом проводящий жидкость элемент 932 может быть изготовлен из капиллярно-пористого материала, такого как стекловолокно, хлопок.

Атомизирующий сердечник 930 включает провод 933, соединенный с контактом 936. Нагревательный элемент 931 подключен к источнику питания (не показано на Фиг.) посредством провода 933 и проводного контакта 936.

На дне распылительной камеры 934 может быть предусмотрен опорный элемент 935, который может быть изготовлен, например, из силикона, для улучшения контактного соединения элемента для газожидкостного обмена 290 и проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932. Это также способствует тому, что проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 герметизирует торец соединенного с ним капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена 2904, следовательно, наружный воздух не может напрямую войти в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904.

В этом варианте осуществления нижняя часть камеры для хранения жидкости 100 снабжена нижней перегородкой 103, расположенной на некотором расстоянии от распылительной камеры 934, при этом нижняя перегородка 103 снабжена одним или несколькими сквозными отверстиями 9341, проходящими через нижнюю перегородку 103 и соединяющими камеру распыления 934 и камеру для хранения жидкости 100. Сборка может быть выполнена путем заливки жидкости в камеру для хранения жидкости 100 через сквозное отверстие 9341, затем установки элемента для газожидкостного обмена 290 в сквозное отверстие 9341 и последующей вставки других компонентов, таких как атомизирующий сердечник 930, опорный элемент 935 и основание корпуса 112. Элемент для газожидкостного обмена 290 может быть главным образом размещен в распылительной камере распыления 934, как показано на Фиг. 1d; однако элемент для газожидкостного обмена 290 может также быть большей частью размещен в камере для хранения жидкости 100, как показано на Фиг. 1e. Как показано на Фиг. 1d, в этом варианте осуществления можно использовать два элемента для газожидкостного обмена 290, соответственно соединенных с обоими концами проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932; или, как показано на Фиг. 1e, один элемент для газожидкостного обмена 290 и обычный проводящий жидкость элемент 200, изготовленный из проклеенных волокон, соответственно соединенные с обоими концами проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932. Обычный проводящий жидкость элемент 200 не оснащен капиллярным отверстием элемента для газожидкостного обмена 2904, прост в производстве и менее затратен.

Обычный проводящий жидкость элемент 200 также может представлять собой любой проводящий жидкость элемент, изготовленный из пористого материала и использующий для проведения жидкости капиллярную силу, вызванную пористой природой пористого материала, но не включает капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904. Пористый материал включает губчатый материал, проклеенные волокна, спеченные порошкообразные пластмассы и тому подобное.

В этом варианте осуществления проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 не находится в прямом контакте с жидкостью в камере для хранения жидкости 100.

После сборки испарительного картриджа 800, благодаря капиллярной силе элемента для газожидкостного обмена 290 и проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932, жидкость из камеры для хранения жидкости 100 отводится к проводящему жидкость элементу атомизирующего сердечника 932 посредством элемента для газожидкостного обмена 290, и образуется отрицательная разница давлений между камерой для хранения жидкости 100 и наружным воздухом, поскольку жидкость выводится из камеры для хранения жидкости 100. Когда разность отрицательных давлений между камерой для хранения жидкости 100 и наружным воздухом достаточно высока, наружный воздух проникает в камеру для хранения жидкости 100 через капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290. Однако, поскольку проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 перекрывает торец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, соединенного с ним, делая невозможным прямое попадание наружного воздуха в это капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, наружный воздух должен сначала пройти через проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932, чтобы затем попасть в капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290 и далее в камеру для хранения жидкости 100. Капиллярная сила проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 уменьшается по мере увеличения содержания в нем жидкости, пока не достигает равновесного состояния с отрицательной разницей давлений между камерой для хранения жидкости 100 и внешней средой. В равновесном состоянии проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 находится в ненасыщенном состоянии и поэтому способен дополнительно поглощать жидкость, а также способствует снижению риска взрыва масляной жидкости во время распыления из-за чрезмерного содержания жидкости в проводящем жидкость элементе атомизирующего сердечника 932.

Когда жидкость в проводящем жидкость элементе атомизирующего сердечника 932 расходуется в результате распыления, капиллярная сила проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 возрастает, в связи с чем проводящий жидкость элемент 932 осуществляет газожидкостный обмен с камерой для хранения жидкости 100 через элемент для газожидкостного обмена 290 до тех пор, пока снова не будет достигнуто равновесное состояние.

Когда температура окружающей среды повышается или внешнее давление воздуха снижается, воздух в камере для хранения жидкости 100 расширяется, жидкость начинает выводится из камеры для хранения жидкости 100, а находящийся в ненасыщенном состоянии проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 поглощает жидкость из камеры для хранения жидкости 100 через элемент для газожидкостного обмена 290, тем самым снижая риск утечки жидкости из испарительного картриджа 800 в связи с повышением температуры окружающей среды или снижением внешнего давления. Когда температура окружающей среды или внешнее давление воздуха возвращаются в исходное состояние, проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 перекрывает торец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, соединенного с ним, предотвращая прямое проникновение наружного воздуха в капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, и часть жидкости из проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 поступает в камеру для хранения жидкости 100 через элемент для газожидкостного обмена 290 раньше наружного воздуха. Такой эффект облегчает перемещение жидкости в обоих направлениях между камерой для хранения жидкости 100 и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932 при изменениях температуры или давления окружающей среды, тем самым снижая риск утечки жидкости из испарительного картриджа 800 при ежедневном использовании. Чтобы снизить риск утечки жидкости при длительном хранении и транспортировке испарительного картриджа, выходное отверстие 1301 и входное отверстие 1121 испарительного картриджа можно герметизировать, например, установив силиконовые заглушки.

Второй вариант осуществления

Фиг. 2a представляет схематический вид в поперечном разрезе элемента для газожидкостного обмена в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения; Фиг. 2b представляет схематическое изображение конструкции испарительного картриджа с элементом для газожидкостного обмена в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления по структуре аналогичен первому варианту осуществления. Части с описанием, идентичным описанию для первого варианта осуществления, не повторяются для этого варианта осуществления.

Как показано на Фиг. 2a, элемент для газожидкостного обмена 290 согласно настоящему изобретению включает капиллярное отверстие 2904, проходящее в осевом направлении через элемент для газожидкостного обмена 290, и корпус элемента для газожидкостного обмена 2900, образующий периферийную стенку капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена, при этом корпус элемента для газожидкостного обмена 2900 выполнен из проклеенных волокон.

В этом варианте осуществления элемент для газожидкостного обмена 290 включает корпус элемента для газожидкостного обмена 2900 с овальным поперечным сечением и капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904, проходящее в осевом направлении через корпус элемента для газожидкостного обмена 2900, при этом капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904 имеет круглое поперечное сечение. Максимальный диаметр вписанной окружности капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена в наименьшем поперечном сечении составляет от 0,05 мм до 2,0 мм, например, 0,05 мм, 0,1 мм, 0,2 мм, 0,3 мм, 0,4 мм, 0,5 мм, 0,6 мм, 0,7 мм, 0,8 мм, 0,9 мм, 1,0 мм, 1,2 мм, 1,5 мм, 2,0 мм и т. д., предпочтительно от 0,2 мм до 1,2 мм.

Элемент для газожидкостного обмена 290 выполнен из проклеенных волокон и обладает хорошей жидкостной проводимостью. Волокно может представлять собой филаментную нить или короткое волокно. Предпочтительно, чтобы элемент для газожидкостного обмена 290 в этом варианте осуществления был изготовлен из термосклеенного бикомпонентного волокна 2 со структурой «оболочка-сердцевина», а толщина волокон составляла от 2 до 10 денье. Температура плавления сердцевины 22 бикомпонентного волокна 2 со структурой «оболочка-сердцевина» на 20°С или более превышает температуру плавления оболочки 21, что позволяет слою сердцевины 22 сохранять хорошую жесткость при термическом склеивании, что благоприятно сказывается на формование элемента для газожидкостного обмена 290. Оболочка 21 бикомпонентного волокна 2 со структурой «оболочка-сердцевина» может представлять собой обычный полимер, такой как полиэтилен, полипропилен, полимолочная кислота, политетраметиленсукцинат (сокращенно PBS), сополиэфир с низкой температурой плавления (сокращенно co-PET), полиэтилентерефталат (сокращенно PET), политриметилентерефталат (сокращенно PTT), полибутилентерефталат (сокращенно PBT), сополимер бутиленадипата и бутилентерефталата (сокращенно PBAT), полиамид и т. д; предпочтительно использование легко разлагаемых полимолочной кислоты, PBS или PBAT,.

Как показано на Фиг. 2b, испарительный картридж 800 с элементом для газожидкостного обмена 290 в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, включает камеру для хранения жидкости 100, атомизирующий сердечник 930 и элемент для газожидкостного обмена 290, при этом атомизирующий сердечник 930 включает проводящий жидкость элемент 932 и нагревательный элемент 931.

В этом варианте осуществления испарительный картридж 800 дополнительно включает промежуточный проводящий жидкость элемент 939, который соединяет элемент для газожидкостного обмена 290 и проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932. Капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904 сообщается с промежуточным проводящим жидкость элементом 939, при этом один конец капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена 2904 уплотняется промежуточным проводящим жидкость элементом 934, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904.

По меньшей мере один элемент для газожидкостного обмена 290 соединяет камеру для хранения жидкости 100 и промежуточный проводящий жидкость элемент 939. Промежуточный проводящий жидкость элемент 939 соединяет элемент для газожидкостного обмена 290 и проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932, при этом жидкость в камере для хранения жидкости 100 подается на проводящий жидкость элемент 932 для распыления через элемент для газожидкостного обмена 290 и промежуточный проводящий жидкость элемент 939. Капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904 по меньшей мере одного элемента для газожидкостного обмена 290 соединено с камерой для хранения жидкости 100 и промежуточным проводящим жидкость элементом 939, а конец капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена 2904, сообщающегося с промежуточным проводящим жидкость элементом 939, уплотняется промежуточным проводящим жидкость элементом 939, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904. Промежуточный проводящий жидкость элемент 939 может представлять собой пористый материал из полимера, который легко обрабатывается до детали с плоской поверхностью и лучше уплотняет конец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, тем самым улучшая герметичность испарительного картриджа 800.

На дне распылительной камеры 934 может быть предусмотрен опорный элемент 935, который может быть изготовлен, например, из силикона, для улучшения контактного соединения элемента для газожидкостного обмена 290, промежуточного проводящего жидкость элемента 939 и проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932. Он также способствует тому, что промежуточный проводящий жидкость элемент 939 уплотняет торец соединенного с ним капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290.

В этом варианте осуществления нижняя часть камеры для хранения жидкости 100 снабжена нижней перегородкой 103, расположенной на некотором расстоянии от распылительной камеры 934, при этом нижняя перегородка 103 снабжена одним или несколькими сквозными отверстиями 9341, проходящими через нижнюю перегородку 103 и соединяющими камеру распыления 934 и камеру для хранения жидкости 100. Сборка может быть выполнена путем заливки жидкости в камеру для хранения жидкости 100 через сквозное отверстие 9341, затем установки элемента для газожидкостного обмена 290 в сквозное отверстие 9341 и последующей вставки других компонентов, таких как атомизирующий сердечник 930, промежуточный проводящий жидкость элемент 939, опорный элемент 935 и основание корпуса 112.

После сборки, благодаря капиллярной силе элемента для газожидкостного обмена 290, промежуточного проводящего жидкость элемента 939 и проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932, жидкость из камеры для хранения жидкости 100 попадает на проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 посредством элемента для газожидкостного обмена 290 и промежуточного проводящего жидкость элемента 939, и образуется отрицательная разница давлений между камерой для хранения жидкости 100 и наружным воздухом, поскольку жидкость выводится из камеры для хранения жидкости 100. Когда разность отрицательных давлений между камерой для хранения жидкости 100 и наружным воздухом достаточно высока, наружный воздух проникает в камеру для хранения жидкости 100 через капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290. Однако, поскольку промежуточный проводящий жидкость элемент 939 перекрывает торец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, соединенного с ним, делая невозможным прямое попадание наружного воздуха в это капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, наружный воздух должен сначала пройти через промежуточный проводящий жидкость элемент 939, чтобы затем попасть в капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290 и далее в камеру для хранения жидкости 100. Капиллярная сила проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 уменьшается по мере увеличения содержания в нем жидкости, пока не достигает равновесного состояния с отрицательной разницей давлений между камерой для хранения жидкости 100 и внешней средой. В равновесном состоянии проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 находится в ненасыщенном состоянии и поэтому способен дополнительно поглощать жидкость, а также способствует снижению риска взрыва масляной жидкости во время распыления из-за чрезмерного содержания жидкости в проводящем жидкость элементе атомизирующего сердечника 932.

Когда жидкость в проводящем жидкость элементе атомизирующего сердечника 932 расходуется в результате распыления, капиллярная сила проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 возрастает, в связи с чем проводящий жидкость элемент 932 осуществляет газожидкостный обмен с камерой для хранения жидкости 100 через элемент для газожидкостного обмена 290 и промежуточный проводящий жидкость элемент 939 до тех пор, пока снова не будет достигнуто равновесное состояние.

Когда температура окружающей среды повышается или внешнее давление воздуха снижается, воздух в камере для хранения жидкости 100 расширяется, жидкость начинает выводится из камеры для хранения жидкости 100, а находящийся в ненасыщенном состоянии проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 поглощает жидкость из камеры для хранения жидкости 100 через элемент для газожидкостного обмена 290 и промежуточный проводящий жидкость элемент 939, тем самым снижая риск утечки жидкости из испарительного картриджа 800 в связи с повышением температуры окружающей среды или снижением внешнего давления. Когда температура окружающей среды или внешнее давление воздуха возвращаются в исходное состояние, промежуточный проводящий жидкость элемент 939 перекрывает торец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, соединенного с ним, предотвращая прямое проникновение наружного воздуха в капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, и часть жидкости из промежуточного проводящего жидкость элемента 939 и проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 поступает в камеру для хранения жидкости 100 через элемент для газожидкостного обмена 290 и раньше наружного воздуха. Такой эффект облегчает перемещение жидкости в обоих направлениях между камерой для хранения жидкости 100, промежуточным проводящим жидкость элементом 939 и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932 при изменениях температуры или давления окружающей среды, тем самым снижая риск утечки жидкости из испарительного картриджа 800 при ежедневном использовании.

Третий вариант осуществления

Фиг. 3a представляет схематический вид в поперечном разрезе элемента для газожидкостного обмена в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления по структуре аналогичен первому варианту осуществления. Части с описанием, идентичным описанию для первого варианта осуществления, не повторяются для этого варианта осуществления.

Элемент для газожидкостного обмена 290 согласно настоящему изобретению включает капиллярное отверстие 2904, проходящее в осевом направлении через элемент для газожидкостного обмена 290, и корпус элемента для газожидкостного обмена 2900, образующий периферийную стенку капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена, при этом корпус элемента для газожидкостного обмена 2900 выполнен из проклеенных волокон.

Как показано на Фиг. 3, испарительный картридж 800 с элементом для газожидкостного обмена 290 в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, включает камеру для хранения жидкости 100, атомизирующий сердечник 930 и элемент для газожидкостного обмена 290, при этом атомизирующий сердечник 930 включает проводящий жидкость элемент 932 и нагревательный элемент 931.

В этом варианте осуществления нижняя часть камеры для хранения жидкости 100 снабжена нижней перегородкой 103 и боковой стенкой 104, расположенными на некотором расстоянии от распылительной камеры 934, при этом нижняя перегородка 103 снабжена одним или несколькими сквозными отверстиями 9341, проходящими через нижнюю перегородку 103 и соединяющими камеру распыления 934 и камеру для хранения жидкости 100.

Боковая стенка 104 также снабжена двумя сквозными отверстиями 9341, пронизывающими боковую стенку 104 и соединяющими распылительную камеру 934 и камеру для хранения жидкости 100. Концы проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 проходят через сквозные отверстия 9341 в боковой стенке 104 и уплотняют их, находясь в непосредственном контакте с жидкостью в камере для хранения жидкости 100. Конец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, которое сообщается с проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932, уплотняется проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена 2904.

В этом варианте осуществления элемент для газожидкостного обмена 290 выполняет жидкостнопроводящую и воздухопроводящую функции. Поскольку оба конца проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 находятся в непосредственном контакте с жидкостью в камере для хранения жидкости 100, атомизирующий сердечник 930 получает достаточное количество жидкости во время процесса распыления. В этом варианте осуществления предпочтительно используются два элемента для газожидкостного обмена 290, но также может использоваться только один элемент для газожидкостного обмена 290.

В этом варианте осуществления перекрытие торцов капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена 290 направляющим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932 может быть обеспечена за счет того, что торцевые поверхности элемента для газожидкостного обмена 290 уплотняют оба конца направляющего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932.

Предпочтительно, чтобы внутренняя периферийная стенка сквозного отверстия 9341 в боковой стенке 104 плотно прилегала к направляющему жидкость элементу атомизирующего сердечника 932, обеспечивая герметичность направляющего жидкость элемента 932 во избежание утечки наружного воздуха из сквозного отверстия 9341 в камеру для хранения жидкости 100.

В этом варианте осуществления атомизирующий сердечник 930 может поддерживаться опорным элементом 935. Конечно, также возможно, что опорный элемент 935 отсутствует, и атомизирующий сердечник опирается непосредственно на основание корпуса 112. Сквозные отверстия 9341 в боковой стенке 104 также могут быть частично сформированы в опорном элементе 935 или основании корпуса 112.

После сборки испарительного картриджа 800 жидкость в камере для хранения жидкости 100 отводится к проводящему жидкость элементу атомизирующего сердечника 932, и по мере отвода жидкости из камеры для хранения жидкости 100 между этой камерой и наружным воздухом образуется отрицательная разница давлений. Когда разность отрицательных давлений между камерой для хранения жидкости 100 и наружным воздухом достаточно высока, наружный воздух проникает в камеру для хранения жидкости 100 через капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290. Однако, поскольку проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 перекрывает торец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, соединенного с ним, делая невозможным прямое попадание наружного воздуха в это капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, наружный воздух должен сначала пройти через проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932, чтобы затем попасть в капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290 и далее в камеру для хранения жидкости 100.

Капиллярная сила проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 уменьшается по мере увеличения содержания в нем жидкости, пока не достигает равновесного состояния с отрицательной разницей давлений между камерой для хранения жидкости 100 и внешней средой. В равновесном состоянии проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 находится в ненасыщенном состоянии и поэтому способен дополнительно поглощать жидкость, а также способствует снижению риска взрыва масляной жидкости во время распыления из-за чрезмерного содержания жидкости в проводящем жидкость элементе атомизирующего сердечника 932.

Когда жидкость в проводящем жидкость элементе атомизирующего сердечника 932 расходуется в результате распыления, капиллярная сила проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 возрастает, в связи с чем проводящий жидкость элемент 932 пополняет жидкость из камеры для хранения жидкости 100, а камера для хранения жидкости 100 всасывает воздух через элемент для газожидкостного обмена 290 до тех пор, пока снова не будет достигнуто равновесное состояние.

Когда температура окружающей среды повышается или внешнее давление воздуха снижается, воздух в камере для хранения жидкости 100 расширяется, жидкость начинает выводится из камеры для хранения жидкости 100, а находящийся в ненасыщенном состоянии проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 поглощает жидкость из камеры для хранения жидкости 100, тем самым снижая риск утечки жидкости из испарительного картриджа 800 в связи с повышением температуры окружающей среды или снижением внешнего давления. Когда температура окружающей среды или внешнее давление воздуха возвращаются в исходное состояние, проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 перекрывает торец капиллярного отверстия 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, соединенного с ним, предотвращая прямое проникновение наружного воздуха в капиллярное отверстие 2904 элемента для газожидкостного обмена 290, и часть жидкости из проводящего жидкость элемента атомизирующего сердечника 932 поступает в камеру для хранения жидкости 100 через проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника 932 или элемент для газожидкостного обмена 290 раньше наружного воздуха. Такой эффект облегчает перемещение жидкости в обоих направлениях между камерой для хранения жидкости 100 и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника 932 при изменениях температуры или давления окружающей среды, тем самым снижая риск утечки жидкости из испарительного картриджа 800 при ежедневном использовании. Резюмируя вышеупомянутое, элемент для газожидкостного обмена 290, описанный в настоящем изобретении, имеет простую конструкцию и пригоден для использования в компактном испарительном картридже 800 или распылительном устройстве. Испарительный картридж 800, оснащенный элементом для газожидкостного обмена 290, подходит для применения в электронных сигаретах, а также может использоваться для количественного распыления вдыхаемых лекарственных растворов в области медицины. Испарительный картридж 800, оснащенный элементом для газожидкостного обмена 290, компактен, герметичен, а также обеспечивает равномерное и контролируемое высвобождение жидкости. Если во внешнем устройстве управления предусмотрен датчик расхода воздуха, распыление жидкости можно регулировать в зависимости от расхода воздуха, увеличивая удобство использования устройства.

Следует отметить, что вышеописанные варианты осуществления настоящего изобретения приведены исключительно в иллюстративных целях с целью описания принципов и функций, и не должны толковаться в качестве ограничивающих настоящее изобретение. Специалисты в данной области техники могут предложить любые модификации или изменения, не выходящие за рамки сущности и объема защиты настоящего изобретения. Таким образом, все эквивалентные модификации или изменения, сделанные специалистами в данной области без отклонения от духа и технической идеи, раскрытых в настоящем изобретении, по-прежнему должны охватываться формулой настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к элементу для газожидкостного обмена и испарительному картриджу. Элемент для газожидкостного обмена включает капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена, проходящее в осевом направлении через элемент для газожидкостного обмена, и корпус элемента для газожидкостного обмена, образующий периферийную стенку капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена. Корпус элемента для газожидкостного обмена выполнен из проклеенных волокон, при этом периферийная стенка указанного капиллярного отверстия газожидкостного элемента обмена включает только корпус газожидкостного элемента обмена, при этом указанное капиллярное отверстие газожидкостного элемента обмена имеет максимальный диаметр вписанной окружности от 0,05 мм до 2,0 мм в наименьшем поперечном сечении капиллярного отверстия газожидкостного элемента обмена. Указанный элемент газожидкостного обмена проводит газ через капиллярное отверстие газожидкостного элемента обмена. Обеспечивается возможность равномерного и контролируемого высвобождения жидкости и использования элемента для газожидкостного обмена в компактных испарительных картриджах благодаря небольшому размеру и простой конструкции. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Элемент для газожидкостного обмена, отличающийся тем, что включает капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена, проходящее в осевом направлении через элемент для газожидкостного обмена, и корпус элемента для газожидкостного обмена, образующий периферийную стенку капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена, при этом корпус элемента для газожидкостного обмена выполнен из проклеенных волокон, при этом периферийная стенка указанного капиллярного отверстия газожидкостного элемента обмена включает только корпус газожидкостного элемента обмена, при этом указанное капиллярное отверстие газожидкостного элемента обмена имеет максимальный диаметр вписанной окружности от 0,05 мм до 2,0 мм в наименьшем поперечном сечении капиллярного отверстия газожидкостного элемента обмена, при этом указанный элемент газожидкостного обмена проводит газ через капиллярное отверстие газожидкостного элемента обмена.

2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что он выполнен из проклеенного бикомпонентного волокна со структурой «оболочка-сердцевина».

3. Элемент по п.2, отличающийся тем, что температура плавления сердцевины упомянутого бикомпонентного волокна на 20°С или более превышает температуру плавления оболочки.

4. Элемент по п.2, отличающийся тем, что оболочка бикомпонентного волокна представляет собой полиэтилен, полипропилен, полимолочную кислоту, политетраметиленсукцинат, сополиэфир с низкой температурой плавления, полиэтилентерефталат, политриметилентерефталат, полибутилентерефталат, сополимер бутиленадипата и бутилентерефталата, полиамид.

5. Испарительный картридж, отличающийся тем, что по меньшей мере включает элемент для газожидкостного обмена по любому из пп.1-4.

6. Картридж по п.5, отличающийся тем, что он дополнительно включает камеру для хранения жидкости и атомизирующий сердечник, содержащий проводящий жидкость элемент и нагревательный элемент.

7. Картридж по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере один из элементов для газожидкостного обмена соединен с камерой для хранения жидкости и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника.

8. Картридж по п.6, отличающийся тем, что по меньшей мере одно капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена сообщено с камерой для хранения жидкости и проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника.

9. Картридж по п.8, отличающийся тем, что конец капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена, сообщающегося с проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника, уплотнен проводящим жидкость элементом атомизирующего сердечника, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена.

10. Картридж по п.6, отличающийся тем, что он дополнительно включает промежуточный проводящий жидкость элемент, который соединяет элемент для газожидкостного обмена и атомизирующий сердечник.

11. Картридж по п.10, отличающийся тем, что капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена сообщается с промежуточным проводящим жидкость элементом, при этом один конец капиллярного отверстия элемента для газожидкостного обмена перекрывается промежуточным проводящим жидкость элементом, предотвращая прямое попадание наружного воздуха в капиллярное отверстие элемента для газожидкостного обмена.

12. Картридж по п.8, отличающийся тем, что проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника не находится в прямом контакте с жидкостью в камере для хранения жидкости.

13. Картридж по п.8, отличающийся тем, что проводящий жидкость элемент атомизирующего сердечника находится в непосредственном контакте с жидкостью в камере для хранения жидкости.