CN101909733A - 用于将颗粒分散到制剂中的超声处理腔室 - Google Patents

用于将颗粒分散到制剂中的超声处理腔室 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声混合系统，该超声混合系统具有将颗粒分散至处理腔室中的颗粒分散系统，并且在所述处理腔室中，可以将颗粒与一种或多种制剂混合。具体地，所述处理腔室具有加长壳体，制剂和颗粒通过所述加长壳体从其入口至出口纵向流动。加长超声波导组件在壳体内延伸，并且可以预定超声频率运行以在壳体内通过超声赋予制剂和颗粒能量。波导组件的加长超声振杆被至少部分地置于入口与出口的中间，并且具有多个分离的搅动构件，所述搅动构件与入口与出口中间的振杆相接触并且从所述振杆横向向外延伸，并彼此纵向间隔。构造并设置所述搅动构件和所述振杆用于搅动构件相对于振杆以预定频率动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及制剂和颗粒在腔室中混合。

Description

用于将颗粒分散到制剂中的超声处理腔室
技术领域
本发明通常涉及用于将颗粒超声地混合进各种制剂中的系统。更具体地，本发明公开了用于将颗粒(通常以粉末形式)超声混合进制剂(如，化妆品制剂)中的超声混合系统。
背景技术
粉末和颗粒通常被加入的制剂(如，化妆品制剂)中以提供各种好处，包括例如，吸收水、调适感觉、增稠制剂、和/或保护皮肤。虽然粉末是有用的，但是目前的混合方法存在许多问题如，起尘、成簇、以及差的水合作用，这些问题会在制备这些制剂中造成时间、能量和资金的浪费。
具体地，目前制剂以分批类型的方法(通过冷混合或热混合的方法)来制备。冷混合的方法通常由将多种组分或相加入到釜中，随后通过刀片、叶片(baffle)或漩涡片来施加搅动来组成。热混合方法与冷混合方法相类似来进行，除了组分或相在混合前通常被加热到室温以上，例如大约40℃至大约100℃的温度，并且随后在组分和相已被混合之后冷却回室温。在两种方法中，粉末(或其它颗粒)通过许多方法包括倾卸、倒、和/或筛中的一种来人工加入。
这些将粉末或颗粒混合进制剂中的传统方法存在一些问题。例如，如上所述，所有组分都是按顺序人工加入。在加入组分之前，各个组分需要被称量，这可能导致人为的误差。具体地，当组分需要每次被称量时，错误地称量可能随着加入的量而发生。此外，通过人工加入组分，存在着组分从容器中溅溢或不完整地从容器中转移到另一个容器的风险。
利用传统方法来将粉末混合进制剂中的一个其它主要的问题在于分批方法需要加热时间、混合时间、和以及完全手工的且留给每个配料员理解说明的额外时间。这些实践可能导致批-批和混合组分-混合组分的不一致性。此外，这些方法需要数小时来完成，这可能变得非常贵。
基于上述，本领域中存在提供超声能量的混合系统以增强将粉末和颗粒混合进制剂的需要。此外，将有利的是，如果可以构造系统以加强超声空化的机理，从而提高了将粉末和颗粒有效地混合进制剂的可能性。
发明简述
一方面，用于将颗粒混合进制剂中的超声混合系统通常包括处理腔室，所述处理腔室包括具有纵向相对端和内部空间的加长壳体，和用于将颗粒分散进处理腔室的颗粒分散系统。所述处理腔室的壳体通常在其纵向的至少一端处被封闭，并且具有至少一个入口，该入口用于接收制剂进入壳体的内部空间；和至少一个出口，制剂和颗粒超声混合后，含有颗粒的制剂通过该出口从壳体中排出。所述出口自入口纵向间隔，使得液体在壳体的内部空间内从所述入口纵向流至所述出口。在一个实施方案中，所述壳体包括两个分开的口，所述口用于接收制剂分开的组分。至少一个加长的超声波导组件在壳体的内部空间中纵向延伸，并且可以预定的超声频率来运行以通过超声赋予能量并将在壳体中流动的制剂和颗粒混合。
波导组件包括加长的超声振杆，该超声振杆至少部分地位于壳体中的入口与出口的中间，并且具有设置成与在壳体中从入口到出口流动的制剂和颗粒接触的外表面。多个分离的搅动构件与振杆的外表面相接触并横向地从位于入口与出口中间的振杆的外表面向外延伸，并彼此纵向间隔。构造并设置搅动构件和振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及制剂与颗粒在腔室中的混合。
这样，本发明涉及一种用于将颗粒混合进制剂的超声混合系统。所述混合系统包括处理腔室，以及能够将颗粒分散进处理腔室用于与制剂混合的颗粒分散系统。所述处理腔室通常包括具有纵向相对端和内部空间的加长壳体，和在壳体的内部空间中纵向延伸的加长超声波导组件，并且可以预定超声频率运行以通过超声赋予能量并且将在壳体中流动的制剂和颗粒混合。壳体通常在其至少一端被封闭并且具有至少一个入口，用于接收制剂进入壳体内部空间；和至少一个出口，制剂与颗粒超声混合后，含有颗粒的制剂通过该出口从壳体中排出。出口自入口纵向间隔，使得液体在壳体的内部空间中从入口纵向流至出口。
波导组件包括加长的超声振杆，该振杆至少部分地位于壳体的入口与出口的中间，并且具有设置成与在壳体中从入口至出口流动的制剂和颗粒的外表面。此外，波导组件包括多个分离的搅动构件，该搅动构件与振杆的外表面相接触并横向地从位于入口与出口中间的振杆的外表面向外延伸，并彼此纵向间隔。构造并设置搅动构件和振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及制剂和颗粒的混合。
本发明还涉及一种用于将颗粒混合进制剂中的超声混合系统。所述混合系统包括处理腔室，和能够将颗粒分散进处理腔室中用于与制剂混合的颗粒分散系统。所述处理腔室通常包括具有纵向相对端和内部空间的壳体，和在壳体内部空间中纵向延伸的加长波导组件，并且该波导组件可以预定超声频率来运行以通过超声赋予能量并且将在壳体中流动的制剂和颗粒混合。壳体通常在其至少一端处被封闭，并且具有至少一个入口，用于接收制剂进入壳体内部空间；以及至少一个出口，制剂和颗粒超声混合后，含颗粒的制剂通过该出口从壳体中排出。出口自入口纵向间隔，使得液体在壳体的内部空间中从入口纵向流至出口。
波导组件包括至少部分地位于壳体入口与出口中间的加长超声振杆，并且具有设置成与在壳体中从入口至出口流动的制剂和颗粒接触的外表面；多个分离的搅动构件，该搅动构件与振杆的外表面相接触并横向地从位于入口与出口中间的振杆的外表面向外延伸，并彼此纵向间隔；和阻流组件，该阻流组件位于壳体的内部空间中并且至少部分地从壳体横向向内延伸至振杆以指向在壳体中纵向流动制剂和颗粒使它们横向地流进而与搅动构件相接触。构造并设置搅动构件和振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及制剂和颗粒在腔室中的混合。
本发明还涉及利用上述超声混合系统将颗粒混合进制剂的方法。所述方法包括将颗粒输送进处理腔室壳体的内部空间中的吸入区；将制剂通过入口输送进壳体的内部空间中；和通过以预定频率运行的加长超声波导组件来将颗粒和制剂超声混合。所述吸入区被定义为在壳体内部空间中的振杆的终端与入口之间的空间。
以下，将本发明的其它特征部分显现并部分指出。
附图的简要说明
图1为根据本发明用于将颗粒与制剂混合的第一实施方案的超声混合系统的示意图。
图2为根据本发明将颗粒与制剂混合的第二实施方案的超声混合系统的示意图。
整个附图中，相应的参照标记表示相应的部件。
发明相述
现在具体参照图1，在一个实施方案中，用于将颗粒混合进制剂中的超声混合系统通常包括颗粒分散系统，被标示为300，用于将颗粒分散进处理腔室中；和处理腔室，通常被标示为151，可运行该处理腔室以将颗粒与至少一种制剂超声混合，并且能够进一步建立使得在腔室151的壳体中更好地混合的空化模式。
一般相信的是，通过波导组件来产生超声能量，使得制剂发生增大的空化，并产生微泡。随着这些微泡随后崩裂，增大腔室中的压力以强制在制剂中和贯穿制剂来分散颗粒。
术语“液体”和“制剂”交换使用来表示单组分制剂；包含两种或更多种组分的制剂，其中至少一种组分为液体，如液-液制剂或液-气制剂。
超声混合系统121被示意于图1中，并且显示包括颗粒分散系统(在图1中通常标示为300)。所述颗粒分散系统可以为本领域已知的任何适合的分散系统。通常，颗粒分散系统将颗粒输送至入口上游入口端中的处理腔室。借助该构型，由于以下将详细描述的旋流作用，颗粒将下降并引发在吸入区中与制剂的混合。颗粒与制剂之间的进一步混合将发生在波导组件的振杆的外表面。在一个特别优选的实施方案中，颗粒分散系统可以包括琼脂来以被控制的速率分散颗粒；适当地，所述速率以重量为基准来精确衡量。在另一个实施方案中，颗粒分散系统包括用于将颗粒泵入处理腔室的一个或多个泵。
通常，颗粒进入处理腔室中的流动速率为大约1克每分钟至大约1,000克每分钟。更合适地，颗粒以大约5克每分钟至大约500克每分钟的流动速率被输送至处理腔室中。
超声混合系统被示意于图1中，并且本文进一步被描述了参照超声混合系统中的处理腔室的使用来将颗粒混合进制剂中以形成含颗粒的制剂。因此所述含颗粒的制剂可以提供具有对使用者的皮肤而言改进的感觉、水吸收性、增稠性、和/或皮肤好处的制剂(如，化妆品制剂)。例如，在一个实施方案中，所述化妆品制剂可以为护肤乳膏，并且被包含在含颗粒的制剂中的颗粒可以为防晒剂以阻止太阳对使用者皮肤的损坏作用。然而，本领域技术人员应当理解的是，尽管本文描述的是关于化妆品制剂，但是超声混合系统可以被用于将颗粒混合进各种其它制剂中。例如，其它适合的制剂包括手部消毒剂、活性和惰性表面清理剂、湿揩巾溶液、晒黑霜、漆、墨、涂料、以及用于工业及消费者产品的抛光剂。
颗粒可以为可改进制剂功能性和/或美感的任何颗粒或分散剂。颗粒通常为固体颗粒，然而，应当理解的是，颗粒可以为颗粒粉末、液体分散剂、包囊的液体等等。利用本发明的超声混合系统与制剂混合的适合的颗粒的实例可以包括流变改性颗粒，如纤维素(例如，羟基乙基纤维素、羟基丙基甲基纤维素)、树胶(例如，瓜尔胶、阿拉伯树胶)、丙烯酸酯(例如，卡波姆980和Pemulen TR1(均购自Noveon，Cleveland，Ohio))、二氧化硅胶体、以及热解法二氧化硅，它们均可以与制剂混合以改进粘度。此外，淀粉(如，玉米淀粉、木薯淀粉、大米淀粉)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基硅倍半氧烷、氮化硼、月桂酰赖氨酸、丙烯酸酯、丙烯酸酯共聚物(例如，甲基丙烯酸甲酯交联聚合物)、尼龙-12、尼龙-6、聚乙烯、滑石、苯乙烯、硅氧烷树脂、聚苯乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯酸共聚物、氯化氧铋、云母、经表面处理的云母、二氧化硅、和二氧化硅矽烷，均可以与一种或多种制剂混合来改进制剂的皮肤感觉。其它适合的颗粒可以包括感觉增强剂、颜料(例如，氧化锌、二氧化钛、氧化铁、氧化锆、硫酸钡、氯化氧铋、氧化铝、氧化钡)、色淀(如蓝1色淀和黄5色淀)、染料(如FD&C黄No.5、FD&C蓝No.1、D&C橙No.5)、磨料、吸收剂、防结块剂、抗痤疮剂、抗皮屑剂、止汗剂、粘合剂、膨胀剂、色料、脱色剂、剥落剂、乳浊剂、口腔护理剂、护肤剂、滑动调节剂、悬浮剂、增温剂(例如，氯化镁、硫酸镁、氯化钙)，以及本领域已知的其它任何适合的颗粒。
在一些实施方案中，如上所述，颗粒可以被涂覆或被包囊。涂层可以是疏水的或亲水的，这取决于各个颗粒和要与颗粒混合的制剂。包囊化涂层的实例包括基于纤维素的聚合物材料(例如，乙基纤维素)、基于碳水化合物的材料(例如，阳离子淀粉和糖)、聚乙二醇酸、聚乳酸、和基于乳酸脂肪聚酯、和自它们衍生的材料(例如，糊精和环糊精)、以及与人类组织相容的其它材料。
包囊化涂层的厚度可以依据颗粒的组成而变化，并且通常被设定以使得包囊化颗粒被包囊化材料的薄层来覆盖，所述层可以使单层或较厚的层压层，或者可以为复合材料。包囊化涂层应当足够厚以防止在产品的处理和运输期间涂层的开裂或破环。应当构造包囊化涂层使得在保存、运输期间在大气条件下保持湿度，或者使得磨损将不造成包囊化涂层的断裂并且导致颗粒的泄漏。
包囊化颗粒应该为一种尺寸，使得当被用于皮肤时，使用者不会感觉到制剂中的包囊化颗粒。通常，包囊化颗粒可以具有不大于大约25微米的直径，并且希望地为不大于大约10微米。在这些尺寸下，当含有颗粒的制剂与皮肤相接触时，没有“沙砾”或“刮擦”的感觉。
在一个特别优选的实施方案中，如图1中所示的，处理腔室151通常是加长的，并且具有一般的入口端125(在所示实施方案的方向上的高端)和一般的出口端127(在所示实施方案方向上的低端)。构造处理腔室151使得液体(例如，制剂)通常在其入口端125处进入处理腔室，通常在腔室中纵向流动(例如，沿所示实施方案的方向向下)，并且通常在腔室的出口端127处离开腔室。
本文所使用的术语“高”和“低”是根据各种附图所示的处理腔室151的垂直方向，并且不意在描述在使用中腔室的必要方向。也就是说，尽管腔室151最适合垂直的方向，即如图所示，腔室的出口端127在入口端125的下方，但是应当理解的是，在本发明的范围内，腔室可以以入口端在出口端的下方来设置，或者腔室可以不仅仅以垂直方向来设置。
术语“轴向”和“纵向”在本文直接是指腔室151的垂直方向(例如，端对端如图1所示的实施方案的垂直方向)。术语“横向(transverse)”、“横向(lateral)”和径向在本文是指垂直于(例如，纵向)轴向的方向。术语“内部”和“外部”也被用来指示横向于处理腔室151轴方向的方向，即，术语“内部”是指朝向腔室内部的方向，而术语“外部”是指朝向腔室外部的方向。
处理腔室151的入口端125通常与适合的输送系统流体连通，所述输送系统被标示为129，可运行所述输送系统以将一种或多种制剂导引至(且更适合的是通过)腔室151中。通常，输送系统129可以包括一个或多个泵130，可运行所述泵以从相应的源中泵出各个制剂并通过适合的导管132输送至腔室151的入口端125。
理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以构造输送系统129以将不止一种制剂、或单种制剂的不止一种组分(例如，当混合组分以生成制剂时)，输送至处理腔室151。还预期的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以使用不仅仅是图1所示出的以及本文所描述的输送系统来将一种或多种制剂输送至处理腔室151的入口端125。应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，不止一种制剂可以是指被输送至处理腔室入口端的相同相或不同制剂的两股流。
处理腔室151包括壳体，该壳体限定了腔室151的内部空间153，通过该内部空间被输送至腔室151的制剂从腔室的入口端125流向其出口端127。腔室的壳体151适当地包括加长的管155，该管通常至少部分地限定了腔室151的侧壁157。管155可以具有在那里所形成的一个或多个入口(在图1中通常被标示为156)，通过所述入口，要在腔室151中与颗粒混合的一种或多种制剂被输送至所述腔室的内部空间153。本领域技术人员应当理解的是，壳体的入口端可以包括不止一个口(参见图2)、不止两个口、并且甚至不止三个口。例如，虽然未示出，但是壳体可以包括三个入口，其中，第一入口和第二入口适当地平行，彼此间隔设置，而第三入口被设置在自第一入口和第二入口相对的壳体侧壁。
如图1所示，入口端125对于周围环境而言是开放的。然而，在供选择的实施方案中(未示出)，壳体可以包括闭合件，该闭合件与侧壁的纵向相对端连接并基本上将其封闭，并且在那里具有至少一个入口端来大致限定处理腔室的入口端。腔室的侧壁(例如，由加长管所限定的)具有与波导组件(如下所述)在一起的内表面，并且闭合件限定了腔室的内部空间。
在图1所示的实施方案中，管155通常是圆柱形的，使得腔室侧壁157在横截面上通常是环形的。然而，预期的是，在本发明的范围内，腔室侧壁157的横截面可以不仅仅是环形的，如是多边形或其它适合的形状。所示腔室151的腔室侧壁157适合用透明的材料来构造，尽管理解的是，只要材料与在腔室中混合的制剂和颗粒、腔室运行时的压力以及腔室中的其它环境条件(如，温度)是相容的，那么任何材料都可以被使用。
波导组件，通常被标示为203，在腔室151的内部空间153中至少部分地纵向延伸来通过超声赋予流过腔室151的内部空间153的制剂(和任何它的组分)能量。具体地，所示实施方案的波导组件203从腔室151的低端或出口端127纵向向上延伸进所述腔室的内部空间153内直至位于入口(例如，示为156的入口)中间的波导组件的终端113。尽管在图1中示为纵向延伸至腔室151的内部空间153，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，波导组件可以从腔室的壳体侧壁横向延伸通过所述腔室的内部空间。通常，如本文以下将描述的，直接或间接地将波导组件203安装至腔室壳体151。
还是参见图1，波导组件203适当地包括加长的振杆组件，通常被标示为133，所述振杆组件被整体地设置在壳体151的内部空间153中，并且位于入口156与出口165的中间，以浸没到在腔室151中被处理的液体中，并且更适合地，在所示的实施方案中，所述振杆组件与腔室的侧壁157同轴排列。振杆组件133具有的外表面107与侧壁157的内表面167一起限定了在腔室151的内部空间153中的流动路径，制剂(以及其组分)、和颗粒沿所述路径流过腔室中的振杆(流动路径的该部分在本文广泛地指超声处理区)。振杆组件133具有限定了振杆组件终端的高端(并因此为波导组件的终端113)和纵向相对的低端111。虽然未示出，但是特别优选的是，波导组件203还包括变幅杆(booster)，所述变幅杆在其上端处与振杆组件133的下端111相连接，并且与振杆组件133的下端111同轴排列。然而，理解的是，在本发明的范围内，波导组件203可以仅包括振杆组件133。还预期的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以将变幅杆整体地设置在腔室壳体151的外部，并且将振杆组件安装在腔室壳体151之上。
波导组件203，且更具体地为变幅杆，被适当地安装在腔室的壳体151上，例如，通过安装构件(未示出)安装在限定了腔室侧壁157的管155的高端，所述安装构件被构造以从处理腔室壁将波导组件(该波导组件在运行期间超声振动)振动分离。也就是说，所述安装构件阻止了将波导组件203纵向和横向的机械振动输送至腔室的壳体151，同时维持了波导组件(且更具体地为振杆组件133)在腔室壳体的内部空间153中的希望的横向位置，并且允许在腔室壳体内振杆组件的纵向和横向的位移。安装构件还至少部分地(例如，沿变幅杆和振杆组件，和/或闭合件163的低端)封闭了腔室151的出口端127。适合的安装构件的构型的实例被说明并描述在第6,676,003号美国专利中，在此将其在与本文相一致的程度上引入本文作为参考。
在一个特别适合的实施方案中，安装构件为单片构型。甚至更适合地，所述安装构件可以与变幅杆(并且更普遍地与波导组件203)组装形成。然而，理解的是，在本发明的范围内，安装构件可以与波导构件分开构造。还理解的是，安装构件的一个或多个部件可以被分开构造并且适当地连接或另外组装在一起。
在一个适合的实施方案中，安装构件还被构造成通常是刚性的(例如，抵抗荷载下的静态位移)以使得将波导组件203保持在腔室151的内部空间153内的适当排列中。例如，在一个实施方案中，刚性的安装构件可以由非弹性材料来构造，更适合的是金属，并且甚至更适合的是与构造变幅杆(且更广泛地是波导组件203)的金属相同的金属。然而，术语“刚性的”不意在表示安装构件不能够相应于波导组件203的超声振动来动态挠曲和/或弯曲。在其它实施方案中，刚性安装构件可以由弹性材料来构造，所述弹性材料足以抵抗荷载下的动态位移，但另外能够相应于波导组件203的超声振动来动态挠曲和/或弯曲。
包括至少激励器(未示出)和能量源(未示出)的适合的超声驱动系统131被置于腔室151的外部，并且有效地与变幅杆(未示出)(且更普遍地为波导组件203)连接以赋予波导组件能量使其超声机械振动。适合超声驱动系统131的实例包括购自Dukane Ultrasonic of St.Charles，Illinois 的Model 20A3000系统，和购自Herrmann Ultrasonics of Schaumberg，Illinois的Model 2000CS系统。
在一个实施方案中，驱动系统131能够以大约15kHz至大约100kHz的频率来运行波导组件203，更适合的以大约15kHz至大约60kHz的频率来运行波导组件203，并且甚至更适合的以大约20kHz至大约40kHz的频率来运行波导组件203。这样的超声驱动系统131为本领域技术人员所熟知，且不需要在本文中进一步描述。
然而未说明，在一些实施方案中，处理腔室可以包括不止一个具有至少两个振杆组件的波导组件，用于超声处理并将制剂和颗粒混合。如上所述，处理腔室包括壳体，该壳体限定了腔室的内部空间，制剂和颗粒通过所述内部空间自入口端来输送。壳体包括加长的管，所述管至少部分地限定了腔室的侧壁。像仅仅包括如上说述的一个波导组件的实施方案，管可以具有在那里形成的一个或多个入口，在腔室内要被混合的制剂和颗粒通过所述入口被输送至其内部空间，并且含颗粒的制剂通过至少一个出口离开腔室。
在这样的实施方案中，两个或更多个波导组件在腔室的内部空间中至少部分地纵向延伸以通过超声赋予能量并将流过腔室内部空间的制剂和颗粒混合。各个波导组件分别包括加长的振杆组件，各个振杆组件被整体地置于壳体的内部空间内，并位于入口与出口的中间，以完全浸没在腔室中与颗粒混合的制剂中。各个振杆组件可以独立地如本文更详细地描述来构造的(包括，振杆、以及多个搅动构件和阻流组件)。
再次参照图1，振杆组件133包括加长的、通常为具有外表面107的圆柱形振杆105，以及两个或更多个(即，多个)与振杆连接且至少部分地从振杆的外表面横向向外延伸的搅动构件137，并且彼此纵向间隔。振杆105适当的尺寸为等于振杆共振波长的大约1/2的长度(此外，一般以1/2波长来表示)。在一个具体的实施方案中，适当地构造振杆105在前述的超声频率范围内共振，且最适当的是20kHz。例如，可以适当地以钛合金(例如，Ti6Al4V)来构造振杆105，并且限定其尺寸以在20kHz下产生共振。1/2波长的振杆105在这样的频率下运行，且因此具有大约4英寸至大约6英寸的长度(相当于1/2波长)，更适合地为大约4.5英寸至大约5.5英寸，甚至更适合地为大约5.0英寸至大约5.5英寸，并且最适合地为大约5.25英寸(133.4mm)。然而，理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，处理腔室151可以包括限定尺寸的振杆105以具有任意的1/2波长的增量。
在一个实施方案中(未示出)，搅动构件137包括一系列五个垫圈形状的环，所述环在振杆的周围连续延伸，彼此纵向间隔，并且横向地从振杆的外表面向外延伸。在该方式中，各个搅动构件相对于振杆的振动位移在振杆周围是相对一致的。然而，理解的是，不需要每个搅动构件都在振杆的周围连续。例如，搅动构件可以被辐条、叶片、翅片或从振杆的外表面横向向外延伸的其它的分离结构构件来代替。例如，如图1所示，五个搅动构件中的一个以T字形701的形式。具体地，T字形搅动构件701围绕着波节区域。已发现，T字形构件产生强大的径向(例如，水平的)声波，其进一步增大的如本文详细描述的空化效应。
以尺寸举例来说，图1所示的实施方案的振杆构件133具有大约5.25英寸(133.4mm)的长度，环137中的一个适合邻近振杆105的终端113(且因此为波导组件203的终端)来设置，并且更适合地自振杆105的终端以大约0.063英寸(1.6mm)纵向间隔。在其它实施方案中，在本发明的范围内，最高环可以被设置在振杆105的终端。环137各个为大约0.125英寸(3.2mm)的厚度，并且以相距大约0.875英寸(22.2mm)的彼此(在环的相对表面之间)纵向间隔。
理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，搅动构件137的数目(例如，在所示实施方案中的环)可以小于或大于五个。还理解的是，在搅动构件137之间的纵向间隔可以不仅仅如图1所示以及如上所述的(例如，要么紧密要么间隔很远)。此外，尽管图1所示的环137彼此纵向等距间隔，但是供选择预期的是，在本发明的范围内，在不止两个搅动构件存在的情况下，在纵向连续的搅动构件之间的间隔不需要是均匀的。
具体地，搅动构件137的位置当振杆组件133振动时，至少部分地为搅动构件预期的振动位移的函数。例如，在图1所示的实施方案中，振杆组件133具有通常位于振杆105纵向中心的波节区域(即，在第三个环处)。如本文所使用的并且如图1具体显示的，振杆105的“波节区域”是指振杆构件的纵向区域或段，沿该区域或段在振杆超声振动期间发生很小(或没有)纵向位移，而振杆的横向(例如，在所示实施方案中径向)位移通常被最大化。振杆组件133的横向位移适当地包括振杆的横向扩展，但还可以包括振杆的横向位移(例如，弯曲)。
在图1所示的实施方案中，半波长的振杆105的构型使得波节区域具体由存在的波节平面来限定(即，横向于振杆构件的平面，在此处不发生纵向位移而横向位移通常最大)。有时该平面还指“波节平面”。于是，位于纵向远离振杆105的波节区域的搅动构件137(例如，在所示实施方案中，环)将主要经历纵向位移，而在纵向上更接近波节区域的搅动构件，相对于纵向末梢的搅动构件，将经历增大的横向位移和纵向的减小位移。
理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以构造振杆105使得波节区域不仅仅位于振杆构件的纵向中心。还理解的是，搅动构件137中的一个或多个可以纵向地位于振杆上，当振杆105超声振动时，使其经历相对于振杆的纵向位移和横向位移。
仍然参照图1，将搅动构件137充分地构造(例如，在材料和/或尺寸如厚度和横向长度上，所述横向长度为搅动构件从振杆105的外表面107横向向外延伸的距离)以有助于动态运动，且特别是搅动构件相应于振杆超声振动的动态挠曲/弯曲。在一个特别适当的实施方案中，波导组件203在处理腔室中以给定的超声频率来运行(或者在本文是指波导组件的预定频率)，并且将特定的液体在腔室151中处理，将搅动构件137和振杆105适当地构造以运行搅动构件，这在本文是指以预定频率的超声空化模式。
如本文所使用的，搅动构件的超声空化模式是指搅动构件的振动位移足以导致以预定超声频率处理的制剂的空化(即，在液体中的形成、生长、和气泡的爆破)。例如，在流进腔室中的制剂(和颗粒)包括含水液体制剂，并且要运行的波导组件203的超声频率为大约20kHz(以预定超声频率)的情况下，适当地构造搅动构件137中的一个或多个以提供至少1.75mils(即，0.00175英寸、或0.044mm)的振动位移以建立搅动构件的空化模式。
理解的是，可以将波导组件203不同地构造(例如，在材料、尺寸等方面)以实现与要混合的特定制剂和/或颗粒相关的希望的空化模式。例如，随着与颗粒混合的制剂的粘度的变化，搅动构件的空化模式可能需要变化。
在特别适合的实施方案中，搅动构件的空化模式相当于搅动构件的共振模式，从而搅动构件的振动位移相对于振杆的位移而扩大。然而，理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，空化可以发生在搅动构件不在其共振模式运行的情况下，或甚至发生在大于振杆位移的振动位移的情况下。
在一个适合的实施方案中，至少一个、且更适合的全部搅动构件的横向长度对搅动构件的厚度的比率为大约2∶1至大约6∶1。作为另一个实例，各个环从振杆105的外表面107向外横向延伸大约0.5英寸(12.7mm)的长度，且各个环的厚度大约为0.125英寸(3.2mm)，使得各个环横向长度对厚度的比率为大约4∶1。然而，理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，搅动构件的厚度和/或横向长度可以不仅仅是如上所述的环的厚度和/或横向长度。而且，尽管各个搅动构件137(环)可以适当地具有相同的横向长度和厚度，但是理解的是，搅动构件可以具有不同的厚度和/或横向长度。
在上述实施方案中，搅动构件的横向长度还至少部分地限定流动路径的尺寸(以及至少部分的方向)，在腔室的内部空间中的制剂和颗粒或其它可流动组分沿所述路径流过振杆。例如，振杆具有大约0.875英寸(22.2mm)的半径，且如上所述各个环的横向长度为大约0.5英寸(12.7mm)。壳体侧壁的内表面半径为大约1.75英寸(44.5mm)，使得在各个环与壳体侧壁的内表面之间的横向间隔为大约0.375英寸(9.5mm)。预期的是，在不脱离本发明范围的情况下，腔室侧壁的内表面与振杆外表面之间的间隔，和/或腔室侧壁的内表面与搅动构件之间的间隔，可以大于或小于如上所述的。
通常，振杆105可以以具有适合的声学和力学性质的金属来制造。用于制造振杆105的适合的金属的实例包括，但不限于，铝、蒙乃尔合金、钛、不锈钢、和一些合金钢。还预期的是，可以使用另一种金属(如，且举几种，银、铂、金、钯、二氧化铅、和铜)来涂覆全部或部分的振杆105。在一个特别适合的实施方案中，以与振杆105相同的材料来制造搅动构件137，且所述搅动构件可适合地与振杆形成一体。在其它实施方案中，振杆137中的一个或多个可以替代地与振杆105分开形成或连接到振杆上。
尽管图1中所示的搅动构件137(例如，环)相对平，即横截面基本为矩形，但是理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，环可以具有不仅仅是矩形的横截面。在该实例中，使用的术语“横截面”是指相对于振杆外表面107的沿横向方向上(即，在所示实施例中径向的)的横截面。此外，如在图1中所示的最前两个和最后两个搅动构件137(例如，环)，仅被制造以具有横向的部件，预期的是，搅动构件中的一个或多个可以具有至少一个纵向(例如，轴向)部件以在波导组件203超声振动期间，利用振杆的横向振动位移(例如，在图1所示的第三个搅动构件处)。
如图1所示最佳的，振杆105的终端113自图1的入口端125适当地纵向设置以限定如本文所指的液体吸入区，在所述吸入区中，腔室壳体151的内部空间内的液体的初始旋流发生在振杆105的上游。该吸入区是特别有用的，在此处处理腔室151被用于将两种或更多种组分混合在一起(如，将颗粒与图1中来自入口156的制剂或制剂的两种或更多种的组分混合)，由此当要被混合的组分进入腔室壳体151时，而通过在吸入区中的旋流作用来促进初始的混合。然而，理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，振杆105的终端比图1所示更接近于入口端125，并且可以为基本上邻近入口156来大致忽略吸入区。
此外，阻流组件，通常被标示为245，位于腔室壳体151的内部空间153中，并且特别通常地横向邻近侧壁157的内表面167，并且通常与振杆105横向相对。在一个适当的实施方案中，阻流组件245包括一个或多个邻近壳体侧壁157的内表面167设置的阻流构件247，并且至少部分地从侧壁的内表面167向内延伸至振杆105。更适合地，一个或多个阻流构件247从壳体侧壁内表面167横向向内延伸至与从振杆105的外表面107向外延伸的搅动构件137纵向错开的位置。本文所使用的术语“纵向错开”意思是与振杆105的纵向轴平行绘制的纵向线既穿过搅动构件137又穿过阻流构件247。作为一个实例，在所示的实施方案中，阻流组件245包括四个，通常是环形的阻流构件247(即，围绕振杆连续延伸)与五个搅动构件237纵向错开。
作为一个更具体的实施例，如图1所示的四个环形阻流构件247具有与在之前的尺寸实施例中的搅动构件137相同的厚度(即，0.125英寸(3.2mm))，并且环与环之间纵向间隔(即，0.875英寸(22.2mm))以相等的彼此间纵向间隔(例如，在连贯的阻流构件的相对面之间)来设置。各个环形的阻流构件247具有大约0.5英寸(12.7mm)的横向长度(例如，壳体侧壁157的内表面167向内)，使得阻流构件的最内边缘越过搅动构件137(例如，环)的最外边缘来向内横向延伸。然而，理解的是，在本发明的范围内，阻流构件247不需要越过振杆105的搅动构件137的最外层向内横向延伸。
于是，将理解的是，阻流构件247延伸至制剂和颗粒的流动路径中，所述制剂和颗粒在腔室151的内部空间153内流过振杆105(例如，在超声处理区内)。这样，阻流构件247阻止了制剂和颗粒沿腔室侧壁157的内表面167流过振杆105，并且更适合地，阻流构件有助于制剂和颗粒横向流进至振杆，使它们流过振杆的搅动构件，从而有助于制剂和颗粒的超声能量化(即，搅动)来引发制剂和颗粒在载体液体中的混合以形成含颗粒的制剂。
在一个实施方案中，为了防止气泡沿侧壁157的内表面167和横穿各个阻流构件247下侧面的淤塞或以其它方式产生气泡，例如，作为在腔室中搅动制剂的结果，可以在各个阻流构件(未示出)的外边缘形成一系列的槽口(宽广的开口)以有助于在阻流构件的外表面与腔室侧壁的内表面之间的气体(例如，气泡)的流动。例如，在一个特别优选的实施方案中，四个这样的槽口彼此等距地形成在各个阻流构件的外边缘。理解的是，在本发明的范围内，可以不仅仅在围绕壳体的阻流构件的外边缘处，而在阻流构件中形成开口。还理解的是，这些槽口的数目可以大于或小于四个，如上所述的，并且甚至可以被完全忽略。
还预期的是，阻流构件247不需要是环形的或以其它方式连续围绕振杆105。例如，阻流构件247可以断续地围绕振杆105来延伸，如以辐条、杆、段或其它从邻近壳体侧壁157的内表面167横向向内延伸的分离的结构形式。术语“连续的”是指连续围绕振杆延伸的阻流构件247不包括彼此邻接设置的两个或多个弓形段的阻流构件，即，只要在这样的段之间没有明显的沟形成。适合的阻流构件的构型被公开在第11/530,311号美国系列申请中(于2006年9月8日提交)，在此将其以与本文相一致的程度引入本文作为参考。
而且，尽管图1中所示的各个阻流构件247通常是平的，例如，通常具有薄的矩形横截面，但是预期的是，各个阻流构件中的一个或多个通常不仅仅是平的，或横截面是矩形的，以进一步有助于气泡沿腔室151的内部空间153来流动。在该实例中所使用的术语“横截面”是指沿一个横向的方向(例如，在实施方案中所示的相对于振杆的外表面107径向的)的横截面。
如图2所示，在一个实施方案中，处理腔室还可以与液体循环回路(通常被标示为400)相连接。通常，液体循环回路400被纵向设置在入口256与出口267之间。液体循环回路400将在壳体251的内部空间253内与颗粒混合的一部分制剂循环回壳体251内部空间253的吸入区(通常被标示为261)中。通过将制剂循环回吸入区中，由于制剂和颗粒在经历空化作用下在处理腔室中保持了较长的停留时间，从而可以实现制剂(及其组分)和颗粒之间的更有效的混合。此外，在腔室的高部分(即，吸入区)的搅动可以被增强，从而有助于颗粒更好地分散和/或溶解在制剂中。
液体循环回路可以为能够将液体制剂从吸入区壳体下游的内部空间循环回壳体内部空间的吸入区的任何系统。在一个特别优选的实施方案中，如图2所示，液体循环回路400包括一个或多个泵402以将制剂输送回壳体251的内部空间253的吸入区261中。
通常，以具有制剂的循环流动速率对初始进料流动速率(以下描述的)的比率为1.0或更大的流动速率来将制剂(和颗粒)输送回处理腔室。尽管循环流动速率对进料流动速率的比率优选为大于1.0，但是应当理解的是，在不脱离本发明的范围内，可以容许小于1.0的比率。
在一个实施方案中，超声混合系统还可以包括位于处理腔室出口端的过滤器组件。许多颗粒，当初始被加入到制剂中时，可以彼此吸引并且可以团聚成大球。此外，许多次，在含颗粒制剂中的颗粒可以随时间而稳定，并且彼此吸引以形成大球；被称为再聚集。这样，过滤器组件可以在含颗粒的制剂被输送以用于消费者使用的最终产品之前，将在含颗粒的制剂中形成的较大的颗粒球过滤出。具体地，构造过滤器组件来将尺寸大于大约0.2微米的颗粒滤出。
具体地，在一个特别优选的实施方案中，过滤器组件覆盖了出口的内表面。过滤器组件包括具有大约0.5微米至大约20微米的孔尺寸的过滤器。更适合地，过滤器组件包括具有大约1微米至大约5微米口尺寸的过滤器。用于过滤器组件的过滤器的孔的尺寸和数目将通常取决于要在处理腔室中混合的颗粒和制剂。
在根据本发明超声混合系统的一个实施方案的运行中，混合系统(更具体地为处理腔室)被用于将颗粒混合/分散进一种或多种制剂。具体地，通过导管将制剂输送至(例如，利用通过如上所述的泵)在处理腔室壳体中形成的一个或多个入口。所述制剂可以是本领域已知的任何适合的制剂。例如，适合的制剂可以包括，亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性制剂，及其组合。要在本发明的超声混合系统中混合的特别适合的制剂的实例可以包括乳液，如水包油乳液、油包水乳液、水包油包水乳液、油包水包油乳液、硅氧烷包水乳液、水包硅氧烷包水乳液、硅氧烷包乙二醇乳液、高内相乳液、水凝胶等等。高内相乳液为本领域所熟知，并且通常是指具有大约70％(以乳液总重量计的)至大约80％的油相(以乳液总重量计的)的乳液。此外，如本领域技术人员已知的，“水凝胶”通常是指用流变改性剂或增稠剂增稠以形成凝胶的亲水基。例如，由用已被碱中和的卡波姆来增稠的水组成的基来形成水凝胶。
通常，制剂通常以大约0.1升每分钟至大约100升每分钟输送进处理腔室的壳体中。更适合地，被输送进处理腔室壳体的制剂的量为大约1.0升每分钟至大约10升每分钟。
在一个实施方案中，在将制剂输送至壳体内部空间并且制剂与颗粒混合期间，同时利用超声混合系统来制备制剂。在这样的实施方案中，处理腔室可以包括不止一个入口以将制剂的各个组分输送至壳体的内部空间中。例如，在一个实施方案中，制剂的第一组分可以通过第一入口来输送至处理腔室壳体的内部空间，而制剂的第二组分可以通过第二入口来输送至处理腔室壳体的内部空间。在一个实施方案中，第一组分为水，而第二组分为氧化锌。第一组分以大约0.1升每分钟至大约100升每分钟的流动速率通过第一入口输送至壳体的内部空间，而第二组分以大约1毫升每分钟至大约1000毫升每分钟的流动速率通过第二入口输送至壳体的内部空间。
通常，第一和第二入口沿处理腔室壳体的侧壁平行放置。在供选择的实施方案中，第一和第二入口被设置在处理腔室壳体的相对侧壁上。尽管本文以作为具有两个入口来描述了，但是本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，不止两个的入口可以被用于输送制剂的各种组分。
在一个实施方案中，在被输送至处理腔室之前，将制剂(或其组分中的一种或多种)加热。在一些制剂中，尽管各种组分具有相对低的粘度时(即，粘度低于100cps)，但是用这些组分制备而得到的制剂具有高粘度(即，高于100cps的粘度)，这可能导致乳液成团簇并且导致处理腔室出口的堵塞。例如，许多油包水乳液在混合期间可能遭受成团簇。在这些类型的制剂中，水和/或油组分在混合之前通常被加热到大约40℃或更高。适合地，制剂(或其组分中的一种或多种)在通过入口输送至处理腔室之前可以被加热到大约70℃至大约100℃。
此外，所述方法包括将颗粒(如以上所描述的那些)输送至腔室的内部空间中以备与制剂混合。具体地，将颗粒输送至壳体内部空间中的吸入区。具体地，在一个实施方案中，在壳体内部空间内的振杆具有基本上与入口纵向间隔的终端(如本文更全面描述地)以限定吸入区。将要与制剂混合的颗粒输送至处理腔室壳体的吸入区内。
通常，如本文更全面描述地，利用本文所述的颗粒分散系统来输送颗粒。具体地，颗粒分散系统适当地位于处理腔室吸入区的上方。一旦自颗粒分散系统来输送，颗粒将下降并开始与通过入口输送进壳体内部空间中的制剂混合。
通常，颗粒分散系统能够利用琼脂来测定颗粒的输送。借助这样的机理，颗粒以大约1克每分钟至大约1000克每分钟的速率被输送至内部空间。更适合地，颗粒以大约5克每分钟至大约500克每分钟的速率来输送。
根据上述实施方案，当制剂和颗粒在腔室中连续向下流动时，波导组件(且更具体地为振杆组件)，通过驱动系统来驱动来以预定的超声频率来振动。相应于振杆的超声激发，从振杆外表面向外延伸的搅动构件相对于振杆的显著地挠曲/弯曲，或横向位移(取决于搅动构件相对于振杆波节区域的纵向位置)。
制剂和颗粒沿振杆组件与壳体侧壁之间的流动路径连续纵向流动，使得超声振动和搅动构件的动态运动造成制剂中的空化以进一步有助于搅动。阻流构件扰乱了沿壳体侧壁内表面的制剂的纵向流动，并且反复指引横向向内流动以流过振动搅动构件上方。
当混合的含颗粒的制剂纵向向下流过波导组件的终端时，含颗粒的制剂也发生初始的返混，导致搅动构件在振杆的终端处或邻近振杆的终端的动态运动。含颗粒的制剂进一步向下游流动，在通过出口离开处理腔室之前，导致经搅动的液体提供组分(例如，制剂和颗粒的组分)的更均匀的混合物。
在一个实施方案中，如图2所示，当含颗粒的制剂向下流动时，一部分含颗粒的制剂通过如上所述的液体循环回路被导向壳体的外面。然后将该部分含颗粒的制剂输送回处理腔室壳体内部空间的吸入区以与新鲜的制剂和颗粒相混合。通过循环一部分含颗粒的制剂，实现了制剂和颗粒更彻底地混合。
一旦含颗粒的制剂被彻底地混合，含颗粒的制剂就通过出口离开处理腔室。在一个实施方案中，一旦离开，含颗粒的制剂可以被引向后处理输送系统以被输送至一个或多个包装装置中。不受到限制，例如，含颗粒的制剂为含有云母颗粒的化妆品制剂以提供改进的皮肤感觉，并且含颗粒的制剂可以被导向至后处理输送系统以被输送到消费者使用的乳膏泵分散器。
后处理输送系统可以为本领域已知的任何系统，用于将含颗粒的制剂输送至最终产品的包装装置中。例如，在一个特别优选的实施方案中，如图2所示，后处理输送系统，通常被标示为500，包括泵502，以将含颗粒的制剂输送至一个或多个包装装置(未示出)。后处理输送系统500还可以包括流量计504和控制器506中的一个或两个以控制速率，在该速率下，含颗粒的制剂可以被输送至包装装置。在不脱离本发明范围的情况下，本领域已知的并且适用于分散液体制剂的任何流量计和/或控制器可以被用于将含颗粒的制剂输送至一个或多个包装装置中。
通过以下实施例来阐明本发明，所述实施例仅仅用于阐明本发明的目的而不被认为是限定本发明或其可以实施的方式的范围。
实施例1
在该实施例中，在本发明图1所示的超声混合系统中，将各种颗粒与自来水混合。将超声混合系统将颗粒有效地混合进水制剂中以形成均匀的混合物的能力与在烧杯中人工搅拌相比较。此外，分析了与水混合的颗粒保持均匀的能力，并且与在烧杯中人工搅拌的混合物相比较。
各个类型的颗粒被分别加入自来水，并且利用图1的超声混合系统或者利用刮铲在烧杯中人工搅拌来进行混合。含颗粒的水的所有样品在混合后立即进行肉眼观察，在混合10分钟后进行肉眼观察，在混合1小时后进行肉眼观察，在混合20小时后肉眼观察，并且在混合30小时后进行肉眼观察。各种颗粒、颗粒的量、自来水的量、以及肉眼观察结果显示在表3中。
Figure BPA00001172100700201
在表3中可以看出，利用本发明超声混合系统的超声混合导致更快、且更有效地混合。具体地，在较短的时间后，含颗粒的水制剂完全是均匀的；也就是说，利用本发明的超声混合系统比手动混合更快地将颗粒完全溶解于水中。此外，利用超声混合系统制备的含颗粒制剂在较长的时间内保持稳定、均匀的制剂。
当介绍本发明的元件或其优选实施例时，字或词“一”、“该”和“所述”意指有一个或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”意图为包含的，并且意思是除所列元件之外，可以有其它的元件。
因为可以在上述结构和方法中进行多种改变而不会背离本发明的保护范围，所以包含在上述说明书中和在附图中示出的所有内容都应该被理解为是示意性的而不是限制性的。

Claims (25)

1.一种用于将颗粒混合到制剂中的超声混合系统，所述混合系统包括：
颗粒分散系统，所述颗粒分散系统能够将颗粒分散到处理腔室中用于与制剂混合；和
处理腔室，所述处理腔室包括：
具有纵向相对端和内部空间的加长壳体，所述壳体通常在至少一个纵向端处被封闭，并且具有至少一个入口，用于接收制剂进入壳体的内部空间；以及至少一个出口，制剂与颗粒超声混合以形成含颗粒的制剂后，所述含颗粒制剂通过所述出口从壳体中排出，所述出口与所述入口纵向间隔，使得制剂和颗粒在壳体的内部空间中从入口纵向流至出口；和
在壳体内部空间纵向延伸的加长的超声波导组件，且所述组件可在预定超声频率下运行以通过超声赋予在壳体中流动的制剂与颗粒能量，并且将它们混合，所述波导组件包括加长超声振杆，所述振杆至少部分地位于壳体的入口与出口的中间，并且具有设置成与在壳体中从入口至出口流动的制剂和颗粒接触的外表面；和多个分离的搅动构件，所述搅动构件与位于入口与出口中间的振杆的外表面相接触并且从所述振杆的外表面横向向外延伸，并彼此纵向间隔，构造并设置所述搅动构件和所述振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及制剂和颗粒在腔室中的混合。
2.根据权利要求1所述的超声混合系统，所述颗粒选自流变改性剂、感觉增强剂、颜料、色淀、染料、磨料、吸收剂、防结块剂、抗痤疮剂、抗皮屑剂、止汗剂、粘合剂、膨胀剂、色料、脱色剂、剥落剂、乳浊剂、口腔护理剂、护肤剂、滑动调节剂、悬浮剂、增温剂，及其组合。
3.根据权利要求1所述的超声混合系统，所述超声混合系统还包括输送系统，可运行所述输送系统以通过入口将制剂输送至处理腔室壳体的内部空间，其中将制剂以大约0.1升每分钟至大约100升每分钟的速率输送至入口。
4.根据权利要求1所述的超声混合系统，其中所述制剂选自亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性制剂，及其组合。
5.根据权利要求1所述的超声混合系统，其中所述预定频率为大约20kHz至大约40kHz。
6.根据权利要求1所述的超声混合系统，所述入口为第一入口，所述处理腔室还包括与所述第一入口平行指向且与所述第一入口彼此间隔的第二入口。
7.根据权利要求1所述的超声混合系统，其中所述振杆具有在壳体内部空间中的终端，并且与入口基本纵向间隔以限定在它们之间的壳体内部空间中的吸入区。
8.根据权利要求7所述的超声混合系统，所述超声混合系统还包括纵向地位于入口与出口之间的液体循环系统，所述液体循环系统能够将一部分在壳体中与颗粒混合的制剂循环回壳体内部空间的吸入区中。
9.一种用于将颗粒混合到制剂中的超声混合系统，所述混合系统包括：
颗粒分散系统，所述颗粒分散系统能够将颗粒分散到处理腔室中用于与制剂混合；和
处理腔室，所述处理腔室包括：
具有纵向相对端和内部空间的加长壳体，所述壳体通常在至少一个纵向端处被封闭，并且具有至少一个入口，用于接收制剂进入壳体内部空间；以及至少一个出口，制剂与颗粒超声混合以形成含颗粒的制剂后，所述含颗粒的制剂通过所述出口从壳体中排出，所述出口与所述入口纵向间隔，使得制剂和颗粒在壳体的内部空间中从入口纵向流至出口；
在壳体内部空间纵向延伸的加长超声波导组件，且所述波导组件可在预定超声频率下运行通过超声赋予在壳体中流动的制剂和颗粒能量，并且将它们混合，所述波导组件包括加长超声振杆，所述振杆至少部分地位于壳体的入口与出口的中间，并且具有设置成与在壳体中从入口至出口流动的制剂和颗粒接触的外表面；多个分离的搅动构件，所述搅动构件与位于入口与出口中间的振杆的外表面相接触并且从所述振杆的外表面横向向外延伸，并彼此纵向间隔，构造并设置所述搅动构件和所述振杆用于当振杆以预定频率超声振动时搅动构件相对于振杆动态运动，并且在相应的预定频率下以搅动构件的超声空化模式运行以及制剂和颗粒在腔室中的混合；和设置在壳体内部空间中的阻流组件，并且所述阻流组件至少部分地从壳体横向向内朝向振杆延伸以指引在壳体中纵向流动的制剂和颗粒横向地流进以与搅动构件相接触。
10.根据权利要求9所述的超声混合系统，所述颗粒选自流变改性剂、感觉增强剂、颜料、色淀、染料、磨料、吸收剂、防结块剂、抗痤疮剂、抗皮屑剂、止汗剂、粘合剂、膨胀剂、色料、脱色剂、剥落剂、乳浊剂、口腔护理剂、护肤剂、滑动调节剂、悬浮剂、增温剂，及其组合。
11.根据权利要求9所述的超声混合系统，所述超声混合系统还包括输送系统，可运行所述输送系统以通过入口将制剂输送至处理腔室壳体的内部空间中，其中将制剂以大约0.1升每分钟至大约100升每分钟的速率输送至入口。
12.根据权利要求9所述的超声混合系统，其中所述制剂选自亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性制剂，及其组合。
13.根据权利要求9所述的超声混合系统，其中所述预定频率为大约20kHz至大约40kHz。
14.根据权利要求9所述的超声混合系统，其中所述入口为第一入口，所述处理腔室还包括与所述第一入口平行指向且与所述第一入口彼此间隔的第二入口。
15.根据权利要求9所述的超声混合系统，其中所述振杆具有在壳体内部空间中的终端，并且与入口基本纵向间隔以限定在它们之间的壳体内部空间中的吸入区。
16.根据权利要求15所述的超声混合系统，其中所述超声混合系统还包括纵向地位于入口与出口之间的液体循环系统，所述液体循环系统能够将一部分在壳体中与颗粒混合的制剂循环回壳体内部空间的吸入区中。
17.一种利用权利要求1所述的超声混合系统将颗粒混合到制剂中的方法，所述方法包括：
将颗粒输送至壳体内部空间中的吸入区，所述吸入区被限定为在壳体内部空间中的振杆终端与入口之间的空间；
通过入口将制剂输送至壳体的内部空间中；和
通过以预定超声频率运行的加长超声波导组件将颗粒与制剂超声混合。
18.根据权利要求17的方法，其中所述颗粒选自流变改性剂、感觉增强剂、颜料、色淀、染料、磨料、吸收剂、防结块剂、抗痤疮剂、抗皮屑剂、止汗剂、粘合剂、膨胀剂、色料、脱色剂、剥落剂、乳浊剂、口腔护理剂、护肤剂、滑动调节剂、悬浮剂、增温剂，及其组合。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述制剂选自选自亲水性制剂、疏水性制剂、亲硅性制剂，及其组合。
20.根据权利要求17所述的方法，其中将所述制剂以大约0.1升每分钟至100升每分钟的流动速率输送至壳体的内部空间。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述入口为第一入口，所述处理腔室还包括与所述第一入口平行指向且与所述第一入口彼此间隔的第二入口。
22.根据权利要求21所述的方法，其中在所述制剂被输送至壳体内部空间期间，同时制备制剂，并且其中通过第一入口来输送所述制剂的至少第一组分，而通过第二口来输送所述制剂的至少第二组分。
23.根据权利要求17所述的方法，其中在被输送至壳体内部空间之前，将所述制剂加热。
24.根据权利要求17所述的方法，其中利用大约20kHz至大约40kHz的预定频率来将所述颗粒和制剂超声混合。
25.根据权利要求17所述的方法，其中所述方法还包括通过液体循环系统来将要与颗粒混合的一部分制剂再循环。
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