CN103501847A - 药物输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的药物输送系统100，其中药物的载体为可以通过经受热而雾化或者蒸发的流体。所述系统提供了可重复剂量的药物，可以在任何取向上储存，和/或能够使能量效率最大化。

Description

药物输送系统

技术领域

本发明涉及用于使液体蒸发以进行吸入的装置和方法。确切地说，本发明涉及提供一种用于对蒸发的流体以及蒸汽的精确体积进行控制、计量和测量的装置和方法，所述蒸汽是由手持式蒸发装置在所述装置每次由其使用者启用时生成的，与依靠锂离子化学的当前装置相比，所述装置更加可靠和安全。

背景技术

目前可以应用多种手持式、个体化蒸发装置。这些装置中的一些专门设计用于生成注入尼古丁的蒸汽，用作传统的烟草卷烟香烟的替代物，其中烟草被点燃且使用者吸入烟雾以及其组分，包括尼古丁（烟草的一种天然形成的组分）。用作香烟替代物的装置生成一种蒸汽，该蒸汽不含烟草烟雾的4000多种化合物以及副产物中的绝大多数成分，从而通过蒸汽的摄取而将尼古丁输送给使用者，而不会产生通常与烟草烟雾相关联的绝大多数危害。

不幸地是，在这些蒸发装置的设计和性能中仍然存在一些缺点。例如，一些装置体积庞大或者笨重，难以用作便携式、手持式装置。

其他的蒸发装置无法输送精确、一致且可靠计量剂量的药物。目前的电子雾化香烟无法提供对蒸发的液体的体积或者所生成蒸汽的体积的一致性进行控制的方法，因此无法在每次蒸发的基础上生成可测量的尼古丁量。还存在包括规定可能指示的某些形势和情况，其中很可能需要这些装置能够以一定方式输送蒸汽及其尼古丁组分，使得蒸汽中存在的尼古丁量是可测量的并且通过使用者的每次启用一致地进行重复。除了或者代替尼古丁，蒸发器可以用于将其他物质输送到使用者，包括药物。类似地，对于这些物质进行精确测量的“剂量”是理想的，甚或是必需的。

此外，由于市场上的一些所述装置使用对环境“开放”的液体储存单元，因此一些装置会发生泄漏或者无法可靠地运行，除非在使用期间或者在装置包装、运输以及储存期间将所述蒸发装置保持在竖直位置上。另外，使用此类装置，在某些条件下液体可能会受到污染、掺假以及/或者挥发。

最后，绝大多数（即使不是全部）当前可购得的产品使用锂化学电池作为它们的电源。这主要是由于三个因素：1)电池的使用寿命；2)使流体蒸发所需的功率；以及3)对小型紧凑型装置的需求，大致大体为为对传统烟草产品（即，香烟和雪茄）的尺寸的需求，或者在非烟草或尼古丁配方中，需要紧凑性以便使者在情况允许时进行分立使用。然而，锂化学电池是不稳定的、危险的（既因为它们可以释放有毒蒸汽又因为在某些条件下可能发生爆炸）,而且在储存、可靠性以及处置方面还可能危害环境。

随着当前产品的越来越大范围地销售和使用以及随着这些装置更多地用于进行识别、制造、分配、销售以及消费，预期手持式便携装置的锂化学电源将成为美国管理者、经销商、零售商以及消费者所面临的问题。

因此，仍然需要一种装置和方法以提供改进的手持式蒸汽输送系统，所述系统以安全、高效而有效的方式可靠并且一致地生成可重复计量的药物剂量。

发明内容

一方面，用于改进手持式蒸汽输送装置以生成可靠、一致、可重复计量的药剂或药物剂量的方法和装置，包含功率控制系统，所述功率控制系统利用一种能够在恰好使得预定体积的液体完全蒸发的精确的持续时间内确定和输送精确数值的功率的集成电路。

另一方面，用于改进的手持式蒸汽输送装置的方法和装置可以包括包含在外壳中的流体输送系统、蒸发或雾化系统以及功率控制系统，其中所述流体输送系统一致地、可重复地且可靠地将精确计量的剂量输送到所述雾化系统，并且所述功率输送系统将恰好足够的电功率供应到雾化系统以使输送到雾化系统的精确体积的液体完全雾化或者蒸发。

另一方面，所述手持式蒸汽输送装置能够独立于取向进行操作，以及/或者能够输送可重复剂量的药物，以及/或者能够在任何取向上进行储存，以及/或者能够使能量效率最大化。

另一方面，本发明提供了一种装置和方法，所述装置和方法使蒸汽输送装置能够使用更加稳定、更加可靠、具有较少环境危害且更加安全的电池化学电源而不会显著地影响所述装置的便携性以及分立性。

附图说明

图1是本发明的药物输送装置的一项实施例的透视图。

图2是图1所示的装置的俯视图。

图3是沿着图2中的线3-3截取的截面图。

图4是图3所示装置的上部部分的放大细节截面图。

图5是图1至图4所示的装置的分解透视图。

图6是图3至图5所示的装置元件的放大透视图。

图7是本发明的另一项实施例的透视图，其中出于说明目的将外壳移除。

图8是图7所示的实施例的分解透视图。

图9是示出了图7和图8中所示的元件细节的放大侧视图。

图10至图13是图7至图9所示的装置的侧视图，说明了操作的顺序步骤。

图14是图7至图9所示的蒸发系统的放大透视图。

图15是“单触发”电路的示意图，所述电路可以用于本发明的功率控制系统的一项实施例中。

图16和图17是可以用于功率控制系统的一项实施例中的类似修改电路的示意图。

图18是蒸发元件的一项实施例的放大侧视图。

图19是蒸发装置的另一项实施例的透视图。

图20是图19所示的蒸发装置的截面图。

图21是图19和图20所示的蒸发装置的分解透视图。

图22是图20所示元件的放大透视图。

图23是药物输送装置的另一项实施例的等距视图。

图24是图23所示的装置的分解图。

图25是图24所示的流体输送系统的一项实施例的近距等距视图。

图26是通过图25所示的流体输送系统中的线26-26截取的截面图。

图27是图28所示的流体输送系统的柱塞的一项实施例的近距等距视图。

图28是图24所示的流体输送系统的驱动螺母的一项实施例的近距等距视图。

图29是图24所示的药物输送装置的出口帽以及蒸发系统的一项实施例的近距等距视图。

图30是图24所示的药物输送装置的流体释放致动器的一项实施例的近距等距视图。

图31A是图24所示的药物输送装置的流体输送系统的近端的近距等距视图。

图31B是底部被压下的图31A所示的药物输送装置。

图32是图24所示的流体输送系统的抗旋转特征的一项实施例的等距视图。

图33是所述输送装置的另一项实施例的等距视图。

图34是外壳被移除的图33所示的输送装置的等距视图。

图35是图33所示的输送装置顶部的近距视图，其示出了蒸发系统。

图36是功率控制系统的一项实施例的方框图。

具体实施方式

下文所提出的具体实施方式结合附图是意在描述本发明的当前优选实施例的，而并非意在表示可以构造或利用本发明的唯一的形式。所述实施方式结合所描绘的实施例提出了用于构造和操作本发明的步骤的功能和顺序。然而，应理解也可以通过不同的实施例来实现相同的或者等同的功能和顺序，所述不同的实施例也包含在本发明的精神和范围内。

为了改进对蒸汽形式的药物的精确剂量进行计量的能力，以用于从蒸汽输送装置中进行吸入，蒸汽输送装置需要能够控制施加至液体形式的药物的热量和持续时间的功率控制系统，或者能够精确地、一致地并且可重复地释放精确体积的药物的流体输送系统。这两种方法：（a）控制施加到液体的热量，以及(b)控制待蒸发的液体体积，可以单独使用或者组合使用以改进蒸发器提供的药物“剂量”的精确性。如同在权利要求书中所用，术语“药物”是指一种药剂、药品、内服药、成药、药以及用于愈合、治疗、改变、改进、恢复、缓解和/或治愈特定症状、疾病或者精神或身体状况的类似物，其包括注入到权宜方法中的或者溶解在一些其他载体中的活性成分或者活性成分与非活性成分的组合。

施加的热量和持续时间与供应到蒸汽输送装置的功率量相关。因此，为了改进当前蒸汽输送装置的功能，当前装置必须用功率控制系统来实施，所述功率控制系统包含一种构件，所述构件用于提供电源产生的精确功率量，以将加热元件加热到能够使预定体积的液体完全蒸发的最低所需温度。基于药物的特性，尤其是权宜方法或者载体，可以计算出使预定体积完全蒸发所需的最低温度。通过了解蒸发预定体积的药物所需的最低温度，可以通过不使用超过必要量的能量来节省能量资源，而这正是现有装置存在的问题之一。

用于提供电源产生的精确功率量以将加热元件加热到能够使预定体积的液体完全蒸发所需的最低所需温度的构件包含控制电路或者集成电路82，所述电路具有对发送到加热元件152的功率进行控制的处理器500，以确保仅提供必要大小的功率对释放的特定体积进行蒸发。由于供应到加热元件152的功率大小与通过加热元件的电阻相关联有关，因此可以对处理器500进行编程以监控加热元件152的电阻值从而间接获知作为供应到加热元件152的功率量的代表来监控加热元件152的电阻。知道已知电阻值，处理器500可以管理供应到加热元件152的功率量。在加热元件处测量电阻具有若干优点。首先，可以准确地测量和保持功率对功率进行精确的测量和保持。其次，可以从电路测量所得的电压，而不是从电池测量电压，这会延长电池寿命。第三，它确保了蒸发保持恒定的，从而使得无论电池的寿命周期以及加热元件的降解情况如何，都能够测量剂量。

在一些实施例中，用于提供精确功率量的构件还可以包含作为切换DC/DC转换器的升压转换器，以及超级电容器368a、368b。所述升压转换器使用与H桥以及电感器/电容器系统一起作用的充电转换器。通过使用升压转换器，可以限制充电电流以保护电池并且允许超级电容产生持续时间较短的的更大的放电电流。仅举例说明，它可能需要3到5秒来充电，但是仅需0.5秒来放电。因此，电池可能只观测到100-200mA的负载，但是电容器可以观测到1A或者更多的负载。通过利用这种系统，可以使用碱性电池364，从而改进此装置的安全性。

超级电容器（“supercap”）368a、368b是具有相对较高能量密度的电化学电容器。其能量密度通常大于传统电解电容器的上百倍。超级电容器368a、368b可以储存的电容高达标准电解电容器储存电容的两个数量级。

本发明的电路系统使用DC/DC升压转换器从一组碱性电池364中对超级电容器368a、368b进行充电。在对超级电容器368a、368b进行充电时，必须考虑多个参数。出于说明目的，可以使用一个将被充电到6V DC的300法拉的电容器组，使用的是能够生成1.2AMAX电流的6V电源（4-1.5V AA电池）。注意在此电路中可以使用一个电阻器，以将电流限制到最大安培数，例如，1A等，作为加热电路的额外控制。

为了对本发明的充电电路系统如何工作进行定义，使用欧姆定律方程，充电电阻器值=6V/1A=6欧姆。这是使用欧姆定律确定的：R=E/I，其中R是以欧姆表示的电阻，E是以伏特表示的能量，而I是以安培表示的电流。

为了确定对电容器组进行充电所需的电量，利用“功率”，其在电学上描述为“瓦数”。这种功率方程被描述为：

电阻器功率=6V x1A=6W（功率=电压x电流）

因此，为了在1A下用6V的电源（4AA/AAA电池）对6V的电容器组进行充电，需要具有6W或者更高额定瓦数的6欧姆的电阻器。在某些设计中，较少的电池，例如一个、两个，或者三个电池可以用于供应足够的功率。

使用这种方法，本发明解决了当前电子香烟（e-香烟）具有的电池寿命问题中的标准问题。此外，这种方法提供了维持充足功率的能力，以使用标准碱性化学电池来使液体蒸发，而当前的e-香烟装置是无法使用标准碱性化学电池的。

图36所示为所述过程的方框图。其中有供应输入功率的能量源或者电源600。此电源可以是若干类型中的一种，但是通常适合两种类型。类型1可以是一种低功率电源，其无法使较高的电流直接工作。这种类型的电源需要额外的调节以支持全部的功能，因此需要功率转换模块602以及功率储存模块608。类型2可以是高电流源，其允许蒸发元件的直接驱动。

状态或者控制逻辑604提供控制、测量以及驱动功能，所述逻辑可以是专用逻辑或者处理器。一个实施例可以使用德州仪器MSP430处理器（Texas Instrument MSP430processor），但是其也可以是任何处理器或者类似ASIC的装置。也可以使用GPIO和A/D功能以允许对电流（直接驱动）或者对功率储存（超级电容器）的电压进行测量。当满足所有条件时，控制逻辑604激活放电开关610，以对蒸发元件612进行加热。

对向蒸发元件612提供能量的功率进行精确测量和计量的能力使得能够对蒸汽相过渡和剂量进行精确的计量。在直接驱动系统中，驱动的电流和时间用于计算和计量加热蒸发元件612所用的能量。在储存能量系统中，公式1/2CV²用于计算系统中的能量以及所需的端电压，以计量用于加热蒸发元件612的能量，其中C是电容而V是电压。

当电源开始耗尽，控制功率量的一种替代方案是控制加热元件的蓄能时间。处理器500可以经配置以监控电阻并且调节加热元件保持打开的时间，从而使给定体积的药物完全蒸发。

在一些实施例中，流量开关614可以用于对蒸发阶段所请求的启动进行信号感应。当在蒸发装置中实施时，所述装置可以具有流体输送系统（下文中论述）。所述流体输送系统在流量开关614激活之前将所需量的流体置放在蒸发元件612上。

在一些实施例中，流体释放致动器616可以用于“唤醒”处理器604并且为超级电容器608充电606（在储存能量系统中）。在直接驱动系统中，流体释放致动器可以用于从超低功率睡眠模式中“唤醒”处理器604。流体释放致动器616可以是用于激活系统的机械装置，例如，旋转开关、按钮、旋钮、操作杆以及类似物。

在一些实施例中，二极管618、620可以用于向操作员指示系统操作的状态。例如，一个二极管可以是LED618以对蒸发元件612何时得到驱动进行信号感应。另一个LED620可以用于闪烁特定的图案以指示系统状况，例如，上电、低电池电量、消耗的流体状态，或者其他系统特定状况状态（即，每单位时间的最大剂量等）。在其他实施例中，显示器，例如，LCD屏，可以用于显示系统状况或者其他信息，例如，包含在输送装置中的物质或者药物类型、剩余的量和/或剂量、电池电量水平、在装置丢失情况下的使用者ID等。按钮或者类似的装置可以用于通过显示器进行致动和滚动。

在类型1配置（低电流、碱性电池等）中，充电电流受到限制以维持电池的寿命周期。在许多电池中，如果产生大量的电流，那么将显著地缩短电池寿命或者充电状态。因此，使用从电池和功率储存模块608中生成的较低电流能够允许高电流的情况，而不会过度地耗尽电池。

在类型2配置中，必要时，功率储存608可以用于延长电池（锂聚合物、锂离子）的寿命。功率储存608还能够更加容易地利用简单的电压测量对进入到蒸发元件612中的能量的精确数量进行非常准确的计量。对进入到蒸发元件中的能量的精确量进行准确计量可以通过电压和电流测量来完成，但是与测量电压相比，这种方法难以准确地测量电流。因此，有利的是使用较简单的仅测量电压的过程。

另一个节约功率的特征是控制逻辑604与功率转换602共享的，即，系统（通电时）的功率状态。这种功率状态的功率节约特征可以通过转换/cpu的超低功率模式或者功率断开/闭锁功能来实现。这用于在第一次使用之后延长装置的操作寿命。

使预定体积的液体完全蒸发所需的能量随功率量以及功率存在的持续时间而变化。因此，功率控制系统306也可以包含用于控制精确的持续时间的构件，以提供在所需的温度下使预定体积的液体完全蒸发所需的精确的功率。用于对供应功率的精确持续时间进行控制的构件可以包含“单触发”控制电路系统170、172或174，所述电路系统可以与上文所述用于控制功率量的电路一体化。“单触发”电路170、172或174的实例在图15至图17中示出，并且将在下文中详细描述。“单触发”电路可以用于对电流输送时间间隔进行限制，而无论使用者将操作杆向下压住多久。功率控制系统306在每次使用之间是完全“关闭的”；所以在闲置期间电池没有进行放电。因此，电池的寿命得到了延长。

在一些实施例中，集成电路可以经配置以使电源启动预定的次数。此数目应该足够低，使得每次启动都产生相同的功率量。在一些实施例中，集成电路可以经配置以监控电池寿命并且在检测到预定量的电池寿命时不启动功率。

这种功率控制系统306可以在现有的蒸汽输送装置中实施。例如，控制系统306可以安装到当前的蒸汽输送装置的手柄中，以与现有的加热系统一起实施，从而改进当前装置的能量效率以及剂量的精确性。

另外，或者除此之外，在对功率量大小和持续时间进行控制以显著地改进蒸发装置计量精确剂量的效率和有效性的同时或者除此之外，一种用于对将要蒸发的液体的精确体积进行一致地进行计量的构件可以用于产生替代的或者额外的精确度。因此，高效的药物输送装置可以包含：利用上文所述的电路系统的多项实施例的功率控制系统34，以控制功率的高效和有效使用；以及/或者流体输送系统30、302或402，所述系统作为对来自流体贮存器中的液体的精确体积进行一致性地计量以精确控制用于蒸发的排放液体的体积的构件。这些系统的不同组合可以用于获得期望的精确度水平。也可能需要雾化或者蒸发系统32来蒸发药物。在此应用中，雾化和蒸发可互换地适用以指示为可以由肺部吸入和吸收的形式。

可以计算出在给定的温度以及暴露持续时间下能够完全蒸发的液体的精确体积。由于导线的温度以及导线通电的持续时间可以是固定的，因此可以预先确定需要从流体输送系统中释放的精确体积。或者，在一些实施例中，精确的体积可以根据导线的温度及该温度下导线的通电时间而变化。

上文所述的功率控制系统的实施例提供了用于对药物的特定剂量进行更加精确的计量的有利方式。对释放的药物体积进行控制还改进了计量的精确性。下文中描述了用于对到达加热元件以进行蒸发的药物的体积进行控制的装置的实例。这些装置可以单独使用或者与功率控制系统一起使用，以进一步改进药物的计量剂量的精确性。

在一项实施例中，如图1和图2所示，药物输送装置20具有细长的外壳22，所述外壳具有咬嘴24以及操作杆28，所述咬嘴和操作杆邻近外壳的背部或者顶端。咬嘴开口26延伸到咬嘴24中。进一步参照图3至图5，装置20的一项实施例包括：流体或液体输送系统30，所述系统作为对液体的精确体积进行一致地计量以精确控制用于蒸发的释放液体的体积的构件；以及蒸发系统32与电功率控制系统34。电功率控制系统34可以包括位于外壳22的电池室42内的电池44，并且其中电池通过弹簧46和触点48电连接到柔性电路板82。如图5所示，所述外壳可以具有蛤壳状设计的左侧和右侧。操作杆28可以在枢轴58处附接到外壳22。

如图4所示，一种用于对来自流体贮存器的液体的精确体积一致地进行计量以对排放用于蒸发的液体的体积精确地进行控制的构件可以通过液体输送系统30来实现，在所示的实例中，所述系统包括弹性的或者弯曲的壁的液体室或贮存器64，所述液体室或贮存器通过管66连接到操作杆阀70。贮存器64可以是由聚乙烯膜制成的薄壁柔性囊。贮存器64放置在两个刚性表面之间，其中板62位于一侧上而外壳22的内壁位于另一侧上。外壳22内的弹簧60对板62进行按压，进而对贮存器64进行按压。这样就对贮存器中的液体加压。

管66从贮存器64延伸到操作杆阀70，所述阀可以包括阀门柱74、阀门弹簧72以及阀门垫片76。在此设计中，管66的阀门部分80延伸穿过阀门柱74的开口，如图6所示。阀门弹簧72靠着管的阀门部分80推进阀门垫片76，从而使所述管道夹紧而关闭。

参照图4至图6，蒸发系统32的一项实施例包括电连接到电功率控制系统34的加热器150。蒸发系统32也连接到液体输送系统30并且从液体输送系统30接收液体。加热器150可以是由镍铬线等开放线圈152形成的电阻加热器。在此设计中，电流通过连接器156供应到线圈152，所述连接器位于柔性电路板82上或者连接到柔性电路板82，所述柔性电路板继而连接到电池44。图14示出了用于将电功率供应到加热元件的连接器156。

在操作杆阀70外部朝向装置的咬嘴或背部端延伸的管66的出口区段154插入到线圈152的前端中。立刻参照图14，实心电线插入件159可以插入到线圈152以及出口区段154的端部中以提供内部支持，使得在向下按压入连接器156中时，它们不会发生变形或者垮塌。随着装置20的每次启动，位于线圈加热器152前端处的出口区段154将液体提供到线圈孔中。

管66通过液密连接而连接到贮存器64，因此液体仅能通过管66而从贮存器中流出。管66可以是有弹性的柔性材料，使得其内腔在受到压缩时可以大体上是完全平坦的，并且随后当被释放时大体上完全恢复到其初始形状。管66的操作杆区段67位于操作杆28以及外壳内部的固定刚性表面的下方，所述操作杆区段可选地可以作为电路板82的一部分，功率管理电路系统位于所述电路板上。可以在电路板82中，电路板82上或者穿过电路板82提供定位特征112，以确保所需的定位得以维持。操作杆28由操作杆枢轴116固持，并且可以通过受到控制的运动范围而枢转。

在使用中，咬嘴24放置在嘴中，并且使用者对操作杆28进行按压或者挤压。在制造期间，管66被预先填充或者装填有液体。参照图4，随着操作杆28围绕枢轴58向下枢转，钳子86靠着外壳20的内表面、邻近枢轴58以及贮存器64夹紧管66的操作杆区段67。这在钳子86处暂时关闭了管66。随着操作杆28继续向下（或者朝向装置的中线向内）枢转，操作杆28的斜坡表面88逐渐地在钳子86与操作杆阀70之间挤压管66的操作杆区段67。这形成了一种挤压类型的移动，从而使用蠕动作用朝向操作杆阀70泵送液体。随着操作杆28继续向内枢转，操作杆上的柱子对抗阀门弹簧72的力向下按压阀门垫片76。这样通过使得管66的阀门部分80开启而暂时性地开启操作杆阀70。随着管的阀门部分80的开启，并且随着管中的液体通过斜坡表面88进行泵送，大量的液体流经阀门部分80以及出口区段154并且进入到线圈152中。

弹簧60施加在贮存器64上的恒定正压力对管66中的液体加压。然而，由于管66是由钳子86夹紧闭合的，所以当操作杆下压且操作杆阀开启时没有液体从贮存器中流出。相反，位于钳子86与操作杆阀门70之间的已经存在于管66中的液体提供测量的大量液体，这些液体被均匀地输送到线圈中。

操作杆28的向下移动还使得连接到电路板82上或者位于位于电路板82上的开关158闭合。电流随后从电池44或者其他电源流到线圈152中。线圈的加热使得液体蒸发。在操作时，供应到线圈的电流以及线圈的温度可以由电路板进行调节，这取决于所用的液体、所需的剂量以及其他因素。仅在操作杆28完全下压时开关158可以位于闭合位置。这避免了意外地对线圈进行加热。这也延迟了对线圈的加热直到大量液体通过操作杆的枢转移动而被移入到线圈中为止，从而有助于延长电池的寿命。例如，如图15中所示在下文中描述的“单触发”控制电路170可以用于对电流输送时间间隔进行限制，无论使用者将操作杆向下握持多久。在每次使用之间电源是完全“关闭”的。在闲置期间电池没有进行放电。因此，电池的寿命得到了延长。

从本说明书中可以清楚的知道，随着装置20的每次启动，使用线性蠕动泵送作用的液体输送系统30将一致的、固定的、可重复的大量液体输送到蒸发系统32中。液体输送系统30进一步通过钳子86在每次启动之间对贮存器64进行密封，将贮存器的容纳物保持在加压状态下，并且对输送到蒸发系统32的电功率进行控制。液体输送系统经设计使得随着液体的使用，空气不会引入到系统中。

线圈152的直径和长度在线圈的内部直径内形成了圆柱形体积，其足以从液体输送系统中捕获单次运送的液体剂量。线圈152的邻近线环也可以进行定位，使得液体表面张力将液体固持在线圈孔内。这使得装置20可以在任何取向上使用，这是因为不需要重力将释放的液体剂量保持在原位。

开放线圈的使用提供了进一步的优势，即，蒸汽可以沿着线圈的长度在任何地方生成和逸出，而不会不利地影响线圈内的大量液体的平衡蒸发。线圈还提供了用于热传递的较大表面积并且使由于对辅助组件进行加热引起的能量损失最小化。

应用电功率之后，线圈中的液体蒸发并且穿过线圈之间的间隙。线圈的尺寸和形状可以经过设定并且定位在外壳中，使得当使用者在咬嘴上进行吸入时，生成的蒸汽可以被带入到通过装置20吸入的空气流中。此处“吸入”是指至少将蒸汽吸入到嘴中。

图7至图13示出了可以类似于装置20的第二装置实施例100，但是具有以下不同。在装置100中，用于对来自流体贮存器的液体的精确体积一致地进行计量以对用于蒸发的排放液体的体积精确地进行控制的构件包含泡沫垫106，所述泡沫垫受到压缩并且插入到贮存器64与外壳的一个刚性壁之间。由泡沫试图恢复其放松状态而施加在贮存器64上的力将压缩力施加在贮存器上，从而在压力下将液体维持在贮存器内。泡沫垫106可以替代图4所示的弹簧60来使用。贮存器可以使用具有弹簧偏置柱塞的注射器替代性地进行加压。通过这些设计中的任何一者，贮存器可以可选择地设计为可更换的筒。

如图8所示，在装置100中，提供了操作杆阀118（替代装置20中的钳子86）以对管66的前端进行压缩，从而防止液体在每次使用之间从加压的贮存器中流出。操作杆阀门118可以是压印的金属板材形式，其焊接到刚性电路板114，所述电路板含有用于功率控制系统34的与上文所述相同或者类似的电路系统。

图10至图13示出了其他特征，这些特征可以用于一种构件，该构件用于对来自流体贮存器的液体的精确体积一致地进行计量以对用于蒸发的排放液体的体积精确地进行控制，具体而言，是装置100中的液体输送系统的泵送作用。当需要一定剂量的蒸汽时，使用者将咬嘴放置在嘴中并且进行吸入，同时按压操作杆110上的按钮109，使得操作杆向下旋转（逆时针）。随着操作杆110最初如图10所示进行旋转，操作杆夹紧突起部132对在夹紧点140处闭合的管66进行夹持或者夹紧，从而关闭加压的液体贮存器。操作杆110的继续旋转使得操作杆110在具有减小厚度的弯曲点124处弯曲，如图11所示。这样使得在管66仍然在夹紧点140处保持闭合的同时，操作杆能够超程旋转，而不会压碎所述管。

随后操作杆110的进一步旋转对管66的泵区段68中的腔进行压缩。这样可以从泵区段68朝向操作杆阀118泵送液体。这种移动还使操作杆上的突起部发生移动，所述操作杆向下推动阀门凸缘120，从而使操作杆阀118偏斜并且开启，并且允许大量的加压液体移动穿过所述管并且进入到蒸发系统32中。图12中的虚线示出了操作杆阀118，所述操作杆阀118向下偏斜并且偏离电路板114的底部表面以开启所述阀门。最后，在操作杆行程的末端，操作杆开关突起部接触开关158，从而将功率输送系统开启。

当操作杆110释放时，它进行枢转返回到其初始位置。随着操作杆的返回，操作杆阀118首先复位，从而将管66的泵区段68的背部端密封并且防止空气被吸入回泵区段中。随着操作杆110继续顺时针旋转，泵区段68减压，从而在管腔内形成负压。最后，在夹紧点140处，管66重新开启，从而使来自贮存器的加压液体能够进入重新用液体填充的泵区段68以提供下一剂量。

通过每次行程运送的液体体积可以通过对所需泵区段68的管直径和长度进行选择来控制。在液体贮存器上维持正压确保了系统总是装填有液体，并且不会发生由管中的空气气泡引起的“短触发”。另外，用仅在输送的时间启动的阀门70或118等阀门对蒸发器系统进行密封，以及正压的分配防止了液体的不利泄漏，而不管在储存或使用期间装置的取向如何，从而提供了用于对来自流体贮存器的液体的精确体积一致地进行计量以对用于蒸发的排放液体的体积精确地进行控制的构件。

图15是用于功率控制系统的“单触发”电路170的示意图，所述电路将电流的固定时间间隔输送到加热器150，而不论使用者下压操作杆多久。在图15中，CD4047是一种CMOS低功率单稳态/非稳态多谐振荡器，可以购自，例如，德州仪器。Ul是普通CD4047，其由具有非常低的静态电流排放的12V电池电压进行操作。当按钮SW1按下时，Ul被触发，Q（引脚10）升高，且C1通过Ul内的FET快速充电至接近电源电压。同时，电阻器Rl切换到逻辑“0”状态，并且以1/RC的时间常数立即开始使电容器C1放电。

可以选择较宽范围的脉冲持续时间。使用典型的镍铬线圈，范围在大约0.2到2秒的脉冲持续时间足以使大量液体完全蒸发。当引脚3上的电压达到逻辑“0”的阈值时（～1/3电源电压），逻辑电平开关以及Q（引脚10）返回到逻辑低电平。Q2是发射级跟随器，其提供电流放大以使得Ql在所需的电流脉冲期间完全饱和。Dl和R4提供加热器电流的视觉指示。R2是针对SW1的“下拉”电阻器，且C2防止引发的噪音错误地将电路触发。也可以采用IC的其他选择，例如，东芝TC7WH123，这取决于电池电压、包装尺寸以及成本。

电池电压在装置的整个使用寿命期间逐渐降低。对于许多应用，图15中描述的电路提供了必要的控制。然而，对药物的更加精确地计量可以通过以下方式来实现：随着电流在电池的放电寿命期间降低，增大电流脉冲的持续时间。在图16所示的电路172中，额外的运算放大器IC用作针对功率控制系统的电压受到控制的电流源。输入电压是从Ul的引脚10中取样的。恒定电流在Q3中生成并且用于使计时电容器C1以恒定的速率放电。C1两端的电压达到逻辑阈值之后，CD4047跳闸，并且输出脉冲宽度是完整的。随着电池电压的降低，在Q3中生成的恒定电流降低，从而使得C1放电的时间增加。这延长了输出脉冲，以随着电池电压在装置的整个寿命期间的下降，维持每次吸入周期的相对恒定的加热器功率。可以对多种电流设置以及检测电阻器值进行调节以提供最佳性能。可以采用其他的电路以提供相同的功能，例如，电压频率转换器。

图17示出了用于功率控制系统的另一电路174，其中电压调节器U2插入到输出晶体管Ql与加热器灯丝之间。这使得灯丝电压在整个电池寿命期间保持恒定。调节电压可以经选择以使得接近寿命末期的加热器操作得到最优化。需要低压降稳压器以在不再维持调节之前使寿命最大化。示出了简单的线性稳压器，但是也可以采用高效率的开关式稳压器来提高效率。脉冲持续时间如上文所述得到维持或者等效的“单触发”电路和加热器电流由电压调节器保持恒定。

在另一替代性设计中，电功率控制系统34可以经配置以通过对功率进行计时而提供一致的功率，从而提供蒸发液体所需的最少能量。功率控制系统34也可以经编程以达到此目的。例如，电功率控制系统34可以经编程以使电源的电能降低到蒸发液体所需的电压，从而延长其使用寿命。此处，电源可以包括一种电容器，该电容器建立、保持且提供使待蒸发的液体进行蒸发所必需的电量，从而再次延长电源的使用寿命。在一些实施例中，如上文所述可以采用超级电容器以进一步增强电源的功能性。

在图18所示的另外的替代设计中，待雾化的液体通过毛细管作用而输送到小直径的管180中，这与通过压力将液体提供到加热线圈中不同，其中由于表面张力液体得以稳定以进行蒸发。管180可以是玻璃、聚苯胺或者金属，例如，不锈钢。镍铬线等加热元件可以缠绕在所述管周围、缠绕到所述管中或者插入到一个V形的管中，从而同时对液体的整个体积进行加热。

图19至图22示出了可替代的蒸发装置200，所述装置具有由包括咬嘴206的基底202形成的外壳以及附接到基底202的盖子204。如图21所示，按钮208上的枢轴臂209可枢转地附接到桥224上的枢轴柱226，以提供对来自流体贮存器234中的液体的精确体积一致地进行计量以对排放用于蒸发的液体的体积精确地进行控制的另一构件。当管236被压缩时，钳子238的半径244可以弯曲。桥224具有销用于将其牢固地附接到基底202上。每个电池44的正电极通过弹簧46而与中心触点212接触。正导体条带（positive conductorstrip）214将中心触点连接到印刷电路板216。

参照图22，管芯220从印刷电路板216（含有如同上文所述的用于功率控制系统34的相同或者类似的电路系统）向上延伸到蒸发线圈222并且可选地位于上升壁240上。所述管芯可以是用作管芯和散热器的陶瓷带220的条或者片。管芯220位于蒸发线圈222等加热元件与管236的出口之间。管芯220可以搁置在加热元件的顶部，或者可以定位成邻近加热元件，并且管出口也可以位于加热元件以及管芯220的顶部上（当装置200处于竖直位置时，其中按钮208位于顶部）。

黄铜柱218或者类似的触点附接到印刷电路板216并且附接到线圈222的相对端。按钮208具有钳子臂209，所述钳子臂经定位以进行夹紧并且关闭管236中的流动，所述管将液体贮存器连接到出口位置，所述出口位置位于管芯220上、邻近管芯220或者覆盖管芯220。通过在桥224上的管夹240中进行模制，管236被保持在适当位置。通常闭合的夹紧阀232上的臂233向上延伸穿过桥224中的开口。围绕柱228的阀门弹簧230将阀门232保持到通常关闭的位置。阀门232的底部表面可以用作印刷电路板216的开关，或者驱动印刷电路板216上的单独开关，以在按压按钮208时开通流向线圈222的电流。

在使用中，蒸发装置200按照上文所述的相同原理进行操作，其中具有以下添加的内容。狭槽210可以设置于外壳中以容纳绝缘接头。绝缘接头在生产阶段进行安装并且防止了中心触点212与电池之间的电接触。因此，在运输和储存期间装置不会被意外地开启。因此更好的维持了电池寿命。在第一次对蒸发装置200进行操作之前，使用者将接头拉到狭槽210之外。如图19和图20所示，咬嘴是圆形的。图20中线圈222与咬嘴尖端之间的尺寸LL可以最小化到15、10或者5mm。液体贮存器可以具有超过0.8或1.0ml的体积，以允许泡沫压缩从而为泵加压。在装置200中，通过管236从贮存器中供应的液体并不输送到线圈222中。相反，液体被输送到管芯220上。加热线圈222毗邻管芯220并且对管芯进行加热，管芯随后基本上使位于管芯上或者管芯中的所有液体蒸发。

在上文所述的每个蒸发装置中，例如，镍铬线的开放线圈加热器152或222可以被包入多孔陶瓷材料中，使得在流体雾化时生成的蒸汽必须穿过陶瓷材料以进行吸收或吸入。所述陶瓷材料可以通过对蒸汽通过的孔的尺寸进行控制的技术来制造。这可以有助于对生成的用于吸入的蒸汽分子或微滴的尺寸进行调节。通过对到达线圈加热器的电功率量以及功率的持续时间进行控制，加热器继续在加热器处使流体蒸发，直至蒸汽微滴或者微粒足够小可以通过陶瓷材料为止，从而有效地利用了输送到线圈的所有流体，并且除了调节分子尺寸之外还控制了剂量。通过对生成的蒸汽分子的尺寸进行调节，蒸发装置能够在更高的精度下使用并且能够用于需要小心控制剂量微粒尺寸的流体和药物。在一些情况中，较小的分子可能是更加有利的，这是因为它们可以更加深入地吸入到肺中，从而更好地提供更加有效的输送机制。

所述线圈加热器可选择地包入耐热的类似织物的材料中，例如，凯夫拉尔，因此蒸汽必须穿过织物以进行吸收。所述织物可以根据所需的网开口尺寸来制造，以对由蒸发器输送的蒸汽微粒和/或分子的尺寸进行调节。通过对到达加热器的电功率量以及功率的持续时间进行控制，加热器继续使输送到加热器的流体蒸发，直至蒸汽微粒足够小可以通过织物的网为止。用加热器使流体包含在织物中直至微粒足够小可以通过织物为止，这一步骤可以有助于有效地进行雾化并且将所有输送的流体输送到加热器，且浪费很少或者没有浪费，这继而控制了剂量。

虽然上文中将开关158描述为机械接触开关，但是可选地也可以使用其他形式的开关，包括光学地或者电学地检测元件位置移动的开关，或者检测加热器150中液体是否存在的开关。此外，虽然操作杆和夹紧阀门被示作夹合类型的阀门，但是也可以使用其他形式的机械或者电气操作的阀门。类似地，由操作杆的枢转移动形成的蠕动泵送作用可以可选地用泵送或者流体移动的替代形式来替换。多种类型的等效加热元件也可以替代所述线圈来使用。例如，可以使用实心状的加热元件。所述加热元件也可以由替代的蒸发元件来替换，例如，无需加热即可将液体转化为蒸汽的电动水动力式或者压电式装置。

在另一项实施例中，输送装置300将柱塞型液体输送系统302用作对来自流体贮存器中的液体的精确体积一致地进行计量以对排放用于蒸发的液体的体积精确地进行控制的另一构件。如图23所示，输送装置300包含新的液体输送系统302，但是利用相同的或者类似的雾化或者蒸发系统32以及上文所述的功率控制系统34，它们都包含在外壳308中，所述外壳优选地为圆柱形形状以模拟香烟或者雪茄。

流体输送系统302具有流体贮存器310以容纳药物以及压力发生器，例如，活塞312，所述活塞在按钮314等流体释放致动器每次受到按压或者启动时以一致的、固定的、可重复的量在流体贮存器310内向前转位。优选地，流体贮存器310是圆柱形的，并且更加优选地，形状类似于注射器。输送装置300在应用之间是完全密封的，使得药物无法在储存期间或者在启动周期之间蒸发。

流体贮存器310具有近端316和远端318。近端316经配置以容纳活塞312，所述活塞靠着贮存器310的壁形成液压密封，使得药物无法穿过活塞312发生泄漏。活塞312可以具有中空核心313。提供柱塞320以与活塞312耦合，从而以受控且类似于逐步的方式向前驱动活塞312。柱塞320包含轴杆322，所述轴杆在一端具有头部324。在一项优选实施例中，头部324是凸缘型的。头部324经配置以在活塞312的内部与匹配的几何形状啮合，从而将活塞312紧固到柱塞320。柱塞的轴杆322配置有阳螺钉螺纹326，优选地，在其整个长度上配置有阳螺钉螺纹326。

驱动螺母328设置在贮存器310的近端316。外壳308与贮存器310的多项特征对驱动螺母328的位置进行了限制，使其可自由地与柱塞320的轴A同时旋转移动，但是防止了在任何其他方向上的平移。驱动螺母328具有与柱塞320匹配的阴螺钉螺纹330，并且被螺纹连接到柱塞320上。驱动螺母328进一步配置有棘轮齿332，所述棘轮齿与稍后描述的按钮314上的棘爪334相互作用，使得在操作期间驱动螺母328将在单个方向上旋转。

帽336设置在贮存器310的远端318处。帽336可以是具有出口338的弹性体组件，所述出口包含自塌陷狭缝/孔。优选地，帽336由硅树脂制成。出口338响应于贮存器310内的药物产生的压力，因此当药物处于比贮存器310外部的环境压力高的压力下时，出口338将开启338A，从而使得药物离开贮存器310。足够的药物离开贮存器310以与环境压力进行平衡之后，出口338将自动地塌陷，从而将贮存器310内的剩余内含物与外部环境阻隔，因此防止药物蒸发造成的损失。因此，所测量的剂量通过对在出口338处适当地形成且维持药物微滴直至蒸发开始所需的压力进行适当的校准来确定。密封的本质是装置外部的压力改变不会使得贮存器变为“非密封的”，外部压力的改变不会因为足够集中或者足够强劲而“非密封”。并且贮存器的天然弹性将使得密封件发生“再次密封”，而不管外部压力如何改变。

基于液体药物的表面张力，从出口338释放的药物的体积应足够小，使得药物在出口338处形成附着在出口338上的微滴而不会从帽336中掉落或者滴落。从出口338到线圈152的距离也应该足够小，使得在出口处形成的液体微滴能够桥接出口338与线圈152之间的间隙，从而允许微滴传送到线圈152内或者线圈152内的管芯360。此配置允许蒸汽输送装置300在任何取向上使用；因此比当前的装置具有更多的用途。

如图30所示，按钮314的功能是提供驱动螺母328的受控旋转分度。按钮314包括穿过上部外壳突出的控制表面340，用于让使用者启动按钮314。在其中间（原来）位置，按钮314通常略微地从外壳308中突出。按钮314受到约束使得在受到按压时，所述按钮可以在垂直于控制表面340的方向上平移。按钮314配置有两个弹簧元件341a、341b，所述弹簧元件在控制表面340上没有压力时使按钮偏移回到其中间位置。弹簧元件341a、341b经设计以在负载表面上的压力下发生变形并且在该压力释放之后返回到它们的原始形状。按钮移动运动的范围由止挡件342限制，所述止挡件具有上表面343a和下表面343b。止挡件表面343a、343b在按钮运行的极限处与下部和上部外壳的相对表面啮合，当按钮314被按下/释放时，为按钮314提供了固定范围的位移。按钮314进一步配置有棘爪334，以啮合驱动螺母328上的棘轮齿332。当按钮314被按下时，棘爪334与棘轮齿332啮合，使得驱动螺母328旋转。当释放时，棘爪334的倾斜表面344以及棘轮332的相对表面346彼此相对，从而在一个网处使棘爪334偏斜，使得棘爪334滑过邻近的棘轮齿并且使按钮314返回到其中立位置。通过这种方式，棘轮332允许驱动螺母328在单个方向上旋转。

在一些实施例中，按钮314能够使对加热系统304的功率输送与对蒸发系统32的大量药物的输送同步初始。如图31A和图31B所示，提供了跨过按钮弹簧元件341a、341b的接触销348。在按钮314的启动期间，弹簧元件341a、341b的偏移使接触销348低于触点350a、350b，从而闭合了通过触点350a、350b的电路，如图31B所示。如下文所述，这种闭合用于使到达蒸发系统32的功率周期初始化。在一些实施例中，触点350a、350b可以直接位于弹簧元件341a、341b下方。弹簧元件341a、341b的下侧可以具有独立的接触销348以与触点350a、350b连接，从而闭合电路。在一些实施例中，可以使用单个的接触销348以及单个的触点350a。

螺纹326的螺距的选择考虑到贮存器310的孔352，以及驱动螺母328的受控角分度，以随着驱动螺母328的每次分度从贮存器310中转移所需的丸剂药物。驱动螺母328的所有旋转运动都被转化为柱塞320上的线性运动，以提供一致的、固定的且可重复剂量的药物。为了确保柱塞320不与旋转驱动螺母328一起旋转，柱塞320进一步配备有长度向下延伸的凹槽354，所述凹槽354容纳从外壳308的下部部分突出的抗旋转柄舌356，如图32所示。

类似于上文所述的雾化或蒸发系统32包含位于邻近流体输送系统出口338的紧密线圈加热器元件152。在优选实施例中，线圈152为镍铬线。在一些实施例中，镍铬线圈152可以围绕高温纤维芯吸元件360而缠绕，以在整个线圈152上分配接收到的药物剂量。

功率控制系统34包含电路板362（含有与上文所述的相同或者类似的电路系统）以及相关联的电池364，所述电池在每次启动时将固定且精确量的功率输送到镍铬线152，输送的功率量是使输送的大量药物的精确的体积得到雾化或蒸发所必须的量。为了获得最佳的系统效率，期望使加热器的能量密度最大化。因此加热器的线圈理想地应尽可能地间隔较近。另外，期望使待蒸发的药物的剂量尽可能均匀地分配在加热器元件上。为此，加热器线圈152缠绕在包含耐高温材料的管芯360周围，所述材料迫使药物均匀地分布在整个管芯360上。线圈152通过压接连接器366而连接到功率控制系统34。在优选实施例中，电路板362包含单触发电路（与上文所述的电路系统类似或者相同），所述电路在每次启动时将固定且精确量的功率输送到镍铬加热器152，输送的功率量为使得输送的丸剂药物雾化或蒸发所必须。

在一些实施例中，为了进一步提供用于向蒸发系统32输送精确量的功率的构件，功率控制系统可以包含连接到电源和电路的一个或多个超级电容器368a、368b。使用超级电容器368a、368b防止了蒸发系统32接收到的功率量随着电池364逐渐耗尽而发生变化。具体而言，超级电容器368a、368b防止输送到蒸发系统32的功率随着电池的耗尽而下降。在没有电路系统对功率进行精确控制的情况下，下降的电池功率将会导致用于给定激活的电线152温度降低。在这种情况下，如果药物的体积保持不变，可能发生药物的不完全蒸发。

图33至图35示出了输送装置400的另一实施例。图34示出了外壳408被移除的输送装置400。输送装置400包含与上文所述的相同或者类似的蒸发系统32以及功率控制系统34，其中流体输送系统402的另一实施例，所述流体输送系统具有对来自流体贮存器的液体的精确体积一致地进行计量的构件。输送装置400的外壳408也与输送装置300的外壳不同。外壳408通常具有细长的盒状配置。外壳408也可以采用其他形状，例如，圆柱形或者特定应用所需的任何形状或尺寸。外壳408具有顶端410以及与顶端410相对的底端412。顶端410包含盖子414。

吸入器管416从顶端410中突出。吸入器管416可操作地连接到流体输送系统402。来自流体输送系统402的药物由蒸发系统32蒸发并且蒸汽流经吸入器管416并且进入使用者的嘴中。盖子414用于在不使用时保护吸入器管416。图33示出了滑动的盖子，然而，盖子414可以是翻盖的、可拆卸的、可滑动的等等。当盖子414被从顶部推回，远离顶部、离开顶部或者从顶部移除时，吸入器管416被释放并且向上旋转。使用者随后可以通过吸入器来开始吸入过程，吸入器通过启动流量传感器来开始加热过程。

在外壳408的底端412处有手柄418，以将精确体积的药物从流体输送系统402输送到蒸发系统32。与装置300的按钮314类似，装置400的底部412处的手柄418用于以类似于逐步的方式重复地穿过注射器（未图示）推进柱塞（未图示），以从注射器中输送精确的、固定的且一致的体积的药物并且将其置放在蒸发系统32的线圈152上。手柄418的每次旋转以一致地可重复的体积推进精确计量的药品量。

与先前的版本相同，装置400利用电路板420（含有与上文所述的相同或者类似的用于功率控制系统34的电路系统）以及相关的处理器（未图示）、超级电容器368a、368b以及用于将一致的、精确的且足够量的功率输送到加热系统以对预定体积的液体进行蒸发或雾化的其他电子组件。电路板420在顶端410定位成邻近流体输送系统402以及蒸发系统32。提供通孔430以允许吸入器管416穿过电路板420，从而允许流体贮存器422附接到此吸入器管416并且将吸入器管416提供给使用者。

在电路板420下方安装有流体输送系统402。此组合件为保留流体提供了牢固的抗干扰室。随后，流体输送系统402连接到齿轮减速组合件424，所述齿轮减速组合件针对手柄418的每次旋转，使得线性的注射器致动器能够以一致的量被推进穿过贮存器422。

蒸发系统32被放置在流体的路径中，每次手柄418旋转时所述流体通过流体输送系统402进行输送。蒸发系统32包含加热线圈152。在一些实施例中，加热线圈152可以围绕管芯360来缠绕，这有助于在从流体输送系统402中排放液体之后对液体进行保留。在流体被推进之后，流体将放置在加热线圈组合件152中的管芯360润湿。此管芯360进行湿润之后，一旦使用者开始在吸入器管416上进行吸入（吮吸）时线圈152得到加热。为了触发加热机构，将流量传感器（未图示）放置在吸入路径中，吸入路径是吸入器管416的入口与吸入器管416的出口417之间的路径。

随着当使用者开始在吸入器管416上进行吸入/吮吸时检测到流量，通过将电压施加到线圈152而开始线圈加热。施加到线圈152的功率是通过超级电容器组合件368a、368b供应的，所述超级电容器通过装置电池364进行充电。

为了进一步对由本发明输送的药物的输送和效率进行改进，必须对输送到肺部的药物的羽流化学进行分析。取决于由蒸汽输送装置释放的蒸汽产品的尺寸，所述药物可能在多个地方具有效用，从而对药物作用于使用者上的有效性和速度进行指示。例如，较大的蒸汽产品更有可能在嘴中被捕获，从而可能引起药物通过消化道行进。较小的蒸汽产品可以吸入到肺部中，但是可能在上肺被捕获。更加精细的蒸汽产品可以到达下肺，此处药物的吸收更加有效且快速。

再一次，为了控制蒸汽产品的尺寸，可以将陶瓷、织物等的可渗透膜放置在加热系统与咬嘴之间。加热元件允许药剂进行蒸发，然而，在通过咬嘴离开之前，蒸汽产品穿过可渗透膜进行过滤，以掌控输送到使用者的蒸汽产品的尺寸。所述膜应该由耐热的材料制成，例如陶瓷或者凯夫拉尔材料。

由于对本发明所提供的剂量进行一致的、可靠的且精确的控制，使得其应用远远超过仅用作烟草产品的替代物。所述装置可以用于输送食物补充物、安眠药、减肥产品、止痛剂以及需要精确剂量的许多其他处方药以及非处方的药学产品。本发明甚至可以在非药学领域中实施，例如用于分配用于消费的液体糖果、口气清新剂、空气清新剂以及需要一致的、可靠的且精确剂量的液体的蒸发的任何其他应用中。

虽然已经就当前被视作是最实际且最有效的实施例对所述系统和装置进行了描述，但是应理解本发明不应限制于所公开的实施例中。通过阅读说明书并且研究附图而对所属领域的技术人员而言是显而易见的所有变换、增强、等价物、组合以及改进都包含在本发明的真实的精神和范围内。因此，本发明的范围应该与最广泛的解释一致，以涵盖所有此类的修改和类似的结构。因此，期望所述应用包括属于本发明的真实的精神和范围内的所有此类修改、变换和等价物。因此，已对多项实施例和方法进行了图示和描述。在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以作出多种修改和替代。因此，除了上述权利要求书以及其等价物之外，本发明不应受到限制。

工业实用性

此发明可以工业应用于开发、制造，并且以具有能量效益的方式使用一种可将精确剂量的药物以一致的、可靠的且可重复的方式以蒸汽形式输送到使用者的药物输送系统。所述输送系统包含功率控制系统、蒸发系统以及流体输送系统。所述功率控制系统利用一种允许所述系统输送恰好足够的功率对已知体积的药物进行蒸发或雾化的电路系统。为了避免由于功率耗竭而在电流中发生的改变，所述控制系统利用连接到所述电路系统的超级电容器。可以对加热元件处的电源和/或电阻进行监控，使得所述系统了解需要供应的功率量以对已知体积的药物进行有效的蒸发。所述流体输送系统利用贮存器以及在每次启动时分配相同体积的药物的分配机构。所述加热系统利用镍铬线。

Claims (35)

1.一种用于手持式蒸汽输送装置的控制系统，其包含：电路，所述电路经配置以从电源中提供精确量的功率以将加热元件加热到使预定体积的液体完全蒸发所需的最低温度，并且对供应精确量的功率的精确的持续时间进行控制以在所需的温度下使预定体积的液体完全蒸发。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述电路包含单触发电路。

3.根据权利要求1所述的手持式蒸发装置，其中所述电路进一步包含处理器，所述处理器经编程以对加热元件的电阻进行监控并且将功率量调节到足够将所述加热元件加热到所需温度的水平。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其中所述电路包含可操作地连接到所述电源的DC/DC升压转换器以及超级电容器，以将所述功率量调节到足够将所述加热元件加热到所需温度的水平。

5.根据权利要求1所述的手持式蒸发装置，其中所述电路经配置以按预定次数启动所述电源。

6.一种手持式药物输送装置，其包含：

a.具有第一端和第二端的外壳；

b.附接到所述第一端的咬嘴；

c.流体输送系统；

d.蒸发系统，所述蒸发系统包含位于所述咬嘴与流体贮存器之间的加热元件；以及

e.功率控制系统，所述功率控制系统包含电路，所述电路经配置以从电源中提供精确量的功率，以将所述加热元件加热到使精确体积的液体完全蒸发所需的温度，并且对供应精确量的功率的精确的持续时间进行控制以在所需的温度下使所述精确体积的液体完全蒸发。

7.根据权利要求6所述的手持式药物输送装置，其中所述控制系统包含单触发电路。

8.根据权利要求6所述的手持式药物输送装置，其中所述电路包含处理器，所述处理器经编程以对所述加热元件的电阻进行监控并且对功率进行调节直至所述加热元件达到所述所需的温度为止。

9.根据权利要求6所述的手持式药物输送装置，其中所述控制系统包含可操作地连接到超级电容器的DC/DC升压转换器。

10.根据权利要求6所述的手持式药物输送装置，其中所述电路包含处理器，所述处理器经编程以按预定次数启动所述电源。

11.根据权利要求6所述的手持式药物输送装置，其中所述电源是碱性电池。

12.根据权利要求6所述的手持式药物输送装置，其中所述流体输送系统包含：

a.所述外壳内部的流体贮存器，所述流体贮存器具有第一端以及第二端；以及

b.压力发生器，所述压力发生器在所述第二端处定位于所述流体贮存器的内部，并且经配置以按固定的且离散的距离向所述第一端推进，以一致地计量来自所述流体贮存器的液体的精确体积。

13.根据权利要求12所述的手持式药物输送装置，其中所述流体输送系统进一步包含在所述第一端处与所述流体贮存器流体连通的帽，所述帽具有与所述流体贮存器相对的出口，其中当将正压施加到所述流体贮存器时，储存在所述流体贮存器内的所述流体可以穿过通过所述出口离开而在所述出口处形成微滴。

14.根据权利要求13所述的手持式药物输送装置，其中所述出口以及所述加热元件间隔一段小于所述微滴的距离，使得所述微滴在仍然位于所述出口上的同时能够与所述加热元件接触。

15.根据权利要求13所述的手持式药物输送装置，其中所述压力发生器包含：

a.容纳在所述流体贮存器中的活塞，所述活塞经配置以通过所述帽推出所述液体；以及

b.可操作地连接到所述活塞的流体释放致动器，其中所述流体释放致动器的致动使得所述活塞朝向所述第一端推进所述固定的且离散的距离。

16.根据权利要求12所述的手持式药物输送装置，其进一步包含定位在所述咬嘴与所述加热元件之间的可渗透膜，其中所述可渗透膜对预定尺寸的蒸汽分子是可渗透的。

17.一种手持式药物输送装置，其包含：

a.具有第一端和第二端的外壳；

b.附接到所述第一端的咬嘴；

c.流体输送系统，所述流体输送系统包含：

i.所述外壳内部的流体贮存器，所述流体贮存器具有第一端以及第二端，以及

ii.压力发生器，所述压力发生器在所述第二端处定位于所述流体贮存器的内部，并且经配置以按固定的且离散的距离朝向所述第一端推进，以一致地计量来自所述流体贮存器的液体的精确体积；

d.蒸发系统，所述蒸发系统包含位于所述咬嘴与所述流体贮存器之间的加热元件；以及

e.控制系统，以将功率输送到所述蒸发系统。

18.根据权利要求17所述的手持式药物输送装置，其中所述流体输送系统进一步包含在所述第一端处与所述流体贮存器流体连通的帽，所述帽具有与所述流体贮存器相对的出口，其中当将正压施加到所述流体贮存器时，储存在所述流体贮存器内的所述流体可以穿过所述出口离开而在所述出口处形成微滴。

19.根据权利要求18所述的手持式药物输送装置，其中所述出口以及所述加热元件间隔一段小于所述微滴的距离，使得所述微滴在仍然位于开口处的出口上的同时能够与所述加热元件接触。

20.根据权利要求18所述的手持式药物输送装置，其中所述压力发生器包含：

a.容纳在所述流体贮存器中的活塞，所述活塞经配置以通过所述帽推出所述液体；以及

b.可操作地连接到所述活塞的流体释放致动器，其中所述流体释放致动器的致动使得所述活塞朝向所述第一端推进所述固定的且离散的距离。

21.根据权利要求17所述的手持式药物输送装置，其进一步包含定位在所述咬嘴与所述加热元件之间的可渗透膜，其中所述可渗透膜对预定尺寸的蒸汽分子是可渗透的。

22.一种有效地且一致地使来自手持式装置的液体药物蒸发精确量的方法，其包含：

a.一致地对到达加热元件的液体的精确体积进行计量；以及

b.从电源中供应精确的功率量以在一段精确的持续时间内对加热元件进行加热，使得所述精确的功率量以及和所述精确的持续时间的组合在所需的最少时间内将所述加热元件加热到所需的最低温度以使精确体积的所述液体完全蒸发。

23.根据权利要求22所述的方法，其中对所述液体的精确体积进行计量包含：

a.将所述液体储存在流体贮存器中；以及

b.在所述流体贮存器内施加精确量的正压以从所述流体贮存器中释放精确体积的流体。

24.根据权利要求23所述的方法，其中精确量的正压是通过在所述流体贮存器内对柱塞推进预定距离而施加的。

25.根据权利要求24所述的方法，其中对柱塞推进预定距离是通过使驱动螺母转动固定的旋转位移而实现的。

26.根据权利要求25所述的方法，其中转动所述驱动螺母是通过启动按钮来实现的，在所述按钮每次启动时，所述按钮使所述驱动螺母转动固定的旋转位移。

27.根据权利要求22所述的方法，其中供应精确量的功率是通过对处理器进行编程以允许所述电源启动预定次数来实现的。

28.根据权利要求22所述的方法，其中供应所述精确量的功率包含：

a.在供应所述功率的同时对所述加热元件的温度进行监控；

b.将所述加热元件的温度与预定温度进行比较；以及

c.基于所述比较对所述精确的持续时间以及所述精确量的功率进行调节。

29.根据权利要求22所述的方法，其中供应所述精确量的功率包含：

a.在供应所述功率的同时对所述加热元件的温度进行监控；

b.将所述加热元件的温度与预定温度进行比较；以及

c.基于所述比较对所述供应的功率量进行调节。

30.根据权利要求29所述的方法，其中监控所述加热元件的温度是通过测量所述加热元件的电阻来实现的。

31.根据权利要求29所述的方法，其进一步包含超级电容器，所述超级电容器可操作地连接到所述电源以及所述处理器以对所述供应的功率量进行调节。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述电源是碱性电池。

33.根据权利要求22所述的方法，其中供应所述功率是通过在所述手持式装置的咬嘴处形成空气流来进行启动。

34.根据权利要求33所述的方法，其进一步包含通过将可渗透膜放置在所述加热元件与所述咬嘴之间以控制蒸发液体的蒸汽分子的尺寸，其中所述可渗透膜仅对预定尺寸的蒸汽分子是可渗透的。

35.一种用于手持式蒸汽输送装置的控制系统，其包含：

a.用于从电源提供精确量的功率以将加热元件加热到使预定体积的液体完全蒸发所需的最低温度的构件；以及

b.用于对供应所述精确量的功率的精确的持续时间进行控制，以在所述所需的温度下使所述预定体积的液体完全蒸发的构件。

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