CN110325062A - 包括粉末解团聚致动器的气溶胶生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气溶胶生成装置(1)，其用于通过将气溶胶形成粉末(31)分散到气流中而生成气溶胶。所述装置包括装置壳体(2)，所述装置壳体包括从中穿过的气流通路且配置成收纳封壳(30)，所述封壳含有待排入所述气流通路中的所述气溶胶形成粉末。所述装置还包括磁性致动器(40)，所述磁性致动器配置成在所述封壳收纳在所述装置壳体中时产生所述封壳的移动，以使所述封壳内的所述气溶胶形成粉末解团聚。本发明还涉及一种气溶胶生成系统，其包括根据本发明的气溶胶生成装置和与所述气溶胶生成装置一起使用的含气溶胶形成粉末的封壳。

Description

包括粉末解团聚致动器的气溶胶生成装置

技术领域

本发明涉及一种用于从气溶胶形成粉末生成气溶胶的气溶胶生成装置。本发明还涉及一种气溶胶生成系统，其包括此类气溶胶生成装置和与所述气溶胶生成装置一起使用的含气溶胶形成粉末的封壳。

背景技术

通常已知根据现有技术的基于将气溶胶形成粉末分散到气流中的气溶胶生成装置。例如，此类装置可通过将包括气溶胶形式的药物的干粉递送到患者呼吸道来用于治疗呼吸道疾病。同样，此类装置可用于将尼古丁和/或调味粉末递送到用户以便提供用户体验。具体地说，此类装置被称为粉末吸入装置或粉末吸入器。所述装置可配置成收纳含有待分散的气溶胶形成粉末的封壳。然而，封壳内的粉末可能往往会团聚，这对于气溶胶的形成可能不利。

因此，期望的是具有一种从气溶胶形成粉末生成气溶胶的气溶胶生成装置和系统，其提供现有技术解决方案的优势而无现有技术解决方案的局限性。具体地说，期望的是具有一种气溶胶生成装置和系统，其具有用于对封壳内的气溶胶形成粉末进行解团聚的构件。

发明内容

根据本发明，提供一种气溶胶生成装置，其用于通过将气溶胶形成粉末分散到气流中而生成气溶胶。所述装置包括装置壳体，所述装置壳体具有自其穿过的气流通路。所述装置壳体配置成收纳封壳，所述封壳含有待排入气流通路中的气溶胶形成粉末。所述气溶胶生成装置还包括磁性致动器，其配置成在封壳收纳在装置壳体中时产生封壳的移动以使封壳内的气溶胶形成粉末解团聚。

根据本发明，已认识到，可通过对封壳施加移动以便使封壳内的粉末松散而很容易地实现粉末解团聚。有利的是，这种粉末解团聚仅依赖于气溶胶形成粉末的机械解团聚，而无需粉末中的任何解团聚添加剂。此外，解团聚移动有利地使粉末旋动，这有助于粉末排入气流通路中并且因此增强气溶胶形成。

优选的是，待产生并引发到封壳上的移动是摇晃移动或振动移动或脉动移动。所述移动可以是往复式或振荡移动。优选的是，所述摇晃移动、振动移动或脉动移动可包括以下范围的频率：20Hz到20kHz，尤其是20Hz到1kHz，优选的是50Hz到500Hz，最优选的是100Hz到500Hz。具体地说，所述摇晃移动、振动移动或脉动移动可包括含粉末封壳的谐振频率。有利的是，这允许尽可能高效地搅动封壳内的粉末。

所述移动可以是线性移动或旋转移动或其组合。因此，所述磁性致动器可以是线性磁性致动器或旋转磁性致动器。

如本文所使用，术语‘磁性致动器’是指使用磁效应，具体地说，磁场，以产生影响致动器的一部分或联接到所述致动器的物体的运动的力的任何致动器。具体地说，磁性致动器可基于隔着距离起作用的磁力，例如，磁阻力和洛仑兹力(Lorentz force)。

所述磁性致动器可包括固定部分和可移动部分。如本文所使用，所述可移动部分相对于所述固定部分可移动，而所述固定部分相对于所述气溶胶生成装置固定。所述可移动部分可配置成响应于致动器内产生的磁场或多个磁场而移动，所述磁场在固定部分与可移动部分之间形成磁力。如本文所使用，磁性致动器的可移动部分也称为‘电枢’，如将在下文更详细地阐释。

为了产生根据本发明封壳的移动，所述可移动部分可连接到封壳，以便将可移动部分相对于固定部分以磁性方式引发的移动传递到封壳上。

如下文还将进一步详细阐述，封壳本身可构成致动器的可移动部分，所述可移动部分由致动器的固定部分直接致动。所述封壳可以是致动器的部分，或可以是与致动器分开的并非是致动器的一部分的独立物体。具体地说，所述致动器可仅包括固定部分，其产生直接影响封壳——即，影响封壳的运动--的磁力。在此情况下，所述封壳可包括用于直接耦合磁场以便产生使封壳振动的力的构件，例如磁性或导电材料。

磁性致动器的致动力所依赖的磁场或多个磁场可由以下任一者产生：固定部分，可移动部分，或固定部分和可移动部分这两者。

所述磁场或多个磁场可由穿过电线——例如穿过磁性线圈的一个或多个绕组——的电流产生。因此，根据本发明的磁性致动器可以是电驱动磁性致动器。

具体地说，根据本发明的磁性致动器可包括用于产生磁场的至少一个磁性线圈。有利的是，磁性线圈提供磁场的高度可控性。具体地说，磁性线圈允许仅通过改变自其穿过的电流来改变磁场的强度。此外，磁性线圈可很容易地设计成根据磁性致动器的具体要求而提供任何所要场形状。如本文所使用，术语‘磁性线圈’和‘磁场’一般还包括术语‘电磁线圈’和‘电磁场’。因此，术语‘磁力’和‘磁效应’包括术语‘电磁力’和‘电磁效应’。

根据本发明的磁性致动器还可包括用以产生磁场的至少一个永磁体，所述磁场引发磁性致动器的固定部分与可移动部分之间的动力。优选的是，所述至少一个永磁体包括由具有稀土元素的合金制成的稀土磁体，例如钐钴磁体或钕磁体。有利的是，稀土磁体是制成的最强类型的永磁体，从而产生比铁氧体或铝镍钴磁体等其它类型显著更强的磁场。当然，所述至少一个永磁体还可包括铁氧体或铝镍钴磁体。

相对于气溶胶生成装置，尤其相对于气溶胶生成装置的主体，所述至少一个磁性线圈可以是固定的或可移动。因此，所述磁性线圈可以是致动器的可移动部分的部分或固定部分。反之亦然，致动器的固定部分或可移动部分可包括至少一个磁性线圈。当然，致动器的固定和可移动部分还都可以各自包括至少一个磁性线圈，即，分别包括至少一个固定磁性线圈和至少一个可移动磁性线圈。

同样，所述至少一个永磁体相对于气溶胶生成装置可以是固定的或可移动。因此，所述永磁体可以是致动器的可移动部分的部分或固定部分。反之亦然，致动器的固定部分或可移动部分可包括至少一个永磁体。

总的来说，所述磁性致动器可以是移动线圈致动器或移动磁体致动器。在移动线圈致动器中，可移动磁性线圈被置于静态磁场中，例如具有固定永磁体或相对于可移动磁性线圈固定的另一磁性线圈的静态磁场中。当由电流驱动时，可移动磁性线圈受到洛仑兹力，从而使线圈移动。此力与施加的电流成比例。有利的是，这允许准确控制所述力，且因此准确控制可移动磁性线圈的移动。移动线圈致动器通常也称为音圈致动器。反之亦然，在移动磁体致动器中，可移动永磁体被置于固定磁场中，例如由固定磁性线圈或线圈布置产生的固定磁场中。通过逆转固定场的极性，可例如以旋转或线性移动来致动可移动永磁体。有利的是，移动磁体致动器可提供高致动力。

优选的是，根据本发明的磁性致动器包括装置壳体内用于产生磁场的至少一个固定磁性线圈。使磁性线圈固定在装置壳体内会有利地降低气溶胶生成装置的复杂度，由此允许制造起来稳固且便宜的简单设计。具体地说，固定磁性线圈不需要任何用于将电力传递到致动器的移动系统中的构件。

所述磁性线圈可以是平面螺旋磁性线圈或立体螺旋磁性线圈。立体螺旋线圈有利地允许产生均匀场。平面螺旋线圈有利地允许设计紧凑的装置。如本文所使用的术语“平面螺旋线圈”涵盖平面的线圈以及成形为贴合弯曲表面的平面螺旋线圈。所述平面螺旋线圈可具有圆形形状，或可具有大体长圆形或矩形形状。所述磁性线圈可保持在装置壳体内。具体地说，所述磁性线圈可定位在装置壳体的内表面上或附近，即，在装置壳体的材料壁内。所述磁性线圈可布置在装置的主体中或衔嘴中。

作为磁性致动器的固定部分的对应部分，尤其作为之前提及的至少一个固定磁性线圈的对应部分，根据本发明的磁性致动器还可包括可移动电枢。如本文所使用，术语‘可移动电枢’通常是指配置成响应于磁场而移动的磁性致动器的任何可移动元件、组件或部分，所述磁场可由磁性致动器的固定部分产生，尤其可由固定磁性线圈产生。因此，在致动器的操作中，在电枢与固定部分的磁场之间形成使电枢移动的电动势。与有时用在电气工程中的术语‘电枢’的一些定义相反，如本文中所提到的电枢不需要或甚至不携带任何电流。替代地，如本文中所提到的电枢优选地包括与致动器的固定部分的磁场交互的至少一种磁性材料。

如本文所使用，术语‘磁性材料’是指可磁化或永久地磁化的材料。所述磁性材料可以是磁性软质的，例如软铁材料，或是磁性硬质的，例如永磁体。所述磁性材料可以是铁磁性材料或亚铁磁性材料。例如，所述磁性材料可包括铁、铁磁钢或永磁体，例如钐钴磁体或钕磁体。

为了产生根据本发明的封壳的粉末解团聚移动，所述可移动电枢可连接、尤其以固定方式和/或永久地可连接到封壳，以便将其移动传递到封壳上。一般来说，电枢可通过任何合适构件连接到封壳。具体地说，所述电枢可通过形状配合、摩擦配合、夹持、刺破或磁性构件连接到封壳。所述电枢可通过配置成将封壳收纳并保持在装置壳体内的保持器来连接到封壳。所述保持器可以是形状配合、摩擦配合、夹持、刺破或磁性保持器。具体地说，所述保持器可以是电枢的部分。同样，所述电枢可包括或形成将封壳收纳并保持在装置壳体内的保持器。所述电枢可通过磁性致动器的线性轴或旋转轴连接到封壳。

根据一个配置，本发明的磁性致动器可以是旋转磁性致动器。具体地说，所述磁性致动器可以是电动机，优选地是永磁体电机。永磁体电机是一种在移动部分中使用永磁体而非绕组的无刷电动机。

因此，所述磁性致动器可包括至少一个固定磁性线圈和可旋转电枢。所述可旋转电枢包括至少一个以可旋转方式安装的永磁体，所述永磁体配置成响应于磁性线圈的磁场而旋转，以便在封壳连接到电枢时使封壳旋转移动。在此配置中，所述磁性致动器是旋转磁体致动器。具体地说，所述固定磁性线圈可以是定子的部分或构成定子，而所述以可旋转方式安装的永磁体可以是转子的部分或构成转子。

通过在致动器的移动部分中具有永磁体而非绕组，致动器无需任何换向器或滑环或电刷。因此，在制造起来稳固且便宜的简单设计方面来说，旋转磁体致动器证明是有利的。

当然，之前描述的旋转磁性致动器还可包括多个固定磁性线圈，具体地说，固定磁性线圈布置。同样，所述旋转磁性致动器，即可移动电枢或转子，可包括多个以可旋转方式安装的永磁体，具体地说，包括多个永磁体的以可旋转方式安装的永磁体布置。

所述固定磁性线圈或线圈布置可配置成产生交变磁场，所述交变磁场使所述至少一个永磁体或所述永磁体布置旋转。具体地说，所述交变磁场可以是旋转磁场。为了增强封壳内的粉末的解团聚，可以脉冲模式操作固定磁性线圈或线圈布置，以便产生交替地接通和切断的磁场以及因此使电枢和连接到其上的封壳脉冲式旋转移动。或者，可操作致动器线圈以便产生电枢和连接到其上的封壳的缓慢连续旋转移动。所述缓慢连续旋转移动可包括等于或小于每分钟200转的旋转速度，具体地说，等于或小于每分钟100转，优选地等于或小于每分钟60转。

所述固定磁性线圈，即固定线圈的绕组，可绕在极靴上以在电流通电时形成磁级。例如，所述极靴可以是层压软铁磁芯。所述磁级布置成使得所述永磁体或所述永磁体布置可在其间旋转。

优选的是，所述至少一个永磁体的磁化方向垂直于旋转轴线。电枢或转子可径向磁化，即，具有沿转子外周交替的北极和南极。

优选的是，所述至少一个永磁体包括由具有稀土元素的合金制成的稀土磁体，例如钐钴磁体或钕磁体。

所述至少一个永磁体可安装于用以支持其旋转移动的旋转轴上。旋转轴本身可以可旋转方式安装在装置壳体内。对此，所述气溶胶生成装置，具体地说，所述磁性致动器可包括用于支撑旋转轴的至少一个、优选地两个轴承，例如径向轴承。所述旋转轴还可用于将封壳连接到致动器。具体地说，旋转轴可附接到刺破管或可以是刺破管的部分，所述刺破管配置成刺破封壳，具体地说，配置成以刺破方式与封壳联接。所述刺破管还可配置成将封壳内部与穿过装置壳体的气流通路流体连接。因此，所述旋转轴可以是中空的。例如，所述旋转轴可以是流体连接到穿过装置壳体的气流通路的管，或是作为所述气流通路的部分的管。

根据另一配置，本发明的磁性致动器可配置成产生封壳的线性移动。具体地说，所述磁性致动器可以是用于例如线性电动机的线性磁性致动器。

因此，所述磁性致动器可包括至少一个固定磁性线圈和可线性移动电枢。所述可线性移动电枢可包括以可滑动方式安装的永磁体，所述永磁体配置成响应于磁性线圈的磁场而线性移动，以便在封壳连接到电枢时使封壳线性移动。在此配置中，所述线性磁性致动器是线性移动磁体致动器。

优选的是，所述至少一个永磁体的磁化方向平行于其线性移动的轴线。

所述至少一个固定磁性线圈可配置成沿着以可滑动方式安装的永久的线性移动轴线产生轴向磁场。取决于为固定磁性线圈供电的电流方向，以可滑动方式安装的永磁体被固定磁性线圈的磁场排斥或吸引。因此，通过向固定磁性线圈施加交流电，可产生交变磁场，以引起永磁体和与其附接的封壳的往复式线性移动。

或者，线性磁性致动器可包括两个固定磁性线圈，所述两个固定磁性线圈沿着以可滑动方式安装的永磁体的线性移动轴线相隔一定距离布置。两个固定磁性线圈中的每个固定磁性线圈可配置成沿着永磁体的线性移动轴线产生轴向磁场。优选的是，永磁体本身布置在两个轴向间隔开的固定磁性线圈之间。因此，通过以交替方式每次激活两个磁性线圈中的一个磁性线圈，以可滑动方式安装的永磁体可被致动以在两个固定磁性线圈之间以往复式线性移动的方式移动。同样，两个固定磁性线圈可各自由相移例如180°的交流电供电。因此，以可滑动方式安装的永磁体可始终被两个线圈中的任何一个线圈吸引并且被相应的另一线圈排斥，这也引起永磁体和与其附接的封壳的往复式线性移动。

因此，在任一上述配置和操作模式中，可有效地摇晃封壳，这有利地引起封壳内气溶胶形成粉末的高效解团聚。

为了支持其线性移动，所述至少一个永磁体可安装于线性轴上。线性轴本身可以可滑动方式安装在装置壳体内。因此，所述气溶胶生成装置，具体地说，所述磁性致动器可包括用于支撑线性轴的至少一个、优选地两个轴承，例如滑动轴承。所述线性轴还可用于将封壳连接到致动器。具体地说，线性轴可附接到刺破管或可以是刺破管的部分，所述刺破管配置成刺破封壳，具体地说，配置成以刺破方式与封壳联接。所述刺破管还可配置成将封壳内部与穿过装置壳体的气流通路流体连接。因此，所述线性轴也可以是中空的。例如，所述旋转轴可以是流体连接到穿过装置壳体的气流通路的管，或是作为所述气流通路的部分的管。

根据又一配置，本发明的磁性致动器可以是磁阻致动器。磁阻致动器通常包括固定磁性线圈以及可移动电枢，所述可移动电枢包括磁性材料，即，钢或铁等可磁化材料。在操作中，磁性线圈使电枢在增大线圈电感的方向上移动。因此，磁性线圈充当在使电流穿过线圈时吸引电枢的电磁体。所述电枢继而可用于向一些机构提供机械力。有利的是，磁阻致动器可例如由电路直接控制且因此具有极快反应时间。施加于电枢的力与线圈的相对于电枢位置变化的电感变化以及流动通过线圈的电流成比例。所述磁性致动器可以是旋转磁阻致动器，例如磁阻电机。同样，所述磁性致动器可以是线性磁阻致动器，例如螺线管致动器。在任一情况下，磁阻致动器包括分别可旋转移动或可线性移动的电枢，所述电枢可连接到封壳。

根据具体配置，磁性致动器可包括至少一个固定磁性线圈以及包括至少一个弹性悬臂支架臂的可移动电枢。所述悬臂支架可连接到待通过装置壳体收纳的含粉末封壳。此外，悬臂支架配置成响应于固定磁性线圈的磁场而振动，以便在封壳连接到电枢时引起封壳的振动移动。

所述悬臂支架臂可具有附接到装置壳体的固定端和与所述固定端相对的可自由移动端。有利的是，这种单侧安装有助于悬臂支架臂的振动移动。

悬臂支架臂的至少一部分，例如可自由移动端，可包括磁性材料，特别是钢或铁等铁磁性或亚铁磁性材料。所述磁性材料配置成与固定磁性线圈的磁场交互，以便在增大线圈电感的方向上移动。因此，通过在脉冲模式或连续模式下以预定义频率的电流为固定磁性线圈供电，弹性悬臂支架在线圈接通时偏转，并在线圈切断时转回。因此，悬臂支架臂响应于固定磁性线圈的磁场而振动。因此，当连接到封壳时，悬臂支架臂将其振动移动传送到封壳上，这有利地引起封壳中所含有的气溶胶形成粉末的高效解团聚。

优选的是，每个悬臂支架臂在其可自由移动远端包括额外质量以用于增大悬臂支架臂的惯性。有利的是，这使振动的悬臂支架臂能够对封壳有较大影响。

优选的是，磁性致动器或电枢分别包括多个所述悬臂支架臂，所述悬臂支架臂布置成形成用于收纳封壳的围封对接通口。例如，磁性致动器或电枢可分别包括至少三个悬臂支架臂，所述悬臂支架臂在装置壳体的内壁处呈圆形布置，以便形成用于在其中收纳封壳的篮状围封对接通口。具体地说，弹性悬臂支架臂可形成夹持对接通口，其中每个悬臂支架臂在封壳收纳在对接通口中时将弹簧负载施加到封壳上。因此，电枢有利地提供将封壳安全地装纳在装置壳体内的保持器。

气溶胶生成装置可包括至少一个弹簧元件，其联接到电枢以用于向电枢施加复位力。同样，气溶胶生成装置可包括至少一个弹簧元件，其可连接到封壳以用于在封壳收纳于装置壳体内时向封壳施加复位力。有利的是，弹簧元件分别促进电枢和封壳的往复式移动，这继而增强封壳内的气溶胶形成粉末的解团聚。弹簧元件可以是螺旋弹簧或扭转弹簧。

如上文所描述，根据本发明的气溶胶生成装置包括具有自其穿过的气流通路的装置壳体，气溶胶形成粉末将排入所述气流通路中以形成气溶胶。因此，装置壳体可包括至少一个气流入口和至少一个气流出口，其中所述气流通路可在所述气流入口与所述气流出口之间延伸。如本文所使用，术语‘气流入口’用于描述一个或多个孔，空气可通过所述一个或多个孔抽吸到气溶胶生成装置中。类似地，术语‘气流出口’用于描述一个或多个孔，空气可通过所述一个或多个孔抽吸出气溶胶生成装置。可在气溶胶生成装置的衔嘴中提供所述气流出口。

当被收纳于装置壳体内时，封壳的内部将与气流通路流体连接，以允许封壳内的气溶胶形成粉末排入气流通路中。对此，封壳可包括至少一个预先形成的排出开口，当封壳收纳于装置壳体内时，气溶胶形成粉末可通过所述排出开口从封壳内部逸出。例如，封壳可包括粉末可透过外壳，例如网状外壳。当封壳收纳在装置壳体中时，气流通路优选地沿着封壳外部、特别是沿着封壳的外表面经过，使得气溶胶形成粉末可直接排入气流通路中。为了防止气溶胶形成粉末在封壳插入气溶胶生成装置之前无意地通过预先形成的排出开口逸出，封壳可包括保护性覆盖物。所述保护性覆盖物可至少覆盖排出开口，或甚至覆盖整个封壳。在封壳插入气溶胶生成装置之前，将保护性覆盖物移除以便开放所述至少一个排出开口。

同样，气溶胶生成装置可包括作为封壳的外壳的至少一个刺破元件，所述刺破元件配置成刺破封壳，具体地说，以刺破方式与封壳联接，并且将封壳的内部与气流通路流体连接。对此，刺破元件可包括与气流通路流体连通的中空轴部分以及中空轴部分中的至少一个孔，所述至少一个孔在封壳被刺破时布置在封壳内。因此，所述至少一个孔与封壳内部流体连通，由此允许气溶胶形成粉末排入气流通路中。优选的是，所述中空轴部分包括粉末可透过轴部分，例如网状或带孔轴部分，以便提供与封壳内部流体连通的多个孔。优选的是，所述刺破元件是刺破管。因此，所述刺破管可包括至少一个粉末可透过轴部分，例如网状或带孔轴部分。

所述刺破元件或管可在封壳内部中终止，或可穿过整个封壳。优选的是，所述气流通路穿过封壳内部。对此，所述气溶胶生成装置可包括穿过整个封壳的刺破管，如上文所描述。或者，气溶胶生成装置可包括至少两个刺破管，具体地说，一对相对的刺破管，其终止于封壳内部，其中一个刺破管提供气流通路的馈入，而另一刺破管提供气流通路的馈出。刺破管中的一个，具体地说，提供馈出的刺破管，可附接到气溶胶生成装置的衔嘴。在任一情况下，气流通路贯穿刺破管。或反之亦然，刺破元件是气流通路的部分，或提供气流通路的至少一部分。

优选的是，刺破元件或刺破管以可移动方式安装于装置壳体中，以便允许通过磁性致动器产生的以刺破方式联接的封壳的移动。

刺破元件或管可附接到磁性致动器以将封壳联接到磁性致动器。优选的是，刺破管可以是磁性致动器的部分或可以是磁性致动器的旋转轴或线性轴。有利的是，这允许设计极紧凑的装置。

气溶胶生成装置还可包括电加热器，所述电加热器用于在封壳收纳在装置壳体中时升温或甚至加热封壳中的气溶胶形成粉末。将热能提供到粉末有利地支持粉末颗粒的分散，且因此增强气溶胶形成。另外，升温或加热有利地使粉末保持干燥。电加热器可以是电阻加热器或电感加热器。优选的是，所述电加热器是电感加热器，因为电感加热允许对封壳中的粉末进行非接触加热，这在待引发到封壳上的移动方面证明是有利的。电感加热器可包括用于产生交变电磁场的感应源以及感受器，所述感受器因感受器材料中的交变电磁场引发的涡电流或磁滞损耗中的至少一种而加热。为了产生交变电磁场，感应源优选地包括至少一个电感器线圈。有利的是，磁性致动器的磁性线圈还可用作电感器线圈以用于以电感方式加热气溶胶形成粉末。同样，磁性致动器的另一部分可用作感受器。优选的是，磁性致动器的可移动电枢的至少一部分可用作感受器。如上文所描述，可移动电枢配置成连接到封壳，并且因此可有利地提供与封壳的直接热接触。同样，通过选择合适的材料，刺破管或封壳本身可用作感受器。或者，气溶胶形成粉末可包括感受器材料。

气溶胶生成装置还可包括电路，其用于操作和控制装置，尤其用于操作和控制磁性致动器以及——若存在——电加热器。电路可包括微处理器、微控制器或能够提供控制的其它电子电路。具体地说，电路可配置成控制对磁性致动器以及——若存在——电加热器的电流供应。电路可配置成在由用户激活装置之后连续地或例如基于抽吸间歇地操作磁性致动器以及——若存在——电加热器。优选的是，电路包含DC或AC发电机中的至少一个，具体地说，DC/AC逆变器，其配置成向磁性致动器供应电流，尤其是向磁性致动器的磁性线圈或磁性线圈组件供应电流。电路还可包括配置成向电加热器——若存在——供应电流的DC或AC发电机中的至少一个。具体地说，电路还可包括配置成向电感加热器的电感器线圈——若存在——供应高频振荡电流的AC发电机。如在本文中所使用，高频振荡电流意指具有500kHz与30MHz之间、优选地1MHz与10MHz之间且更优选地5MHz与7MHz之间的频率的振荡电流。

气溶胶生成装置可包括用于为电路、磁性致动器和——若存在——电加热器供电的电源。优选的是，所述电源是电池，例如磷酸铁锂电池。或者，所述电源可以是另一形式的电荷存储装置，例如电容器。所述电源可能需要再充电，并且可具有允许存储能量的能力，所述能量足以用于一个或多个用户体验或者用于预定数目的抽吸或装置的离散激活。

所述气溶胶生成装置可包括主体和以可移除方式附接到所述主体的衔嘴。如在本文中所使用，术语‘衔嘴’表示放置在用户的口中以便直接吸入由气溶胶生成系统生成的气溶胶的装置的一部分。因此，衔嘴可包括气流出口，具体地说，上文提到的气流通路的气流出口，其配置成将装置壳体内生成的气溶胶传送到用户口中。

气溶胶生成装置，具体地说，气溶胶生成装置的主体，可包括装置壳体内用于收纳含粉末封壳的腔。

本文所描述的气溶胶生成装置可以是“无源”装置，其仅利用由用户产生的吸入气流来产生通过气溶胶生成装置的装置壳体的气流。

气溶胶生成装置可包含抽吸传感器，例如麦克风，用于在用户抽吸装置——具体地说，抽吸衔嘴——时进行检测。所述抽吸传感器可以是电路的部分，其可配置成在检测到抽吸时激活磁性致动器和——若存在——电加热器。

根据本发明，还提供一种气溶胶生成系统，其包括根据本发明且如本文所描述的气溶胶生成装置以及含有气溶胶形成粉末的封壳，其中所述封壳配置成结合所述气溶胶生成装置使用。

如上文所提及，封壳本身可由致动器的固定部分直接致动，且因此可构成致动器的可移动部分。然而，所述封壳无需是或甚至并非是致动器或气溶胶生成装置的部分。优选的是，所述封壳是独立制品。在此配置中，致动器的固定部分可仅包括用于在装置壳体内产生磁场的固定磁性线圈。因此，封壳可配置成在收纳于装置壳体中时响应于固定磁性线圈的磁场而移动。对此，封壳可包括磁性线圈、磁性材料或永磁体中的至少一个，每一者配置成响应于气溶胶生成装置的固定磁性线圈的磁场而移动，从而引起封壳的移动。

当然，磁性致动器还可包括——除固定部分之外——可移动部分，例如可连接到封壳且配置成响应于固定部分的磁场而移动的可移动电枢。在此配置中，致动器的固定部分可产生磁力，其直接影响封壳以及致动器的可移动部分。

优选的是，所述封壳是消费品，具体地说，在单次使用之后丢弃的消费品。

所述封壳可收纳在装置壳体中，以便围绕封壳主体的纵向轴线旋转或沿着所述纵向轴线线性移动。

所述封壳可具有任何合适的大小或形状。例如，所述封壳可以是圆柱形。优选的是，所述封壳可以是在两端具有圆形端盖的套管。

所述封壳可包括例如由注塑模制聚合物制成的两个封壳半部。每个半部可包含至少一个可刺破部分。在将两个半部组装在一起之前，至少一个半部可填充有气溶胶形成粉末。所述半部可具有不同直径，使得在组装后，一个半部以可伸缩方式涵盖另一半部的一部分。因此，所述封壳可以是两件式可伸缩封壳。

所述封壳可具有例如介于约4mm与约20mm之间、优选地约16mm的长度。所述封壳可具有例如介于约4mm与约10mm之间、优选地约6mm的直径或宽度。所述封壳可具有例如介于约0.1mm与约1.0mm之间、优选地介于约0.2mm与约0.4mm之间的厚度。

优选的是，封壳壁的材料和厚度使得允许刺破管轻易地刺破封壳壁。合适的封壳材料可以是例如金属、明胶或塑料。具体地说，合适的封壳材料可包括硬化的香烟或过滤纸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚乙烯醇(PVA)、支链淀粉。同样，封壳材料可以是淀粉基的。

气溶胶形成粉末可包括尼古丁粉末。术语“尼古丁”是指尼古丁和尼古丁衍生物，例如尼古丁盐。因此，尼古丁粉末可以是尼古丁盐或尼古丁盐水合物。合适的尼古丁盐或尼古丁盐水合物包含例如尼古丁酒石酸盐、尼古丁天冬氨酸盐、尼古丁乳酸盐、尼古丁麸胺酸盐、尼古丁酒石酸氢盐、尼古丁水杨酸盐、尼古丁延胡索酸盐、尼古丁单丙酮酸盐、尼古丁盐酸盐以及其组合。

尼古丁粉末可具有经肺部递送尼古丁到用户的任何合适的粒度分布。具体地说，至少约90重量百分比(wt％)的尼古丁粉末可具有约10微米或更小、优选约7微米或更小的粒度。尼古丁粉末优选地具有范围从约0.1到约10微米、更优选约1到约7微米、特别优选地约2到约6微米的平均直径。

尼古丁粉末颗粒可以是表面改性的，例如尼古丁盐颗粒可经过涂布。优选的涂布材料是L-亮氨酸。特别适合的尼古丁粉末颗粒包含L-亮氨酸涂布的尼古丁酒石酸氢盐、L-亮氨酸涂布的尼古丁麸胺酸盐和L-亮氨酸涂布的天冬氨酸盐。

封壳优选地含有介于约5与约20毫克之间的尼古丁粉末，具体地说，约10毫克的尼古丁粉末。优选的是，封壳优选地含有足以向用户递送介于约10次与约30次之间的抽吸的尼古丁粉末。

本文所描述的尼古丁粉末优选地不含载体。不含载体允许以与典型吸烟方式的吸入或气流速率类似的吸入或气流速率将尼古丁粉末吸入和递送到用户肺部。另外，由于尼古丁粉末不含载体，因此吸入器的气流路径可具有简单的几何形状或简单的配置。

尽管如此，气溶胶形成粉末还可含有载体颗粒，其用于增大活性颗粒的流化并通过在调配物中充当稀释剂或膨化剂来提高剂量均匀性。

替代地或除尼古丁粉末之外，气溶胶形成粉末还可包括另一活性剂或成份，例如活性药物材料。此活性剂或成份可在同一封壳中混合。第二活性剂或成份可具有与上文所描述的尼古丁粉末类似的平均直径大小范围。

上文已相对于根据本发明的气溶胶生成装置描述了根据本发明的气溶胶生成系统和封壳的其它特征和优势，并且将不再重复。

附图说明

将仅通过举例参考附图进一步描述本发明，附图中：

图1示出根据本发明的第一实施例的气溶胶生成系统的横截面图；

图2示出用在根据图1的气溶胶生成系统中的含有气溶胶形成粉末的封壳的透视图；

图3示出用在根据图1的气溶胶生成系统中的磁性线圈布置的透视图；

图4示出根据本发明的第二实施例的气溶胶生成系统的横截面图；

图5示出用在根据图4的气溶胶生成系统中的磁性线圈布置的透视图；

图6示出根据本发明的第三实施例的气溶胶生成系统的横截面图；以及

图7示出用在根据图6的气溶胶生成系统中的磁性线圈布置的透视图。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的第一实施例的气溶胶生成系统，其基于将气溶胶形成粉末分散到气流中。根据本发明，所述气溶胶生成系统包含两个部件，气溶胶生成装置1和与所述装置一起使用的封壳30，所述封壳含有待分散到通过装置的气流中的气溶胶形成粉末31。

参考图1，气溶胶生成装置1包括主体2和以可移除方式附接到主体2的衔嘴5。衔嘴5可通过任何类型的连接——例如通过铰接连接、搭扣配合或螺旋连接——连接到主体2。主体2的壳体和衔嘴5一起形成装置的壳体3。根据本发明，装置壳体3配置成在其中收纳含粉末封壳30。在本实施例中，封壳30主要收纳于主体2中所形成的腔内。为了将封壳30收纳于其中，可从主体2移除衔嘴5以允许插入封壳。在插入封壳30后，再次将衔嘴5附接到主体2，使得封壳完全被装置壳体3围封。

气溶胶生成装置1还包括通过装置壳体3的气流通路(由图1中的虚线箭头指示)，气溶胶形成粉末31将排入所述气流通路中。在本实施例中，气流通路从主体2中的橫向气流入口7朝向衔嘴5端头处的气流出口8延伸通过封壳收纳腔。在使用时，用户可抽吸衔嘴5以使空气通过气流入口7抽入装置壳体3中且进一步通过气流出口8进入用户口中。在此意义上，根据图1的气溶胶生成装置1是“无源”装置，其仅利用由用户产生的吸入气流以产生通过装置壳体3的气流。

为了允许封壳30中的气溶胶形成粉末31分散到通过装置壳体3的气流中，气溶胶生成装置1还包括刺破管6，其为气流通路的部分，或反之亦然，气流通路延伸通过所述刺破管。刺破管6配置成刺破封壳30，具体地说，以刺破方式与封壳30联接，并且将封壳30的内部与气流通路流体连接。在本实施例中，刺破管6是足够硬以一路刺穿封壳30的插管状金属管。刺破管6可附接到衔嘴。因此，在将封壳30插入装置壳体3中后，封壳30通过重新组装衔嘴5和主体2而被自动刺破。或者，刺破管6可与主体2和衔嘴5分开，且在刺破封壳后仅与封壳30接触。刺破管6在两端开放，从而允许空气流动穿过其中，即，从气流入口7朝向衔嘴5中的气流出口8流动通过管6。刺破管6还包括带孔的粉末可透过管区段，例如网状壁区段。在刺破封壳30后，带孔的粉末可透过管区段定位于封壳30内部，以便在穿过管6的气流与封壳30内的气溶胶形成粉末31之间提供流体连通。因此，当用户抽吸衔嘴5以沿着气流通路抽吸空气时，气溶胶形成粉末31通过刺破管6轻松地夹带并分散到气流中。

图2示出与根据图1的气溶胶生成装置1组合使用的含粉末封壳的示范性实施例。封壳30基本上是圆柱形形状。具体地说，封壳30可包括两个封壳半部32、33，其中每个半部是具有半球形端盖或底部的圆柱形套管。在将两个半部组装在一起之前，至少一个半部可填充有气溶胶形成粉末31。半部32、33可具有不同直径，使得在组装后，一个半部以可伸缩方式涵盖另一半部的一部分。因此，封壳30可以是两件式可伸缩封壳。封壳30可由金属、明胶或塑料制成。例如，封壳30可包括由注塑模制聚合物制成的两个封壳半部。每个半部可包含至少一个可刺破部分。优选的是，封壳壁的厚度在0.2mm与0.4mm之间，使得允许刺破管6轻易地刺破封壳壁。在本实施例中，封壳30含有约10毫克的尼古丁粉末，这足以向用户递送约15次之间的抽吸。优选的是，封壳30是在单次使用之后丢弃的含粉末消费品。当然，还有可能将封壳配置成再次填充以便允许封壳的多次使用。

根据本发明，气溶胶生成装置1还包括磁性致动器10，其配置成在封壳30收纳在装置壳体3中时产生所述封壳的移动以使封壳30中的气溶胶形成粉末31解团聚。优选的是，磁性致动器10包括用于产生磁场的固定磁性线圈20以及可移动电枢40，所述可移动电枢可连接到封壳30且配置成响应于线圈20的磁场而移动，以便将粉末解团聚移动引发到封壳30上。

关于根据图1的实施例，固定磁性线圈20是布置在主体2内的立体螺旋线圈。图3示出绕在套管上的致动器线圈20的其它细节，所述套管可形成装置壳体3内的收纳腔的一部分。如从图1可见，立体螺旋致动器线圈20接近装置壳体3的内表面布置，从而形成用于收纳封壳30的腔。

电枢40也布置在主体2的腔内，但相对于立体螺旋线圈20轴向偏移。在根据图1的实施例中，所述电枢包括四个弹性悬臂支架臂71(图1中仅示出其中两个)，其布置成形成篮状围封对接通口以用于将封壳30收纳于其中。因此，当插入到装置壳体3中时，封壳30不仅与悬臂支架臂71接触，并且还因弹性悬臂支架臂71施加弹簧负载到封壳30上而被牢固地保持。所述悬臂支架臂具有附接到装置壳体3的固定端和与所述固定端相对的可自由移动远端，以便允许每个臂偏转且因此振动。每个悬臂支架臂71的至少一部分，优选地至少是所述可自由移动端，包括磁性材料，特别是钢或铁等铁磁性或亚铁磁性材料。归因于此，每个悬臂支架臂71可与线圈20的磁场交互，以便在增大线圈20的电感的方向上移动。通过在脉冲模式或连续模式下以预定义频率的电流为线圈20供电，每个悬臂支架71在线圈20接通时偏转，并在线圈20切断时转回。因此，悬臂支架臂响应于线圈20的磁场而振动，这有利地产生封壳30中的气溶胶形成粉末31的高效解团聚。此外，悬臂支架臂71的振动移动使粉末31旋动，这有助于粉末31排入气流通路中并且因此增强用户抽吸期间的气溶胶形成。优选的是，每个悬臂支架71臂在其可自由移动远端包括额外质量以用于增大悬臂支架臂的惯性。有利的是，这使振动的悬臂支架臂能够对封壳有较大影响。

除磁性线圈20之外，根据图1的气溶胶生成装置1包括用于产生交变电磁场的另一磁性线圈50，其用于以电感方式升温或加热封壳30内的气溶胶形成粉末31。如从图1和图2可见，电感器线圈50是类似于布置在装置壳体3内的致动器线圈20的立体螺旋线圈，以便包围悬臂支架臂71、刺破管6和封壳30。归因于电枢的磁特性，每个悬臂支架臂71构成用于与电感器线圈50交互的感受器。通过将交流电施加于电感器线圈50，每个悬臂支架臂71因其中由电感器线圈50的交变电磁场引发的涡电流和/或磁滞损耗而加热。由于悬臂支架臂71极为接近或甚至接触封壳30，因此封壳30内的气溶胶形成粉末31可被轻易升温或加热。同样，通过选择合适的材料，刺破管6还可用作感受器，用于以电感方式升温或加热封壳30内的粉末31。有利的是，为粉末31提供热能有助于粉末颗粒在气流中的分散且因此增强气溶胶形成。另外，升温或加热有利地使粉末31保持干燥。

致动器线圈20和电感器线圈50两者可由气溶胶生成装置1的电路(未示出)操作和控制。优选的是，气溶胶生成装置1还可包括气流传感器(未示出)以便响应于由传感器检测到的用户抽吸而激活致动器线圈20和电感器线圈50。

图4示意性地示出气溶胶生成系统的第二实施例，其还包括气溶胶生成装置1'和与装置1'一起使用的含粉末封壳30。所述封壳30与图2中示出且结合根据图1的装置1使用的封壳30相同。总的来说，根据图4的气溶胶生成装置1'还极类似于根据图1的气溶胶生成装置1。因此，对应特征用相同的附图标记标示。就根据第一实施例而言，参考图1到3的描述。根据第一和第二实施例的气溶胶生成装置1、1'基本上仅在用于产生封壳30的粉末解团聚的移动的磁性致动器10、10'上有所不同。与第一实施例对比，第二实施例的磁性致动器10'包括移动磁体致动器10'，其配置成产生封壳30的往复式线性移动。如从图4可见，致动器10'包括立体螺旋固定磁性线圈20'和可线性移动电枢40'。可线性移动电枢40'包括以可滑动方式安装的永磁体81'，其配置成响应于包围磁体81'的致动器线圈20'的磁场而线性移动。

永磁体81'安装于线性轴上，所述线性轴继而以可滑动方式安装在装置壳体3内。在本实施例中，线性轴是刺破管6的部分，所述刺破管配置成刺破封壳30，具体地说，以刺破方式与封壳30联接，并且将封壳30内部与延伸穿过其中的气流通路流体连接。

优选的是，永磁体81'是稀土磁体，例如钐钴磁体或钕磁体。

如图5所示，立体螺旋致动器线圈20'基本上与图3中所示第一实施例的致动器线圈20'相同。在操作中，致动器线圈20'沿着以可滑动方式安装的永磁体81'的线性移动轴线(由图4中的双向箭头指示)产生轴向磁场。磁体81'的磁化方向平行于立体螺旋致动器线圈20'的轴向场并且平行于所述线性移动轴线。取决于用于为致动器线圈20'供电的电流方向，永磁体81'被线圈20'的磁场排斥或吸引。因此，将交流电施加于致动器线圈20'可引起永磁体81'以及与其连接的封壳30的往复式线性移动。

或者，致动器10'可包括除致动器线圈20'之外的另一固定立体螺旋致动器线圈50'。此另一立体螺旋线圈50'也沿着永磁体81'的线性移动轴线布置在装置壳体3内。优选的是，永磁体81'布置在两个轴向间隔开的致动器线圈20'、50'之间。因此，通过以交替方式每次激活两个磁性线圈20'、50'中的一个磁性线圈，以可滑动方式安装的永磁体81'可被致动以沿着刺破管6的轴向方向以往复式线性移动的方式移动。同样，致动器线圈20'、50'可各自由相移例如180°的交流电供电。因此，以可滑动方式安装的永磁体81'可始终被两个线圈中的任何一个线圈吸引并且被相应的另一线圈排斥，这也引起永磁体81'和与其连接的封壳30的往复式线性移动。

气溶胶生成装置1'还包括螺旋弹簧90，所述螺旋弹簧联接到电枢40'和封壳30中的至少一个以将促进往复式移动的复位力施加于其上。弹簧90的复位力还可允许仅使用由脉冲开/关模式中的DC电流供电的一个线圈来操作致动器10'。当接通时，线圈的磁场可在与螺旋弹簧90的复位力相反的方向上驱动永磁体81。反之亦然，当切断时，负载弹簧90的复位力可将永磁体81'驱动返回到另一方向。因此，以脉冲开/关模式操作线圈使得永磁体81线性振荡。

在上述任一配置和操作模式中，永磁体81'的往复式线性移动引起封壳30内的气溶胶形成粉末31的高效解团聚和旋动。

替代地或另外，另一固定线圈50'可用于以电感方式升温或加热封壳30内的气溶胶形成粉末31，如上文相对于图1所示的第一实施例所描述。关于图4中所示的第二实施例，优选地将刺破管6用作感受器。

图6示意性地示出根据本发明的第三实施例的气溶胶生成系统。所述系统还包括气溶胶生成装置1"以及与装置1"一起使用的含粉末封壳30，所述封壳与图2中所示且结合图1和4所示的装置1、1'使用的封壳30相同。总的来说，第三实施例的气溶胶生成装置1"也极类似于根据第一和第二实施例的装置1、1'。因此，对应特征用相同的附图标记标示。就根据第一和第二实施例而言，参考图1到5的描述。

与图1和4所示的装置1、1'对比，根据图6的气溶胶生成装置1"包括旋转磁体致动器10"，其配置成产生封壳30的旋转移动。对此，磁性致动器10"包括固定磁性线圈20"和可旋转电枢40"。可旋转电枢40"包括由线圈20"包围的以可旋转方式安装的永磁体81"，其配置成响应于线圈的磁场而旋转，以便引起与其连接的封壳30的旋转移动。永磁体81"安装于旋转轴上，所述旋转轴继而由装置壳体3内的两个轴承82"以旋转方式支撑。具体地说，所述旋转轴是刺破管6的部分，所述刺破管配置成刺破封壳，具体地说，以刺破方式与封壳30联接，并且将封壳30内部与延伸穿过其中的气流通路流体连接。

在本实施例中，永磁体81'是产生径向永磁场的稀土磁体，例如钐钴磁体或钕磁体。

如图7所示，致动器线圈20"是径向分段线圈，其配置成产生垂直于装置壳体3的表面指向的交变磁场。具体地说，所述分段线圈配置允许产生旋转磁场。

由致动器线圈20"产生的交变磁场与永磁体81的径向磁场交互，以便引起后者旋转。轴承82所允许的此类旋转被传递到刺破管6，最后引起封壳30和其中所含粉末31的旋转。为了增强封壳30内的粉末31的解团聚，可以脉冲模式操作致动器线圈20"，以便产生交替地接通和切断的磁场以及因此使电枢和连接到其上的封壳脉冲式旋转移动。或者，可操作致动器线圈20"以便产生电枢和连接到其上的封壳的缓慢连续旋转移动。所述缓慢连续旋转移动可包括等于或小于每分钟200转的旋转速度，具体地说，等于或小于每分钟100转，优选地等于或小于每分钟60转。

还如从图7中可见，根据第三实施例的气溶胶生成装置1"还可包括另一线圈50"，类似于第一和第二实施例，所述另一线圈可用于以电感方式升温或加热粉末。电感器线圈50"可类似于致动器线圈20"。

Claims (15)

1.一种用于通过将气溶胶形成粉末分散到气流中而生成气溶胶的气溶胶生成装置，所述装置包括：

装置壳体，其包括从中穿过的气流通路且配置成收纳封壳，所述封壳含有待排入所述气流通路中的所述气溶胶形成粉末，

磁性致动器，其配置成在所述封壳收纳在所述装置壳体中时产生所述封壳的移动，以对所述封壳内的所述气溶胶形成粉末进行解团聚。

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成装置，其中所述磁性致动器包括所述装置壳体内用于产生磁场的至少一个固定磁性线圈。

3.根据权利要求2所述的气溶胶生成装置，其中所述固定磁性线圈是平面螺旋磁性线圈或立体螺旋磁性线圈。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述磁性致动器还包括配置成响应于所述固定磁性线圈的磁场而移动的可移动电枢，所述电枢能连接到所述封壳以用于将所述电枢的移动传递到所述封壳上。

5.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中所述电枢包括至少一个以可旋转方式安装的永磁体，所述永磁体配置成响应于所述固定磁性线圈的磁场而旋转，以便在所述封壳连接到所述电枢时引起所述封壳的旋转移动。

6.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中所述电枢包括至少一个以可滑动方式安装的永磁体，所述永磁体配置成响应于所述固定磁性线圈的磁场而线性移动，以便在所述封壳连接到所述电枢时引起所述封壳的线性移动。

7.根据权利要求4所述的气溶胶生成装置，其中所述电枢包括至少一个弹性悬臂支架臂，所述悬臂支架臂的至少一部分包括磁性材料，其中所述悬臂支架臂配置成响应于所述固定磁性线圈的磁场而振动，以便在所述封壳连接到所述电枢时引起所述封壳的振动移动。

8.根据权利要求7所述的气溶胶生成装置，其中所述电枢包括多个所述悬臂支架臂，所述悬臂支架臂布置成形成用于收纳所述封壳的围封对接通口。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的气溶胶生成装置，其还包括联接到所述电枢以用于将复位力施加于其上的至少一个弹簧元件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其还包括至少一个刺破管，所述至少一个刺破管配置成刺破所述封壳且将所述封壳的内部与所述气流通路流体连接。

11.根据权利要求10所述的气溶胶生成装置，其中所述刺破管包括至少一个粉末可透过轴部分。

12.根据权利要求10或11中任一项所述的气溶胶生成装置，其中所述刺破管附接到所述磁性致动器以将所述封壳联接到所述磁性致动器。

13.根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置，其还包括电加热器，所述电加热器用于在所述封壳收纳在所述装置壳体中时加热所述封壳中的所述气溶胶形成粉末。

14.一种气溶胶生成系统，其包括根据前述权利要求中任一项所述的气溶胶生成装置和配置成结合所述气溶胶生成装置使用的封壳，其中所述封壳含有气溶胶形成粉末。

15.根据权利要求14所述的气溶胶生成系统，其中所述封壳包括磁性线圈、磁性材料或永磁体中的至少一个，所述磁性线圈、磁性材料或永磁体各自配置成在所述封壳收纳在所述气溶胶生成装置的所述装置壳体中时响应于所述气溶胶生成装置的固定磁性线圈的磁场而移动，以便引起所述封壳的移动。