[发明专利]可分离的膜的改进

说明书

技术领域

本发明涉及电子喷射装置，在该电子喷射装置中使用振动的有孔膜生成液滴；具体地说，本发明涉及如何通过使振动膜能与其驱动元件分离来能够使这种装置更有用。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种液滴生产设备，该液滴生产设备包括：有孔膜；用于将液体供应至所述膜的一侧的模块；用于振动所述膜的致动器，所述振动引起从所述膜的另一侧喷出液滴；其中磁力用于将所述致动器连接至所述膜，使得能够传输振动。

背景技术

关于可分离的膜的技术的介绍及现有技术

使用超声振动生成液滴的电子喷雾器是本领域熟知的，并且已发现在包括医疗药物传递和空气处理（例如芳香剂传递和加湿）在内的众多领域中使用。广泛使用中的这类装置中的一部分（通常被称为“池雾化器（pond mister）”）使用被液体覆盖的振动表面，以引起通过驻波在无液体表面上的离解生成液滴（US3,812,854是一示例）。该离解引起生成具有很多尺寸的液滴，并且液体容器在液位上方的成形用于限制离开并被传递的液滴的尺寸范围。由于很多液滴被容纳并被返回至主液体，所以这种装置具有低效率，这导致高功耗。这种装置的效率能够通过用有孔膜对液体的自由表面进行约束来改进（例如US4,533,082）。该膜可以只具有单个喷嘴（例如用于可以根据需要分配各滴的分配应用或印刷应用）或可以具有数千喷嘴（例如用于喷雾器应用）。当使用这种有孔膜时，产生相对单分散的液滴，其中液滴直径与有孔膜中开口或喷嘴的尺寸相关。这种装置仍具有多个缺点：具体地，振动表面需要安装在膜附近，但不接触，以便有效生成液滴，并且不是该容器中的所有液体都能够被传递（因为需要液体将压力波传输至有孔膜）。因此，这种装置的优选实施例是有孔膜自身被驱动元件（通常被称为致动器）振动的实施例，示例包括US4,533,082和EP0431992。这使能够传递相对良好地单分散的液滴，而不需要通过液体层传输压力波，这进一步提高效率并使更多实施例成为可能。如在US5,518,179中描述的这种装置的优选实施例使用弯曲模式致动器来将振动能量传递至膜，因为这使得能够使用薄的低成本的致动器并且进一步提高效率。

通常想要使用主体-筒（master-cartridge）模型，其中主体单元能够喷射在可替换的筒中容纳的液体。优选地，所有液体接触组件都位于该筒上，并且尽可能多的非液体接触组件位于该主体上。这使筒的成本最小化，同时避免筒之间的液体交叉污染和该主体的液体污染。这种方法适用的领域的示例是医学领域和消费者芳香剂领域。在医学领域中，剂灭菌（dose sterility）可能是关键的，并且这能够通过将每个剂容纳在其自己的筒（或盒（capsule））中实现。而且，在医学领域中，相同的主装置可以被设计为对一个以上的患者使用并且应避免交叉污染。在芳香剂领域，每个筒可以容纳不同的芳香剂并且还应避免交叉污染。满足类似要求的其它领域将对本领域技术人员是显而易见的。

避免交叉污染的一种方法是将有孔膜和致动器放置在该主体中具有电子器件和电源的筒组件中。这将两个组件之间的所需连接限制为电连接，但由于致动器在筒中，所以在筒中留下相对高成本的组件。进一步，并且更重要地，对于每个筒容纳单个剂的医学应用而言，筒尺寸可能与其容纳的液体的量相比相对大。因此，需要将致动器移出筒组件，只留下接触液体的有孔膜，因为该方法能够降低筒成本和尺寸。

避免交叉污染的要求在本领域是已知的，并且对于低功耗不关键的相对低效应用而言，已提出解决方案。US3,561,444教导对于池雾化器型装置而言，使用未被分配的液体来提供该主体中的振动元件和筒中待振动表面之间的连接。US4,702,418、WO2006/006963、WO2009/150619、WO2010/026532和WO2009/136304教导将振动力连接至筒中与有孔膜紧邻的表面的各种方式，然后通过待喷射的液体传输振动。EP1,475,108和US5,838,350教导将压电陶瓷组件直接耦接至有孔膜，但没有教导如何能够以有效的方式或在没有导致过多能量吸收的连接方法的情况下进行该耦接。BüchiB-90纳米喷射干燥机，通过要求用户使用定制螺母将膜拧到致动器上至指定的扭矩水平，使有孔膜能够被替换。尽管这适于实验室仪器，但是该替换过程在小型装置中难以自动化，这对于被设计为由例如消费者操作的装置来说是不可接受的。