[发明专利]具有集成过滤器的微型喷嘴

说明书

一种具有集成过滤器结构的微型喷嘴，用于接收压力在0.1MPa至50MPa之间的流体，包括：至少一个流体入口，具有至少一个孔口的流体出口，定位在所述至少一个流体入口下游的初级过滤器结构，所述初级过滤器结构被布置成提供通过其中的流体的统计过滤。

技术领域

本发明涉及一种用于气溶胶系统的喷嘴。特别地，本发明涉及一种具有集成过滤器的微型喷嘴，用于防止喷嘴被雾化的流体中的污染物阻塞。

背景技术

用于雾化流体(通常是液体)的机械系统对于将药物成分输送到肺、鼻子、眼睛、皮肤或口腔是非常有效的。由这种系统产生的气溶胶通常是单分散的，比典型的泵式喷雾器产生的气溶胶更容易控制。因此，输送可以以快速吸收为目标，同时最小化不良影响，例如在液滴输送的开始和结束时不受控的液滴分布。

这种气溶胶依赖于迫使高压液体通过微型结构喷嘴，该喷嘴具有水力直径通常为0.2mm或更小的孔。这些系统中的关键挑战之一是防止微型喷嘴在操作过程中被堵塞或遮挡。术语“微型喷嘴”也可以包括“微型结构喷嘴”。

通常导致喷嘴阻塞的污染物的示例包括制造碎片、部件磨损、制剂沉淀和/或包含颗粒悬浮液的制剂中的团聚物。这些因素中的任何一个都可能是气溶胶系统生命周期中喷嘴堵塞的原因。为了确保可靠和安全的运行，机械气溶胶系统的喷嘴可以配备有过滤器，以防止污染物造成堵塞。

虽然出口喷嘴通常与过滤部件单独制造并组装在一起以形成喷嘴-过滤器组件，但是现代制造方法能够制造具有集成过滤器的喷嘴。然而，这种过滤系统的效率通常很大程度上取决于可用的表面积。因此，设计用于更好过滤的系统可能很大，并且难以提供具有高质量过滤的紧凑喷嘴和过滤器系统。此外，随着系统尺寸减小，例如减小到微观尺度，制造和维护这种过滤器的成本可能会很高。一旦细颗粒过滤器饱和，过滤器就不能再使用，这意味着整个微型喷嘴通常必须用新的过滤器替换。这种过程通常可能成本很高，尤其是在微观系统中。

本发明寻求解决至少一些上述问题。

发明内容

本发明提供了一种具有集成过滤器结构的微型喷嘴，其结合了统计过滤方法和绝对过滤方法的优点；每单位体积的统计过滤器的更大过滤能力使得过滤器的尺寸和由此的制造成本得以降低。

本文描述了一种具有集成过滤器结构的微型喷嘴，用于接收压力在0.1MPa至50MPa之间的流体，包括：至少一个流体入口；包括至少一个孔口的流体出口；初级过滤器结构，其位于所述至少一个流体入口的下游，并被布置成提供通过其中的流体的统计过滤，所述初级过滤器结构包括间隔开一定距离的多个第一元件，该距离大于所述出口的所述至少一个孔口的直径，其中每个第一元件包括多个子元件，所述多个子元件间隔开的距离小于所述第一元件间隔开的距离。

微型喷嘴还可以包括定位在初级过滤器结构的下游的次级过滤器结构。次级过滤器结构可以被布置成在流体到达至少一个流体出口之前，提供从初级过滤器结构接收的流体的绝对过滤。

本文还描述了一种具有集成过滤器结构的微型喷嘴，用于接收压力在0.1MPa至50MPa之间的流体，包括：至少一个流体入口；包括至少一个孔口的流体出口；初级过滤器结构，其位于所述至少一个流体入口的下游，并被布置成提供通过它的流体的统计过滤；以及位于初级过滤器结构的下游的次级过滤器结构，该次级过滤器结构设置成在流体到达至少一个流体出口之前提供从初级过滤器结构接收的流体的绝对过滤。

统计过滤和绝对过滤是过滤装置中常用的两种手段。统计过滤器通常会阻止大多数颗粒通过，但是在装置的使用寿命期间，通过过滤器的单个颗粒可能会堵塞喷嘴并危及装置的运行。绝对过滤器会阻挡所有超过一定尺寸的颗粒。然而，与在表面上捕获污染物相反，统计过滤器具有更高的空间效率，捕获过滤器结构内的整个介质中的颗粒，这又能够实现更紧凑的设计和改善的成本效率。

至少一个流体入口可以包括多通道入口，优选地，其中所述至少一个流体入口对通过它的流体提供初始的粗过滤。