CN115038525B

CN115038525B - 用于喷射雾状液体的喷嘴

Info

Publication number: CN115038525B
Application number: CN202180011263.0A
Authority: CN
Inventors: 克莱尔·奥特塞尔; 马胡丁·阿克勒
Original assignee: Eveon SAS
Current assignee: Eveon SAS
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2024-08-02
Anticipated expiration: 2041-02-04
Also published as: KR20220129647A; WO2021156573A1; FR3106765A1; JP2023512108A; CN115038525A; FR3106765B1; US20230069992A1; EP4100168A1

Abstract

本发明涉及一种旨在安装在分配容器上的流体喷射喷嘴(1)，该喷嘴包括：至少一个流体入口毛细管，其沿轴线A1纵向延伸；供应装置，该装置能够从该至少一个入口毛细管接收流体以便将其供应到至少两个管；柱，其包括能够从该供应装置接收该流体的该至少两个管，该管沿该轴线A1纵向延伸并且相对于该轴线A1径向偏移；至少两个湍流通道，其与该至少两个管流体连接；湍流腔室，其用于接收切向地来自该至少两个湍流通道的该流体以便供应具有轴向对称性和恒定的横截面s的至少一个喷射开口，该腔室具有朝向该开口减小的横截面并且具有最大横截面S和最大直径D，其特征在于，该喷射开口的该横截面s与该湍流腔室(3)的该最大横截面S的比率使得1％≤s/S≤20％。

Description

用于喷射雾状液体的喷嘴

技术领域

本发明涉及一种用于喷射雾状流体的装置的喷嘴。使用机械系统(诸如泵、注射泵、弹簧)或机电系统(即，使用马达)手动或自动地操作该装置以喷射流体。

背景技术

本领域的任何技术人员已知的是，随着粘度增加，任何流体在喷射时都倾向于形成大液滴。这导致不均匀的喷雾，而不是产生均匀雾的喷雾。这导致喷射产品的浪费和产品的不均匀涂覆。已经表明，药用流体的粘度对药物的吸收具有积极的影响，因此需要能够正确地喷射这种类型的流体。现有技术的喷嘴在低粘度下具有有限的能力。因此，现有技术的喷嘴在结合用于医疗应用的喷射粘性流体的能力时并不令人满意，在使用所谓″无空气″系统(即没有推进剂)时尤为如此。

实际上，规避该技术问题的解决方案是使用推进剂。然而，当例如出于无菌原因喷出某些药物产品时，这种解决方案被证明并不令人满意。实际上，推进剂气体的存在可影响给药区域的无菌性、清洁度或微生物平衡。还必须考虑此类气体的环境影响。

不含推进剂的雾化解决方案还确保喷雾器目标区域的均匀覆盖，所有操作都使用较少的流体喷射量，从而节约了成本。此外，雾状喷雾具有关于在敏感或疼痛区域上给药期间患者舒适度的第二优点。

目前，存在能够形成雾的压电雾化解决方案。然而，这些解决方案在可供使用的流量范围、系统的响应性(即给药速度)和雾的方向控制方面仍然相对有限。此外，这些系统增加了装置的高最终成本，这可能是部署这种解决方案的限制因素，在一次性系统中尤为如此。

例如，申请EP2570190涉及一种用于分配流体的喷射喷嘴，该喷射喷嘴包括：流体腔室，该流体腔室用于接收流体；至少一个供应通道，该至少一个供应通道用于将流体从流体腔室径向向内供给到湍流腔室中；和出口通道，该出口通道具有面向湍流腔室的入口端和用于通过喷射喷嘴的环境排放流体的出口端。本发明的出口通道在流体流动的方向上变窄。本公开还涉及一种包括这种喷射喷嘴的喷雾器。这种现有技术对于高粘性流体的进步不足。

实际上，正是由于气体(通常是空气)和流体之间的速度差，才使得喷射成为可能。完全适用于低粘度流体的这类技术对于超过100厘泊(cps)的流体变得不起作用。此外，当喷射健康、营养或皮肤美容产品时，使用诸如空气的推进剂气体可能出现问题，因为必须考虑无菌的要求，在医疗领域中尤为如此。

申请EP0412524公开了一种与喷雾容器组合的用于粘性医用溶液鼻内给药的一次性喷嘴接头，该一次性喷嘴接头包括圆柱形主体、置于主体内的杆和喷嘴尖端。该主体具有圆柱形腔室和中心孔洞，该中心孔洞通过用于附接喷雾容器的通道与腔室连通。杆在其端部配备有至少一个小尺寸部分和一个中等尺寸部分。喷嘴尖端具有上壁和从上壁延伸的圆柱形部分，上壁设置有中心喷射孔，该中心喷射孔包括锥形凹陷部和湍流槽，该湍流槽在圆柱形部分的内表面处从锥形凹陷部向外延伸。本发明的湍流槽具有向外增大的横截面积，并且其横截面积为至少0.03至0.08mm²。喷嘴尖端装配到主体腔室的开口中，并且与杆的中等尺寸部分接合，以形成围绕杆的小尺寸部分并与凹槽连通的环形通道。这种现有技术对于高粘性流体的进步同样不足。

因此，本发明的主题是克服现有技术的缺点，并且提高喷嘴在没有推进剂的情况下喷射雾状粘性流变流体的能力。为此，本发明的目的是一种不含空气或任何其他推进剂的喷嘴，该喷嘴将使得从高粘性和流变流体中产生雾成为可能，该高粘性和流变流体在0.01s^-1下以大于3000Pa.s的粘度并且以非常低的流量(即，优选地包括在0.10ml/s与1ml/s之间的流量)流动。这使得可在大表面上以薄层和少量的方式沉积粘性流体。

发明内容

本发明涉及一种用于安装在分配容器上的流体喷射喷嘴，所述喷嘴包括：

-至少一个流体入口毛细管，该至少一个流体入口毛细管沿轴线A1纵向延伸，

-湍流腔室，该湍流腔室用于接收待喷射的流体。该湍流腔室具有最大横截面S和最大直径D，

-至少两个导管，该至少两个导管沿轴线A1纵向延伸并且从所述轴线A1径向偏移，所述导管与入口毛细管流体连接，

-至少两个湍流通道，该至少两个湍流通道与所述至少两个导管流体连接，并且将所述至少两个导管与湍流腔室连接，所述至少两个导管由此将入口毛细管连接到至少两个湍流通道，

-喷射孔口，该喷射孔口由湍流腔室供给。该喷射孔口具有轴对称性和恒定的横截面s。沿轴线A1，所述湍流腔室具有朝向所述喷射孔口减小的横截面。该喷嘴的特征在于：

-喷射孔口的横截面积s与湍流腔室的最大横截面积S的比率使得1％≤s/S≤20％，并且

-借助独立于喷嘴的致动器来操作喷射喷嘴，并且

-入口毛细管具有允许流体剪切速率大于5000s^-1的横截面积

因此，该解决方案实现了上述目的。具体地，可从粘性流变流体制备均匀雾。

根据本发明的喷嘴可单独地或彼此组合地包括以下特征中的一者或多者：

-1％≤s/S≤10％，

-喷射孔口具有圆柱形形状，该圆柱形形状具有直径d和高度h，使得：40％d≤h≤150％d，优选50％d≤h≤100％d，

-至少两个湍流通道各自具有直角四边形横截面。所述横截面在0.001和0.06mm²之间，

-四边形为正方形，

-供应装置包括：

-大致圆柱形形状的中空截面腔室，该大致圆柱形形状的中空截面腔室的基部沿垂直于轴线A1的平面延伸，

-或若干供应通道，该若干供应通道在垂直于轴线A1的平面上径向延伸，

以便供应所述至少两个导管，

-湍流腔室具有截锥形状，其在轴线A1与母线之间的角度α使得25°≤α≤55°，优选30°≤α≤45°，

-至少两个导管形成在柱中。所述柱包括具有内表面的套筒。所述套筒包括同轴间隔件，该同轴间隔件的外表面是多边形的，使得间隔件的边缘接触套筒的内表面，从而形成至少三个柱形导管，

-至少一个入口毛细管包括至少两个部分，每个部分沿其长度具有恒定的直径，每个部分的直径等于或大于至少一个下游部分的直径，并且每个部分的直径等于或小于至少一个上游部分的直径。

本发明还涉及一种医疗装置，该医疗装置能够分配流体并且包括根据前述权利要求中任一项所述的喷嘴。

作为其主题，本发明还具有一种通过喷射来分配流变粘性流体的方法，其特征在于，借助根据上述特征中的任一特征的喷嘴来执行该方法。

根据该方法，可以具有均匀液滴的雾形式来执行分布。至少90％的雾液滴具有小于l00μm的直径。也可以具有均匀液滴的雾的形式来执行分布，该均匀液滴的中值直径在10μm和50μm之间。也可以具有均匀液滴的雾的形式来实现分布，其中不到12％的液滴具有小于10μm的直径。最后，分布可被执行为具有液滴分散性的均匀雾，该液滴分散性的特征在于Dv10和Dv90与中值的偏差比小于2。

定义

在本发明中，以下术语定义如下：

-“上游”是根据流体流过喷嘴的方向定义的，并且是指相对于另一元件位于喷嘴中的流体入口附近的任何元件。

-“下游”是根据流体流过喷嘴的方向定义的，并且表示相对于另一元件位于喷嘴的流体出口附近的任何元件。

-“雾”类似于雾气并且被定义为一团非常细的液滴。

-“毛细管”是具有相对于其长度较细的截面的导管。该截面未指定。

-在本发明的上下文中，“柱”是由一个或多个零件构成的元件，其在组装时用作至少供应装置和导管的支撑件。柱位于供应装置和湍流通道之间。其至少包括用于将流体从至少一个毛细管输送到通道的装置。

-“湍流通道长度”：湍流通道的长度被定义为沿所述通道具有相同截面的最长距离。

-“粘性流体”：其粘度高于10mPa.s的流体。

-“流变流体”：动态粘度随着流体剪切速率的增加而降低的流体。

-“Dv10、Dv50、Dv90”是粒度测定中使用的量，其给出一组颗粒(在这种情况下为液滴)的粒度的体积分布的指示。4μm的Dv10指示10％的颗粒(按体积计)的直径小于4μm。D50给出了中值尺寸：一半的颗粒较小，一半的颗粒较大，并且10％的颗粒大于D90。换句话讲：Dv10、Dv50和Dv90指示颗粒群的10％、50％和90％(分别)小于该尺寸的颗粒尺寸。

-“分布”或“跨度”是在雾中测量的不同液滴尺寸的中值或Dv50附近的分布。其通过Dv10和Dv90之间的差与Dv50的比率获得。该比率是无单位的。

附图说明

图1的1a是本发明希望避免的喷雾的说明性视图，图1的1b是期望的雾状喷雾的说明性视图。

图2是根据本发明的一个实施方案的具有三个横截面(2a、2b和2c)的前视图。

图3是图2的独立前视图，示出了截锥形湍流腔室的孔口和基部截面。

图4是喷嘴内的流体路径的透视图，柱是透明的。

图5是根据本发明的另一个实施方案的喷嘴的流体路径的透视图，其中供应装置由多个成角度间隔开的通道构成。

图6包括示出了入口毛细管的三个不同实施方案的三个图(6a、6b、6c)，该图示出了流体路径。

图7是根据一个实施方案的喷嘴内的流体路径的透视图，其中导管由插入柱形筒中的间隔件形成，这里以透明形式示出。

图8是柱的横截面，用于示出间隔件和包络筒之间的导管。

图9是根据本发明的两个实施方案的视图，其中导管的长度从H1变为H2。

图10示出了适于通过根据本发明的喷嘴喷射的流变流体的粘度和剪切之间的对数关系。

图11示出了根据本发明的喷嘴的剖视图，该喷嘴具有用于连接容纳待排出流体的容器的间隙。

图12示出了根据本发明的一个具体实施方案的具有多个平行入口毛细管的间隔件的透视图。

图13示出了如图12所示的具有多个入口毛细管的所得流体路径的透视图。

图14是根据本发明的喷嘴的示意图，其中柱与形成湍流腔室、孔口和湍流通道的部分相混淆。

具体实施方式

从以上所示的附图将更好地理解以下描述。出于说明的目的，在优选实施方案中示出了喷嘴。然而，应当理解，本申请不限于所示的具体布置、结构、特征、实施方案和外观。附图未按比例绘制，并且不旨在将权利要求的范围限制于其中所示的实施方案。

一般来讲，本发明涉及将被安装在分配容器上的用于流体、更具体地用于粘性流变流体的喷射喷嘴1。

如果流体的粘度为约20mPa.s，优选小于20mPa.s，即如果流体的粘度低，则所考虑的流体可能不是流变流体。

因此，根据本发明的喷嘴1被设计成附接到流体贮存器，具体地，流变粘性流体。

图1将利用根据本发明的喷嘴1获得的扩散雾与如果不满足所有条件，即在非常局部的表面上排出大量液体时获得的扩散雾进行比较。

在图1中，示出了喷嘴1的湍流腔室3和喷射孔口2以显示尺寸差异。图1没有以本发明的全尺寸示出。图1是左侧(a)本发明希望避免的喷雾和右侧(b)期望的雾状喷雾的说明性视图。此外，我们还希望避免粗液滴。

在图2中，从左到右，横截面2a、2b和2c示出了各种元件，以便更好地理解根据本发明的喷嘴1。

图2是本发明的喷嘴1的实施方案的前视图。在该图中，喷嘴l的入口毛细管7相对于喷射孔口2的轴线A1偏移。轴线A1也是截锥形湍流腔室3的轴线。偏移可在0mm和0.4mm之间的距离h7的范围内，注意，如果h7等于0mm，则这导致与喷射孔口同轴。距离h7因此限定了喷射孔口2的轴线A1和入口毛细管7的轴线之间的距离。这种偏移所呈现的优点是喷嘴1的实施方案的实际优点。

入口毛细管7的长度L和横截面积D是可在本发明的上下文中作用以便调节通过入口毛细管7的流体的剪切速率的变量。在入口毛细管7的横截面D为圆盘形(毛细管为圆柱形)的特定情况下，则横截面变为直径D，使得S＝pi*(D/2)²，其中S表示横截面。

众所周知，剪切速率随着横截面积S的减小而增加。在给定流量下，增加长度L增加了流体在给定剪切速率下被剪切的时间。这使得可确保长度L大于流动建立长度并且获得在该剪切速率下将实现的粘度。然而，目的也是降低喷嘴1的入口压力，并且因此降低其内的压力损失。压力损失随着横截面减小和长度增加而增加。因此，问题在于找到通过本发明实现的功能平衡。

在图2所示的实施方案中，入口毛细管7为具有圆形横截面的圆柱形形状。优选地，入口毛细管7的直径D7在0.1和0.3mm之间，并且其长度L在2和11mm之间。

本领域技术人员知道，减小入口毛细管7的横截面D增加了待推进流体的剪切速率，因为剪切速率等于流体速度除以气隙。这通常导致入口毛细管7内和喷嘴1内的所述流体的粘度降低。

由于粘度较低，因此可增加流量，并且因此在保持相对低的压力的同时实现较高的流速。实际上，在恒定的粘度下，如果增加流量，就会增加压力，并且这在粘度高时更加重要。换句话讲，增加剪切速率降低了粘度，并且因此允许在不增加(非常显著地)压力的情况下实现较高的流速。增加速度使得可达到允许产生流体雾化并且因此形成喷雾(或雾)的临界速度。

换句话讲，通过一旦流体进入喷嘴1并且因此一旦其进入入口毛细管7就显著剪切流体，来沿整个流体路径实现低粘度。这使得可实现流体的高流量和高流速，从而允许流体在喷嘴出口处雾化，即形成喷雾(雾)，而不非常显著地增加喷嘴入口1处的压力。换句话讲，这使得可在低压力下从流变粘性流体产生喷雾(雾)，从而便于医疗装置的设计并限制对其使用者的风险。

小的横截面使得高速成为可能，然而，非常小的横截面引起大的压降，并且因此需要在喷嘴1的入口处施加非常高的压力以获得喷雾。

在图5所示的实施方案中，我们注意到，入口毛细管7从上游到下游呈现具有不同直径的部分71、72、73、74，每个部分71、72、73、74在其整个长度上呈现恒定的截面，然而，位于入口毛细管7最上游的第一部分71呈现比下游部分72、73、74的直径大的直径D。因此，每个部分71、72、73、74在其整个长度上具有这样的直径D，

-该直径D大于或等于下游部分72、72、74的直径，并且

-小于或等于位于上游的部分71、72、73的直径。这里的目的是逐渐减小横截面积以增加流体的剪切速率，以便减小流体的粘度，而不产生将引起显著的异常压力损失的过度的点限制，以及由此的压力增加。

换句话讲，入口毛细管7的部分71、72、73、74越靠近湍流腔室3定位，其横截面积D越小。不同的位置71、72、73、74可通过托盘彼此分离。这些板使得不同部分71、72、73、74之间的更好对准成为可能。

图6中的三个变体6a、6b和6c示出了入口毛细管7的不同部分71、72、73、74的不同可能配置。根据变体6a，存在两个部分71和72，每个部分沿其长度具有恒定的直径D。下游部分71的直径D小于上游部分72的直径D。

变体6b具有三个部分71、72和73，每个部分沿其整个长度具有恒定的直径D。上游部分73的直径D大于中心部分72的直径，所述中心部分本身的直径大于下游部分71的直径。这是图5所示的实施方案。

另一方面，变体6c具有四个部分71、72、73和74，每个部分具有恒定的直径D。直径D朝向供应装置6减小，并且两个中心部分72和73具有类似的表面部段。这增加了中间部段的中心部分72、73的长度。这种设计的优点是，当只有一个毛细管直径时增加入口毛细管7的长度L(在该剪切下的流动建立长度)。还优选增加中间部段的长度而不是最小部段的长度，以便不使压力损失增加太多。

在图6所示的三个实施方案中，入口毛细管7的部分71、72、73、74沿轴线A1与喷射孔口2同轴。

图11示出了根据本发明的一个特定实施方案的具有多个平行入口毛细管的喷嘴1的透视图。具有若干平行入口毛细管7的优点是，它使工业制造变得非常容易。在塑料注射成型中，不可能制造具有小横截面的入口毛细管7，但由于这种组件，制造具有大得多的直径(在塑料注射成型中是可行的)的喷嘴1的入口筒插入其中的筒成为可能。这在塑料注射成型中也是可行的。在该实施方案中，喷嘴1包括支撑件8，该支撑件具有第一开口81和第二开口82，该第一开口适于接收容纳待排出流体的容器，该第二开口适于接收喷嘴入口筒。该喷嘴入口筒示出于图12中。在例示的实施方案中，该喷嘴入口筒提供有间隔件53，该间隔件的功能将在本申请的后面阐述。凹槽纵向地设置在喷嘴入口筒中，使得喷嘴入口筒的外壁可通过与第二凹陷部82的内壁互锁来形成彼此平行并沿轴线A1延伸的入口毛细管7。因此，每个入口毛细管7由喷嘴1的入口筒与其支撑件8之间的空间形成。支撑件8的优点在于，喷嘴1可经由鲁尔连接(82是母鲁尔接头，注射器端部处于公鲁尔接头中)直接连接到注射器。该方法允许在喷嘴1的入口处使用可通过工业生产方法(大批量)制造的零件来获得期望的剪切速率。

一般而言，流体入口毛细管7具有直径D以产生大于5000s^-1的流体剪切速率。就具有可变部分71、72、73和74的入口毛细管7的实施方案而言，正是上游部分74使得可获得大于5000s^-1的剪切速率。之后的部分71、72、73允许获得甚至更高的剪切速率。

沿图2的轴线2a的截面示出了允许入口毛细管7和上述间隔件53之间的流体路径的连接。实施方案2a中的间隔件53是六棱柱。有利地，这种形状使得通过使用可容易地组装和定位的两个互锁零件来形成具有小通路截面的导管成为可能。正是包络筒和间隔件53之间的间隙使得可以形成导管。小的横截面积使得可保持高剪切速率。

更一般地，入口毛细管7借助导管512连接到截锥形湍流腔室3。这些导管512可以各种方式获得。获得这些导管512的一种方式是堆叠机加工零件，从而形成其中设置有所述导管512的柱5。然而，这种方法冗长并且乏味，并且在工业层面没有吸引力。另选地，在图2所示的实施方案中，这些导管512是借助互锁两个零件来获得的，这两个零件可通过塑料注射彼此独立地获得。这两个零件采用了六棱柱形间隔件53和包络筒52的形式。这将零件的数量限制为两个，从而简化了喷嘴1的组装。在图2所示的实施方案中，间隔件53和包络筒形成柱5。因此，沿轴线2b的横截面示出了允许入口毛细管7和湍流腔室3之间的流体路径通过柱5的连接。具体地，截面2b示出了由包络筒52内的间隔件53的互锁形成的6个小横截面流动通道。在该实例中，间隔件53是六边形的，形成六个导管512，然而一些实施方案具有十二个导管512。间隔件53中“小平面”的数量越多，导管512的横截面积越小，并且因此剪切速率越大。具体地，流体路径在间隔件53的外壁和包络筒52的内壁之间通过。在该实例中，包络筒52的横截面为圆形。导管512沿轴线A1纵向延伸。箭头表示可喷射流体沿柱5的导管512的流动方向。

图7示出了根据本发明的第三实施方案的流体路径。事实上，在图7中，为了示出通过沿轴线A1纵向延伸的导管51的流体路径，没有示出柱5。在这种端接模式中，除了柱5及其部件之外，针对第一实施方案给出的所有元件及其尺寸都相同。围绕轴线A1，沿柱5的圆周具有一系列等间隔的12个导管51。这些导管51具有大致扁平的形状，由筒中的“小平面化”间隔件53形成。如前所述，间隔件53中“小平面”的数量越多，导管51的通路截面越小，并且因此导管51内的剪切速率越大。这允许维持高剪切速率以保持低粘度；剪切速率可高于这些导管51上游的流体路径中的剪切速率，从而允许进一步的流变。

图8示出了由间隔件53的表面和包络筒52的内表面之间的空间限定的导管51。间隔件53由12个表面构成，这些表面形成许多导管，以将待喷射的流体从供应装置6输送到湍流通道4。

图9示出了两个实施方案9a和9b，其中柱5的高度H1和H2是可变的，以提供流体在其上被剪切的更长的长度。

高度H1与高度H2相比的优点是，长度越短，所引起的压降越小，并且因此喷嘴入口1处的压力越小。高度H2相比于高度H1的优点是，流体在其上被剪切的长度越大，并且因此所引起剪切越好。在此，必须再次做出折衷，这就是本发明的主题。

图14是根据本发明的喷嘴1的另一透视图，示出了待排出的流体将通过的入口毛细管7。如图13所示的具有多个入口毛细管7的实施方案是可能的。还示出了柱5，其包括由间隔件53的表面和包络筒52的内表面之间的空间限定的导管(未示出)。在离开导管(未示出)时，流体穿过湍流通道(未示出)，并且然后在作为雾通过喷射孔口2排出之前切向地进入湍流腔室3。在该实施方案中，柱5与其中形成通道、锥体和喷射孔口的零件合并。换句话讲，在该实施方案中，单个零件支撑包络筒、湍流通道4、湍流腔室3和孔口2。

柱5的导管512和入口毛细管7之间的连接可由供应装置6提供，该供应装置通常采取大致扁平圆柱形形状的中空托盘的形式。这在图4中示出。图4示出了待喷入喷嘴1的流体所遵循的流体路径。在图4所示的实施方案中，喷嘴1具有将入口毛细管7连接到湍流腔室3的三个导管511、512、513。在该实施方案中，这三个导管511、512和513是具有沿轴线A1纵向延伸的圆形横截面的圆柱形导管。三个导管511、512和513在角度上是等距的并且因此相隔120°。

沿图2的轴线2c的截面更具体地示出了在柱5与截锥形湍流腔室3之间延续流体路径的连接。图2c中的横截面示出了圆环，该圆环将柱5连接到湍流通道4，以便将待喷射的流体朝向圆环的中心切向地输送到湍流腔室3。换句话讲，圆环将导管512连接到湍流通道4、41、42、43的入口。所述湍流通道4、41、42、43将流体沿与锥体相切的方向输送到截锥形湍流腔室3以产生湍流。

图3示出了喷射孔口2和湍流腔室3的前视图。在本发明的上下文中，喷射孔口的横截面积s与湍流腔室的最大横截面积S的比率使得1％≤S/S≤20％，并且优选地，该比率在1％和10％之间，甚至更优选地，该比率在1％和6％之间。应当注意，这些区间的相应界限包括在本发明中。

在图7中可见的圆环将导管511、512和513连接到三个湍流通道41、42和43，导管分别与湍流通道流体连接。三个湍流通道41、42和43各自具有矩形横截面。该横截面在0.001和0.06mm²之间，优选在0.003和0.01mm²之间。这种截面使得能够：

-进一步增加流体的剪切速率并且因此进一步降低粘度，

-相对于上游通道中的流体速度增加流体速度(加速度)，从而在到达涡流腔室3时具有高速度以产生更快的涡流并因此产生更好的喷雾，

-具有高流体速度，从而允许以相对低的流量产生喷雾(流量＝速度x截面，在给定的速度下，截面越小，流量越小)。

与入口毛细管7一样，减小湍流通道41、42和43的横截面增加了流体的剪切里并因此增加了其速度。这种速度的增加允许产生更好的湍流并因此进行更好的喷射。

湍流通道41、42和43的长度(即，将在圆环和湍流腔室3的切向入口之间被喷射的流体所覆盖的距离)理想地在0.2和0.71mm之间。

图4还示出了湍流腔室3，该湍流腔室具有截锥形状，该截锥形状的基部直径理想地在0.8和1.6mm之间。

优选地，轴线A1与截锥形腔室的母线之间的角度α使得25°≤α≤55°，优选地：30°≤α≤45°。

截锥形腔室的高度L3理想地在0.4和0.7mm之间。

最后，在图4中，我们还看到喷射孔口2，该喷射孔口具有圆柱形形状，该圆柱形形状的直径d优选地在0.05mm和0.5mm之间，优选地在0.1mm和0.18mm之间。

喷射孔口2的高度h理想地在0.1mm和0.15mm之间。

图5示出了根据本发明的第二实施方案。在这种端接模式中，除了供应装置6之外，针对第一实施方案给出的所有元件及其尺寸都相同，该供应装置在此是与导管511、512和513流体连接的一组三个在角度上等距的供应通道61、62和63。该实施方案使得将流体从入口毛细管7更好地引导到导管51、511、512、513成为可能。

图13示出了本发明的另选实施方案。图13由此示出了流体路径，该流体路径是由将以雾的形式通过喷嘴1(诸如图11所示的喷嘴)被排出的流体所遵循的，其中入口毛细管由图12中的间隔件形成。供应装置6下游的流体路径与针对图7、图8和图9的实施方案所描述的那些相同。

根据一些实施方案，根据本发明的喷嘴1可完全被认为是消耗品，并且其因此由一次性和/或寿命非常短的材料制成。因此，根据本发明的喷嘴1适用于化妆品、食品加工中的许多应用，并且其因此不限于医疗领域。

喷嘴1与独立的致动器结合地使用。因此，喷射喷嘴1借助独立于喷嘴的致动器致动。“喷嘴致动”是指“待分配的流体通过喷嘴1的循环”。

这种独立的致动器可采用许多不同的形式，但在所有情况下，其都包括使待喷射的流体循环的装置。致动器可以是手动的或者可以是使用机械系统(泵、注射泵、弹簧)或机电装置(使用马达)自动的。对致动器和待喷射流体的循环装置的选择取决于喷射的期望特性：例如，锥体的尺寸、流量、喷射的持续时间。

综上所述，明显的是，根据本发明的喷嘴1使得流变粘性流体的高剪切成为可能，从而能够有效和安全地喷射这种类型的流体。湍流通道41、42和43的直径足够小以喷射低流量的雾，而且足够大以不引起过大的压降，从而使喷嘴1的入口压力最小化。

图10示出了已经用喷嘴1喷射的流体的流变图(粘度与剪切速率曲线)。

因此，根据本发明的喷嘴1允许实施通过喷射来分配流变粘性流体的方法。更具体地，以具有均匀液滴的雾的形式来执行该分布，通过激光衍射(Spraytec/MAL10332887/Malvern/UK)对其进行表征使得可建立以下特征：

-雾中至少90％的液滴的直径小于l00μm，优选小于90μm，更优选小于80μm，甚至更优选70μm。在最后一种优选模式中，小于60μm，换句话讲，雾具有小于l00μm的Dv90，

-雾液滴的中值直径(也称为雾的Dv50)在10和50μm之间，优选地在10和45μm之间，更优选地在15和40μm之间，

-12％的液滴的直径小于10μm，优选小于10μm，

-雾的不同液滴尺寸的分布集中在其中值(Dv50)附近，使得Dv90和Dv10之间的差与Dv50之间的比小于2，优选小于1.8，更优选小于1.6。换句话讲，“跨度”分布小于2，优选小于1.8，更优选小于1.6。

附图标记

1：喷射喷嘴

2：喷射孔口

3：湍流腔室

4、41、42、43：湍流通道

5：柱51、511、512、513：导管

52：包络筒

53：间隔件

6：供应装置，

61、62、63：供应通道

7：入口毛细管

8：支撑件

81：能够接收待分配液体的容器的支撑件的第一释放件，

81：能够接收形成入口毛细管的凹槽的支撑件的第二释放件，

71、72、73、74：入口毛细管7的截面恒定的部分

A1：喷射孔口的轴线

H1、H2：柱的高度

D7：流体入口毛细管的直径

h7：喷射孔口的轴线与流体入口毛细管的轴线之间的径向距离。

L：流体入口毛细管的长度

d：喷射孔口的直径

h：喷射孔口的高度

L3：涡流腔室的高度(根据轴线A1)

α：轴线A1与湍流腔室的母线之间的角度。

Claims

1.一种用于喷射流体的喷嘴(1)，所述喷嘴(1)被设计成安装在分配容器上，所述喷嘴(1)包括

-至少一个流体入口毛细管(7)，所述至少一个流体入口毛细管沿轴线A1纵向延伸，所述至少一个流体入口毛细管的直径在0.1mm和0.3mm之间且长度在2mm和11mm之间，

-湍流腔室(3)，所述湍流腔室沿所述轴线A1延伸，所述湍流腔室用于接收待喷射的流体，所述湍流腔室(3)具有最大横截面S和最大直径D，

-至少两个导管(51、511、512、513)，所述至少两个导管沿所述轴线A1纵向延伸，所述至少两个导管从所述轴线A1径向偏移并且围绕所述轴线A1具有等间隔，所述导管(51、511、512、513)与所述入口毛细管(7)流体连接，

-至少两个湍流通道(4、41、42、43)，所述至少两个湍流通道与所述至少两个导管(51、511、512、513)流体连接，所述至少两个湍流通道将所述流体沿与所述湍流腔室(3)的锥体相切的方向输送到所述湍流腔室(3)，并且将所述至少两个导管(51、511、512、513)与所述湍流腔室(3)连接，所述至少两个导管(51、511、512、513)由此将所述入口毛细管(7)连接到所述至少两个湍流通道(4、41、42、43)，

-喷射孔口(2)，所述喷射孔口(2)由所述湍流腔室(3)供应，所述喷射孔口(2)具有轴对称性和恒定的横截面，所述湍流腔室(3)具有沿所述轴线A1朝向所述喷射孔口(2)减小的横截面，

所述喷嘴的特征在于：

-所述喷射孔口(2)的所述横截面的面积s与所述湍流腔室(3)的所述最大横截面积S的比率使得1％≤^S/S≤20％，并且

-借助独立于所述喷嘴(1)的致动器来操作所述喷嘴(1)，并且

-所述入口毛细管(7)具有允许流体剪切速率大于5000s^-1的横截面积，

其中，供应装置(6)包括：

-大致圆柱形形状的中空截面腔室，所述大致圆柱形形状的中空截面腔室的基部沿垂直于所述轴线A1的平面延伸，

-或若干供应通道(61、62、63)，所述若干供应通道在垂直于所述轴线A1的平面上径向延伸，

以便供应所述至少两个导管(51、511、512、513)。

2.根据权利要求1所述的喷嘴(1)，其特征在于，1％≤^S/S≤10％。

3.根据权利要求1或2所述的喷嘴(1)，其中所述喷射孔口(2)具有圆柱形形状，所述圆柱形形状具有直径d和高度h，使得：40％d≤h≤150％d。

4.根据权利要求1或2所述的喷嘴(1)，其中所述喷射孔口(2)具有圆柱形形状，所述圆柱形形状具有直径d和高度h，使得：50％d≤h≤100％d。

5.根据权利要求1或2所述的喷嘴(1)，其中所述至少两个湍流通道(4、41、42、43)各自具有直角四边形横截面，所述横截面在0.001和0.06mm²之间。

6.根据权利要求5所述的喷嘴(1)，其中所述四边形是正方形。

7.根据权利要求1或2所述的喷嘴(1)，其中所述湍流腔室(3)具有截锥形状，所述截锥形状的轴线A1与母线之间的角度α使得25°≤α≤55°。

8.根据权利要求1或2所述的喷嘴(1)，其中所述湍流腔室(3)具有截锥形状，所述截锥形状的轴线A1与母线之间的角度α使得30°≤α≤45°。

9.根据权利要求1或2所述的喷嘴(1)，其中所述至少两个导管(51、511、512、513)设置在柱(5)中，所述柱(5)包括包络筒(52)并且具有内表面Sc，所述包络筒(52)包括同轴间隔件(53)，所述同轴间隔件的外表面是多边形的，使得所述间隔件(53)的边缘与所述包络筒(52)的所述内表面Sc接触，从而在所述柱(5)中形成至少三个导管(51、511、512、513)。

10.根据权利要求1或2所述的喷嘴(1)，其中所述至少一个入口毛细管(7)包括至少两个部分(71、72、73、74)，每个部分沿其长度具有恒定的直径D，每个部分(71、72、73、74)的直径D等于或大于至少一个下游部分(71、72、73、74)的直径D，并且每个部分(71、72、73、74)的直径D等于或小于至少一个上游部分(71、72、73、74)的直径D。

11.一种医疗装置，所述医疗装置适于分配流体并且包括根据权利要求1-10中任一项所述的喷嘴(1)。

12.一种通过喷射来分配流变粘性流体的方法，其特征在于，借助根据权利要求1至9中任一项所述的喷嘴(1)来执行所述方法。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，以具有均匀液滴的雾的形式来执行分布，至少90％的所述雾的所述液滴具有小于100μm的直径。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，以具有均匀液滴的雾的形式来执行分布，所述均匀液滴的中值直径在10μm和50μm之间。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，以具有均匀液滴的雾的形式来执行分布，其中不到12％的所述液滴具有小于10μm的直径。

16.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，以具有均匀液滴的雾的形式来执行分布，所述均匀雾的所述液滴的分散性的特征在于Dv10和Dv90与中值的偏差比小于2。