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ES2572770T3 - Aparato para proporcionar pulverización para tratamiento médico y métodos - Google Patents

Aparato para proporcionar pulverización para tratamiento médico y métodos Download PDF

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ES2572770T3
ES2572770T3 ES03753105.0T ES03753105T ES2572770T3 ES 2572770 T3 ES2572770 T3 ES 2572770T3 ES 03753105 T ES03753105 T ES 03753105T ES 2572770 T3 ES2572770 T3 ES 2572770T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
actuator
spray
sealing element
annular
face
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES03753105.0T
Other languages
English (en)
Inventor
John Power
Des Regan
Niall Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Novartis AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novartis AG filed Critical Novartis AG
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • A61M15/00—Inhalators
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
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    • B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
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Abstract

Aparato (100; 700; 800; 900; 1000) para generar una pulverización, que comprende: un actuador (112; 708; 808; 912; 1012) que tiene: una primera cara (820) y una segunda cara (824) y que definen un orificio a través de las mismas; y una superficie (828) externa que define un reborde que se extiende desde la primera cara (820); un elemento (108; 716; 816; 916; 1016) de pulverización montado sobre el actuador y dispuesto sustancialmente sobre el orificio, en el que el elemento de pulverización define al menos una abertura a través del mismo; un elemento vibratorio anular en comunicación mecánica con el actuador, comprendiendo el elemento vibratorio anular un elemento (120; 712; 812; 908; 1008) piezoeléctrico y conductos (116) eléctricos; un elemento de sellado configurado para aislar el elemento vibratorio anular de un entorno circundante; en el que el elemento vibratorio anular puede hacerse funcionar para vibrar para provocar el movimiento del elemento de pulverización de tal manera que un líquido en la primera cara del elemento de pulverización puede dispensarse como una pulverización a través de la al menos una abertura, caracterizado porque el elemento (104; 704; 804; 904; 1020) de sellado es anular, cubriendo al menos una parte de la primera cara del actuador, el reborde definido por la superficie (828) externa del actuador, al menos una parte de la segunda cara del actuador y al menos una parte del elemento vibratorio anular.

Description

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DESCRIPCION
Aparato para proporcionar pulverizacion para tratamiento medico y metodos Referencias cruzadas a solicitudes relacionadas
Esta solicitud es una solicitud no provisional de la solicitud de patente estadounidense provisional con n.° de serie 60/382.256, titulada “APPARATUS AND METHODS OF PROVIDING AEROSOL FOR MEDICAL TREATMENT”, presentada el 20 de mayo de 2002 por Power et al.
Antecedentes de la invencion
Esta invencion se refiere de manera general al campo de la administracion pulmonar de farmacos, y en particular a la pulverizacion de medicamento llquido para obtener gotitas llquidas finas para su inhalacion.
En los campos de la administracion de farmacos y la terapia pulmonar, la pulverizacion de farmacos y otros medicamentos para administracion pulmonar puede proporcionar beneficios terapeuticos significativos. Para obtener esos beneficios, ha surgido una variedad de atomizadores y nebulizadores, que pueden variar significativamente en cuanto a sus metodos de funcionamiento. Por ejemplo, algunos generadores de pulverizacion funcionan haciendo vibrar a una frecuencia relativamente alta una placa de abertura en contacto con el material que va a pulverizarse. A modo de ejemplo, las patentes estadounidenses n.os 5.164.740; 5.586.550; 5.758.637; y 6.235.177, describen dispositivos a modo de ejemplo para producir gotitas llquidas finas de tal manera. Tales dispositivos han demostrado ser enormemente utiles en la pulverizacion de llquidos. Otra tecnica para pulverizar llquidos se describe en la solicitud de patente estadounidense n.° 5.261.601 y usa una membrana perforada dispuesta sobre una camara. La membrana perforada comprende una lamina de metal electroformada usando un “procedimiento fotografico” que produce aberturas con un orificio de salida cillndrico. Otro ejemplo de dispositivo de la tecnica anterior se facilita en el documento US 6 014 970 A.
Comunmente, tales generadores de pulverizacion funcionan usando un elemento vibratorio para accionar un elemento de pulverizacion (por ejemplo, placa de abertura, membrana, etc.). En muchos casos, el elemento vibratorio comprende un material piezoelectrico y/o piezomagnetico tal como una de las muchas ceramicas que se sabe en la tecnica que muestran tales propiedades. Cuando se excita mediante el campo apropiado, el material piezoelectrico se expandira/contraera, de tal manera que la aplicacion de un campo oscilante puede producir vibracion oscilante del material piezoelectrico (y, por extension, el elemento de pulverizacion) a una frecuencia relacionada con la del campo oscilante. Con frecuencia, el campo se aplicara al material piezoelectrico a traves de uno o mas electrodos en comunicacion electrica con el material piezoelectrico.
En uso, los generadores de pulverizacion pueden someterse a una variedad de condiciones del entorno, muchas de las cuales pueden amenazar con degradar las prestaciones del generador; por ejemplo, durante el funcionamiento, el material piezoelectrico y/o los electrodos pueden correr el riesgo de exposicion al fluido que esta pulverizandose. Los expertos en la tecnica reconoceran que, en muchos casos, la exposicion prolongada a tales fluidos puede dar como resultado la corrosion del material piezoelectrico y/o los electrodos, e incluso una exposicion relativamente breve puede danar la comunicacion electrica entre el material piezoelectrico y el circuito mediante los cuales se acciona (por ejemplo, mediante cortocircuito de los electrodos y/o interfiriendo de otro modo con la comunicacion electrica entre los electrodos y el material piezoelectrico).
Asimismo, diversos procedimientos de limpieza pueden resultar perjudiciales para el funcionamiento del generador de pulverizacion si no se tiene cuidado. Por ejemplo, en muchos casos se usan generadores de pulverizacion en hospitales y/u otros entornos institucionales, en los que con frecuencia se implementan estrictas pollticas de esterilizacion para prevenir la infeccion cruzada por multiples usuarios de un generador. Simplemente a modo de ejemplo, pueden exponerse generadores de pulverizacion a sustancias posiblemente corrosivas, tales como disolventes y desinfectantes. Ademas, pueden exponerse generadores a niveles relativamente altos de calor, presion y/o humedad durante procedimientos de esterilizacion, tales como esterilizacion en autoclave y similares. Por tanto, sin proteccion, los componentes relativamente sensibles de generadores de pulverizacion (incluyendo, por ejemplo, sus materiales piezoelectricos y/o electrodos) pueden verse danados durante la esterilizacion y/o las vidas utiles de tales componentes pueden verse limitadas significativamente mediante procedimientos de esterilizacion repetidos.
Breve sumario de la invencion
Por tanto, realizaciones de la invencion abordan determinadas limitaciones en la tecnica anterior e incluyen un aparato para pulverizar llquido. Por ejemplo la invencion proporciona un aparato para generar una pulverizacion. El aparato incluye un actuador que tiene una primera cara y una segunda cara y que definen un orificio a traves de las mismas, as! como un elemento vibratorio en comunicacion mecanica con el actuador, y un elemento de sellado configurado para aislar el elemento vibratorio de un entorno circundante. El aparato comprende ademas un elemento
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de pulverizacion montado sobre el actuador y dispuesto sustancialmente sobre el orificio, en el que el elemento de pulverizacion define al menos una abertura a traves del mismo. Por tanto, el elemento vibratorio puede hacerse funcionar para vibrar para provocar el movimiento del elemento de pulverizacion de tal manera que un llquido en la primera cara del elemento de pulverizacion puede dispensarse en una pulverizacion a traves de la al menos una abertura. Algunas realizaciones presentan un electrodo acoplado al elemento vibratorio.
El elemento vibratorio tiene forma anular y comprende una ceramica piezoelectrica. El elemento de sellado es anular, de tal manera que cubre al menos una parte de la primera cara del actuador, al menos una parte de la segunda cara del actuador y al menos una parte del elemento vibratorio. En realizaciones adicionales, el elemento de sellado puede comprender un elastomero y/o un caucho, que puede ser, simplemente a modo de ejemplo, un caucho sintetico o una silicona. El elemento de sellado puede moldearse alrededor de al menos una parte del elemento vibratorio y puede formarse mediante moldeo por inyeccion.
Algunas realizaciones incluyen una o mas capas de material de union entre el elemento de sellado y el elemento vibratorio. El material de union puede acoplar el elemento de sellado de manera relativamente segura a al menos uno del elemento vibratorio y el actuador y, en algunos casos, puede proporcionar una barrera relativamente resistente entre el electrodo y el entorno circundante. El material de union puede ser relativamente resistente a una condition del entorno relativamente intensa, lo que puede incluir, entre otros, calor, humedad, presion, ciclos alternantes de vaclo y presion, y un producto qulmico corrosivo.
En otras realizaciones, el material de union puede seleccionarse del grupo que consiste en una pintura, una resina epoxldica, un adhesivo y una imprimacion, y la al menos una capa de material de union puede comprender una primera aplicacion de un primer material de union y una segunda aplicacion de un segundo material de union. Los materiales de union primero y segundo pueden ser el mismo material de union. En realizaciones adicionales, el material de union comprende un adhesivo situado entre el elemento vibratorio y el actuador. En algunos casos, el elemento vibratorio comprende una superficie interna y una superficie externa, y el adhesivo puede situarse entre el elemento de sellado y al menos una parte de al menos una de las superficies interna y externa del elemento vibratorio.
Otros ejemplos proporcionan metodos de production y/o uso de conjuntos de generador de pulverizacion. Un metodo a modo de ejemplo para producir un conjunto de generador de pulverizacion comprende proporcionar un generador de pulverizacion, que puede ser similar a uno de los generadores de pulverizacion comentados anteriormente. El metodo tambien incluye proporcionar un conjunto de molde formado para recibir el generador de pulverizacion, colocar un material de moldeo en el conjunto de molde, permitir que el material de moldeo forme un elemento de sellado alrededor de al menos una parte del generador de pulverizacion y retirar el generador de pulverizacion del conjunto de molde.
En algunos casos, colocar el material de moldeo en el conjunto de molde comprende moldear por inyeccion el material de moldeo. En otros casos, el metodo incluye preparar al menos uno del elemento vibratorio y el actuador. Preparar el elemento vibratorio y/o el actuador puede comprender realizar el grabado qulmico de esos componentes.
En determinados ejemplos, el metodo comprende ademas aplicar al menos una capa de material de union entre el material de moldeo y al menos uno del elemento vibratorio y el actuador. Aplicar al menos una capa puede incluir aplicar una capa de un primer material de union y aplicar una capa de un segundo material de union. El primer material de union y el segundo material de union pueden ser los mismos materiales de union. Pueden aplicarse una o mas capas a temperatura ambiente y curarse a una temperatura relativamente alta durante un periodo de tiempo especificado. La temperatura relativamente alta es superior a aproximadamente 100°C, mas especlficamente de entre aproximadamente 100°C y aproximadamente 150°C. En algunos casos, la temperatura relativamente alta es de entre aproximadamente 120°C y aproximadamente 140°C, y mas especlficamente, de aproximadamente 130°C. En otros casos, el periodo de tiempo especificado es de entre aproximadamente 15 minutos y aproximadamente 45 minutos.
Breve description de los dibujos
Puede obtenerse una comprension adicional de la naturaleza y ventajas de la presente invention mediante referencia a las figuras que se describen en partes restantes de la memoria descriptiva. En las figuras, se usan numeros de referencia similares a lo largo de varias figuras para hacer referencia a componentes similares. En algunos casos, se asocia una etiqueta secundaria que consiste en una letra en minusculas con un numero de referencia para indicar uno de multiples componentes similares. Cuando se hace referencia a un numero de referencia sin especificar una etiqueta secundaria existente, se pretende hacer referencia a todos de tales multiples componentes similares.
La figura 1 es una vista en planta de un conjunto de generador de pulverizacion.
La figura 2 es una vista en section transversal lateral de un conjunto de generador de pulverizacion.
La figura 3 es una vista desde abajo de un conjunto de generador de pulverizacion.
La figura 4 es una vista lateral de un conjunto de generador de pulverizacion.
La figura 5 es una vista en perspectiva desde arriba de un conjunto de generador de pulverizacion.
La figura 6 es una vista en perspectiva desde abajo de un conjunto de generador de pulverizacion.
5 La figura 7 ilustra un conjunto de generador de pulverizacion.
Las figuras 8A y 8B ilustran una parte de un conjunto de generador de pulverizacion con una pluralidad de capas de materiales de union.
Las figuras 9A y 9B ilustran una parte de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene un adhesivo situado entre un actuador y un elemento vibratorio.
10 La figura 10 ilustra una seccion transversal de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene una unica capa de material de union aplicada a partes de un elemento vibratorio.
La figura 11 ilustra una seccion transversal de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene una unica capa de material de union aplicada a partes de un elemento vibratorio, un actuador y un elemento de pulverizacion.
La figura 12 ilustra una seccion transversal de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene una primera 15 capa de material de union aplicada a partes de un elemento vibratorio y una segunda capa de material de union aplicada a partes del elemento vibratorio, un actuador y un elemento de pulverizacion.
La figura 13 ilustra una seccion transversal de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene un adhesivo dispuesto entre un elemento vibratorio y un actuador.
La figura 14 ilustra una seccion transversal de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene un adhesivo 20 dispuesto entre un elemento vibratorio y un actuador, una primera capa de material de union aplicada a partes del elemento vibratorio, y una segunda capa de material de union aplicada a partes del elemento vibratorio, el actuador, y un elemento de pulverizacion.
La figura 15 ilustra una seccion transversal de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene un adhesivo dispuesto entre un elemento vibratorio y un actuador y una primera capa de material de union aplicada a partes del 25 elemento vibratorio.
La figura 16 ilustra una seccion transversal de un conjunto de generador de pulverizacion que tiene un adhesivo dispuesto entre un elemento vibratorio y un actuador y una primera capa de material de union aplicada a partes del elemento vibratorio, el actuador, y un elemento de pulverizacion.
La figura 17 ilustra una seccion transversal de un generador de pulverizacion dispuesto dentro de un conjunto de 30 molde.
La figura 18 ilustra una vista en detalle del generador de pulverizacion y el conjunto de molde de la figura 17.
La figura 19 ilustra un diagrama de flujo de procedimiento para producir un conjunto de generador de pulverizacion. Description detallada de la invention
Realizaciones de la presente invencion incluyen un aparato para pulverizar llquido. Se proporciona un conjunto de 35 generador de pulverizacion, que comprende un generador de pulverizacion y un elemento de sellado sobremoldeado sobre el generador de pulverizacion. Los expertos en la tecnica apreciaran que un generador de pulverizacion comprende un elemento vibratorio piezoelectrico y/o piezomagnetico (un “material piezoelectrico”) para hacer vibrar un elemento de pulverizacion para pulverizar un fluido. En muchos casos, el elemento piezoelectrico se acciona mediante aplicacion de un campo electrico y/o magnetico, que con frecuencia se suministra a traves de un circuito 40 electrico al material piezoelectrico mediante uno o mas electrodos. La conexion entre el circuito y los electrodos puede ser de cualquier tipo que es operativo para suministrar corriente electrica al material piezoelectrico, incluyendo, por ejemplo, cables metalicos conductores (opcionalmente, con aislamiento no conductor), materiales polimericos conductores, y similares.
Un elemento de sellado, que puede comprender una variedad de sustancias relativamente resistentes y/o elasticas 45 (incluyendo, simplemente a modo de ejemplo, elastomeros, cauchos (tanto naturales como sinteticos), uretanos,
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silicio y similares) y puede servir para aislar/proteger el material piezoelectrico y/o electrodos del entorno circundante, que algunas veces puede incluir condiciones de entorno relativamente intensas, incluyendo, sin limitacion, las condiciones descritas a continuacion, tales como calor, presion y humedad atmosferica relativamente altos, inmersion en fluidos, exposicion a fluidos corrosivos, y similares.
Simplemente a modo de ejemplo, un elemento de sellado segun algunas realizaciones comprende un elastomero termoplastico conocido en la tecnica como Santoprene™, que esta comercialmente disponible de Advanced Elastomer Systems, L.P., de Akron, Ohio, EE.UU. Tal como se describe a continuacion, el elemento de sellado puede formarse mediante una variedad de tecnicas, incluyendo por ejemplo, moldeo por inyeccion. La patente estadounidense n.° 6.554.201, describe un procedimiento de moldeo por inyeccion a modo de ejemplo que puede usarse junto con generadores de pulverizacion.
En otras realizaciones, el elemento de sellado puede usarse como aparato de montaje para acoplar el generador de pulverizacion a un alojamiento. Los expertos en la tecnica reconoceran que con frecuencia se montan generadores de pulverizacion dentro de un alojamiento para su funcionamiento, de tal manera que el alojamiento puede proporcionar (y/o estar en comunicacion con) una fuente de fluido que va a pulverizarse, tal como una camara y/o similar. Adicionalmente, el alojamiento tambien puede ser una parte integrada de un sistema de nebulizador, de tal manera que proporciona comunicacion de fluido entre el generador de pulverizacion y las vlas respiratorias de un paciente, ya sea de manera pasiva (tal como, por ejemplo, en un inhalador, en el que el paciente inhala el fluido pulverizado desde el alojamiento) y/o activa (tal como, por ejemplo, cando el alojamiento es parte de un sistema de respirador). Por tanto, en algunas realizaciones el elemento de sellado, que, tal como se indica, puede comprender una sustancia relativamente elastica y/o flexible, puede acoplarse el generador de pulverizacion al alojamiento de manera lo suficientemente segura como para impedir el desplazamiento del generador, pero lo suficientemente flexible como para que las caracterlsticas vibratorias del generador no se vean significativamente afectadas, conservando as! sustancialmente las prestaciones del generador de pulverizacion.
En todavla otras realizaciones, pueden aplicarse uno o mas materiales de union entre el elemento de sellado y diversos componentes del generador de pulverizacion. En algunos casos, los materiales de union pueden incluir adhesivos, resinas epoxldicas, pinturas, imprimaciones y similares. Los expertos en la tecnica reconoceran que determinados materiales de union pueden proporcionar un acoplamiento relativamente seguro entre el generador de pulverizacion y el sobremolde. Ademas, los materiales de union pueden seleccionarse basandose en sus capacidades para potenciar las prestaciones vibratorias del generador y/o crear o reforzar una barrera entre el material piezoelectrico (y/o sus electrodos) y el entorno circundante. En muchos casos, los materiales de union son relativamente resistentes a condiciones del entorno a las que se exponen comunmente los generadores de pulverizacion durante su funcionamiento, esterilizacion, etc. Por ejemplo, tal como se comenta a continuacion, determinados materiales de union pueden ser relativamente inmunes a un entorno de autoclave, que puede introducir calor y presion significativamente elevados, junto con niveles relativamente altos de vapor de agua atmosferico y/u otros fluidos. Asimismo, determinados materiales de union pueden ser resistentes a cualquier efecto corrosivo de fluidos de limpieza y/o fluidos que van a pulverizarse.
Pasando ahora a la figura 1, se ilustra una vista desde arriba de un conjunto 100 de generador de pulverizacion, que incluye un elemento 104 de sellado. El conjunto 100 de generador de pulverizacion incluye ademas un elemento 108 de pulverizacion, un actuador 112 y uno o mas conductos 116 electricos. Tal como se ilustra mediante la figura 2, un diagrama en seccion transversal del conjunto 100, un generador de pulverizacion puede incluir ademas un elemento 120 piezoelectrico, as! como una placa 124 de fondo. Aunque no resulta evidente en la ilustracion en seccion transversal de la figura 2, los expertos en la tecnica apreciaran a partir de la vista de la figura 1 que el actuador 112 puede tener forma anular, describiendo as! una abertura central, con el elemento 108 de pulverizacion unido a la parte interna del actuador 112 anular y abarcando la abertura central. Asimismo, el material 120 piezoelectrico puede tener forma anular y puede estar unido a una parte central y/o externa del actuador 112.
Tambien tal como se ilustra mediante la figura 2, el elemento 104 de sellado puede formarse de tal manera que se rodea sustancialmente el material 120 piezoelectrico y el actuador 112, y, tal como se ilustra en la figura 1, puede tener forma de copa y/o tambien forma anular. Por tanto, en algunos ejemplos, el elemento 104 de sellado puede formarse para tener una parte exterior relativamente gruesa que presenta seccion decreciente hasta una parte interior relativamente estrecha, lo cual puede permitir un montaje mas seguro en un alojamiento sin afectar a la capacidad del llquido pulverizado para dispersarse alejandose del elemento 108 de pulverizacion. Para facilitar adicionalmente el montaje, el elemento 104 de sellado puede incluir una o mas caracterlsticas (que pueden formarse de manera solidaria con el elemento 104 de sellado) para permitir un acoplamiento eficaz del conjunto 100 con el alojamiento. Simplemente a modo de ejemplo, el elemento 104 de sellado de la figura 2 incluye una muesca 128, que puede usarse para este fin, en su circunferencia exterior.
La figura 3 ilustra una vista desde abajo del conjunto 100 de generador de pulverizacion. Tal como se ilustra mediante la figura 3, segun determinados ejemplos, el elemento 104 de sellado puede extenderse alrededor de la superficie externa del generador para abarcar una parte de la cara inferior del generador de pulverizacion. En algunos casos, puede dejarse expuesta una parte de cara inferior del actuador 112, mientras que en otros casos, el elemento 104 de sellado puede extenderse hacia dentro a traves del fondo del generador hacia la abertura central
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del actuador, dejando solo la placa 108 de abertura expuesta. Tambien tal como se muestra en la figura 3, el elemento 104 de sellado puede formarse para permitir la insercion de uno o mas conductos 116 electricos (por ejemplo, cables aislados, etc.) a traves del elemento 104 de sellado para acoplarse con un material piezoelectrico, uno o mas electrodos, etc. En realizaciones alternativas, los conductos 116 electricos pueden fijarse al generador de pulverizacion antes de la formacion del elemento 104 de sellado, de tal manera que el elemento 104 de sellado se moldea alrededor de los conductos 132.
La figura 4 ilustra una vista lateral del conjunto 100 de generador de pulverizacion, que presenta la muesca 128 circunferencial descrita anteriormente, as! como los conductos 132 electricos. Las figuras 5 y 6 ilustran dibujos en perspectiva del conjunto 100, tal como se observa desde arriba y desde abajo, respectivamente.
La figura 7 proporciona una ilustracion en seccion transversal de un conjunto 700 de generador de pulverizacion segun otros ejemplos de la invencion. El conjunto 700 de generador de pulverizacion incluye un elemento 704 de sellado formado alrededor de un actuador 708 y un elemento 712 vibratorio en comunicacion mecanica entre si. El conjunto 700 incluye ademas un elemento 716 de pulverizacion montado sobre el actuador 708 de una manera similar a la descrita anteriormente. El elemento 704 de sellado tiene generalmente forma anular.
La figura 8A ilustra una vista en seccion transversal de un conjunto 800 de generador de pulverizacion segun algunos ejemplos de la invencion. El conjunto 800 presenta un elemento 804 de sellado moldeado alrededor de un generador de pulverizacion, que incluye un actuador 808 en comunicacion mecanica con un elemento 812 piezoelectrico vibratorio. Un elemento 816 de pulverizacion puede montarse sobre el actuador 808 y puede usarse para pulverizar un llquido de una manera similar a la comentada anteriormente. El actuador tiene una primera cara 820 y una segunda cara 824. El actuador 808 puede ser anular, teniendo una superficie 828 externa y una superficie 832 interna, que pueden definir una abertura central a traves de la abertura 808. En algunos casos, la superficie 828 externa puede definir un reborde. El elemento 816 de pulverizacion puede montarse para cubrir sustancialmente la abertura central, y el propio elemento 816 de pulverizacion puede tener una o mas aberturas a traves de las cuales puede fluir el material pulverizado.
El elemento 812 vibratorio puede estar en comunicacion mecanica con el actuador 808. Por ejemplo, el elemento 812 vibratorio puede acoplarse mecanicamente con el actuador 808 mediante una variedad de medios. Simplemente a modo de ejemplo, el elemento 812 vibratorio puede unirse al actuador 808 con un adhesivo 836. Por ejemplo, en algunos casos, el elemento 812 vibratorio puede fijarse con elementos de sujecion mecanicos al actuador 808. En otros casos, el elemento 812 vibratorio y el actuador 808 pueden formarse de manera solidaria, quizas a partir del mismo material. En determinadas realizaciones, tal como se muestra en la figura 8A, el elemento 812 vibratorio puede estar configurado como un anillo de seccion transversal rectangular, que tiene una superficie 840 externa y una superficie 844 interna, y el adhesivo puede colocarse adyacente a cualquiera de las superficies 840, 844, o a ambas, para proporcionar acoplamiento mecanico entre el elemento 812 vibratorio y el actuador 808. El elemento vibratorio tambien puede tener una primera cara 852 y una segunda cara 856, y pueden montarse uno o mas electrodos 860 sobre cualquiera de las caras 852, 856, o sobre ambas. En algunos casos, un material de union (por ejemplo, un adhesivo) puede colocarse entre la primera cara 852 y el actuador 808 y/o adyacente a la segunda cara (o bien entre la segunda cara 856 y los electrodos 860 o bien sobre la segunda cara y los electrodos 860, o bien ambos).
En algunos casos, pueden disponerse una o mas capas de material de union entre el elemento 804 de sellado y diversos componentes del generador de pulverizacion. Tal como se comento anteriormente, un material de union de este tipo puede ser un adhesivo 844. Otros materiales de union pueden incluir pinturas, resinas epoxldicas, imprimaciones, y similares, tal como se comenta en el presente documento. Tal como se ilustra mediante la figura 8A, puede aplicarse una primera capa de material 864 de union sobre la segunda cara 856 del elemento 812 vibratorio y/o el electrodo 860. La primera capa 864 puede disponerse adicionalmente sobre cualquier adhesivo 836 adyacente a las superficies 840 externa y/o 844 interna del elemento vibratorio. En algunos casos, tal como se muestra en las figuras 8A y 8B, el adhesivo 836 puede presentar seccion decreciente, de tal manera que la primera capa 864 puede aplicarse en el punto en el que el adhesivo presenta seccion decreciente para estar alineado con el actuador 808, formando una barrera sobre el elemento 812 vibratorio, el electrodo 860 y cualquier adhesivo 836. Dependiendo de la realization, cualquiera de los materiales de union usados en el presente documento pueden aplicarse como primera capa 864. En una realizacion particular, la primera capa 864 puede ser una pintura y/o una resina epoxldica.
Otros ejemplos pueden incluir una o mas capas 868 adicionales de material de union, que tambien pueden comprender cualquiera de los materiales de union comentados en el presente documento. Las capas 868 adicionales pueden solaparse sobre la primera capa 864 y, adicionalmente, pueden aplicarse a partes del actuador 808. Tal como se ilustra mas claramente mediante la figura 8B, en algunos casos, la primera capa 864 puede aplicarse a nivel (o solapandose ligeramente) con el elemento 816 de pulverizacion, de tal manera que las capas 868 adicionales pueden aplicarse sobre la primera capa y una parte del elemento 816 de pulverizacion. Si se desea, las capas 868 adicionales tambien pueden aplicarse alrededor de la superficie 828 externa del actuador y pueden recubrir al menos una parte de la cara inferior 824 del actuador.
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En algunas realizaciones, el elemento 804 de sellado puede comprender un elastomero, incluyendo cualquiera de los comentados anteriormente. En una realizacion particular, el elemento 804 de sellado puede comprender silicona. Una silicona que puede usarse segun la presente invencion es una silicona en dos partes, disponible de una empresa conocida como Wacker-Chemie GmbH, Geschaftsbereich Silicone, Hanns-Seidel-Platz 4, D-81737 Munich (Munich, Alemania). Se sabe que tal silicona se describe en una descripcion de producto titulada “Elastosil ® LR 3003 / 10 A, B -- LR 3003 / 80 A, B”. Una variedad de tal silicona que puede usarse segun la presente invencion se designa como 40 Shore, representativa de la dureza relativa de la silicona curada.
Tal como se indico anteriormente, en algunos ejemplos, antes de moldear el elemento 804 de sellado alrededor del generador de pulverizacion, puede aplicarse una capa de imprimacion (que puede considerarse como una de las capas 868 en la figura 8A) a superficies del generador de pulverizacion que reciben el sobremolde, que pueden incluir el elemento vibratorio, el electrodo, las partes del actuador y una parte del elemento de pulverizacion, tal como el reborde, o parte del reborde. La imprimacion puede aplicarse para cubrir un area ligeramente mayor que el sobremolde, para garantizar que hay suficiente cobertura de la imprimacion para maximizar la union del sobremolde. Una imprimacion que puede usarse segun la presente invencion se conoce como imprimacion de silicio de alta tecnologla CF6-135 (transparente) disponible de una empresa conocida como NuSil Technology, Carpenteria, California, EE.UU.
En otras realizaciones, puede aplicarse una capa de resina epoxldica (que puede considerarse como la primera capa 864 en la figura 8A) a las superficies expuestas del elemento vibratorio. Esta capa puede aplicarse antes de la aplicacion de una imprimacion, o puede aplicarse sin la adicion de una imprimacion. La resina epoxldica pintada puede comprender una resina epoxldica que puede esterilizarse en autoclave, tal como, por ejemplo, un producto denominado Masterbond EP3HTMED de una empresa conocida como Masterbond de Nueva York, EE.UU. La pintura epoxldica puede aplicarse en una primera capa y una segunda capa. En tal caso, puede aplicarse a temperatura ambiente con un pincel de punta fina. Puede curarse a 130°C durante 30 minutos, tras lo cual puede aplicarse una segunda aplicacion a temperatura ambiente, y curarse igualmente a 130°C durante 30 minutos.
Se apreciara que el grosor de cualquier material de union (ya sea pintura, imprimacion, resina epoxldica o similar) puede ser relativamente pequeno en comparacion con el tamano del generador de pulverizacion y el elemento de sellado. Como tal, cada material de union puede oscilar entre aproximadamente un nanometro y aproximadamente varios micrometros de grosor, dependiendo del material usado. Por consiguiente, en las diversas figuras adjuntas a esta solicitud, el grosor de la pintura y la imprimacion se aumenta con fines de ilustracion.
Las figuras 9A y 9B ilustran como puede usarse un adhesivo segun algunos ejemplos de la invencion. Puede formarse un conjunto 900 de generador de pulverizacion a partir de un elemento 904 de sellado moldeado alrededor de un generador de pulverizacion, que puede comprender un elemento 908 vibratorio, un actuador 912 y un elemento 916 de pulverizacion. Puede disponerse una capa 920 de adhesivo relativamente delgada, que puede ser un adhesivo epoxldico, entre el elemento 908 vibratorio y el actuador 912. El adhesivo en exceso puede adherirse a los lados del elemento 908 vibratorio, y, de esta manera, puede usarse para proporcionar un ajuste mas seguro entre el elemento 904 de sellado y el generador de pulverizacion. Por tanto, algunas realizaciones omiten cualquier material de union adicional, ya que el adhesivo 920 y el elemento de sellado actuan para proporcionar una barrera relativamente resistente entre el entorno circundante y el elemento 908 vibratorio (y, opcionalmente, uno o mas electrodos, que no se muestran en las figuras 9A y 9B).
Las figuras 10-16 ilustran varios ejemplos diferentes de la invencion, que emplean una variedad de materiales de union entre el elemento de sellado y diversos componentes del generador de pulverizacion. Para facilidad de ilustracion, cada una de las figuras 10-16 omiten los electrodos, pero los expertos en la tecnica apreciaran, basandose en la divulgacion en el presente documento, que pueden incorporarse electrodos segun se desee en cada una de las realizaciones ilustradas. Pasando ahora a la figura 10, se ilustra un conjunto 1000 de generador de pulverizacion. El conjunto incluye una unica capa 1004 de material de union, que puede ser una imprimacion, pintura, resina epoxldica, etc., aplicada a la cara superior y a cada cara lateral de un elemento 1008 vibratorio, que esta montado sobre un actuador 1012. Por tanto, el material 1004 de union, junto con el actuador 1012, rodea completamente el elemento vibratorio. En el conjunto 1100 de la figura 11, se ha aplicado una capa de material 1104 de union no solo para rodear las superficies superior, interna y externa del elemento 1008 vibratorio, sino que tambien se ha aplicado a partes del actuador 1012 (incluyendo el reborde y la superficie inferior del mismo), as! como a partes del elemento 1016 de pulverizacion. Por tanto, el material 1104 de union se ha aplicado a todas las superficies del generador de pulverizacion con las que entra en contacto el elemento 1020 de sellado.
La figura 12 ilustra un conjunto 1200 de generador de pulverizacion que emplea una primera capa 1204 y una segunda capa 1208 de material de union. La primera capa 1204 se ha aplicado a las superficies superior, interna y externa del elemento 1008 vibratorio, de manera similar a la capa 1004 en la figura 10. La segunda capa 1208 se aplica encima de la primera capa 1204 y tambien en partes del actuador 1216 (incluyendo, de nuevo, partes del reborde y las superficies inferiores del actuador), as! como a la parte externa del elemento 1016 de pulverizacion. Por tanto, como la capa 1104 en la figura 11, la segunda capa 1208 se ha aplicado a todas las superficies del generador de pulverizacion con las que entra en contacto el elemento 1020 de sellado.
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La figura 13 ilustra un conjunto 1300 de generador de pulverizacion similar al comentado con respecto a las figuras 9A y 9B, en el que el material 1304 de union (quizas un adhesivo) se aplica entre el elemento 1008 vibratorio y el actuador 1012. En cambio, el conjunto 1400 de la figura 14 incluye el adhesivo 1304 entre el elemento 1008 vibratorio y el actuador 1012, as! como capas 1404 y 1408 adicionales, que pueden considerarse como similares a las capas 1204, 1208 respectivamente, ilustradas en la figura 12. La figura 15 ilustra un conjunto 1500 de generador de pulverizacion en el que una capa 1504 de adhesivo esta dispuesta entre el elemento 1008 vibratorio y el actuador 1012. Ademas, una capa 1516 de material de union se solapa con el adhesivo 1504 y el elemento 1008 vibratorio, de tal manera que el adhesivo 1504 y la capa 1516 de material de union funcionan en conjunto para encapsular completamente el elemento 1008 vibratorio. El conjunto 1600 de la figura 16 es similar al conjunto 1500 de la figura 15, excepto porque la capa de material 1604 de union se aplica no solo al adhesivo 1504 y al elemento 1008 vibratorio, sino tambien a partes del actuador 1012 y la placa 1016 de pulverizacion, recubriendo eficazmente cada superficie que entrara en contacto con el elemento 1020 de sellado.
Pasando ahora al procedimiento de moldeo, la figura 17 ilustra un conjunto 1700 de molde a modo de ejemplo para moldear un elemento de sellado sobre un generador de pulverizacion. El conjunto 1700 de molde esta disenado para aceptar un generador 1704 de pulverizacion y definir una cavidad 1708 en la que puede colocarse material de moldeo. La cavidad define la forma del elemento de sellado que va a moldearse. En diversas realizaciones, el material de moldeo puede comprender cualquiera de los materiales comentados anteriormente con respecto a la composicion de un elemento de sellado. En una realizacion particular, el material de moldeo puede moldearse por inyeccion. En otros casos, el material de moldeo puede estar en forma llquida o semillquida. El material de moldeo puede colocarse en la cavidad 1708 mediante cualquier metodo adecuado conocido en la tecnica, incluyendo simplemente a modo de ejemplo, moldeo por inyeccion a traves del canal 1712. Los expertos en la tecnica apreciaran que el conjunto 1700 de molde puede comprender multiples componentes 1716a-d, que pueden desensamblarse tras haberse endurecido y/o curado el elemento de sellado, para permitir una retirada facil del artlculo acabado. La figura 18 ilustra un dibujo en detalle del conjunto 1700 de molde tras haberse inyectado material 1800 de moldeo en la cavidad.
Por tanto, determinados ejemplos proporcionan metodos para crear conjuntos de generador de pulverizacion. Un ejemplo 1900 se ilustra mediante la figura 19. Debe observarse que, aunque los procedimientos en el metodo 1900 se ilustran y comentan en un determinado orden para facilidad la descripcion, no se limitan a ningun orden particular.
El metodo 1900 comprende proporcionar un generador de pulverizacion (bloque 1904), que puede incluir cualquiera de los generadores de pulverizacion comentados en el presente documento. En el bloque 1908, el generador de pulverizacion puede prepararse para recibir un material de union y/o para moldearse con un elemento de sellado. La preparacion puede incluir, entre otros, imprimacion, ranurado, grabado qulmico, y similares. En el bloque 1912, puede aplicarse una capa de material de union, tal como adhesivo, resina epoxldica, pintura, imprimacion y/o similares, y en el bloque 1916 puede curarse esa capa. En algunos casos, la aplicacion del material de union puede realizarse mediante inmersion, pintada con pincel, pintada con aerografo, y/u otras tecnicas de aplicacion conocidas. En otros casos, el procedimiento de curado puede tener lugar a una temperatura relativamente alta, durante un periodo de tiempo especificado. Opcionalmente, los procedimientos de aplicacion (bloque 1912) y/o curado (bloque 1916) pueden repetirse segun sea necesario para producir multiples capas de material de union y/o una unica capa de material mas gruesa.
En el bloque 1920, el generador de pulverizacion puede colocarse dentro de un conjunto de molde, y en el bloque 1924, puede colocarse material de moldeo en una o mas cavidades apropiadas en el conjunto de molde. Tal como se indico anteriormente, el bloque 1924 puede incluir cualquier procedimiento apropiado, incluyendo moldeo por inyeccion, envasado, y similares. Entonces puede dejarse que el material de moldeo se conforme (por ejemplo, se cure, se endurezca, etc.) para producir un elemento de sellado moldeado sobre el generador de pulverizacion (bloque 1928), momento en el cual puede retirarse el conjunto de generador de pulverizacion acabado del conjunto de molde (bloque 1932).

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Aparato (100; 700; 800; 900; 1000) para generar una pulverizacion, que comprende: un actuador (112; 708; 808; 912; 1012) que tiene:
    una primera cara (820) y una segunda cara (824) y que definen un orificio a traves de las mismas; y una superficie (828) externa que define un reborde que se extiende desde la primera cara (820);
    un elemento (108; 716; 816; 916; 1016) de pulverizacion montado sobre el actuador y dispuesto sustancialmente sobre el orificio, en el que el elemento de pulverizacion define al menos una abertura a traves del mismo;
    un elemento vibratorio anular en comunicacion mecanica con el actuador, comprendiendo el elemento vibratorio anular un elemento (120; 712; 812; 908; 1008) piezoelectrico y conductos (116) electricos;
    un elemento de sellado configurado para aislar el elemento vibratorio anular de un entorno circundante;
    en el que el elemento vibratorio anular puede hacerse funcionar para vibrar para provocar el movimiento del elemento de pulverizacion de tal manera que un llquido en la primera cara del elemento de pulverizacion puede dispensarse como una pulverizacion a traves de la al menos una abertura, caracterizado porque el elemento (104; 704; 804; 904; 1020) de sellado es anular, cubriendo al menos una parte de la primera cara del actuador, el reborde definido por la superficie (828) externa del actuador, al menos una parte de la segunda cara del actuador y al menos una parte del elemento vibratorio anular.
  2. 2. Aparato segun la reivindicacion 1, en el que el elemento (104; 704; 804; 904; 1020) de sellado esta configurado ademas para servir como suspension flexible para el elemento vibratorio.
  3. 3. Aparato segun la reivindicacion 1, en el que el elemento (104; 704; 804; 904; 1020) de sellado esta configurado ademas para servir como elemento de sellado entre el aparato y un alojamiento.
  4. 4. Aparato segun la reivindicacion 3, en el que el elemento (104; 704; 804; 904; 1020) de sellado comprende un elastomero.
  5. 5. Aparato segun la reivindicacion 4, en el que el elastomero comprende un caucho.
  6. 6. Aparato segun la reivindicacion 5, en el que el caucho se selecciona de un grupo que consiste en un caucho sintetico y silicona.
  7. 7. Aparato segun la reivindicacion 1, en el que el elemento (104; 704; 804; 904; 1020) de sellado se moldea alrededor de al menos una parte del elemento vibratorio anular.
  8. 8. Aparato segun la reivindicacion 7, en el que el elemento (104; 704; 804; 904; 1020) de sellado se forma mediante moldeo por inyeccion.
  9. 9. Aparato segun la reivindicacion 1, que comprende ademas al menos una capa de material (864) de union entre el elemento (804) de sellado y el elemento (812) vibratorio anular con el fin de acoplar el elemento de sellado de manera relativamente segura a al menos uno del elemento vibratorio anular y el actuador (808).
  10. 10. Aparato segun la reivindicacion 9, que comprende ademas al menos un electrodo (860) acoplado al elemento (812) vibratorio anular, en el que el material (864) de union proporciona una barrera relativamente resistente entre el electrodo y un entorno de autoclave.
  11. 11. Aparato segun la reivindicacion 9, en el que el material (864) de union se selecciona del grupo que consiste en una pintura, una resina epoxldica, un adhesivo y una imprimacion.
  12. 12. Aparato segun la reivindicacion 9, en el que el material (836) de union comprende un adhesivo situado entre el elemento (812) vibratorio anular y el actuador (808).
  13. 13. Aparato segun la reivindicacion 12, en el que el elemento (812) vibratorio anular comprende una superficie interna y una superficie externa, y en el que el adhesivo (868) esta situado ademas entre el elemento de sellado y al menos una parte de al menos una de las superficies interna y externa del elemento vibratorio anular.
  14. 14. Aparato segun la reivindicacion 13, en el que el elemento de sellado y el adhesivo forman una barrera sustancialmente estanca a los fluidos alrededor del elemento (812) vibratorio anular.
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