Мікроструктурована соплова головка з фільтром (варіанти), розпилювач для інгаляційної терапії та спосіб виготовлення соплової головки

1. Мікроструктурована соплова головка з фільтром, входом для нефільтрованої рідини та виходом для профільтрованої рідини, яка містить в основному плоску основну пластинку (1) та закріплену на ній закриваючу пластинку, виконаний у вигляді первинної структури основний фільтр, утворений декількома розташованими поруч один з одним рядами (3) виступів (7), що виконані за одне ціле з основною пластинкою (1) та виступають з неї і проміжки між якими утворюють канали (8), які утворюють шлях проходження текучого середовища через соплову головку від її входу до її виходу і які разом з виступами (7) прикриті закриваючою пластинкою, коли вона закріплена на основній пластинці, і розташовану в напрямку потоку за основним фільтром камеру-збірник (50а) фільтрату, яка відрізняється тим, що в камері-збірнику (50а) фільтрату виконана вторинна структура (50), утворена великою кількістю вбудованих елементів (51) діаметром від 0,005 до 0,02 мм, які дотикаються основної пластинки (1) і/або закриваючої пластинки.

2. Мікроструктурована соплова головка з фільтром, входом для нефільтрованої рідини та виходом для профільтрованої рідини, яка містить в основному плоску основну пластинку (1) і закріплену на ній закриваючу пластинку, виконаний у вигляді первинної структури основний фільтр, утворений декількома розташованими поруч один з одним виступами (7), які зигзагоподібно проходять рядами (3) та які виконані за одне ціле з основною пластинкою (1) і виступають з неї і проміжки між якими утворюють канали (8), що утворюють шлях проходження текучого середовища через соплову головку від її входу до її виходу і які разом з виступами (7) прикриті закриваючою пластинкою, коли вона закріплена на основній пластинці, і розташовану в напрямку потоку за основним фільтром камеру-збірник (50а) фільтрату, яка відрізняється тим, що в камері-збірнику (50а) фільтрату виконана вторинна структура (50), утворена великою кількістю вбудованих елементів (51), які дотикаються основної пластинки (1) і/або закриваючої пластинки та які у напрямку потоку розташовані перед і з меншою щільністю за рядами виступів, що проходять зигзагоподібно.

3. Мікроструктурована соплова головка за п. 2, яка відрізняється тим, що діаметр вбудованих елементів (51) становить від 0,005 до 0,02 мм.

4. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що вбудовані елементи (51) мають циліндричну бічну стінку.

5. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що вбудовані елементи (51) розташовані з інтервалом у межах від 0,005 до 0,02 мм.

6. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що діаметр вбудованих елементів (51) становить 0,01 мм.

7. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що вбудовані елементи (51) мають вгнуту бічну стінку.

8. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що вбудовані елементи (51) мають опуклу бічну стінку.

9. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що вбудовані елементи у вигляді стовпчиків або пілонів проходять від основної пластинки до закриваючої пластинки і виконані за одне ціле з нею.

10. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-9, яка відрізняється тим, що розташовані поруч один з одним виступи (7) виконані за всією шириною фільтра.

11. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 2-10, яка відрізняється тим, що вторинна мікроструктура (50) виконана з вихідного боку рядів виступів, які проходять зигзагоподібно, на ділянці, що доходить до середньої лінії (52).

12. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 2-10, яка відрізняється тим, що вторинна мікроструктура (50) виконана з вихідного боку рядів виступів, які проходять зигзагоподібно, на ділянці, що доходить до повернених у напрямку входу вершин рядів виступів, що проходять зигзагоподібно.

13. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що відстань між основною пластинкою в зоні, яка оточує виступи, і закриваючою пластинкою в межах одного ряду (3) виступів (7) приблизно дорівнює ширині каналів (8) з того боку виступів (7), з якого рідина входить у ряд каналів.

14. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-13, яка відрізняється наявністю великої кількості розташованих поруч один з одним рядами (3) виступів (7), що виступають з основної пластинки (1) і виконані за одне ціле з нею, при цьому декілька рядів (3) виступів розташовані каскадом, поперечний переріз каналів (8) у площині, перпендикулярній напрямку потоку рідини, зменшується від одного ряду до наступного в напрямку потоку ряду, розташовані ближче до вхідного боку фільтра виступи (3) виконані більших розмірів або в більшій кількості та розташовані тим самим з меншими інтервалами між ними, ніж виступи (3), розташовані ближче до вихідного боку фільтра, і відстань між основною пластинкою і закриваючою пластинкою в зоні, яка оточує кожний з розташованих каскадом рядів виступів (7), приблизно дорівнює ширині каналів з того боку виступів, з якого рідина входить у ряд каналів, а також наявністю довгастого вхідного прорізу (5) для нефільтрованої рідини, який (проріз) проходить приблизно за всією шириною фільтра і висота якого приблизно дорівнює висоті виступаючих з основної пластинки виступів (7), розташованих із вхідного боку фільтра, і довгастого вихідного прорізу для профільтрованої рідини, який (проріз) проходить приблизно за всією шириною фільтра і висота якого приблизно дорівнює висоті виступаючих з основної пластинки виступів (7), розташованих з вихідного боку фільтра.

15. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-14, яка відрізняється тим, що містить плоску основну пластинку (1) і плоску закриваючу пластинку.

16. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-15, яка відрізняється тим, що всі структури фільтра виконані тільки на основній пластинці (1).

17. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-16, яка відрізняється тим, що відстань між плоскою основною пластинкою (1) у зоні, що оточує виступи (7), і плоскою закриваючою пластинкою в межах одного ряду (3) виступів (7) становить від половини ширини каналу до подвоєної ширини каналу з того боку виступів, з якого рідина входить у ряд каналів (8).

18. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-17, яка відрізняється тим, що містить декілька розташованих поруч один з одним рядів виступів (7), повернених один до одного, боки яких у двох їх сусідніх рядах обмежують суцільний простір, у який рідина протікає з усіх каналів, утворених проміжками між виступами першого ряду, і з якого рідина витікає в усі канали, утворені проміжками між виступами наступного у напрямку потоку ряду.

19. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-18, яка відрізняється тим, що камера-збірник (50а) на ділянці між вхідним прорізом (5) і першим рядом виступів (4) має частину довгастого поперечного перерізу, у яку надходить нефільтрована рідина та з якої вона потрапляє в усі канали, утворені проміжками між виступами першого ряду, а на ділянці між останнім рядом виступів і вихідним прорізом має частину довгастого поперечного перерізу, у яку втікає рідина з усіх каналів останнього ряду і з якої вона виходить у профільтрованому вигляді.

20. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-19, яка відрізняється тим, що виступи виконані у вигляді ребер (11, 12, 13, 14, 15), що мають, якщо дивитися в напрямку потоку, пряму або вигнуту форму, або у вигляді стовпчиків (16, 17, 18, 19).

21. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-20, яка відрізняється тим, що довжина каналів (8) при незмінному їх поперечному перерізі принаймні вдвічі більше їх висоти з боку входу рідини.

22. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-21, яка відрізняється тим, що канали (8), які проходять між ребрами, мають приблизно квадратний, постійний за всією їх довжиною поперечний переріз, довжину від 5 до 50 мкм, висоту від 2,5 до 25 мкм і ширину від 2,5 до 25 мкм.

23. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-22, яка відрізняється тим, що канали мають бочкоподібний або трапецієподібний поперечний переріз, причому в останньому випадку більша основа трапеції переважно утворена внутрішньою поверхнею закриваючої пластинки.

24. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-23, яка відрізняється тим, що канали (8) із вхідного для рідини боку мають приблизно квадратний поперечний переріз, який розширюється в міру наближення до вихідного для рідини боку.

25. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-24, яка відрізняється тим, що відстань між рядами виступів переважно вдвічі більше ширини каналів із вхідного боку.

26. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1, 4-10, 13-25, яка відрізняється тим, що виступи розташовані рядами (31), які проходять паралельно один одному, або рядами (33), які проходять меандроподібно.

27. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 2-25, яка відрізняється тим, що ряди виступів, які проходять зигзагоподібно, утворюють між собою кут () у межах від 2 до 25°.

28. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-27, яка відрізняється тим, що відстань між плоскою основною пластинкою (1) у зоні, яка оточує виступи (7), і плоскою закриваючою пластинкою постійна в межах одного ряду (3) виступів.

29. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-27, яка відрізняється тим, що відстань між основною пластинкою (1) і закриваючою пластинкою зменшується в напрямку потоку.

30. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-29, яка відрізняється тим, що відстань між плоскою основною пластинкою (1) у зоні, яка оточує виступи (7), і плоскою закриваючою пластинкою в межах одного ряду виступів збільшується від того кінця ряду, який розташований поблизу вхідного боку фільтра, у напрямку того кінця ряду, який розташований поблизу вихідного боку фільтра.

31. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-30, яка відрізняється тим, що основна пластинка (1) мікроструктурована методом ізотропного або анізотропного мокрого або сухого травлення або обома методами в їх комбінації, краще методом анізотропного сухого травлення.

32. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-31, яка відрізняється тим, що основна пластинка (1) виготовлена з кремнію, а закриваюча пластинка виготовлена зі скла та обидві пластинки з'єднані між собою анодним мікрозварюванням.

33. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-30, яка відрізняється тим, що камера-збірник (50а) фільтрату конічно звужується в напрямку потоку та закінчується принаймні одним сопловим отвором (6).

34. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-31, яка відрізняється тим, що основна пластинка (1) і закриваюча пластинка виготовлені з кремнію і з'єднані між собою прямим мікрозварюванням.

35. Мікроструктурована соплова головка за будь-яким з пп. 1-34, яка відрізняється тим, що вбудовані елементи, кожний з яких обмежує своєю бічною поверхнею відповідний наскрізний канал для проходу рідини, розташовані через інтервали такої величини, при якій площа перпендикулярного напрямку потоку результуючого ефективного прохідного для рідини поперечного перерізу є більшою, ніж площа відповідного ефективного поперечного перерізу наскрізних каналів, утворених структурами основного фільтра.

36. Розпилювач для інгаляційної терапії, обладнаний мікроструктурованою сопловою головкою за будь-яким з пп. 1-35.

37. Спосіб виготовлення соплової головки за будь-яким з пп. 1-35, який полягає в тому, що на першій стадії з одного боку кремнієвої пластини, що утворює заготовку для великої кількості соплових головок, витравлюють мікроструктури у вигляді фільтрувальних структур, вторинних структур, входу соплової головки та виходу соплової головки, на наступній стадії з цього боку кремнієвої пластини з нею міцно з'єднують скляну пластину, на не залежній від цього процесу стадії на кремнієву пластину наносять клейку плівку та на завершальній стадії від цільного напівфабрикату, що складається з кремнієвої пластини та скляної пластини з клейкою плівкою на нижньому боці кремнієвої пластини, алмазною пилкою, яку підводять з боку скляної пластини, відокремлюють окремі соплові головки.