具有出口阀的加压式再填充罐

摘要

一种加压式再填充罐(5)，该罐包括组合物的储存器(31)，所述组合物包括推进剂和尼古丁或药学上能接受的衍生物或其盐。所述储存器(31)在20℃下处于大于400kPa的压力下。再填充出口阀(20)包括具有轴向孔(24)的管(6)，所述轴向孔在距所述储存器(31)最远的轴向端处敞开，以提供在轴向方向上排放所述组合物的出口。当没有施加外力时，由具有大于10N的弹簧力的第一弹性构件将所述管偏置到闭合位置，所述管(6)能克服所述第一弹性构件的作用而从该闭合位置移位到分配位置，以打开从所述储存器向所述出口的流动路径。

说明书

本发明涉及一种具有出口阀的加压式再填充罐。具体地，该加压式再填充罐已被 设计用于再填充比如在WO2009/001078中公开的模拟香烟。然而，该加压式再填充 罐还可以用在需要加压气体再填充的其它产品中。

在WO2009/001078中，提出了一种模拟香烟，其尺寸类似于常规香烟的尺寸。 该香烟具有储存器，用于接收包括推进剂的加压气体。储存器的一端具有呼吸致动阀 (这在WO2011/015825、WO2011/015826中更详细描述)，另一端具有再填充阀。

再填充盒具有普通烟盒的形状和大小，设有再填充气体的柱体并且具有填充阀， 该填充阀被布置成与香烟中的再填充阀匹配，以定期再填充香烟。

如WO2009/001078中描述的，装置再填充阀是偏置到闭合位置的止回阀，并且 罐再填充阀包括中空喷嘴，该中空喷嘴具有侧面端口并且还是弹簧加载的。当将两者 推动到一起时，喷嘴将止回阀推离其基座，从而最初给装置排气。随后将装置推动到 喷嘴上，这会导致再填充阀上的肩部与装置的端部上的环形基座接合并匹配，以便提 供密封。随后的移动会导致克服其弹簧为将罐填充阀的喷嘴压下，从而打开从再填充 阀进入香烟的流动路径。罐填充阀上的喷嘴设有大致垂直于穿过喷嘴的中央孔的一对 侧面出口。然而，装置阀基座具有在上面推动柱形再填充喷嘴的平坦表面。另外，再 填充喷嘴具有比装置再填充阀进口通道明显更小的直径和更高的长度。这将导致在填 充期间由于滑脱而造成的错位的显著较高可能性，由此提供容易损坏再填充喷嘴的填 充机构。

也与本发明有关的是用于丁烷气体以再填充点火器等的再填充阀。点火器填充有 丁烷，丁烷的可膨胀性显著不同于本发明所关注的基于推进剂的系统。丁烷的压力也 显著低于再填充基于推进剂的模拟香烟所需要的压力。利用基于推进剂的系统，随着 液体离开储存器，推进剂(诸如氢氟烷(HFA))将膨胀，从而在储存器内维持恒定的高 压。利用基于丁烷的系统，随着丁烷气体被耗尽，储存器中的压力下降。这意味着储 存器可以从再填充阀进行填充，而不一定需要给腔室排气。用于丁烷系统的这种再填 充过程通常通过使用比较大的柱体来辅助，该柱体在倒置配置下被保持在点火器上 方，以便为再填充提供重力辅助。

点火器进口阀与再填充柱体的出口阀之间的连通性以允许在不排气的情况下执 行填充储存器的功能的方式进行操作。如果由于不正确的填充技术使点火器储存器填 充有空气，则储存器将需要在填充之前排气。在这种情况下，排气过程为使用诸如笔 或螺丝刀的装置来致动再填充阀，以打开阀并允许任何被截留的空气逸出。US3277 674公开了一种可再填充的点火器，其具有内置于点火器的阀中的排气路径。没有公 开再填充阀的性质。

与本发明还有一些表面上的相似点的是某些加压式计量剂量吸入器(PMDI)阀， 比如在WO2008/071901中有所描述。这些均具有采取盲孔形式的喷嘴，其最内端是 闭合的而另一端是打开的，具有穿过喷嘴的壁延伸到轴向孔中的轴向间隔的侧向孔。 分配器的主体设有包围喷嘴的环形密封件，使得随着喷嘴被压入分配器，内侧向孔穿 过内密封件，从而将喷嘴放置成与罐中的制剂连通并且辅助制剂向计量腔室供给。在 将孔进一步压入分配器时，内侧向孔进一步超出内密封件并且孔的分料器开始对准内 密封件，导致从分配器经内孔流入计量腔室的制剂堵塞。同时，外侧向孔与外密封件 交叉，将外孔放置成与计量腔室中的制剂连通。这导致制剂的计量数量经孔流出腔室。 在其未受应力的配置中，喷嘴由弹簧偏置到最外位置，其中外侧向孔在密封件的外侧。

这样的阀不是再填充阀。另外，因为计量腔室比香烟小得多，这样的阀不适合用 于再填充模拟香烟。再填充将因此需要多次将香烟压靠在阀上，鉴于需要先于填充来 给香烟排气，这在实践中行不通。

这些文件都不能克服W02008/001078的问题，并且因此在本领域还没有任何能 代表稳健而可靠的阀而在其需要的相对高压下再填充模拟香烟。

根据本发明的第一方面，提供了一种加压式再填充罐，其包含：具有组合物的储 存器，所述组合物包括推进剂和尼古丁或药学上可接受的衍生物或它们的盐，所述储 存器在20℃处于大于400kPa的压力下；以及再填充出口阀，所述再填充出口阀包括 具有轴向孔的管，所述轴向孔在距所述储存器最远的轴向端处敞开，以提供在轴向方 向上排放所述组合物的出口，当没有施加外力时，由具有大于10N的弹簧力的第一 弹性构件将所述管偏置到闭合位置，所述管能克服所述第一弹性构件的作用从该闭合 位置移位到分配位置，以打开从所述储存器向所述出口的流动路径。

本发明因此提供了相对高压的罐以及位于所述孔的端部处的轴向出口，所述管能 移位以克服相对高的弹簧力。这样的装置很容易适于被牢固地压靠在模拟香烟的填充 阀上。此外，所述再填充阀需要克服高弹簧力而被打开，这意味着所述再填充阀能够 先于打开所述罐中的填充阀而可靠地打开再填充的装置中的填充阀。WO2009/001078 并不完全适合应付高弹簧力，因为喷嘴的设计意味着存在较高的错位可能性，这限制 了可以施加以打开所述储存器的力。所需要的打开力越大，作用在所述管上的力越大， 因此错位的阀元件防止填充阀正确地打开的可能就性越高。

所述组合物优选地包括溶剂，所述溶剂可以是一元醇并且可进一步包括乙二醇和 /或乙二醇醚。在这种情况下，按重量计一元醇与乙二醇或乙二醇醚的重量之比从6:1 到1:1。优选地，所述组合物包括基于所述组合物的总重量从0.1到2％w/w的丙二醇。 优选地，所述组合物包括基于所述组合物的总重量从0.5到1.5％w/w的乙醇。

所述推进剂优选为氢氟烃。

优选地，所述组合物进一步包括基于所述组合物的总重量从0.001％w/w到0.45％ w/w、更优选地从0.026％w/w到0.084％w/w的尼古丁或药学上能接受的衍生物或其 盐。

所述组合物的进一步细节和优点被提供在申请人先前提交的申请GB1215273.2 中。

所述管的外径优选地大于3mm。

假设所述再填充阀具有相对较大的计量腔室，则所述再填充阀可以是计量阀。然 而，优选地，所述再填充阀是非计量阀。

优选地，所述管在与所述出口相反的端部处闭合以形成盲孔，并且进一步包括位 于所述管的侧壁中通向所述盲孔的侧向孔，所述再填充出口阀进一步包括包围所述管 的环形密封件，借此在第一位置中，所述侧向孔不与所述罐的内侧连通，而在分配位 置中，所述侧向孔被布置成相对于所述密封件向所述罐的内侧移动，以打开从所述罐 的内侧经由所述侧向孔且沿着所述盲孔通向出口端的流动路径。

再填充阀具有侧向孔，所述侧向孔抵抗所述弹性构件进行移动，经密封件与所述 罐选择性连通，所述再填充阀提供了用于实现非计量式再填充出口的简单的稳健机 构。

优选地，在所述第一位置中，所述环形密封件覆盖并密封所述侧向孔。

如果所述侧向孔如上文提到的如PMDI阀一样定位，则这将提供经由阀管的非期 望的排气路径，所述阀管是打开的以允许所述组合物在脱离期间逸出。通过用所述密 封件覆盖所述侧向孔，不存在这样的排气路径，因为所述侧向孔不会行进超出所述密 封件。

优选地，所述出口端处的所述管的径向最外边缘是倒圆的。即使所述管与所述装 置之间发生微小错位，该倒圆的边缘也会提供与再填充的装置的改进密封性。

设计成盛装可吸入组合物的可再填充装置面对的进一步潜在问题是储存器填充 未经授权的物质的潜在可能。例如，如果所述装置可能从丁烷气体再填充进行再填充， 则这可能危及用户。

因此，优选地，所述管具有大于3mm的最大外径，并且其中在所述管的所述出 口端，所述管的壁的至少一部分从外径向内延伸半径的至少50％。

这可以以略微不同的措辞表述，因为管具有大于3mm的最大外径，并且其中， 在限定在所述出口端处直径为1.5mm的圆内，还有一个特征存在。

一般来说，对于丁烷气体再填充等，所述管具有相对小的外径和相对薄的壁，以 最大化孔的尺寸并因而对于给定尺寸的阀管使流率最大。

通过提供显著更大外径，圆周的至少一部分也向内延伸显著程度。其可具有相对 厚的壁。类似的效果可用具有所需尺寸的环形端帽实现。另选地，所述管具有局部特 征，诸如横跨所述孔延伸的单个辐条或十字形，或者支撑在所述管中并且占据在出口 端处占据所述阀管的中央部的销。出于本发明的目的，在这种情况下，所述销被认为 是所述壁的延伸部。

在这样的布置中，所述装置可以如此设计尺寸，使得其只能与满足这些要求的阀 管一起工作。诸如常规丁烷管的管的外径太小，将无法密封基座，使得相当一部分组 合物将在再填充过程期间在所述管周围泄漏，致使其在实践中不能用作再填充装置。 其次，具有更大外径但具有常规薄壁的任何再填充装置将能够与所述装置中的所述基 座接合，但会不能够压靠填充阀元件，因为在这样的管的中心处没有任何物件处于能 压靠填充阀元件的位置。通过具有厚壁，根据本发明的第四方面和第五方面所述的管 能够压靠在所述填充阀元件上，使之正确地操作所述装置。

据发明人所知，目前没有再填充罐具有满足以上要求的管。因此所述装置不可能 从任何已知的再填充罐再填充有害物质。

根据本发明的第二方面，提供了一种根据本发明的先前方面的加压式再填充罐与 再填充装置相结合的组合件，所述装置包括储存器，所述储存器具有填充阀和出口阀， 所述填充阀包括用于接收所述管的出口端的基座，阀元件突出到所述基座中并且由第 二弹性构件偏置到闭合所述填充阀的位置，第二弹性构件的弹簧力小于所述第一弹性 构件的弹簧力，所述阀元件突出到所述基座中达到这样的程度，即当所述管插入所述 基座中时，使所述填充阀元件移位以打开围绕所述阀元件且围绕所述管的外侧的排气 流动路径，所述管被布置成使得将所述装置和加压式再填充罐推到一起的进一步压力 导致所述管陷入所述基座中并且导致再填充出口阀打开，从而形成从所述加压式再填 充罐进入所述装置的储存器的流动路径。

该组合提供了非常简单的再填充操作，只要用户关注即可。他们仅仅需要以顺畅 的动作对着再填充罐中的管按压所述装置。随着使填充阀元件移位，所述装置然后将 自动排气，于是增大由用户施加的压力将打开所述再填充出口阀并且再填充该容器。 用户应该听到并可能看到制剂排气的喷射。然后这会在打开所述再填充出口阀时停 止。除了这一点，用户将感觉到当装置储存器充满时的微小回推。

所述装置优选为模拟香烟。优选地，所述装置的出口阀为呼吸致动阀，和/或所 述组合物包含尼古丁。

所述基座的面向所述管的部分优选地具有与所述管的倒圆最外边缘互补的大致 部分球形表面。这意味着，即使所述管相对于阀基座发生微小错位，所述基座的倒圆 表面和管的倒圆边缘也仍将可靠地接触，从而降低所述管和所述基座之间在再填充过 程期间潜在的任何泄漏。

为了进一步便于所述管相对于所述基座的对准，所述管和所述基座两者均具有彼 此互补的平行侧面部分。这些平行侧面部分用于将所述管引导到所述基座中。然而， 优选地，所述平行侧面部分在彼此完全匹配时的重叠长度延伸小于8mm，更优选地 小于3mm。

根据本发明的第三方面，提供了一种使用根据本发明的第六方面的组合件来再填 充装置的方法，所述方法包括以下步骤：用第一力抵靠所述出口阀的管按压所述装置， 以克服第二弹性构件的作用而打开所述装置的填充阀，从而经由所述管和所述基座之 间的路径使所述装置的储存器排气；以及增加将所述装置的基座压靠所述管所用的 力，以克服所述第一弹性构件的力，从而打开从所述加压式再填充罐进入所述装置的 储存器的流动路径，并且使所述装置脱离所述管，以闭合再填充出口阀和装置填充阀。

现在将参考附图描述根据本发明的各方面的再填充罐、罐和可再填充装置的组合 以及方法的示例，其中：

图1是示出再填充罐和模拟香烟以及包装的分解立体图；

图2是在用户可以从壳体抽出模拟香烟的位置下，图1所示的布置的横截面视图；

图3是类似于图2的视图，示出了存储位置下的香烟；

图4是穿过再填充阀的横截面视图；

图5A至图5D是示出模拟香烟中的填充阀连同再填充阀的侧视图分别处于脱离、 排气、送达和填充位置的横截面；

图6A是填充阀的立体图；

图6B是图6A的分解图；

图7是说明出口管的端部尺寸的图；以及

图8A至图8D是示出各种管配置的横截面。

模拟吸烟装置包括模拟香烟1，除了其再填充阀，该模拟香烟1如在WO 2009/001078中所述。模拟香烟1具有用于可吸入组合物的储存器、呼吸阀和下面描 述的再填充阀。除了再填充阀，香烟在此将不进一步描述。模拟香烟装置的进一步修 改公开在申请人的在先申请WO2010/073018、WO2011/015825、WO2011/015826 和WO2011/117580中。

储存器的组合物在WO2009/001085中进行了描述。在WO2014/033437中提供 了进一步细节。

模拟吸烟装置的剩余部分是再填充装置。这包括主壳体部2，主壳体部2是塑性 模制件。其由薄的卡套3包围，在卡套3上印刷各种信息，诸如宣传信息。壳体的大 小优选地类似于烟盒的大小，并且可被调整为适合特定尺寸型式，例如10或20根香 烟的烟盒大小。壳体2具有凹部4，在凹部4中盛装加压的再填充气体的再填充罐5。 罐5在其最低端处具有出口管6。利用凹部4中的罐5，喷嘴6坐落在再填充出口孔 7上方。如下面详细描述的，通过压靠在再填充出口孔7上再填充模拟香烟装置1。 罐可代之以仅仅为孤立柱体，于是因为不受限于需要安装在烟盒大小的壳体内而可具 有更大的容量。

笼统地说，壳体2分为两个半体，一个半体包含再填充气体罐5，而另一部分包 含铰链抽屉8，铰链抽屉8具有由弹簧10偏置的释放机构8。该布置形成WO 2011/095781的主题。

该公开涉及改进如将在下面参考图4描述的再填充罐5的再填充阀的设计和/或 下面参考图6A和图6B描述的模拟香烟1的填充阀。两者在再填充操作之间的相互 作用在图5A至图5D中进行图示。

再填充罐5的再填充阀20是根据加压式计量剂量吸入器的阀修改的非计量阀。 图4示出了再填充罐5的端帽21，端帽21具有环形配置并且包围阀。在帽内是在PMDI 阀设计中形成计量腔室的两端的外环形密封件22和内环形密封件23。

阀管6能克服弹簧25的作用在密封件22、23内滑动，弹簧25在图4所示的静 止位置提供偏置力，该偏置力大于5N，并且优选地大于10N。阀管6在其出口端处 设有轴向孔24，轴向孔24沿轴向从出口26向内延伸。侧向孔27从轴向孔24径向 向外延伸到管6的外周。在图4所示的静止位置下，侧向孔27被外环形密封件22 覆盖。外密封件22与阀管26的外周之间的密封防止流出再填充罐。

在该设计所基于的计量阀中，阀管进一步设有外周，外周用内环形密封件23密 封，一孔穿过该管，在环形密封件之间提供与计量腔室的选择性连通，以便填充腔室。 然而，在目前的情况下，管6在内环形密封件23的附近具有非圆形横截面，使之不 用内环形密封件密封，并且两个环形密封件22、23之间的腔室总对再填充罐5内的 主储存器开放。这致使阀成为非计量阀。

如图1至图4所示，再填充罐5被设计成在倒置配置下进行操作。然而，如果提 供浸管在罐的底部和再填充阀20之间形成连通，则可另选地以相反的方式向上操作。

当压下出口管6时，一旦侧向孔27穿过外密封件22，就会打开从再填充罐的内 侧经侧向孔27且沿着轴向孔24到达出口26的流动路径。

如图4所示，出于下面描述的原因，出口管6的出口端的径向最外边缘具有曲线 轮廓28。

将参考图6A和图6B描述香烟1中的填充阀35。

香烟1具有吸入端30，吸入端30与呼吸致动阀(未示出)关联，使得在吸入端30 上吮吸会打开呼吸致动阀，从而允许用户吸入储存器31的内容物。在通向吸入端30 的另一端的是填充端32，填充端32设有如图6A和图6B所示的填充阀35。

填充阀包括笼36，笼36将其余的阀部件支撑在储存器31的填充端32内。笼具 有多个大的侧向开口37，开口37允许打开笼37的内侧与储存器31的其余部分之间 的连通。

盛装在笼内的是第二弹簧38，第二弹簧38将阀元件39偏置到如图5A所示的闭 合位置中。阀元件39具有圆形底座40，插口41从圆形底座40的中心向上突出。底 座40的下表面被布置成接收弹簧38的顶部，而上环形表面42接收环形密封元件43， 环形密封元件43包围插口41的下部。如在图5A中最佳所见，插口41具有多个轴 向延伸的流道44，流道44从环形密封元件43上方开始并且延伸到插口41的最上表 面。

填充阀35由端帽45完善，端帽45具有用环形密封元件43的上表面密封的最低 环形表面46。端帽具有中央开口47，插口41突出穿过中央开口47。中央开口47通 往大致部分球面的基座48，基座48进一步通往包括多个径向向内延伸的突出49的 堞形区域，突出49的内表面50具有部分柱形配置，以提供如下面描述的用于出口管 6的导轨。每个面50在表面51中具有锥形引线。

为了再填充香烟1的储存器31，如图5A所示，香烟1的填充端32呈现给再填 充罐5的出口管6。此时，随着弹簧38将阀元件39推入其最上位置，储存器31的 填充阀35闭合，在最上位置中，环形密封元件43密封端帽45上的最低环形表面46。 类似地，随着侧向孔27被外环形密封件22密封，再填充出口阀20闭合。

随着香烟1被压靠到管6中，最初，与出口管6上的曲线轮廓28配合的突出49 的扩口引入表面51辅助用户使香烟1与管6对齐。随后，管6的柱形面与突出49 的内面50接合，从而确保香烟1大体与管6轴向对准。如下面描述的，香烟1与管 6之间的任何微小错位在一定程度上被端帽45中的基座48的大致球形性质和管6的 端部上的曲线轮廓28容纳。

如图5B所示，只要管6与阀元件39的插口41的最上表面接合，管6就开始向 下移动阀元件39。这是因为第二弹簧38施加比第一弹簧25弱的力，使得阀元件39 在管6移位之前开始移动。这使环形密封元件43移离最低环形表面46，由此打开从 储存器起围绕阀元件39的底座40、在密封元件43与端帽45的最低表面46之间、 沿着流道44且离开香烟1的排气流动路径。

一旦香烟1接合到如图5C中所示曲线轮廓28陷入基座48的程度，就开始下一 打开阶段。在该位置中，香烟可以继续排气，因为基座48在管6的端部不会形成与 曲线轮廓28的完美密封。在无法进一步压下阀元件39时，向香烟1施加的额外压力 现在将导致克服第一弹簧25的作用将管6向上推入再填充罐5，直到侧向孔27向外 环形密封件22内侧移动。这会打开从再填充罐5沿着侧向孔27和轴向孔24、经出 口26、沿着流道44且经由环形密封元件43与端帽45的最低环形表面46之间的空 间进入储存器31的再填充流动路径。在该时期，很少或没有流动穿过基座48与管6 的端部之间的界面，因为虽然如上面提到的该表面并未被密封，但上面提到的再填充 流动路径为来自储存器的组合物提供大得多且更直接的流动路径，使得围绕阀管的任 何泄漏保持在最小。此外，即使香烟1从管6的轴线斜向偏移小角度，基座48的球 形性质和管6末端处的曲线轮廓28也会确保这种泄漏保持在最小。更大的角偏移一 般会被与管接合的突出49防止。

当储存器31充满组合物时，用户将感觉到微小的回推，因为储存器31的压力与 再填充罐5的压力均衡，从而防止进一步流动。然后将香烟1拉离罐5，这很快导致 两个弹簧25、38使它们各自的阀返回至闭合位置。

现在将参考图7至图8D描述出口管6的端部处的布置。

参考现有技术最佳图示限定出口管端部处需要的尺寸。丁烷气体再填充所使用类 型的喷嘴具有相对小的外径和薄壁。在目前的情况下采取的途径是大得多的外径和相 对厚的壁，或者在喷嘴端部处朝向中央区域呈现的至少一些其它特征。这样做的原因 例如根据图5B是明显的。需要比较大的外径，以便与基座区域48可靠地接合。为 了靠在插口41的顶部上以压下阀元件39，厚壁或朝向端部中央区域的一些其它特征 的存在是必要的。如果试图用常规的丁烷气体再填充来填充香烟，则其相对薄的喷嘴 将不与基座48接触并将因此提供围绕管的泄漏路径。这将致使它在实践中无法使用。 另外，如果是具有更大外径但使用常规壁厚的管，这将能够适当地接合基座48。然 而，管中心处的敞开空间将如此大使之将简单地安装在插口41上方而不能够压下它。

如图7所示，目前的出口管具有至少3mm的外径D。出于计算该直径D的目的， 出口端处的曲线轮廓28被忽略。直径d为1.5mm的第二同心圆被限定在直径D的圆 内，在该第二同心圆内会具有呈现在喷嘴的端面处的部件。换句话说，在喷嘴的端部 处，如果存在1.5mm直径的内圆直径d而不存在特征部，则将不能够与插口41接合。

喷嘴6的优选尺寸为3.15mm到3.20mm的外径、1.10mm到1.30mm的内径。

图8A示出了具有相对厚的壁60的喷嘴。壁的厚度足够其在内圆d的内侧延伸。

在图8B中实现了类似效果，具有薄壁管61，薄壁管61具有用于提供需要的尺 寸的端帽。

图8C具有类似的薄壁，但在出口端处具有由辐条61支撑的销62。如图8C中明 显的，销62存在于内圆d内，并且将在使用时能够与插口41接合。

最后，在图8D中，横梁63径向横跨喷嘴的端部延伸。这可另选地是十字形或 一些其它能够与插口41接合的间歇特征。