CN113279943A - 一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵及流速控制方法 - Google Patents

一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵及流速控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于根管治疗用途的牙齿根管冲洗专用微型注液泵及流速控制方法，包括电机和泵体罩壳，其中泵体罩壳由与电机相连接的底座、隔膜压缩装置、单向阀片和前盖组成；底座收容腔内设置有偏心轮，其与电机的工作轴相连接；隔膜压缩装置由偏心轴、偏心架、气鼓和隔膜组成；单向阀片由底片和橡胶膜片构成，底片上开设有进出液孔，橡胶膜片上设置有U型进液阀片和圆形出液阀片以控制液体单向流动。前盖顶部设置有进液口与出液口，背部设有与单向阀片形状相仿的防回流液体沟道；本发明旨在提供一种结构简单且工作性能可靠的微型注液泵，其体积小巧，制造成本低，满足牙齿根管治疗冲洗所需的液体流速。

Description

一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵及流速控制方法
技术领域
本发明涉及牙齿根管治疗和注液泵技术领域，具体是指一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵及流速控制方法。
背景技术
通常的微型注液泵是用微型直流电动机（一般电压为5V、12V、24V的电动机）做动力驱动装置，驱动内部偏心装置做偏心运动，由偏心运动带动内部的隔膜做往复振动。从而对固定容积的泵腔内的空气进行压缩、拉伸，再通过进液阀片、出液阀片的配合，实现吸液和排液功能。微型注液泵广泛应用于用于水工业、农业、汽车、船舶等行业。
微型注液泵被部分医疗器械采用，比如家用冲牙器，目前家用冲牙器采用的微型注液泵的最大液流量较大，一般能达到100ml/min，冲击力过大容易伤害到牙齿牙周，而且水量过大患者口内含太多的药液容易被呛着，造成身体的损伤。因此，用冲牙器根本无法满足对根管治疗临床冲洗要求。目前根管治疗冲洗的方式是用注射针管加入5mL~10ML左右的次氯酸纳或EDTA，在完成根管荡洗后，采用手工注射的方式将牙齿碎屑和杂质冲洗出来，一次冲洗治疗耗时在45~55秒钟左右。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种工作性能可靠且满足口腔内牙齿根管冲洗所需流速的微型注液泵。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：包括电机和泵体罩壳，其中泵体罩壳由底座、隔膜压缩装置、单向阀片和前盖组成；
底座与电机相连接，底座包括内部设置有偏心轮的收容腔，偏心轮为圆柱形凸柱，偏心轮底面的轴心与电机的工作轴插接连接，偏心轮顶面的偏心位置设有偏心凹槽；
隔膜压缩装置由偏心轴、偏心架、气鼓、隔膜和偏心罩组成；所述的偏心罩安装在底座的收容腔顶部；所述的偏心轴设置在偏心架的轴心位置，并且通过偏心轴插设在偏心凹槽中，气鼓的底部设置隔膜，偏心架的两端与隔膜通过柱体连接；偏心架在偏心罩内作偏心运动；偏心运动时工作轴与偏心轴之间的夹角为15°；偏心架、气鼓和隔膜的材质均为橡胶，具有一定的柔性。
电机运作时，偏心轴做偏心运动来拉伸和压缩气鼓，带动内部的隔膜做往复振动。工作原理为：电机通电驱动偏心轮旋转，传递给偏心轴，带动偏心架扭转，使得气鼓发生形变，导致密闭泵腔容积发生变化。抽液体时，液体从进液口进入，U型进液阀片开启，经进液孔流入隔膜腔内；气鼓随着偏心架的摆动，形成密闭容积变化后，液体经过出液孔，圆形出液阀片打开，液体从出液口流出。
单向阀片由底片和橡胶膜片构成，橡胶膜片叠加设置在底片上方，底片设置在隔膜压缩装置上方，并且密封偏心罩；
底片上开设有两组相对设置进液孔和出液孔，进液孔和出液孔与气鼓紧密贴合形成固定容积的泵腔；
橡胶膜片上相应地设置有两组相对设置的U型进液阀片和圆形出液阀片以控制液体单向流动；U型进液阀片覆盖在进液孔上，圆形出液阀片覆盖在出液孔上；
前盖顶部设置有进液口与出液口，背部设有与单向阀片顶面形状相仿的防回流液体沟道，前盖与底片固定连接，将橡胶膜片密闭在前盖与底片之间。
单向阀的工作原理为：所述的橡胶膜片上的U型进液阀片和圆形出液阀片存在一定高度差，使得进液状态下的气鼓处于拉伸状态，圆形出液阀片在压力作用下堵塞出液孔，U型进液阀片打开形成负压；而出液状态下的气鼓处于压缩状态，U型进液阀片受压堵塞进液口，圆形出液阀片打开形成正压，从而控制液体单向流动。
所述的工作轴与偏心轮的中心线位于同一个方向；
所述的偏心架和橡胶膜片的中心线位于同一个方向。
所述进液口直径为2mm，出液口直径1mm。
防回流液体沟道包括条形相连沟道与圆形相连沟道；前盖背部与U型进液阀片对应的位置开设有深度为0.5mm的条形相连沟道；前盖背部与圆型出液阀片对应的位置开设有深度为0.5mm的圆形相连沟道。前盖在连通下方单向阀片的同时，也起到暂存液体的作用，防止液体回流。
底座、偏心罩、底片、前盖彼此通过卯榫结构连接，
底座顶面四角设置有凸槽，偏心罩底面四角设置有对应凹槽；
偏心罩顶面的左右两侧设置有大小不一的一组凸槽，底片底面设置有对应凹槽；
底片顶面的前后两侧设置有大小不一的凹槽，前盖底面设置有对应凸槽。
电机与底座之间通过螺丝锁紧固定；底座、隔膜压缩装置、单向阀片和前盖之间通过凹凸过盈方式相连接。
本发明包括以下流速控制方法，根据流速计算公式：
F（ml/h）=Y（ug/kg/min）×0.06×T（kg）×Z（ml）/J（ml）
其中F为泵速，Y为所需液体剂量，T为体重，Z为注射器容量，J为液体剂量；计算得该注液泵的平均泵速为10ml/min，满足牙齿根管冲洗所需流速；
设注液泵的额定电压为1.5V，在工作电压为1V至1.5V时，注液泵流速与所加电压和电流之间的关系为：F’ =147.3e1.18U – I；
其中F’(ml/s)为注液泵流速，U(V)为电压，I（A）为电流。
本发明的的有益效果是：
1. 工作轴、偏心轮、偏心架和橡胶膜片的中心线同轴，使泵工作时更稳定，产生的振动更小以降低噪声。
2. 前盖背部的液体沟道在连通下方单向阀片的同时，也起到暂存液体的作用，防止液体回流。
3. 偏心运动时，工作轴与偏心轴之间的夹角为15°，此时泵腔内容积最大，微型注液泵工作时的液流量可达到5ml~10ml/min，满足口腔内牙齿清洗所需流速。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，如附图所示的仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明直流电机与底座结构示意图。
图3为本发明隔膜压缩装置结构示意图。
图4为本发明单向阀片拆分结构示意图。
图5为本发明单向阀片整体结构示意图。
图6为本发明前盖结构示意图。
图7为本发明前盖背部结构示意图。
图8为本发明拆分结构示意图。
图9为牙齿根管冲洗应用示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本新型方案，下面结合附图1至9对本发明的优选实施例作进一步说明，包括电机1和泵体罩壳6，其中泵体罩壳6由底座2、隔膜压缩装置3、单向阀片4和前盖5组成；
底座2与电机1相连接，底座2包括内部设置有偏心轮21的收容腔23，偏心轮21为圆柱形凸柱，偏心轮21底面的轴心与电机1的工作轴11插接连接，偏心轮21顶面的偏心位置设有偏心凹槽22；
隔膜压缩装置3由偏心轴31、偏心架32、气鼓34、隔膜33和偏心罩35组成；所述的偏心罩35安装在底座2的收容腔23顶部；所述的偏心轴31设置在偏心架32的轴心位置，并且通过偏心轴31插设在偏心凹槽22中，气鼓34的底部设置隔膜33，偏心架32的两端与隔膜33通过柱体连接；偏心架32在偏心罩35内作偏心运动；偏心运动时工作轴11与偏心轴31之间的夹角为15°；偏心架32、气鼓34和隔膜33的材质均为橡胶，具有一定的柔性。
本实施例中，电机1运作时，偏心轴31做偏心运动来拉伸和压缩气鼓34，带动内部的隔膜33做往复振动。工作原理为：电机1通电驱动偏心轮21旋转，传递给偏心轴31，带动偏心架32扭转，使得气鼓34发生形变，导致密闭泵腔容积发生变化。抽液体时，液体从进液口51进入，U型进液阀片421开启，经进液孔411流入隔膜腔内；气鼓34随着偏心架32的摆动，形成密闭容积变化后，液体经过出液孔412，圆形出液阀片422打开，液体从出液口52流出。
单向阀片4由底片41和橡胶膜片42构成，橡胶膜片42叠加设置在底片41上方，底片41设置在隔膜压缩装置3上方，并且密封偏心罩35；
底片41上开设有两组相对设置进液孔411和出液孔412，进液孔411和出液孔412与气鼓34紧密贴合形成固定容积的泵腔；
橡胶膜片42上相应地设置有两组相对设置的U型进液阀片421和圆形出液阀片422以控制液体单向流动；U型进液阀片421覆盖在进液孔411上，圆形出液阀片422覆盖在出液孔412上；
前盖5顶部设置有进液口51与出液口52，背部设有与单向阀片4顶面形状相仿的防回流液体沟道53，前盖5与底片41固定连接，将橡胶膜片42密闭在前盖5与底片41之间。
本实施例中，单向阀的工作原理为：所述的橡胶膜片42上的U型进液阀片421和圆形出液阀片422存在一定高度差，使得进液状态下的气鼓34处于拉伸状态，圆形出液阀片422在压力作用下堵塞出液孔412，U型进液阀片421打开形成负压；而出液状态下的气鼓34处于压缩状态，U型进液阀片421受压堵塞进液口，圆形出液阀片422打开形成正压，从而控制液体单向流动。
所述的工作轴11与偏心轮21的中心线位于同一个方向；
所述的偏心架32和橡胶膜片42的中心线位于同一个方向。
所述进液口51直径为2mm，出液口52直径1mm。
本实施例中，防回流液体沟道53包括条形相连沟道531与圆形相连沟道532；前盖5背部与U型进液阀片421对应的位置开设有深度为0.5mm的条形相连沟道531；前盖5背部与圆型出液阀片422对应的位置开设有深度为0.5mm的圆形相连沟道532。前盖5在连通下方单向阀片4的同时，也起到暂存液体的作用，防止液体回流。
底座2、偏心罩35、底片41、前盖5彼此通过卯榫结构连接，
底座2顶面四角设置有凸槽，偏心罩35底面四角设置有对应凹槽；
偏心罩35顶面的左右两侧设置有大小不一的一组凸槽，底片41底面设置有对应凹槽；
底片41顶面的前后两侧设置有大小不一的凹槽，前盖5底面设置有对应凸槽。
电机1与底座2之间通过螺丝锁紧固定；底座2、隔膜压缩装置3、单向阀片4和前盖5之间通过凹凸过盈方式相连接。
本发明包括以下流速控制方法，根据流速计算公式：
F（ml/h）=Y（ug/kg/min）×0.06×T（kg）×Z（ml）/J（ml）
其中F为泵速，Y为所需液体剂量，T为体重，Z为注射器容量，J为液体剂量；计算得该注液泵的平均泵速为10ml/min，满足牙齿根管冲洗所需流速；
设注液泵的额定电压为1.5V，在工作电压为1V至1.5V时，注液泵流速与所加电压和电流之间的关系为：F’ =147.3e1.18U – I；
其中F’(ml/s)为注液泵流速，U(V)为电压，I（A）为电流。
如图9所示，本实施例中，电机1与泵体罩壳6安装在根管冲洗装置100内部，进液口51与冲洗液瓶7连接，出液口52通过水路8与设置在根管冲洗装置前端的喷嘴针头9连接。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于，包括电机（1）和泵体罩壳（6），其中泵体罩壳（6）由底座（2）、隔膜压缩装置（3）、单向阀片（4）和前盖（5）组成；
底座（2）与电机（1）相连接，底座（2）包括内部设置有偏心轮（21）的收容腔（23），偏心轮（21）为圆柱形凸柱，偏心轮（21）底面的轴心与电机（1）的工作轴（11）插接连接，偏心轮（21）顶面的偏心位置设有偏心凹槽（22）；
隔膜压缩装置（3）由偏心轴（31）、偏心架（32）、气鼓（34）、隔膜（33）和偏心罩（35）组成；所述的偏心罩（35）安装在底座（2）的收容腔（23）顶部；所述的偏心轴（31）设置在偏心架（32）的轴心位置，并且通过偏心轴（31）插设在偏心凹槽（22）中，气鼓（34）的底部设置隔膜（33），偏心架（32）的两端与隔膜（33）通过柱体连接；偏心架（32）在偏心罩（35）内作偏心运动；偏心运动时工作轴（11）与偏心轴（31）之间的夹角为15°；
单向阀片（4）由底片（41）和橡胶膜片（42）构成，橡胶膜片（42）叠加设置在底片（41）上方，底片（41）设置在隔膜压缩装置（3）上方，并且密封偏心罩（35）；
底片（41）上开设有两组相对设置进液孔（411）和出液孔（412），进液孔（411）和出液孔（412）与气鼓（34）紧密贴合形成固定容积的泵腔；
橡胶膜片（42）上相应地设置有两组相对设置的U型进液阀片（421）和圆形出液阀片（422）以控制液体单向流动；U型进液阀片（421）覆盖在进液孔（411）上，圆形出液阀片（422）覆盖在出液孔（412）上；
前盖（5）顶部设置有进液口（51）与出液口（52），背部设有与单向阀片（4）顶面形状相仿的防回流液体沟道（53），前盖（5）与底片（41）固定连接，将橡胶膜片（42）密闭在前盖（5）与底片（41）之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于，
所述的橡胶膜片（42）上的U型进液阀片（421）和圆形出液阀片（422）存在一定高度差，从而控制液体单向流动。
3.根据权利要求1所述的一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于，
所述的工作轴（11）与偏心轮（21）的中心线位于同一个方向；
所述的偏心架（32）和橡胶膜片（42）的中心线位于同一个方向。
4.根据权利要求1所述的一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于，
所述进液口（51）直径为2mm，出液口（52）直径1mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于，
防回流液体沟道（53）包括条形相连沟道（531）与圆形相连沟道（532）；前盖（5）背部与U型进液阀片（421）对应的位置开设有深度为0.5mm的条形相连沟道（531）；前盖（5）背部与圆型出液阀片（422）对应的位置开设有深度为0.5mm的圆形相连沟道（532）。
6.根据权利要求1所述的一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于，
底座（2）、偏心罩（35）、底片（41）、前盖（5）彼此通过卯榫结构连接，
底座（2）顶面四角设置有凸槽，偏心罩（35）底面四角设置有对应凹槽；
偏心罩（35）顶面的左右两侧设置有大小不一的一组凸槽，底片（41）底面设置有对应凹槽；
底片（41）顶面的前后两侧设置有大小不一的凹槽，前盖（5）底面设置有对应凸槽。
7.根据权利要求1所述的一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于，
电机（1）与底座（2）之间通过螺丝锁紧固定；底座（2）、隔膜压缩装置（3）、单向阀片（4）和前盖（5）之间通过凹凸过盈方式相连接。
8.一种根据权利要求1所述的一种用于牙齿根管冲洗的微型注液泵，其特征在于包括以下流速控制方法，根据流速计算公式：
F（ml/h）=Y（ug/kg/min）×0.06×T（kg）×Z（ml）/J（ml）
其中F为泵速，Y为所需液体剂量，T为体重，Z为注射器容量，J为液体剂量；计算得该注液泵的平均泵速为10ml/min，满足牙齿根管冲洗所需流速；
设注液泵的额定电压为1.5V，在工作电压为1V至1.5V时，注液泵流速与所加电压和电流之间的关系为：F’=147.3e1.18U – I；
其中F’(ml/s)为注液泵流速，U(V)为电压，I（A）为电流。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114452025A (zh) * 2021-08-31 2022-05-10 上海飞科电器股份有限公司 牙齿冲洗器

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