CN116685290A - 用于清洁和消毒牙科仪器的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，该系统包括蒸汽发生器(100)和压缩空气源(200)，清洁和/或消毒系统(1000)还包括流量调节设备(400)，该流量调节设备被设计成将湿蒸汽(1)和压缩空气(2)注入到待处理的牙科或外科使用的工具(600)的至少一个通道中。
Description
技术领域
本发明涉及用于医疗领域从业者(诸如牙医和牙科外科医生)的仪器和设备领域。更具体地，本发明涉及用于机头或牙科涡轮类型的设备的蒸汽清洁和消毒的系统和方法。
背景技术
牙医、卫生学者和牙科外科医生，以及牙髓学、牙周病学、口腔外科或种植学领域的其他从业者经常使用各种仪器和设备，其中最常见的是直机头、反角机头(因其轻微弯曲而被称为反角机头)和空气涡轮。这些设备通常包括头部和手柄(即由牙科外科医生操纵的部件)，该头部容纳转子并使得能够将运动传递到铣削、切割或抛光工具，并且该头部进入患者的口腔。直机头和反角机头连接到电动马达(微型马达)，该电动马达提供转子运动所需的机械能，从而提供铣削、切割或抛光工具运动所需的机械能。空气涡轮简单地连接到管，该管提供压缩空气以使转子运动。将空气涡轮联接到管的系统非常类似于使得能够将机头或反角机头联接到马达的联接系统。
马达部件经由标准化的联接鼻部安装在机头上，该标准化的联接鼻部用于传递马达的传动扭矩或用于引导使涡轮旋转的压缩空气流，同时，机头和马达部件通常还包括多个彼此连接的通道，流体(诸如压缩空气和/或水)能够被输送到这些通道中，以冷却设备或在使用期间喷洒操作区域。例如，在专利文献EP 1,768,597中提到了冷却和喷洒通道布置的示例。
为了清洁和消毒这种牙科机头类型的仪器，通常按照自动顺序或根据使用者的设定进行以下操作：
-首先，用冷水、温水或热水进行预清洗、清洗或冲洗；接着
-借助化学物质进行清洁和/或消毒；最后
-通过施加压缩空气来清除和/或干燥碎屑。
专利文献US 5,723,090描述了采用这种方法对机头进行清洁和消毒的解决方案。
替代性地或除了下面所描述的顺序的第二步之外，还例如从文献US 2012298151中已知使用饱和或过热蒸汽的清洁和/或消毒方法。当这两个条件都满足时，我们称之为干蒸汽。
然后，可以提供使用机油和可能的空气或两者的混合物的最终润滑步骤。
美国文献US 6,368,556 B1描述了在高压灭菌器中用于牙科机头的另一种清洁和消毒解决方案，根据该清洁和消毒解决方案，替代马达部件的固定支撑件设置有多个单独的通道，多个单独的通道分别用于用蒸汽或热空气清洁喷雾器，以及分别用机油和热空气清洁旋转部件；灭菌过程在此再次使用高压灭菌器中压力条件为1.1巴、温度为122℃的干蒸汽。
现有技术中已知的这些解决方案的主要缺点是设备内部的清洁不令人满意，因为设备内部的清洁可能导致齿轮、滚珠轴承等中固体和/或有机残留物(例如血液和蛋白质)的积聚。此外，残留物的积聚使得任何其他消毒和/或灭菌程序(包括高压灭菌器中的蒸汽灭菌)越来越无效，并且还会导致机械设备的加速老化以及过热和烧伤患者的风险。
使用水的清洗过程的低效率主要与水滴不能够穿透设备内部的间隙和中空区域这一事实有关；添加酶促物质或碱性化学物质可能会加速水滴可到达的残留物的溶解，但不会改善进入中空区域的情况。
使用饱和或过热蒸汽的替代清洁程序的无效性与热导致蛋白质变性这一事实有关，使得污垢和生物膜更难溶解并从表面上分离。
此外，经由饱和或过热蒸汽喷射(干蒸汽型的)消毒不是普遍有效的，因为在设备的入口处的蒸汽的高压和高温条件并不在整个设备中保持。实际上，入口(通常位于设备的后部处，在替代用于清洁和消毒的马达部件的喷嘴处)和出口(位于设备的头部中)之间的温度梯度导致蒸汽在设备的内表面上冷凝，尤其在头部处冷凝；这极大地限制了牙科设备的污染最严重的区域的杀菌和杀真菌能力，该污染最严重的区域正好处于设备的头部处，该污染最严重的区域最常与患者的口腔接触，因此更有可能在那里发现来自该位置的血液、唾液以及其他细菌菌落的残留物。
此外，在高压下重复使用饱和或过热蒸汽会导致机头的机械部件的加速老化。
因此，存在对不受这些已知限制的清洁和消毒解决方案的需求。
发明内容
本发明的目的是提供比现有技术更有效的清洁和消毒的系统和方法。
本发明的另一个目的是提供清洁和消毒的系统和方法，与现有技术的解决方案相比，该清洁和消毒的系统和方法对待处理的工件的机械部件的侵蚀性较小。
本发明的另一个目的是提供一种使通常用于清洁和消毒的化学物质的使用最小化的解决方案。
最后，本发明的目的是提供一种新的解决方案，新的解决方案使得能够减少设备内部的清洁和消毒循环的持续时间。
根据本发明，通过用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的系统来实现这些目的，该系统包括蒸汽发生器和压缩空气源，清洁和/或消毒系统还包括流量调节设备，该流量调节设备被设计成将湿蒸汽和压缩空气注入到待处理的牙科或外科使用的工具的至少一个通道中。
根据本发明提出的新系统的优点在于，该新系统使得能够确保牙科设备内部的有效自动清洁，避免待处理的工具内生物膜、血液和蛋白质残留物的任何积累。
根据本发明提出的新系统的另一个优点在于，该新系统能够确保对待处理的整个牙科设备(包括头部，即工具的前部)进行大致均匀的消毒。
根据本发明提出的新系统的另一个优点在于，与使用保温瓶消毒器或者饱和或过热蒸汽消毒器的常规自动清洁/消毒程序相比，限制机械部件(诸如滚珠轴承或接头(O形环))的老化，并且使金属部件的腐蚀最小化。
根据本发明提出的新系统的另一个优点在于，消除或在任何情况下最大限度减少用于清洁和消毒操作的化学物质的使用。
根据本发明提出的新系统的另一个优点在于，减少设备内部的清洁/消毒循环的持续时间。
根据优选实施例，用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的系统还包括固定支撑件，该固定支撑件用于待清洁和/或消毒的牙科或外科使用的工具，固定支撑件设置有联接鼻部，该联接鼻部作为马达部件的替代物，并且湿蒸汽-空气混合物能够经由所述联接鼻部直接地注入。
这种解决方案的优点在于，该解决方案可以通过非常简单地增加如下模块容易地适用于现有的清洁和消毒设备，该模块用于产生所需的湿蒸汽和蒸汽流，以被连接到机头手柄的后部。
根据该优选实施例的变型，在用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的系统中，固定支撑件被布置在封闭的围封件中，这使得一方面能够容易地放置用于收集从牙科或外科设备中提取的水和废物的托盘，并且能够在没有流散风险的情况下容易地回收它们，另一方面，能够增加空气过滤系统以避免微生物污染物喷出到围封件的外部。这样，可以从健康的角度优化清洁和消毒程序。
根据该优选实施例的另一个变型，牙科或外科使用的工具的清洁和/或消毒系统的围封件设置有使用UVC射线的消毒系统。
这种变型的优点在于，确保牙科或外科设备的外表面的消毒以及围封件本身的消毒，从而使得能够避免在同一围封件中同时或连续地清洁和消毒的设备之间相互污染的风险。
根据另一个优选实施例，用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的系统还包括使用者界面，该使用者界面使得能够确定从温度、压力、湿蒸汽分数和/或压缩空气分数中选择的至少一个输入参数。
这种解决方案的优点在于，能够根据待清洁/消毒的系统的机械或电气约束和/或在清洁/消毒之前执行的操作程序(牙科或外科)，并因此根据在清洁/消毒之后在高压灭菌器中进行后续灭菌的调节需要，最大限度地优化所需的混合物。
根据另一个优选实施例，所提出的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的系统的流量调节设备包括第一阀和第二阀，该第一阀用于湿蒸汽的出口，该第二阀用于压缩空气的出口，第二阀是自调节的。
这种解决方案的优点在于，使得能够使系统部件的数量最小化，而不需要任何专用的腔室来执行混合，空气和蒸汽流中的每一个被单独地供给到工具。另一个优点还在于，使清洁和消毒循环的效率最大化，因为在注入待处理的工具之前，不需要实现处于热力学平衡或准平衡(也就是说，随时间处于静止状态，但由于连续到达混合室的流而保持不平衡)的空气-蒸汽混合物。
根据该优选实施例的变型，所提出的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的系统的流量调节设备还包括旁路通道，该旁路通道连接到所述第二阀，旁路通道旨在将辅助压缩空气流输送到气动驱动系统，该气动驱动系统以旋转方式驱动待处理的牙科或外科使用的工具的旋转部件中的至少一些旋转部件。
这种解决方案的优点在于，首先，优化工具的通常运动部件的清洁和消毒操作的效率，然后进行驱动部件旋转的该操作，这不需要为此目的的专用马达，从而同时优化设备在电源方面的复杂性和需求。
根据另一个优选实施例，所提出的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的系统的流量调节设备还包括混合室，该混合室用于产生湿蒸汽-空气混合物，该湿蒸汽-空气混合物能够经由第三阀被输送。
这种解决方案的优点在于，在待清洁和消毒的设备内施加在热力学方面处于平衡或准平衡(即随时间处于静止状态，但由于连续到达混合室的流而保持不平衡)的均匀条件，从而根据需要(流速、清洁的效力优先于消毒的效力等)优化温度、湿度和压力的条件。
本发明还涉及一种使用根据本发明的用于清洁和/或消毒的系统来清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的方法，其特征在于，该方法包括产生湿蒸汽的第一流的第一步骤和产生压缩空气的第二流的第二步骤。
这种清洁和/或消毒方法的优点在于，能够在两种变型之间以灵活的方式组合不同的步骤，其中，不同的步骤以完全按顺序的方式排序或同时进行。
根据优选实施例，根据本发明的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具的方法然而使用至少部分同时进行的第一步骤和第二步骤。从而，减少了处理循环的持续时间。
根据用于清洁和/或消毒的方法的优选实施例，湿蒸汽包括至少10％液滴形式的液相的水。
该解决方案的优点在于，在所需的清洁和消毒特性之间限定了很好的折衷方案，因为蒸汽颗粒可以到达最中空和难以接近的区域并冷凝以溶解残留物和分离生物膜，而蒸汽相的水的浓度和较低温度下的水颗粒(“液滴”)的尺寸使得能够溶解血液和蛋白质并将生物膜残留物转移到外部。
根据本发明的用于清洁和/或消毒的方法的优选实施例，湿空气-蒸汽混合物的有效压力小于4.5巴，以不损坏待处理的工具。
根据本发明的用于清洁和/或消毒的方法的优选实施例，压缩空气分数的分压介于1.5巴至3巴之间。因此，由于空气的贡献，能够维持蒸汽的均匀流动而不需要过度增加蒸汽的压力。
根据本发明的用于清洁和/或消毒的方法的优选实施例，湿蒸汽分数的分压介于2巴至4巴之间。
这种解决方案的优点在于，能够保持通过设备的恒定流量，而不会造成表面的过度加热，因为蒸汽产生温度随着施加的压力而增加。
根据本发明的用于清洁和/或消毒的方法的优选实施例，湿空气-蒸汽混合物的湿蒸汽分数始终高于50％，以便如果想要保持在足以进行清洁和消毒操作的温度值范围内—通常在100℃的量级—空气的效果通常是冷却混合物，则不必产生过高的蒸汽压力和温度。
附图说明
其他优点和特征从以下作为非限制性示例给出并在附图中示出的用于实现本发明的实施例的说明中更清楚地显现出来，在附图中：
-图1是示出了根据本发明的优选实施例的清洁和消毒设备的操作的示意图；
-图2是示出了根据图1的优选实施例的变型的清洁和消毒设备的操作的示意图；
-图3是示出了根据本发明的另一个优选实施例的清洁和消毒设备的操作的示意图；
-图4是示出了用于根据本发明的清洁和消毒循环的多个可能的顺序的示意图；
-图5是示出了在本发明的背景下水和湿蒸汽的组合如何能够有利地降低用于对工具内部进行清洁和消毒的混合物的温度的示意图。
具体实施方式
根据现有技术，蒸汽或蒸气在消毒方面的质量一直被认为与蒸汽或蒸气的湿度成反比，相反，与施加的压力成正比。实际上，湿度有可能限制传递给细菌的热量，而施加到蒸汽的压力的优点之一是能够将热作用与机械清洁作用相结合，这与在高压下流体的机械能有关。
在本发明的框架内，在表征湿蒸汽以及蒸汽和压缩空气之间的混合物方面的技术进步已经被用于更好地了解蒸汽中水滴的大小，并更好地控制蒸汽-水-空气混合物的热力学平衡，从而利用到目前为止一直被认为是不足的蒸汽-水-空气混合物的特性，以同时确保：
1.机械清洁作用；
2.有机残留物的化学溶解；
3.生物膜与金属表面的温和分离；
4.从后部(arrière)到头部，整个设备具有均匀的清洁和消毒特性，从而避免了显著的温度梯度和湿度梯度。
诚然，在已经含有盐溶液或其他物质的设备的灭菌过程中，在高压灭菌器技术中将蒸汽与空气混合的技术可行性已经为人所知；然而，在这种情况下，目的是能够对加压部件的外部壳体进行灭菌，这需要恒定的压力环境，恒定的压力环境需要在引入蒸汽之前产生部分真空。然而，对于这些系统，空气-蒸汽混合是在准稳态条件下进行的，并且接近热力学平衡(类似的压力和温度)，以精确地避免过大的压力梯度和任何流动。
在下文中，将示出如何能够特别克服技术偏见，根据该技术偏见，湿蒸汽的使用将不适于待处理部件内部的清洁和消毒过程，以及如何能够进行混合以分别优化蒸汽的压力和温度，即使蒸汽是饱和的或接近由下文中讨论的图5的饱和蒸汽压力曲线所指示的饱和度水平，对于该曲线，压力P和温度T之间存在严格的关系。
图1示出了根据本发明的优选实施例的清洁和消毒系统1000的操作图，该清洁和消毒系统目的在于将湿蒸汽1从待处理的牙科设备的联接部件(即待处理的牙科设备的后部部件)注入到待处理的牙科设备(工具600)的内部，该联接部件原则上对应于机头的手柄。根据该优选实施例，联接部件由布置在固定支撑件500上的标准联接鼻部506形成，该固定支撑件布置在封闭的围封件700中，即该封闭的围封件能够与外部隔离。围封件700的固定支撑件500在此被设置成用于布置待清洁和消毒的单个工具(由根据本发明的系统执行的操作的速度允许这一点)；然而，出于规模经济的原因以及如果临床治疗类型允许的话(例如，如果所有工具都用于治疗同一患者)，替代性地可以同时布置多个待清洁和消毒的工具。围封件700还优选地包括消毒系统701，该消毒系统使用UVC射线(紫外线的子集，光谱带“C”)，以对待处理的工具中的每一个工具的外部进行消毒，从而避免任何相互自污染。为了便于围封件700本身的清洁过程，设置可移动收集托盘702以收集从工具600提取的水和废物。此外，还可以设置空气过滤系统(未示出)，以避免任何微生物污染物喷出到围封件的外部。
在本发明中，寻求将压缩空气1与湿蒸汽2同时或交替地从联接部件添加到牙科设备的内部，然后，空气-湿蒸汽混合物12从附图右侧的工具头部600中出现。
在图1所示的操作图中，可以看出，湿蒸汽1的第一流F1和压缩空气的第二流F2保持分离，直到它们到达通向设备的输送管线，该输送管线在此位于联接鼻部506的内部，该联接鼻部设置在固定支撑件500上。因此，没有用于两个相的混合室，这使得所提出的清洁和消毒系统1000实施起来特别简单，并且不是非常笨重。湿蒸汽1的第一流F1被加入到空气的第二流F2中，以在工具600的通道内产生“组合的”流F1+F2，工具的通道包括例如中央冷却通道601和一个或多个喷雾通道602，旨在将空气和/或水输送到工具600的头部附近的工作区域。因此，在待处理的工具600的入口处，湿蒸汽1的第一流F1和压缩空气的第二流F2之间不存在热力学平衡，湿蒸汽的第一流以分压发送，该分压的值Pv可能不同于Pa的值，此外，压缩空气的第二流以通常接近环境温度(即大约20度)的温度注入，即，该温度远低于蒸汽的温度，蒸汽的温度相当接近100摄氏度。然而，可以在工具600的头部处接近这种平衡，这就是为什么在从工具的头部出现的箭头处，对应于湿蒸汽-空气混合物12的流由附图标记FM表示，并且应对该流施加压力值Pe。该压力值Pe对应于可以在上游流量调节设备400的使用者界面300处限定的压力，并且其限定了混合物的有效压力，即，不仅考虑了空气-蒸气相中的每一个相的分压，而且还考虑了空气-蒸气相在混合物中相应的分数和体积。
优选地，使用者界面300包括控制构件(诸如按钮)或输入界面(诸如触摸屏)，以及用于在验证设定之前检查输入的显示模块。根据所描述的优选实施例，将优选地选择有效压力值Pe，该有效压力值可以根据混合物中蒸汽和压缩空气的分数来限定适于清洁和消毒操作的温度。然而，输入参数不限于有效压力值Pe，还可以包括温度值T°，并且还可以调节与压缩空气分数20和湿蒸汽分数10相关的百分比。
流量调节设备400包括蒸汽发生器100、集成或外部压缩空气源200、第一阀401和第二阀402，湿蒸汽1的第一流F1从该第一阀的出口处产生，压缩空气的第二流F2从该第二阀的出口处产生。这些阀中的每一个阀的打开和关闭在例如，使用相关联的传感器或简单地经由被预限定为控制参数(有效压力Pe或温度T°或蒸汽的湿度分数)的函数的可编程定时器的控制步骤之后分别执行。在图1中，蒸汽压力控制步骤称为步骤S1，而压缩空气压力控制步骤称为步骤S2。然而，从该附图中可以看出，根据该优选实施例，第二控制步骤S2实际上取决于第一控制步骤S1，因为通过选择针对包含湿蒸汽和空气的混合物12以及针对预定比例的空气和湿蒸汽的有效压力值Pe，空气的分压Pa将自动地由蒸汽的分压Pv限定。换言之，在这种情况下，第二阀402将根据第一阀401进行自我调节，因此箭头表示两个控制步骤S1、S2之间的连接，虚线箭头表示第二阀402在第一阀401上的对准。
图2示出了本发明的清洁和/或消毒系统1000的另一个优选实施例，该优选实施例包括图1的第一实施例的变型。为了简单起见，不是所有的共同元件都将再次详细描述；特别地，附图的左侧涉及完全相同的流量调节设备400。
根据该变型提出的清洁和/或消毒系统1000的改进在于在第二阀402的出口处设置了旁路通道405，使得压缩空气2可以同时被输送到两个独立的管道，一个管道与之前的管道相同，以用于将压缩空气的第二流F2输送到工具，并且此后另一个管道输送压缩空气的辅助流F2’，该压缩空气的辅助流旨在实现工具的某些旋转部件的驱动功能。因此，当第一管道将第二压缩空气流F2与第一湿蒸汽流F1一起引入联接鼻部506的内部并进入工具的喷雾管道602和冷却通道601中时，产生的辅助压缩空气流F2’以先验地与注入到工具附接设备的联接鼻部506中的空气分压值相同的空气分压值Pa经由旁路通道405送出，以致动气动驱动设备501(诸如螺旋桨涡轮)，该气动驱动设备机械地连接到固定支撑件500。压缩空气的作用将使得联接鼻部支撑件506能够缓慢地旋转，从而经由机械连杆使直机头或反角机头的齿轮链缓慢地旋转。并且当支撑件500包括旨在接纳多个待处理的工具600的多个联接鼻部506时，在这种情况下，将可能为每个联接鼻部506设置专用的驱动设备501，即以便有效地致动每个工具600的齿轮链中的每一个齿轮链旋转。为此，多个运动链可以机械地并联地连接到相同的螺旋桨，或替代性地，特定的空气流可以专用于螺旋桨，螺旋桨各自经由旁路连接到对应的联接鼻部506。
根据先前所描述的方法，蒸汽和空气被直接地注入到管道中，该管道通向待清洁/消毒的工具500中，从而生成不处于热力学平衡的混合物。这种构型需要较少的部件，但就所获得的混合物的均匀性而言不是最佳的。
在下文中，将描述另一个优选实施例，该优选实施例涉及混合室，该混合室与通向待清洁/消毒的工具500的管道分离。在这种情况下，湿蒸汽-空气的混合物12可以实现接近热力学平衡或至少准平衡的稳定条件(通过将部件的压力和温度平衡在大约接近1、例如介于0.7至1.3之间的比率)，这使得在向工具中注入含有空气和湿蒸汽(饱和蒸汽和悬浮水滴或“滴液”的组合)的混合物以及至少部分呈非悬浮滴液的形式的水之前，可能会收集部分冷凝水。在这种情况下，需要存在调节待注入到设备中的混合物的压力的系统，但这也使得能够更精确地调节用于清洁/消毒的混合物的流量。
图3示出了这种实施例的操作图；与先前的图2一样，将仅对与图1不同的元件进行详细描述，所有与之共同的元件都将参照图1。
从图3的左侧可以看出，集成于或外置于流量控制设备400的蒸汽发生器100和压缩空气源200将湿蒸汽1的第一流F1和压缩空气的第二流F2输送到两个相的混合室404。在此，可以经由使用者界面300选择湿蒸汽-空气混合物12的有效压力Pe，并且对应于湿蒸汽-空气混合物12的第三流FM在该湿蒸汽-空气混合物的压力和/或可编程时间延迟的第三控制步骤S3之后，在第三阀403的出口处产生，并由可调参数限定。该湿蒸汽-空气混合物12的第三流FM在热力学平衡状态下在联接鼻部506处被引入到待处理的工具的管道(冷却通道601和喷雾通道602)中。该实施例更容易控制，因为该实施例不再涉及空气压力的自我调节，并且使得能够在通向待处理的设备(即工具600)的流体供应管线内获得更均匀的混合物，从而在工具本身中获得更均匀的混合物；然而，由于混合室的体积，就空间要求而言，该实施例明显不如结合图1描述的第一实施例紧凑。
尽管未示出，但可以为这种实施方式设置类似于图2所示的变型，通过向待处理的一个或多个工具的支撑件提供压缩空气的直接供应，以在涡轮的气动作用下产生旋转运动。然而，旁路通道将不得不被布置在混合室404的上游。
图4示出了湿蒸汽1和压缩空气2的压力分布的三个非限制性示例：
-在对应于顶部附图的示例(A)中，空气2和湿蒸汽1被按顺序引入，即，一个接一个地没有时间重叠地引入：首先用压缩空气2冷却牙科/外科设备，然后用湿蒸汽2清洁，之后再用压缩空气2干燥和冷却工具。
-在对应于中间附图的示例(B)中，空气2和湿蒸汽1不是同时引入而是具有至少部分的时间重叠。空气2和湿蒸汽1的压力以及空气和湿蒸汽之间的比率在整个过程中不是恒定的；在所描述的情况下，该比率从低于1的值变化到高于1的值。
-在对应于底部附图的示例(C)中，空气2和湿蒸汽1大致同时被引入(90％或更多的时间重叠)。
图4中表示的是第一步骤E1以及类似的第二步骤E2，该第一步骤对应于将直接或间接地注入到待清洁和/或消毒的工具中的湿蒸汽1的第一流F1的产生，诸如图1至图3中所示的那些，该第二步骤用于产生压缩空气2的第二流F2。这两个步骤可以根据需要相对于彼此在时间上调整。
在经由同时流动产生湿蒸汽1和空气2的情况下，实现了包含湿蒸汽和空气的混合物12，该混合物的热力学特性可以概括如下：
1.P＝Pa+Pv：总压力是两个压力之和；
2.Pe＝P Vv/(Vv+Va)：湿蒸汽-空气混合物12的有效压力相对于总压力通过因数减小，该因数取决于两种流体(分别为空气和蒸汽，空气和蒸汽的体积表示为Va和Vv)中的每一种流体的体积。
上面这两个关系式表明，获得高压下降低的温度的蒸汽是可能的。例如，由三分之二的3巴(绝对压力)蒸汽和三分之一的1.5巴(绝对压力)空气组成的混合物在产生约134℃的4.5巴的混合物，这对于消毒来说是理想的，而不会导致待消毒的设备过热，而4.5巴的纯蒸汽接近150℃，因此对某些机械部件有潜在的危害。
在图5中示出了该示例，该示例分别示出了针对饱和蒸汽1和分别包含饱和蒸汽和压缩空气的混合物12的两条饱和蒸气压力曲线。对于这些曲线中的每一条曲线，压力P和温度T°之间存在严格的关系，该关系对应于与液相“L”和气相“V”之间的相变化相对应的分界线：
-与纯饱和蒸汽相关的CVs曲线在1巴的大气压下从100℃开始，在4.5巴的压力下达到略低于150℃[在该曲线上由正方形表示的坐标点(X1，Y1)]；
-相对于包括湿蒸汽10的分数等于66.6％和压缩空气20的分数等于33.3％以形成蒸汽-湿空气混合物12的混合物的CVm曲线在大气压下从大约90℃开始，并且在4.5巴的压力下仅达到134℃[在该曲线上由三角形表示的坐标点(X3，Y3)]，该温度对应于3巴压力下的饱和蒸汽[在前面的曲线CVs上由圆圈表示的坐标点(X2，Y2)]。
因此可以很容易地看出，具有33％压缩空气2的混合物的压力-温度曲线比纯饱和蒸汽CVs的曲线低大约15℃。因此，3巴的湿蒸汽和1.5巴的空气的混合物使得能够将压力增加到4.5巴(并因此使清洁的机械效果最大化)，而不需要过度增加温度：在不大大超过通常的灭菌/消毒温度(149℃对134℃)的情况下，利用纯蒸汽将无法达到等效压力。从CVs曲线指向大致向下的倾斜的CVm曲线的箭头示出了这两条曲线之间的p-T°关系的变化如何使得实现这种有益的温度降低成为可能。
从上面应当理解，使用这种用空气“稀释”湿蒸汽的技术，通过相应地增加压力并进一步增加混合物中空气的贡献，即增加压缩空气分数20的百分比，就有可能获得用于清洁的接近100℃的湿蒸汽-空气混合物12。然而，为了保持在工作条件下，在工作条件下温度保持足够高以保持有效的消毒特性，但不产生会损坏待处理的工具的过高的压力，湿蒸汽20的分数应始终大于50％。出于同样的原因，混合物的有效压力Pe应小于4.5巴，并且对应于湿蒸汽分数10的分压应始终小于4巴。根据特别优选实施例，湿蒸汽分数20的比率介于总混合物的50％至66％之间。
此外，为了使所获得的湿空气-蒸汽混合物12的清洁特性最大化，可以获得包括至少10％的液滴形式的液相的水的湿蒸汽1。换言之，我们将略低于限定混合物12的饱和蒸气压力的曲线，即在液相应该再次成为主导的一侧。向下指的箭头和“L”表示朝向液相的相变方向，而向上指的箭头和“V”表示朝向气相的相反相变方向，干蒸汽1’实际上对应于位于饱和蒸气压力曲线上方的示意图的整个部分。
在本发明的范围内，在清洁/消毒阶段之后，仍可以增加纯消毒步骤，该纯消毒步骤通过注入过热干蒸汽或注入过热干蒸汽和压缩空气的混合物来进行，该混合物的特性根据图5中所描述的程序来限定。事实上，在有效清洁之后，过热干蒸汽的消毒效率将大大提高，这使得使用中等压力值(通常低于4.5巴，有利地低于3.5巴)能够更好地维护待处理的牙科或外科工具。
有利地，如果硬度允许，清洁和消毒设备可以配备有集成的水箱，该集成的水箱将填充蒸馏水、软化水或自来水。在这种情况下，水箱的最佳容积介于0.3l至0.7l之间，以优化在填充水箱之前可以进行的清洁/消毒的次数(每周填充一次，以每天30次清洁/消毒的速率为最佳)，并使设备的尺寸最小化。
已经在用于反角机头或直机头的联接鼻部的情况下对根据优选实施例的所提出的新系统的操作进行了详细描述。在待清洁和消毒的工具是涡轮的情况下，唯一的区别与联接鼻部的几何形状有关，联接鼻部将采取涡轮联接件的形式，并且与使转子运动的方式有关，在这种情况下，仅通过加压流体(湿蒸汽、压缩空气或两种流体的混合物)的通过使转子运动。
因此，从前面应当理解，待处理的外科牙科工具600可以是反角机头、直机头或涡轮。
此外，在本发明的上下文中，参照蒸汽发生器100，该蒸汽发生器用于产生湿蒸汽的第一流F1，该湿蒸汽的第一流将被直接地或间接地(即，经由与第二空气流F2预先混合或不与第二空气流F2混合)注入到待处理的工具600中。应当理解，这种蒸汽发生器100不限于饱和湿蒸汽发生器，而是还可以包括至少部分干蒸汽发生器，只要注入到工具中或从处理过的工具的头部排出的所得蒸汽流包含湿蒸汽，本发明的基本思想是精确地将湿蒸汽用于清洁和/或消毒操作，而不再仅仅是将干蒸汽用于清洁和/或消毒操作。
Claims (16)
1.用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，所述系统包括蒸汽发生器(100)和压缩空气源(200)，所述清洁和/或消毒系统(1000)还包括流量调节设备(400)，所述流量调节设备被设计成将湿蒸汽(1)和压缩空气(2)注入到待处理的牙科或外科使用的所述工具(600)的至少一个通道中。
2.根据权利要求1所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，其特征在于，所述系统包括固定支撑件(500)，所述固定支撑件用于待清洁和/或消毒的牙科或外科使用的所述工具(600)，所述固定支撑件(500)设置有联接鼻部(506)，所述联接鼻部作为马达部件的替代物，并且所述湿蒸汽-空气混合物(12)能够经由所述联接鼻部(506)直接地注入。
3.根据权利要求2所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，其特征在于，所述固定支撑件(500)被布置在封闭的围封件(700)中。
4.根据权利要求3所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，所述围封件设置有具有UVC射线的消毒系统(701)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，其特征在于，所述系统还包括使用者界面(300)，所述使用者界面使得能够确定从温度、压力、湿蒸汽分数(10)和/或压缩空气分数(20)中选择的至少一个输入参数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，其特征在于，所述流量调节设备(400)包括第一阀(401)和第二阀(402)，所述第一阀用于湿蒸汽(1)的出口，所述第二阀用于压缩空气(2)的出口，所述第二阀(402)是自调节的。
7.根据权利要求6所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，其特征在于，所述流量调节设备(400)还包括旁路通道(405)，所述旁路通道连接到所述第二阀(402)，所述旁路通道旨在将辅助压缩空气流(F2’)输送到气动驱动系统(501)，所述气动驱动系统以旋转方式驱动牙科或外科使用的所述工具(600)的旋转部件中的至少一些旋转部件。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，其特征在于，所述流量调节设备(400)还包括混合室(404)，所述混合室用于产生湿蒸汽-空气混合物(12)，所述湿蒸汽-空气混合物能够经由第三阀(403)被输送。
9.根据前述权利要求中任一项所述的用于清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的系统(1000)，其特征在于，所述流量调节设备(400)被设计成将湿蒸汽(1)和压缩空气(2)至少部分地同时注入到待处理的牙科或外科使用的所述工具(600)的至少一个通道中。
10.使用根据前述权利要求1至9中任一项所述的用于清洁和/或消毒的系统(1000)来清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的方法，其特征在于，所述方法包括产生湿蒸汽(1)的第一流(F1)的第一步骤(E1)和产生压缩空气(2)的第二流(F2)的第二步骤(E2)。
11.根据权利要求10所述的清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的方法，所述第一步骤(E1)和所述第二步骤(E2)至少部分地同时进行。
12.根据权利要求10或11所述的清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的方法，所述湿蒸汽(1)包括至少10％液滴形式的液相的水。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的方法，所述湿空气-蒸汽混合物(12)的有效压力小于4.5巴。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的方法，其特征在于，所述压缩空气分数(20)的分压介于1.5巴至3巴之间。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的方法，其特征在于，所述湿蒸汽分数(10)的分压介于2巴至4巴之间。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的清洁和/或消毒牙科或外科使用的工具(600)的方法，其特征在于，所述湿空气-蒸汽混合物(12)的湿蒸汽分数(10)大于50％。
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