ITBO20110639A1 - Siringa ad uso odontoiatrico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

SIRINGA AD USO ODONTOIATRICO

La presente invenzione si riferisce al campo tecnico della siringhe odontoiatriche, cioà ̈ quei dispositivi in grado di erogare alternativamente acqua, aria, oppure uno spray composto dai due fluidi citati, e in particolare ad un dispositivo in grado di riscaldare detti fluidi.

Tali siringhe sono ben note nell’arte, in cui sono utilizzate per soffiare aria/asciugare il sito di trattamento, oppure per pulire il sito di trattamento con un getto di acqua o spray costituito da acqua ed aria. I fluidi erogati possono essere riscaldati all’incirca alla temperatura corporea (37°C) allo scopo di non innescare una reazione dolorosa o di difesa nel paziente. D’altra parte, in alcune situazioni terapeutiche può essere necessario utilizzare i fluidi a temperatura ambiente, ad esempio per testare i riflessi del paziente o limitare il sanguinamento.

Nell’arte nota sono presenti innumerevoli esempi di dispositivi di riscaldamento per siringhe odontoiatriche. Tali dispositivi possono essere distinti in due grandi categorie: una, più datata, in cui il dispositivo di riscaldamento dei fluidi si trovava a monte della siringa (nel riunito odontoiatrico) e una, più moderna, in cui il dispositivo di riscaldamento fluidi si trova già nel corpo della siringa.

In questa seconda categoria di dispositivi, il riscaldamento si attiva quando vengono premuti i tasti per l’erogazione dell’acqua e dell’aria. L’azionamento dei tasti, infatti, oltre ad aprire le valvole del circuito idropneumatico, aziona dei microinterruttori che chiudono il circuito di riscaldamento.

Tuttavia, per le loro particolarità di costruzione, la prima porzione dei fluidi erogati non à ̈ alla temperatura desiderata, un po’ come quando si apre il rubinetto domestico dell’acqua calda.

È noto l’utilizzo di resistenze o di PTC quali elementi riscaldanti; le resistenze in genere non vengono utilizzate con un sistema di controllo di temperatura, per cui vengono attivate solo al premere del tasto di erogazione. I PTC sono resistenze autoregolanti; la regolazione della temperatura à ̈ però poco precisa e può portare ad un riscaldamento eccessivo del manipolo e dei fluidi, ragione per la quale il riscaldamento viene attivato solo nel momento in cui il tasto di erogazione viene premuto. Di conseguenza con entrambi i sistemi si ha il transitorio sopra citato.

Ove si volesse realizzare un sistema di controllo della temperatura, il pilotaggio dell’elemento riscaldante (resistenza o PTC) richiederebbe un ulteriore elemento elettronico, ad esempio MOSFET o TRIAC.

Scopo della presente invenzione à ̈ fornire una siringa odontoiatrica priva dei citati svantaggi.

In particolare, uno dei vantaggi della presente invenzione consiste nel fatto che la risposta à ̈ immediata: non vi à ̈ transitorio prima che escano aria e/o acqua riscaldate.

Inoltre, i fluidi risultano caldi anche se il flusso à ̈ molto ridotto: non à ̈ necessaria una certa corsa dei tasti di erogazione, e di conseguenza una certa portata, per attivare i microinterruttori. Un altro vantaggio consiste nel fornire un dispositivo, oltre che particolarmente efficace, anche di semplice ed economica costruzione e ridotto ingombro.

Il dispositivo di riscaldamento della presente invenzione à ̈ realizzato utilizzando due transistor MOSFET opportunamente controllati al fine di simulare il comportamento resistivo. Appositi sensori, sistemati in posizioni strategiche ed afferenti ad un microprocessore, controllano la temperatura dei fluidi, evitando sia il surriscaldamento sia l’eccessivo abbassarsi della temperatura stessa.

La presente invenzione sarà di seguito descritta per una sua forma di realizzazione preferita con l’aiuto delle figure seguenti, che mostrano:

Figura 1 una vista prospettica della siringa nel suo insieme;

Figura 2A una siringa con beccuccio angolato;

Figura 2B una siringa con beccuccio diritto o a stilo;

Figura 3 il dettaglio del corpo interno della siringa; Figura 4 una sezione parziale del corpo della siringa; Figura 5A un dettaglio del dispositivo di riscaldamento; Figura 5B un esploso del dispositivo di riscaldamento;

Figura 6A lo scambiatore di calore;

Figura 6B una vista parziale del percorso dell’acqua dello scambiatore di calore.

La Figura 1 mostra una siringa odontoiatrica 1 nel suo complesso. 2 indica il cordone di alimentazione che la unisce al riunito odontoiatrico (non mostrato), 3 il guscio della siringa, 4 il beccuccio, 5 il tasto di erogazione dell’aria e 6 il tasto di erogazione dell’acqua. Premendo contemporaneamente il tasto 5 e il tasto 6 si ottiene l’erogazione dello spray.

La figura 2A mostra la siringa della Figura 1 in una differente prospettiva; la Figura 2B mostra una variante realizzativa in cui il beccuccio 4 invece di essere angolato à ̈ coincidente con l’asse dell’impugnatura 3.

La Figura 3 mostra il corpo interno 7 della siringa, una volta che il guscio 3 sia stato sfilato allo scopo di sterilizzarlo. Si può apprezzare tramite il confronto con le figure 2 che il guscio 3 montato copre parzialmente il corpo 7 della siringa. In questa Figura, 8 à ̈ la porzione in cui si trovano le valvole che, azionate dai tasti 5 e 6, consentono rispettivamente l’erogazione dell’aria e dell’acqua. La sezione 9 racchiude i dispositivi di riscaldamento dei fluidi oggetto della presente invenzione, 10 à ̈ il comando di attivazione/spegnimento del riscaldamento, segnalata dall’accensione di una spia 11. La Figura 4 mostra una sezione parziale del contenuto del corpo interno 7. Oltre ai componenti già descritti nella Figura 3, à ̈ possibile evidenziare la scheda elettronica 12 che porta i dispositivi di riscaldamento, e lo scambiatore 13 di calore.

Le Figure 5A e 5B mostrano il dettaglio del dispositivo 14 di riscaldamento, comprendente: la scheda elettronica 12, lo scambiatore di calore 13, a sua volta comprendente un corpo 15 realizzato in materiale termicamente isolante, e un elemento 16 di conduzione del calore elettricamente isolante; fra il corpo 15 e l’elemento 16 sono frapposte delle guarnizioni di tenuta 17 e 18. In particolare, l’elemento 16 di conduzione à ̈ realizzato in alluminio anodizzato a spessore che trasmette bene il calore ma à ̈ elettricamente isolante. Con 19 à ̈ indicato un elemento di fissaggio. Con 20 sono indicati due transistor MOSFET, con 21 un sensore di temperatura dello scambiatore 13, con 22 un sensore di temperatura dell’acqua in uscita dallo scambiatore 13. I due sensori 21 e 22 sono collegati da appositi conduttori elettrici alla scheda elettronica 12, e vengono opportunamente posizionati, come meglio precisato nel seguito.

La scheda elettronica 12, l’elemento 19 di fissaggio e l’elemento riscaldante 13 sono mantenuti in intimo contatto tramite il serraggio della vite 30.

Il sensore 21 si trova in contatto con l’elemento 16 di scambio termico, e il sensore 22 à ̈ collocato nella zona di uscita dallo scambiatore termico 13 del flusso d’acqua.

L’acqua, proveniente dal riunito odontoiatrico attraverso il cordone 2, entra nel corpo interno 7 della siringa 1 nel senso indicato dalla freccia, e successivamente nel corpo 15 dello scambiatore 13. All’interno dello scambiatore 15 si trova un labirinto 23, visibile nella Figura 6B, realizzato alternativamente o nella parte interna dell’elemento 16 oppure nella parte interna dell’elemento 15, oppure su entrambe.

Previo azionamento della ghiera 10, l’acqua, durante il percorso del fluido attraverso il labirinto 23, viene riscaldata dal calore trasmesso dai due MOSFET 20.

La temperatura dell’acqua viene regolata tramite segnali provenienti dai sensori 21 e 22 di temperatura. Il sensore 21 rileva la temperatura dello scambiatore 13, ed à ̈ sensibile alle variazioni di flusso, in particolare in apertura e in chiusura della valvola azionata dal tasto 6.

L’acqua viene mantenuta sempre riscaldata all’interno della siringa 1, anche quando questa à ̈ a riposo, purché la ghiera 10 sia in posizione di accensione.

Nella condizione di riposo, il sensore 21 mantiene la temperatura dell’acqua all’interno di un range predeterminato, impedendole di scendere sotto una soglia predeterminata o di salire oltre una diversa soglia predeterminata.

Al momento dell’erogazione dell’acqua, il sensore 21 avverte l’improvviso calo di temperatura dovuto al flusso e provvede corrispondentemente a trasmettere i segnali al circuito elettronico, che a sua volta li trasmette ai MOSFET. Il circuito elettronico à ̈ dotato di un microprocessore 29 che elabora e trasmette i segnali secondo i valori di temperatura impostati.

Viceversa, in caso di arresto del flusso dell’acqua, il sensore 21 avverte l’aumento di temperatura e invia un corrispondente segnale al circuito.

Il sensore 22 rileva la temperatura dell’acqua in uscita dallo scambiatore 13, trasmettendo il segnale affinché essa rimanga all’interno di un range prefissato anche in conseguenza di una variazione del flusso.

Con questa realizzazione del circuito dell’acqua, al momento della pressione sul tasto 6, si ottiene immediatamente un getto di acqua alla temperatura preimpostata. Va tenuto presente che l’accensione del circuito tramite la ghiera 10 porta l’acqua alla temperatura predeterminata, senza possibilità di regolazione della stessa da parte dell’utente.

La scheda elettronica 12 comprende una sezione in cui sono presenti elementi resistivi 26 per il riscaldamento dell’aria. Questi sono elementi resistivi di tipo tradizionale, caratterizzati da una ampia superficie per favorire lo scambio di calore tra elemento e aria. Sono inoltre presenti due sensori di temperatura dell’aria in ingresso 27 e in uscita 28. Come per l’acqua, una volta che la ghiera 10 à ̈ in posizione di accensione, l’aria à ̈ sempre mantenuta calda.

L’utilizzo dei MOSFET per il riscaldamento dell’acqua permette di unificare l’elemento di pilotaggio e l’elemento riscaldante, eliminando un componente (resistenza o PTC) dal manipolo con conseguenti vantaggi in termini di ingombro ed economici.

Il controllo della temperatura viene effettuato tramite un microprocessore 29, che tiene sotto controllo quattro variabili:

- la temperatura di uscita dell’acqua con il sensore 22; - la temperatura dell’elemento riscaldante con il sensore 21;

- la temperatura dell’aria in ingresso con il sensore 27; - la temperatura dell’aria in uscita con il sensore 28. È opportuno precisare che la regolazione della temperatura dell’acqua effettuata tramite lo scambiatore di calore 13, l’elemento riscaldante 20, i sensori 21 e 22 e la regolazione della temperatura dell’aria effettuata tramite gli elementi riscaldanti 26 e i sensori 27 e 28 sono totalmente indipendenti fra loro.

L’invenzione consiste da un lato nell’utilizzo innovativo del MOSFET come elemento riscaldante, e dall’altro dal sistema di pilotaggio che permette di mantenere i due fluidi (aria e acqua) entro un range di temperatura predeterminato anche mentre il manipolo à ̈ a riposo.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Siringa odontoiatrica (1) comprendente: un cordone di alimentazione (2) che la collega ad un riunito odontoiatrico, un guscio (3), un beccuccio (4), una coppia di valvole che permettono l’erogazione e l’arresto di acqua e di aria, e elementi di riscaldamento (20, 26) dei fluidi erogati attivati da un comando (10), in cui i sistemi riscaldanti sono contenuti all’interno del guscio (3) caratterizzata dal fatto che comprende mezzi (21, 22, 27, 28, 29) per il controllo della temperatura dei fluidi, atti a mantenere i fluidi caldi anche quando la siringa (1) à ̈ a riposo.
2. 2. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di riscaldamento dell’aria à ̈ costituto da almeno un elemento resistivo (26), un sensore di temperatura in ingresso (27), un sensore di temperatura in uscita (28), e un microprocessore (29).
3. 3. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di riscaldamento dell’acqua à ̈ costituito da uno scambiatore di calore (13) e da almeno un elemento riscaldante (20), un sensore di temperatura (21) dello scambiatore, un sensore (22) di temperatura in uscita dallo scambiatore (13), e un microprocessore (29).
4. 4. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 3, in cui l’almeno un elemento riscaldante (20) à ̈ un transistor MOSFET.
5. 5. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 3, in cui il percorso dell’acqua all’interno dello scambiatore (13) avviene attraverso un labirinto (23), realizzato alternativamente o nella parte interna dell’elemento (16) di conduzione termica oppure nella parte interna dell’elemento scambiatore (15), oppure su entrambe.
6. 6. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 5, in cui la superficie (16) dello scambiatore (13) a contatto con gli elementi riscaldanti (20) Ã ̈ realizzata tramite un materiale termicamente conduttivo ed elettricamente isolante.
7. 7. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 3, in cui un sensore (21) di temperatura dell’acqua à ̈ posizionato in modo da rilevare la temperatura della superficie (16) di scambio termico.
8. 8. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 3, in cui un sensore (22) di temperatura dell’acqua à ̈ posizionato in modo da rilevare la temperatura del flusso in uscita dallo scambiatore (13).
9. 9. Siringa odontoiatrica secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui il sistema di riscaldamento dell’acqua (20, 21, 22, 29) e il sistema di riscaldamento dell’aria (26, 27, 28, 29) funzionano in modo indipendente uno dall’altro.