ITBO970305A1 - Manipolo dentale a turbina con sistema di controllo dell'effetto risuc chio e metodo realizzante tale sistema. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

MANIPOLO DENTALE A TURBINA CON SISTEMA DI CONTROLLO DELL'EFFETTO RISUCCHIO E METO-DO REALIZZANTE TALE SISTEMA.

II presente trovato concerne un manipolo dentale a turbina con sistema di controllo dell'effetto risucchio ed il metodo attuante tale sistema.

E' ampiamente noto che i suddetti manipoli, chiamati genericamente turbo-trapani, sono strutturati in modo da funzionare attraverso l'utilizzo di turbine con azionamento ad aria compressa in grado di compiere rotazioni comprese in un range che varia dai 200.000 ai 500.000 giri al minuto.

La strutturazione di tali manipoli prevede un corpo - presa del manipolo dotato di una testina al cui interno è disposto un albero rotante supportato, in corrispondenza delle proprie estremità, da rispettivi cuscinetti e mosso da una turbina coassialmente associata alio stesso albero ed inserito in una relativa camera della testina. All'interno della testina viene alimentata aria compressa proveniente da un primo condotto sviluppantesi per tutto il manipolo e collegantesi con una fonte di alimentazione esterna al manipolo stesso; questo flusso d'aria erogato viene spinto all'interno della camera per poi fuoriuscire, per la maggior parte, da un secondo condotto di scarico, parallelo al primo, sfociante all'esterno del manipolo, ed, in minima parte, all'esterno del manipolo stesso attraverso dei meati derivati dall'assemblaggio albero - cuscinetti.

Nel momento in cui l'aria compressa viene disattivata da parte dell’operatore (attraverso una relativa valvola di controllo esterna al manipolo), l'energia cinetica della turbina viene dissipata in parte dall'attrito presente sui cuscinetti ed in parte dall'effetto pompante delle pale della turbina. Nel periodo transitorio tra la chiusura dell'alimentazione dell'aria compressa ed il completo fermo della turbina, si genera all'interno della camera una vera e propria depressione (creata, come detto, dalla stessa turbina in progressivo rallentamento), ottenendo così un indesiderato effetto aspirante. Questo fenomeno richiama un flusso d'aria non trascurabile dall'esterno del manipolo (essendo, come detto, il condotto di alimentazione chiuso) che passa attraverso i suddetti meati, aria solitamente impregnata di particelle di saliva e di sangue del paziente appena trattato e quindi carica di agenti patogeni o contaminanti che possono raccogliersi all'interno della camera per poi rifluire all'esterno quando viene riattivato il manipolo.

Ora, tale inconveniente non può essere eliminato semplicemente con una disinfezione dello stesso manipolo, richiedendo ciò tempi relativamente lunghi; si è cercato quindi di studiare soluzioni alternative e di strutturare il manipolo in modo da limitare o evitare l'effetto aspirante del rotore.

A tale scopo sono noti alcuni sistemi inseriti all'interno dei manipoli: il primo di questi (vedi brevetto DE 1.107.891) prevede un dispositivo abbinato al manipolo che entra in funzione al momento dell'interruzione dell'aria di alimentazione e mantiene per un certo periodo, ovvero per il tempo necessario alla turbina di fermarsi, una sovra-pressione all'interno della camera alloggiante la turbina, cosi da evitare il suddetto fenomeno di aspirazione di aria dall'esterno.

Un secondo sistema (vedi brevetto EP 664.105) prevede di pilotare, preferibilmente attraverso un controllo di tipo elettronico, la chiusura della valvola di alimentazione aria alla turbina in modo tale da mantenere sempre una minima pressione sul condotto di alimentazione insufficiente a mantenere in funzione la turbina (che si sta fermando), ma tale da evitare il suddetto effetto aspirante. Questa regolazione è temporizzata fino al completo stop della turbina con lenta e graduale diminuzione della pressione di mandata fino a zero. Viene in pratica controllata la rampa di decelerazione della turbina.

Un terzo sistema (vedi brevetto US 5.507.642) consiste principalmente nella realizzazione di una camera di contenimento della turbina nella testina allargata nella zona sottostante alla turbina medesima in modo da creare un vano distanziale; all'interno di questo vano sono inseriti, tra la turbina ed il condotto di scarico, disposto al disotto della turbina, dei mezzi a valvola (ad esempio una membrana a disco) atti a permettere una chiusura del vano (quando la turbina entra in effetto di risucchio) ostruendo l'eventuale entrata di aria esterna; in pratica viene occlusa la zona di accesso alla turbina.

Fino ad ora quindi i sistemi noti partono, i primi due, da un metodo che prevede il controllo della mandata del fluido motore di alimentazione, con generazione di una sovra-pressione regolata nel vano turbina che eviti l’effetto risucchio, mentre il terzo sistema opta per una chiusura totale del vano turbina in corrispondenza delle zone di possibile entrata di aria esterna.

Questi sistemi presentano però degli inconvenienti: i primi due risultano estremamente complessi nella struttura, necessitando di più valvole di controllo, polmoni supplementari di contenimento aria, ed in particolare nel secondo caso di una serie di mezzi elettronici di controllo della pressione nei condotti del manipolo, rendendo così estremamente costosi i manipoli; nel terzo caso, invece, la struttura interna del manipolo rende necessaria una sostituzione totale dei manipoli già in possesso del medico con elevati esborsi da parte dello stesso medico.

La Richiedente ha quindi pensato di realizzare un manipolo dentale a turbina con sistema di controllo dell'effetto risucchio strutturato in modo semplice e facilmente inseribile nella componentistica dei riuniti già esistenti, partendo da presupposti concettuali e realizzativi che consentano di agire direttamente sul condotto di scarico, realizzando un metodo anti risucchio estremamente rapido e sicuro.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dai contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

la figura 1 illustra un manipolo dentale in una vista prospettica e presentante uno schema dei condotti di alimentazione e scarico aria motrice dotati del sistema di controllo antirisucchio oggetto del presente trovato in una prima configurazione operativa;

la figura 2 illustra il manipolo dentale di cui a figura 1 sempre in una vista prospettica e presentante lo schema dei condotti di alimentazione e scarico dell'aria motrice dotati del sistema di controllo antirisucchio oggetto del presente trovato in una seconda configurazione operativa;

la figura 3 illustra una parte del manipolo di cui alle figure 1 e 2, ed in particolare una testina dotata di una turbina per la movimentazione di un utensile, il tutto in scala ingrandita e con alcune parti in sezione per poter meglio evidenziare alcuni particolari.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, il sistema in oggetto viene utilizzato per il controllo dell'effetto di risucchio in manipoli dentali a turbina. Questi manipoli, come illustrato nelle figure da 1 a 3, sono indicati genericamente con 1 e sono costituiti da un corpo 2 a sviluppo prevalentemente cilindrico.

Tale corpo 2 presenta, ad una sua estremità, una testina 3 alloggiente (vedi figura 3), in un relativo vano 4, una turbina 5 calettata ad un albero 6 rotante attorno al proprio asse Z longitudinale grazie al supporto, alle proprie estremità, di relativi cuscinetti 7 e 8.

Questo albero 6 presenta una propria estremità fuoriuscente dalla suddetta testina 3, la quale estremità è dotata di mezzi di collegamento (non illustrati) con un utensile 9 per il trattamento nel cavo orale (solo parzialmente illustrato in quanto di tipo noto).

Il manipolo 1 è inoltre dotato di una serie di condotti di alimentazione di fluidi per il corretto funzionamento dello stesso manipolo: il primo di questi condotti, indicato con 10, alimenta aria in pressione P a regime, con direzione Fa da una fonte indicata con 10f , e sfocia direttamente nel vano 4 di contenimento della turbina 5 per azionare la turbina medesima; un secondo condotto, indicato con 11 , sfocia anch'esso in prossimità del vano 4 ed è atto a scaricare l'aria di alimentazione, con direzione Fs e verso uno scarico, proveniente dal vano 4 ed alimentata dal primo condotto 10.

Con 20 e 21 sono indicati, nelle figure da 1 a 3, un terzo ed un quarto condotto che possono essere previsti per alimentare rispettivamente aria di raffreddamento per il suddetto utensile 9 e acqua utilizzata marginalmente per il raffreddamento dell'utensile 9 e prioritariamente per il raffreddamento del dente trattato. Entrambi i condotti 20 e 21, quando presenti, sono alimentati da rispettive sorgenti indicate con 20f e 21 f.

Sul suddetto primo condotto 10 sono previsti primi mezzi a valvola 12, costituiti preferibilmente da una elettrovalvola, regolabili tra una posizione aperta di passaggio (vedi figura 1) e rispettivamente una posizione chiusa (vedi figura 2) di interruzione del flusso Fa dell'aria verso il vano 4.

Come sempre osservabile nelle figure 1 e 2, il suddetto secondo condotto 11 di scarico è dotato di primi mezzi a valvola unidirezionali 13, come, ad esempio, una valvola 17 di non ritorno tarabile in funzione della suddetta pressione P del flusso di aria utilizzata a regime. Questa valvola unidirezionale 17 quindi permette una normale fuoriuscita del flusso d'aria Fs dal secondo condotto 11 durante il funzionamento a regime del manipolo 1.

Con 14 è indicato nelle figure 1 e 2, un terzo condotto collegante il primo condotto 10 di alimentazione aria con il secondo condotto 11 di scarico.

Su questo terzo condotto 14 agiscono dei secondi mezzi a valvola unidirezionali 15 atti a permettere l'afflusso di una quantità di aria in direzione del secondo condotto 11 di scarico e con un verso Fc opposto alla direzione di scarico Fs quando i primi mezzi a valvola 12 risultano nella posizione di chiusura del primo condotto di alimentazione 10: in tal modo si viene a creare una contropressione nel suddetto vano 4 presente almeno fino ad un fermo completo della turbina 5.

Anche in questo caso i secondi mezzi 15 a valvola unidirezionali possono essere costituiti da una valvola 18 di non ritorno tarabile in funzione almeno della pressione presente nel terzo condotto 14 quando i primi mezzi 12 a valvola vengono chiusi.

Più precisamente, il terzo condotto 14 presenta uno sviluppo S, partendo dal punto di collegamento con il primo condotto 10 fino a raggiungere i secondi mezzi 15 a valvola unidirezionali tale da definire un polmone di contenimento dell’aria con una capienza sufficiente a permettere, in corrispondenza della posizione di chiusura dei primi mezzi 12 a valvola, l'afflusso di una quantità di aria tale da creare la suddetta contropressione.

Per ottenere l'effetto sopra descritto, il terzo condotto 14 è provvisto di un mezzo 16 limitatore di portata di del flusso di aria in passaggio dal primo condotto 10 di alimentazione al secondo condotto 11 di scarico per poter ottenere un passaggio di una predeterminata quantità, minima, di aria quando il manipolo 1 risulta in funzione a regime, cioè con i primi mezzi 12 a valvola nella posizione di apertura.

Questo mezzo 16 limitatore, che può essere costituito, ad esempio, da una valvola 19 di strozzatura regolabile, è disposto a valle dei secondi mezzi 15 a valvola unidirezionali rispetto alla direzione Fi di afflusso dell’aria dal primo condotto 10 al secondo condotto 11.

Un sistema così configurato permette di eliminare il rischio di un effetto risucchio da parte della turbina 5 durante la propria fase di decelerazione.

Tale sistema, infatti, non interferisce nel normale funzionamento del manipolo 1 (come visibile in figura 1), in quanto l'aria in pressione viene inviata per la maggior parte della propria portata verso il vano 4, secondo le frecce Fa, attraverso il primo condotto 10 così da permettere il normale funzionamento della turbina 5, mentre una piccola parte devia nel terzo condotto 14 (frecce Fi), attraversando i secondi mezzi 15 a valvola unidirezionali ed il mezzo 16 limitatore per poi sfociare nel secondo condotto 11 e deviare verso lo scarico dello stesso.

Nel momento in cui i primi mezzi a valvola 12 vengono chiusi (vedi figura 2), l'aria presente nel tratto del terzo condotto 14, con pressione minore della pressione P a regime, continua a dirigersi verso il secondo condotto 11 di scarico, ma qui, essendo i primi mezzi a valvola unidirezionali 13 chiusi (in quanto tarati in funzione dell'aria di alimentazione a pressione P), prende una direzione Fc opposta a quella Fs di scarico, unica direzione che l'aria in quel momento può prendere, in modo da creare una contropressione all'interno del vano 4 fino al fermo completo della turbina 5.

Il sistema così strutturato raggiunge quindi gli scopi prefissati grazie ad un semplice collegamento tra condotto di scarico e quello di alimentazione, ottenendo un duplice vantaggio, in quanto il manipolo già presente non deve essere sostituito o ristrutturato allo scopo, e nel contempo presenta un valido elemento di sicurezza che lo rende estremamente valido dal punto di vista igienico anche nella fase transitoria di fine lavoro.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il controllo dell'effetto di risucchio in manipoli dentali a turbina, manipolo (1) del tipo costituito da un corpo (2) a sviluppo prevalentemente cilindrico e presentante, ad una sua estremità una testina (3) alloggiente, in un relativo vano (4), una turbina (5) calettata ad un albero (6) rotante attorno al proprio asse (Z) longitudinale e supportato, alle proprie estremità, da relativi cuscinetti (7, 8); detto albero (6) presentando una propria estremità fuoriuscente da detta testina (3) e dotata di mezzi di collegamento con un utensile (9); detto manipolo (1) essendo altresì dotato di un primo (10) ed un secondo (11) condotto sfocianti entro detto vano (4), di cui il primo (10) di alimentazione aria in pressione, con direzione (Fa) ed a una pressione (P) a regime, a detta turbina (5), ed il secondo condotto (11) di scarico di detta aria, con direzione (Fs), proveniente dal detto vano (4); almeno su detto primo condotto (10) essendo previsti primi mezzi a valvola (12) regolabili tra una posizione aperta di passaggio e rispettivamente una posizione chiusa di interruzione del flusso di detta aria verso detto vano (4), caratterizzato dal fatto di prevedere detto secondo condotto (11) di scarico dotato di primi mezzi a valvola unidirezionali (13) atti a permettere una fuoriuscita di detto flusso d'aria in funzione di detta pressione (P) a regime da detto secondo condotto (11), ed un terzo condotto (14) collegante detto primo condotto (10) di alimentazione con detto secondo condotto (11) di scarico e su cui agiscono secondi mezzi a valvola unidirezionali (15) atti a permettere l'afflusso di una quantità di aria, presente in una porzione di detto terzo condotto (14) definente un polmone di contenimento e passaggio della stessa, in direzione di detto secondo condotto (11) di scarico e con un verso (Fc) opposto alla detta direzione di scarico (Fs) almeno in corrispondenza di detta posizione chiusa di detti primi mezzi a valvola (12) così da creare una contropressione in detto vano (4) almeno fino ad un fermo completo di detta turbina (5).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto terzo condotto (14) è provvisto di un mezzo (16) limitatore di portata di detto flusso di aria in passaggio da detto primo condotto (10) di alimentazione a detto secondo condotto (11) di scarico ed atto, detto mezzo (16) limitatore, a permettere il passaggio di una predeterminata quantità di aria almeno in corrispondenza di un funzionamento di detto manipolo (1) con pressione a regime, ovvero con detti primi mezzi (12) a valvola in detta posizione di apertura.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto mezzo (16) limitatore è disposto a valle di detti secondi mezzi (15) a valvola unidirezionale rispetto alla direzione (Fi) di afflusso di detta aria da detto primo (10) a detto secondo (11) condotto.
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto terzo condotto (14) presenta uno sviluppo (S) partendo dal punto di collegamento con detto primo condotto (10) fino a raggiungere detti secondi mezzi (15) a valvola unidirezionali tale da definire detto polmone di aria sufficiente a permettere, in corrispondanza di detta posizione di chiusura di detti primi mezzi (12) a valvola, l'afflusso di una quantità di aria tale da creare detta contropressione.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti primi (13) mezzi a valvola unidirezionali sono costituiti da una valvola (17) di non ritorno tarabile in funzione di detta pressione (P) del flusso di aria utilizzata a regime. 6. Sistema secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti secondi (15) mezzi a valvola unidirezionali sono costituiti da una valvola (18) di non ritorno tarabile in funzione di una pressione presente in detto terzo condotto (14), inferiore a detta pressione (P) del flusso a regime, in corrispondenza di detta posizione di chiusura di detti primi mezzi (12) a valvola.
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto mezzo (16) limitatore è costituito da una valvola (19) di strozzatura regolabile.
7. 7. Sistema secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.