冷卻氣在牙科手機和馬達中的應(yīng)用與分析

李詩 何敏 鄭志波

【摘要】牙科手機和馬達作為口腔治療器械中最基本、最關(guān)鍵的治療工具之一，一般常與牙科綜合治療機配套使用，并由治療機向其提供氣源、水源、電源等工作條件。本文結(jié)合行業(yè)內(nèi)YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010、YY 0836-2011、YY 0837-2011和YY 1045-2021強制性標準，分別闡述強制性標準中冷卻氣在牙科手機、氣動馬達和電動馬達中的應(yīng)用，并對檢驗要求和測試方法進行分析。

【關(guān)鍵詞】牙科手機;冷卻氣;氣動馬達;電動馬達

牙科手機和馬達作為口腔治療器械中最基本、最關(guān)鍵的治療工具之一，一般與牙科綜合治療機配套使用，并由治療機向其提供氣源、水源、電源等工作條件。牙科手機和馬達利用電流或壓縮空氣，驅(qū)動電機、渦輪（或葉片）旋轉(zhuǎn)（軸芯轉(zhuǎn)動），從而帶動車針旋轉(zhuǎn)，達到對牙體進行鉆、磨、切、削等臨床目的，同時利用另一路水和氣經(jīng)過機身到達機頭匯合，從而實現(xiàn)冷卻目的。牙科手機主要包括高速氣渦輪手機、直手機和彎手機，馬達包含氣動馬達和電動馬達。

本文結(jié)合行業(yè)內(nèi)YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010、YY 0836-2011、YY 0837-2011和YY 1045-2021強制性標準，分別闡述強制性標準中冷卻氣在牙科手機、氣動馬達和電動馬達中的應(yīng)用，并對檢驗要求和測試方法進行分析。

1. 手機噴霧氣源

對于某些高速氣渦輪手機、直手機和彎手機，在一定氣壓條件下，牙科治療機提供的壓縮空氣的一部分會經(jīng)過手機的各控制閥到達機頭并吹到車針的工作區(qū)域，對該區(qū)域進行氣冷卻，以防止可能造成牙齒的損傷，此為手機的冷卻氣。如果冷卻氣和冷卻水同時使用，可匯合成冷卻霧并噴到車針的工作區(qū)域。根據(jù)作用形式，冷卻氣也稱為噴霧氣源。

無論是在現(xiàn)行的高速氣渦輪手機標準YY 1045.1-2009、直手機和彎手機標準YY 1045.2-2010，還是新版的四合一替代標準YY 1045-2021中，對于噴霧氣源流量的指標規(guī)定均為：當氣壓在200 kPa（2.0 bar）時，手機的氣流量應(yīng)不小于1.5 L/min。其中，新版標準明確了只對滿足“噴霧空氣和驅(qū)動空氣是分開的”這一條件的手機做出噴霧氣源流量的要求。參考YY/T 0514-2018中對于手機用軟管連接件的劃分，1型2孔的連接件是沒有單獨的霧化氣插孔的，這意味著此類手機在YY 1045-2021中是不適用于噴霧氣源流量的要求。

需要注意的是，沒有單獨的霧化氣接口不等于該手機不具備氣冷卻能力。部分使用2孔連接件的牙科手機在機身內(nèi)部將由驅(qū)動氣接口進入的壓縮空氣一分為二，大部分繼續(xù)作為驅(qū)動氣使用，小部分進入另一條接到機頭的管道作為冷卻氣使用，見圖1。同時，具有單獨的霧化氣接口也不等于該手機具備氣冷卻能力，例如45°反角高速氣渦輪手機。因為該類手機預期用于阻生齒以及常規(guī)后牙備牙的治療，沒有霧化氣的作用，可以讓視野清楚，減少牙體殘屑和骨碎片進入咽部，避免術(shù)后皮下氣腫等并發(fā)癥。

按照YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010標準的規(guī)定，測量噴霧氣源流量時，將流量計安裝在手機排氣管進行測量。由此可以得出，此二標準的噴霧氣源流量要求也僅適用于2型和3型連接件的牙科手機，因為1型和4型連接器的牙科手機不具有單獨的排氣接頭。在YY 1045-2021中關(guān)于噴霧氣源流量的測量，如果使用質(zhì)量流量計，它可以安裝在空氣供應(yīng)與手機間任意一點;如果使用容積式流量計，安裝在手機霧化氣入口附近，應(yīng)盡可能靠近壓力表。

2. 由馬達提供到手機的噴霧氣源

配合直手機或彎手機使用的氣動馬達和電動馬達，部分可以提供冷卻氣給手機進行工作區(qū)域的霧化氣冷卻。

在現(xiàn)行的氣動馬達標準YY 0837-2011、電動馬達標準YY 0836-2011和新版的四合一標準YY 1045-2021中，對于馬達提供到手機的噴霧氣源的規(guī)定基本相同：噴霧氣源，如適用，馬達應(yīng)提供噴霧氣源到手機，氣流量不小于1.5 L/min;測試流量計安裝在馬達連接器的霧化氣入口。但是對于測試條件，各標準有些微差異：YY 0837-2011中規(guī)定在氣壓為200 kPa（2.0 bar）時測試，YY 0836-2011中規(guī)定在推薦的最大壓力下測試，而YY 1045-2021中規(guī)定在氣壓為氣壓在250 kPa（2.5 bar）時測試。從條款名稱、流量要求、測試條件及位置可以看出，該項規(guī)定針對的是馬達提供到手機的“噴霧氣源”的要求，也就是馬達配合符合標準要求的手機一起使用時，在手機供應(yīng)到車針工作端的噴霧氣源流量應(yīng)滿足不小于1.5 L/min。

此外，在新版的YY 1045-2021標準中還增加了對馬達聯(lián)軸節(jié)傳輸冷卻氣能力的要求：如果馬達配有一個空氣冷卻系統(tǒng)，在制造商推薦的壓力下，符合YY/T 1012-2021的馬達聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)傳輸?shù)睦鋮s空氣流速應(yīng)大于5 NL/min，并應(yīng)不超過40 NL/min;推薦的壓力范圍應(yīng)為250kPa～500kPa（2.5bar～5.0bar）。在YY/T 1012-2021中，增加了聯(lián)軸節(jié)系統(tǒng)有內(nèi)部和外部氣水（噴霧）供應(yīng)的類型，見圖2。因此若馬達的噴嘴可提供冷卻空氣到手機，則將流量計安裝在馬達的手機聯(lián)軸節(jié)的供應(yīng)管路（噴嘴）上，且只有內(nèi)孔被覆蓋，進行馬達聯(lián)軸節(jié)傳輸冷卻氣能力的測量。

3. 馬達冷卻氣

對于電動馬達，由于其是由電流驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，因此在較長時間、較高轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時會有一定的發(fā)熱量。這既給手持馬達的操作者帶來不適，也會造成馬達壽命的縮短。因此很多電動馬達也會連接氣源使用，將供應(yīng)氣用于馬達自身的冷卻。

在YY 0836-2011和YY 1045-2021中，都對馬達冷卻氣的要求作出了一致的規(guī)定：如果電動馬達配有一個空氣冷卻系統(tǒng)，最大氣流量應(yīng)不超過40 L/min，且壓力范圍應(yīng)為250 kPa～500 kPa（2.5 bar～5.0 bar）。電動馬達應(yīng)有一個冷卻氣排氣口。

新版標準YY 1045-2021對該項目的規(guī)定做了一些優(yōu)化。首先從要求和測試方法都明確了測量點位于電動馬達與供應(yīng)軟管之間：氣流量規(guī)定的是來自電動馬達供應(yīng)軟管的最大氣流量，壓力也明確是電動馬達與供應(yīng)軟管間的連接器處的壓力范圍;測試時流量計安裝在電動馬達的軟管聯(lián)軸節(jié)與馬達軟管間，見圖3。其次，YY 0836-2011中規(guī)定的是電動馬達應(yīng)有一個冷卻氣排氣接口，而YY 1045-2021中將排氣接口改為排氣口。一般電動馬達會使用符合YY/T 0514-2018要求的連接件與牙科綜合治療機的軟管相連，使用驅(qū)動氣接口進入的供應(yīng)氣做為馬達冷卻氣使用。連接件不一定具有排氣接口，它可能是1型，也可能是將排氣接口封住的2型。但沒有排氣接口不等于沒有排氣口，排氣口可以位于馬達的任意位置，甚至馬達自身的腔體也可作為排氣的一種方式。

4. 結(jié)語

在牙科手機的標準和臨床應(yīng)用中，會頻繁提到冷卻氣、噴霧氣源、氣冷卻等相似的術(shù)語。有時名字相同，卻用于截然不同的目的;有時雖然使用的是不同的表達方式，但它們最終作用的形式卻是一致的。在產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)和檢測過程中，需要從預期用途、使用部件、作用原理等多方面綜合進行判定。

參考文獻

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[6] YY 1045.2-2010，牙科手機 ?第2部分：直手機和彎手機[S].國家食品藥品監(jiān)督管理局，2012

[7] YY 1045-2021，牙科學 ?手機和馬達[S].國家藥品監(jiān)督管理局，2021

第一作者簡介：李詩，1986-10，女，本科，工程師，研究方向：醫(yī)療器械檢驗檢測