Устройство для подачи жидкости в газовый поток для создания капелек в очистителе зубов

Изобретение относится к медицине и может быть использоваться для очистки зубов с помощью капелек жидкости. Устройство содержит корпус, источник сжатого газа и резервуар для жидкости. Корпус включает в себя узел сопла с каналом, через который направляется газовый поток, и одно или более выходных отверстий сопла. Основная часть корпуса содержит резервуар для жидкости и источник сжатого газа и средний участок, который имеет втулку, плотно соединенную с резервуаром для жидкости и источником сжатого газа. Втулка включает в себя участок стенки и центральный открытый участок. Участок стенки имеет в себе множество сквозных продольных отверстий. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится в целом к очищающим системам для очистки зубов, использующим капельки жидкости, и, более конкретно, касается системы для подачи жидкости в скоростной газовый поток для создания капелек жидкости.

В целом очистка дентальных (зубных) поверхностей с помощью потока капелек жидкости, имеющих высокую скорость, известна. Такие системы особенно полезны для очистки межзубных промежутков. Одна система для создания капелек жидкости обеспечивает слияние жидкости, вытекающей из резервуара, со скоростным газовым потоком, например, создаваемым источником сжатого газа. Зубные устройства, использующие такие системы, приводятся в действие пользователем, воздействующим на кнопку или тому подобное, выпуская поочередно порции сжатого газа, в результате чего возникает высокоскоростной газовый поток. Когда этот высокоскоростной газовый поток входит в контакт с потоком жидкости от резервуара, образуются капельки жидкости.

Скорость и размер капелек могут быть различными, но в основном капельки будут иметь размер в диапазоне 5-500 микрон и скорость в диапазоне 10-200 метров в секунду. Скорость газового потока также может быть различной; однако ее обычный диапазон составляет 30-600 метров в секунду. Во многих случаях жидкость вытягивается из резервуара для жидкости и подается в газовый поток механизмом, обособленным от самого газового потока. Это приводит к удорожанию устройства. Желательно иметь устройство, создающее капельки жидкости для очистки, в котором множество функций, включающих в себя поток жидкости и создание капелек, могут выполняться при помощи одной относительно простой системы.

Соответственно устройство для очистки зубов, использующее капельки жидкости, содержит: корпус устройства, включающий в себя узел сопла с каналом, через который направляется газовый поток, и одно или более выходных отверстий сопла; источник сжатого газа; резервуар для жидкости; и один или более соединительных каналов для жидкости, идущих из резервуара для жидкости, по которым жидкость в резервуаре может перемещаться в газовый поток в канале сопла, причем соединительные каналы для жидкости выполнены таким образом и имеют такое место выхода относительно газового потока через канал сопла, что газ, перемещающийся через канал сопла, вытягивает жидкость из резервуара для жидкости в газовый поток, приводя к образованию капелек жидкости, которые затем выходят через выходное отверстие к участкам зубов, подлежащих очистке.

Фиг.1 - простой схематический вид одного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - схематический вид другого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2A - схематический вид участка варианта осуществления, изображенного на фиг.2.

Фиг.3 - вид в сечении еще одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 представлен первый вариант осуществления очистителя межзубных промежутков с системой пассивной подачи жидкости. Очиститель межзубных промежутков, представленный в целом ссылочной позицией 10, включает в себя узел 12 сопла, через который направляется быстро перемещающийся газ. Устройство включает в себя источник 17 энергии. Газ в представленном варианте осуществления представляет собой сжатый газ, обычно из своего баллона. Объем газа колеблется от 40 до 650 мм³ при давлении от 20 до 900 фунтов на кв. дюйм. На проксимальном концевом участке 16 соплу 12 может быть придана форма, например искривленная форма, для лучшего соответствия рту пользователя. Сопло 12 заканчивается выходным отверстием или отверстиями 18. Как правило, отверстие сопла составляет 0,5-2 мм в диаметре. В основном участке 20 узла очищающего устройства расположен резервуар 22 для жидкости, для воды или другой жидкости, в том числе для средства для чистки зубов. Резервуар 22 для жидкости соединен каналами 23-23 для жидкости с узлом 25 камеры для жидкости, расположенным вокруг нижнего концевого участка сопла 12. Узел 25 камеры для жидкости может иметь различные конфигурации; например, он может быть единственным элементом, множеством элементов или может в значительной степени окружать сопло 12. Длина резервуара для жидкости может быть различной, но обычно будет находиться в диапазоне 2-30 мм.

Узел камеры для жидкости включает в себя множество капиллярных трубок 28, в целом расположенных горизонтально, которые соединяют узел 25 камеры для жидкости с внутренним объемом 26 сопла. Капиллярные трубки 28 могут быть различными по размеру, диаметром 0,25-1 мм. Может иметься единственное капиллярное отверстие или их может быть много, все они соединяют узел камеры для жидкости с внутренним объемом 26 сопла. Размер капилляров должен быть достаточным для прохождения жидкости во время работы устройства, но достаточно узким для недопущения просачивания жидкости в сопло, если устройство не используется.

При работе создается отдельная порция в ответ на воздействие пользователя на кнопку 30 или тому подобное, что позволяет порции газа из источника 31 газа переместиться во внутренний объем 26 сопла. Перемещение газа в сопле вытягивает жидкость, имеющуюся в капиллярах 28, во внутренний объем 26 сопла.

Когда газ перемещается через сопло мимо отверстий капиллярных трубок, жидкость перемещается во внутренний объем сопла. Как правило, при одном выбросе газа из источника 31 во внутренний объем 26 сопла втягивается приблизительно 0,02-0,20 мл жидкости. Контакт между жидкостью, поступающей в сопло из капилляров, и быстротекущим газовым потоком приводит к образованию капелек жидкости, которые перемещаются через передний конец сопла и выходят из отверстия 18. При каждом выбросе газа из резервуара для жидкости выходит количество жидкости, достаточное для оказания эффективного очищающего действия на зубы с помощью капелек жидкости.

Преимущество устройства, представленного на фиг.1, состоит в том, что подача жидкости в газовый поток является пассивной, то есть нет никакой обособленной конструкции или механизма для перемещения жидкости из резервуара для жидкости в газовый поток, кроме перемещения самого газового потока через сопло, при этом жидкость перемещается в сопло под действием капиллярности.

На фиг.2 представлена другая пассивная система подачи жидкости в межзубные промежутки, использующая капиллярность. В этой конструкции устройство включает в себя основной, или корпусный, участок 32, в который помещен резервуар 33 для жидкости. Резервуар для жидкости в одном варианте осуществления представляет собой гибкую мембрану, которая позволяет резервуару изменять объем, когда жидкость перемещается из резервуара в сопловый участок устройства. Также в основном участке 32 расположен источник 34 сжатого газа, например баллон CO_2, и источник 35 энергии.

В среднем участке устройства расположена полая втулка 36, представленная более подробно на фиг.2A. Полая втулка 36 в варианте осуществления представлена плотно вставленной внутрь устройства и имеет диаметр в диапазоне 1-3 мм и длину в диапазоне 1-6 мм. Втулка имеет стенки толщиной приблизительно 0,2-1,2 мм. По длине в стенке втулки проходит ряд капиллярных отверстий 38-38, которые, как и в предыдущем варианте осуществления, могут иметь диаметр в диапазоне 0,1-1 мм. Альтернативно может иметься единственный капилляр, хотя предпочтительны многочисленные капиллярные отверстия, расположенные равномерно по периметру втулки. Расстояние между ними может, однако, быть различным. Из средней части устройства выступает сопловый участок 39, обычно изогнутый в проксимальной области, чтобы удобно располагаться во рту. Сопло заканчивается выходным отверстием 42, имеющим диаметр 0,5-2 мм.

Пользователь запускает устройство с помощью кнопочного переключателя 38 или тому подобного, чтобы инициировать выбросы газа CO₂ из газового баллона 34. Образующийся газовый поток через открытый центр 43 втулки 36 создает газовый поток в сопле 39, образуя разность давлений внутри устройства и вытягивая жидкость из резервуара 33. Когда жидкость контактирует с быстро перемещающимся газом, в основном движущимся со скоростью в диапазоне 30-60 м/с, образуются капельки жидкости, которые затем ускоряются при выходе через выходное отверстие 42 сопла. Капельки, как и в вышеупомянутом варианте осуществления, обычно будут иметь размер в диапазоне 5-500 микрон и скорость в диапазоне 10-200 м/с.

Несмотря на то что представлен источник сжатого CO₂ для газового потока, подразумевается, что возможны другие средства для образования газового потока, включая поршневые/цилиндровые конструкции или другие средства, такие как насос, для сжатия воздуха внутри клапана, который затем открывается, а также другие виды газов, такие как азот или воздух.

Варианты осуществления, изображенные и на фиг.1, и на фиг.2, могут в основном быть выполнены из пластмассового материала, такого как поликарбонат, хотя могут использоваться другие материалы.

На фиг.3 представлен другой вариант осуществления устройства, обозначенного в целом ссылочной позицией 48, которое включает в себя камеру 50 устройства. Камера 50 имеет обычно диаметр приблизительно 20 мм, который может быть различным, и длину, которая может различаться в диапазоне 2-25 мм. Головной участок 52 поршня узла поршня расположен внутри камеры 50, головной участок поршня в целом плотно прилегает к внутренней поверхности камеры 50. Рукоятка поршня 53 проходит от заднего конца головки поршня через заднее отверстие в камере 50. Головной поршень может перемещаться по существу по длине камеры. Резервуар 54 для жидкости соединен каналом 55 с участком, расположенным вблизи переднего конца камеры 50. В соединительном канале 55 расположен запорный клапан 57, делающий возможным только однонаправленный поток жидкости, то есть из резервуара 54 к камере 50.

В устройстве, сзади от камеры 50, имеется узел 56 двигателя, который включает в себя батарею 58, а также элементы управления 59 и дисплей 60. Батарея 58 питает мотор 61, который приводит в движение приводной элемент 62, который является частью узла поршня и соединен с рукояткой 53 поршня.

Из переднего конца 62 камеры 50 выступает сопло 66, которое выполнено удобно для удобства во рту пользователя для очистки зубов. В представленном варианте осуществления сопло немного изогнуто. На дистальном конце сопла 66 имеется выходное отверстие 68, через которое перемещаются капельки жидкости, созданные под действием газового потока.

Для входа атмосферного воздуха внутри камеры 50 вблизи ее переднего конца 62 проходит входной канал 70 для воздуха. Входной канал 70 для воздуха включает в себя односторонний запорный клапан 71, который позволяет воздуху поступать только в камеру. Альтернативно, может также использоваться воздух под некоторым небольшим давлением. На переднем конце камеры 50 на входе в сопло имеется дисковый элемент 76, имеющий внутри множество отверстий. Отверстия могут иметь различный диаметр, от 0,25 до 5 мм. Имеется также односторонний запорный клапан, представленный в целом ссылочной позицией 75, расположенный между камерой 50 и дисковым элементом 76, для недопущения обратного перемещения воздуха в камеру.

При работе узел поршня, включающий в себя головку поршня, сначала отводится назад к задней части камеры 50 под действием мотора 60, приводя к втягиванию в камеру жидкости из резервуара 54, и втягиванию воздуха в камеру через входное отверстие 70. При запуске устройства из резервуара втягивается приблизительно 0,25-2 мл жидкости. Затем поршень приводится в действие в противоположном направлении для выдавливания жидкости и воздуха внутрь камеры через отверстия в дисковом элементе 76. При этом действии образуются капельки в проксимальном (основном) конце сопла 12. Диск 76 может быть расположен в основном конце сопла или дальше вдоль сопла. Давление газа, созданное действием поршня, также ускоряет капельки, как только они образовались, через сопло и из выходного отверстия 68.

Соответственно, были раскрыты отдельные варианты осуществления зубного устройства, создающего аэрозоль из капелек жидкости для использования при очистке межзубных промежутков, использующего пассивные конструкции для втягивания жидкости из резервуара для жидкости и образования капелек жидкости желательного размера и скорости.

Хотя в иллюстративных целях был раскрыт предпочтительный вариант осуществления изобретения, подразумевается, что в варианты осуществления могут быть внесены различные изменения, модификации и замены без отступления от объема изобретения, определенного следующей формулой.

1. Устройство для очистки зубов с помощью капелек жидкости, содержащее:
корпус (20, 32) устройства, включающий в себя узел (12, 39) сопла с каналом (26), через который направляется газовый поток, и одно или более выходных отверстий (18, 42) сопла;
источник сжатого газа (31, 34);
резервуар для жидкости (22, 33);
причем корпус устройства включает в себя основную часть, содержащую резервуар для жидкости и источник сжатого газа, и средний участок, который содержит втулку (36), плотно соединенную с резервуаром для жидкости и источником сжатого газа, причем втулка включает в себя участок стенки и центральный открытый участок (43), причем участок стенки имеет в себе множество сквозных продольных отверстий (38).

2. Устройство по п.1, в котором резервуар (33) для жидкости является разборным.

3. Устройство по п.1, в котором отверстия имеют диаметр приблизительно 0,1-1 мм.

4. Устройство по п.1, в котором втулка имеет длину в диапазоне 1-6 мм.

5. Устройство для создания капелек жидкости для очистки зубов, содержащее:
корпус устройства с камерой (50) устройства, в которой имеется выходное отверстие на ее переднем конце;
узел поршня, имеющий головку (52) поршня, помещенную в камеру устройства, которая перемещает внутри камеры, плотно прилегая к ней;
узел (56) двигателя для перемещения головки поршня назад и вперед внутри камеры устройства;
узел (66) сопла, отходящий от корпуса устройства, сообщающийся с выходным отверстием камеры устройства;
резервуар (54), сообщающийся с камерой; и
входное отверстие (71) для газа вблизи переднего конца камеры, причем при работе движение головки поршня назад вытягивает жидкость и воздух в камеру, а последующее перемещение головки поршня вперед выталкивает жидкость и газ через узел сопла, создавая капельки жидкости, которые выходят из сопла в виде аэрозоля для очищения области зубов.

6. Устройство по п.5, в котором резервуар (54) для жидкости соединен каналом (55) с камерой устройства вблизи ее переднего конца, причем входной канал (70) для воздуха проходит в камеру устройства вблизи ее переднего конца.

7. Устройство по п.6, включающее в себя дисковый элемент (76) с отверстиями, расположенными на выходном отверстии камеры устройства.

8. Устройство по п.5, в котором камера устройства имеет диаметр приблизительно 20 мм и длину приблизительно 2-25 мм.

9. Устройство по п.7, в котором отверстия в диске имеют диаметр в диапазоне 0,25-5 мм.

10. Устройство по п.5, в котором количество жидкости, вытянутой из резервуара, лежит в диапазоне 0,25-2 мл за один ход поршня.