稳定型喷水浆料装置和方法
【专利说明】
【背景技术】
技术领域
[0001]
[0002]本发明涉及切削固体材料，且更具体地涉及用于制造和使用浆料研磨剂的新颖系统和方法。
【背景技术】
[0003]
[0004]石料切削依赖于金刚石涂层锯、聚晶金刚石复合片、喷丸(girtblasting)等。由于诸多原因，悬浮浆料一直效果欠佳。这产生了一个主要问题。因此，工业、牙科、采矿、钻削和其他切削实例典型地不能带着浆料进行启停操作。相反，其必须在使用点混合研磨剂。
[0005]这里以牙科钻削为例。它是最苛刻的应用之一。精确度和时机都是特别严格的。同样地，控制是至关重要的且必须适应瞬时停止和启动。然而，切削浆料的各种工业用途中都存在要解决的问题。
[0006]目前，最常用的用于去除牙材料(例如，钻出龋齿材料)的方法涉及高速旋转钻机。然而，使用这种装置具有显著的缺点。例如，使用旋转钻机可能损坏牙齿的牙釉质，其可能弱化牙齿的结构。由于尺寸的限制，使用旋转钻机通常需要去除比其他方式所必需量多得多的健康材料。此外，患者常因使用旋转钻机时的磨削和振动而感到不适。
[0007]为了克服与旋转钻机相关联的缺点，已引入了某些去除牙材料的替代方法。一种这样的方法利用空气喷磨。空气喷磨系统使用加压空气将研磨颗粒推送至抵靠牙齿。虽然这种系统对于浅的腔体来说可以是有效的，但其需要很长时间在牙齿的外侧牙釉质层下进行钻削并钻入较软的组织中。
[0008]旋转钻机的另一个替代方案涉及激光钻削和切削技术。然而，激光系统的采用因其高成本而减缓。
[0009]旋转钻机的再一个替代方案则使用加压水来钻削牙齿。在美国专利号7326054中公开了一种使用纯水或夹带颗粒的流来去除口腔材料的系统。然而，这种系统可能会以某种方式受到阻碍或限制，主要是由于颗粒会快速从水中沉淀析出，从而导致堵塞和其他问题。
[0010]鉴于上述情况，需要用于钻削牙齿等的改进系统和方法。
【发明内容】
[0011]鉴于上述情况，根据在本文进行具体化和宽泛描述的本发明，在本发明的一个实施例中公开了一种方法和装置，其包括浆料、用于将浆料输送或施加至主体表面的输送系统、或浆料和输送系统的组合。在选定的实施例中，根据本发明的输送系统可包括贮存器、加压装置、施加器和控制器。贮存器可容纳一定量的浆料。加压装置可在压力下将浆料从贮存器推动或输送至施加器。控制器可包括用户界面，用户可通过该用户界面可控制(例如，停止、开启)经过输送系统的浆料的流动。
[0012]在选定的实施例中，施加器可从加压装置接收高压浆料。在加压浆料到达施加器后，可通过施加器的喷嘴将其排出。因此，在施加器内的高压但相对较慢的体积流动(volumetric f1w)可随着其离开喷嘴而被转换成细的高速楽料的流动或流。该流可被施加至主体表面(例如，牙齿的表面)以从其去除材料。
[0013]根据本发明的浆料可包括液体、研磨介质和机械悬浮材料。液体可使浆料能够流动经过输送系统。研磨材料可加强或加速可通过输送系统进行的挖钻或钻削。机械悬浮材料可形成三维网，该三维网机械地阻碍研磨介质的各个颗粒在液体内发生迀移。因此，机械悬浮材料可使浆料稳定并因此创建有效保存期限。
[0014]在选定的实施例中，机械悬浮材料可包括吸湿性聚合物。因此，在进行组合时，液体(例如，水)和机械悬浮材料可形成水合聚合材料。一旦研磨介质已被充分地混合至这种水合聚合材料中，其可保持在那里，通过聚合链而机械地悬浮。
【附图说明】
[0015]通过下面结合附图的描述和所附权利要求，本发明的前述特征将变得更加地显而易见。要理解的是，这些附图仅描绘了本发明的典型实施例，且因此不应被认为是限制其范围，将通过使用附图以额外的具体说明和细节来描述本发明，其中:
[0016]图1为根据本发明的用于生成并引导细的高速浆料流动或流的输送系统的示意图；
[0017]图2为根据本发明的示出浆料的选定成分的示意性方框图；
[0018]图3为根据本发明的示出可随着聚合材料水合而发生的变化的示意图；
[0019]图4为根据本发明的示出水合聚合材料如何使研磨材料悬浮的示意图；
[0020]图5为根据本发明的示出制造浆料的方法的示意性方框图；以及
[0021]图6为根据本发明的示出使用浆料的方法的示例性方框图。
【具体实施方式】
[0022]将容易理解的是，如通常在本文的附图中所描述和示出的，本发明的组件可按各种不同的配置进行布置和设计。因此，如在附图中所呈现的，下面对本发明的系统和方法的实施例的更详细的描述并不旨在限制所要求保护的本发明的范围，而是仅仅代表本发明的各种实施例。参照附图将最好地理解本发明的所示实施例，其中在所有附图中，相同的部件用相同的数字进行标示。
[0023]参照图1，根据本发明的浆料可通过输送系统10被输送或施加至主体表面。输送系统10可具有任何合适的配置。在选定的实施例中，输送系统10可包括贮存器12、加压装置
14、施加器16、控制器18或它们的组合或子组合。
[0024]贮存器12可包括适于容纳一定量的浆料材料的容器。加压装置14可在压力下将浆料从贮存器12推动或输送至施加器16。控制器18可向用户提供对输送系统10的操作的某种控制。例如，控制器18可包括以某种方式被连接至加压装置14的用户界面(例如，脚踏板、位于施加器16上的按钮或类似物)。因此，通过在用户界面输入命令，用户可控制(例如，停止、开启)经过输送系统10的浆料的流动。
[0025]在选定的实施例中，施加器16可从加压装置14接收高压浆料。加压装置14可包括高压液体栗或其他压力产生装置(例如，加压气体罐、加重活塞或压缩柔性囊)。加压装置14和施加器16可通过能够反复承受与根据本发明的系统10相关联的压力的任何导管20进行连接。
[0026]加压浆料到达施加器16后，可通过施加器16的喷嘴22将其排出。在选定的实施例中，喷嘴22可具有一个或多个孔，所述孔的宽度或直径(共同或单独地)显著小于施加器16和对施加器16进行输送的导管20的内部尺寸。因此，在导管20、施加器16或两者内的高压但相对较慢的体积流动可随着其离开喷嘴22而被转换成一个或多个细的高速浆料流动24或流24。一个或多个流24可按需要通过定向或引导施加器16而被定向或引导。因此，流24可被精确地施加至主体表面26(例如，牙齿或类似物的表面26)。
[0027]由于高速浆料流24冲击主体表面26，其能量至少部分地被转移至主体表面26。该能量交换可能足以使主体表面26片(例如，非常小的片，其动量匹配于研磨颗粒)破碎。以这种方式，浆料流24可腐蚀主体表面26。因此，在选定的实施例中，输送系统10可以在可能看重这种精确度的环境、应用或情形中(例如，在牙科钻削或类似情况中)被用作精确钻孔器或钻机。
[0028]某些数学方程可用于将根据本发明的传输系统10的选定操作参数关联起来。因此，如果流24所需的输出速度是已知的，则可用数学方程估计出获得该输出速度所需的内部压力。例如，在选定的实施例中，为了获得每秒约100英寸至每秒约1000英寸的输出速度，输送系统1内的浆料可被分别加压至约200 Ψ至18，000 Ψ。因此，对于特定的输送系统1来说，输出速度可与内部压力相关联。
[0029]输送系统10可在约250Ψ至约17，000Ψ的范围内运行。在给定的应用或情形中哪个压力或压力范围最佳可能会发生变化，这取决于要使用的浆料的组成、或在喷嘴22中的孔的大小等或它们的组合。压力越高，流22可挖钻或钻削得越快。因此，为了实现钻削过程的最优控制，较低的压力可能是优选的。此外，较低的压力可以是更安全的且在输送系统10中需要比较便宜的设备。因此，在选定实施例中，输送系统10可能最经常在约500Ψ至约2，500Ψ的范围内运行。
[0030]在某些实施例中，根据本发明的输送系统10可在单次使用过程(例如，单个牙科过程)中在较高和较低的压力下运行。例如，输送系统10可被配置成使被施加至浆料的压力振荡。这反过来可以使得在浆料离开喷嘴22时浆料的速度值振荡。
[0031 ]在选定的实施例中，根据本发明的输送系统10可包括美国专利号7，326，054所公开的系统的组件、布置或功能等中的一个或多个，该专利通过引用并入本文。例如，输送系统10可包括美国专利号7，326，054所公开的系统的各种组件、布置或功能等，不包括混合器、研磨剂供给装置或其两者。根据本发明的浆料所提供的益处可使得无需这种混合器和研磨剂供给装置。
[0032]参照图2，根据本发明的浆料28可以是稳定的。即，浆料28可在延长