专利名称：牙科炉具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求所述的牙科炉具以及一种牙科炉具操作方法。
背景技术：
人们很早就知道在所谓烧结循环中烧结牙齿修复部件的这类牙科炉具。因此，DE1160777A公开了一种电加热牙科炉具，它包含一个形如活塞泵(作为负压泵)的负压源。由于泵会产生明显的工作噪音(与泵的设计有关)，优选地泵通过一个负压或几米长的吸气管工作，即泵在空间上与牙科炉具是分离的。因此，吸气管制成适当形式的软 管，能承受负压并具有一定程度的灵活性。此外，该种软管必须能够耐受一定的高温，因为牙科炉具的烧结室所排出的空气可能相当热，虽然当空气通过炉壁时会逐渐冷却。一般来说，无论牙科炉具是在(比如)1200°C还是在相对高些的1600°C的烧结温度下工作，事实上作为初始近似，热稳定性必须达到300°C。近期，曾经把所谓的马弗炉(muffle oven)作为牙科炉具使用来生产牙齿修复部件。DE4002358C1中公开了这样一个实例。在这种牙科炉具中，要成形/加工的陶瓷部件作为毛坯或“坯体”引入用石膏预制的马弗炉的铸道(sprue)中。马弗炉与牙齿修复部件一起加热，实际上，多数情况下，所述部件已经在所谓的预热炉内被加热到一个起始温度(比如700°C)。通过负压泵产生负压(即所谓的"真空")将牙科炉具的烧结室置于负压下。然后用一个压力机柱塞压住毛坯，当牙齿修复材料因温度升高而软化后，受整个烧结室中存在的负压正面影响的修复材料以无孔方式到达形状与要加工的牙齿修复部件形状一致的模穴中。这种方法很早就已为人了解并经受了时间考验，当然，成功提供牙齿修复部件的一个条件是整个烧结室内(即马弗炉本身内)存在足够的负压。石膏或类似铸模化合材料既不是气密的，也不是液密(liquid-tight)的,但具有一定程度的流阻，所以在烧结室中形成完全平衡的负压需要使用抽气泵至少几秒或几分钟，该抽气泵能形成负压源。特别是在配合预热马弗炉使用时，“起始温度”已经明显高于室温，而当打开抽气泵时热风将立刻流进吸气管。为了防止热风(热风也可能被污染)损坏抽气泵，至少泵厂家(或者也许还有牙科炉具厂家)要规定负压管不得短于某个长度，比如3米。为了确保负压管具有所需要的灵活性，必须限制其内径和外径尺寸，使其有利于生产，同时还要尽量使用标准负压管。这种负压管的长度还可以根据牙科实验室的空间条件调整，因为它们可分段提供。吸气管略长一些的另一个优点在于具有一定的“压缩弹性”;负压管一方面起到缓冲作用，同时还能阻止因负压泵导致的(与负压泵的结构有关)负压峰值。然而，截止到目前，妨碍将负压管按任何所需长度设计的一个严重缺点是(过去是，现在也是)，这种管道存在堵塞的可能性。由于烧结室与环境空气之间存在较大的温度梯度，烧结室中没有被带走的潮气会在负压管中凝结。这不仅会导致流阻增大，也会造成负压质量恶化，因为负压管中水滴的蒸发温度随着负压升高而下降。
鉴于这一事实，牙科炉具厂家定期实施特殊的除湿程序，通过各种尝试消除负压管中的水滴。曾经也有人建议干脆多提供几个负压管并在水滴形成严重时更换它们就行了。然而这是不切实际的，而且还需要额外的储存空间，同时这也会在重装负压管时造成密封问题。很早以前人们就已经了解到，马弗炉本身和/或由牙科陶瓷材料组成的牙齿修复材料具有相当多的残余水分。为了去除残余水分，牙科炉具要在负压环境中的除湿温度下工作。除湿程序期间，牙科炉具的阀门朝外部负压源打开，使得水蒸气中富含的空气经吸气管流向负压源。通过这种方式，吸气管被过分浸泡，当以后要加热牙齿陶瓷材料时和在冲压过程中要通过各种手段维持所需质量的负压时，这可能会带来一些问题。
当长吸气管中水分沉积过高时，这种方法根本不起作用，对修复部件的质量具有负面影响。
发明内容
因此，本发明的目的是开发一种权利要求所述的牙科炉具和牙科炉具的操作方法，其可以提高牙齿修复部件的质量，而不用在牙科炉具上单独进行投资。独立权利要求创造性地解决了上述问题。从属权利要求给出了进一步的优选实施方式。按照本发明，特别有利的是可以对吸气管或负压管进行专门的冲洗程序，一方面它能清洁管道，使流阻恢复原有水平，另一方面还能消除管道中以水滴形式存在的水分。按照本发明，在冲洗程序中烧结室中维持负压，这通过以任何形式在牙科炉具上或牙科炉具中布置的阀门装置实现。通过这种方式，上述冲洗程序甚至可以在牙科炉具的除湿程序中进行，不过在任何其他时间点也可以进行，包括烧结过程中，或者当烧结炉关闭时，或在负压测试程序中。按照本发明，特别有利的是可以彻底冲洗形成吸气管的冷吸气软管并对其进行除湿。在烧结炉自身的区域中，即阀门装置与烧结室之间，吸气软管或吸气管温度比较高，所以这里不会出现沉积。当吸气软管离开牙科炉具时，在环境温度作用下，会在吸气管中形成一个捕获湿热空气的冷讲(cold trap),从而导致水滴沉积。按照本发明，有利的是可以使用性价比更好的负压泵，包括在负压下不允许重启负压泵的泵。为了重启负压泵，可以临时把它切换到冲洗(模式)而且不需要进行其他工作，这样泵就能重启了。不过，按照本发明，在重新开始的泵重启过程中，烧结室中要维持负压。按照本发明，特别有利的是延伸到牙科炉具外面的负压源和吸气软管可以通过密封烧结室的阀门装置完全分离出来。通过在压力方面将其分离，维护工作就没有这么麻烦，例如，不需要交换上述泵就能直接进行维护工作，而烧结室中的负压也得以维持。另外还应理解的是，通过这种方式，什么都不用做就可以重启负压泵。按照本发明，有利的是不需要价格相当昂贵的带一体化自由旋转机构(free-wheeling)的泵。这种真空泵(以前已经提到过)能冲洗泵本身，而不会影响负压管，这样借助它们对于实现本发明的创造性优点没有任何帮助。
与上述相比，按照本发明，特别的是作为冷阱而特别容易冷凝的吸气管或负压管可以用泵清洗或冲洗。当泵容量为每分钟14升到每分钟20升之间时，一分钟可以从吸气管中清除略多于Imol (摩尔)的水，所以在烧结室中的负压可以维持的情况下，作用在烧结室上的抽吸力的短暂中断足以保证所需的冲洗。在另一个优选实施例中，使用了一个针对阀门装置的控制装置，该装置可以手动或自动打开阀门，以便实现上述目的。比如一个开/关阀(onVoff-valve)可以用于冲洗程序，它在吸气管与烧结室之间延伸，当即将启动冲洗程序时关闭阀门。该阀门附近，即吸气管前部，在该实施例中又设置了一个开/关阀，它也构成了阀门装置的一部分并将吸气管输入口与冲洗输入口相连。冲洗输入口可以连接到环境空气，最好通过一个空气滤清器，它能防止环境空气中的污染物进入吸气管。可以使用一个开关阀(switching valve)代替两个开/关阀来提供同样的功能，实际过程中，可以在“环境空气”接头与烧结“室”接头之间切换吸气管输入口。烧结室接头可以直接地(自然密封的)用法兰安装在由金属构成的烧结室外壳上。 一般来说，绝缘材料是相对多孔的，所以不需要通过绝缘材料的单独管道。此外，多孔绝缘材料(如轻质耐火砖)还可以作为吸气管的附加输入过滤器。在一替换实施例中，吸气输入口 18上的绝缘材料设置了特殊的可更换滤芯。烧结室的废气流经该滤芯，这样可以把化学污染物吸附在滤芯上。根据这种设计，该滤芯同时可以作为隔热使用，这样，与轻质耐火砖相比，不会产生额外的热损失。如有必要，该滤芯还可以针对具体化合物配备催化剂。当使用纤维材料作为隔热材料时(这种材料一般比轻质耐火砖更容易吸湿)，本发明的吸气接头可以固定在牙科炉具的炉壁上，因为隔热材料受热相对更剧烈，即使它是以细丝方式形成的，所以不会出现水分沉积。按照本发明，在烧结室外壳与牙科炉具外壳之间设置了阀门装置和相关控制装置。在该实施例中，即使在1600°C的烧结室温度下，阀门装置也不会过热。它一般通过一段短管与烧结室壁隔开，并通过环境空气冷却。按照本发明，特别有利的是已经知道了具有阀门装置的牙科炉具。因此，可以通过技术革新实现一个具有创造性的牙科炉具，比如通过仅增加一个阀门或通过修改所述控制
>J-U ρ α装直。按照本发明，还可以通过控制装置记录烧结室的内部压力并使用得到的测量信号打开冲洗程序。通过这种方式，当烧结室中产生负压过程中判断烧结室中的内部压力下降太慢时，即当泵因为吸气管堵塞而没有产生足够的有效功率，导致在那里已经凝结水滴时，可以自动打开冲洗程序。如之前提到的那样，可以在烧结室外壳的相同接头上测量负压，或者如有必要，也可以在单独的测量接头上测量负压。在一个改进的实施例中，在烧结室外壳上设置了两个吸气接头，负压可以单独施加到这两个吸气接头上。为此，可以通过一个专用开关阀(switching valve)实现切换,也可以在炉具底部设置一个接头，同时在炉具顶部或头部设置另一个接头。从属权利要求阐述了其他优点。
以下结合附图
对本发明两个实施例的进行描述以阐述本发明的其他优点、细节和特点。图I是第一个实施例中创造性的牙科炉具的示意图；和图2是第二个实施例中创造性的牙科炉具的示意图。
具体实施例方式图I中的牙科炉具10设置了一个用于对牙齿修复部件进行热处理的烧结室12。采用已知的方式，或者使用一扇门，或者通过烧结室底部与炉头之间的一个分隔，可以打开烧结室(参见图2)。
烧结室12对于环境是封闭的。它采用壁面相对较厚的隔热材料14作为衬里，从而确保理想的隔热水平。隔热材料可以以已知的方式透气并被气密性的烧结室外壳16包围。烧结室外壳设置了一个吸气管接头18，它与吸气管连接。吸气管形成烧结室16的外与阀门装置22 (其功能稍后详细描述)之间的连接。此外，一个短管(stub)从吸气管20连接至一个压力表24。压力表24或负压表通过吸气管20测量烧结室12的内部压力。吸气管20具有相对较高的热稳定性，相对较短(比如5到20cm)。它连接到阀门装置22 (其功能稍后详细描述)。烧结室12、压力表24和阀门装置22，包括相关管道连接，全部包含在牙科炉具10的外壳26中。烧结室12设置了一个用来加热牙齿修复部件28 (该部件放在烧结室12中)的加热装置27。尽管隔热材料14相对较厚，当打开加热装置27时，外壳26的内部轻微受热是无法避免的。这种情况对于吸气管20以及(在一定程度上)也安装在外壳26中的阀门装置22亦是如此。不过，温度会随着到烧结室12的距离增大而下降。然而，当烧结室12加热到1600°C并持续较长时间时，阀门装置22的温度仍然有可能升高到100°C以上。所以阀门装置22要用耐高温方式制造，才能保证(比如)即使在200°C的温度下也能正常工作。阀门装置22配备了一烧结室吸气管接头30、一环境空气接头32和一输出接头34，输出接头以流体接头的形式通过法兰36与吸气管38连接。吸气管38长几米，比如2到10米。管子不正对外壳26的一端配备一个活塞泵40作为负压源。应该明白的是，可以使用隔膜泵或任何其他泵代替活塞泵。鉴于暴露在环境温度下的吸气管38的长度，泵不需要具有任何具体程度的热稳定性，从烧结室12抽出的空气将迅速冷却到(比如)50°C，实际上针对这种用途的每台泵都能承受这种情况。下面描述阀门装置22的功能。在烧结循环开始时，活塞泵40不打开，阀门装置22在烧结室吸气管接头30与输出接头34之间建立连接。不过，环境空气接头32锁紧。这种状态下，烧结室12处于常压下，可以采用任何需要的方式打开和关闭，以便放入牙齿修复部件28。最好用一个已预热的马弗炉(图中未表示)接收牙齿修复部件28，牙科炉具10成为一个压缩炉。应该明白的是，可以按照本发明选择实现单独用于烧结的炉具，牙齿修复部件在里面立刻烧结。为了启动烧结循环，打开加热装置27，同时打开活塞泵40。这种状态下，阀门装置22也在烧结室吸气管接头30与输出接头34之间形成连接，使得热空气被逐渐从烧结室12中抽出，负压渐渐产生。一般情况下，马弗炉和牙齿修复部件都会具有一定程度的残留水分。如果残留水分的程度真的不低，则在启动实际烧结循环之前定期进行一个所谓的除湿程序，该程序的作用就是除去水分。因此，打开加热装置的方式为要保证烧结室12的内部温度达到140°C。富含水蒸气的空气被抽出并经活塞泵40被送到室外。不过，由于吸气管38 (至少在正对活塞泵的一端)明显低于100°C，其所含的水分会在吸气管38的内部凝结成水滴。一方面，这些水滴缩小了流道的横截面积，使得流阻增大。另一方面，它们影响产生的负压质量(甚至使产生的负压质量更差)。原因是当压力下降-即真空度增加时-水的蒸发温度会大大下降，这样水滴就逐渐蒸发，并排出以这种方式 产生的水蒸气而不是需要抽出的空气。一般来说，除湿程序结束时，实际烧结循环通常在升高的温度下进行，同时活塞泵40开始工作，烧结室12中的压力继续下降。实际烧结温度一般会达到1000°C以上，比如近1150°C (对于二硅酸锂陶瓷来说)或1600°C (对于二氧化锆陶瓷来说)。在烧结循环的加热阶段中，用压力表24测得的烧结室12内部压力会进一步下降。压力表24会将这些记录下来。只要烧结室中压力下降的方式与活塞泵40的额定功率相符，阀门装置22仍处于上述位置。压力表24与评价压力表24输出信号的控制装置50相连。控制装置50以电气方式控制阀门装置22。如果控制装置50判断压力梯度过低，即当烧结室12中的压力下降过于缓慢时，控制装置50将打开阀门装置22。在这个连接中，将进行一个创造性的冲洗程序。在阀门装置22的这种状态下，烧结室吸气管接头30锁紧。不过，在这种状态下，环境空气接头32与输出接头34之间存在一个连接。环境空气经空气滤清器52抽出。在这种状态下，即在冲洗程序过程中，活塞泵40按最高泵容量(比如每分钟20升)工作。吸气管38中的流速相当高。由于该原因并且由于进入吸气管38中的干燥环境空气，吸气管38被冲洗。冲洗程序一直要进行到吸气管38内部干燥，比如(持续)几分钟。作为替代方案，还可以记录活塞泵40的速度，当活塞泵40的速度表示吸气管38已经冲洗完毕时可停止冲洗程序。这种情况下，继续从烧结室12中抽出空气。由于此时烧结室吸气管接头30已经锁紧，已经产生的负压不会损失，该压力在活塞泵40全功率(即不会因吸气管38堵塞而受到妨碍)运行下再次继续下降。到目前为止，阀门装置22的功能相当于一个开关阀的功能。然而，为了维持烧结室12中的负压，最好延迟从阀门装置的冲洗位置切换到正常位置的时间，延迟程度为使得环境空气接头首先被锁紧，并且仅当活塞泵40已经放出几米长的吸气管38且输出接头34处于适当的负压下时才打开吸气管接头30。否则，可以预料的是，由于活塞泵40无法快速建立负压，吸气管38中的空气可能因为冲洗程序而从后面流进烧结室12。到目前为止，如果阀门装置22的“开关阀”由两个单独的阀门组成，它们由控制装置50按上述方式控制的话，则更为有利。因此，冲洗程序可以创造性地随时进行。基本上在除湿程序中也可以进行，但最好在实际烧结循环随烧结程序启动时，以便除去之前在除湿程序中在吸气管38中产生的水分。当然，还可以在牙科炉具的保养程序中进行冲洗程序，或者在各个烧结循环之间，即当牙科炉具10打开时进行。图2表示一个经过改进牙科炉具10的实施例。在这个实施例中，与图I相同或对应的元件具有相同的附图标记。如图2所示，牙科炉具10具有一个相对于其烧结室12可分割的平面56。在这个可分割平面上，一个炉头58 (也称炉顶)可以与炉底60分离。这是通过提起炉头58或通过略微向上倾斜它而实现，此时炉底60保持静止不动。该实施例是优选的，因为烧结室12中的牙齿修复部件不会受到任何振动的影响。作为替换，也可以选择炉顶58保持静止，而向下移动炉底60 ;这种设计的制造成本可以更低，因为加热装置27也能保持固定不动。 必须明白的是，以上两种情况下可分割平面56都要充分密封。在这个设计实例中，烧结室12配备两个吸气接头18和62，其中吸气接头62安装在炉顶58上，吸气接头18安装在炉底60。这两个吸气接头都通过吸气管20导向阀门装置22。阀门装置22配备了第一个三通/两通阀64和第二个三通/两通阀66。即使显示的阀门66到吸气接头的距离相当远，必须明白的是实际上这里只设置了一个短吸气管20。在阀门64和66的下游都有连接到活塞泵40的数米长的吸气管38。必须明白的是，出于这个目的，可以用一种已知方式把阀门64和66的输出吸气管38靠拢在一起。阀门64和66可以在控制装置50 (图中未表示)的控制下相互独立地以任何需要的方式进行切换。它们的连接方式为可以通过吸气管38交替吸入环境空气，这样如果已经用到此时的吸气管38堵塞的话，可以进行一次切换，而不需要其他工作。该实施例的优点是必须进行的冲洗程序几乎很少，因为基本上吸气管38中的一个可以作为备用管道使用。比如，除湿程序可以通过吸气接头62实现，即在连接的阀门66上。除湿程序一结束，就关闭阀门66。这时，将要相当潮湿的每个吸气管38仍保持原样，而阀门64将关闭。从阀门64延伸到泵40的吸气管38还没有堵塞，所以在泵的满容量下可以在烧结室12中产生负压。实际烧结循环结束后，可以用冲洗程序清洁两个吸气管，使它们可以在下一个烧结循环中使用。
权利要求
1.一种牙科炉具，包含对牙齿修复部件进行热处理的烧结室，该烧结室通过吸气管与负压源相连，其特征在于在烧结室(12)与吸气管(38)之间设置了一阀门装置(22)，借助该阀门装置，吸气管(38)可以朝烧结室(12) —侧关闭，从而维持烧结室(12)中的负压，而阀门装置(22)与负压源之间的吸气管(38)是可以通风的，特别是通过环境空气接头(32)进行通风。
2.根据权利要求I所述的牙科炉具，其特征在于为所述阀门装置(22)配备了一控制装置，以用于打开冲洗程序，其中阀门装置(22)锁紧烧结室吸气管接头(30)并将环境空气接头连接到吸气管(38)，其中负压源经吸气管(38)吸入环境空气。
3.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于阀门装置(22)的控制装置(50)通过选择通风程序使吸气管(38)持续排气一预定时长(优选的I分钟)，并在重复循环中完成冲洗程序。
4.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于阀门装置(22)配备了一开关阀，其输出接头(34)与吸气管(38)连接，开关阀的一个开关接头是环境空气接头(32)，另一个开关接头是烧结室吸气接头(30)，该开关阀可以通过控制装置进行控制。
5.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于牙科炉具(10)的控制装置(50)也对负压源起作用，该装置特别配备了一负压泵，控制装置(50)通过控制线或用无线方式与负压源连接以便控制负压源的打开和关闭，并且当吸气管(38)需要通风时，控制装置(50)打开负压源。
6.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于阀门装置(22)配备了一阀门，通过该阀门，在其打开时，阀门装置(22)的烧结室接头(30)可以接通环境空气，在阀门装置(22)的这种状态下，牙科炉具(10)的控制装置将关闭负压源。
7.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于负压源(24)连接到烧结室(12)并测量烧结室(12)中的压力或负压，其输出信号由牙科炉具(10)的控制装置(50)记录下来，其中控制装置通过打开负压源控制烧结室(12)中所需的负压。
8.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于烧结室(12)中的负压将被连续记录，当负压过低时打开负压源，如果在负压源打开的情况下，负压仍没有充分增大，那么阀门装置(22)会得到控制并根据权利要求I所述启动冲洗程序。
9.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于冲洗程序可以在一次烧结循环期间、牙科炉具(10)的特定保养程序期间或各烧结循环之间打开。
10.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于控制装置连续或周期性地记录牙科炉具(10)的负压源输出信号并在负压源打开时记录压降梯度，即单位时间内的压降，而当压力梯度下降到某预设阈值以下时打开冲洗程序。
11.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于牙科炉具(10)的烧结室(12)通过第二吸气管(38)连接至负压源，并且通过一开关阀选择性地打开两根吸气管(38)中的任何一根，使得任何时候都只打开其中的一根吸气管(38)而关闭另一根。
12.根据上述任一权利要求所述的牙科炉具，其特征在于已知的牙科炉具(10)可以用一个包含至少两个阀门或包含至少一个带控制装置的开关阀的阀门装置(22)加以改进，其可以进行根据上述任一权利要求所述的冲洗程序。
13.一种操作牙科炉具的方法，其中牙齿修复部件接受热处理并置于负压下，而吸气管(38)在烧结室(12)和负压源之间延伸，通过该吸气管可以在烧结室(12)中产生负压，其特征在于一阀门装置(22 )建立了一连接，该连接供在阀门装置(22 )的输出接头(34)与环境空气之间进行冲洗程序使用，通过该连接可以冲洗吸气管(38)，同时锁紧阀门装置(22)到烧结室(12)的连接。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于当负压源打开时，即通过连接吸气管(38)的阀门装置(22)，连续或周期性地测量烧结室(12)中负压的变化，当烧结室(12)中的负压缓慢下降到预设阈值时启动冲洗程序。
全文摘要
本发明涉及一种牙科炉具，它包含一个对牙齿修复部件进行热处理的烧结室。该烧结室通过吸气管与负压源相连。阀门装置位于烧结室与吸气管之间，借助这个阀门装置吸气管可以朝烧结室一侧关闭，从而在烧结室中维持负压。阀门装置与负压源之间的吸气管是可以通风的，特别是可以通过一个环境空气接头通风。
文档编号F27B17/02GK102901356SQ201210260540
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者R·茱塞尔 申请人:义获嘉伟瓦登特公司