一种气动涡轮牙钻的制作方法

本发明涉及医疗装置领域，特别是涉及气动涡轮牙钻机。

背景技术：

现有的高速气动涡轮牙钻机在停机时，由于气源截断后，涡轮由于惯性的作用继续旋转，使得涡轮壳体内会产生负压，从而容易将口腔污染液或磨削下来牙齿的细小颗粒很容易吸入机内，从而容易造成交叉感染；并且现有的牙钻机在钻牙过程中碎屑容易弹入到牙钻机内，即使在有往外流通的气体的情况下，也可能使得碎屑进入到牙钻机内，并且在对牙钻机进行制动时，通常不能够马上对牙钻机进行制动，制动时间延后，使得医生还要用多余的时间判断钻针是否停止。

技术实现要素：

本发明的技术目的在于提供一种能够使得钻针承受大的轴向力，制动性能更强，在对外壳与钻针间的密封性能更加可靠的气动涡轮牙钻机，这种牙钻机更加安全，发生交叉感染的可能性更低。

本发明通过以下技术方案实现：

一种气动涡轮牙钻机，包括：壳体及设于壳体侧壁上的机柄，通过固定安装于壳体内的推力轴承及两径向轴承转动安装有轮轴，其中推力轴承安装于轮轴的上端部，两径向轴承分别安装于轮轴的上下两端，两径向轴承之间设有安装有叶轮的叶轮腔，轮轴的下端部固定安装有钻针；

壳体内壁的下部相邻固定安装有a支板及b支板，a支板设于b支板的上部，a支板与b支板的间隙为3-6mm，轮轴安装a支板与b支板处设有锥面，a支板、b支板与锥面之间配合安装有制动装置；

壳体的底部上设有通孔，钻针穿过壳体的底部上的通孔，通孔与轮轴的端面安装有密封装置。

进一步地，a支板及b支板均为设有中心孔的环形支板，制动装置包括若干均布于a支板靠近中心孔处底面的回位弹簧、设于b支板靠近中心孔处顶面的若干均布的制动臂，回位弹簧的下部安装在制动臂的中部，制动臂与回位弹簧数量相同，制动臂的一端通过转轴固定安装在b支板上，制动臂的另一端设有与锥面倾斜角度相同的制动块，制动块的制动面设有与锥面配合的内凹的锥面；b支板的中心孔处设有凹槽，凹槽内设有环形气囊，所述环形气囊设于制动臂的制动块处的下部。

进一步地，机柄内设有气管，气管连有控制装置，控制装置的第一出口设有与叶轮腔连通的第一气管，第二出口设有与环形气囊连通的第二气管，第一气管上设有b控制阀。

进一步地，密封装置包括设于壳体的底部上的通孔处的凹槽内的静环及设于轮轴的端面上的转动环；壳体的底部上的通孔内壁还设有U型槽，U型槽内设有降温环，降温环连有通有降温水的降温管，降温管上设有a控制阀。

进一步地，降温环的内环壁面上设有若干均匀分布的流通孔。

进一步地，控制装置包括壳体，控制装置设有与第一气管连接的第一出口，与第二气管连接的第二出口及与气管连接的进气口，第一出口设于第二出口的下方，壳体内滑动安装有塞体，塞体的底部与壳体底部之间安装有压缩弹簧，塞体的顶部固定安装有穿过壳体顶部的控制杆，控制杆上安装有按钮，控制杆配合安装有自锁开关；塞体的中部设有锥形腔及与锥形腔的小端连接的直段腔，锥形腔安装在气管侧，直段腔安装在第一出口与第二出口侧，塞体的上下移动使得第一气管与第一出口连通或第二气管与第二出口连通；塞体的下部侧壁设有放气孔，放气孔连通塞体的底部与壳体连通，壳体的底部设有泄气孔，当第二气管与直段腔连通时，放气孔正好与第一气管连通。

进一步地，a控制阀及b控制阀结构相同，a控制阀包括阀体、阀杆、阀板及复合弹性阀座，所述阀体顶部安装有阀杆架，阀杆架与阀体设有同轴心线的通孔，阀体内安装有阀板及复合弹性阀座，阀杆穿过通孔与阀板固定安装，复合弹性阀座安装在阀体与阀板之间；

复合弹性阀座包括：连接环、气囊、挡环、动环及定环，所述定环固定安装在阀体的内壁，动环通过连接环同中心线安装在定环内，连接环、动环与定环组成的U型槽内设有气囊，U型槽的开口处设有挡环，挡环的一端固定安装在动环的上，挡环的另一端处侧壁与定环接触，挡环与阀体内壁设之间的安装距离为2～10mm；复合弹性阀座为以阀杆中心线为中心对称结构。

进一步地，所述连接环、动环与定环组成的U型槽为一体式结构，动环与定环的宽度相同，所述气囊内装填有清水与压缩气体，清水占气囊内体积的50%。

进一步地，轮轴上设有转速传感器，转速传感器、a控制阀及b控制阀分别连有MCU，MCU还连有带有显示器的控制面板。

进一步地，按下控制装置上的按钮，使得气管与第一气管连通，使得叶轮转动，从而带动钻针转动，转速传感器将实时测得的数据传送给MCU，当转速过快/过慢时，通过控制面板，调节b控制阀的开度，从而控制钻针的转速，并通过转速传感器再次测得的速度值来确定速度是否合适，根据不同的转速，通过控制面板操控a控制阀的开度，从而控制冷却水的流量大小；当需要停机时，再次按下控制装置上的按钮，按钮在自锁开关的作用下弹起，使得气管与第二气管连通，气体充满环形气囊，环形气囊膨胀，将制动臂的制动块压向轮轴的锥面，使得制动块与锥面紧压，从而使得钻针停止转动。

本发明的有益效果是:

通过设于壳体内的包括回位弹簧及环形气囊的制动装置，能够使得在停机时，气体充满环形气囊，环形气囊能够推动制动块，使得制动块具有较大的压力压紧轮轴的锥面，从而使得对轮轴的制动更加迅速、可靠，避免传统的制动通过本身的弹性回位来制动，这种制动避免了现有技术中在长时间使用后制动效果降低，制动速度慢的问题，通过控制装置上的塞体来控制，使得控制简便，控制可靠，并且在气管内的气压低时，也能够使得轮轴无摩擦转动，这种控制装置结构简单，设计精巧；并且通过具有转动环与静环的密封装置来对钻针进行密封，完全避免外界杂质及含有传播源的物质进入到外壳内，并且通过连有降温管的降温环的流通孔喷射出降温液对密封装置及钻针进行降温，提高密封装置及钻针的可靠性，并且使得结构更加简单；通过将a控制阀及b控制阀设为带有复合弹性阀座的阀门，使得a控制阀及b控制阀经常开闭中，能够长时间保持阀门的密封及截断性能，使得牙钻机更加可靠，更加耐用；通过牙钻机的控制系统及控制方法，使得牙钻机更加易用，使用更加人性化。

附图说明

图1是牙钻机的总体结构示意图；

图2是图1中A的放大示意图；

图3是控制装置的结构示意图；

图4是复合控制阀的结构示意图；

图5是复合控制阀阀座的结构示意图。

图中标记：1为机柄、2为轮轴、21为锥面、3为推力轴承、4为径向轴承、5为叶轮、6为a支板、7为b支板、8为制动装置、81为环形气囊、82为回位弹簧、83为制动臂、84为制动块、9为密封装置、91为转动环、92为静环、10为降温环、11为气管、12为控制装置、12.1为自锁开关、12.2为壳体、12.3为塞体、12.4为按钮、12.5为控制杆、12.6为锥形腔、12.7为直段腔、12.8为泄气孔、12.9为放气孔、13为第一气管、14为第二气管、15为降温管、16为钻针、17为a控制阀、18为b控制阀、51为阀体、52为阀杆、53为阀板、54为复合弹性阀座、54.1为连接环、54.2为气囊、54.3为挡环、54.4为动环及54.5为定环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1、图2、图3、图4及图5所示的气动涡轮牙钻机，包括：壳体及设于壳体侧壁上的机柄1，通过固定安装于壳体内的推力轴承3及两径向轴承4转动安装有轮轴2，其中推力轴承3安装于轮轴2的上端部，两径向轴承4分别安装于轮轴2的上下两端，两径向轴承4之间设有安装有叶轮5的叶轮腔，轮轴2的下端部固定安装有钻针16；

壳体内壁的下部相邻固定安装有a支板6及b支板7，a支板6设于b支板7的上部，a支板6与b支板7的间隙为3-6mm，通常为4mm，既能够控制牙钻机的体积，也便于安装回位弹簧，轮轴2安装a支板6与b支板7处设有锥面21，a支板6、b支板7与锥面21之间配合安装有制动装置8；

壳体的底部上设有通孔，钻针16穿过壳体的底部上的通孔，通孔与轮轴2的端面安装有密封装置9。

a支板6及b支板7均为设有中心孔的环形支板，制动装置8包括若干均布于a支板6靠近中心孔处底面的回位弹簧82、设于b支板7靠近中心孔处顶面的若干均布的制动臂83，回位弹簧82的下部安装在制动臂83的中部，制动臂83与回位弹簧82数量相同，制动臂83的一端通过转轴固定安装在b支板7上，制动臂83的另一端设有与锥面21倾斜角度相同的制动块4，制动块4的制动面设有与锥面21配合的内凹的锥面；b支板7的中心孔处设有凹槽，凹槽内设有环形气囊81，所述环形气囊81设于制动臂83的制动块4处的下部，环形气囊81为弹性橡胶制成。

机柄1内设有气管11，气管11连有控制装置12，控制装置12的第一出口设有与叶轮腔连通的第一气管13，第二出口设有与环形气囊81连通的第二气管14，第一气管13上设有b控制阀。

密封装置9包括设于壳体的底部上的通孔处的凹槽内的静环92及设于轮轴2的端面上的转动环91；壳体的底部上的通孔内壁还设有U型槽，U型槽内设有降温环10，降温环10连有通有降温水的降温管15，降温管15上设有a控制阀17。

降温环10的内环壁面上设有若干均匀分布的流通孔，降温环10为内空结构，流通孔的为径向设置，数量可为8个。

控制装置12包括壳体12.2，控制装置12设有与第一气管连接的第一出口，与第二气管连接的第二出口及与气管11连接的进气口，第一出口设于第二出口的下方，壳体12.2内滑动安装有塞体12.3，塞体12.3的底部与壳体12.2底部之间安装有压缩弹簧，塞体12.3的顶部固定安装有穿过壳体12.2顶部的控制杆12.5，控制杆12.5上安装有按钮12.4，控制杆12.5配合安装有自锁开关12.1；塞体12.3的中部设有锥形腔12.6及与锥形腔12.6的小端连接的直段腔12.7，锥形腔12.6安装在气管11侧，直段腔12.7安装在第一出口与第二出口侧，塞体12.3的上下移动使得第一气管13与第一出口连通或第二气管14与第二出口连通；塞体12.3的下部侧壁设有放气孔12.9，放气孔12.9连通塞体12.3的底部与壳体12.2连通，壳体12.2的底部设有泄气孔12.8，当第二气管14与直段腔12.7连通时，放气孔12.9正好与第一气管13连通。

a控制阀17包括阀体51、阀杆52、阀板53及复合弹性阀座54，所述阀体51顶部安装有阀杆架，阀杆架与阀体51设有同轴心线的通孔，阀体51内安装有阀板53及复合弹性阀座54，阀杆52穿过通孔与阀板53固定安装，复合弹性阀座54安装在阀体51与阀板53之间；

复合弹性阀座54包括：连接环54.1、气囊54.2、挡环54.3、动环54.4及定环54.5，所述定环54.5固定安装在阀体51的内壁，动环54.4通过连接环54.1同中心线安装在定环54.5内，连接环54.1、动环54.4与定环54.5组成的U型槽内设有气囊54.2，U型槽的开口处设有挡环54.3，挡环54.3的一端固定安装在动环54.4的上，挡环54.3的另一端处侧壁与定环54.5接触，挡环54.3与阀体51内壁设之间的安装距离为2～10mm，通常为7mm；复合弹性阀座为以阀杆中心线为中心对称结构。

所述连接环54.1、动环54.4与定环54.5组成的U型槽为一体式结构，动环54.4与定环54.5的宽度相同，所述气囊54.2内装填有清水与压缩气体，清水占气囊54.2内体积的50%;清水通过水囊装起，使得气体与水囊隔开，水囊可为沿气囊54.2的中线设置，避免清水一直在气体的下部。

通过在阀体51顶部安装有阀杆架，阀杆架便于安装阀杆52，阀杆架与阀杆2之间设有密封装置，通过阀杆52的转动从而控制阀板53的转动，阀板53与阀座形成密封面，达到密封的目的，将阀座设为复合弹性阀座54，使得阀板53在关闭时，阀板53挤压复合弹性阀座54，而具有弹性的复合弹性阀座54也对阀板53一个挤压力，从而使得复合弹性阀座54与阀板53之间的密封更好，形成更加可靠的密封，并且在阀板53具有一定的偏移时，复合弹性阀座54也能够形成良好的密封；通过在气囊内装有清水与压缩气体，清水占体积的50%，使得在阀板对阀座的挤压力过大时，气囊内的气体不能够对阀座的动环形成有效支撑时，不被压缩的清水能够对动环形成有效支撑，使得阀座的可靠性更高，使得阀门的密封性能更好。

连接环54.1、动环54.4与定环54.5组成U型槽，定环54.5固定安装在阀体51内部，使得当阀板53从动环54.4的U型槽开口端转向动环54.4，阀板53对动环54.4挤压，使得动环54.4向U型槽内侧移动，阀板53越挤压动环54.4，阀板53与动环54.4之间的密封力更强，使得阀板53的密封效果更好，连接环54.1、动环54.4与定环54.5为高弹性、高韧性的金属材质，从而使得复合弹性阀座54相比于橡胶阀座更加耐用，相比于金属阀座，开/闭阀门的力矩更小；在U型槽内安装有气囊54.2，气囊54.2内充有高压气体，气囊54.2内的高压气体的压力可以根据阀内的介质压力调节，气囊54.2能够对动环形成支撑，从而使得动环54.4的回弹性能更好，更加可靠；通过在U型槽的开口处设有挡环54.3，在阀板53挤压动环54.4时，挡环54.3在定环54.5的端面滑动，使得动环54.4能够偏移，挡环54.3能够将对复合弹性阀座54外的介质阻挡，从而对U型槽内的气囊54.2进行保护，从而使得气囊54.2的使用寿命更长；且本阀门不需要将阀板53偏心设置，从而使得阀门的制造加工成本更低，结构更简单。

气动涡轮牙钻机的控制系统，轮轴2上设有转速传感器，转速传感器、a控制阀及b控制阀分别连有MCU，MCU还连有带有显示器的控制面板。

气动涡轮牙钻机的控制方法，按下控制装置12上的按钮12.4，使得气管11与第一气管13连通，使得叶轮5转动，从而带动钻针16转动，转速传感器将实时测得的数据传送给MCU，当转速过快/过慢时，通过控制面板，调节b控制阀的开度，从而控制钻针16的转速，并通过转速传感器再次测得的速度值来确定速度是否合适，根据不同的转速，通过控制面板操控a控制阀的开度，从而控制冷却水的流量大小；当需要停机时，再次按下控制装置12上的按钮12.4，按钮12.4在自锁开关的作用下弹起，使得气管11与第二气管14连通，气体充满环形气囊，环形气囊81膨胀，将制动臂83的制动块84压向轮轴2的锥面21，使得制动块84与锥面21紧压，从而使得钻针16停止转动。而在直段腔12.7与第二气管14连通时，环形气囊内的气体通过第一气管13、放气孔12.9及泄气孔12.8流出，使得制动板与轮轴2脱离，解除制动。

通过设于壳体内的包括回位弹簧82及环形气囊81的制动装置，能够使得在停机时，气体充满环形气囊81，环形气囊81能够推动制动块84，使得制动块84具有较大的压力压紧轮轴2的锥面21，从而使得对轮轴2的制动更加迅速、可靠，避免传统的制动通过本身的弹性回位来制动，这种制动避免了现有技术中在长时间使用后制动效果降低，制动速度慢的问题，通过控制装置8上的塞体来控制，使得控制简便，控制可靠，并且在气管11内的气压低时，也能够使得轮轴2无摩擦转动，这种控制装置8结构简单，设计精巧；并且通过具有转动环91与静环92的密封装置来对钻针进行密封，完全避免外界杂质及含有传播源的物质进入到外壳内，并且通过连有降温管15的降温环的流通孔喷射出降温液对密封装置及钻针进行降温，提高密封装置9及钻针的可靠性，并且使得结构更加简单；通过将a控制阀及b控制阀设为带有复合弹性阀座54的阀门，使得a控制阀及b控制阀经常开闭中，能够长时间保持阀门的密封及截断性能，使得牙钻机更加可靠，更加耐用；通过牙钻机的控制系统及控制方法，使得牙钻机更加易用，使用更加人性化。