Результат интеллектуальной деятельности: ЗУБОТЕХНИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к сушильным устройствам, в частности, для зубных объектов и способу сушки, в частности, зубных объектов в соответствии с ограничительными частями пунктов 1 и 18 формулы изобретения.

Для сушки реставрационных зубных частей длительное время пользовались известными сушильными устройствами с инфракрасными излучателями или удаляли влагу в самой зуботехнической печи.

Один пример устройств данного типа приведен в документе GB 332194. В этом устройстве проверяется, испаряется ли все еще влага через 20 мин после нагревания, о чем судят по запотеванию холодного зеркала, помещенного на выходном отверстии печи.

Кроме того, появились специальные устройства по удалению влаги или осушающие устройства для сушки реставрационных зубных частей под низким давлением, которые работают с помощью датчиков температуры. При таком решении можно измерить как пониженное давление, так и температуру и вывести эти показатели на дисплей, а также можно выполнить процедуру сушки по запросу и в соответствии с требованиями реставратора зубных частей.

Кроме того, уже предлагалось сушить реставрационные зубные части при закрытой печи для обжига и в связи с этим контролировать закрытие, с тем чтобы время сушки было достаточным, но не слишком продолжительным. В связи с этим можно воспользоваться несколькими термочувствительными элементами для измерения температуры внутри печи и применить также дополнительные термочувствительные элементы.

Известные решения, однако, имеют недостаток, состоящий в том, что из предосторожности бывает необходимо прибавить некоторое минимальное время, чтобы обеспечить надежность процедуры сушки. В этом отношении наилучшим является решение, предложенное в упомянутом выше британском патенте, несмотря на его давность, так как влажность или сырость внутри печи явно используется в качестве критерия существования остаточной влаги в объекте.

При использовании многоэлементных мостовидных протезов, состоящих из керамики, характеризующейся пористостью, может сохраняться остаточная влага, которая может существенно снизить качество реставрации зубных частей во время процедуры обжига. Нагревание реставрационных зубных частей, которые еще содержат влагу, например, до 700°С привело бы к образованию пористости и/или появлению дефектов, например трещин, которые могут даже разрушить реставрационные зубные части.

Чтобы надежно предупредить такой эффект, разрабатываются и получают применение особые сушильные устройства, которые часто функционируют с инфракрасными сушильными или полимеризационными лампами или выполнены в виде сушильного шкафа. В этом случае, чтобы ускорить процесс сушки, реставрационные зубные части нагревают до высокой температуры в течение более длительного периода времени, например в течение одного часа. Для того чтобы также обеспечить сушку больших реставрационных зубных частей, задается экспериментально минимальное время с границей безопасности. Для удобства упомянутое время сушки также применимо к другим объектам, например небольшим объектам, или также к объектам, которые, возможно, уже стали сухими в результате удерживания или экспозиции, то есть периода времени между двумя процессами обработки.

Понятно, что температуру парообразования можно установить на 100°С, только если вода чистая. Солевые растворы имеют температуру парообразования, существенно превышающую 100°С, а растворы, содержащие спирт, могут иметь температуру парообразования более низкую, например лишь 80°С.

Задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для сушки влажного объекта, в частности реставрационных зубных частей, в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, а также способа в соответствии пунктом 18 формулы изобретения, надежно обеспечивающих высокое качество объекта, в частности реставрационных зубных частей, не вызывая неоправданного удлинения рабочего процесса, например, в зуботехнической лаборатории.

Указанная задача решена соответственно в устройстве по пункту 1 и способу по пункту 18 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

В соответствии с изобретением особенно целесообразно, чтобы термочувствительный элемент был направлен на объект, в частности на реставрационные зубные части, и воспринимал их температуру. В особенно благоприятном случае может оказаться, что объект имеет температуру в диапазоне температуры кипения жидкости, если она еще полностью не испарилась. Даже если в объекте существует температурный градиент и объект изнутри еще влажный, то пока он остается влажным, температура не превышает предустановленное значение.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения упомянутое значение температуры, которое можно назвать также «пусковым значением температуры», можно определить заранее, и если температура превышает пусковое значение, в соответствии с изобретением на управляющее устройство подается сигнал.

В другом, особенно предпочтительном варианте изобретения управляющее устройство выполнено подходящим образом. Если сушильное устройство включает сушильный шкаф или инфракрасную лампу для тепловой обработки, управляющее устройство может выключить их, давая знать, что реставрационные зубные части уже готовы для обжига. Однако если сушильное устройство само содержит печь для обжига, управляющее устройство может быть частью печи для обжига и может начать дальнейшее ее нагревание, с тем чтобы сразу выполнить цикл обжига.

Подача сигнала может, таким образом, быть реализована путем подачи электрического сигнала и/или оптического и/или акустического сигналов. Возможно также перенести реставрационные зубные части с помощью манипулятора или руки робота в камеру для обжига при появлении сигнала от инфракрасной лампы и начать цикл обжига.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагается также принимать во внимание развитие температуры объекта, если температура, измеренная термочувствительным элементом, в течение определенного промежутка времени по существу остается постоянной. Такое явление наблюдается особенно при многоэлементных мостовидных протезах или других крупных реставрационных зубных частях, и его можно объяснить тем, что реставрационные зубные части не нагреваются выше температуры кипения, когда в них еще сохраняется остаточная влага. Поэтому развитие температуры также можно использовать как индикатор.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения на основании результатов измерения температуры с помощью термочувствительного элемента предлагается с помощью управляющего устройства контролировать тепловую энергию, действующую на объект. С управляющего устройства можно осуществить, например, контроль температуры, например, с помощью PID регулятора и представить любую кривую нагревания, а именно, пока температура в объекте не достигнет точки кипения жидкости или несколько превысит ее.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагается после процесса сушки объекта, которым могут быть реставрационные зубные части или любой другой зубной объект, подвергать его дальнейшей тепловой обработке. Тепловая обработка может быть обжигом керамики реставрационных зубных частей в печи для обжига или прессования либо обжига керамического зеленого тела, состоящего из керамических частиц и твердой органической матрицы, при этом матрица в свою очередь может состоять, по меньшей мере, из одного органического соединения.

Температура кипения по п.1 также называется температурой разложения органического соединения.

В соответствии с изобретением полезно, чтобы стабильность температуры была преодолена соответственно во время сушки или операции разложения. Стабильность температуры возникает во время нагревания больших реставрационных зубных частей, например многоэлементного мостовидного протеза, или во время удаления связующего органической матрицы. Тепловая энергия необходима соответственно для испарения жидкости или для разложения органического соединения, причем эта тепловая энергия берется из объекта, так что вначале повышения его температуры не происходит, несмотря на постоянную и стабильную подачу тепла. Это явление называется стабильностью температуры, и по нему можно судить соответственно о том, что произошло полное разложение органического соединения или что влага полностью удалена.

Стабильность температуры такого типа может быть отчетливо ниже 100°С, если жидкость содержит спирты, такие как этанол или бутанол, а в случае удаления связующего из органической матрицы может быть при температуре примерно 500°С, поскольку в последнем случае возникает только короткая жидкая фаза, после которой происходит переход в газообразную фазу. Это особенно важно при микроволновом удалении связующего и может особенно успешно применяться в соответствии с изобретением.

Из-за температурной стабильности автоматически временно предупреждается практически любое нагревание объекта. Это обнаруживается с помощью термочувствительного элемента. В этой связи важно, чтобы термочувствительный элемент был направлен исключительно на объект и улавливал его температуру; это осуществляется независимо от средства, генерирующего тепловую энергию, действующую на объект.

Из-за теплоты, расходуемой на испарение, температура объекта остается несколько ниже температуры кипения и к концу температурной стабильности отмечается отчетливое повышение температуры объекта, чей температурный градиент примерно соответствует температурному градиенту до достижения температурной стабильности.

В первом варианте осуществления изобретения в качестве средства генерации тепловой энергии, действующей на объект, предлагается использовать сушильный шкаф или инфракрасный излучатель. Термочувствительный элемент улавливает температуру объекта на его стенке или под ним, но предпочтительно в положении, в котором на него не падает инфракрасное излучение. При достижении пусковой температуры сушильный шкаф или источник инфракрасного излучения отключаются. При мелких реставрационных зубных частях температурная стабильность отсутствует; в соответствии с опытными значениями пусковую температуру устанавливают на уровне несколько ниже или несколько выше температуры кипения.

Аналогично это применимо и к температуре удаления связующего, поэтому во время удаления связующего в типичных случаях используют соединения, которые делают возможным получение температурной стабильности.

В качестве альтернативы упомянутому изолированному нагреванию с помощью источника инфракрасного излучения или сушильного шкафа для процедуры сушки можно также использовать зуботехническую печь. Предпочтительно использовать зуботехническую печь такого типа, в котором камера для обжига находится в головке камеры для обжига, которая может быть поднята над основанием камеры для обжига. Такое поднятие можно осуществить просто поступательным движением, но также и поворотом или сочетанием этих движений.

Реставрационные зубные части кладут на дно камеры для обжига - предпочтительно в лотке - и для процедуры сушки головку камеры для обжига приводят в частично открытое положение, при котором кольцевидный промежуток между дном камеры для обжига и ее головкой растягивается. Нагревательные элементы головки камеры для обжига включают, и испускаемое ими тепло служит для сушки реставрационных зубных частей, которые находится на дне камеры для обжига.

Управляющее устройство затем может либо контролировать количество тепловой энергии, выделяемой в зуботехнической печи, либо положение головки камеры для обжига. Чем больше камера для обжига смещается кверху, тем меньше тепловая энергия, воздействующая на объект. При таком решении промежуток между источником тепла и объектом можно регулировать; в обоих случаях тепловую энергию, воздействующую на объект, можно регулировать с помощью управляющего устройства.

В полуоткрытом положении головки камеры для обжига реставрационные зубные части можно легко установить в лотке и удалить из него, если необходимо. Как только реставрационные зубные части устанавливают в камеру для обжига, температуру в ней постоянно измеряют. При достижении пусковой температуры (например, измеренная температура равна 105°С), головку камеры для обжига быстро опускают. При таком состоянии можно считать, что вся влага из реставрационных зубных частей улетучилась.

Если необходимо, процесс улетучивания влаги также можно поддержать и ускорить с помощью устройства для ускорения потока воздуха. Для этого используют вентилятор и вытяжное устройство в головке камеры для обжига, которое создает поток воздуха, обдувающий объект.

Если необходимо, после того как достигнута пусковая температура, можно недолго выждать, чтобы реализовать последующие несколько секунд времени сушки, которые также служат достижению температуры гомогенизации или достижения гомогенности в реставрационных зубных частях. Когда необходимо продолжить нагревание, нагревательный элемент включают на всю мощность и камеру для обжига закрывают. В этом состоянии после закрытия головки камеры для обжига ее можно герметизировать вместе с дном по существу известным способом и создать в камере для обжига разрежение. После удаления остаточной влаги из реставрационных зубных частей можно почти автоматически добиться того, чтобы капельки воды во всасывающей линии вытяжного устройства не забили постепенно линию.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы термочувствительный элемент измерял температуру объекта и по достижении пусковой температуры, то есть при температуре кипения, несколько ниже или выше ее, посылал сигнал управляющему устройству.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы этот сигнал сигнализировал об окончании процесса сушки и/или инициировал последующую тепловую обработку объекта.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы средство генерации тепловой энергии было образовано источником тепла, который испускает тепло с длиной волны от 780 нм до 15 мкм.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы средство генерации тепловой энергии содержало источник микроволнового излучения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы средство генерации тепловой энергии было образовано, по меньшей мере, одним нагревательным элементом зуботехнической печи, который содержит головку камеры для обжига и дно камеры для обжига, на которое устанавливают объект, и чтобы головка камеры для обжига с целью приведения в действие сушильного устройства предпочтительно отстояла от дна камеры для обжига на несколько сантиметров либо была образована источником инфракрасного излучения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы термочувствительный элемент реагировал на излучение с длиной волны в диапазоне от 780 нм до 1 мм, в частности в диапазоне от 800 нм до 15 мкм, и, в частности, располагался вне места, в котором тепловая энергия воздействует на объект, но был направлен на это место.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы средство генерации тепловой энергии было образовано, по меньшей мере, одним нагревательным элементом зуботехнической печи и чтобы термочувствительный элемент воспринимал температуру объекта через промежуток между головкой камеры для обжига и дном камеры для обжига или через смотровой канал в зуботехнической печи, покрытый прозрачным стеклом.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы устройство содержало вентилятор или устройство, ускоряющее поток воздуха для процедуры сушки, в частности средство генерации тепловой энергии над объектом, и/или всасывающее или вытяжное устройство, с помощью которого поток воздуха обдувает объект, могло ускорить процесс сушки.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы объект был образован как реставрационные зубные части, которые, в частности, были пористыми и/или состояли из порошка или материала и, в частности, содержали керамику, и/или металл, и/или пластик или смесь этих материалов.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы объект был образован как реставрационные зубные части, то есть керамическое зеленое тело, состоящее из керамических частиц и твердой органической матрицы, причем эта матрица в свою очередь могла бы содержать, по меньшей мере, одно органическое соединение.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы управляющее устройство контролировало средство генерации тепловой энергии до температуры, которая явно, в частности на 30-50°С, выше точки кипения жидкости.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы управляющее устройство подавало сигнал, когда температура достигает пускового значения.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы сигнал выключал источник тепла, генерирующий тепловую энергию, воздействующую на объект.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предлагается, чтобы управляющее устройство включало, по меньшей мере, один нагревательный элемент зуботехнической печи, который, в частности, после закрытия камеры для обжига подвергает дальнейшей тепловой обработке реставрационные зубные части в качестве объекта.

Другие преимущества, детали и признаки становятся ясными из описания следующих двух примеров осуществления изобретения со ссылками на чертежи.

На фиг.1 показана схема сушильного устройства в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

на фиг.2 - схема другого сушильного устройства в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Устройство 10 по изобретению содержит объект, в частности реставрационные зубные части 12, которые в иллюстрируемом варианте осуществления изобретения показаны в виде бруска. Реставрационные зубные части 12 состоят из керамики, и/или металла, и/или пластика и являются пористыми. В объекте содержится жидкость, например остаточная влага, или остатки красящей жидкости, которая содержит спирт, например этанол или бутанол либо другие схожие с ними спирты.

В данном примере осуществления изобретения источник 14 инфракрасного излучения предлагается в виде устройства, генерирующего тепловую энергию, которая воздействует на объект, причем упомянутый источник инфракрасного излучения воздействует на объект 12 тепловой энергией сверху. Цель в данном случае состоит в том, чтобы высушить объект; источник 14 инфракрасного излучения в основном испускает инфракрасное излучение в виде конуса. В этом отношении область воздействия 16 приходится ниже конуса излучения источника инфракрасного излучения.

Если вместо источника инфракрасного излучения используется сушильный шкаф, областью воздействия тепловой энергии является весь сушильный шкаф.

Объект кладут на основание или опору 18. Из-за воздействия тепловой энергии объект постепенно нагревается в зависимости от своей теплоемкости и количества излучаемого тепла.

Сбоку установлен термочувствительный элемент 20. Термочувствительный элемент воспринимает инфракрасное излучение, то есть излучение объекта 12. Предпочтительно он содержит экран 22, который предотвращает непосредственное воздействие тепловой энергии источника 14 инфракрасного излучения на термочувствительный элемент 20. Кроме того, термочувствительный элемент расположен вне области прямого теплового воздействия 16.

Термочувствительный элемент 20 подбирают так, чтобы диапазон его чувствительности, по меньшей мере, покрывал инфракрасную часть спектра. Однако в зависимости от применения датчик может охватывать и больший диапазон, который смещен в область больших длин волн спектра.

Кроме того, термочувствительный элемент 20 соединен с управляющим устройством 24, которое получает и оценивает выходной сигнал термочувствительного элемента.

При достижении пусковой температуры, которая была установлена с учетом наличия жидкости в объекте 12, само управляющее устройство 24 подает сигнал, который выключает источник 14 инфракрасного излучения в проиллюстрированном примере изобретения. Понятно, что можно генерировать любой другой сигнал, например сигнал для переноса теперь уже сухих реставрационных частей 12 зубов в зуботехническую печь для обжига.

Дальнейшая настройка сушильного устройства по изобретению видна из фиг.2. В этом примере осуществления изобретения сушильное устройство 10 использует зуботехническую печь 26 для обжига. Зуботехническая печь для обжига содержит головку 28 камеры для обжига и дно 30 камеры для обжига, которое образовано в нижней части 32 печи. На нижней части 32 печи также по существу известным образом установлен дисплей 34 управления; на дисплей можно вывести различные функции и состояния зуботехнической печи 26 для обжига и с помощью него можно управлять зуботехнической печью для обжига.

Дно 30 камеры для обжига вмещает реставрационные зубные части с помощью лотка 40. На фиг.2 показаны две реставрационные части 12а и 12b. Реставрационные зубные части могут быть многоэлементными мостовидными протезами или реставрационными частями отдельных зубов, имеющими небольшую массу.

Головка 28 камеры для обжига подвешена с помощью комбинированного подъемного/поворотного устройства и управляется в соответствии с высотой своего положения. В показанном положении между нижней поверхностью головки камеры для обжига и дном 30 камеры для обжига существует промежуток 42. В этом промежутке видны реставрационные зубные части 12. В данном примере осуществления изобретения в качестве термочувствительного элемента используется тепловизионная камера 44, установленная сбоку промежутка 42 на расстоянии от него и направленная своей оптической частью на одну или несколько реставрационных зубных частей 12.

Тепловизионная камера 44 расположена на расстоянии от зуботехнической печи для обжига, так что она не подвергается тепловому излучению.

В проиллюстрированном примере осуществления изобретения в головке камеры для обжига по существу известным способом образован нагревательный элемент 50 в виде кругового нагревающегося электрического сопротивления. Излучаемое нагревательным элементом тепло нагревает реставрационные зубные части 12 даже через промежуток 42, поэтому нагревательный элемент можно рассматривать как средство генерации тепловой энергии, воздействующей на объект. Количество тепловой энергии, которая подается в таком положении, существенно зависит от высоты положения головки камеры для обжига и, конечно же, от теплотворной способности нагревательного элемента 50 или тепловой энергии, которая накапливается в изоляционном материале головки камеры для обжига.

В соответствии с настоящим изобретением тепловизионная камера 44 соединена с управляющим устройством 24, например, через беспроводной канал 52 передачи данных. Он снабжает управляющее устройство 24 информацией о температуре реставрационных зубных частей 12.

При достижении заданной пусковой температуры управляющее устройство 24 действует так, как при уже испарившейся или исчезнувшей остаточной влаге из реставрационных зубных частей. Реставрационные зубные части к этому моменту оказываются полностью высушенными.

Для начала цикла обжига головку 28 камеры для обжига опускают по существу известным способом, так чтобы она герметизировалась с дном 30 камеры для обжига. Цикл обжига также осуществляют по существу известным способом, если необходимо - при давлении ниже атмосферного.

Обычно цикл обжига завершается фазой охлаждения, которая предпочтительно также реализуется при полуоткрытой головке камеры для обжига. В этом положении тепловизионная камера 44 также может воспринимать и отслеживать температуру в реставрационных зубных частях 12 и пробегать таким образом весь температурный профиль и в фазе охлаждения.