冷却气在牙科手机和马达中的应用与分析

李诗 何敏 郑志波

【摘要】牙科手机和马达作为口腔治疗器械中最基本、最关键的治疗工具之一，一般常与牙科综合治疗机配套使用，并由治疗机向其提供气源、水源、电源等工作条件。本文结合行业内YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010、YY 0836-2011、YY 0837-2011和YY 1045-2021强制性标准，分别阐述强制性标准中冷却气在牙科手机、气动马达和电动马达中的应用，并对检验要求和测试方法进行分析。

【关键词】牙科手机;冷却气;气动马达;电动马达

牙科手机和马达作为口腔治疗器械中最基本、最关键的治疗工具之一，一般与牙科综合治疗机配套使用，并由治疗机向其提供气源、水源、电源等工作条件。牙科手机和马达利用电流或压缩空气，驱动电机、涡轮（或叶片）旋转（轴芯转动），从而带动车针旋转，达到对牙体进行钻、磨、切、削等临床目的，同时利用另一路水和气经过机身到达机头汇合，从而实现冷却目的。牙科手机主要包括高速气涡轮手机、直手机和弯手机，马达包含气动马达和电动马达。

本文结合行业内YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010、YY 0836-2011、YY 0837-2011和YY 1045-2021强制性标准，分别阐述强制性标准中冷却气在牙科手机、气动马达和电动马达中的应用，并对检验要求和测试方法进行分析。

1. 手机喷雾气源

对于某些高速气涡轮手机、直手机和弯手机，在一定气压条件下，牙科治疗机提供的压缩空气的一部分会经过手机的各控制阀到达机头并吹到车针的工作区域，对该区域进行气冷却，以防止可能造成牙齿的损伤，此为手机的冷却气。如果冷却气和冷却水同时使用，可汇合成冷却雾并喷到车针的工作区域。根据作用形式，冷却气也称为喷雾气源。

无论是在现行的高速气涡轮手机标准YY 1045.1-2009、直手机和弯手机标准YY 1045.2-2010，还是新版的四合一替代标准YY 1045-2021中，对于喷雾气源流量的指标规定均为：当气压在200 kPa（2.0 bar）时，手机的气流量应不小于1.5 L/min。其中，新版标准明确了只对满足“喷雾空气和驱动空气是分开的”这一条件的手机做出喷雾气源流量的要求。参考YY/T 0514-2018中对于手机用软管连接件的划分，1型2孔的连接件是没有单独的雾化气插孔的，这意味着此类手机在YY 1045-2021中是不适用于喷雾气源流量的要求。

需要注意的是，没有单独的雾化气接口不等于该手机不具备气冷却能力。部分使用2孔连接件的牙科手机在机身内部将由驱动气接口进入的压缩空气一分为二，大部分继续作为驱动气使用，小部分進入另一条接到机头的管道作为冷却气使用，见图1。同时，具有单独的雾化气接口也不等于该手机具备气冷却能力，例如45°反角高速气涡轮手机。因为该类手机预期用于阻生齿以及常规后牙备牙的治疗，没有雾化气的作用，可以让视野清楚，减少牙体残屑和骨碎片进入咽部，避免术后皮下气肿等并发症。

按照YY 1045.1-2009、YY 1045.2-2010标准的规定，测量喷雾气源流量时，将流量计安装在手机排气管进行测量。由此可以得出，此二标准的喷雾气源流量要求也仅适用于2型和3型连接件的牙科手机，因为1型和4型连接器的牙科手机不具有单独的排气接头。在YY 1045-2021中关于喷雾气源流量的测量，如果使用质量流量计，它可以安装在空气供应与手机间任意一点;如果使用容积式流量计，安装在手机雾化气入口附近，应尽可能靠近压力表。

2. 由马达提供到手机的喷雾气源

配合直手机或弯手机使用的气动马达和电动马达，部分可以提供冷却气给手机进行工作区域的雾化气冷却。

在现行的气动马达标准YY 0837-2011、电动马达标准YY 0836-2011和新版的四合一标准YY 1045-2021中，对于马达提供到手机的喷雾气源的规定基本相同：喷雾气源，如适用，马达应提供喷雾气源到手机，气流量不小于1.5 L/min;测试流量计安装在马达连接器的雾化气入口。但是对于测试条件，各标准有些微差异：YY 0837-2011中规定在气压为200 kPa（2.0 bar）时测试，YY 0836-2011中规定在推荐的最大压力下测试，而YY 1045-2021中规定在气压为气压在250 kPa（2.5 bar）时测试。从条款名称、流量要求、测试条件及位置可以看出，该项规定针对的是马达提供到手机的“喷雾气源”的要求，也就是马达配合符合标准要求的手机一起使用时，在手机供应到车针工作端的喷雾气源流量应满足不小于1.5 L/min。

此外，在新版的YY 1045-2021标准中还增加了对马达联轴节传输冷却气能力的要求：如果马达配有一个空气冷却系统，在制造商推荐的压力下，符合YY/T 1012-2021的马达联轴节系统传输的冷却空气流速应大于5 NL/min，并应不超过40 NL/min;推荐的压力范围应为250kPa～500kPa（2.5bar～5.0bar）。在YY/T 1012-2021中，增加了联轴节系统有内部和外部气水（喷雾）供应的类型，见图2。因此若马达的喷嘴可提供冷却空气到手机，则将流量计安装在马达的手机联轴节的供应管路（喷嘴）上，且只有内孔被覆盖，进行马达联轴节传输冷却气能力的测量。

3. 马达冷却气

对于电动马达，由于其是由电流驱动电机旋转，因此在较长时间、较高转速下运转时会有一定的发热量。这既给手持马达的操作者带来不适，也会造成马达寿命的缩短。因此很多电动马达也会连接气源使用，将供应气用于马达自身的冷却。

在YY 0836-2011和YY 1045-2021中，都对马达冷却气的要求作出了一致的规定：如果电动马达配有一个空气冷却系统，最大气流量应不超过40 L/min，且压力范围应为250 kPa～500 kPa（2.5 bar～5.0 bar）。电动马达应有一个冷却气排气口。

新版标准YY 1045-2021对该项目的规定做了一些优化。首先从要求和测试方法都明确了测量点位于电动马达与供应软管之间：气流量规定的是来自电动马达供应软管的最大气流量，压力也明确是电动马达与供应软管间的连接器处的压力范围;测试时流量计安装在电动马达的软管联轴节与马达软管间，见图3。其次，YY 0836-2011中规定的是电动马达应有一个冷却气排气接口，而YY 1045-2021中将排气接口改为排气口。一般电动马达会使用符合YY/T 0514-2018要求的连接件与牙科综合治疗机的软管相连，使用驱动气接口进入的供应气做为马达冷却气使用。连接件不一定具有排气接口，它可能是1型，也可能是将排气接口封住的2型。但没有排气接口不等于没有排气口，排气口可以位于马达的任意位置，甚至马达自身的腔体也可作为排气的一种方式。

4. 结语

在牙科手机的标准和临床应用中，会频繁提到冷却气、喷雾气源、气冷却等相似的术语。有时名字相同，却用于截然不同的目的;有时虽然使用的是不同的表达方式，但它们最终作用的形式却是一致的。在产品设计、研发和检测过程中，需要从预期用途、使用部件、作用原理等多方面综合进行判定。

参考文献

[1] YY/T0514-2018，牙科学  气动牙科手机用软管连接件[S].国家食品药品监督管理局，2018

[2] YY 0836-2011，牙科手机  牙科低压电動马达[S].国家食品药品监督管理局，2013

[3] YY 0837-2011，牙科手机  牙科气动马达[S].国家食品药品监督管理局，2013

[4] YY/T 1012-2021，牙科学  手机连接件联轴节尺寸[S].国家药品监督管理局，2021

[5] YY 1045.1-2009，牙科手机  第1部分：高速气涡轮手机[S].国家食品药品监督管理局，2009

[6] YY 1045.2-2010，牙科手机  第2部分：直手机和弯手机[S].国家食品药品监督管理局，2012

[7] YY 1045-2021，牙科学  手机和马达[S].国家药品监督管理局，2021

第一作者简介：李诗，1986-10，女，本科，工程师，研究方向：医疗器械检验检测