一种开关稳压装置及方法与流程

本发明涉及印刷供墨技术领域，尤其涉及一种开关稳压装置及方法。

背景技术：

现有技术中常用的喷墨印刷供墨系统通常采用墨盒为打印喷头，即墨盒同时直接提供墨水与喷印压力。由于关机后墨盒近似看成是存在空气与墨水的一个密闭空间，当环境温度发生变化时，墨盒内压力会发生较大的变化，从而导致墨水从喷头溢漏或者气体从喷头进入墨盒。若存在气体从喷孔进入墨头，将会造成下次开机后喷头状态变差，影响印刷质量；同时还存在维护困难的缺陷。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的在于提供一种开关稳压装置及方法，以解决现有技术中关机后墨盒内压力发生变化导致墨水从喷头溢漏或者气体从喷头进入墨盒而引起的影响印刷质量的技术问题。

为实现上述发明目的，第一方面，本发明实施例提供了一种开关稳压装置，包括：喷头、墨盒、第一管路、第二管路、第一阀门、第二阀门、稳压墨腔体，其中：

所述第一阀门设置在所述第二管路上，用于控制所述第二管路的导通与关断；所述第二阀门设置在所述第三管路上，用于控制所述第三管路的导通与关断；

所述稳压墨腔体通过所述第一管路及所述第二管路与所述墨盒连通，同时与所述第三管路连通，用于在所述第一阀门打开且所述第二阀门关闭时为所述墨盒提供墨水或者在所述第一阀门关闭且所述第二阀门打开时保持所述墨盒与所述喷头内压力稳定；

所述墨盒设置在所述稳压墨腔体的上方，用于在所述第一阀门打开且所述第二阀门关闭时为所述喷头提供墨水；

所述喷头设置在所述墨盒的下方以及所述稳压墨腔体的上方，用于将墨水喷涂到相应的位置。

可选地，所述稳压墨腔体内部设置有溢流槽，所述溢流槽的上端固定在所述稳压墨腔体的顶部，下端与所述稳压墨腔体的底部保持第一预设距离，用于将所述稳压墨腔体分成第一腔体和第二腔体。

可选地，所述墨盒包括设置在墨水液面以下的第一流通孔和设置在墨水液面以上的第二流通孔；

所述第一腔体上设置有第三流通孔和第四流通孔；所述第二腔体上设置有第五流通孔；

所述墨盒的第一流通孔通过所述第一管路与所述稳压墨腔体的第三流通孔连通；

所述墨盒的第二流通孔通过所述第二管路与所述稳压墨腔体的第四流通孔连通。

可选地，所述第一预设距离大于2mm，并且小于1cm。

可选地，所述喷头设置在所述稳压墨腔体的上方；第一阀门设置在所述墨盒内墨水液面的上方。

可选地，当所述稳压墨腔体的高度为15cm～20cm时，其底部与所述喷头的底部高度差为25cm。

可选地，所述第三管路的一端设置有空气过滤器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种开关稳压方法，用于实现上文所述的开关稳压装置，包括：

获取喷头的压力Phead，该压力Phead包括墨盒内压力P0和该墨盒内墨水液位与喷头底部之间高度差H1的墨水重力所对应的压力Ph；

获取所述喷头的底部与稳压墨腔体的第二腔体内墨水液位之间 的高度差H；

当第一阀门关闭且第二阀门打开时，对比所述喷头的压力Phead与喷头的预设压力Pset，若压力Phead小于预设压力Pset，则调低所述喷头的高度，以使该墨盒内墨水液位与喷头底部之间高度差H变小；

若压力Phead大于预设压力Pset，则调高所述喷头的高度，以使该墨盒内墨水液位与喷头底部之间高度差H变大。

可选地，还包括：当第一阀门打开且第二阀门关闭时，所述第二管路中的墨水液位与所述墨盒内的墨水液位相同。

可选地，当所述稳压墨腔体的高度为15cm～20cm时，其底部与所述喷头的底部高度差为25cm，以使喷头的压力Phead保持在-5mbar～25mbar之间。

本发明实施例可以保证供墨系统关机后墨盒及喷头内部压力保持稳定，可以解决由于墨盒内压力变化而造成喷头溢漏或者气体从喷头进入墨盒的问题，从而提高印刷质量，降低维护难度。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种关机稳压装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种关机稳压方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明实施例提供了一种开关稳压装置，如图1所示，包括喷头101、墨盒102、第一管路103、第二管路104、第一阀门105、第二阀门106、稳压墨腔体108，其中：

第一阀门105设置在第二管路104上，用于控制第二管路104的导 通与关断；第二阀门106设置在第三管路上，用于控制第三管路的导通与关断；

稳压墨腔体108通过第一管路103与第二管路104和墨盒102连通，同时与第三管路连通，用于在第一阀门105打开且第二阀门106关闭时为墨盒102提供墨水或者在第一阀门105关闭且第二阀门106打开时保持墨盒102与喷头101内压力稳定；

墨盒102设置在稳压墨腔体108的上方，用于在第一阀门105打开且第二阀门106关闭时为喷头101提供墨水；

喷头101设置在墨盒102的下方以及稳压墨腔体108的上方，用于将墨水喷涂到相应的位置。

实际应用中，喷头101是实现喷印功能的器件，可以采用通用的印刷喷头实现。墨盒102为一种供墨系统的通用部件，该墨盒102具备以下功能：在印刷系统正常工作时，墨盒102内部存在稳定的气体负压力及稳定的墨水量；关机后，墨盒102自身密闭。本领域技术人员可以根据具体使用场景，选择合适的喷头101与墨盒102实现，本发明不作限定。

本发明实施例中，喷头101的位置设置在墨盒102的下方，并且喷头101的底部需要高于稳压墨腔体108的底部，从而使得喷头与稳压墨腔体108存在一个高度差H(单位：cm)，该高度差H需要根据喷头101所需的关机负压力决定。该关机负压力保证喷头既不会漏墨也不会返气，因此可以适当调整高度差H来满足所述负压力的要求。可选地，本发明一个实施例中，当稳压墨腔体108的高度为15cm～20cm时，其底部与喷头101的底部高度差为25cm。

实际应用中，如图1所示，墨盒102包括设置在墨水液面(如图1中墨盒102中虚线位置所示)以下的第一流通孔111和设置在墨水液面以上的第二流通孔110；

稳压墨腔体108内部设置有溢流槽109，该溢流槽109的上端固定 在稳压墨腔体108的顶部，下端与稳压墨腔体108的底部保持第一预设距离，用于将稳压墨腔体108分成第一腔体115和第二腔体116；

第一腔体115上设置有第三流通孔113和第四流通孔112；第二腔体116上设置有第五流通孔114；

墨盒102的第一流通孔111通过第一管路103与稳压墨腔体108的第三流通孔113连通；

墨盒102的第二流通孔110通过第二管路104与稳压墨腔体108的第四流通孔112连通。

实际应用中，可选地，上述第一流通孔111可以设置在墨盒102的底部与侧壁；第二流通孔110可以设置在墨盒102的侧壁与顶部；第三流通孔113可以设置在第一腔体115的底部与侧壁；第四流通孔112可以设置在第一腔体115的侧壁与顶部；第五流通孔114可以设置在第二腔体116的侧壁与顶部。当然本领域技术人员可以根据具体的使用场景，对上述通流孔设置合适的位置，本发明不作限定。

实际应用中，稳压墨腔体108为一个密闭腔体，该稳压墨腔体108被溢流槽109分割成第一腔体115及第二腔体116。第一腔体115与第二腔体116仅在稳压墨腔体的底部连通。连通空间高度为第一预设距离。可理解的是，第一预设距离是指该溢流槽109的下端与稳压墨腔体108的底部之间能够使该稳压墨腔体108正常工作的距离。该第一预设距离不是一个固定的值，而一个距离范围，可选地，第一预设距离大于2mm，并且小于1cm。当然，本领域技术人员可以根据该稳压墨腔体108的功能，结合具体的使用场合，合理设置第一预设距离的大小，本发明不作限定。

实际应用中，第一阀门105设置在第二管路104的中间部位，用于控制第二管路104的导通与关断。当第一阀门105打开时，第二管路104导通，墨盒102与稳压墨腔体108内的墨水可以流动。可选地，本发明实施例中将该第一阀门105设置在墨盒102内墨水液面的上 方。当然，该第一阀门105也可以设置在墨盒102内墨水液面的下方。另外，第一阀门105可以采用手动阀门也可以采用常闭电磁阀门，本领域技术人员可以根据具体使用场景进行选择。

可理解的是，第二阀门106设置在第三管路上，用于控制第三管路的导通与关断。当第二阀门106打开时，第三管路导通，稳压墨腔体108的第二腔体116内的压力变为大气压，或者说第二腔体116内墨水的表压为0。

实际应用中，为防止空气中的杂质进入稳压墨腔体108的第二腔体116内影响印刷质量，可选地，在第三管路的一端设置有空气过滤器107。本领域技术人员可以根据该空气过滤器107的具体功能，选择现有技术中的空气过滤器实现，本发明不作限定。

本发明实施例提供的关机稳压装置的工作原理如下：

在正常运行阶段，打开第一阀门105且关闭第二阀门106，此时墨盒102通过第二管路104与稳压墨腔体108的第一腔体115连通。由于第二管路104的连通作用，在稳压墨腔体108的第一腔体115内未充满墨水前，稳压墨腔体108与墨盒102具备同样的压力，均为压力P0。由于重力的作用，墨盒102的墨水将通过第一管路103流入稳压墨腔体108；当稳压墨腔体108内的墨水液位达到了第一预设距离的高度后，将第二腔体116液封，该第二腔体116内部气体总量将不变，其墨水液位将缓慢升高，直至所述第二腔体116内压力P1能够抵消所述墨盒压力P0及所述墨盒液位到第二腔体的墨水液位高度差带来的压力Ph两者的和，即P1＝P0+Ph；第一墨腔115内的墨水液位将持续升高直至第一腔体115内装满液体直至第二管路104中墨水液位与墨盒102中墨水液位相同为止。此后，在墨盒102内部压力不变的情况下，第一管路103、第二管路104及稳压墨腔体108内的墨水量将保持不变。

在停止工作运行阶段，关闭第一阀门105且打开第二阀门106，此时稳压墨腔体108的第二腔体116直接连通大气。墨盒102与稳压墨腔 体108仅通过第一管路103连通，假设墨盒102内压力P0，该墨盒102内墨水液位与到第二腔体的墨水液位之间高度差H1的墨水重力所对应的压力Ph以及稳压墨腔体108的第二腔体116内压力P1之间的关系，分析墨水在墨盒102与稳压墨腔体108的流动情况(以液体表压计量)：

此时P1＝0，当P0+Ph>0时，则墨水由墨盒102流向稳压墨腔体108，墨盒102的压力P0减少，直至P0+Ph＝0为止；

当P0+Ph>0时，墨水由稳压墨腔体108流向墨盒102，并且墨盒102的压力P0的压力增加，直至P0+Ph＝0为止。

由于墨盒102内压力P0的压力变化相对于大气压力非常微弱，对墨水流动所带来的液位偏差造成的压力偏差非常小，即Ph改变较小。由于Ph的大小与该墨盒102内墨水液位与喷头101底部之间高度差H1和喷头101的底部与稳压墨腔体108的第二腔体116内墨水液位之间的高度差H有关，因此可以通过调整高度差H1和高度差H之和来调整关机后的墨盒102内的压力。

考虑到最终压力控制目标为喷头101内部的压力Phead，而该压力只与高度差H有关。实际应用中，为了保证喷头101不溢漏且不返气，通常压力Phead需要保持在-5mbar到-25mbar之间；考虑到稳压墨腔体108内墨水的液位高度可能发生变化，稳压墨腔体108的底部与喷头101的底部高度差优选在25cm；稳压墨腔体108的高度在15cm～20cm，这样墨水密度在10³kg/m³左右的情况下,喷头101的压力Phead将保持在-5～-25mbar之间。根据不同的墨水密度，不同的喷头压力Pset的需求，可以调整稳压墨腔体108的底部与喷头101的底部高度差，若压力Phead小于预设压力Pset，则调低喷头101的高度，以使该墨盒102内墨水液位与喷头101底部之间高度差H变小；若压力Phead大于预设压力Pset，则调高喷头101的高度，以使该墨盒102内墨水液位与喷头101底部之间高度差H变大；从而保证关机状态下，喷头101的压力在合理范围。

可理解的是，喷头的预设压力Pset是指，喷头内墨水从喷头溢漏或者空气进行喷头的压力。实际应用中，该预设压力Pset通常在一个范围内波动。本领域技术人员可以根据具体的喷头结构设置合理的预设压力值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种开关稳压方法，如图2所示，用于实现上文所述的开关稳压装置，包括：

获取喷头101的压力Phead，该压力Phead包括墨盒102内压力P0和该墨盒102内墨水液位与喷头101底部之间高度差H1的墨水重力所对应的压力Ph；

获取喷头101的底部与稳压墨腔体108的第二腔体116内墨水液位之间的高度差H；

当第一阀门105关闭且第二阀门106打开时，对比喷头101的压力Phead与喷头101的预设压力Pset，若压力Phead小于预设压力Pset，则调低喷头101的高度，以使该墨盒102内墨水液位与喷头101底部之间高度差H变小；

若压力Phead大于预设压力Pset，则调高喷头101的高度，以使该墨盒102内墨水液位与喷头101底部之间高度差H变大。

可选地，当第一阀门打开且第二阀门关闭时，第二管路中的墨水液位与墨盒内的墨水液位相同。

可选地，当稳压墨腔体108的高度为15cm～20cm时，其底部与喷头101的底部高度差为25cm，以使喷头101的压力Phead保持在-5mbar～25mbar之间。

可以看出，本发明实施例提供的开关稳压方法可与前文中至少一种开关稳压装置相互对应，因而该开关稳压方法可以解决同样的技术问题，并取得相同的技术效果，在此不再详述。其具体实施方式可以参照前文，在此不再赘述。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方 位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，在实际应用中，可以按照附图中的方位进行设置。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。