一种喷码机墨盒气压平衡装置和方法与流程

本发明涉及喷印器械技术领域，具体地说，是一种喷码机墨盒气压平衡装置和方法。

背景技术：

连续性墨水喷码机的工作机理是通过CPU控制充电电极上的电压，利用静电感应原理来间接控制从喷嘴喷出的墨点带电量的大小，带电量不同的墨点穿过高压静电场时受到的库仑力不同，会有不同的偏转量，从而实现了不同墨点在前方物品表面的不同位置的落点，形成喷印内容；带电量为零的墨滴不发生偏转，直接射入喷嘴正前端的回收管内循环回收，由于挥发作用，回收回来的墨水黏度会变粘稠，经过一段时间后，必须根据黏度变化区间自动补充适量溶剂以调整墨水黏度，另外，由于喷印内容造成墨水的直接消耗也需要适时补充。

在实际使用中，由于设计理念和环保意识的不断进步，为减少喷码机使用中的暴露挥发，往往将整个墨水系统尽量的密封，密闭在墨盒中的空气会因为环境温度的影响很难与外部大气压达成自然平衡，当环境温度升高或外部气压变低时，密闭在墨水盒中的空气会膨胀；反之，当环境温度降低或外部气压变高时，密闭在墨水盒中的空气会收缩，这将导致墨盒变形甚至爆炸等危险事故，同时也会影响喷码机喷印过程的流畅性和稳定性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种喷码机墨盒气压平衡装置及该装置保证气压平衡的设计方法，通过设置一缓冲舱，使密闭的墨盒在外界环境温度发生变化时，其内部空气仍能与外部大气压达成自然平衡，从而改善喷印机的整个墨水管路设计以及喷印过程的稳定性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种喷码机墨盒气压平衡装置，其特征在于，所述装置包括密闭溶剂盒和缓冲舱，所述密闭溶剂盒和缓冲舱之间通过一根平衡管相连接构成一个连通体，所述缓冲舱通过抽取管与喷码机的墨水管路系统连通。

进一步地，所述平衡管与抽取管均通入缓冲舱内腔底部，且两者在缓冲舱内腔内的端口相持平。

进一步地，所述连通体仅通过设置在缓冲舱内腔顶部的排气管与大气连通。

进一步地，所述排气管一端与缓冲舱内腔顶部连通，另一端设有常开阀门，用于控制所述连通体与外部大气的连通状态。

进一步地，所述密闭溶剂盒底部设有一个溶剂流出口，所述溶剂流出口由一个实心橡胶塞密封，实心橡胶塞插入一根与所述平衡管相连的细针管将平衡管与密闭溶剂盒相连通。

进一步地，上述细针管侧壁开设小孔。

进一步地，本发明的喷码机墨盒气压平衡装置还包括溶剂抽取管，所述缓冲舱通过该溶剂抽取管与喷印机的喷嘴清洗管路相连。

进一步地，上述溶剂抽取管一端通入密闭容器内并紧贴其内腔底部，另一端通过汇合接口接入喷嘴清洗管路系统。

进一步地，上述溶剂抽取管一端通入密闭容器内并紧贴其内腔底部，另一端通过汇合接口接入喷嘴清洗管路系统。

为实现上述目的，本发明采取的基于上述装置对应的设计方法的技术方案是：一种喷码机墨盒气压平衡方法，包括以下具体步骤：

S1.设定喷码机工作环境的极限温度区间[t1,t2]；

S2.将上述环境温度区间内最低温度t1与最高温度t2分别转换为热力学绝对温度T1和T2后，代入热力学理想气体下的定压状态方程：V1/T1＝V2/T2，其中V1为密闭溶剂盒内密闭空气在温度t1时的体积，V2为密闭溶剂盒内密闭空气在温度t2时的体积；

S3.通过上述公式可计算得到V1∶V2＝T1∶T2，据此得到在喷码机工作环境达到温度极限情况下，当外界环境温度变化区间在摄氏度t1到摄氏度t2时，溶剂盒内密闭空气的体积变化后与变化前的比值V2/V1，由于密闭溶剂盒与缓冲舱构成一个密闭连通体，故溶剂盒内密闭空气在摄氏度t2时膨胀的体积等于溶剂盒内的溶剂在气压作用下被排到缓冲舱内的溶剂体积；反之，溶剂盒内密闭空气在摄氏度t1时收缩的体积等于从缓冲舱内补充进入溶剂盒内的溶剂或空气的体积；

S4.根据上述温度极限下计算得到的变化值可以确定，所述缓冲舱的容积只要达到溶剂盒容积的(V2-V1)/V1倍，即能保证在日常气候条件下的气压平衡要求。

将符合容积比为(V2-V1)/V1的密封缓冲舱与密闭溶剂盒通过一根平衡管相连接构成一个连通体。

本发明优点在于：

本发明装置的密闭溶剂盒有利于提高墨水生产、运输、储存各个环节的生产效率，并可有效提高墨盒在以上各个环节的密封可靠性能，避免泄漏构成环保隐患；同时，缓冲舱使得密闭溶剂盒与外部气压达成了平衡，使得整个墨水管路的设计变的更加合理简洁，所有的抽取、检测、补充等等流程都更加顺畅，大大提高喷码机使用的便捷性和生产的持续稳定性。

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：

图1为实施例1中本发明装置的结构示意图；

图2为实施例2中本发明装置的结构示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.不锈钢细针管，2.过滤器，3.排气管，4.平衡管，5.抽取管，6.溶剂抽取管，

A.墨盒(溶剂盒)，B.实心橡胶塞，C.缓冲舱。

具体实施方式

本发明装置的能够达到平衡墨盒气压目的的设计原理如下：

设定喷码机工作环境的温度区间[t1,t2]，其中t1为喷码机工作环境达到最低极限的温度，t2为喷码机工作环境达到最高极限的温度，本气压平衡方法的目的是保证在上述环境温度区间内的密闭气体的压强恒定，即P1＝P2；

根据热力学理想气体下的定压状态方程：V1/T1＝V2/T2，其中V1为密闭溶剂盒内密闭空气在温度t1时的体积，V2为密闭溶剂盒内密闭空气在温度t2时的体积；

假设实际喷码机工作环境的极限温度区间为：[-5,55]，即环境温度从t1＝-5摄氏度到t2＝55摄氏度，将其分别转化为热力学绝对温度，对应的最低绝对温度T1＝t1+237＝-5+273＝268；最高绝对温度T2＝t2+237＝55+273＝328；

将上述数值分别代入方程可得到V2∶V1＝T2∶T1＝328∶268＝1.224，据此得到在极限情况下，当外界环境温度变化区间在-5摄氏度到55摄氏度时，溶剂盒内密闭空气的体积变化后是变化前的1.224倍；

由于密闭溶剂盒A与缓冲舱C构成了一个连通体，当外界环境温度从-5摄氏度变化到55摄氏度时，溶剂盒A内密闭空气由于温度升高膨胀，其体积变化到了原来的1.224倍时，则相应地溶剂盒A内有体积为0.224V1的溶剂或空气被排到了缓冲舱C中；反之，若外界极限温度变化过程反向，即当外界环境温度从55摄氏度变化到-5摄氏度时，溶剂盒A内密闭空气由于温度降低收缩，则最多有体积为0.224V1的溶剂或空气被从缓冲舱C内补充进入溶剂盒A。

通过上述计算可确定在喷码机工作环境的极限温度区间为：[-5,55]时，缓冲舱C的容积只要达到溶剂盒A容积的0.224倍，就能保证在日常气候条件下的气压平衡要求。将符合容积比为0.224：1的密封缓冲舱C与密闭溶剂盒A通过一根平衡管相连接构成一个连通体。

根据上述方法设计的装置其实施例如下：

实施例1.

一种喷码机墨盒气压平衡装置，包括缓冲舱C、墨盒A，所述墨盒A底部设有一个墨水流出口，所述墨水流出口由一个实心橡胶塞B密封。所述缓冲舱C包括缓冲舱主体、排气管3、平衡管4和抽取管5，所述缓冲舱C主体是一个密闭容器。所述平衡管4一端通入缓冲舱C内腔底部，另一端与不锈钢细针管1一体连接将缓冲舱C和墨盒A构成一个连通体。所述排气管3一端与缓冲舱C内腔顶部连通另一端设有常开阀门V1，当常开阀门V1不得电时，排气管3与大气连通从而保证密闭容器(缓冲舱C)内腔气压与外界大气压保持平衡。即常开阀门V1不得电时，所述连通体与外部大气连通，常开阀门V1得电时，所述连通体与外部大气隔绝。实际应用中，考虑到需要对墨水进行过滤，在平衡管4与不锈钢细针管1之间会接入过滤器2。不锈钢细针管1穿插入实心橡胶塞B将缓冲舱C与墨盒A连接，形成墨盒A与缓冲舱C之间的墨水流通管路。所述抽取管5一端通入密闭容器内腔底部，另一端接入墨水管路系统。

下面结合附图1对本发明装置的应用进行详细说明：

当喷码机系统处于墨水抽取状态时，喷码机管路系统将负压接通到抽取管5，同时常开阀门V1得电，处于关断状态，排气管3与大气的连通通道被切断，从而保证缓冲舱C与墨盒A一起处于连通的密闭状态，缓冲舱C内的墨水或空气会被抽入管路，由于连通效应，墨盒A的墨水也会相应的被抽走；停止抽取后，常开阀门V1断电处于接通状态，排气管3从外部吸入与被抽走的溶剂或空气体积相等的空气，从而保证密闭容器(缓冲舱C)内腔气压与外界大气压保持平衡。

实施例2.

在本实施例中，墨盒A用于容纳用于清洗管路的溶剂，故在该实施例中被称为溶剂盒A。包括缓冲舱C、溶剂盒A，所述溶剂盒A底部设有一个溶剂流出口，所述溶剂流出口由一个实心橡胶塞B密封。所述缓冲舱C包括缓冲舱主体、排气管3、平衡管4、抽取管5和溶剂抽取管6，所述缓冲舱C主体是一个密闭容器。所述平衡管4一端通入缓冲舱C内腔底部，另一端与不锈钢细针管1一体连接将缓冲舱C与溶剂盒A构成一个连通体。所述排气管3一端与缓冲舱C内腔顶部连通另一端设有常开阀门V1，当常开阀门V1不得电时，排气管3与大气连通从而保证密闭容器(缓冲舱C)内腔气压与外界大气压保持平衡。即常开阀门V1不得电时，所述连通体与外部大气连通，常开阀门V1得电时，所述连通体与外部大气隔绝。实际应用中，考虑到需要对溶剂进行过滤，在平衡管4与不锈钢细针管1之间会接入过滤器2。不锈钢细针管1穿插入实心橡胶塞B将缓冲舱C与溶剂盒A连接，形成溶剂盒A与缓冲舱C之间的墨水流通管路。所述抽取管5一端通入密闭容器内腔底部，另一端接入墨水管路系统。所述抽取管5一端通入密闭容器内腔底部，另一端通过汇合接口OUT1接入墨水管路系统。所述溶剂抽取管6一端通入并紧贴密闭容器内腔底部，另一端通过汇合接口OUT2接入喷嘴清洗管路系统。

下面结合附图2对本发明装置用于清洗喷码机时的应用进行详细说明：

对喷码机进行冲洗的过程中，喷码机管路系统将负压接通到抽取管5，同时常开阀门V1得电，处于关断状态，排气管3与大气的连通通道被切断，从而保证缓冲舱C与溶剂盒A一起处于连通的密闭状态，缓冲舱C内的溶剂或空气会被抽入清洗管路，由于连通效应，溶剂盒A的溶剂也会相应的被抽走；停止抽取后，常开阀门V1断电处于接通状态，排气管3从外部吸入与被抽走的溶剂或空气体积相等的空气，从而保证密闭容器(缓冲舱C)内腔气压与外界大气压保持平衡。

当缓冲舱C内的溶剂液面低于抽取管5端口，汇合口OUT1关闭，系统在压强作用下会自动通过溶剂抽取管6继续抽取溶剂通过汇合接口OUT2接入喷嘴清洗管路系统，由于溶剂抽取管6紧贴缓冲舱C底部，其端口低于抽取管5的端口并紧贴缓冲舱C底部，可以保证缓冲舱C内溶剂全部被使用的同时又避免墨水管路和喷嘴清洗管路内被抽入空气，进而提高清洗和喷印稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。