CN103472871B - 用于数码印花机喷头的恒温控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于数码印花机喷头的恒温控制装置，包括：水箱，盛装有用作热交换介质的水；加热制冷系统，连接有输入水箱中水的第一进水管，和经加热或制冷而输出高于或低于第一进水管水温的第一回水管，该第一回水管接入水箱内；热电偶传感器，浸入水箱的水中；温控器，连接于加热制冷系统和热电偶传感器之间，通过设定温度值及根据热电偶传感器反馈的温度信号控制加热制冷系统的输入电源;第一过水板，贴合安装在喷头上并与该喷头热交换；第一水泵，置于水箱中，用于将水箱中的水经第一进水管泵入加热制冷系统；第二水泵，置于水箱中，用于将水箱中的水经第二进水管泵入第一过水板。本发明能对喷头进行加热和制冷，有效恒定控制喷头的温度。

Description

用于数码印花机喷头的恒温控制装置

技术领域

本发明涉及数码印花机的控制技术，具体涉及用于数码印花机喷头的恒温控制装置。

背景技术

数码印花机工作时，由于墨水的粘度、表面张力对温度非常敏感，当环境温度高于和低于一定的范围时，数码印花机喷头（以下简称喷头）喷绘都容易断墨。喷头的理想温度状态为28℃至30℃，传统的喷头温度主要取决于环境温度，所以通常要求在空调房中进行打印工作。但对于进行大墨量打印时，在空调房中的喷头温度仍然会上升约6℃左右，导致喷绘断墨而影响打印质量。另一方面，当温度低于15℃时断墨则更为严重，将严重影响打印效果。

中国发明专利公开了一种喷绘机喷头加热系统，申请号为200610152810.4，其通过电热管加热水盒壁并通过水循环加热喷头，具有如下缺陷：

水盒中水温不能精确控制，其原因为：加热管与热敏电阻安装在水盒中，加热管直接加热水盒壁，水盒再将热能传递给热敏电阻及水；水盒将热能传递给热敏电阻是以热传导的方式传递的，水盒将热能传递给水是以对流换热的方式传递的热能。两者的导热系数、热阻及热传递方式不同，所以在加热过程中热敏电阻传感器的检测温度与水盒中水的实际温度不相同。同时，水盒的加热过程是断续进行的，即加热到一定温度后即停止，低于一定温度后即开始加热。通过以上分析可知，上述方法存在热阻不同及断续加热的现象，整个加热过程是一个非稳态的加热过程，所以在实际的加热过程中水的实际温度在热贯性的作用下比热电偶传感器的检测温度有波动，通常波动±4℃左右，即喷头的温度控制精度低。而喷头温度频繁波动±4℃并不能改善打印质量，相反会影响墨水的流畅性，造成断墨现象。

此外，现有的对喷头进行温度控制的方法均为加热方式，不能解决喷头处于较高温需要降温的问题，无法保证喷头喷绘作业时的喷绘质量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供用于数码印花机喷头的恒温控制装置，能对喷头进行加热和制冷，有效恒定控制喷头的温度。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

用于数码印花机喷头的恒温控制装置，包括：

水箱，盛装有用作热交换介质的水；

加热制冷系统，连接有输入水箱中水的第一进水管，和经加热或制冷而输出高于或低于第一进水管水温的第一回水管，该第一回水管接入所述水箱内；

热电偶传感器，浸入所述水箱的水中，用于检测水箱中水的温度；

温控器，连接于加热制冷系统和热电偶传感器之间，通过设定温度值及根据热电偶传感器反馈的温度信号控制加热制冷系统的输入电源;

第一过水板，贴合安装在喷头上并与该喷头热交换，连接有输入水箱中水的第二进水管，和经喷头热交换输出低于或高于第二进水管水温的第二回水管，该第二回水管接入所述水箱内；

第一水泵，置于水箱中，用于将水箱中的水经第一进水管泵入加热制冷系统；

第二水泵，置于水箱中，用于将水箱中的水经第二进水管泵入第一过水板；

所述温控器通过其设定温度值及根据热电偶传感器反馈的温度信号控制加热制冷系统的输入电源，加热制冷系统将第一水泵泵入的水加热或制冷，该加热或制冷后的水通过第一回水管返回水箱中，形成控制水箱中水温的水箱水循环；所述第二水泵将水箱中的水通过第二进水管泵入第一过水板，该第一过水板与喷头热交换，经与喷头热交换后的水通过第二回水管返回水箱，形成控制喷头温度的喷头水循环。

优选地，所述加热制冷系统包括由下至上层叠的第二过水板、隔热板、散热片和风扇，所述隔热板中装有半导体制冷器，该半导体制冷器包括控制电路和嵌于隔热板上的半导体制冷片，所述控制电路具有相应端口分别与半导体制冷片、风扇和温控器电连接；所述第一进水管和第一回水管连接在第二过水板上。

优选地，所述半导体制冷片顶面和底面对应分别与隔热板的顶面和底面齐平，半导体制冷片的顶面与散热片贴合，半导体制冷片的底面与第二过水板贴合。

优选地，所述半导体制冷片为多个，均布在隔热板上。

优选地，所述第二过水板内设有第一蛇形水道，该第一蛇形水道的一端与第一进水管连通，第一蛇形水道的另一端与第一回水管连通。

优选地，所述第一过水板内设有第二蛇形水道，该第二蛇形水道的一端与第二进水管连通，第二蛇形水道的另一端与第二回水管连通。

优选地，所述加热制冷系统和水箱共同安装于一底座上，且加热制冷系统和水箱并排间隔设置。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本发明可通过加热制冷系统，既能加热、又能制冷，通过第一水泵的泵水工作，由水箱水循环来恒温控制水箱中的水，再通过第二水泵的泵水工作，由喷头水循环来恒温控制喷头，可对喷头加热或降温，满足了喷头的加热需要和降温需要，在不同温度环境下均可保证墨水的流畅性，保证打印质量，避免断墨现象；

（2）本发明的两个水循环分离而互不干扰，有效地改善水箱中水温波动，有利于水温的精确控制，且避免了现有技术中热阻不同及断续加热带来的喷头温度控制精度低的问题，本发明的热电偶传感器浸没在水箱中的水中，可提高热电偶传感器检测水温的准确性，进一步提高了恒温控制喷头的精度。

（3）本发明通过两水泵进行水循环能加速两过水板的蛇形水道中水的流动性，有利于两过水板与水箱中水的热传递效率，并由温控器，对半导体制冷器的输入电源进行控制，当水温达到设定值后第一水泵及加热制冷系统停止工作，当水温低于设定值1℃时控制加热制冷系统启动加热，当水温高于设定值1℃时控制半导体制冷器启动制冷。从而可以有效的防止水温的热贯性，有益于水箱中水温的恒定及精确控制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明恒温控制装置的结构示意图；

图2为图1中拆去水箱的示意图；

图3为本发明隔热板的结构示意图；

图4为本发明第二过水板的剖视示意图。

图中：1、水箱；2、加热制冷系统；21、第一进水管；22、第一回水管；23、第二过水板；231、第一蛇形水道；24、隔热板；25、散热片；26、风扇；27、半导体制冷片；3、第一过水板；31、第二进水管；32、第二回水管；4、第一水泵；5、第二水泵；6、底座；7、喷头。

具体实施方式

如图1~2所示的用于数码印花机喷头的恒温控制装置，包括：水箱1、加热制冷系统2、热电偶传感器（图中未示出）、温控器（图中未示出）、第一过水板3、第一水泵4、第二水泵5和底座6。加热制冷系统2和水箱1共同安装于底座6上，且加热制冷系统2和水箱1并排间隔设置。

其中，水箱1中盛装有用作热交换介质的水，水箱1为一长方体箱壳；加热制冷系统2连接有输入水箱1中水的第一进水管21，和经加热或制冷而输出高于或低于第一进水管21水温的第一回水管22，该第一回水管22接入所述水箱1内；热电偶传感器浸入水箱1的水中，用于检测水箱1中水的温度；温控器，连接于加热制冷系统和热电偶传感器之间，通过设定温度值及根据热电偶传感器反馈的温度信号控制加热制冷系统的输入电源;第一过水板3贴合安装在喷头7上并与该喷头7热交换，连接有输入水箱1中水的第二进水管31，和经喷头7热交换输出低于或高于第二进水管31水温的第二回水管32，该第二回水管32接入水箱1内；第一水泵4置于水箱1中，用于将水箱1中的水经第一进水管21泵入加热制冷系统2；第二水泵5置于水箱1中，用于将水箱1中的水经第二进水管31泵入第一过水板3。

温控器通过其设定温度值及根据热电偶传感器反馈的温度信号控制加热制冷系统2的输入电源，加热制冷系统2将第一水泵4泵入的水加热或制冷，该加热或制冷后的水通过第一回水管22返回水箱1中，形成控制水箱1中水温的水箱水循环。

第二水泵5将水箱1中的水通过第二进水管31泵入第一过水板3，该第一过水板3与喷头7热交换，经与喷头7热交换后的水通过第二回水管32返回水箱1，形成控制喷头7温度的喷头水循环。喷头水循环是对喷头7温度的直接恒温控制。

本实施例的加热制冷系统2包括由下至上层叠的第二过水板23、隔热板24、散热片25和风扇26，隔热板24中装有半导体制冷器，该半导体制冷器包括控制电路（图中未示出）和嵌于隔热板24上的半导体制冷片27，控制电路具有相应端口分别与温控器、半导体制冷片27、风扇26电连接；第一进水管21和第一回水管22连接在第二过水板23上。

水箱水循环所控制的是水箱1中水的温度，可预先在温控器中设置喷头7的恒温温度值，一般喷头7打印工作时的最佳温度范围为28℃~30℃。当水箱1中的水温底于或高设定值1℃时，温控器即发出控制信号至半导体制冷器的控制电路，以对半导体制冷器的输入电源进行控制，以达到对水箱1中的水温精确恒温控制。

如图3所示，半导体制冷片27的顶面和底面对应分别与隔热板24的顶面和底面齐平，半导体制冷片27的顶面与散热片25贴合，半导体制冷片27的底面与第二过水板23贴合。具体地，本实施例的半导体制冷片27为多个，均布在隔热板24上。

如图4所示，第二过水板23内设有第一蛇形水道231，该第一蛇形水道231的一端与第一进水管21连通，第一蛇形水道231的另一端与第一回水管22连通。第一过水板3内设有第二蛇形水道，该第二蛇形水道的一端与第二进水管31连通，第二蛇形水道的另一端与第二回水管32连通。第一蛇形水道231与第二蛇形水道的结构相同。

第一过水板3用于完成半导体制冷片27底面热能与蛇形水道中水的热传递。散热片25用于吸收半导体制冷片27顶面热能并通过风扇26将其散掉，其中，本实施例的风扇26设置为两个。隔热板24用于隔开散热片25与第二过水板23的热传递作用，并起到保护固定半导体制冷器的作用。

半导体制冷器的工作原理为：用导线连接半导体制冷器，接通直流电,则半导体制冷片27一面温度降低，另一面温度升高。若将电源反接，则半导体制冷片27两面的温度相反变化。

温控器检测热电偶传感器的反馈信号为需要对喷头7降温时，加热制冷系统2对水箱1中的水进行降温，温控器发出控制信号控制控制电路，由控制电路控制半导体制冷器正向接通，半导体制冷片27的底面制冷，间接制冷流经第二过水板23的第一蛇形水道231中的循环水，而半导体制冷片27顶面则制热，并将热能传给散热片25，再在控制电路的控制下，风扇26运转将热量挥发掉；反之，温控器检测热电偶传感器的反馈信号为需要对喷头7加热时，加热制冷系统2对水箱1中的水进行加热，温控器发出控制信号控制控制电路，由控制电路控制半导体制冷器反向接通，半导体制冷片27底面制热，间接加热第二过水板23的第一蛇形水道231中的循环水，而半导体制冷片27顶面则制冷，并将冷量传给散热片25，再在控制电路的控制下，风扇26运转将冷量挥发掉。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.用于数码印花机喷头的恒温控制装置，其特征在于包括：

水箱，盛装有用作热交换介质的水；

加热制冷系统，连接有输入水箱中水的第一进水管，和经加热或制冷而输出高于或低于第一进水管水温的第一回水管，该第一回水管接入所述水箱内；

热电偶传感器，浸入所述水箱的水中，用于检测水箱中水的温度；

温控器，连接于加热制冷系统和热电偶传感器之间，通过设定温度值及根据热电偶传感器反馈的温度信号控制加热制冷系统的输入电源；

第一过水板，贴合安装在喷头上并与该喷头热交换，连接有输入水箱中水的第二进水管，和经喷头热交换输出低于或高于第二进水管水温的第二回水管，该第二回水管接入所述水箱内；

第一水泵，置于水箱中，用于将水箱中的水经第一进水管泵入加热制冷系统；

第二水泵，置于水箱中，用于将水箱中的水经第二进水管泵入第一过水板；

所述温控器通过其设定温度值及根据热电偶传感器反馈的温度信号控制加热制冷系统的输入电源，加热制冷系统将第一水泵泵入的水加热或制冷，该加热或制冷后的水通过第一回水管返回水箱中，形成控制水箱中水温的水箱水循环；所述第二水泵将水箱中的水通过第二进水管泵入第一过水板，该第一过水板与喷头热交换，经与喷头热交换后的水通过第二回水管返回水箱，形成控制喷头温度的喷头水循环；

所述加热制冷系统包括由下至上层叠的第二过水板、隔热板、散热片和风扇，所述隔热板中装有半导体制冷器，该半导体制冷器包括控制电路和嵌于隔热板上的半导体制冷片，所述控制电路具有相应端口分别与半导体制冷片、风扇和温控器电连接；所述第一进水管和第一回水管连接在第二过水板上。

2.根据权利要求1所述的用于数码印花机喷头的恒温控制装置，其特征在于：所述半导体制冷片顶面和底面对应分别与隔热板的顶面和底面齐平，半导体制冷片的顶面与散热片贴合，半导体制冷片的底面与第二过水板贴合。

3.根据权利要求2所述的用于数码印花机喷头的恒温控制装置，其特征在于：所述半导体制冷片为多个，均布在隔热板上。

4.根据权利要求1所述的用于数码印花机喷头的恒温控制装置，其特征在于：所述第二过水板内设有第一蛇形水道，该第一蛇形水道的一端与第一进水管连通，第一蛇形水道的另一端与第一回水管连通。

5.根据权利要求1～4任一项所述的用于数码印花机喷头的恒温控制装置，其特征在于：所述第一过水板内设有第二蛇形水道，该第二蛇形水道的一端与第二进水管连通，第二蛇形水道的另一端与第二回水管连通。

6.根据权利要求1～4任一项所述的用于数码印花机喷头的恒温控制装置，其特征在于：所述加热制冷系统和水箱共同安装于一底座上，且加热制冷系统和水箱并排间隔设置。