CN107206803A

CN107206803A - 流体供应系统的选择阀

Info

Publication number: CN107206803A
Application number: CN201580075033.5A
Authority: CN
Inventors: A·卡梅诺萨利纳斯; F·罗斯塞罗; V·格拉纳多斯阿森西奥; O·帕雷拉菲斯塔斯
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2017-09-26
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: WO2016122599A1; EP3250385A1; EP3250385B1; US10272690B2; US20170361621A1; EP3250385A4; CN107206803B

Abstract

本发明涉及一种流体供应系统的选择阀。该选择阀选择性地将加压空气源连接到在流体供应系统中的第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒以便将流体提供至打印头，每次第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒联接到加压空气源并且另一个流体供应盒通到大气。选择阀包括套筒，用以提供与加压空气源、第一和第二流体供应盒以及大气的互联。此外，选择阀包括可旋转地被设置在套筒内的芯部，用以选择性地将第一和第二流体供应盒中的所述一个流体供应盒联接到加压空气源并且将所述另一个流体供应盒联接到大气，以便将加压空气在第一和第二流体供应盒之间进行切换。

Description

流体供应系统的选择阀

背景技术

通常，流体供应系统包括可被设计用于将流体(例如，墨)输送至打印头的流体供应盒。该流体供应系统可利用加压空气将流体从流体供应盒泵送至打印头。可替代地，一些流体供应系统可包括相同流体类型(例如，相同的墨颜色)的两个流体供应盒，从而能够在不必中断或暂停操作(例如，打印)的情况下更换流体供应盒。

附图说明

现在参照附图对本公开的实例进行详细描述，在附图中：

图1是用于在打印操作期间的连续流体供应的示例性流体供应系统的示意图；

图2是在例如图1中所示流体供应系统中的示例性选择阀的工作示意图；

图3是在例如图1中所示流体供应系统中的示例性选择阀的示意图；

图4和图5是图示说明包括例如图3中所示的示例性选择阀的内视图的详细设计的示意图；

图6是用于在流体供应系统中提供流体的示例性方法的流程图；

图7是用于在流体供应系统中提供流体的示例性计算装置的方框图。

具体实施方式

在以下对本发明主题的各实例的详细描述中，参考了构成本发明的一部分的附图，并且在附图中通过图示说明可实施本发明主题的具体实例来揭示本发明。充分详细地描述了这些实例以使本领域技术人员能够实施本发明主题，应当理解的是可采用其它实例以及可在不背离本发明主题的范围的前提下作出变更。因此，以下的详细描述不应是限制性的，并且本发明主题的范围是由所附权利要求所限定。

在流体供应系统中的各流体供应盒可具有它们自身的加压空气源。例如，支持两个流体供应盒的打印机(例如，喷墨打印机等)可使用两个加压空气源，例如两个空气泵送装置。然而，加压空气源的这种重复会增加成本并且/或者降低可靠性。为了解决这些问题，本文中所公开的示例性流体供应系统包括可由多个流体供应盒(例如，墨盒)所共用的加压空气源。加压空气源可经由选择阀选择性地联接到流体供应盒。通过控制选择阀的位置，而将两个流体供应盒中所选择的一个流体供应盒联接到加压空气源，因此将流体例如提供至打印头，同时另一个流体供应盒保持未被加压的状态并且可更换。例如，选择阀可以是四通二位阀。选择阀包括套筒，该套筒提供与加压空气源、流体供应盒的空气入口以及大气的互联。此外，选择阀包括可旋转地被设置在套筒内的芯部，用以选择性地将两个流体供应盒中的一个流体供应盒联接到加压空气源并且将另一个流体供应盒联接到大气以便将加压空气在两个流体供应盒之间进行切换。此类型的选择阀具有低成本和紧凑尺寸并且消耗较少的电力。此外，选择阀提供关于阀操作的反馈，以便检查在各通道或路径之间的切换是否正确地执行。

虽然为了便于描述在本文中所描述的实例是针对用于打印机的流体供应系统，但此外或可替代地在本文中所公开的实例可用于实施任何数量和/或类型的流体供应和/或给予系统。此外，虽然本公开是针对流体，但应当理解的是在本文中所描述的实例可用于提供任何数量和/或类型的流体和/或液体，例如非可压缩低粘度液体(例如墨)。另外，虽然在本文中所描述的示例性选择阀被设计成用空气工作，但选择阀也可以用任何其它流体工作，只要选择阀中的各部件与该流体相容。

图1是用于在打印操作期间的连续流体供应的示例性流体供应系统100的示意图。为了将流体提供至打印头110，流体供应系统100包括双盒流体供应站102和空气加压系统104。此外，双盒流体供应站102可包括具有两个流体供应盒的流体供应组件106A-D。在图1中图示说明的实例中，流体供应组件106A包括流体供应盒120A和120B，流体供应组件106B包括流体供应盒122A和122B，流体供应组件106C包括流体供应盒124A和124B，流体供应组件106D包括流体供应盒126A和126B。在一个实例中，每个流体供应组件106A-D可与不同颜色的流体有关。在此实例中，流体供应盒120A和120B可提供黄色流体，流体供应盒122A和122B可提供品红色流体，流体供应盒124A和124B可提供青色流体，流体供应盒126A和126B可提供蓝色流体。虽然图1的每个流体供应组件106A-D分别支持两个流体供应盒120A-B、122A-B、124A-B和126A-B，但每个流体供应组件106A-D可应用于支撑任何其它数量(例如，三个)的流体供应盒。

此外，流体供应组件106A-D可包括将流体供应盒120A-B、122A-B、124A-B和126A-B电性和/或通信连接到供应控制器108和/或打印机的其它器件的任何数量和/或类型的连接器和/或导线(未图示)。例如，供应控制器108可以用这些连接器和/或导线而获得来自流体供应盒120A-B、122A-B、124A-B和126A-B的液位信息，并且/或者决定现在安装哪个流体供应盒120A-B、122A-B、124A-B和126A-B。

另外，空气加压系统104可包括加压空气源114、压力传感器112和减压阀116。示例性加压空气源114是任何类型的空气泵和/或空气泵送装置。在一个示例性实施例中，利用压力传感器112和减压阀116来控制加压空气源114。在图1中图示说明的实例中，加压空气源114是分别由流体供应组件106A-D及在流体供应组件106A-D内的流体供应盒120A-B、122A-B、124A-B和126A-B所共用。利用任何数量和/或类型的方法和/或逻辑，可维持、调节和/或控制由示例性加压空气源114所产生和/或提供的空气的压力，以确保稳定和/或充分流量的流体从流体供应组件106A-D流动到打印头110。当例如给包括示例性流体供应系统100的打印机停止供电时并且/或者为了便于维修，通过开启减压阀116可以使流体供应系统100减压。

此外，流体供应组件106A-D经由选择阀118A-D的各自的路径或端口而联接到加压空气源114。在一个实例中，每个选择阀118A-D包括四个路径或端口，用于加压空气源114(图2的加压端口)、流体供应盒的空气入口(图2的S1和S2)和大气(图2的ATM)。下面参照图3更详细地对每个选择阀118A-D的部件或元件加以说明。在图1中图示说明的实例中，流体供应盒120B、122A、124B和126A分别经由选择阀118A-D而联接到加压空气源114。在此实例中，选择阀118A-D的各个选择阀选择性地将加压空气源114联接到流体供应盒120B、122A、124B和126A，从而将流体经由流体管130提供至打印头110，并将流体供应盒120A、122B、124A和126B联接至大气以便将其取出或更换而进行维修或保养。在一个示例性实施例中，选择阀118A-D可基于由供应控制器108所获得的液位信息而选择性地将流体供应盒120A-B、122A-B、124A-B和126A-B分别联接到加压空气源114。例如，基于例如流量、压力、泵曲线和/或有效排放面积的要求，对图1的加压空气源114和选择阀118A-D进行选择。

在一个示例性实施例中，当选择阀118A将流体供应盒120A联接到加压空气源114(即，第一位置)时，流体供应盒120A可变为被加压的状态，从而导致流体从流体供应盒120A流动到打印头110。在此第一位置(图2中所示的第一位置202)，流体供应盒120B与加压空气源114断开流体连接(即，通到大气)因此仍然处于减压或未加压的状态以便被取出或更换进行维修或保养。当选择阀118A处在其中流体供应盒120B流体连接到加压空气源114的第二位置(在图2中所示的第二位置204)时，流体供应盒120B被加压，从而导致流体从流体供应盒120B流动到打印头110。在此第二位置，流体供应盒120A与加压空气源114断开流体连接(即，通到大气)，因此仍然处于减压状态。因此，每次流体供应盒120A和120B中的一个被加压。

虽然流体供应盒120A和120B中的一个流体供应盒发生降压同时另一流体供应盒120A和120B被加压导致流体供应盒120A与120B的压力曲线在低压点处交叉，但这种交叉不代表其中多于一个的流体供应盒120A和120B被加压到足以导致流体流动的压力的状态。图1的示例性选择阀118A在第一位置和第二位置是机械稳定的。当使选择阀118A从第一位置运动到第二位置时，流体供应盒120A和120B两者会立刻连接到加压空气源114，从而导致系统空气体积的瞬时增加。因此，流体供应盒120B的压力快速增加到可以用互换后的压力百分率(例如，(n-1)/n×100％，其中n是打印机中流体颜色的数量)进行估计的压力。超过此点，压力增加的速率降低，直到压力达到与加压空气相同的压力。

另外，为了防止流体在流体供应盒120A与120B之间流动，流体供应系统100可包括止回阀128A和128B。当示例性选择阀118A被定位成给流体供应盒120A加压时，可将相应的止回阀128A开启，从而允许流体从流体供应盒120A经由流体管130流动到打印头110。当选择阀118A被定位成不给流体供应盒120B加压时，可将相应的止回阀128B关闭，从而防止流体流入流体供应盒120B中由此允许流体供应盒120B被取出或更换以便进行维修或保养，并且/或者防止流体供应盒120B意外地被来自另一个流体供应盒120A的流体所填充。示例性的止回阀128A和128B可也可确保具有较大流体压力的流体供应盒120A和120B是将流体提供至打印头110的流体供应盒120A和120B。示例性止回阀128A和128B的开启压力和/或内部泄漏的防止会影响用于确定何时在流体供应盒120A和120B之间进行切换和/或操作限制的方法。

在一个实例中，流体供应系统100可包括接口、控制器、代替图1中所示元件和/或装置或者除这些以外的元件和/或装置，并且/或者可包括多于一个的任何或全部的图示的接口、控制器、元件和/或装置。此外，示例性的供应控制器108可由一个或多个的电路、可编程处理器、熔断器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程逻辑器件(FPLD)、和/或现场可编程门阵列(FPGA)等所执行。

现在参照图2，该图是在流体供应系统中的示例性选择阀(例如，在图1中所示流体供应系统100中的任何选择阀118A-D)的工作示意图200。如图2中所示，S1和S2是与流体供应盒(例如，图1中所示的流体供应盒120A-B、122A-B、124A-B或126A-B)的空气入口连接或联接的端口。此外，加压端口是与打印机的空气加压系统(例如，图1中所示的空气加压系统104)的连接端口。此外，ATM是与大气的连接端口。如果选择阀构造是如在左框中所示(即，第一位置202)的，那么S1连接到空气加压系统并且S2连接到大气。换句话说，在第一位置202，S1被加压并且S2被减压或未被加压。如果选择阀切换到其它位置(即，第二位置204)，那么S2连接到空气加压系统并且S1连接到大气。S1，如果以前被加压，则可利用选择阀来减小压力。

现在参照图3，该图是在流体供应系统中的示例性选择阀300的示意图(例如，在图1中所示流体供应系统100中的任一选择阀118A-D)。如图3中所示，选择阀300包括套筒302、芯部304、标志306、动力源308、齿轮组(cluster gear)310、壳体312、光学传感器314、和用于齿轮组310的轴销316。此外，如图3中所示，标志306与芯部304并且与齿轮组310接合。另外，齿轮组310将标志306与动力源308(例如，直流(DC)马达等)接合，其中动力源308装备有动力传动系统(例如，蜗杆等)。换句话说，标志306以由中间齿轮组310所提供的充分的传动比与动力源308接合。

如图3中所示，壳体312容纳套筒302、芯部304、标志306、动力源308、齿轮组310、光学传感器314、和用于齿轮组310的轴销316。此外，套筒302提供与加压空气源(例如，图1的加压空气源114)、和选择阀300连接的流体供应组件(例如，图1的流体供应组件106A-D中的一个)中的流体供应盒的空气入口以及大气的互联。此外，芯部304可旋转地被设置在套筒302内，用以选择性地将两个流体供应盒中的一个流体供应盒联接到加压空气源并且将另一个流体供应盒联接到大气以便将加压空气在两个流体供应盒之间进行切换。换句话说，芯部304的运动将加压空气在两个流体供应盒之间进行切换。例如，芯部304可旋转地被设置在套筒302内，以便提供用于避免空气压力损失的密封。此外，动力源308为标志306的旋转提供摩擦力矩，这进而使在套筒302内的芯部304发生旋转。在一个实例中，通过标志306和动力源308的使用，选择阀300的动力消耗处于过渡状态(即，短时间段)，但选择阀300在两个位置(即，图2中所示的第一位置202和第二位置204)仍然保持稳定并且无动力。

另外，光学传感器314基于芯部304和/或标志306的运动来确定选择阀300的位置，以便提供关于选择阀300操作的反馈。该反馈是用于检查在两个位置之间的转变是否正确地执行。例如，选择阀300的位置是其中流体供应盒中的一个联接到加压空气源的第一位置、或者其中另一个流体供应盒联接到加压空气源的第二位置。换句话说，光学传感器314接收来自芯部304和/或标志306运动的反馈，并且被设计为当芯部304处在流体供应盒的任何空气入口时存在开放的光路(光学传感器314关闭)而当芯部304处在中间位置(不连接到流体供应盒的任意一个空气入口)时存在闭合的光路(光学传感器314开启)。在这些情况下，动力源308的关闭是由标志306和光学传感器314所触发。图4中示出了图示说明包括处在第一位置(例如，图2中所示的第一位置202)的选择阀300的内视图的详细设计的示意图400。如图4中所示，S1 408(例如，图2中所示的S1)连接到加压端口404(例如，图2中所示的加压端口)，S2 410(例如，图2中所示的S2)连接到ATM 406(例如，图2中所示的ATM)。在这种情况下，光学传感器314的读数是关，并且在标志306和壳体312之间的硬限位器402(存在于壳体312中)防止进一步的运动。图5中示出了图示说明包括处在第二位置(例如，图2中所示的第二位置204)的选择阀300的内视图的详细设计的示意图500。如图5中所示，S1 408连接到ATM 406，S2 410连接到加压端口404。在这种情况下，光学传感器314的读数是开，在标志306和壳体312之间的硬限位器502防止进一步的运动。

现在参照图6，该图是用于在流体供应系统中提供流体的示例性方法的流程图600。在方框602，在流体供应系统中对第一流体供应盒和第二流体供应盒中的一个流体供应盒进行选择。在一个示例性实施例中，在流体供应系统中选择在第一流体供应盒和第二流体供应盒中是非空的一个流体供应盒。在另一个示例性实施例中，对第一和第二流体供应盒中各自的液位进行检测。此外，第一流体供应盒和第二流体供应盒中的一个流体供应盒是基于所检测的液位而选择。例如，选择第一流体供应盒和第二流体供应盒中具有高液位的一个流体供应盒。

在方框604，对选择阀进行控制从而选择性地将加压空气源联接到第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒以便将流体提供至打印头，每次第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒联接到加压空气源而另一个流体供应盒通到大气。例如，选择阀可包括套筒，用以提供与加压空气源、第一和第二流体供应盒以及大气的互联。此外，选择阀可包括可旋转地被设置在套筒内的芯部，用以选择性地将第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒联接到加压空气源并且将另一个流体供应盒联接到大气，以便将加压空气在第一和第二流体供应盒之间进行切换。上面参照图1-图5对此进行了更详细说明。

现在参照图7，该图是用于在流体供应系统中提供流体的示例性计算装置700的方框图。该计算装置700包括经由系统总线而通信联接的处理器702和机器可读存储介质704。处理器702可以是任何类型的中央处理单元(CPU)、微处理器、或者解释并执行存储于机器可读存储介质704中的机器可读指令的处理逻辑。机器可读存储介质704可以是随机存取存储器(RAM)或者另一种类型的动态存储器件，能够存储信息和可由处理器702所执行的机器可读指令。例如，机器可读存储介质704可以是同步DRAM(SDRAM)、双数据速率(DDR)、RambusDRAM(RDRAM)、Rambus RAM等，或者例如软磁盘、硬磁盘、CD-ROM、DVD、笔式驱动器(U盘)等的存储介质。在一个实例中，机器可读存储介质704可以是非暂时性机器可读存储介质。在一个实例中，机器可读存储介质704可远离计算装置700但可由计算装置700访问。

机器可读存储介质704可存储指令706和708。在一个实例中，可由处理器702执行指令706以便选择流体供应系统中第一流体供应盒和第二流体供应盒中的一个流体供应盒。此外，处理器702可执行指令708以控制选择阀，从而选择性地将加压空气源联接到第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒以便将流体提供至打印头，每次第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒联接到加压空气源而另一个流体供应盒通到大气。例如，选择阀可包括套筒，用以提供与加压空气源、第一和第二流体供应盒以及大气的互联。此外，选择阀可包括可旋转地被设置在套筒内的芯部，用以选择性地将第一和第二流体供应盒中的一个流体供应盒联接到加压空气源而将另一个流体供应盒联接到大气，以便将加压空气在第一和第二流体供应盒之间进行切换。

为了简化说明的目的，图6的示例性方法被图示为顺序地执行，然而应当理解的是本发明的实例和其它实例不受图示顺序的限制。图1的示例性系统和图6的方法可采用包含计算机可执行指令(例如程序代码)的计算机程序产品的形式而实施，所述计算机可执行指令可在具有合适操作系统的任何合适计算装置中运行。在本公开范围内的实例也可包括程序产品，该程序产品包括用于装载或具有存储于其中的计算机可执行指令或数据结构的非暂时性计算机可读存储介质。这种计算机可读介质可以是可以由通用或专用计算机访问的任何可利用介质。通过举例，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM、磁盘存储器或其它存储器件、或者可以用于装载或存储采用计算机可执行指令形式的所需程序代码并且可以由通用或专用计算机访问的任何其它介质。计算机可读指令也可以从存储器中获得并且由处理器执行。

应注意的是本公开的上述实例是为了说明的目的。尽管已结合其具体实例描述了本公开，但在不实质性地背离本文中所描述主题的教导和优点的前提下许多修改会是可行的。在不背离本公开的精神的前提下，可作出其它替换、修改和变更。在本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中所公开的全部在特征、和/或上面所公开的任何方法或过程的全部步骤可在任意组合中合并，除了其中至少部分的这种特征和/或步骤是相互排他的组合。

Claims

1.一种流体供应系统的选择阀，所述选择阀用以：

选择性地将加压空气源联接到在所述流体供应系统中的第一流体供应盒和第二流体供应盒中的一个流体供应盒，以便将流体提供至打印头，每次所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的一个流体供应盒联接到所述加压空气源并且使另一个流体供应盒通到大气，其中所述选择阀包括：

套筒，所述套筒用以提供与所述加压空气源、所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒以及大气的互联；和

可旋转地被设置在所述套筒内的芯部，所述芯部用以选择性地将所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的所述一个流体供应盒联接到所述加压空气源并且将所述另一个流体供应盒联接到大气，以便将所述加压空气在所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒之间进行切换。

2.如权利要求1所述的选择阀，还包括：

与所述芯部接合的标志；

动力源；和

用以使所述标志与所述动力源接合的齿轮组，其中所述动力源为所述标志的旋转提供摩擦力矩，这进而使在所述套筒内的所述芯部旋转。

3.如权利要求2所述的选择阀，其中，所述动力源包括直流(DC)马达。

4.如权利要求2所述的选择阀，还包括：

光学传感器，所述光学传感器用以基于所述标志和芯部中的一个的运动而确定所述选择阀的位置，其中所述选择阀的位置是其中所述第一流体供应盒联接到所述加压空气源的位置和其中所述第二流体供应盒联接到所述加压空气源的位置中的一个位置，并且其中，所述选择阀在所述两个位置中是稳定的并且无动力。

5.如权利要求1所述的选择阀，其中，所述流体包括墨。

6.一种流体供应系统，包括：

第一流体供应盒和第二流体供应盒；

加压空气源；和

选择阀，所述选择阀用以选择性地将所述加压空气源联接到所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的一个流体供应盒，以便将流体提供至打印头，每次所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的所述一个流体供应盒联接到所述加压空气源并且使另一个流体供应盒通到大气，其中所述选择阀包括：

套筒，所述套筒用以提供与所述加压空气源、所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒以及大气的互联；

可旋转地被设置在所述套筒内的芯部，所述芯部用以选择性地将所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的所述一个流体供应盒联接到所述加压空气源并且将所述另一个流体供应盒联接到大气，以便将所述加压空气在所述第一流体供应盒和第二流体供应盒之间进行切换；

与所述芯部接合的标志；

动力源；和

用以使所述标志与所述动力源接合的齿轮组，其中所述动力源为所述标志的旋转提供摩擦力矩，这进而使在所述套筒内的所述芯部发生旋转。

7.如权利要求6所述的流体供应系统，其中，所述动力源包括直流(DC)马达。

8.如权利要求6所述的流体供应系统，其中，所述选择阀还包括：

光学传感器，所述光学传感器基于所述标志和芯部中的一个的运动而确定所述选择阀的位置，其中所述选择阀的位置是其中所述第一流体供应盒联接到所述加压空气源的位置和其中所述第二流体供应盒联接到所述加压空气源的位置中的一个位置，并且其中，所述选择阀在所述两个位置中是稳定的并且无动力。

9.如权利要求6所述的流体供应系统，其中所述加压空气源包括空气泵送装置，并且其中所述流体包括墨。

10.一种流体供应方法，包括：

选择第一流体供应盒和第二流体供应盒中的一个流体供应盒；和

控制选择阀从而选择性地将加压空气源联接到所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的所述一个流体供应盒，以便将流体提供至打印头，每次所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的所述一个流体供应盒联接到所述加压空气源并且使另一个流体供应盒通到所述大气，其中所述选择阀包括：

11.如权利要求10所述的流体供应方法，其中，选择所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的一个流体供应盒包括：

检测所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的各个流体供应盒的液位；和

基于所述液位而选择所述第一流体供应盒和所述第二流体供应盒中的所述一个流体供应盒。

12.如权利要求10所述的流体供应方法，其中，所述流体包括墨。