CN109720101B - 压力调节组件、压力调节方法和墨盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力调节组件、压力调节方法以及墨盒，所述压力调节组件用于调节与压力调节组件连通的液体容纳腔中的压力，包括控制腔、安装在控制腔中的弹性膜片以及用于限制弹性膜片的限制件，弹性膜片将控制腔分隔为压力缓冲腔和压力调节腔，弹性膜片可响应液体容纳腔中的压力变化向压力缓冲腔或压力调节腔变形。

Description

压力调节组件、压力调节方法和墨盒

技术领域

本发明涉及一种压力调节组件，该压力调节组件可用于通过气体和液体进行交换，且液体流动速度需被控制的液体容器，尤其涉及一种具有该压力调节组件的墨盒。

背景技术

墨盒是常见的一种通过气体和液体进行交换的容器，且墨盒内的墨水流动速度被控制，墨盒所适用的喷墨打印机工作时，抽吸墨盒内容纳的墨水，为保证墨盒供应至喷墨打印机的墨水流量稳定，需对墨水的流动速度进行控制，

现有的一种控制方法是在墨盒上靠近出墨口的位置设置一个压力调节腔，该压力调节腔与容纳墨水的储墨腔通过连通孔连通，并在压力调节腔的最外侧安装一个弹性膜片和支撑构件，所述弹性膜片与支撑构件之间构成的腔体与出墨口连通；墨盒腔体内的压力没有变化时，弹性膜片在弹簧的弹力作用下将连通孔密封；当出墨口的墨水被喷墨打印机抽吸时，出墨口的气压减小，弹性膜片与支撑构件之间的腔体气压也减小，在外部大气压的作用下，弹性膜片被推离连通孔，连通孔打开，储墨腔中的墨水通过连通孔被补充至出墨口，待出墨口的压力逐渐恢复正常时，弹性膜片在弹簧的弹性回复力作用下再次将连通孔密封。

经实践证明，利用此种方式控制墨水流量，首先需确保弹性膜片与连通孔的接触面足够光滑，否则二者之间将不能实现完全密封，造成弹性膜片和连通孔的制造精度要求较高；另一方面，长期被浸泡在墨水中的弹簧将会被墨水腐蚀，进而影响弹簧的弹性性能，同样造成弹性膜片与连通孔之间密封不完全。

发明内容

本发明提供一种可适用于需通过气体和液体进行交换，且液体流量需被控制的液体容器，以及位于该容器中的压力调节组件，通过该压力调节组件的调节，液体流量可被稳定地控制。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

压力调节组件，用于调节与压力调节组件连通的液体容纳腔中的压力，包括控制腔、安装在控制腔中的弹性膜片以及用于限制弹性膜片的限制件，弹性膜片将控制腔分隔为压力缓冲腔和压力调节腔，弹性膜片可响应液体容纳腔中的压力变化向压力缓冲腔或压力调节腔变形。

压力调节组件还包括用于将弹性膜片固定在控制腔中的压环。

弹性膜片与压力缓冲腔和压力调节腔面对的部分悬空设置。

弹性膜片上还设置有切口，在弹性膜片不发生变形时，切口不打开，空气不能通过切口流通；当切口打开时，压力缓冲腔与压力调节腔连通。

优选的，弹性膜片上设置有切口的部位悬空设置。

本发明还提供一种压力调节方法，适用于通过气体和液体进行交换的容器，所述调节方法包括：

准备与容器腔体连通的控制腔；

在控制腔的一个末端安装限制件；

在控制腔中安装弹性膜片，使得弹性膜片将控制腔分隔为压力缓冲腔和压力调节腔，且弹性膜片可被限制件限制；

当容器腔体中的压力变化时，弹性膜片响应该压力变化向压力缓冲腔或压力调节腔变形。

优选的，弹性膜片被悬空设置。

弹性膜片上设置有切口，在容器腔体总的压力变小时，切口可打开。

本发明提供的一种墨盒，包括围合形成墨水容纳腔的壳体、设置在壳体上的墨水出口和进气孔，其特征在于，墨盒还包括如上所述的压力调节组件，所述压力调节组件与进气孔和墨水容纳腔连通。

控制腔从壳体的外表面向墨水容纳腔凹陷形成。

附图说明

图1是本发明涉及的液体容器的立体图。

图2是本发明涉及的液体容器中压力调节组件的分解图。

图3A是本发明涉及的液体容器腔体内气压无变化时，沿图2中AA方向的剖视图。

图3B是本发明涉及的液体容器腔体内气压减小时，沿图2中AA方向的剖视图。

图3C是本发明涉及的液体容器腔体内气压变大时，沿图2中AA方向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的实施例。

图1是本发明涉及的液体容器的立体图；图2是本发明涉及的液体容器中压力调节组件的分解图。

如图1所示，液体容器1中容纳有用于向外供应的液体，包括围合形成液体容纳腔Q的壳体2、以及设置在壳体2上的液体出口5、进气孔3和压力调节组件4，液体容器1通过液体出口5向外供应液体，外部空气通过进气孔3进入液体容纳腔Q，压力调节组件4根据外部需求调节液体容纳腔Q中的气压，进而控制液体出口5的液体流量。

常见的，需要通过气体和液体进行交换，并控制液体流量的液体容器1，例如墨盒1，墨盒壳体2形成有用于容纳墨水的储墨腔Q，并向喷墨打印机供应墨水，当喷墨打印机抽吸墨水时，储墨腔Q中的气压减小，压力调节组件4调节储墨腔Q内的压力，以保证墨水稳定地从出墨口5流出。

如图2所示，压力调节组件4包括控制腔41、安装在控制腔41中的弹性膜片42以及用于限制弹性膜片42的限制件44，限制件44被安装在壳体2上，控制腔41从壳体2的外表面向液体容纳腔Q凹陷形成；所述弹性膜片42不与限制件44接触，也就是说，弹性膜片42与限制件44之间形成有空间S1(如图3A所示)；进一步的，控制腔41中设置有台阶面411，弹性膜片42的外周部被固定在台阶面411上，并在弹性膜片42与控制腔41的底面412之间形成空间S2(如图3A所示)，也就是说，弹性膜片42除了外周部被固定外，其他部位均处于悬空状态。所述控制腔41通过连通孔21与液体容纳腔Q连通，因而，弹性膜片42可响应液体容纳腔Q中压力的变化在控制腔41中发生弹性形变，进而调节液体容纳腔Q中的压力。

进一步的，压力调节组件4还包括用于将弹性膜片42固定在控制腔41中的压环43，当液体容器1完成组装后，所述压环43将略超出控制腔41，以确保限制件44能够与压环43紧密接触；同时，壳体2还设置有与进气孔3连通的第一进气口22，压环43上还设置有用于与第一进气口22连通的第二进气口431，优选的，所述压环43整体呈圆形，第二进气口431在径向方向上贯穿压环43，但不贯穿压环43的厚度方向，因而，在压环43的厚度方向上，第二进气口431还对应有连接部432，压环43在其圆周方向上的完整性得以确保，强度不会减小，且可以压住弹性膜片42的整个外周部，防止弹性膜片42与第二进气口431对应的部位变得松散而导致密封失败。

通过设置上述第一进气口22和第二进气口431，外部空气可以从进气孔3进入第一进气口22，然后再通过第二进气口431进入由压环43、弹性膜片42和限制件44围合形成的空间S1内。

更进一步的，弹性膜片42还设置有切口420，在弹性膜片42不发生变形时，切口420不打开，空气不能通过切口420流通，当切口420因变形打开时，进入空间S1内的空气可以通过切口420进入空间S2，再通过连通孔21进入至液体容纳腔Q。

下面结合图3A、图3B和图3C描述弹性膜片42响应液体容纳腔Q内压力的变化而产生的运动过程。

图3A是本发明涉及的液体容器腔体内气压无变化时，沿图2中AA方向的剖视图；图3B是本发明涉及的液体容器腔体内气压减小时，沿图2中AA方向的剖视图；图3C是本发明涉及的液体容器腔体内气压变大时，沿图2中AA方向的剖视图。

在液体容器1不工作时，液体容纳腔Q中的气压使得空间S2和空间S1中的气压保持平衡，所述弹性膜片42处于正常状态，此时，弹性膜片42未发生弹性形变，进一步的，根据功能，所述空间S1将被称为压力缓冲腔，空间S2将被称为压力调节腔，也就是说，弹性膜片42将调节腔42分隔为压力缓冲腔S1和压力调节腔S2，其中，压力调节腔S2与液体容纳部Q连通，压力缓冲腔S1与外部大气连通。

如图2和图3A所示，定义弹性膜片42面向压力缓冲腔S1的一侧为第一侧421，面向压力调节腔S2的一侧为第二侧422，且在弹性膜片42未发生弹性形变时，第一侧421与限制件44之间的距离为f1，第二侧422与控制腔底面412之间的距离为f2，由于限制件44和弹性膜片42均与压环43紧密接触，因而，所述距离f1实际即为压环43的厚度，或者说距离f1为压力缓冲腔S1的深度，距离f2为压力调节腔S2的深度。

当液体容纳腔Q中的液体通过液体出口5向外供应时，液体容纳腔Q中的气压降低，通过连通孔21，压力调节腔S2中的气压也降低，如上所述，压力缓冲腔S1通过第二进气口431、第一进气口22和进气孔3与外部大气连通，如图3B所示，在外部大气的压力作用下，弹性膜片42开始向靠近液体容纳腔Q(压力调节腔S2)的方向变形，随着液体容纳腔Q中的液体持续减少，弹性膜片42持续向压力调节腔S2变形。以切口420所在位置为基准，当弹性膜片42的变形量达到f3时，切口420打开，外部空气可通过进气孔3、第一进气口22、第二进气口431的路径进入压力缓冲腔S1，然后再通过切口420进入压力调节腔S2，最后再通过连通孔22进入液体容纳腔Q，使得液体容纳腔Q中的气压逐渐升高，最终，液体容纳腔Q中的气压达到预定值，压力调节腔S2与压力缓冲腔S1中的气压回到平衡状态，弹性膜片42也回到不变形的正常状态，切口420关闭；当液体容纳腔Q再次向外供应液体时，所述弹性膜片42再次重复上述过程。

所述弹性膜片42不发生弹性形变时，切口420关闭，即使液体容器1处于运输途中或者因外力而摇晃，液体容纳腔Q中的液体通过连通孔22进入压力调节腔S2，该部分液体也不能通过切口420进入到压力缓冲腔S1，也就不会回流至进气孔3而导致液体外溢。

本发明实施例中，进气孔3没有直接与压环43上的第二进气口431连通，也是为防止液体外溢而设计，即使液体冲破切口420进入到压力缓冲腔S1，该部分液体要到达进气孔3还需要经过第二进气口431、第一进气口22以及位于第一进气口22和进气孔3之间的通道，而不是马上到达进气孔3。

当然，即使液体容纳腔Q中的液体未向外供应时，压力调节组件4也会响应液体容纳腔Q中气压的变化而工作，以确保液体容纳腔Q中的气压与外部大气压维持平衡。

例如，当外部大气压变大时，液体容纳腔Q中的气压相对就减小了，同样的，弹性膜片42会再次向着压力调节腔S2变形，当外部大气压足以使弹性膜片42的切口420打开时，外部空气通过切口420进入液体容纳腔Q，最终使得液体容纳腔Q的气压与外部大气压维持平衡。

还例如，当外部大气压减小，或者液体容纳腔Q的气压变大时，如图3C所示，弹性膜片42开始向着压力缓冲腔S1变形，当弹性膜片42的变形量达到f1时，弹性膜片42与限制件44接触，此时，弹性膜片42不可再继续变形，切口420未被打开，液体容纳腔Q中的液体不能通过切口420进入压力缓冲腔S1，因而，液体通过进气孔3外溢的现象也就不会发生；同时，液体容纳腔Q中增加的气压通过弹性膜片42向着远离液体容纳腔Q(压力缓冲腔S1)变形的方式被消耗，因而，液体容纳腔Q中变大的气压不会压迫液体从液体出口5流出。

根据上述描述可知，弹性膜片42能够响应液体容纳腔Q中气压的变化向压力缓冲腔S1或压力调节腔S2变形，以保证液体容纳腔Q中的气压维持在预定值，当弹性膜片42向着压力调节腔S2(靠近液体容纳腔Q)变形，并达到预定变形量时，位于弹性膜片42上的切口420能够被打开，外部空气可通过切口420进入液体容纳腔Q；当弹性膜片42向着压力缓冲腔S1(远离液体容纳腔Q)变形时，由于限制件44的限制，弹性膜片42的变形量不能达到使切口420打开的程度，切口420保持关闭，液体容纳腔Q中的液体不能通过切口420回流至进气孔3，也就是说，切口420只能单向打开。

为确保弹性膜片42能够实现所述单向打开功能，本发明实施例中，压力缓冲腔S1的深度f1和压力调节腔S2的深度f2需满足：

压力缓冲腔S1的深度f1不能超过弹性膜片42向着压力缓冲腔S1(远离液体容纳腔Q)变形，切口420可打开时，弹性膜片42的变形量，或者说，压力缓冲腔S1的深度f1不能超过弹性膜片42向着压力缓冲腔S1(远离液体容纳腔Q)变形，压力缓冲腔S1与压力调节腔S2可实现连通时弹性膜片42的变形量。

压力调节腔S2的深度f2应大于弹性膜片42向着压力调节腔S2(靠近液体容纳腔Q)变形，切口420可打开时，弹性膜片42的变形量，或者说，压力调节腔S2的深度f2应大于弹性膜片42向着压力调节腔S2(靠近液体容纳腔Q)变形，压力缓冲腔S1与压力调节腔S2可实现连通时弹性膜片42的变形量。

以上限定了压力缓冲腔S1的最大深度值f1和压力调节腔S2的最小深度值f2，当压力缓冲腔S1和压力调节腔S2为不规则腔体时，所述最大深度值f1应为切口420所对应的第一侧421与限制件44的最大距离，所述最小深度值f2应为切口420所对应的第二侧422与控制腔底面412的最小距离。

优选的，切口420被设置在弹性膜片42的中心位置，并与连通孔21不相对，不论是外部空气通过切口420进入液体容纳腔Q，还是液体容纳腔Q中的空气或液体通过切口420进入压力缓冲腔S1，如此设计，均可为液体或气体流通提供缓冲，防止气体或液体的瞬时流量过大导致液体容纳腔Q中的气压不稳；进一步的，弹性膜片42被设置成位于压力缓冲腔S1与压力调节腔S2之间，且弹性膜片42悬空，具体的，弹性膜片42与压力缓冲腔S1和压力调节腔S2面对的部分悬空设置，也就是说，弹性膜片42与压力缓冲腔S1和压力调节腔S2面对的部分不被支撑，至少弹性膜片42上设置有切口420的部位悬空设置或者说不被支撑，从而保证弹性膜片42可响应液体容纳腔Q中的气压变化向压力缓冲腔S1或压力调节腔S2变形。

如上所述，本发明涉及的压力调节组件4中不需要设置弹簧，利用设置有切口420的弹性膜片42根据液体容纳腔Q中气压的变化向压力缓冲腔S1或压力调节腔S2变形，并将切口420设置成只能在弹性膜片42向着压力调节腔S2(靠近液体容纳腔Q)变形时才能导气，从而稳定液体容纳腔Q中的气压，达到控制液体容纳腔Q中的液体从液体出口5稳定流出的目的。

Claims (8)

1.压力调节组件，用于调节与压力调节组件连通的液体容纳腔中的压力，包括控制腔、安装在控制腔中的弹性膜片以及用于限制弹性膜片的限制件，弹性膜片将控制腔分隔为压力缓冲腔和压力调节腔，压力缓冲腔与外部大气连通，压力调节腔与液体容纳腔连通，其特征在于，

当压力调节组件完成组装后，所述弹性膜片与压力缓冲腔和压力调节腔面对的部分不被支撑而悬空布置，且弹性膜片可响应液体容纳腔中的压力变化向压力缓冲腔或压力调节腔变形；

弹性膜片上设置有切口，当弹性膜片不发生变形时，切口保持关闭；当弹性膜片向着压力调节腔变形预定量时，切口被打开；当弹性膜片向着压力缓冲腔变形时，在限制件的限制作用下，弹性膜片不能达到预定变形量，切口保持关闭。

2.根据权利要求1所述的压力调节组件，其特征在于，压力调节组件还包括用于将弹性膜片固定在控制腔中的压环。

3.根据权利要求1所述的压力调节组件，其特征在于，弹性膜片与压力缓冲腔和压力调节腔面对的部分悬空设置。

4.根据权利要求1所述的压力调节组件，其特征在于，弹性膜片上设置有切口的部位悬空设置。

5.压力调节方法，适用于通过气体和液体进行交换的容器，其特征在于，所述调节方法包括：

准备与容器腔体连通的控制腔；

在控制腔的一个末端安装限制件；

在控制腔中安装弹性膜片，使得弹性膜片将控制腔分隔为压力缓冲腔和压力调节腔，且弹性膜片可被限制件限制，压力缓冲腔与外部大气连通，压力调节腔与液体容纳腔连通；

当容器完成组装后，所述弹性膜片与压力缓冲腔和压力调节腔面对的部分不被支撑而悬空布置；

当容器腔体中的压力变化时，弹性膜片响应该压力变化向压力缓冲腔或压力调节腔变形；

弹性膜片上设置有切口，当弹性膜片不发生变形时，切口保持关闭；当弹性膜片向着压力调节腔变形预定量时，切口被打开；当弹性膜片向着压力缓冲腔变形时，在限制件的限制作用下，弹性膜片不能达到预定变形量，切口保持关闭。

6.根据权利要求5所述的压力调节方法，其特征在于，在容器腔体中的压力变小时，切口可打开。

7.墨盒，包括围合形成墨水容纳腔的壳体、设置在壳体上的墨水出口和进气孔，其特征在于，墨盒还包括如权利要求1-4中任意一项权利要求所述的压力调节组件，所述压力调节组件与进气孔和墨水容纳腔连通。

8.根据权利要求7所述的墨盒，其特征在于，控制腔从壳体的外表面向墨水容纳腔凹陷形成。

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