CN113211994A - 墨水喷码机耗材计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种墨水喷码机耗材计量装置，所述墨水喷码机耗材计量装置中设置有虹吸管，基于虹吸原理，在添加耗材过程中能够自动触发虹吸管产生虹吸效应，每次虹吸效应均发生等体积耗材的转移，利用第一腔室中耗材转移产生的液面变化信号获取引灌次数，进而精准的统计出耗材的添加量。本发明的计量装置的结构简单，没有复杂的管路和控制部件，控制逻辑简单清晰，可以大大提高喷码机运行的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及喷印器械技术领域，特别涉及一种墨水喷码机耗材计量装置。
背景技术
工业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高速喷出的墨点带电量的大小，使得带电量不同的墨点穿过等压高压静电场时受到的电场力不同，产生不同的偏转量，从而实现不同墨点在物品表面的不同位置的落点,形成喷印内容。
在实际使用环境中，墨水喷码机直接安装在生产线现场，自动跟踪检测生产线的速度，根据产品移动的快慢自动匹配喷印速度，喷码机对墨水和稀释溶剂的消耗也随着产品线的速度和喷印内容时刻变化，这就要求喷码机能够及时准确的给使用者提供耗材用量反馈，以便及时补充更新耗材。
早期大量使用旋盖包装的墨水或溶剂瓶，每次添加的时候需要人工打开旋盖倒进机器内部，经常因为疏忽导致墨水滴漏造成污染，同时，废弃的空墨水或溶剂瓶也经常因为使用者忘记旋紧瓶盖导致残留物泄漏或挥发，严重污染环境。为减少废弃墨水或溶剂包装瓶旋盖包装导致的泄露或挥发排放，目前通常采用带橡胶塞密闭的墨水或溶剂瓶，通过拔插瓶子，喷码机上的刺针会刺穿瓶子橡胶塞，将墨水盒溶剂瓶与喷码机的墨水系统直接连接，每当墨水或溶剂瓶消耗完之后直接拔下废弃，并重新插上新的带橡胶塞密闭的墨水或溶剂瓶，废弃拔下瓶子的瓶口橡胶会自动密封，不会造成泄露或挥发等环境污染。但是，由于带橡胶塞密闭的墨水或溶剂瓶是密封包装的，因此准确判断墨水或溶剂瓶内墨水或溶剂的余量，以决定废弃更换的时机是保证喷码机良好运行的必要技术手段。
目前获取密封墨水或溶剂瓶中液体容量的方式，是采用如中国专利申请号为CN105966083B的专利文件中披露了一种计量装置，该计量装置用两个阀门和一个密闭腔体构成一个计量盒，喷码机每次添加墨水或溶剂的时候通过阀门的联动，先从墨水瓶或溶剂瓶内抽取液体注满计量盒，然后将计量盒内的液体排空转运到墨水系统中，通过统计计量盒排空次数，可以实现墨水或溶剂添加的精准计量。该计量装置的管路较为复杂、控制部件较多，导致在墨水抽取添加过程中计量盒内压力波动过大，进而对喷码机运行的稳定性造成影响。
针对现有技术中计量装置存在的问题，本领域技术人员一直在寻找解决的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种墨水喷码机耗材计量装置，以解决使用现有技术中计量装置因管路较为复杂、控制部件较多，导致在墨水抽取添加过程中计量盒内压力波动过大，进而影响喷码机运行的稳定性的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种墨水喷码机耗材计量装置，所述墨水喷码机耗材计量装置包括：
容器、第一输液管、虹吸管及液位传感器；其中，所述容器包括第一腔室，所述第一腔室的顶部开设有透气连通孔；所述液位传感器设置于所述第一腔室中；所述虹吸管有第一端口和第二端口，所述虹吸管的第一端口穿过所述第一腔室的体壁连接到所述第一腔室内且低于所述液位传感器的最低触发液位，所述虹吸管的第二端口处于所述第一腔室外，且所述第一端口高于所述第二端口；所述第一输液管设置于所述第一腔室中，将所述第一腔室与耗材瓶连通。
可选的，在所述的墨水喷码机耗材计量装置中，还包括输液辅助装置，所述输液辅助装置设置于所述第一输液管与所述耗材瓶连通的管路上，并按需将耗材瓶中的耗材经所述第一输液管输送到所述第一腔室；从所述虹吸管的第二端口流出的液体可自由跌落进入墨水系统。
可选的，在所述的墨水喷码机耗材计量装置中，所述容器还包括第二腔室和第二输液管；所述第二腔室的顶部开设有透气连通孔，所述第二腔室与所述第一腔室邻接设置且所述第二腔室的透气连通孔与所述第一腔室的透气连通孔相互连通；所述第一腔室的底面高于所述第二腔室的底面；所述虹吸管穿过所述第一腔室的体壁并跨接所述第一腔室和所述第二腔室，且所述第一端口在所述第一腔室，所述第二端口在所述第二腔室，所述第一端口高于所述第二端口；所述第二输液管设置于所述第二腔室中，将所述第二腔室与墨水系统连通；除上述连接关系外，所述第一腔室和所述第二腔室均为密封容器。
可选的，在所述的墨水喷码机耗材计量装置中，所述第二腔室位于所述虹吸管的第二端口下方的耗材容置体积大于所述虹吸管进行一次虹吸引灌的耗材体积。
可选的，在所述的墨水喷码机耗材计量装置中，所述虹吸管为倒U形管，所述倒U形管的最高位置穿过所述第一腔室的体壁。
可选的，在所述的墨水喷码机耗材计量装置中，还包括：评估装置，所述评估装置与所述液位传感器电连接。
在本发明所提供的墨水喷码机耗材计量装置中，在所述墨水喷码机耗材计量装置中设置有虹吸管，基于虹吸原理，在添加耗材过程中能够自动触发虹吸管产生虹吸效应，每次虹吸效应均发生等体积耗材的转移，利用第一腔室中耗材转移产生的液面变化信号获取引灌次数，进而精准的统计出耗材的添加量。本发明的计量装置的结构简单，没有复杂的管路和控制部件，控制逻辑简单清晰，可以大大提高喷码机运行的稳定性。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本发明一实施例中墨水喷码机耗材计量装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例中应用图1所示的墨水喷码机耗材计量装置时的应用示意图；
图3是本发明另一实施例中墨水喷码机耗材计量装置的结构示意图；
图4是本发明另一实施例中应用图3所示的墨水喷码机耗材计量装置时的应用示意图。
图中：墨水喷码机耗材计量装置100；容器1；第一输液管2；第二输液管3；液位传感器4；虹吸管5；第一腔室1-1；第二腔室1-2；透气连通孔1-4；体壁1-3；第一端口5-1；第二端口5-2；顶部5-3；第一输液管在第一腔室内的开口2-1；第二输液管在第二腔室内的开口3-1；过滤器2-2；耗材瓶2-3；抽取阀3-3；流体阻尼管3-2；泵2-4。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的墨水喷码机耗材计量装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，其为本实施例中墨水喷码机耗材计量装置的结构示意图。如图1所示，所述墨水喷码机耗材计量装置100包括：容器1、第一输液管2、虹吸管5及液位传感器4；其中，所述容器1包括第一腔室1-1，所述第一腔室1-1的顶部开设有与大气连通的透气连通孔1-4；所述虹吸管有第一端口和第二端口，所述虹吸管5的第一端口穿过所述第一腔室1-1的体壁1-3连接到所述第一腔室1-1内低于所述液位传感器4的最低感应液位；所述虹吸管5的第二端口5-2处于所述第一腔室1-1外，且所述第一端口5-1高于所述第二端口5-2，所述第二端口5-2与墨水系统直接连通，从所述第二端口5-2流出的液体可以自由跌落进入墨水系统；所述第一输液管2设置于所述第一腔室1-1中，将所述第一腔室1-1与耗材瓶连通；所述液位传感器4设置于所述第一腔室1-1中。
请参考图2，其为应用图1所示的墨水喷码机耗材计量装置时的应用示意图。如图2所示，所述墨水喷码机耗材计量装置还包括输液辅助装置，本实施例中所述输液辅助装置优选为泵2-4设置于所述第一输液管2与所述耗材瓶连通的管路上，并按需将耗材瓶2-3中的耗材经所述第一输液管2输送到所述第一腔室1-1。具体的，所述虹吸管5的第一端口5-1设置于所述第一腔室1-1中，所述虹吸管5的第二端口5-2与墨水系统连通，通过所述泵2-4将需要添加的耗材从耗材瓶2-3注入到第一腔室1-1，再在虹吸作用下耗材一杯一杯的注入墨水系统中，基于耗材会间断性从虹吸管5跌落流进墨水系统，同时带动液位传感器4交替输出信号，以达到计量目的。较佳的，所示第一输液管2与耗材瓶2-3接通的管路上还设置有过滤器2-2，以过滤传输的耗材。
本实施例中，所述虹吸管5优选为倒U形管，所述倒U形管的最高位置穿过所述第一腔室1-1的体壁1-3。这里，所述虹吸管5的具体结构包括但不限于倒U形管这一种形式，只要能够引发虹吸效应的任意形式均可以。
本实施例中，在第一腔室1-1的体壁1-3上开设透气连通孔1-4，以使容器1中第一腔室1-1与外界空气大压强保持平衡一致，在第一腔室1-1的体壁1-3上开设透气连通孔1-4的位置选择原则秉承不影响虹吸管5后续触发虹吸效应的基础上进行选择。优选的，所述透气连通孔1-4的孔径范围为10mm~20mm。
于另一实施例中，请参考图3，其为该实施例中墨水喷码机耗材计量装置的结构示意图。本实施例与前一实施例的区别在于容器具体包括腔室数量，以及耗材注入第一腔室的方式（前一实施例容器仅包括第一腔室，耗材注入第一腔室方式通过泵进行添加注入；本实施例容器包括第一腔室和第二腔室，且除了连接关系外，所述第一腔室和所述第二腔室均为密封容器，耗材注入第一腔室方式基于墨水系统抽取第二腔室中耗材产生的压强差作用下实现）。如图3所示，所述墨水喷码机耗材计量装置100包括：容器1、第一输液管2、第二输液管3、虹吸管5及液位传感器4；其中，所示容器1为密闭容器，包括第一腔室1-1和第二腔室1-2，所述第二腔室1-2与所述第一腔室1-1邻接设置，且所述第一腔室1-1与第二腔室1-2通过所述透气连通孔1-4相互连通（换言之，第二腔室1-2的体壁一部分由第一腔室1-1的体壁1-3构成），所述第一腔室1-1的底面高于所述第二腔室1-2的底面；所述虹吸管5穿过所述第一腔室1-1的体壁1-3并跨接所述第一腔室1-1和所述第二腔室1-2且所述第一端口5-1高于所述第二端口5-2；所述第一输液管2设置于所述第一腔室1-1中，将所述第一腔室1-1与耗材瓶连通（换言之，所述第一输液管2在第一腔室内的开口2-1延伸朝向第一腔室1-1的底部，所述第一输液管2在第一腔室1-1外的开口与耗材瓶连通）；所述第二输液管3设置于所述第二腔室1-2中，将所述第二腔室1-2的底部与墨水系统连通（换言之，所述第二输液管3在第二腔室1-2内的开口3-1延伸朝向第二腔室1-2的底部，所述第二输液管3在第二腔室1-2外的开口与墨水系统连通）。优选的，所述第二腔室1-2位于所述虹吸管5的第二端口5-2下方的耗材容置体积大于所述虹吸管5进行一次虹吸引灌的耗材体积，以避免虹吸引灌过程中第二腔室1-2中耗材液面高于第二端口5-2，影响虹吸过程中耗材由第一腔室1-1转移至第二腔室1-2中的速度。
本实施例中，所述虹吸管5优选为倒U形管，所述倒U形管的最高位置穿过所述第一腔室1-1的体壁1-3并跨接所述第一腔室1-1和所述第二腔室1-2。这里，所述虹吸管5的具体结构包括但不限于倒U形管这一种形式，只要能够引发虹吸效应的任意形式均可以。
为了保持容器1中第一腔室1-1与第二腔室1-2之间压强保持平衡一致，第一腔室1-1与第二腔室1-2两者相互连通，两者相互连通孔的开设位置的选择原则秉承不影响虹吸管5后续触发虹吸效应的基础上进行选择。具体的，所述第一腔室1-1与所述第二腔室1-2通过所述透气连通孔1-4在顶部相互连通。优选的，所述透气连通孔1-4的孔径范围为10mm~20mm。
较佳的，所述隔板1-3上开设有虹吸管安装口，所述虹吸管5穿过所述虹吸管安装口并跨接所述第一腔室1-1和所述第二腔室1-2；其中，所述虹吸管5的最高位置穿过并安装在所述虹吸管安装口上。
进一步地，所述墨水喷码机耗材计量装置还包括：评估装置，所述评估装置与所述液位传感器4电连接，以便统计液位传感器4感测第二腔室1-2中液位变化信号，从而获取发生虹吸效应进行引灌的次数，进而精准的统计出耗材的添加量。本实施例中，所述评估装置为CPU。
为了较好的理解本实施例中的墨水喷码机耗材计量装置，下面结合图4详细说明墨水喷码机耗材计量装置在实际应用过程中的工作状态。
喷码机耗材（墨水或溶剂）在墨水系统抽取吸力的作用下，经所述第一输液管2逐步流入所述第一腔室1-1，第一腔室1-1的液面逐步提高，当第一腔室1-1的液面高度浸没所述液位传感器4的最低触发液位时，所述液位传感器4输出高液位信号；当液面高度继续升高到溢过所述虹吸管5的最高位置（对应图4中倒U形的弧形顶端所在的高度）时，在压差作用下，所述虹吸管5内的液体（即耗材）会从所述第一腔室1-1流入所述第二腔室1-2，并快速触发虹吸效应，将所述第一腔室1-1内的液体快速引灌到所述第二腔室1-2，所述第二腔室1-2中液体通过第二输液管3陆续被墨水系统抽走，同时，所述第一腔室1-1内的液面会快速下降，当液面位置低于所述液位传感器4的响应位置时，所述液位传感器4的输出信号从高变低，当液面继续下降到低于所述虹吸管5在所述第一腔室1-1内的第一端口5-1时，空气会进入所述虹吸管5，虹吸效应迅速终止（一次虹吸效应结束）；随着墨水系统加于所述第二输液管3的负压的持续，耗材瓶内液体会被持续抽入到所述第一腔室1-1，并引起所述第一腔室1-1中液面位置的再次持续升高，直至引发下一轮虹吸现象，并在虹吸效应的作用下将与前次相同体积的液体从所述第一腔室1-1搬运到所述第二腔室1-2，进而经所述第二输液管3被抽走进入墨水系统，周而复始；由于每次虹吸效应搬运的液体体积相同（即定量搬运），因此通过监测所述液位传感器4的输出信号变化次数就能统计出耗材瓶内被抽取进入所述第一腔室1-1的液体被虹吸引灌到所述第二腔室的引灌次数，进而能够精确的统计墨水或溶剂的消耗量。
于另一实施例中，请参考图4，本发明还公开了一种墨水喷码机耗材添加系统，所述墨水喷码机耗材添加系统包括：依次串连的墨水系统（图4中未画）、墨水喷码机耗材计量装置100及耗材瓶2-3。其中，所述耗材盒为墨水瓶或溶剂瓶。本实施例采用是图3所示的墨水喷码机耗材计量装置，具体关于计量装置的细节，请参考如上实施例中相关内容，此次不做过多赘述。
具体的，如图4所示，墨水喷码机耗材计量装置的第一输液管2通过一个起保护作用的过滤器2-2与耗材瓶2-3接通，所述第二输液管3通过一个流体阻尼管3-2与抽取阀3-3的输入端I端接通，且所述抽取阀3-3的输出端O与喷码机的墨水系统的负压端接通，所述抽取阀3-3得电开启后I端和O端接通，失电关闭后I端和O端断开；当喷码机需要添加墨水时，CPU控制所述抽取阀3-3开启(即抽取阀3-3得电)，所述抽取阀3-3的I端和O端接通，墨水系统的负压经所述抽取阀3-3、所述流体阻尼管3-2、所述第二腔体1-2、透气连通孔1-4(对应图4中虚线的椭圆圈选的部分)、所述第一腔室1-1、所述过滤器2-2、所述耗材瓶2-3接通，且所述耗材瓶2-3内的耗材会在负压的作用下持续的流入所述第一腔室1-1，并导致所述第一腔室1-1的液面高度持续上升，触发所述液位传感器4输出高液位信号，当液面继续升高到没过所述虹吸管5顶部5-3（即虹吸管的最高位置）时触发虹吸效应，所述第一腔室1-1的液面会快速下降进而导致所述液位传感器4的输出信号变低并退出虹吸。在虹吸效应下所述第一腔室1-1内的耗材会经所述虹吸管5快速流入所述第二腔室1-2，在持续负压作用下，耗材经由所述虹吸管5的第二端口5-2、所述流体阻尼管3-2、抽取阀3-3持续进入墨水系统，与此同时，所述耗材瓶2-3内的耗材会持续的进入所述第一腔室1-1，并再次引发虹吸效应，周而复始，直至完成耗材添加任务。
此外，墨水喷码机耗材添加系统还可以采用图1所示的墨水喷码机耗材计量装置，其耗材添加过程与图3所示过程类似，区别仅在于第一腔室中注入耗材的方式不同，图1所示结构中第一腔室中注入耗材需通过泵2-4添加实现，而图3第一腔室中注入耗材是在墨水系统逐渐抽取第二腔室中耗材过程中，使得容器中气压变化，从而促使耗材瓶中耗材注入第一腔室中。对于两者相同部分，此出不做冗余赘述。
综上，在本发明所提供的墨水喷码机耗材计量装置中，所述墨水喷码机耗材计量装置中设置有虹吸管，基于虹吸原理，在添加耗材过程中能够自动触发虹吸管产生虹吸效应，每次虹吸效应均发生等体积耗材的转移，利用第一腔室中耗材转移产生的液面变化信号获取引灌次数，进而精准的统计出耗材的添加量。本发明的计量装置的结构简单，没有复杂的管路和控制部件，控制逻辑简单清晰，可以大大提高喷码机运行的稳定性。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (6)
1.一种墨水喷码机耗材计量装置，其特征在于，包括：容器、第一输液管、虹吸管及液位传感器；其中，所述容器包括第一腔室，所述第一腔室的顶部开设有透气连通孔；所述液位传感器设置于所述第一腔室中；所述虹吸管有第一端口和第二端口，所述虹吸管的第一端口穿过所述第一腔室的体壁连接到所述第一腔室内且低于所述液位传感器的最低触发液位，所述虹吸管的第二端口处于所述第一腔室外，且所述第一端口高于所述第二端口；所述第一输液管设置于所述第一腔室中，将所述第一腔室与耗材瓶连通。
2.如权利要求1所述的墨水喷码机耗材计量装置，其特征在于，还包括输液辅助装置，所述输液辅助装置设置于所述第一输液管与所述耗材瓶连通的管路上，并按需将耗材瓶中的耗材经所述第一输液管输送到所述第一腔室；从所述虹吸管的第二端口流出的液体可自由跌落进入墨水系统。
3.如权利要求1所述的墨水喷码机耗材计量装置，其特征在于，所述容器还包括第二腔室和第二输液管；所述第二腔室的顶部开设有透气连通孔，所述第二腔室与所述第一腔室邻接设置且所述第二腔室的透气连通孔与所述第一腔室的透气连通孔相互连通；所述第一腔室的底面高于所述第二腔室的底面；所述虹吸管穿过所述第一腔室的体壁并跨接所述第一腔室和所述第二腔室，且所述第一端口在所述第一腔室，所述第二端口在所述第二腔室，所述第一端口高于所述第二端口；所述第二输液管设置于所述第二腔室中，将所述第二腔室与墨水系统连通；除上述连接关系外，所述第一腔室和所述第二腔室均为密封容器。
4.如权利要求3所述的墨水喷码机耗材计量装置，其特征在于，所述第二腔室位于所述虹吸管的第二端口下方的耗材容置体积大于所述虹吸管进行一次虹吸引灌的耗材体积。
5.如权利要求1或3所述的墨水喷码机耗材计量装置，其特征在于，所述虹吸管为倒U形管，所述倒U形管的最高位置穿过所述第一腔室的体壁。
6.如权利要求1或3所述的墨水喷码机耗材计量装置，其特征在于，还包括：评估装置，所述评估装置与所述液位传感器电连接。
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