CN113474171A - 用于用流体加载喷嘴的装置、方法和组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将流体加载到喷嘴支承本体(3070)的一个或多个喷嘴中的装置(3000)，所述装置包括：第一构件(3010)，所述第一构件具有第一表面(3016)；和第二构件(3020)，所述第二构件从第一构件(3010)突出。第二构件(3020)具有第二表面和第三表面(3028，3026)，第二表面(3028)从第一表面(3016)以在一角度延伸。第一表面(3016)与喷嘴支承本体的表面(3070)的形状基本互补。该装置(3000)具有凹部(3023)，所述凹部至少部分地由第一表面和第二表面(3016，3028)限定在该装置中。当装置(3000)与喷嘴支承本体(3070)置于工作构型中时，在接近于第二表面(3028)与第三表面(3026)相遇之处的第三表面(3026)的区域中的第三表面(3026)的切线基本平行于在第一表面(3016)与第二表面(3028)相遇的第一表面(3016)的区域中的第一表面(3016)的切线，其中，凹部(3023)形成用于接收流体的袋状部。

Description

用于用流体加载喷嘴的装置、方法和组件
技术领域
本公开总体上涉及可流动材料的分配，并且更具体地涉及用于用各种粘度的流体加载喷嘴的装置、组件和方法。
背景技术
在凹版印刷中，首先，将油墨施加到本体的整个表面，所述本体具有限定在表面中的局部凹痕的图案。然后，使用锋利的刮墨刀从本体表面刮除油墨，除了在凹痕内收集的油墨以外。最后，将来自凹痕内的油墨转移到诸如纸张的基材上，以印出印刷油墨的图案。
在凹版印刷中，本体经常采用精确的圆柱形辊(“凹印辊”)的形式。刮墨刀沿着与圆柱轴线平行的线接触凹印辊的外表面，并且以与该表面成较大的角度(即，大于45度)压靠在本体的油墨润湿的表面上。刮墨刀被制成有精确的直边，使得刮墨刀紧密地贴合圆柱形表面的无凹痕区域。
图1以示例的方式示出使用圆柱形凹印辊的凹版印刷过程的进一步细节。如图1所示，圆柱形凹印辊110如由112所示围绕其轴线114旋转(在图1中为逆时针方向)，使得凹印辊110的外表面116并且因此使得该表面116内的凹痕118被传输通过储墨器150(也被称为墨斗)。该动作用油墨润湿包括凹痕118的凹印辊110的表面116。刮墨刀140保持静止，并且在凹印辊110旋转的同时刮墨刀140以较大的角度被压靠在油墨润湿的表面116上。随着凹印滚筒110的已润湿表面116经过刮墨刀140，从表面116的无凹痕区域刮除油墨，使凹痕118用油墨填充。
随后，在压力下，表面116与最终基材130(例如，纸张)的表面132的接触将油墨从凹痕118转移到该最终基材130的表面132上。这样，凹痕的图案被印刷在最终基材130上的油墨中。
如图1示意性地所示，可以由压印滚筒120提供压力，所述压印滚筒120的轴线124平行于凹印辊110的轴线114。压印滚筒120沿与凹印辊110的旋转方向112相反的方向122旋转(在图1中示出为沿顺时针方向)而使油墨能够转移。
在凹版印刷中，墨斗的目的是将油墨沉积到凹印辊的凹痕中，而刮墨刀的目的是从辊表面的无凹痕区域去除油墨。在通过刮墨刀之后留在凹印辊上的任何残留的油墨膜都是不期望的，并且因此应当是尽可能薄的。为了实现这一点，刮墨刀的边缘是较窄的，并且刮墨刀的边缘与凹印辊表面的切线(在凹印辊与刮墨刀接触的点处)呈较大的角度。这两个特征的结合使刮墨刀能够对插置于刮墨刀边缘和辊表面之间的任何油墨“润滑膜”施加较高的局部压力，从而使这种膜非常薄。
图2示出在凹版印刷中常用的刮墨刀240的横截面轮廓，例如，参照图1所描述的。刮墨刀240由钢制成，刮墨刀240具有0.1mm至0.3mm的厚度246，并且以终止于锋利的斜边244或薄片或倒圆边(未示出)的斜面242完成。在使用中，边缘244接触凹印辊以从凹印辊的表面刮除油墨。由设菲尔德有限公司(Sheffield Ltd.)的费尔奈特耐热耐蚀合金(Fernite)的PrintBlade部门制造的Printblade PB50举例说明了这种刮墨刀。
在凹版印刷机中，由于重力作用于浸入凹印辊中的油墨的深度，所以由静水压力提供了能够对凹痕加载的流体的增压。例如，诸如储墨器150的用于凹版印刷的典型凹槽具有约10cm的深度，从而提供约1000Pa的最大压力。照此，凹版印刷非常适合于用这样的液体完全地填充较小容积(例如，小于0.01mm3)的凹痕，即，所述液体具有有限范围的合适的流变特性，尤其例如小于20.10-3Pa.s的较低粘度。然而，将不可能的是实现这种凹痕的部分填充。此外，凹版印刷较不适于并且凹槽中的压力将不足以填充具有大于0.1mm3的容积的喷嘴，或者凹版印刷较不适于并且凹槽中的压力将不足以用具有广泛范围的流变特性(例如，大于100.10-3Pa.s的较高粘度)的流体填充喷嘴。因此，凹版印刷方法不适合供用于沉积具有这种较大流体体积和这种较大流体粘度的图案的装置使用，例如，在WO 2017/141034 A1中描述的装置。
发明内容
所公开的实施例描述了一种装置，所述装置用于当所述装置与喷嘴支承本体组装成工作构型时将流体加载到所述喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中。所述装置包括：第一构件，所述第一构件具有第一表面；和第二构件，所述第二构件从所述第一构件突出，所述第二构件具有第二表面和第三表面，所述第二表面从所述第一表面以在20度至160度的范围内的内角延伸。所述第一表面的形状与所述本体表面的形状基本互补。当所述装置处于所述工作构型中时，在接近于所述第二表面与所述第三表面相遇之处的所述第三表面的区域中的所述第三表面的切线基本平行于在所述第一表面与所述第二表面相遇的所述第一表面的区域中的所述第一表面的切线。所述装置具有凹部，所述凹部至少部分地由所述第一表面和所述第二表面限定在所述装置中，所述凹部被配置为当所述装置被组装成所述工作构型时形成用于接收流体的袋状部(pocket)。
所述第三表面可以被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述喷嘴支承本体的所述本体表面的形状一致并且当所述装置未处于所述工作构型中时与所述喷嘴支承本体的所述本体表面的形状不互补或不基本互补。
所述内角可以处于60度至120度的范围内。
所述内角可以处于80度至100度的范围内。
所述内角可以是90度。
所述装置可以包括：第三构件，所述第三构件从所述第一构件和所述第二构件延伸，所述第三构件具有第四表面，所述第四表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时面向所述本体表面；和第四构件，所述第四构件从所述第一构件和所述第二构件延伸并且与所述第三构件相对，所述第四构件具有第五表面，所述第五表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时面向所述本体表面，其中，所述第四表面的至少一部分和所述第五表面的至少一部分从所述第三表面的相对两侧延伸以与所述第三表面形成单个表面，所述单个表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面一致。
所述第三构件和所述第四构件可以与所述第一构件和/或所述第二构件成一体。
所述凹部可以由所述第三构件和所述第四构件进一步限定。
所述装置可以包括：第五构件，所述第五构件具有从所述第一表面延伸的第六表面，所述第六表面是与所述第一表面和所述第二表面相遇之处相对的，其中，由所述第六表面和所述第一表面形成的角处于185度至265度的范围内，并且其中，所述第五构件被配置为在所述第五构件的所述第六表面和所述本体表面之间形成漏斗状物以用于当所述装置被组装成所述工作构型时收集流体。
所述装置还可以包括第一端部构件和第二端部构件，所述第一端部构件和第二端部构件被定位在所述装置的相对两侧处，其中：所述第一端部构件具有第七表面，所述第七表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面的形状一致，所述第二端部构件具有第八表面，所述第八表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面的形状一致，并且所述第七表面和所述第八表面包括相应的表面部分，所述相应的表面部分与所述第二构件的所述第三表面对准，从而形成延伸表面，所述延伸表面包括所述第三表面并且被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面一致。
所述装置可以被配置为使得在所述装置与所述喷嘴支承本体组装成所述工作构型时由所述装置和所述喷嘴支承本体形成的所述袋状部包括：用于接收流体的内部区域，所述内部区域至少由所述第一表面和所述第二表面限定；以及用于接收流体的外部区域，所述外部区域至少由所述第一端部构件和所述第二端部构件以及由位于所述第一端部构件和所述第二端部构件之间的所述第六表面的面积限定。
所述端部构件可以被可拆卸地安装在所述装置上。
所述装置可以用于将流体加载到所述喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中，所述喷嘴支承本体是平面的。然后，所述第一表面可以是平面的，使得所述第一表面可定位成基本平行于所述喷嘴支承本体的所述平面本体表面并且与所述平面本体表面限定用于接收流体的开口，当所述装置处于所述工作构型中时，在所述第二构件朝向所述喷嘴支承本体的所述平面本体表面突出的情况下，所述开口被保持为接近于所述喷嘴支承本体。
在所述第二表面与所述第一表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第一表面，并且在所述第二表面与所述第三表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第三表面。
所述装置可以用于将流体加载到所述喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中，所述喷嘴支承本体是圆柱形的。然后，所述第一表面可以具有圆柱形曲率，并且可定位成与所述喷嘴支承本体的所述圆柱形本体表面基本同心并且与所述圆柱形本体表面限定用于接收流体的开口，当所述装置处于所述工作构型中时，在所述第二构件朝向所述喷嘴支承本体的所述圆柱形本体表面突出的情况下，所述开口被保持为接近于所述喷嘴支承本体。
在所述第二表面与所述第一表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第一表面的切线，并且在所述第二表面与所述第三表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第三表面的切线。
所述装置可以满足以下关系：l1/cp>1，其中：cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度，并且l1表示当所述装置被操作成将流体加载到所述一个或多个喷嘴中时在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度。
所述第一构件可以由工程材料制成，例如，铝、黄铜、不锈钢、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙、碳纤维复合材料、聚酰亚胺或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
所述第二构件可以由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或尼龙。
当所述装置处于所述工作构型中时，被配置为压靠在所述喷嘴支承本体的所述本体表面上的所述装置的所有部分(所有多个部分)可以由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或尼龙。
所述第一构件和所述第二构件可以形成所述装置的整体式本体。
所述装置的所有构件可以形成所述整体式本体。
至少所述第一构件和所述第二构件可以是连结在一起以形成所述装置的单独的零件。
至少所述第一构件和所述第二构件可以由不同的材料制成。
所述装置的至少一个构件由具有较低化学反应性的材料制成。
所公开的实施例还描述了一种用于加载流体的组件。所述组件包括：喷嘴支承本体，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中；以及上述的用于加载流体的装置。所述装置和所述喷嘴支承本体被组装成工作构型，其中所述装置被保持为接近于所述喷嘴支承本体，使得所述装置的所述第二构件朝向所述本体表面突出，并且所述第一表面和所述本体表面形成袋状部，所述袋状部具有用于接收流体的开口。在所述工作构型中，所述喷嘴支承本体可在从所述开口朝向所述第二表面的方向上相对于所述装置运动，使得在所述第一表面和所述本体表面之间形成的间隙以及在所述第三表面和所述本体表面之间形成的间隙保持基本恒定，从而允许所述装置至少部分地用经由所述开口接收到所述袋状部中的流体加载所述一个或多个喷嘴。
所述组件可以满足以下关系：c1＞＞3Vn/An，其中：c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的间隙，1/An指的是在与所述第一表面的流体填充区域相对的所述喷嘴支承本体的区域中每单位面积的喷嘴数量，并且Vn表示用于加载到流体接触喷嘴中的期望的流体体积。
所述组件可以满足以下关系：c2＜cp，其中：cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度，并且c2表示在所述本体表面和所述装置的所述第三表面之间形成的间隙。
所述组件可以满足以下关系：c2＜＜cp。
所述组件可以满足以下关系：
Figure BDA0003230439920000071
其中：l1表示在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度，l2表示沿着所述第三表面从所述第二表面到离用于接收流体的所述开口最远的所述装置的端部测量的尺寸，c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的间隙，并且c2表示在所述本体表面和所述第三表面之间的间隙。
所公开的实施例还描述了一种用于使用上述装置将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的方法，其中所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中。当所述装置处于所述工作构型中时，所述装置被保持为接近于所述喷嘴支承本体，使得所述第二构件朝向所述本体表面突出，并且所述第一构件的所述第一表面和所述本体表面形成袋状部，所述袋状部具有用于接收流体的开口，所述方法包括：将流体经由所述开口供应到所述袋状部中，并且使所述喷嘴支承本体在从所述开口朝向所述第二表面的方向上相对于所述装置运动，同时将在所述第一表面和所述本体表面之间形成的间隙以及在所述第三表面和所述本体表面之间形成的间隙维持基本恒定，以将流体从所述袋状部加载到所述一个或多个喷嘴中。
所述装置和所述喷嘴支承本体可以满足以下关系：c1＞＞3Vn/An，其中：c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的间隙，1/An指的是在与所述第一表面的流体填充区域相对的所述喷嘴支承本体的区域中每单位面积的喷嘴数量，并且Vn表示用于加载到流体接触喷嘴中的期望的流体体积。
所述装置和所述喷嘴支承本体可以满足以下关系：c2＜cp，其中：cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度，并且c2表示在所述本体表面和所述第三表面之间形成的间隙。
所述装置和所述喷嘴支承本体可以满足以下关系：c2＜＜cp。
所述装置和所述喷嘴支承本体可以满足以下关系：
Figure BDA0003230439920000081
Figure BDA0003230439920000082
其中：l1表示在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度，l2表示沿着所述第三表面从所述第二表面到离用于接收流体的所述开口最远的所述装置的端部测量的尺寸，c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的间隙，并且c2表示在所述本体表面和所述第三表面之间的间隙。
所述装置的至少一个零件可以由导热材料制成，并且所述方法还可以包括：在将流体加载到所述一个或多个喷嘴中的同时，将所述至少一个零件维持在从环境温度到250摄氏度范围内的受控温度。
附图说明
包含在本说明书中并且构成其一部分的附图示出了所公开的实施例，并且与描述一起用于解释所公开的实施例。在附图中：
图1示出用于凹版印刷的圆柱形凹印辊组件；
图2示出在凹版印刷中常用的刮墨刀的横截面轮廓；
图3示出用于将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的示例；
图4示出针对用于将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的不同几何形状的横截面轮廓的示例；
图5示出在使用中用于将流体加载到平面喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的组件的示例的剖视图；
图6示出在使用中在图5中所示的区域A的简化放大的剖视图；
图7示出在使用中用于将流体加载到圆柱形喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的组件的示例的剖视图；
图8示出在使用中在图7中所示的区域B的简化放大图；
图9示出具有用于将流体加载到平面喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的侧部构件的装置的示例；
图10示出用于将流体加载到平面喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的另一个示例；
图11A和图11B示出用于将流体加载到平面喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的示例，并且所述装置被配置为当组装成工作构型中时与喷嘴支承本体形成漏斗状物；
图12示出与平面喷嘴支承本体组装成工作构型的图11A中的装置的一部分的放大剖视图；
图13示出用于将流体加载到平面喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的又一个示例，该装置具有与该装置的主体成一体的侧部构件；
图14示出与平面喷嘴支承本体组装成工作构型的图13中的装置的一部分的放大剖视图；
图15A和图15B示出在使用中用于将流体加载到圆柱形喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的组件的示例的剖视图，其中用于加载流体的装置当组装成工作构型时与圆柱形喷嘴支承本体形成漏斗状物；
图16示出用于将流体加载到圆柱形喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的示例，该装置具有附接到该装置的主体的端部构件；
图17示出与圆柱形喷嘴支承本体组装成工作构型的图16中的装置的一部分的放大剖视图；
图18示出用于将流体加载到圆柱形喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的示例，该装置具有与该装置的主体成一体的侧部构件；
图19示出与圆柱形喷嘴支承本体组装成工作构型的图18中的装置的一部分的放大剖视图；
图20示出具有流体的图13的装置；
图21示出具有可拆卸的端部构件的用于加载流体的装置的示例；
图22示出用于将流体加载到具有类似于板的形状的喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的示例；
图23示出用于将流体加载到圆柱形喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置的另一个示例；
图24示出用于加载从相对应的模具挤出的流体的装置的示例；
图25示出在用于加载流体的装置中形成的凹部的几何形状的示例；
图26提供了表格，该表格列举出可以用于制成用于加载流体的多材料装置的材料的示例；
图27A、图28A和图29A示意性地示出组件的工作构型的示例，所述组件使用用于加载流体的装置来将流体加载到圆柱形喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中；
图27B、图28B和图29B各自示出在图27B、图28B或图29B中分别标识的区域的放大图，并且示出了相对应的用于加载流体的装置；
图30示出根据本公开的一些示例的用于将流体加载到喷嘴支承本体中的装置的一部分，以及这种装置在该装置的不同区域中的横截面；
图31示出用于加载流体的装置的下游表面的几何形状的示例；以及
图32示出用于加载流体的装置的其它示例。
具体实施方式
鉴于现有系统的上述和其它缺点和问题，本公开描述了用于将一种或多种流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的更为有效和高效的技术，所述技术适用于加载各种粘度的流体。尤其，公开了一种用于将多种流体或液体(包括但不限于纯液体、溶液、悬浮液、乳液)加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的新型的装置。还公开了相对应的组件和方法。有利地，所公开的装置可以供具有广泛范围的流变特性(包括非牛顿粘性特性)的流体使用，并且所述流体包含具有大于100.10-3Pa.s的粘度的流体。该新装置尤其对于非接触形式的印刷得到了实际应用，例如，在2017年2月15日提交的专利申请WO 2017/141034A1中描述的非接触形式的印刷，其全部内容由此通过引用并入本文，以及其它用途。
根据本公开的一方面，提供了一种装置，所述装置用于当所述装置与喷嘴支承本体组装成工作构型时将流体加载到所述喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中，所述装置包括：第一构件，所述第一构件具有第一表面；和第二构件，所述第二构件从所述第一构件突出，所述第二构件具有第二表面和第三表面，所述第二表面从所述第一表面以在20度至160度的范围内的内角延伸，其中，所述第一表面的形状与所述本体表面的形状基本互补，并且当所述装置处于所述工作构型中时，在接近于所述第二表面与所述第三表面相遇之处的所述第三表面的区域中的所述第三表面的切线基本平行于在所述第一表面与所述第二表面相遇的所述第一表面的区域中的所述第一表面的切线。
因此，当上述装置处于工作构型中时，在本体表面和第一表面之间在第一构件的离第二构件最远距离的端部处形成用于接收流体的间隙(“开口”)。此外，当该装置处于工作构型中时，在第一表面和第二表面之间形成用于接收流体的区带，以用于当该装置处于工作构型中时接收流体。在该区带内，上述装置产生比由图1的组件产生的那些流体压力更高的流体压力。该更高的压力使上述装置能够用比由图1的组件所提供的流体更高的粘度和更大的流体体积的流体来填充喷嘴。另外，用于加载流体的装置还有利地允许广泛范围的流体粘度在层流或接近层流的条件下填充喷嘴，这改进了填充过程的控制和可重复性。
第三表面可以被配置为当该装置处于工作构型中时与喷嘴支承本体的本体表面的形状一致并且当该装置未处于工作构型中时与喷嘴支承本体的本体表面的形状不互补或不基本互补。这允许第二构件有更大的自由度来选择材料，尤其是能够选择比以其它方式将可能选择的材料更加高度贴合的材料。
内角可以处于60度至120度的范围内。
内角可以处于80度至100度的范围内。
内角可以是90度或大约90度。
从度数范围的下端，将该角增大到至少60度，并且将该角更是如此增大到至少80度，有利地帮助防止在第一表面和第二表面之间形成滞留流体的区域。因此，可以防止由于滞留的流体在该装置的使用之间变干而导致该装置的潜在堵塞。从度数范围的上端，将该角减小到至少120度，并且将该角度更是如此减小到至少100度，有利地改进喷嘴填充体积或深度的一致性。约90度的内角有益地平衡了上述优点。
所述装置还可以包括：第三构件，所述第三构件连接至所述第一构件和所述第二构件，所述第三构件具有第四表面，所述第四表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时面向所述本体表面；和第四构件，所述第四构件连接至所述第一构件和所述第二构件并且与所述第三构件相对，所述第四构件具有第五表面，所述第五表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时面向所述本体表面，其中，所述第三构件、所述第四构件、所述第一表面和所述第二表面一起形成所述装置中的袋状部，所述袋状部用于当所述装置处于所述工作构型中时接收流体，并且其中，所述第四表面的至少一部分和所述第五表面的至少一部分从所述第三表面的相对两侧延伸以与所述第三表面形成单个表面，所述单个表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面一致。
随着喷嘴支承本体相对于该装置运动，该构型有利地减少流体从该装置的侧部损失，以及促进横过该装置的流体加载宽度的一致的流体压力，从而改进喷嘴的填充深度的一致性。
第三构件和第四构件可以与第一构件和/或第二构件成一体。这有利地简化该装置以及降低制造成本。
所述装置可以包括：第五构件，所述第五构件具有从所述第一表面延伸的第六表面，所述第六表面是与所述第一表面与所述第二表面相遇之处相对的，其中，由所述第六表面和所述第一表面形成的角处于185度至275度的范围内，并且其中，所述第五构件被配置为在所述第五构件的所述第六表面和所述喷嘴支承本体的所述本体表面之间形成漏斗状物以用于当所述装置处于所述工作构型中时收集流体。
该构型有利地允许在流体进入开口之前收集任何过量的供应的流体，从而防止从该装置溢出流体，以及从而减少流体的损失。
由第六表面和第一表面形成的角可以处于200度至250度的范围内。对于用于收集多余流体以防止从装置溢出流体的给定的所需容积而言，在该范围内的角平衡了第五构件的长度与由该第五构件远离第一构件突出或延伸有多远之间的关系，从而有利地允许降低该装置的整体紧凑性。
所述装置还可以包括第一端部构件和第二端部构件，所述第一端部构件和第二端部构件被定位在所述装置的相对两侧处，其中：所述第一端部构件具有第七表面，所述第七表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面的形状一致，所述第二端部构件具有第八表面，所述第八表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面的形状一致，并且所述第七表面和所述第八表面包括相应的表面部分，所述相应的表面部分与所述第二构件的所述第三表面对准，从而形成延伸表面，所述延伸表面包括所述第三表面并且被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面一致。
该构型有利地帮助防止流体从该装置的端部流出，以及稳定横过该装置的流体加载宽度的加载压力，使得喷嘴填充过程横过该装置的流体加载宽度是类似的。
当用于加载流体的装置在如本公开中描述的其任何构型中与平面喷嘴支承本体一起使用时，第一表面可以是平面的(从而被配置为与喷嘴支承本体的本体表面的形状互补)，使得第一表面可定位成基本平行于喷嘴支承本体的平面表面并且与喷嘴支承本体的表面限定用于接收流体的开口，当该装置处于工作构型中时，在第二构件朝向喷嘴支承本体的平面表面突出的情况下，所述开口被保持为接近于喷嘴支承本体。
在所述第二表面与所述第一表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第一表面，并且在所述第二表面与所述第三表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第三表面。这样，随着流体从所述开口流向所述装置的突出部(所述第二构件)，可以在多种条件下有利地改进喷嘴的填充深度的一致性。
当用于加载流体的装置在如本公开中描述的其任何构型中与圆柱形喷嘴支承本体一起使用时，第一表面可以具有圆柱形曲率，使得第一表面可定位成与圆柱形本体表面基本同心(第一表面由此被配置为与本体表面的形状互补)并且与喷嘴支承本体的圆柱形本体表面限定用于接收流体的开口，当该装置处于工作构型中时，在第二构件朝向喷嘴支承本体的圆柱形本体表面突出的情况下，所述开口被保持为接近于喷嘴支承本体。
在所述第二表面与所述第一表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第一表面的切线，并且在所述第二表面与所述第三表面相遇的区域中，所述第二表面可以基本垂直于所述第三表面的切线。这样，随着流体从所述开口流向所述第二构件，可以在多种条件下有利地改进喷嘴的填充深度的一致性。
尺寸cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度。尺寸l1是当所述装置处于所述工作构型中并且被操作成将流体加载到所述一个或多个喷嘴中时在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度。尺寸cp和l1之间的比率可以满足关系：l1/cp＞1，并且可选地，l1/cp＞＞1。在实践中，这些条件有利地帮助对于各种流体和操作条件建立所述装置的一致性的流体“填充”。
所述第一构件可以由工程材料制成，例如，铝、黄铜、不锈钢、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙、碳纤维复合材料、聚酰亚胺或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
所述第二构件可以由非研磨性材料制成，例如，PTFE、UHMWPE或尼龙。这有利地减少了对喷嘴支承本体的损坏和磨损以及撕裂，尤其减少了当该装置和喷嘴支承本体处于工作构型中时可以以其它方式由在该装置的第三表面和喷嘴支承本体的本体表面之间的非润滑接触导致的磨损和撕裂。
当所述装置处于所述工作构型中时，被配置为压靠在所述喷嘴支承本体的所述本体表面上的所述装置的每个部分都可以由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。这有利地进一步减少了对喷嘴支承本体的损坏和磨损以及撕裂，尤其减少了当该装置和喷嘴支承本体处于工作构型中时由于喷嘴支承本体相对于该装置的运动可以以其它方式由在该装置的这些部分和喷嘴支承本体的本体表面之间的非润滑接触导致的磨损和撕裂。
所述第一构件和所述第二构件，以及也可选地所述第三构件和所述第四构件和/或所述端部构件，以及也进一步可选地所述第五构件，可以形成所述装置的整体式本体。这有利地简化了装置组装并且可以改进装置机械完整性。
所述装置的所有构件可以形成整体式本体，所述整体式本体具有用于在所述工作构型中接收流体的袋状部，所述袋状部至少由所述第一表面和所述第二表面限定。
所述第一构件和所述第二构件可以是在所述装置中连结在一起的单独的零件。这有利地允许用另一个第二构件来替换该第二构件，例如，以实现用于该装置的不同的尺寸(尤其不同的尺寸l1和cp，并且因此调节由该装置加载到喷嘴中的流体的体积)，或者仅仅由于由第二构件所经受的磨损和撕裂，以及对于第一构件和第二构件而言使用不同的材料，例如，用于第一构件的材料比用于第二构件的材料更硬。
所述第一构件和所述第二构件可以由不同的材料制成。
所述第一构件、所述第二构件、所述第三构件、所述第四构件和所述第五构件和/或所述端部构件中的任一个、至少一个或全部可以由具有较低化学反应性的材料制成。这有利地帮助防止在喷嘴支承本体的表面与该装置之间发生化学反应，从而延长该装置的工作寿命，以及防止流体污染。
所述端部构件可以由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、UHMWPE或尼龙。这有助于改进端部构件与喷嘴支承本体之间的密封。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于加载流体的组件，所述组件包括：喷嘴支承本体，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中；以及在如本公开的前述段落中的任一段中描述的用于加载流体的装置，所述装置和所述喷嘴支承本体被组装成工作构型，其中所述装置被保持为接近于所述喷嘴支承本体(例如，所述装置的所述第三表面被加压(例如，被机械地加压)抵靠在所述喷嘴支承本体上)，使得所述装置的所述第二构件朝向所述喷嘴支承本体的所述本体表面突出，并且所述装置的所述第一表面和所述喷嘴支承本体的所述本体表面形成用于接收流体的开口，其中，在所述工作构型中，所述喷嘴支承本体可在从所述开口朝向所述装置的所述第二表面的方向上相对于所述装置运动，使得在所述第一表面和所述本体表面之间形成的间隙以及在所述第三表面和所述本体表面之间形成的间隙保持基本恒定，从而允许所述装置至少部分地用经由所述开口接收的流体加载所述一个或多个喷嘴。
上述组件在袋状部内产生的流体压力比由图1的组件产生的流体压力更高。该更高的压力使上述组件能够用比由图1的组件所提供的流体更高的粘度和更大的体积的流体来填充喷嘴。通过维持这些间隙基本恒定，可以实现和维持选定的压力分布，促进更恒定的喷嘴填充体积或深度。此外，该组件还有利地允许广泛范围的流体粘度在层流或接近层流的条件下填充喷嘴，这改进了填充过程的控制和可重复性。
根据本公开的又一方面，提供了一种用于使用如在本公开的前述段落中的任一段中描述的用于加载流体的装置将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的方法，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中，所述方法包括：当所述装置处于所述工作构型中时，所述装置被保持为接近于所述喷嘴支承本体，使得所述第二构件朝向所述喷嘴支承本体的所述本体表面突出，并且所述第一构件的所述第一表面和所述喷嘴支承本体的所述表面形成用于接收流体的开口；将流体供应到所述喷嘴支承本体的所述表面，并且使所述喷嘴支承本体在从所述开口朝向所述第二表面的方向上相对于所述装置运动，同时将在所述第一表面和所述本体表面之间形成的间隙以及在所述第三表面和所述本体表面之间形成的间隙维持基本恒定，以将流体加载到所述一个或多个喷嘴中。
在上述的装置、组件和方法中，可以满足以下关系：c1＞＞3Vn/An，其中：c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的间隙，1/An指的是在与所述第一表面的流体填充区域相对的所述喷嘴支承本体的区域中每单位面积的喷嘴数量，并且Vn表示用于加载到流体接触喷嘴中的期望的流体体积。有利地，加强这种关系有助于避免其中在该装置内流体太少而无法将喷嘴填充到所需程度的饥饿状态。这又有助于维持用流体加载喷嘴的流体体积(或填充深度)基本恒定。
在上述的装置、组件和方法中，还可以满足以下关系：c2＜cp，其中：cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度，并且c2表示在所述本体表面和所述装置的所述第三表面之间形成的间隙。这种关系有利地帮助减少由流体通过间隙c2经过该装置的泄漏。
此外，可以满足以下关系：c2＜＜cp。这种关系有利地帮助进一步减少由流体通过间隙c2经过该装置的泄漏。
在上述的装置、组件和方法中，还可以满足以下关系：
Figure BDA0003230439920000171
其中：l1表示在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度，l2表示沿着所述第三表面从所述第二表面到离用于接收流体的所述开口最远的所述装置的端部测量的尺寸，c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的间隙，并且c2表示在所述本体表面和所述第三表面之间的间隙。有利地，加强上述关系有助于最小化和防止由流体通过间隙c2经过该装置的泄漏。
在上述的装置、组件和方法中，该装置、其一个或多个零件或至少其第一构件可以由能够承受高达250摄氏度的温度的导热材料制成，并且该装置、其一个或多个零件或至少第一构件分别可以在将流体加载到一个或多个喷嘴中时被维持在从环境温度到250摄氏度范围内的受控温度下。有利地，这使得该装置能够与仅在升高的温度下变成流体的材料(例如，热熔性粘合剂)一起使用。
以上参照该组件的各种特征描述的技术优点类似地由上述方法的相对应特征来提供。
在以下描述中，本公开的某些方面和实施例将变得显而易见。应当理解，在其最广泛的意义上，本公开可以在没有这些方面和实施例的一个或多个特征的情况下被实践。还应当理解，这些方面和实施例仅仅是示例性的。
以下详细的描述参照附图。只要有可能，在附图和以下描述中使用相同的附图标记来指代相同或相似的零件。虽然这里描述了若干说明性实施例和方面，但是能够有修改、改编和其它实施方式。例如，可以对附图中所示的部件进行替换、添加或修改，并且可以通过替换、重新排序、移除或添加步骤到所公开的方法来修改这里描述的说明性方法。因此，以下详细的描述不限于所公开的实施例、方面和示例。反而，适当的范围由所附权利要求书来限定。
本公开总体上涉及可流动材料的分配，并且描述了用于用流体加载喷嘴支承材料本体的喷嘴的装置、组件和方法。在本公开的上下文中，术语“流体”包含任何可流动材料，例如，其组成部分或子体积能够相对运动的那些材料，并且包括但不限于纯液体、液体溶液、悬浮液、乳液、凝胶、蜡、粘合剂、热熔性粘合剂、清漆、底漆、蚀刻剂、抗蚀剂、密封剂、液体电子材料、油墨、颜料油墨、染料基油墨、乳胶溶液、乳胶悬浮液、巧克力、蛋黄酱、番茄酱、液体巧克力、生物流体，例如，细胞悬浮液和药物溶液、悬浮液、乳膏、糊剂和凝胶，以及其它可流动材料。
贯穿本公开，“喷嘴”应当被理解为包括在材料本体的一个或多个表面(通常是相对的表面)中的两个孔口之间延伸的导管；“喷嘴支承本体”或简单地“本体”应当被理解为包括其中有至少一个喷嘴的材料本体；并且一个或多个喷嘴的“填充”或“加载”应当被理解为包括用流体或液体部分地填充/加载一个或多个喷嘴。贯穿本公开，“基本平行”应当被理解为包括与平行关系成小于或等于20度的较小偏差，而“基本同心”应当被理解为包括与同心度的较小偏差，使得喷嘴支承本体的圆柱形表面和上游表面在它们与源自圆柱形材料本体的轴线处的公共径向矢量相遇之处所取得的切线应当形成小于或等于20度的较小锐角。
贯穿本公开，表面(该表面的区域或部分)“补充”另一个表面(该表面的区域或部分)或与另一个表面(该表面的区域或部分)“互补”，应当被理解为，这样的表面可以被定位成使得它们在其之间横过这些表面中的较小表面(或者如果表面具有相同的尺寸，则横过这些表面中的任一表面)的整个表面积形成均匀的间隙。贯穿本公开，表面(该表面的区域或部分)“基本补充”另一个表面(该表面的区域或部分)或与另一个表面(该表面的区域或部分)“基本互补”，应当被理解为，这样的表面可以被定位成使得在它们之间横过这些表面中的较小表面(或者如果表面具有相同的尺寸，则横过这些表面中的任一表面)的整个表面积形成的任何间隙变化了不超过cp(由该装置的突出表面从该装置的第一构件的第一表面突出的程度，以下例如参照图3至图7更详细地讨论)。
图3示意性地示出根据本公开的原理和技术的用于将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置300的示例，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中。笛卡尔坐标(x,y,z)与在图3中分别被示出为
Figure BDA0003230439920000191
和
Figure BDA0003230439920000192
的、在距原点增加距离的方向上的相对应的单位矢量一起使用。图3的装置300尤其适合于将流体加载到平面喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中。仅为了便于解释，参考这样的方向
Figure BDA0003230439920000201
和
Figure BDA0003230439920000202
来描述该装置。
装置300(也可以被称为导引器、流体供应导引器、填充器、流体填充器、加载器或流体加载器)包括两个构件310和320。第一构件310(也可以被称为第一本体零件)限定了大致在
Figure BDA0003230439920000203
平面中的第一表面316。第二构件320(也可以被称为第二本体零件)限定了大致在
Figure BDA0003230439920000204
平面中的第三表面326以及大致在
Figure BDA0003230439920000205
平面中的第二表面328(也可以被称为突出表面)。第一构件310和第二构件320被连接成使得第二构件的第二表面328从第一构件310的第一表面316突出或延伸。第二表面328和第一表面316形成内角θ。
贯穿本公开，第一表面和第三表面也可以被分别称为上游表面和下游表面。这反映了当该装置和喷嘴支承本体被组装成工作构型时(以下更详细地讨论)这些表面相对于供应到喷嘴支承本体的表面上的流体的定位。因此，术语“第一表面”和“上游表面”可以与本公开中描述的用于加载流体的装置的任何变体相关地可互换地使用。类似地，术语“第三表面”和“下游表面”可以与本公开中描述的用于加载流体的装置的任何变体相关地可互换地使用。
在图3中，第一上游表面316和第二突出表面328形成大约90度的内角θ，从而创建L形的横截面轮廓。然而，如以下更详细地讨论的，该横截面轮廓可以变化。例如，内角θ可以是在20度至160度的范围内的任何角度，或者是在60度至120度的范围内的任何角度，或者是在80度至100度的范围内的任何角度。
在装置300中，上游表面316和下游表面326是基本平行的。此外，当装置300和喷嘴支承本体(在图3中未示出)被组装成用于用流体加载喷嘴支承本体的喷嘴的工作构型时，上游表面316也被配置为基本平行于平面喷嘴支承本体的本体表面，例如，如图5中所示。在本公开的上下文中，“基本平行”应当被理解为包括平行关系，以及呈小于或等于20度的锐角。
在工作构型中，装置300被定位和保持为接近于喷嘴支承本体(例如，机械地压靠在喷嘴支承本体上)，使得第二构件320朝向喷嘴支承本体的本体表面突出。在这样的构型中，装置300的上游表面316和喷嘴支承本体的本体表面形成开口330，所述开口330用于经由相应的孔口接收待加载到喷嘴支承本体的喷嘴中的流体。也可以在下游表面326和喷嘴支承本体的本体表面之间形成较小间隙。在这样的构型中，该间隙在下游表面326的距开口330最远的端部处的末端间隙340中结束。当使用工作构型时，至少上游表面316、突出表面328和喷嘴支承本体的本体表面与流体接触。在大多数的实际构型中，在下游表面326和喷嘴支承本体的本体表面之间形成较小间隙，并且下游表面326也与流体接触。
装置300具有流体加载宽度z，其是在沿着第一构件310的方向
Figure BDA0003230439920000211
上测得的。第二构件320的高度(也可以被称为“突出高度”)cp(其是与上游表面316垂直的突出表面328的最大延伸)是在方向
Figure BDA0003230439920000212
上测得的。下游表面326的长度l2是在方向
Figure BDA0003230439920000213
上测得的。当装置300在工作构型中使用时，与流体接触的上游表面316的长度l1也是在方向
Figure BDA0003230439920000214
上测得的。图3的特定装置300具有在方向
Figure BDA0003230439920000215
上的总长度l1+l2。
在本公开中，为了简单而不受限制，仅详细地描述上游表面的整个长度与流体接触的情况。因此，在图3中，并且随后，l1用于表示上游表面的整个长度。然而，与本公开中描述的那些原理和关系类似的原理和关系将适用于流体在上游表面的整个长度上不接触上游表面的情形。在这样的情形下，在本公开中描述的关系和公式中，l1将表示与流体接触的上游表面316的长度，其也被称为上游或第一表面的“流体接触长度”。
如图3中所示，第一构件310和第二构件320是装置300的两个分开的零件(部件)，其中第一构件310被附接(通过本领域的技术人员已知的若干方式中的任一种)到第二构件320以形成作为第二构件320的突出表面328的延伸部。然而，可替代地，第二构件320可以被附接到第一构件310的上游表面以形成作为突出表面的延伸部。此外，虽然在图3中第一构件310和第二构件320被示出为永久性地彼此附接，但是可以代替地使用可拆卸的安装件。例如，第二构件320可以被可滑动地安装在第一构件310上，或者反之亦然。通过这样的方式，可以使尺寸cp和l1可调整以适应特定应用的需要。
第一构件310和第二构件320可以由相同的或不同的材料制成。例如，第二构件320可以由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。使用非研磨性材料减少在喷嘴支承本体的本体表面上的磨损和撕裂，从而延长其使用寿命。
第一构件和/或第二构件可以由具有较低化学反应性的材料制成。使用具有较低化学反应性的材料有助于防止在喷嘴支承本体的表面与该装置之间发生化学反应，从而延长该装置的工作寿命以及防止流体污染。
第一构件可以由工程材料制成，例如，铝、黄铜、不锈钢、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、尼龙、碳纤维复合材料、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或聚酰亚胺。
在一些示例性实施方式中，第一构件310和第二构件320形成由相同的材料(例如，聚四氟乙烯(PTFE))制成的整体式本体。
图4示出根据本公开中描述的原理和技术适合于将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的不同装置的横截面轮廓的示例。当相对应的喷嘴在其图示的取向上处于该装置的右手侧上时，图4中所示的所有示例轮廓都用于加载喷嘴支承本体的喷嘴。
如上所述，第二构件的突出表面(例如，图3中的突出表面328)以及第一构件的上游表面(例如，图3中的上游表面316)形成在20度至160度的范围内的内角。在图4中，该角在轮廓400a至400e的每个中被示出为角θ。
在一些示例实施方式中，内角在60度至120度的范围内，或者在80度至100度的范围内。从该范围的下端开始，将该角增大到至少60度或至少80度帮助防止在第一构件的上游表面和第二构件的突出表面之间形成滞留流体的区域。如果未被注意，这种滞留的流体会变干并且堵塞该装置。从度数范围的上端开始，通过将该角减小到至少120度或至少100度，可以获得更为恒定的喷嘴填充体积/深度。例如，在轮廓400a中，大约90度的角平衡了这些考虑因素。
L形横截面轮廓400a是图3中所示的沿着方向
Figure BDA0003230439920000231
的装置300的横截面轮廓，并且由上游表面316和突出表面328形成。轮廓400a中的θ角是大致或大约90度。这种几何形状对于填充平面喷嘴支承本体是尤其有用的。
示例轮廓400b至400f是针对L形轮廓400a的变体。例如，轮廓400b由远离第二构件的突出表面弯曲的第一构件的上游表面形成。第二构件的下游表面与第一构件的上游表面同心。这种几何形状对于从圆柱形壳体的内部填充具有圆柱形壳体形式的喷嘴支承本体是尤其有用的。
轮廓400c是由第一构件的上游表面远离第二构件的突出表面倾斜而形成，其中内表面和突出表面形成大约100度的内角θ。这种几何形状也可用于填充平面喷嘴支承本体。
轮廓400d由朝向第二构件的突出表面弯曲的第一构件的上游表面和第二构件的突出表面形成。第二构件的下游表面与第一构件的上游表面基本同心。这种几何形状对于从圆柱形壳体的外部填充具有圆柱形壳体形式的喷嘴支承本体是尤其有用的。
与轮廓400c类似，轮廓400e是由第一构件的上游表面远离第二构件的突出表面倾斜而形成。内表面和突出表面形成大约100度的内角θ。然而，与在400c中第一构件始终具有相同厚度的情况不同，在400d中，第一构件的厚度在远离第二构件的方向上是减小的。因此，第一构件的横截面具有梯形形状。此外，与在400c中第二构件的下游表面基本平行于第一构件的上游表面的情况不同，在400e中，第二构件的下游表面平行于第一构件的上游表面。这种几何形状也可用于填充平面喷嘴支承本体。
在横截面轮廓400f中，第二构件具有台阶和斜面。这种形状在第一构件和第二构件之间创建两个内角。在第一构件的上游表面与第二构件的突出表面的倾斜部分之间形成第一内角，即，角θ1。在第一构件的上游表面与第二构件的突出表面的台阶部分之间形成第二角，即，角θ2。这两个角都在20度至160度的范围内。
如上所述的增大度数范围的下端和减小度数范围的上端的相同原理适用于由于例如第二构件的复杂形状(例如，在轮廓400f中所示)而在第一构件和第二构件之间形成的多个内角中的每个。轮廓400f的几何形状也可用于填充平面喷嘴支承本体。
如以上所解释的并且可以在图4中看到，在横截面轮廓400e至400f中的每个中，例如，在轮廓400a、400e和400f中，第一构件的上游表面平行于第二构件的下游表面，例如，在轮廓400b和400d中，第一构件的上游表面与第二构件的下游表面同心或基本同心(即，允许与第二构件的下游表面的相应切线之间的偏差达到20度)，或者例如，在轮廓400c中，第一构件的上游表面基本平行于第二构件的下游表面(即，允许偏差达到20度)。
参考横截面轮廓400b和400d，当第一构件的上游表面与喷嘴支承本体的圆柱形表面基本同心时，可以实现令人满意的操作。在一个示例工作构型中，具有例如轮廓400d的装置被定位在圆柱形喷嘴支承本体的外部并且接近于该圆柱形喷嘴支承本体的外表面，所述圆柱形喷嘴支承本体采用圆柱形壳体的形式，其厚度被喷嘴从其内部穿透到其下游表面。在该构型中，该装置的上游表面可以被布置成具有凹圆柱形曲率，所述凹圆柱形曲率与圆柱形壳体的接近于喷嘴支承外表面的凸圆柱形曲率互补。在第二示例工作构型中，具有例如轮廓400b的装置被定位在圆柱形喷嘴支承本体的内部并且接近于该圆柱形喷嘴支承本体的内表面，所述圆柱形喷嘴支承本体采用圆柱形壳体的形式，其厚度被喷嘴从其内部穿透到其外表面。在该构型中，该装置的上游表面可以被布置成具有凸圆柱形曲率，所述凸圆柱形曲率与圆柱形壳体的接近于喷嘴支承内表面的凹圆柱形曲率互补。
在本公开的上下文中，“基本同心”应当被理解为包括与同心度的较小偏差，使得喷嘴支承本体的圆柱形表面和上游表面在它们与源自圆柱形材料本体的轴线处的公共径向矢量相遇之处所取得的切线应当形成较小锐角(小于或等于20度)。类似地，“基本平行”应当被理解为包括与平行度的较小偏差，使得上游本体的平面表面和喷嘴支承本体的平面表面应当形成较小锐角(小于或等于20度)。因此，例如，参照图3，在开口330处的在第一构件的上游表面与喷嘴支承本体的外本体表面之间的间隙可以大于接近于突出表面328的在第一构件的上游表面与喷嘴支承本体的外本体表面之间的间隙。
此外，使用这样一种装置也可以实现令人满意的操作，即，所述装置的第二构件的下游表面当该装置不使用时是与第一构件的上游表面不平行、基本平行、同心或基本同心。在这种情形下，为了实现该装置的令人满意的操作，下游表面被配置为与喷嘴支承本体的表面一致，以便当该装置和喷嘴支承本体组装成工作构型时例如由于该装置被压靠在喷嘴支承本体的表面上而使得第二构件的下游表面变得与喷嘴支承本体的表面平行、基本平行、同心或基本同心。
图5和图6示意性地示出用于使用以上参照图3描述的装置300将流体加载到一个或多个喷嘴576中的组件500的工作构型的示例，所述一个或多个喷嘴576在平面喷嘴支承本体570(也可以被称为板)的分别上表面574和下表面572中的孔口578之间延伸。图6示出图5中所示的区域A的简化放大图。笛卡尔坐标(x，y，z)与
Figure BDA0003230439920000251
和
Figure BDA0003230439920000252
方向一起使用，
Figure BDA0003230439920000253
和
Figure BDA0003230439920000254
表示在三维空间中距原点增加距离。
板570具有在方向
Figure BDA0003230439920000255
上的宽度zp，其可以与装置300的流体加载宽度z相同或比装置300的流体加载宽度z宽。在后一种情形下，装置300的流体加载宽度z应当是足够宽的，以适用于包含已经选择用流体加载的喷嘴在内的板部分的宽度。板宽度zp也可以比装置300的流体加载宽度z窄，但是在这种情形下，在加载喷嘴的同时可以存在相当大的流体损失。
通常，装置300可以用于通过如下布置来将流体经由板570的表面574中的孔口578加载或填充(包括部分地加载或填充)到一个或多个喷嘴576中：
·定位和保持装置300，使得第二构件320的下游表面326紧密接近于板570的表面574并且使得上游表面316基本平行于板570的本体表面574延伸；
·向装置300的开口330(也被称为入口)补充流体的供应，使得上游表面316和本体表面574之间的间隙c1(在图6中以692示出)用流体填充，其中流体接触板570的本体表面574、装置300的第一构件310的上游表面316和装置300的第二构件的突出表面328；并且
·装置300和板570之间的相对运动使得：
ο本体表面574的每个元件都在从装置开口(入口)330朝向装置末端间隙340的方向上平移，所述装置末端间隙340在图6中以在694处的尺寸c2示出，其在使用中形成在下游表面326和本体表面574之间，并且
ο该运动将上游表面316和本体表面574之间的间隙c1维持基本恒定并且维持间隙c2＜0.5c1，并且优选地c2＜＜c1。
在图5和图6的示例中，上游表面316和下游表面326平行于板570的上本体表面574。如图6所示，上游表面316沿着流体接触弧长l1(沿着
Figure BDA0003230439920000261
测得的)与板570的喷嘴支承表面574分开了间隙c1(在方向
Figure BDA0003230439920000262
上)。下游表面326沿着弧长l2(沿着
Figure BDA0003230439920000263
测得的)与板的喷嘴支承表面分开了间隙c2(在方向
Figure BDA0003230439920000264
上)。
在图5和图6中，由于上游表面316、下游表面326和本体表面574之间的平行关系，间隙c1和间隙c2是均匀的。然而，如果上游表面316和/或下游表面326仅基本平行于本体表面574，则间隙c1和/或间隙c2将分别是不均匀的，而是基本均匀的。在这些情形中，c1和c2沿着上游表面和下游表面随位置x变化，变为c1(x)和c2(x)。在这种情况下，在装置的开口330处定义x＝0，使得在突出表面328处定义为x＝l1并且在末端间隙340处定义为x＝l1+l2，发现用c1eff和c2eff代替c1和c2是有效的，其中，c1eff和c2eff分别由
Figure BDA0003230439920000265
和
Figure BDA0003230439920000266
定义。本领域的技术人员将理解，类似的关系适用于以下例如参照图7和图8讨论的圆柱形几何形状的情况，并且辨别这样的条件。
如图5所示，在装置300上游的流体的补充供应是通过从流体供应罐560经由狭缝出口562流出流体564来提供，所述狭缝出口562沿着方向
Figure BDA0003230439920000271
与板570的上表面574基本平行地延伸到该上表面574上。可以选择狭缝出口562的出口孔以实现待供应流体的期望速率。该速率可以进一步由阀(未示出)控制。
板570在由箭头580所示的方向
Figure BDA0003230439920000272
上的平移提供了板570和固定装置300之间的相对运动。这种运动将供应的流体564转变为在板570的上表面574上的流体层并且将流体564运载到装置300。在供板570接收流体564的点与进入装置300的入口330之间的区域中，流体564的表面566和568与环境大气接触。因此，在该区域中，流体处于接近环境的压力下，并且从而仅重力和在流体564与喷嘴576的材料表面之间的表面能差异提供了促进流体564穿过板570的上表面574中的孔口578进入喷嘴576的力。对于较高粘度(典型地100.10-3Pa.s至1000.10-3Pa.s)的流体，诸如工业涂料、油漆、牙膏、热熔胶和环氧树脂，以及具有在0.1mm和2mm之间的横截面尺寸的喷嘴，这些力通常太弱而未能在0.1秒或更短的时间尺度内引起喷嘴576的显著填充，该时间尺度是在用于在基材上沉积流体的产生过程中典型的时间尺度。
尺寸cp、l1和c2被选择为使得当该平移使供应的流体564穿过入口330时与在喷嘴中和间隙c2中的流体流动相反的粘性力使流体564能够以足以填充间隙c1的速率供应。在这些条件下，流体564接触板570的上本体表面574、沿着长度l1接触上游表面316和接触装置300的突出表面328。由于突出表面328的存在、流体564的粘度以及在装置300的上游表面316和板570的上表面574之间的相对运动，流体564经受剪切力，所述剪切力导致间隙c1内的流体压力在从入口330朝向突出表面328的方向上增大。通常，流体564也将在间隙c2中沿着长度l1与下游表面326接触，并且在这种情况下，在间隙c2中的流体压力在从突出表面328到末端间隙340的方向上减小，随之任何离开的流体膜再次经受环境压力。
流体压力通常在上游表面316结束且突出表面328开始的点附近达到最大值。由于流入喷嘴576中，压力分布将有些扰乱，并且最大值可能不精确地在上游表面316与突出表面328相遇的点处。尽管如此，在装置300内的流体564与紧接存在于喷嘴576中的流体弯液面外部的环境压力之间有在方向
Figure BDA0003230439920000281
上的正压力差分布。随着喷嘴576平移经过装置300，该压力分布促使流体564流入喷嘴576中，使那些弯液面位移以用流体加载喷嘴。图6示出这种过程的进展，即，在所述过程中喷嘴5763具有加载到装置300内的喷嘴5763、5762和5761之中的喷嘴中的最小体积的流体6803，并且喷嘴5761具有加载到喷嘴5763、5762和5761之中的喷嘴中的最大体积的流体6801，其非常接近期望体积的流体6800，例如在喷嘴5760中所示，其在图6中是从装置300的下侧出现的。
一些流体564可以通过末端间隙340流出。然而，由于这种“过量流体”不携带最后期望待沉积在最终基材上的喷嘴图案，所以通常期望的是将通过末端间隙340的这种流体排放保持为实际最小值。
在诸如装置300的用于加载流体的装置的工作构型中，尺寸l1、l2和cp以及“紧密接近”间隙c2可以被选择为提供适用于填充喷嘴的流体压力分布，所述喷嘴在材料本体的相对表面中的孔口之间延伸。尤其，可以选择这些尺寸以满足以下条件：
(i)沿着上游表面316的长度l1的剪切产生的压力分布在喷嘴576沿方向580传输时提供了喷嘴576的连续加载/填充动作；
(ii)在喷嘴576传输经过下游表面326的长度l2时的喷嘴576的填充比由于喷嘴576传输经过上游表面316的长度l1而引起的喷嘴的加载/填充少得多；并且
(iii)通过末端间隙340的“过量液体”的流动被保持为实际最小值。
图7和图8示意性地示出组件700的工作构型的示例，所述组件700用于使用将流体加载到一个或多个喷嘴中的装置702将流体加载到一个或多个喷嘴776中，所述一个或多个喷嘴776在圆柱形喷嘴支承本体770(也称为圆柱体、辊、鼓或圆柱形壳体)的上表面774和下表面772中的孔口778之间延伸。图8示出图7中所示的区域B的简化放大图。
对于这种几何形状，圆柱坐标(r，φ，z)与分别在增大径向距离r、圆周角φ和轴向距离z的方向上的相对应的单位矢量一起使用，所述相对应的单位矢量分别被示出为
Figure BDA0003230439920000291
圆柱形本体770具有在
Figure BDA0003230439920000292
方向上的宽度zc，其可以与轴向测量的装置702的流体加载宽度z相同或比轴向测量的装置702的流体加载宽度z更宽。在后一种情形下，装置702的流体加载宽度z应当足以适用于包含已经选择用流体加载的喷嘴776在内的喷嘴支承表面774的部分的宽度。圆柱体宽度zc也可以比装置702的流体加载宽度z更窄，但是在这种情形下，在加载喷嘴776的同时可以存在相当大的流体损失。
装置702总体上类似于装置300并且遵循类似的原理，但是其形状和尺寸适于与圆柱形喷嘴支承本体770合作，如以下所解释的。尤其，装置702可以用于通过如下布置来将流体加载(包括部分地加载)到终止于本体770的圆柱形本体表面774中的孔口778中的喷嘴776中：
·定位和保持装置702，使得装置702的第二构件720的下游表面726紧密接近于圆柱形喷嘴支承本体770的本体表面774；
·上游表面716与圆柱形表面774基本同心地延伸；
·向开口(入口)730补充流体764的供应，使得在装置702的上游表面716和圆柱形本体表面774之间径向测量的间隙c1(在图8中以892所示)用流体填充，其中流体接触本体770的圆柱形本体表面774、装置702的第一构件710的上游表面716和装置702的第二构件720的突出表面728；并且
·装置702和本体770之间的相对运动使得：
ο该圆柱形本体表面774的每个元件都围绕该圆柱形本体的轴线在圆周方向
Figure BDA0003230439920000293
(以780示出)上从装置入口730朝向末端间隙840旋转，所述末端间隙840以在894处的尺寸c2(径向地测得的)示出，其在使用中形成在装置702的下游表面726和本体770的本体表面774之间，并且
ο该运动将上游表面716和本体表面774之间的间隙c1(径向地测得的)基本恒定并且维持下游表面726和本体表面774之间径向测得的间隙，使得c2<0.5c1，并且优选地c2＜＜c1。
在该示例中，上游表面716和下游表面726与圆柱形本体770的外圆柱形表面774同心。如图8所示，上游表面716沿着流体接触弧长l1(圆周地测得的)与本体770的外圆柱形表面774分开了间隙c1(径向地测得的)。下游表面726沿着弧长l2(圆周地测得的)与本体770的外圆柱形表面774分开了间隙c2(径向地测得的)。
如图7所示，在装置702上游的流体的补充供应是通过从流体供应罐760从狭缝出口762流出流体764来提供，所述狭缝出口762与
Figure BDA0003230439920000301
基本平行地延伸到本体770的外圆柱形表面774上。可以选择狭缝出口762的出口孔以实现待供应流体的期望速率。该速率可以进一步由阀(未示出)控制。
本体770沿在780处以
Figure BDA0003230439920000302
示出的圆周方向上的旋转在外圆柱形表面774和固定装置702之间提供相对运动。该运动将供应的流体转变为在外圆柱形表面774上的流体层并且将流体764运载到装置702。
类似于参照图5和图6描述的板情形，在供圆柱形本体770接收流体764之处与进入装置702的入口730之间的区域中，流体764的表面766和768接触环境大气并且因此处于接近环境的压力下。因此，在该区域中，仅重力和在流体764与喷嘴776的材料表面之间的表面能差异提供了促进流体764穿过本体770的外圆柱形表面774中的相应孔口778进入喷嘴776的力。对于较高粘度(再次，典型地，100.10-3Pa.s至1000.10-3Pa.s)的流体，诸如工业涂料、油漆、牙膏、热熔胶和环氧树脂，以及具有在0.1mm和2mm之间的横截面尺寸的喷嘴，这些力通常太弱而未能在0.1秒或更短的时间尺度内引起喷嘴576的显著填充，该时间尺度是在用于在基材上沉积流体的产生过程中典型的时间尺度。
尺寸cp、l1和c2被选择为使得当该圆柱形本体770的旋转780使供应的流体764穿过入口730时与在喷嘴中和间隙c2中的流体流动相反的粘性力使流体764能够以足以填充间隙c1的速率供应。在这些条件下，流体764接触圆柱形本体770的上本体表面774、沿着长度l1接触上游表面716和接触装置702的突出表面728。由于突出表面728的存在、流体764的粘度以及在装置702的上游表面716和圆柱形本体770的上表面774之间的相对运动，流体764经受剪切力，所述剪切力导致间隙c1内的流体压力在从入口730朝向突出表面728的方向上增大。通常，流体764也将在间隙c2中沿着长度l1与下游表面726接触，并且在这种情况下，在间隙c2中的流体压力在从突出表面728到末端间隙740的方向上减小，随之任何离开的流体膜再次经受环境压力。
流体压力通常在上游表面716结束且突出表面728开始的点附近达到最大值。由于流入喷嘴776中，压力分布将有些扰乱，并且最大值可能不精确地在上游表面716与突出表面728相遇的点处。尽管如此，在装置702内的流体764与紧接存在于喷嘴776中的流体弯液面外部的环境压力之间有在圆周方向
Figure BDA0003230439920000311
上的正压力差分布。随着喷嘴776传输经过装置702，该压力分布促使流体764流入喷嘴776中，使那些弯液面位移以用流体加载喷嘴。
图8示出这种过程的进展。喷嘴7764具有加载到装置702的喷嘴7764、7763、7762和7761之中的喷嘴中的最小体积的流体8604。喷嘴7761具有加载到装置702的喷嘴7764、7763、7762和7761之中的喷嘴中的最大体积的流体8801，其非常接近期望体积的流体8600，例如在喷嘴7760中，其在图8中是将从装置702出现的。
一些流体764可以通过末端间隙840流出。然而，由于这种“过量流体”不携带最后期望待沉积在最终基材上的喷嘴图案，所以通常期望的是将通过末端间隙840的这种流体排放保持为实际最小值。
接下来是设计和操作条件以提供高效的喷嘴填充，同时最小化通过末端间隙的“过量液体”的流动，这些是针对参照图7和图8描述的圆柱形几何形状来描述的。然而，本领域的技术人员基于这样的公开内容将容易地辨别用于参照图5和图6描述的平面几何形状的等效条件。
在诸如装置702的用于加载流体的装置的工作构型中，尺寸l1、l2和cp以及“紧密接近”间隙c2被选择为提供适用于填充喷嘴的流体压力分布，所述喷嘴在材料本体的相对表面中的孔口之间延伸。尤其，可以选择这些尺寸以满足以下条件：
(i)在喷嘴776沿圆周方向
Figure BDA0003230439920000321
(也被示出为方向780)传输经过上游表面716的圆周弧长l1时，提供喷嘴576的连续加载/填充动作；
(ii)在喷嘴776传输经过下游表面726的圆周弧长l2时的喷嘴776的任何填充比在喷嘴776传输经过上游表面716的圆周弧长l1时的喷嘴的加载/填充少得多；并且
(iii)将通过末端间隙840的“过量液体”的流动保持为实际最小值。
参照图7和图8，径向测量的间隙c1和轴向测量的流体加载宽度z限定装置702的入口730的尺寸。因此，入口730可以允许流体通过面积为c2z的孔。径向测量的间隙c2和轴向测量的流体加载宽度z限定末端间隙840的尺寸。因此，末端间隙840可以允许流体通过面积为c2z的孔泄漏。为了减少流体通过末端间隙840的泄漏，间隙c1和c2应当被选择为使得c2＜0.5c1。选择间隙c1和c2，使得c2＜＜c1进一步减少流体通过末端间隙840泄漏。
例如，如果c2被选择为使得c2＜0.5c1，即，c1＞2c2，则由于c1＝c2+cp，c2满足沿着圆周弧长l2的条件c2＜cp，并且可能c2＜＜cp。在如贯穿本公开所描述的工作构型中，条件c2＜cp定义了该装置与喷嘴支承本体的“紧密接近”定位。满足此条件有助于满足以上条件(ii)和(iii)。
用于在组件700中满足上述条件的示例实际实施方案包括：在缺乏流体供应的情况下，将装置定位成将装置702的下游表面726压靠在喷嘴支承本体770的本体表面774上并且保持装置702处于该位置中。例如，该装置可以被机械地压靠在本体表面774上，例如，用弹簧保持。在没有供应流体的情况下，c2＝0。在该实施方式中，一旦流体764被供应，则仅由于下游表面726和本体表面774之间的非常薄的流体润滑膜，c2可以升至0以上。条件c2＜cp，并且此外，条件c2＜＜cp，因此容易地被满足，后者确保条件c2＜＜c1被满足。这样，减少了对经过第二构件720的下游表面726加载喷嘴的贡献以及对通过末端间隙840的流体的过量流动的贡献。
更一般地并且如上所述，上游表面716和下游表面726不需要与圆柱形壳体770的流体接触外表面774完全地同心。反而，上游表面716和下游表面726需要是如以上定义的“基本同心”。在这种情况下，在沿着圆周弧长l2的任何地方满足条件c2＜cp确保了装置702“紧密接近”喷嘴支承本体770。
如上所述，在间隙c1内的流体压力沿着流体接触圆周弧长l1(在从入口730朝向突出表面728的方向上)横跨该装置的流体加载宽度z升高。由于上游表面716和本体表面774在工作构型中基本彼此互补并且彼此相对，所以当该装置处于使用中时，在其上升高流体压力的喷嘴支承本体的流体接触面积Ad可以近似为
Figure BDA0003230439920000331
让喷嘴支承本体的表面上的喷嘴孔口的图案使得在该流体接触面积Ad内有n个喷嘴。然后，对于每个流体接触喷嘴而言，在其上升高流体压力的本体表面的面积(即，沿着流体接触圆周弧长与上游表面的流体接触面积互补的本体表面的面积)为Ad/n。该面积被表示为An，即，
Figure BDA0003230439920000332
Figure BDA0003230439920000333
因此，1/An是在与第一表面的流体填充区域相对的喷嘴支承本体的区域中的每单位面积的喷嘴数量。
在许多实际应用中，n＞＞1，使得An＜＜Ad。在这种情况下，在以下其它条件下操作组件700是尤其有利的：
(i)上游表面716和下游表面726被布置成与外圆柱形表面774同心；
(ii)突出表面728被布置成在该突出表面728与上游表面716相遇的区域中基本垂直于上游表面716的切线并且在该突出表面728与下游表面726相遇的区域中基本垂直于下游表面726的切线；
(iii)操作间隙c1被选择为使得c1＞＞3Vn/An，其中Vn表示待加载到每个流体接触喷嘴中的期望的流体体积，
(iv)圆周弧长l1是根据c1的选定值、喷嘴尺寸和待加载到每个流体接触喷嘴中的期望的流体体积Vn来选择的。例如，对于广泛范围的流体而言，在其整个长度上具有恒定直径dn的圆形喷嘴的情况下，l1可以被选择为满足关系
Figure BDA0003230439920000341
(v)装置702的尺寸cp被选择为使得c2(其由c2＝c1-cp确定)满足关系c2＜cp并且优选地满足c2＜＜cp，并且
(vi)圆周弧长l2被选择为使得满足关系
Figure BDA0003230439920000342
基于这样的公开内容，本领域的技术人员将容易地辨别用于参照图3和图4描述的平面几何形状的等效条件。本领域的技术人员将类似地认识到，当上游表面716和/或下游表面726仅与体表面774基本同心时，需要用适用于c1eff和c2eff(如已经参照图5和图6对于平面几何形状所描述的)的圆柱形几何形状的类似值来替换上述关系中的c1和c2的值。
已经发现，如果可以发现满足上述条件(iii)、(iv)和(v)的cp和l1的值提供比率l1/cp＞1并且优选地l1/cp＞＞1，则本装置可以为各种流体和操作条件提供一致性的流体“填充”。
根据本公开的一种实验装置被创建以将流体经由壳体的外表面中的孔口加载到具有圆柱形壳体形式的喷嘴支承本体的喷嘴中。壳体厚度为2mm，并且喷嘴以穿透其厚度的阵列图案排列。因此，每个喷嘴长度均为2mm，并且每个喷嘴都在整个长度上具有圆形横截面直径dn＝0.5mm。因此，每个喷嘴容积都能够在没有过渡填充的情况下容纳0.39mm3的最大体积。
该装置被设计为将体积Vn＝0.33mm3的流体加载到喷嘴阵列中，所述喷嘴阵列以规则的图案间隔开，使得An＝6.9mm2。因此，上述条件(iii)要求c1＞＞3Vn/An＝143μm，并且上述条件(iv)要求
Figure BDA0003230439920000343
l1和c1被相对应地选择为l1＝10mm和c1＝1.3mm。为了满足上述(v)中的更为严格的关系，即，c2＜＜cp，cp已经被选择为cp＝1.2mm，根据要求给出c2＝c1-cp＝100μm＜＜cp。因此，也满足了理想的比率l1/cp＞＞1。然后，使用现在已确定的c1、c2和l1的值来选择l2的值以满足(vi)，要求l2＞＞5μm。l2被选择为l2＝3.1mm，满足该条件。
该装置被构造为具有如参照图16描述的整体几何形状，其具有如图4所示的局部几何形状(轮廓)400d。θ的值被选择为θ＝90°。Δ的值被选择为Δ＝188.4°。该装置的整体尺寸在圆周方向上为50mm、在径向方向上为10.4mm并且在轴向方向上为260mm。这包括具有端板形式的端部构件。端板具有与圆柱形壳体的外表面相同的曲率。每个端板都具有5mm的宽度和15mm的高度，并且因此每个端板与圆柱形壳体的接触面积均为75mm2。该装置被取向为使得上游表面和下游表面与圆柱形壳体的外表面密切地同心。在该取向上，用160N N的力将该装置压靠在圆柱形壳体上，使得下游表面与圆柱形壳体的外表面一致并且端板形成高效的密封以防止从该装置的侧部泄漏。该装置被操作成使得第一表面的全长度与流体接触。该装置使用具有在1000.10-3Pa.s至2000.10-3Pa.s的范围内的粘度的流体来操作。圆柱形壳体绕其轴线旋转以在圆柱形壳体和该装置之间产生在0.4m/s至4m/s的范围内的相对运动速度。因此，针对每个喷嘴的“填充时间”是介于2.4ms和25ms之间。在这些条件下，该装置被令人满意地操作，以将要求的填充体积
Figure BDA0003230439920000351
提供到喷嘴中。
如在以上示例中，应当注意到，如果满足条件c2＜＜c1，则总体上非必要的是l2＞l1，以便满足条件
Figure BDA0003230439920000352
在实际实施方式中，经常方便的是将装置设计为使得l2＜l1。
在上述条件(i)至(vi)下，在喷嘴经过装置702的长度l2期间填充/加载喷嘴的流体变得远少于在喷嘴经过装置的长度l1期间的填充/加载喷嘴的流体。此外，在这些条件下并且对于广泛范围的液体粘度，进入喷嘴的流体的总体积基本是恒定的。这意味着进入每个喷嘴的总体积变为：
-当c2＜＜cp时，与(l1/c1)＝l1/(c2+cp)≈l1/cp密切地成正比；并且
-基本独立于流体764的流体粘度或本体770的圆柱体旋转速率。
这继而意味着，喷嘴的“填充体积”Vn可以被简单地通过该装置本身的尺寸l1和cp来调整，对许多其它参数几乎不敏感，包含间隙c2的精确值在内。这当根据在WO 2017/141034 A1中公开的技术进行打印时给出了特定的益处，这是由于允许最后从每个喷嘴沉积到最终基材上的流体团块体积是基本恒定，尽管流体的粘度例如由于在操作温度下的变化而改变，无论操作间隙c2的精确值如何，所述流体团块体积也是基本恒定的。就平面几何形状而言，例如，参照图3至图5描述的组件，上述“基本同心度”条件(i)可以用对于平面材料本体570的上游表面316、下游表面326和本体表面574之间的基本平行度优选的等效物替换。
图9示出用于将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的装置900的另一个示例。装置900总体上类似于参照图3描述的装置300，并且包括连接至第二构件920的第一构件910，其中第一构件限定第一上游表面916，并且第二构件920限定第二突出表面928和第三下游表面926，所述第二突出表面928以内角θ从上游表面916延伸，所述第三下游表面926基本平行于所述上游表面916。与装置300不同，装置900还包括第三构件903(也可以被称为第一侧部构件)和第四构件907(也可以被称为第二侧部构件)，所述第三构件903连接至第一构件910和第二构件920(例如，从第一构件910和第二构件920延伸或附接到第一构件910和第二构件920)，所述第四构件907连接至第一构件910和第二构件920(例如，从第一构件910和第二构件920延伸或附接到第一构件910和第二构件920)，所述所述第四构件907与所述第一侧部构件903相对。侧部构件903和907与上游表面916和突出表面928一起在装置900内形成或限定凹部923，所述凹部923具有宽度(流体加载宽度)z和长度l1，所述凹部923被配置为形成当装置900处于工作构型中时用于接收流体的袋状部，例如，如以上参考装置300和图5和图6所描述的。尤其，凹部923被配置为(例如被成形为)使得当装置900通过被放置到或压靠在喷嘴支承本体上而被组装成工作构型时形成袋状部，即，能够保持接收在其中的流体的容器，其由凹部923和喷嘴支承本体形成。
第一侧部构件903和第二侧部构件907分别具有第四表面905和第五表面909。当该装置在工作构型中使用时，表面905和909面向喷嘴支承本体的本体表面。如图9所示，表面905和909可以在该装置的相对两侧上连接至下游表面926以形成单个表面，所述单个表面在使用中被保持抵靠在喷嘴支承本体的本体表面上。即，表面905的至少一部分和表面909的至少一部分从下游表面926的相对两侧延伸以与下游表面926形成单个表面，所述单个表面被配置为当该装置处于工作构型中时与喷嘴支承本体的本体表面一致。在一些示例实施方式中，例如，旨在用于与具有平面喷嘴支承表面的本体一起使用的那些实施方式，但不限于，表面905和909基本平行于上游表面916和喷嘴支承本体的本体表面。
在用于加载流体的装置中使用装置900的侧部构件构型有助于在该装置相对于喷嘴支承本体运动时减少流体从该装置的侧部的损失，以及有助于横过该装置的流体加载宽度z的一致的流体压力，从而改进喷嘴的填充深度/体积的一致性。
图10示出具有用于将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的侧部构件的装置的又一个示例。尤其，装置1000包括第一构件1010、第二构件1020以及侧部构件1003和1007，它们一起形成该装置的整体式本体。由侧部构件1003和1007、第一构件1010的上游表面1016和第二构件1020的突出表面1028形成或限定凹部1023，并且所述凹部1023被配置为当该装置处于工作构型中时与喷嘴支承本体形成袋状部。类似于装置900，侧部构件1003的表面1005和侧部构件1007的表面1009从第二构件1020的下游表面1026的相对两侧延伸以与下游表面1026形成单个表面，所述单个表面被配置为当该装置处于工作构型中时与本体表面一致。
图11A示出用于将流体加载到喷嘴支承本体的喷嘴中的装置的又一个示例。图11A示意性地示出由发明人制造的用于实验测试的装置1100。与图10的装置1000不同，装置1100由单块材料(在这种情况下为高密度PTFE)制成，并且还包括漏斗构件1115，所述漏斗构件1115具有第六表面1117(也可以被称为漏斗表面)，所述第六表面1117以角Δ与该装置的上游表面1116相交。
在上游表面1116和漏斗表面1117之间形成的角Δ处于185度至265度的范围内，优选地处于200度到250度的范围内，以便当该装置与喷嘴支承本体组装成工作构型时，在装置1100的漏斗表面1117和喷嘴支承本体的本体表面之间形成漏斗状物以用于收集供应到喷嘴支承本体的多余流体。可以在图12中看到该漏斗状物，图12示出包括具有漏斗构件1115的装置1100的组件的放大剖视图，所述漏斗构件1115用于当装置1100将流体加载到喷嘴支承本体1270的喷嘴中时防止装置1100溢出流体，所述喷嘴支承本体1270被形成为该装置的成一体零件。如可以参见图12，在漏斗表面1117和本体表面1274之间形成用于收集流体的漏斗状物。这有助于防止装置1100溢出流体。
参照图11A，漏斗表面1117还与表面1103和1107相交，所述表面1103和1107从下游表面1126的相对两侧延伸并且与下游表面1126形成单个表面，所述单个表面被配置为当该装置处于工作构型中时与本体表面一致，例如，被放置或压靠在喷嘴支承本体上。在该示例装置中，漏斗表面1117与表面1103和1107的相交比漏斗表面1117与上游表面1116的相交出现在更靠近突出表面1128的位置处。这意味着，在工作构型中，侧表面1131和1132沿着凹部1123的全长度l1(在图12所示)没有全深度，但是侧表面1131和1132的深度反而在上游表面1116与漏斗表面1117相交之处减小到零。在使用中，在工作构型中，这可以允许流体从由凹部1123和喷嘴支承本体1270形成的袋状部(这将出现在由图12中的1266所示的区域中)从该装置的侧部通过在图11A中以1140和1141表示的虚线所示的近似三角形横截面区域泄漏。
然而，在实验实施方式中，对于其中流体接触长度l1远小于在喷嘴和该装置的流体加载宽度z的端部之间的距离的装置，这种泄漏流动在横过流体加载宽度z填充喷嘴支承本体中的喷嘴的体积中不产生不可接受的变化。事实上，甚至当该装置的流体加载宽度与该装置的总宽度相同时(即，当不存在表面1103和1107以及侧表面1131和1132时)，也可以获得这种条件，从而得到实用的装置。在这样的情况下，在这种装置和喷嘴支承本体的本体表面之间形成的漏斗状物仍然有助于防止该装置溢出供应到喷嘴支承本体的流体。
例如，图15A和图15B示出与流体一起使用的组件1500的剖视图，其中组件1500包括圆柱形喷嘴支承本体1570和用于加载流体的装置1502。装置1502具有作为该装置的成一体零件的漏斗构件1515，但不具有任何侧部或端部构件。图15A所示的组件1500如提供为用于比图15B中的间隙(其中这种间隙被示出为趋于零)更宽的“紧密接近”间隙c2。通过减小间隙c2，在装置1502的下游表面1526和喷嘴支承本体1570(诸如其表面)之间实现更大的密封。如可以参见图15A和图15B，在漏斗表面1517和本体表面1574之间形成漏斗状物，其用于收集供应到本体表面1574的过量流体。这帮助防止装置1502溢出流体。
返回参照图11A，有时期望将从该装置的侧部泄漏的流动最小化，例如，参照图11A的1140和1141描述的那些。在这种情况下，漏斗表面1117可以反而被布置为直接与表面1103和1107相交，或者在漏斗表面1117与上游表面1116相交时表面1103和1107的延伸部距突出表面1128的距离是相同的。这样，在工作构型中，侧表面1131和1132具有沿着凹部1123的全长度l1的全深度，使得消除了在图11A中以1140和1141指示的虚线示出的横截面区域，横过所述横截面区域可以出现来自相应袋状部的泄漏。在图11B中示出这种布置的示例。
可替代地或另外地，在图11A中所示的装置可以与诸如端板的端部构件配合，以减少或防止这种泄漏。图16示出用于加载流体的装置1600的示例，所述装置1600具有端部构件1650(也被称为侧板或侧部构件)。装置1600的主体类似于图11A的装置1100，除了装置1600适于与圆柱形喷嘴支承本体1770(图17所示)一起使用而不与图12的平面喷嘴支承本体1270一起使用以外。这意味着上游表面1616和下游表面1626以及表面1603和1607是圆柱形表面，所述圆柱形表面的曲率中心与圆柱形本体1770的本体表面1774的曲率中心基本相同，其中在工作构型中它们非常接近。这在图16中使用曲率1698示出。
类似于图11A的装置1100，装置1600的侧表面1631和1632不具有沿着全长度l1的全深度。然而，与图11A的装置1100不同，装置1600包括端部构件1650，其表面1652具有与圆柱形本体1770的本体表面1774基本相同的曲率中心(在图16中使用曲率1698示出)，使得它们在工作构型中与本体表面1774形成延伸的密封区域。这意味着，在工作构型中，当该装置处于使用中时，通过侧板1650的相对应部分1666极大地阻止溢出可能经由由不完整的侧表面1631和1632形成的开口所溢出的流体。
类似于图11A的装置1100，图16的装置1600具有形成在其中的凹部1623A。凹部1623A由上游表面1616和突出表面1628限定。凹部1623A进一步由侧表面1631和1632限定。凹部1623A被配置为当装置1600处于工作构型中时与相应的喷嘴支承本体形成用于接收流体的袋状部。然而，该袋状部不限于凹部1623A区域。反而，装置1600包括端部构件1650和漏斗构件1615，它们扩展了由凹部1623A形成的袋状部。即，凹部1623A被配置为当该装置抵靠喷嘴支承本体放置时形成袋状部的内部区域。然后，当该装置与喷嘴支承本体处于工作构型中时，该袋状部进一步由漏斗构件1615(尤其其漏斗表面1617)和端部构件1650(尤其其内表面1666)限定。端部构件1650和漏斗构件1615形成凹部区域1623B，所述凹部区域1623B被配置为形成当装置1600抵靠相应的喷嘴支承本体放置时所形成的袋状部的外部区域。
当用于加载流体的装置具有包括侧板或端部构件(例如，装置1600的侧板1650)的构型时，此类侧板/构件可以永久性地附接到该装置的本体，例如，胶合或粘合到装置的本体，或者可拆卸地安装在该装置的本体上，例如，栓接或拧紧在该装置的本体上。在后一种情况下，端部构件(例如，侧板1650)可以针对不同的应用和/或不同的操作条件(例如，取决于使用该装置将流体加载到喷嘴支承本体的喷嘴中的温度)进行更换，以及它们相应的表面(例如，表面1652)磨损或变得损坏。
图21示出具有可拆卸的端部构件的用于加载流体的装置2100的示例。装置2100类似于图16中所示的装置并且包括两个可拆卸的端部构件2150。在图21中示出装置2100的两个视图2101A和2101B。视图2101A示出附接有端部构件2150的装置2100，而视图2101B是可拆卸的端部构件2150之一的分解图。
在图21中示出的用于加载流体的装置的变体中，端部构件2150使用六角螺栓2153附接到装置2100。每个端部构件2150都限定用于接收六角螺栓2153的通孔2155，所述六角螺栓2153继而被固定在形成于装置2100的本体内的相对应开口2157中，从而将端部构件2150固定到装置2100。
然而，也可以使用其它类型的紧固器件，例如，螺栓、销钉和夹具、一个或多个弹簧销等。端部构件与装置的本体之间的良好配合和对准将改进由端部构件所提供的装置的防泄漏能力。
如上所述，在一些示例装置中，端部构件反而可以被永久性地附接到装置的本体。用于永久性附接的方法包括但不限于，例如，胶合和粘合。胶合涉及使用单独的粘合剂将两个部件固定在一起。可以用于胶合两个部件(例如，端部构件和用于加载流体的装置的本体)的粘合剂的示例包括环氧基粘合剂和氰基丙烯酸酯粘合剂。
与胶合不同，粘合不使用单独的粘合剂层。反而，当使用粘合将端部构件附接到该装置的本体时，对于两个部件而言通常使用相同的材料，例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粘合到PMMA或者聚四氟乙烯(PTFE)粘合到PTFE。可以用于将端部构件附接到用于加载流体的装置的本体的粘合的示例包括但不限于，热粘合和溶剂粘合。
以下对胶合和粘合材料的考虑尤其会影响选择哪些材料来制造用于加载流体的特定装置：
●PTFE难以胶合，但可以被热粘合；
●PMMA可以被胶合和溶剂粘合；
●超高分子量聚乙烯(UHMWPE)难以胶合，但可以被热粘合；
●乙缩醛难以胶合，但可以被热粘合；
●丁腈橡胶可以被胶合；
●聚酰亚胺可以被胶合，但难以粘合；并且
●聚酰胺难以胶合，但可以被粘合。
图13示出具有一体式侧部构件的用于加载流体的装置1300的又一个示例。装置1300适用于将流体加载到平面喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中。图14示出与平面喷嘴支承本体1470组装成工作构型的装置1300的放大剖视图。
通常，装置1300类似于参照图11A和图11B描述的装置1100。然而，与装置1100不同，装置1300包括在装置1300的相对两侧处的两个一体式侧部构件1350。每个侧部构件1350都具有第七表面1352，所述第七表面1352被配置为当该装置处于工作构型中时与喷嘴支承本体1470的本体表面1474的形状一致。例如，侧部构件1350可以成形为与平面本体表面1470的整体形状互补。因此，对于平面本体表面1470，侧部构件1350继而可以具有平面配对表面1352。然而，如果喷嘴支承表面是圆柱形的，则侧部构件具有凹形配对表面，如例如在图16至图19中所示的，或者当该装置被定位在具有圆柱形壳体(未示出)形式的喷嘴支承本体内时与喷嘴支承表面的圆柱形凹形曲率互补的凸形配对表面。贯穿本公开应当理解，当用于加载流体的装置的特定表面被描述为成形/配置为与喷嘴支承本体的表面的形状互补或一致或基本互补或一致时，参照喷嘴支承本体的表面的整体形状，其中这种整体形状不包括限定在喷嘴支承本体的表面中的孔口。
每个表面1352都包括与装置1300的下游表面1326对准的表面部分1354，从而形成包括下游表面的延伸表面，所述下游表面被配置为当该装置处于工作构型中时与本体表面一致。类似于图11A和图11B的装置1100，装置1300具有形成在该装置内的凹部1323。凹部1323由突出表面1328、上游表面1316、在侧部构件1350之间的漏斗表面1317的一部分限定并且由侧部构件1350以及尤其侧部构件1350的相应侧表面1341和1342限定。凹部1323被配置为当该装置与喷嘴支承本体一起被放置到工作构型中时形成用于接收和保持流体的袋状部，所述袋状部例如被定位成接近于喷嘴支承本体或压靠在喷嘴支承本体上。
侧部构件1350帮助防止流体从装置1300的端部流出，以及稳定横过装置1300的流体加载宽度z的加载压力，使得喷嘴填充过程横过装置1300是类似的。
虽然在图13中侧部构件1350被示为与装置1300成一体地形成，但是当装置与相应的喷嘴支承本体组装成工作构型时，侧部构件1350可以被附接到该装置(类似于图16中所示的端部构件)或被保持(例如，被机械地保持，诸如被弹簧保持)紧密接近于装置1300。在后一种情形下，可以为将该装置保持抵靠喷嘴支承本体所施加的力是不同于为将侧部构件(和/或端部构件)保持抵靠喷嘴支承本体所施加的力，以确保由第二个构件和侧部构件(和/或端部构件)将足够的压力施加到喷嘴支承本体，从而在该装置(其下游表面和侧部构件(和/或端部构件)的配对表面)与喷嘴支承本体的本体表面之间形成密封。侧部构件和/或端部构件可以由尼龙、聚酰亚胺、PTFE或UHMWPE制成。
图18示出总体上与图13的装置相对应的用于加载流体的装置1800，除了装置1800适于与图19所示的圆柱形喷嘴支承本体1970一起使用而不是与与图14的平面形状本体1470一起使用之外。这是通过将上游表面1816、下游表面1826以及侧部构件1850的表面1852配置为具有与圆柱形喷嘴支承本体1970的本体表面1974基本相同的曲率中心来实现，使得在工作构型中表面1826和1852与本体表面1974形成延伸的密封区域。
图27A和图28A示意性地示出组件2700的工作构型的示例，所述组件2700用于使用图18的用于加载流体的装置1800将流体加载到圆柱形喷嘴支承本体2770的一个或多个喷嘴2776中。图27B示出在图27A中所示的区域2710的放大图，而图28B示出在图28A中所示的区域2810的放大图。所有附图均提供了相应组件的剖视图。
返回参照图7和图8，在这些附图中描绘的构型包括定位在喷嘴支承本体770上方的流体供应罐760，其用于将流体764输送到喷嘴支承本体770的外表面774上。在外表面774和装置702之间的相对运动将已经沉积到外表面774上的流体764携带到装置702中，并且更具体地携带到由装置702和喷嘴支承本体770形成的袋状部中。然而，在一些示例布置中，流体供应罐可以反而被定位成将流体直接输送到由该装置和喷嘴支承本体形成的袋状部中。图27A至图29B示出这种构型的示例。
类似于图7和图8的构型700，在图27的组件2700中，在装置1800上游的流体的补充供应是通过从流体供应罐2760流出流体2764来提供。流体2764从一个或多个开口2762横过本体2770的宽度沉积。
图29A和图29B示出具有与组件2700类似的构型的组件2900，除了喷嘴支承本体2970具有在整个喷嘴支承本体中均匀分布的喷嘴2976以外，而喷嘴支承本体2770具有喷嘴2776的群集。
在这两种配置中，流体供应罐2760或类似器件被定位为具有在由装置1800和喷嘴支承本体2770或2900分别形成的袋状部2723或2923上方的开口以将流体2764直接沉积到袋状部中。用于加载流体的装置2700、2900和流体供应罐2760是固定的。喷嘴支承本体2770、2970的外表面相对于该装置的旋转运动使得喷嘴能够用流体加载，同时流体供应罐2760以期望的速率补充袋状部2723、2923中的流体。与本申请中的其它地方所讨论的原理相同的原理(包含图7和图8)适用于在图27A至图29B中所示的构型。
图27A示出在任何流体被输送到袋状部2723中之前的组件2700，而图28A示出具有用流体2764补充的袋状部2723的组件2700。图29A示出在用流体补充袋状部2923的过程中的组件2900。每个放大的横截面区域2710、2810和2910都示出装置1800的上游表面1816、下游表面1826和端部构件1850的表面1852全部分别与喷嘴支承本体2770或2970的表面的曲率一致。
不同的应用会需要不同的流量水平。例如，以0.25m/s的速度在喷嘴支承本体的200mm的宽度上以10g/m2来沉积涂层要求0.5g/s的涂层流速。以1m/s的速度在喷嘴支承本体的200mm的宽度上以40g/m2来沉积涂层需要8g/s的涂层流速。假设有在相同的流量水平下将流体沉积到由该装置和喷嘴支承本体形成的袋状部中的操作，在本申请中描述的一些装置构型将在该装置的操作期间以比其它构型更大的程度上减少流体从袋状部泄漏。例如，在不期望有泄漏的应用中，在图11A中所示的装置1100会能够在较低流量的操作中防止泄漏，但在较高流量的操作中并非如此。如果要求较高流量操作，则图13和图16中所示的装置1300和1600将分别提供比在图11A或图11B中所示的装置1100更好的泄漏保护。
可以在某些情形下通过控制提供到袋状部中的流体的流速来控制可以使用用于加载流体的装置(例如，在本申请中描述的装置)来填充喷嘴支承本体的喷嘴的水平。例如，参照图13和图20，图20示出图13的装置1300的等距视图(在附图的顶部处)和前视图(在附图的底部处)。在图20中，装置1300被示出为具有袋状部，所述袋状部由凹部1323和喷嘴支承本体(为了便于说明未示出)形成以用流体填充。当流体聚集在袋状部中时，形成弯液面2092。通过控制袋状部内的弯液面的水平，可以控制喷嘴填充水平。
如图20所示，流体进入袋状部中的流速可以被控制成使得将弯液面维持在上游表面1316的顶部之上，即，在上游表面1316与漏斗表面1317相遇的水平之上。在图20中使用线2090指示该水平。在该水平2090之上的区域中的流体对袋状部中产生的压力没有显著地贡献。因此，对于在整个喷嘴支承本体中没有均匀地布置喷嘴的应用(例如，形成图案)而言，通过将弯液面水平维持在水平2090之上，弯液面水平中的变化将不显著地改变喷嘴填充的水平，甚至当正被填充的喷嘴的数量在任一时间变化的时候。可以在图28A和图28B中看到将弯液面维持在上游表面的顶部之上的另一个示例。
另一方面，对于需要改变涂层重量的应用，所述涂层重量又通过喷嘴填充水平被控制，这可以通过将弯液面水平维持低于水平2090来实现。在这种情形下，喷嘴填充的水平通过由流体进给到袋状部中的速率确定。在袋状部内的弯液面上升到这样的水平，即，在所述水平处在该装置中的流体中产生的压力使得流体流入喷嘴中的速率与由流体进给到袋状部中的速率相匹配。然后，弯液面水平取决于流体供应的速率、装置的尺寸和流体的粘度。可以在图29A和图29B中看到将弯液面维持在上游表面的顶部之下的又一个示例。
图22和图23示出用于在喷嘴支承本体中加载流体的装置的进一步示例。图22示出适合于将流体加载到形状为板的喷嘴支承本体中的装置2200。在装置的这种设计中，凹部2223由上游表面2216和由突出表面2228形成，其中凹部2223在装置2200的整个宽度上延伸。这意味着，凹部的几何形状在填料的整个宽度上是一致的。
由于装置2200的简单性，装置2200是易于制造的。此外，凹部2223的一致性几何形状横过凹部的长度引起稳定的弯液面。然而，当这种装置与喷嘴支承本体组装成工作构型时，这种装置没有形成袋状部，由此允许在操作时流体容易地从该装置的两侧溢出。尽管如此，装置2200可以适用于在较低流量的操作中使用，尤其是在可接受流体溢出的情况下。
图23示出适合于将流体加载到形状为鼓(圆柱体、辊等)的喷嘴支承本体中的装置2300，所述喷嘴支承本体具有穿透鼓的整个厚度的喷嘴。主体2305的设计类似于图22的装置2200的设计，除了主体2305的几何形状适用于鼓以外。尤其，上游表面2316与喷嘴支承本体的表面基本互补，并且下游表面2326被配置为当抵靠喷嘴支承本体放置时与喷嘴支承本体的表面的曲率一致。此外，装置2300还包括端部构件2350，以便当装置2300与喷嘴支承本体处于工作构型中时，由喷嘴支承本体、上游表面2316、漏斗表面2317和突出表面2328以及端部构件2350形成袋状部。端部构件2350帮助防止流体从装置2300的两侧从袋状部溢出，以及增大当该装置与喷嘴支承本体组装成工作构型时所形成的袋状部的尺寸。
图30示出用于将流体加载到喷嘴支承本体3070中的装置3000的剖视图。装置3000具有与图16的装置1600的几何形状类似的几何形状，除了装置3000的几何形状适合与具有板的形式而非辊或鼓的形式的喷嘴支承本体一起使用以外。与装置1600类似，装置3000包括两个构件3010和3020。第一构件3010限定上游表面3016。第二构件3020分别限定下游表面3026和突出表面3028，所述突出表面3028从上游表面3016延伸并且连接上游表面3016和下游表面3026。
与装置1600的几何形状类似，上游表面3016和突出表面3028限定凹部3023，所述凹部3023被配置为当装置3000与喷嘴支承本体3070组装成工作构型时形成袋状部3025。在该示例中，凹部3023被配置为形成袋状部3025的内部区域3022，其中袋状部3025进一步由漏斗表面3017和端部构件3050限定，所述端部构件3050形成袋状部3025的外部区域3024。
为了说明装置3000和本体3070在工作构型中时的关系，对于装置3000的切口，在图30中已经标识了三个区域。第一区域包括该装置的包围凹部3023的部分。第三区域包括端部构件3050。并且第二区域包括装置3000的连接第一区域和第三区域的部分。对于每个这样的区域，在图30中示出具有用流体填充的袋状部的装置3000的横截面。这些横截面分别被标记为3002、3004和3006。可以从横截面3002、3004和3006看出，上游表面3016和下游表面3026基本平行于喷嘴支承本体3070的表面，下游表面3026与喷嘴支承本体3070形成密封，端部构件3050的面向喷嘴支承本体3070的表面3052类似地与喷嘴支承本体3070形成密封，在漏斗表面3017和喷嘴支承本体3070之间形成漏斗状物，并且内部区域3022和外部区域3024两者用流体填充。
在使用上述装置和组件的一些情况下，会有利的是控制装置的温度。这样做可以例如在加载/填充区域中维持均匀的温度。当正加载到喷嘴中的材料(例如，热熔性粘合剂)在升高的温度下处于流体状态中时也可以这样做。因此，例如，在热熔性粘合剂的情况下，在升高的温度下操作该装置促进热熔性粘合剂的流动以及促进其加载到喷嘴中。
在这种情况下，该装置可以在介于环境温度和250摄氏度之间的受控温度下操作。例如，该装置的主体可以由导热材料制成，例如，铝或黄铜。实际的实施方式示例包括由黄铜制成的装置，并且该装置使用电筒式加热器和使用热电偶被加热到160摄氏度以测量和控制操作温度。
在本申请中描述的用于加载流体的装置可以借助于各种制造方法来制造。例如，该装置作为一个整体或其部件可以由一个或多个材料块加工而成。可替代地或另外地，可以使用挤压和/或注射模制来制造装置的一些或所有零件或制造作为一个整体的装置。另外地或可替代地，3D打印(FDM)和/或选择性激光烧结(SLS)可以用于制造用于加载流体的装置的部件或制造作为一个整体的装置。
图24示出从相对应的模具挤压出的用于加载流体的装置的示例。更具体地，图24示出被推动(挤压)通过模具2404的开口的本体2402，所述模具2404具有用于本体2402的所需形状的开口。端部/侧部构件(未示出)可以以类似方式制造并且继而被永久性地或可拆卸地附接在一起(如在本申请中较早更详细地描述的)以创建用于将流体加载到喷嘴支承本体中的装置。
表1列举出会影响选择用于制造将流体加载到喷嘴支承本体中的装置的特定方法的考虑因素。
表1
Figure BDA0003230439920000481
Figure BDA0003230439920000491
更具体地，比较由PTFE加工而成的装置和使用聚乳酸(PLA)由3D打印而成的相同几何形状的装置，可以观察到以下差异。首先，由PTFE加工而成的装置具有光滑的表面光洁度，而使用PLA由3D打印而成的装置具有纹理化光洁度。由此产生的纹理化光洁度可以在3D打印中被控制。由于纹理可以用于改善装置的润湿性能，所以当期望某些润湿性能时，当与机械加工相比时，3D打印可以是有利的制造方法。
其次，3D打印允许实现比机械加工更精确的装置的成形。例如，当装置被机械加工时，由于在机械加工中使用的工具作业，在装置中形成的凹部典型地将具有弯曲的拐角。这可以被校正，例如，如果装置是3D打印的，则可以实现精确的拐角。
在上述用于加载流体的装置中，装置的任何、一些或全部构件或其部分(或零件)可以由相同或不同的材料制成。例如，被配置为在装置处于工作构型中时压靠在喷嘴支承本体的本体表面上的装置的所有部分(多个部分)可以由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。使用非研磨性材料可以减少对喷嘴支承本体的本体表面的磨损和撕裂，从而延长其可使用寿命。
此外，通过使用一种或多种较软材料来制成装置的这个部分(这些多个部分)，可以改进装置和喷嘴支承本体之间的密封。当装置被压靠在喷嘴支承本体上时，较软材料使装置的相应部分(多个部分)能够与喷嘴支承本体的表面一致，从而改进密封。
另外，通过改变当装置处于工作构型中时与喷嘴支承本体接触的装置的表面(多个表面)的几何形状，可以进一步改进装置和喷嘴支承本体之间的密封。图31示出装置的几何形状如何可以适于改进与喷嘴支承本体的密封的两个示例。
在图31中，当装置3102A未处于工作构型中时(在图31的左侧)，装置3102A的下游表面3126A不与上游表面或喷嘴支承本体3170的表面互补。然而，一旦装置3102A通过被压靠在喷嘴支承本体3170上而被置于工作构型中(图31的右侧)，下游表面3126A由于制成下游表面3126A的材料的柔软性能而采取与喷嘴支承本体3170一致的形状。在这种情形下，将装置3102A压靠在喷嘴支承本体3170上的力集中被在下游表面3126A的较小区域3105A(即，应力集中区域)中，这促使下游表面3126A与喷嘴支承本体3170的密封得以改进。
装置3102B的下游表面3126B是弯曲的，并且从而当装置3102B未处于工作构型中时不与成形为板的喷嘴支承本体3170的表面互补。然而，通过将装置3102B压靠在喷嘴支承本体3170上，下游表面3126B采取与喷嘴支承本体3170的表面一致的形状，其中力被集中在下游表面3126B的较小区域3105B中，从而使得下游表面3126B与喷嘴支承本体3170的密封得以改进。
根据另一个示例，在使用中与流体和/或喷嘴支承本体的表面接触的装置的至少那些构件和/或其部分可以由具有较低化学反应性的材料制成。使用具有较低化学反应性的材料帮助防止在喷嘴支承本体的表面与装置之间发生化学反应，从而分别延长装置的工作寿命以及防止流体污染。
此外，形成用于接收流体的袋状部的凹部的内表面(例如，上游表面和突出表面)的润湿性可以影响装置的性能，并且因此影响用于这样的零件的材料的选择。通过表面处理，包括但不限于电晕处理、火焰处理、化学蚀刻或向零件表面施加较薄表面涂层(例如，通过阳极氧化(用于铝)、气相沉积或等离子沉积)，可以增强表面的润湿性，例如，上游表面的润湿性。
例如，图25示出图11A的装置1100以及在在装置2500中形成的凹部的特写图，所述装置2500具有与装置1100的几何形状不同的几何形状。鉴于以上讨论的考虑因素，装置1100的表面1116和1128以及装置2500的表面2516、2526和2532可以由具有良好润湿性能的材料制成，而表面1126和2526可以分别由比用于制成装置1100和2500的其它零件的材料更保形的材料制成。
在一些示例装置中，仅使用两种材料。例如，装置的大部分可以由具有较高表面能和较高润湿性(接触角小于90度)的材料制成。这降低了当流体被输送到袋状部中时在袋状部内形成气泡的可能性。第二种材料可以用于形成与喷嘴支承本体接触的表面，例如，图25中的装置2500的表面1126和2526。第二种材料可以具有较高耐磨性和较低摩擦特性。
图26包括表2，该表2列举出可以用于制成多种材料的装置的一些材料及其特性的示例。
用于加载流体的装置可以被配置为使得上游表面、下游表面和突出表面中的一些或全部形成连续表面。图32示出这样的示例中的两者。组件3200A包括抵靠喷嘴支承本体3270定位的装置3202A。下游表面3226A被压靠在喷嘴支承本体3270上，其类似于本申请中描述的其它装置的几何形状。然而，与这样的其它描述的装置不同，在装置3202A中，上游表面3216A和突出表面3228A以弯曲的角连接，从而形成单个连续表面。此外，在装置3202B中，所有三个表面即上游表面3216B、突出表面3228B和下游表面3226B以弯曲的角连接，从而形成单个连续表面。在本申请中描述的几何关系类似地应用于装置3202A和3202B的几何形状，使得这些装置能够将流体加载到喷嘴支承本体3270的喷嘴中。
当与喷嘴支承本体处于工作构型中时，根据贯穿本公开描述的技术所设计的用于加载流体的装置有利地在待加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的流体中产生压力，并且尤其是促使流体被加载到一个或多个喷嘴中的流体中的压力。此外，在本公开中描述的条件下设计和操作的装置允许在流体中产生压力以将一个或多个喷嘴加载到一定体积和深度，对于广泛范围的流体粘度而言，基本独立于在广泛范围的流体粘度内的流体粘度(包括但不限于，粘合剂、热熔性粘合剂、巧克力、蛋黄酱、番茄酱、液体巧克力、颜料油墨、染料油墨、清漆、底漆、蚀刻剂、抗蚀剂、密封剂、电子材料和其它流体)，基本独立于流体的温度，并且对于广泛范围的这种相对速度而言，基本独立于由喷嘴支承本体和用于加载流体的装置经过彼此平移的相对速度。在印刷应用中，这有利地确保，对于各种流体和操作条件而言，最后从每个喷嘴沉积到最终基材上的流体体积是基本恒定的，尽管流体的粘度变化例如是由于操作温度的变化或在装置与喷嘴支承表面之间的相对运动速度的变化。此外，在本公开中描述的并且如在本公开中描述的操作的装置有利地促进横过喷嘴支承本体的流体接触宽度均匀的填充压力，并且此外能够防止流体从装置溢出。这使得所公开的装置、方法和组件能够在许多领域中应用，包括但不限于，粘合、选择性粘合、释放层、表面活化、表面钝化、表面保护、导电、电绝缘、表面修饰、IR或可见光或UV光的反射、IR或可见光或UV光的吸收、IR的辐射和食品调料。

Claims (34)

1.一种装置，所述装置用于当所述装置与喷嘴支承本体组装成工作构型时将流体加载到所述喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中，所述装置包括：
第一构件，所述第一构件具有第一表面；和
第二构件，所述第二构件从所述第一构件突出，所述第二构件具有第二表面和第三表面，所述第二表面从所述第一表面以在20度至160度的范围内的内角延伸，
其中，所述第一表面的形状与所述本体表面的形状基本互补，
其中，当所述装置处于所述工作构型中时，在接近于所述第二表面与所述第三表面相遇之处的所述第三表面的区域中的所述第三表面的切线基本平行于在所述第一表面与所述第二表面相遇的所述第一表面的区域中的所述第一表面的切线，并且
其中，所述装置具有凹部，所述凹部至少部分地由所述第一表面和所述第二表面限定在所述装置中，所述凹部被配置为当所述装置被组装成所述工作构型时形成用于接收所述流体的袋状部。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第三表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述喷嘴支承本体的所述本体表面的形状一致并且当所述装置未处于所述工作构型中时与所述喷嘴支承本体的所述本体表面的形状不互补或不基本互补。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，所述内角处于60度至120度的范围内，或者所述内角处于80度至100度的范围内，或者所述内角是90度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，包括：
第三构件，所述第三构件从所述第一构件和所述第二构件延伸，所述第三构件具有第四表面，所述第四表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时面向所述本体表面；和
第四构件，所述第四构件从所述第一构件和所述第二构件延伸并且与所述第三构件相对，所述第四构件具有第五表面，所述第五表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时面向所述本体表面，
其中，所述第四表面的至少一部分和所述第五表面的至少一部分从所述第三表面的相对两侧延伸以与所述第三表面形成单个表面，所述单个表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述喷嘴支承本体的所述本体表面一致。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第三构件和所述第四构件是与所述第一构件和/或所述第二构件成一体的。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的装置，其中，所述凹部由所述第三构件和所述第四构件进一步限定。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，包括：
第五构件，所述第五构件具有从所述第一表面延伸的第六表面，所述第六表面与所述第一表面与所述第二表面相遇之处相对，
其中，由所述第六表面和所述第一表面形成的角处于185度至265度的范围内，并且
其中，所述第五构件被配置为在所述第五构件的所述第六表面和所述本体表面之间形成漏斗状物以用于当所述装置被组装成所述工作构型时收集流体。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，还包括第一端部构件和第二端部构件，所述第一端部构件和第二端部构件被定位在所述装置的相对两侧处，其中：
所述第一端部构件具有第七表面，所述第七表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面的形状一致，
所述第二端部构件具有第八表面，所述第八表面被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面的形状一致，并且
所述第七表面和所述第八表面包括相应的表面部分，所述相应的表面部分与所述第二构件的所述第三表面对准，从而形成延伸表面，所述延伸表面包括所述第三表面并且被配置为当所述装置处于所述工作构型中时与所述本体表面一致。
9.根据当从属于权利要求7时的权利要求8所述的装置，其中，所述装置被配置为使得在所述装置与所述喷嘴支承本体组装成所述工作构型时由所述装置和所述喷嘴支承本体形成的所述袋状部包括：用于接收流体的内部区域，所述内部区域至少由所述第一表面和所述第二表面限定；以及用于接收流体的外部区域，所述外部区域至少由所述第一端部构件和所述第二端部构件以及由位于所述第一端部构件和所述第二端部构件之间的所述第六表面的面积限定。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的装置，其中，所述端部构件被可拆卸地安装在所述装置上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，所述装置用于将流体加载到所述喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中，所述喷嘴支承本体是平面的，
其中，所述第一表面是平面的，使得所述第一表面能定位成基本平行于所述喷嘴支承本体的所述平面本体表面并且与所述平面本体表面限定用于接收所述流体的开口，当所述装置处于所述工作构型中时，在所述第二构件朝向所述喷嘴支承本体的所述平面本体表面突出的情况下，所述开口被保持为接近于所述喷嘴支承本体。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，在所述第二表面与所述第一表面相遇的区域中，所述第二表面基本垂直于所述第一表面，并且在所述第二表面与所述第三表面相遇的区域中，所述第二表面基本垂直于所述第三表面。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，所述装置用于将流体加载到所述喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中，所述喷嘴支承本体是圆柱形的，
其中，所述第一表面具有圆柱形曲率，并且能定位成与所述喷嘴支承本体的所述圆柱形本体表面基本同心并且与所述圆柱形本体表面限定用于接收所述流体的开口，当所述装置处于所述工作构型中时，在所述第二构件朝向所述喷嘴支承本体的所述圆柱形本体表面突出的情况下，所述开口被保持为接近于所述喷嘴支承本体。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，在所述第二表面与所述第一表面相遇的区域中，所述第二表面基本垂直于所述第一表面的切线，并且在所述第二表面与所述第三表面相遇的区域中，所述第二表面基本垂直于所述第三表面的切线。
15.根据权利要求12或权利要求14所述的装置，其中，l1/cp＞1，其中：
cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度，并且
l1表示当所述装置被操作成将流体加载到所述一个或多个喷嘴中时在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的装置，其中，所述第一构件由工程材料制成，例如，铝、黄铜、不锈钢、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、尼龙、碳纤维复合材料、聚酰亚胺或超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置，其中，所述第二构件由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或尼龙。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的装置，其中，当所述装置处于所述工作构型中时，被配置为压靠在所述喷嘴支承本体的所述本体表面上的所述装置的所有部分由非研磨性材料制成，例如，聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或尼龙。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中，所述第一构件和所述第二构件形成所述装置的整体式本体。
20.根据当权利要求19不直接地或间接地从属于权利要求10时的权利要求19所述的装置，其中，所述装置的所有构件形成所述整体式本体。
21.根据权利要求1至18中任一项所述的装置，其中，至少所述第一构件和所述第二构件是连结在一起以形成所述装置的单独的零件。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，至少所述第一构件和所述第二构件由不同的材料制成。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的装置，其中，所述装置的至少一个构件由具有较低化学反应性的材料制成。
24.一种用于加载流体的组件，所述组件包括：
喷嘴支承本体，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中；以及
根据前述权利要求中任一项所述的装置，
所述装置和所述喷嘴支承本体被组装成工作构型，其中所述装置被保持为接近于所述喷嘴支承本体，使得所述装置的所述第二构件朝向所述本体表面突出，并且所述第一表面和所述本体表面形成袋状部，所述袋状部具有用于接收流体的开口，
其中，在所述工作构型中，所述喷嘴支承本体能在从所述开口朝向所述第二表面的方向上相对于所述装置运动，使得在所述第一表面和所述本体表面之间形成的间隙以及在所述第三表面和所述本体表面之间形成的间隙保持基本恒定，从而允许所述装置用经由所述开口接收到所述袋状部中的流体至少部分地加载所述一个或多个喷嘴。
25.根据权利要求24所述的组件，其中c1＞＞3Vn/An，其中：
c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的所述间隙，
1/An指的是在与所述第一表面的所述流体填充区域相对的所述喷嘴支承本体的区域中每单位面积的喷嘴数量，并且
Vn表示用于加载到所述流体接触喷嘴中的期望的流体体积。
26.根据权利要求24或权利要求25所述的组件，其中c2＜cp，其中：
cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度，并且
c2表示在所述本体表面和所述装置的所述第三表面之间形成的所述间隙。
27.根据权利要求26所述的组件，其中c2＜＜cp。
28.根据权利要求24至27中任一项所述的组件，其中
Figure FDA0003230439910000061
其中：
l1表示在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度，
l2表示沿着所述第三表面从所述第二表面到离用于接收流体的所述开口最远的所述装置的端部测量的尺寸，
c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的所述间隙，并且
c2表示在所述本体表面和所述第三表面之间的所述间隙。
29.一种用于使用根据权利要求1至23中任一项所述的装置将流体加载到喷嘴支承本体的一个或多个喷嘴中的方法，所述喷嘴支承本体具有本体表面，所述本体表面限定一个或多个孔口，所述一个或多个孔口用于将流体接收到所述一个或多个喷嘴中，所述方法包括：
当保持所述装置处于所述工作构型中时，所述装置被保持为接近于所述喷嘴支承本体，使得所述第二构件朝向所述本体表面突出，并且所述第一构件的所述第一表面和所述本体表面形成袋状部，所述袋状部具有用于接收流体的开口：
将所述流体经由所述开口供应到所述袋状部中，并且
使所述喷嘴支承本体在从所述开口朝向所述第二表面的方向上相对于所述装置运动，同时将在所述第一表面和所述本体表面之间形成的间隙以及在所述第三表面和所述本体表面之间形成的间隙维持基本恒定，以将所述流体从所述袋状部加载到所述一个或多个喷嘴中。
30.根据权利要求29所述的方法，其中c1＞＞3Vn/An，其中：
c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的所述间隙，
1/An指的是在与所述第一表面的所述流体填充区域相对的所述喷嘴支承本体的区域中每单位面积的喷嘴数量，并且
Vn表示用于加载到流体接触喷嘴中的期望的流体体积。
31.根据权利要求29或权利要求28所述的方法，其中c2＜cp，其中：
cp表示由所述第三表面从所述第一表面突出的程度，并且
c2表示在所述本体表面和所述第三表面之间形成的所述间隙。
32.根据权利要求31所述的方法，其中c2＜＜cp。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其中
Figure FDA0003230439910000071
其中：
l1表示在用于接收流体的所述开口和所述第二表面之间的方向上沿着所述第一表面测量的所述第一表面的流体接触长度，
l2表示沿着所述第三表面从所述第二表面到离用于接收流体的所述开口最远的所述装置的端部测量的尺寸，
c1表示在所述本体表面和所述第一表面之间的所述间隙，并且
c2表示在所述本体表面和所述第三表面之间的所述间隙。
34.根据权利要求29至33中任一项所述的方法，其中，所述装置的至少一个零件由导热材料制成，所述方法还包括：
在将所述流体加载到所述一个或多个喷嘴中的同时，将所述至少一个零件维持在从环境温度到250摄氏度的范围内的受控温度。
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