CN114103470A - 液体循环系统及循环方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体循环系统及循环方法，所述液体循环系统通过设置至少两储液罐，一储液罐用于供液，另一储液罐用于回液，两储液罐之间通过供液管路进行供液，通过回液管路进行回液，供液管路与回液管路相互独立、互不干扰，可有效保证供液管路内的压力稳定性，避免泵体的周期性压力波动影响供液管路的供液顺畅性，隔膜的设计可有效防止含挥发性溶剂的液体材料在使用过程中的溶剂挥发，导致液体材料的粘度或浓度等性质发生变化。

Description

液体循环系统及循环方法

技术领域

本发明涉及液体循环领域，特别涉及一种液体循环系统及循环方法。

背景技术

LCD(液晶显示器)和OLED(有机发光半导体显示器)制程中经常使用含挥发性溶剂的液体材料，如含有光阻、PI(聚酰亚胺)和功能墨水等挥发性溶剂的液体材料。这些液体材料在管路循环使用对于保护精密的打印头(Head)很重要。但是以上这些含挥发性溶剂的液体材料对于溶剂的含量比较敏感，溶剂含量发生变化会导致制程不稳定甚至会对设备产生不良影响。且对于OLED喷墨打印来说，墨水的压力波动对于打印头的墨滴喷吐特性非常重要。

如图1所示，常规的墨水循环系统中，流量泵P直接处于与打印头Head相连的墨水管路上，而且墨水管路的两端均与Tank(储墨罐)相连，Tank内侧需要通过负压避免墨水因重力泄露，该墨水循环系统存在如下缺点：

1.墨水管路在墨水循环过程中极易混入气泡；

2.压力控制难，循环压力过小容易导致墨水从Head漏出，压力过大容易导致气泡从Head进入墨水管路导致打印不良；

3.因循环负压会导致液体材料内的溶剂蒸发快，会使液体材料内的溶质含量上升，粘度增大，导致墨水性质不稳定。

发明内容

本发明目的在于，解决现有墨水循环系统因压力控制难导致的性能不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种液体循环系统，包括：至少两储液罐，间隔排布；至少两隔膜，一所述隔膜对应一所述储液罐，所述隔膜内接于所述储液罐，所述隔膜将所述储液罐内部空间分隔成两独立设置的腔室，两所述腔室中的一个外接压力调节单元；供液管路，两端分别与两所述储液罐中远离所述压力调节单元的腔室连接，所述供液管路上设置有出液头，位于所述出液头至少一端外侧的所述供液管路上设置有一用以控制所述供液管路流通的第一阀体；回液管路，两端分别与两所述储液罐中远离所述压力调节单元的腔室连接，所述回液管路上设置有控制所述回液管路流通的第二阀体和泵体。

可选的，所述供液管路上设置有至少一过滤件。

可选的，所述供液管路上设置有至少一压力表。

可选的，所述供液管路上设置有流量表。

可选的，所述供液管路上设置有用以控制供液管路流通压力的第三阀体。

可选的，还包括补液罐，所述补液罐的出液端分别通过一所述回液管路与两所述储液罐中远离所述压力调节单元的腔室连接，两所述储液罐通过所述补液罐连接。

可选的，远离所述压力调节单元的所述储液罐的腔室连接有压力表。

可选的，所述压力调节单元包括依次连接的调压阀和供压源。

为实现上述目的，本发明还提供一种液体循环方法，包括：

提供如前所述的液体循环系统；

在远离压力调节单元的储液罐的腔室内加装液体；

压力调节单元抽取相连的储液罐的腔室内的气体以形成两所述储液罐之间的压力差；

开启回液管路上的泵体和第二阀体；

当两储液罐内的压力值均为负压时，所述泵体将压力值的绝对值相对较大的储液罐内的液体通过所述回液管路抽回至压力值的绝对值相对较小的储液罐内；

当两储液罐内的压力值均为正压时，所述泵体将压力值相对较小的储液罐内的液体通过所述回液管路抽回至压力值相对较大的储液罐内；

当一储液罐内的压力值为正压，另一储液罐内的压力值为负压时，所述泵体将压力值为负压的储液罐内的液体抽回至压力值为正压的储液罐内。

可选的，所述开启回液管路上的泵体和第二阀体的步骤还包括：先开启压力值相对较大的储液罐与补液罐之间的回液管路上的泵体和第二阀体，将压力值相对较大的储液罐内的液体通过抽取至所述补液罐内，然后再开启压力值相对较小的储液罐与所述补液罐之间的回液管路上的泵体和第二阀体，将所述补液罐内的液体抽取至压力值相对较小的储液罐内。

本发明的有益效果在于，本发明提供一种液体循环系统及循环方法，所述液体循环系统通过设置至少两储液罐，一储液罐用于供液，另一储液罐用于回液，两储液罐之间通过供液管路进行供液，通过回液管路进行回液，供液管路与回液管路相互独立、互不干扰，可有效保证供液管路内的压力稳定性，避免流量泵的周期性压力波动影响供液管路的供液顺畅性；储液罐内设置隔膜将储液罐内部空间分成两独立设置的腔室，并通过压力调节单元调节两储液罐内的压力，使得两储液罐之间形成压力差，进而使得压力较小的储液罐内的液体经由供液管路进入压力较大的储液罐内以实现供液；隔膜的设计可有效防止含挥发性溶剂的液体材料在使用过程中的溶剂挥发，导致液体材料的粘度或浓度等性质发生变化。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是现有墨水循环系统的结构示意图；

图2是本发明一示例性实施例中液体循环系统的结构示意图；

图3a～图3d是本发明一示例性实施例的液体循环系统中在不同压力条件下隔膜在储液罐内的状态示意图；

图4是本发明一示例性实施例中液体循环方法流程图；

图5是本发明另一示例性实施例中液体循环系统的结构示意图；

图2和图4中箭头方向为液体循环方向。

图中部件编号如下：

100、液体循环系统，110、第一储液罐，110a、第一储液腔室，110b、第一调压腔室，111、第一隔膜，112、第一调压单元，112a、第一调压阀，112b、第一供压源，120、第二储液罐，120a、第二储液腔室，120b、第二调压腔室，121、第二隔膜，122、第二调压单元，122a、第二调压阀，122b、第二供压源，130、供液管路，131、出液头，132、第一阀体，133、第三阀体，134、过滤件，135、流量表，140、回液管路，141、第二阀体，142、泵体，150、压力表，160、补液罐。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所提供的液体循环系统通过设置至少两储液罐，一储液罐用于供液，另一储液罐用于回液，两储液罐之间通过供液管路进行供液，通过回液管路进行回液，供液管路与回液管路相互独立、互不干扰，可有效保证供液管路内的压力稳定性，避免流量泵的周期性压力波动影响供液管路的供液顺畅性；储液罐内设置隔膜将储液罐内部空间分成两独立设置的腔室，并通过压力调节单元调节两储液罐内的压力，使得两储液罐之间形成压力差，进而使得压力较小的储液罐内的液体经由供液管路进入压力较大的储液罐内以实现供液；隔膜的设计可有效防止含挥发性溶剂的液体材料在使用过程中的溶剂挥发，导致液体材料的粘度或浓度等性质发生变化。作为典型应用，所述液体循环系统可用作LCD和/或OLED制程中的液体材料的循环，例如含有挥发性溶剂的墨水的循环，也可用于其他使用含有挥发性溶剂的液体材料的循环。

本发明的一个实施例中，参照图2，液体循环系统100包括两储液罐、供液管路130和回液管路140。两储液罐为第一储液罐110和第二储液罐120，第一储液罐110内接第一隔膜111，第一隔膜111将第一储液罐110内部空间分隔成相互独立的两个第一腔室，即第一储液腔室110a和第一调压腔室110b，第一储液腔室110a用于存储含有挥发性溶剂的液体，第一调压腔室110b外接第一压力调节单元112，所述第一压力调节单元112通过吸取第一调压腔室110b内的气体或向第一调压腔室110b内输送气体以调节第一储液罐110内的压力值；第二储液罐120内接第二隔膜121，第二隔膜121将第二储液罐120内部空间分隔成相互独立的两个第二腔室，即第二储液腔室120a和第二调压腔室120b，第二储液腔室120a用于存储含有挥发性溶剂的液体，第二调压腔室120b外接第二压力调节单元122，所述第二压力调节单元122通过吸取第二调压腔室120b内的气体或向第二调压腔室120b内输送气体以调节第二储液罐120内的压力值。

其中，第一隔膜111的透气率和第二隔膜121的透气率均为0，第一隔膜111和第二隔膜121均为弹性隔膜，在本实施例中，第一隔膜111和第二隔膜121分别为聚四氟乙烯(PTFE)膜。第一压力调节单元112包括依次连接的第一调压阀112a和第一供压源112b。第二压力调节单元122包括依次连接的第二调压阀122a和第二供压源122b。

供液管路130上设置有出液头131，用以向制程设备提供制程所需液体材料。位于出液头131两端外侧的供液管路130上分别设置有一用以控制所述供液管路130流通的第一阀体132，具体地，所述第一阀体132为气动阀。

位于出液头131两端外侧的供液管路130上分别设置有一压力表150。

回液管路140上设置有控制所述回液管路140流通的第二阀体141和泵体142，具体地，所述第二阀体141为气动阀，泵体142为流量泵。

本实施例的两储液罐中，一储液罐作为供液罐用以供给含有挥发性溶剂的液体材料，另一储液罐作为回液罐用以收集由供液罐输出的液体材料，具体地，第一储液罐110为供液罐，第二储液罐120为回液罐，靠近第一储液罐110出液端的供液管路130上设置有一过滤件134，靠近第二储液罐120进液端的供液管路130上设置有一用以控制供液管路130流通压力的第三阀体133，具体地，所述第三阀体133为调节阀，调节阀用于调整控制供液管路130内液体压力的稳定，确保出液头131的出液精度。供液管路130上设置有流量表135。

其中，参照图3a～图3d以第一储液罐110和第一压力调节单元112为例(第二储液罐120和第二压力调节单元122同理)，在第一储液罐110内不同压力条件下，第一隔膜111的状态如下：

1、参照图3a，第一压力调节单元112通过第一调压阀112a和第一供压源112b向第一调压腔室110b内输入、提供气体，以增加第一调压腔室110b内的压力值，形成正压，正压状态下，第一隔膜111向第一储液腔室110a方向弯曲，并可将存储于第一储液腔室110a内的液体挤出第一储液罐110，其中，正压状态下，第一调压腔室110b内的压力值为1KPa～5KPa；在最大正压值下，第一隔膜111的最低点与第一储液腔室110a内液体液面之间的间距大于或者等于10mm。

2、参照图3b，第一压力调节单元112无需向第一调压腔室110b内供气也无需抽气，整个液体循环系统处于停机状态，第一隔膜111处于水平状态，无需液体在供液管路130内流动。

3、参照图3c，第一压力调节单元112从第一调压腔室110b内抽取气体，形成第一储液罐110内的负压，负压状态下，第一隔膜111向远离第一储液腔室110a的方向弯曲，此时第一调压腔室110b内的压力值为-10KPa～0KPa。

4、参照图3d，第一压力调节单元112从第一调压腔室110b内抽取气体，形成第一储液罐110内的最大负压，在该最大负压状态下，第一隔膜111向远离第一储液腔室110a的方向弯曲并形成第一隔膜111的弯曲极限，此时第一调压腔室110b内的压力值为-10KPa。

参照图2和图4，采用本实施例所提供的液体循环系统进行液体循环的方法，包括如下步骤：

S101、提供液体循环系统100；

S102、向第一储液罐110的第一储液腔室110a内加载液体；

S103、第一压力调节单元112抽取第一调压腔室110b内的气体形成第一储液罐110内的负压，第二压力调节单元122抽取第二调压腔室120b内的气体形成第二储液罐120内的负压，第二储液罐120内负压值的绝对值大于第一储液罐110内负压值的绝对值，形成第一储液罐110和第二储液罐120之间的压力差；

例如，第一储液罐110内的负压值为-5KPa，第二储液罐120内的负压值为-10KPa，第二储液罐120内的负压值更大，产生更大的吸力，凭借压力差通过供液管路130将第一储液罐110内的液体吸入第二储液罐120内。

其中，第一储液罐110的第一储液腔室110a内的液体经由供液管路130进入第二储液罐120的第二储液腔室120a内，其中，开启第一阀体132使得液体通过出液头131，开启第三阀体133调节供液管路130内的液体流量，第三阀体133可根据流量表135调节流量，供液管路130压力稳定可保障出液头131吐出液体性能的稳定。

S104、开启回液管路140上的泵体142和第二阀体141，将第二储液罐120内的液体通过所述回液管路140抽回第一储液罐110内，完成第一储液罐110内液体的一次循环。

其中，当第一储液罐110内的压力值和第二储液罐120内的压力值均为正压时，第一储液罐110内的压力值大于第二储液罐120内的压力值以形成第一储液罐110和第二储液罐120之间的压力差，所述泵体142将压力值相对较小的第二储液罐120内的液体通过所述回液管路140抽回至压力值相对较大的第一储液罐110内。

当第一储液罐110内的压力值为正压(即产生对罐内液体的推力)，第二储液罐120内的压力值为负压(即产生吸力)时，所述泵体142将压力值为负压的第二储液罐120内的液体抽回至压力值为正压的第一储液罐110内。

本实施例所提供的液体循环系统100，通过设置第一储液罐110和第二储液罐120，第一储液罐110和第二储液罐120之间通过供液管路130形成液体输送，出液头131设置于供液管路130上，第二储液罐120和第一储液罐110之间通过回液管路140形成液体回传，泵体142设置于回液管路140上，泵体142与出液头131分离，避免泵体142的周期性压力波动影响供液管路130的供液顺畅性。通过在第一储液罐110内设置第一隔膜111，在第二储液罐120内设置第二隔膜121，通过向第一隔膜111施加压力传导至第一储液腔室110a，通过向第二隔膜121施加压力传导至第二储液腔室120a，第一隔膜111和第二隔膜121的设计可有效防止液体内挥发性溶剂的挥发，防止液体(例如墨水)粘度或浓度等性质发生变化，保证液体内挥发性溶剂含量的稳定，进而保证后续制程所需液体的稳定。

作为一种优选，第一储液罐110的第一储液腔室110a和第二储液罐120的第二储液腔室120a分别外接有一压力表150，实时监控第一储液罐110和第二储液罐120内气压反馈至供压源，精细调整第一储液罐110和第二储液罐120内的压力值。

在另一实施方式中，通过第一调压单元112控制第一储液罐110内的压力值为正压(即，将第一储液罐110内的液体挤出第一储液罐110)，通过第二调压单元122控制第二储液罐120内的压力值为负压(即，形成对第一储液罐110的吸力)，从而形成第一储液罐110和第二储液罐120之间的压力差。

在另一实施例中，参照图5，第一储液罐110和第二储液罐120之间设置有一补液罐160，补液罐160通过一回液管路140与第一储液罐110的第一储液腔室110a连接，补液罐160通过另一回液管路140与第二储液罐120的第二储液腔室120a连接。

液体循环过程中，作为供液罐的第一储液罐110如果出现液位偏低导致液体循环难以为继，则通过补液罐160向第一储液罐110补充液体，保证第一储液罐110内的液位足以进行液体循环。补液罐160除自身存储有液体外，还可通过泵体142从第二储液罐120内抽取液体以进行补充，实现可持续补液。

为实现液位感测，可在第一储液罐110内设置液位传感器(图中未示出)，设定液位传感器高、中、低三个液位阈值，当处于低液位时，补液罐160向第一储液罐110进行补液，当处于中液位或高液位时，补液罐160停止补液。可在补液罐160内设置所述液位传感器，形成对补液罐160内液体液位的监测，当处于低液位时，通过第二储液罐120箱补液罐160补充液体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出多个改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种液体循环系统，其特征在于，包括：

至少两储液罐，间隔排布；

至少两隔膜，一所述隔膜对应一所述储液罐，所述隔膜内接于所述储液罐，所述隔膜将所述储液罐内部空间分隔成两独立设置的腔室，两所述腔室中的一个外接压力调节单元；

供液管路，两端分别与两所述储液罐中远离所述压力调节单元的腔室连接，所述供液管路上设置有出液头，位于所述出液头至少一端外侧的所述供液管路上设置有一用以控制所述供液管路流通的第一阀体；

回液管路，两端分别与两所述储液罐中远离所述压力调节单元的腔室连接，所述回液管路上设置有控制所述回液管路流通的第二阀体和泵体。

2.如权利要求1所述的液体循环系统，其特征在于，所述供液管路上设置有至少一过滤件。

3.如权利要求2所述的液体循环系统，其特征在于，所述供液管路上设置有至少一压力表。

4.如权利要求3所述的液体循环系统，其特征在于，所述供液管路上设置有流量表。

5.如权利要求4所述的液体循环系统，其特征在于，所述供液管路上设置有用以控制供液管路流通压力的第三阀体。

6.如权利要求5所述的液体循环系统，其特征在于，还包括补液罐，所述补液罐的出液端分别通过一所述回液管路与两所述储液罐中远离所述压力调节单元的腔室连接，两所述储液罐通过所述补液罐连接。

7.如权利要求6所述的液体循环系统，其特征在于，远离所述压力调节单元的所述储液罐的腔室连接有压力表。

8.如权利要求7所述的液体循环系统，其特征在于，所述压力调节单元包括依次连接的调压阀和供压源。

9.一种液体循环方法，其特征在于，包括：

提供如权利要求1～8中任一项所述的液体循环系统；

在远离压力调节单元的储液罐的腔室内加装液体；

压力调节单元抽取相连的储液罐的腔室内的气体以形成两所述储液罐之间的压力差；

开启回液管路上的泵体和第二阀体；

当两储液罐内的压力值均为负压时，所述泵体将压力值的绝对值相对较大的储液罐内的液体通过所述回液管路抽回至压力值的绝对值相对较小的储液罐内；

当两储液罐内的压力值均为正压时，所述泵体将压力值相对较小的储液罐内的液体通过所述回液管路抽回至压力值相对较大的储液罐内；

当一储液罐内的压力值为正压，另一储液罐内的压力值为负压时，所述泵体将压力值为负压的储液罐内的液体抽回至压力值为正压的储液罐内。

10.如权利要求9所述的液体循环方法，其特征在于，所述开启回液管路上的泵体和第二阀体的步骤还包括：先开启压力值相对较大的储液罐与补液罐之间的回液管路上的泵体和第二阀体，将压力值相对较大的储液罐内的液体通过抽取至所述补液罐内，然后再开启压力值相对较小的储液罐与所述补液罐之间的回液管路上的泵体和第二阀体，将所述补液罐内的液体抽取至压力值相对较小的储液罐内。

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