CN114603993B - 一种压电喷头正压打印装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压电喷头正压打印装置，其包括供墨机构、压电喷头和负压源；所述压电喷头包括进墨通道、喷墨孔和回流通道，进墨通道和回流通道连通，喷墨孔连接于进墨通道和回流通道的交界位置，回流通道的孔径小于进墨通道的孔径；所述供墨机构与进墨通道连接，用于向进墨通道提供墨水和正压；所述负压源与回流通道连通，用于为回流通道提供负压，所述回流通道与供墨机构连通。本发明中压电喷头回流通道的孔径小于进墨通道的孔径，通过孔径减小提高回流通道内墨水的流速，有助于将压电喷头内的空气排出，供墨机构向进墨通道提供正压，负压源为回流通道提供负压，负压源提供的负压小于一个大气压，避免因蠕动泵提供负压过大而吸入过量的空气。
Description
技术领域
本发明涉及打印机技术领域，特别涉及一种压电喷头正压打印装置。
背景技术
现有压电喷头的使用中，主要问题是喷孔的堵塞，引起堵塞的主要因素有2个，颗粒和空气。颗粒问题可以通过预过滤和增加清洗次数来解决，空气问题可以通过增加长时间的墨水流动来带走，主要是正压压墨和负压吸墨2种方式。针对空气进入流道的问题，喷头厂家在喷头流道设计中加入了回流墨道，希望在打印中墨腔内的空气能被带走。在打印中厂家都是建议喷头在打印时墨腔内需要维持一个负压，为了维持这个负压，通常要求在墨瓶上施加负压，为了能有回流效果，所以在喷头的回流端需要增加一个更大的负压，才能有负压差，让墨水在流道里流动起来，但流量不能达到很大，所以能带走的空气有限。而且这个负压平衡的环境很容易因为外界的某些因素而被打破，导致吸入更多的空气。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压电喷头正压打印装置，以解决现有压电喷头需提供一个很大的负压，导致墨水流量有限，带走空气有限，最终导致堵塞的问题。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
本发明涉及一种压电喷头正压打印装置，其包括供墨机构、压电喷头和负压源；所述的压电喷头包括进墨通道、喷墨孔和回流通道，进墨通道和回流通道连通，喷墨孔连接于进墨通道和回流通道的交界位置，回流通道的孔径小于进墨通道的孔径；所述的供墨机构与进墨通道连接，用于向进墨通道提供墨水和正压；所述的负压源与回流通道连通，用于为回流通道提供负压，所述的回流通道还与供墨机构连通，用于将回流的墨水重新输送至供墨机构中。
优选地，所述的供墨机构包括主墨桶、供墨泵和副墨瓶，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，所述的副墨瓶与压电喷头的进墨通道连通，副墨瓶为压电喷头提供墨水和正压。
优选地，所述的副墨瓶的底面高度高于压电喷头的底面高度，通过高度差的方式为压电喷头内的墨水提供正压。
优选地，所述的副墨瓶的上部连接有正压泵，通过正压泵为压电喷头内的墨水提供正压。
优选地，所述的压电喷头的回流通道通过回流管路与主墨桶连通，所述的负压源设置在回流通道上。
优选地，所述的压电喷头的回流通道通过回流管路与副墨瓶连通，所述的负压源设置在回流通道上。
优选地，所述的副墨瓶内设有第一液位传感器。
优选地，所述的压电喷头和供墨机构之间还设有回流墨瓶，压电喷头的回流通道通过回流管路与回流墨瓶的输入端连通，回流墨瓶的输出端通过回流管路与供墨机构连通，回流墨瓶与供墨机构之间的回流管路设有回流泵，所述的负压源连接于回流墨瓶上或者压电喷头的回流通道之后。
优选地，所述的回流墨瓶内设有第二液位传感器，第二液位传感器与回流泵通信连接。
与现有技术相比，采用本发明涉及的技术方案具有以下有益效果：
1.本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头和负压源，压电喷头包括进墨通道、喷墨孔和回流通道，回流通道的孔径小于进墨通道的孔径，使用过程中，通过孔径的减小使得回流通道内的流速得到提升，能够更有效的将压电喷头内的空气排出，更好地避免压电喷头的堵塞。
2.本发明涉及的压电喷头正压打印装置的供墨机构与进墨通道连接，用于向进墨通道提供墨水和正压，回流通道通过回流管路与供墨机构连通，负压源设置在回流管路上，负压源用于为回流通道提供负压，提供的负压小于一个大气压，就能够在喷墨孔处形成负压，避免吸入过量的空气。
附图说明
图1为实施例1涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图；
图2为压电喷头的剖面图；
图3为实施例2涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图；
图4为实施例3涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图；
图5为实施例4涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图；
图6为实施例5涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图；
图7为实施例6涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图；
图8为实施例7涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图；
图9为实施例8涉及的压电喷头正压打印装置的结构框图。
图中：1-主墨桶，2-供墨泵，3-副墨瓶，4-压电喷头，41-进墨通道，42-喷墨孔，43-回流通道，5-回流墨瓶，6-负压源，7-正压泵，8-回流泵。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
参照附图1所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为机械式、电磁式、电感式、电容式、超声波式的液位传感器，第一液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图1和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与主墨桶1连通，负压源6设置在回流管路上，用于为回流通道提供负压，并将回流的墨水重新输送回主墨桶1中，所述的负压源6为蠕动泵。
上述副墨瓶3的底面高度高于压电喷头4的底面高度，即本实施例通过副墨瓶3和压电喷头4的高度差为压电喷头提供正压。
结合附图2对本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理进行说明：
压电喷头正压打印装置工作时，由于副墨瓶3和压电喷头4的存在高度差，使得副墨瓶3到压电喷头4的底面的之间形成正压，调整负压源6转数来形成负压，通过2者的压差来保证喷墨孔42处负压，形成弯液面。
S1为进墨通道41的截面积，S2为回流通道43的截面积，V1为进墨通道41处的流速，V2为回流通道43处的流速，P1为进墨通道41处的压力，P2为回流通道43处的压力，P3为喷墨孔42处的压力。在流量恒定的情况下，S1*V1＝S2*V2，由于S1大于S2，则V2大于V1，使得回流通道43内的流速得到提升，能有效的将压电喷头内的空气排出，更好地避免压电喷头的堵塞。
按不可压缩空气的伯努里理想能量方程：P1+1/2*ρ*V1*V1＝P2+1/2*ρ*V2*V2，当P1大于P2，P3处就是负压，因此，P2只需要小于1个大气压就能满足条件，可避免吸入过量的空气而导致喷墨受阻。本实施例还可以调整回流的流速来调整喷孔P3的负压值，以满足不同条件下的打印作业。
实施例2
参照附图3所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为浮子，液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图3和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与副墨瓶3连通，负压源6设置在回流管路上，用于为回流通道提供负压，并将回流的墨水重新输送回副墨瓶3中，负压源6采用隔膜泵。
上述副墨瓶3的底面高度高于压电喷头4的底面高度，即本实施例通过副墨瓶3和压电喷头4的高度差为压电喷头提供正压。
本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理与实施例1相同。
实施例3
参照附图4所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为浮子，第一液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图4和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与主墨桶1连通，负压源6设置在回流管路上，用于为回流通道提供负压，并将回流的墨水重新输送回主墨桶1中，负压源6为隔膜泵。
上述副墨瓶3的上部连接有正压泵7，通过正压泵7为压电喷头提供正压。
结合附图2对本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理进行说明：
压电喷头正压打印装置工作时，通过正压泵7为压电喷头4提供正压，调整负压源6转数来形成负压，通过压电喷头4内进墨通道41和回流通道43的压差来保证喷墨孔42处负压，形成弯液面。
S1为进墨通道41的截面积，S2为回流通道43的截面积，V1为进墨通道41处的流速，V2为回流通道43处的流速，P1为进墨通道41处的压力，P2为回流通道43处的压力，P3为喷墨孔42处的压力。在流量恒定的情况下，S1*V1＝S2*V2，由于S1大于S2，则V2大于V1，使得回流通道43内的流速得到提升，能有效的将压电喷头内的空气排出，更好地避免压电喷头的堵塞。
按不可压缩空气的伯努里理想能量方程：P1+1/2*ρ*V1*V1＝P2+1/2*ρ*V2*V2，当P1大于P2，P3处就是负压，因此，P2只需要小于1个大气压就能满足条件，可避免吸入过量的空气而导致喷墨受阻。本实施例还可以调整回流的流速来调整喷孔P3的负压值，以满足不同条件下的打印作业。
实施例4
参照附图5所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为浮子，第一液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图4和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与副墨瓶3连通，负压源6设置在回流管路上，用于为回流通道提供负压，并将回流的墨水重新输送回副墨瓶3中，负压源6采用蠕动泵。
上述副墨瓶3的上部连接有正压泵7，通过正压泵7为压电喷头提供正压。
本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理与实施例3相同。
实施例5
参照附图6所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4、回流墨瓶5和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶1通过供墨泵2为副墨瓶3提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为浮子，第一液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图6和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与回流墨瓶5连通，回流墨瓶5又通过另一段回流管路与主墨桶1连通，回流墨瓶5起到缓存回流的墨水的作用，回流墨瓶5内设有第二液位传感器，回流墨瓶5与主墨桶1之间的回流管路上设有回流泵8，回流泵8与第二液位传感器通信连接，当第二液位传感器检测到回流墨瓶5内液位达到上限时，开启回流泵8，回流泵8将回流墨瓶5内的墨水抽到主墨桶1中。所述的负压源6连接于回流墨瓶5上，为回流通道43提供负压，负压源6采用负压气泵。
上述副墨瓶3的底面高度高于压电喷头4的底面高度，即本实施例通过副墨瓶3和压电喷头4的高度差为压电喷头提供正压。
本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理与实施例1相同。
实施例6
参照附图7所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4、回流墨瓶5和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为浮子，第一液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图7和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与回流墨瓶5连通，回流墨瓶5又通过另一段回流管路与副墨瓶3连通，回流墨瓶5起到缓存回流的墨水的作用，回流墨瓶5内设有第二液位传感器，回流墨瓶5与副墨瓶3之间的回流管路上设有回流泵8，回流泵8与第二液位传感器通信连接，当第二液位传感器检测到回流墨瓶5内液位达到上限时，开启回流泵8，回流泵8将回流墨瓶5内的墨水抽到副墨瓶3中。所述的负压源6连接于回流墨瓶5上，为回流通道43提供负压，负压源6采用真空发生器。
上述副墨瓶3的底面高度高于压电喷头4的底面高度，即本实施例通过副墨瓶3和压电喷头4的高度差为压电喷头提供正压。
本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理与实施例1相同。
实施例7
参照附图8所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4、回流墨瓶5和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为浮子，第一液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图8和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与回流墨瓶5连通，回流墨瓶5又通过另一段回流管路与主墨桶1连通，回流墨瓶5起到缓存回流的墨水的作用，回流墨瓶5内设有第二液位传感器，回流墨瓶5与主墨桶1之间的回流管路上设有回流泵8，回流泵8与第二液位传感器通信连接，当第二液位传感器检测到回流墨瓶5内液位达到上限时，开启回流泵8，回流泵8将回流墨瓶5内的墨水抽到主墨桶1中。所述的负压源6连接于回流墨瓶5上，为回流通道43提供负压，负压源6采用真空发生器。
上述副墨瓶3的上部连接有正压泵7，通过正压泵7为压电喷头提供正压。
本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理与实施例3相同。
实施例8
参照附图9所示，本发明涉及的压电喷头正压打印装置包括供墨机构、压电喷头4、回流墨瓶5和负压源6。所述的供墨机构包括主墨桶1、供墨泵2和副墨瓶3，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，副墨瓶3内设有第一液位传感器，第一液位传感器为浮子，第一液位传感器与供墨泵2通讯连接，第一液位传感器用于感应副墨瓶3内墨水的余量，当副墨瓶3内墨水余量低于最低液位时，第一液位传感器向供墨泵2发出信号并启动供墨泵2，供墨泵2将主墨桶1内的墨水抽至副墨瓶3，直至副墨瓶3内墨水的液位到达最高液位。
参照附图4和2所示，所述的压电喷头4包括进墨通道41、喷墨孔42和回流通道43，进墨通道41和回流通道43连通，喷墨孔42连接于进墨通道41和回流通道43的交界位置，回流通道43的孔径小于进墨通道41的孔径；所述的副墨瓶3与压电喷头4进墨通道41连接，用于向进墨通道41提供墨水和正压；压电喷头4的回流通道43通过回流管路与回流墨瓶5连通，回流墨瓶5又通过另一段回流管路与副墨瓶3连通，回流墨瓶5起到缓存回流的墨水的作用，回流墨瓶5内设有第二液位传感器，回流墨瓶5与副墨瓶3之间的回流管路上设有回流泵8，回流泵8与第二液位传感器通信连接，当第二液位传感器检测到回流墨瓶5内液位达到上限时，开启回流泵8，回流泵8将回流墨瓶5内的墨水抽到副墨瓶3中。所述的负压源6连接于回流墨瓶5上，为回流通道43提供负压，负压源6采用负压气泵。
上述副墨瓶3的上部连接有正压泵7，通过正压泵7为压电喷头提供正压。
本实施例涉及的压电喷头正压打印装置的工作原理与实施例3相同。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种压电喷头正压打印装置，其特征在于：其包括供墨机构、压电喷头和负压源；所述的压电喷头包括进墨通道、喷墨孔和回流通道，进墨通道和回流通道连通，喷墨孔连接于进墨通道和回流通道的交界位置，回流通道的孔径小于进墨通道的孔径；所述的供墨机构与进墨通道连接，用于向进墨通道提供墨水和正压；所述的负压源与回流通道连通，用于为回流通道提供负压，所述的回流通道还与供墨机构连通，用于将回流的墨水重新输送至供墨机构中；所述的供墨机构包括主墨桶、供墨泵和副墨瓶，所述的主墨桶通过供墨泵为副墨瓶提供墨水，所述的副墨瓶与压电喷头的进墨通道连通，副墨瓶为压电喷头提供墨水和正压；
副墨瓶为压电喷头提供墨水和正压的方式为：所述的副墨瓶的底面高度大于压电喷头的底面高度，通过高度差的方式为压电喷头内的墨水提供正压；
或者，副墨瓶为压电喷头提供墨水和正压为：所述的副墨瓶的上部连接有正压泵，通过正压泵为压电喷头内的墨水提供正压。
2.根据权利要求1所述的压电喷头正压打印装置，其特征在于：所述的压电喷头的回流通道通过回流管路与主墨桶连通，所述的负压源设置在回流通道上。
3.根据权利要求1所述的压电喷头正压打印装置，其特征在于：所述的压电喷头的回流通道通过回流管路与副墨瓶连通，所述的负压源设置在回流通道上。
4.根据权利要求1所述的压电喷头正压打印装置，其特征在于：所述的副墨瓶内设有第一液位传感器。
5.根据权利要求1所述的压电喷头正压打印装置，其特征在于：所述的压电喷头和供墨机构之间还设有回流墨瓶，压电喷头的回流通道通过回流管路与回流墨瓶的输入端连通，回流墨瓶的输出端通过回流管路与供墨机构连通，回流墨瓶与供墨机构之间的回流管路设有回流泵，所述的负压源连接于回流墨瓶上或者压电喷头的回流通道之后。
6.根据权利要求5所述的压电喷头正压打印装置，其特征在于：所述的回流墨瓶内设有第二液位传感器，第二液位传感器与回流泵通信连接。
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