CN203832005U - 供墨压力自动平衡调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供墨压力自动平衡调节装置，用于工业喷墨打印，包括一个泵和一个负反馈电路控制器，泵的一个接口通向大气，另一个接口通过管路通向一个容积较大的缓冲罐，缓冲罐再通过管路与喷头的负压墨瓶相连通，在缓冲罐与喷头负压墨瓶相连通的管路上设置有精密压力传感器，电路控制器分别与精密压力传感器和泵电连接。本实用新型采用负反馈控制的方式，可以将管路压力精确控制在需要的压力值，其精度只取决于传感器检测精度，而且不会发生较大的来回变化，这样在负压模式下可以设定并达到喷头工作的最佳压力，在正压清洗模式下也可以精确控制清洗压力。

Description

供墨压力自动平衡调节装置

技术领域

本实用新型属于工业喷墨打印设备（如广告喷绘机、数码印花机等）技术领域，尤其涉及供墨压力装置。

背景技术

喷墨打印设备所用的喷头是核心装置，喷头的作用就是将墨滴正确地喷射到打印介质上，因此设备的打印质量就与喷头喷射墨滴的状态息息相关。

现代工业喷头均采用“按需喷射”的工作方式。当平时没有接收到喷射指令时，喷头不喷射墨滴，而是依靠自身内部与外部大气之间的压力差，将墨水保持在喷头喷孔内部；当喷头接收到需要喷射墨滴的指令时，即在内部产生一个压力波将喷孔内的一些墨水喷射出去；当压力波消失，同样由于内外压力差的作用，剩余墨水仍保留在喷头内，直到接收到下次喷射喷射指令。由此可见必须保证喷头内部墨水与外部大气之间有一个相对恒定的压力差，这个压力差是由喷头的供墨系统产生的。如果供墨系统的压力太高，则在喷头内部压力波消失后，墨水不能保持在喷头内而继续喷射甚至连续流出，导致打印质量低劣甚至报废；如果供墨系统的压力太低，则喷头内部的压力波不能克服内外压力差，则墨水无法喷射出，导致打印出现空白。

为了保证喷头内外的压力差，现在普遍采用负压墨瓶的方案；即在安装喷头的喷车上，为各色墨水分别设置一个墨瓶，墨瓶内部有一定的空腔，通过降低墨瓶高度或者减小空腔压力即可获得负压。较早期的负压墨瓶一般是采用负高度差的方案，但是由于很多场合下如打印平版的情况，喷头喷孔必然是喷车最低点，因此在喷车上无法产生负高度差；如果将墨瓶设置在喷车外，则由于墨水具有一定的粘性，随着墨水管路的增加，管路的压力损失变得不可控，尤其是对于现代的高速打印系统，由于墨水流速较快，控制管路压力损失更为困难。

现代的喷墨打印设备，一般采用负压泵的方式，实现方式如下：将各色负压墨瓶连通到一个负压泵上，并在管路上设置一个压力开关，通过设定的压力开关上的压力上下限来决定负压泵的开关；即当墨瓶供墨压力高于压力开关设定的最高压力时，启动负压泵将墨瓶内的空气抽出一部分，使墨瓶内的压力降低；当墨瓶供墨压力低于压力开关设定的最低压力时，关闭负压泵。由于此种方式下负压泵间断工作，不利于压力保持，因此也有些方式是采用溢流的方式，即与负压泵并联一个溢流阀，负压泵常开工作，压力开关上设定的上下限决定的溢流阀的开关。

另外，喷头除了要正确喷射墨滴外，一旦发生堵塞还需要进行清洗；现在的方案一般是再增加一路正压清洗的系统，其结构与负压供墨系统类似，只是清洗用的正压泵是向墨瓶内泵入空气产生一定的正压，迫使喷头内的墨水从喷孔内流出并将内部堵塞物冲洗干净，达到清洗的目的。两路气压管路分别连接到一个三通阀的两个互不连通的分支通口，二者的公共通口连接到负压墨瓶，控制系统根据设备的实际工作需要，切换采用哪个气压管路。

现有方案存在以下一些问题：

一是压力控制不精确。这种方式的压力控制精度是由压力开关设定的上下限决定的，实际上对于负压供墨情况下，喷头并不是工作在一个相对恒定的压力下，而是在在这个设定的上下限范围内不停来回变化；这样实际上喷头喷射的墨滴大小也不能精确地控制，会忽大忽小地变化很不均衡，这样就会造成打印质量下降。如果将压力开关的上下下压力范围设定得过窄，虽然控制精度提高了，但由于执行器件开关过于频繁，很快就会损坏因此不具有实用性。

二是间歇开关有压力冲击。由于空气具有一定的弹性，每次开关泵或者溢流阀时，都会产生一个较大的压力波峰或波谷，有时甚至会超出喷头工作压力范围，尤其是正压清洗的场合很容易造成喷头压力过高，严重时会直接损坏喷头。

三是可靠性较低。间断式的工作方式，对于系统执行器件即泵或阀来说不是最好的工作状况，每次启动和关闭均会造成电气和机械上的损耗，降低其寿命；而且由于喷头是按需喷射的，因此其压力变化状况很难预知，那么泵或阀的开关频率变化也很大，那么在这种状况下其寿命是很难推算的，频繁的开关更会加速其损耗，使系统可靠性降低。而且，针对于清洗的情况，增加了正压清洗功能的结构，使系统复杂了一倍，就更容易发生问题了。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种压力控制精确的供墨压力装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种供墨压力自动平衡调节装置，用于工业喷墨打印，包括一个泵和一个负反馈电路控制器，泵的一个接口通向大气，另一个接口通过管路通向一个容积较大的缓冲罐，缓冲罐再通过管路与喷头的负压墨瓶相连通，在缓冲罐与喷头负压墨瓶相连通的管路上设置有精密压力传感器，电路控制器分别与精密压力传感器和泵电连接。

本实用新型采用负反馈控制的方式，可以将管路压力精确控制在需要的压力值，其精度只取决于传感器检测精度，而且不会发生较大的来回变化。这样在负压模式下可以设定并达到喷头工作的最佳压力，在正压清洗模式下也可以精确控制清洗压力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型在负压供墨时的工作示意图；

图3是本实用新型在正压清洗时的工作示意图；

图中：1泵、2电路控制器、3管路、4缓冲罐、5管路、6喷头、7负压墨瓶、8精密压力传感器、9墨水管路、10喷车区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

本实用新型采用了负反馈控制系统原理，其实现方案如图1所示，包括一个泵1和一个负反馈电路控制器2，泵1的一个接口通向大气，另一个接口通过管路3通向一个容积较大的缓冲罐4；缓冲罐4再通过管路5与喷头6的负压墨瓶7相连通（喷头可以有多个，本图中仅显示两个），负压墨瓶7还有一个用来供应墨水的墨水管路9；在管路5上设置有精密压力传感器8，精密压力传感器8的检测口连通管路；精密压力传感器8的检测信号通过电线路传递到负反馈电路控制器2，电路控制器2的控制信号通过电线路传递给泵1。电路控制器采用了负反馈控制系统原理，根据精密压力传感器8的检测信号来控制泵1的运转速度，使管路5中的压力趋于稳定。喷头6位于喷车区域10中。

电路控制器不设定压力上下限，而是设定一个精确的目标压力值；精密压力传感器检测到的管路中的压力值，并送到电路控制器内，通过与设定的目标值比对，给出相应的控制信号。泵是连续运转的，但其转速根据控制信号的变化而变化。另外，由于喷头喷射时就不会清洗，清洗时就不会喷射，因此本方案将清洗和供墨的气压管路合而为一，通过切换泵的方向即可实现负压供墨和正压清洗的功能切换。当然，电路控制器也将分别设定负压目标工作值和正压目标工作值。

本实用新型的工作方式如下：

如图2所示，在负压供墨模式下，当实用新型开始工作时，电路控制器发出指令使泵以负压模式运转，此时由于管路5内的气压一般都高于设定的工作压力，因此压力传感器检测到的压力值比设定值高，电路控制器通过比对实际压力与设定的负压工作压力的差值给出提高转速的指令，则泵按照要求的转速高速运转；随着管路5内压力逐渐降低，由于负反馈，电路控制器给出的转速值也逐渐降低，则泵转速逐渐降低直到与设定供墨压力值匹配，此时泵的转速仅需要平衡管路5泄露量即可。如果由于某种情况造成管路压力比设定的工作压力还低，则泵以极低的速度运转（但不停止运转），直到管路压力回升至设定的工作压力。这样，泵的转速总是与需要的工况匹配，就能将管路供墨压力精确地控制在需要的压力上，从而保证喷头喷射稳定，保证打印质量不发生波动。

如图3所示，在正压清洗模式下，电路控制器发出指令使泵以正压模式运转，当系统刚切换到正压清洗模式时，此时由于管路5内的压力一般都低于设定的清洗压力值，因此压力传感器检测到的压力值比设定值低，控制系统通过比对实际压力与设定压力的差值给出提高转速的指令，则泵按照要求的转速高速运转；随着管路5内压力逐渐升高，控制系统给出的转速值也逐渐降低，则负压泵转速逐渐降低直到与设定的清洗压力值匹配；此时泵的转速仅需要平衡管路泄露量即可。

本实用新型装置的优点是：

与现有技术相比，本装置有以下几个优点：

一是压力控制精确。基于负反馈控制系统的方式，可以将管路压力精确控制在需要的压力值，其精度只取决于传感器检测精度，而且不会发生较大的来回变化。这样负压模式下可以设定并达到喷头工作的最佳压力。正压清洗模式下也可以精确控制清洗压力。

二是连续运转无冲击。由于执行器件是连续运转的，没有任何由于间断开关造成的压力冲击，也就避免了由于压力冲击造成喷头损坏的可能。而且系统内设有缓冲罐，即使泵本身有一定的压力波动，也可以被容积较大的缓冲罐吸收，保证到达管路的压力稳定。

三是结构简单，工作可靠。由于将两路气压管路合而为一，结构化简一半，减少了一半甚至更多的器件，整个系统的可靠性必然提高；而且由于从根本上解决了喷头的工作压力问题，可使其寿命得以延长；同时由于执行器件是连续工作的，不需要频繁开关，这样也可以延长其寿命，从而也提高了整个系统的可靠性。

Claims (1)

1.一种供墨压力自动平衡调节装置，用于工业喷墨打印，其特征在于，包括一个泵（1）和一个负反馈电路控制器（2），泵（1）的一个接口通向大气，另一个接口通过管路（3）通向一个容积较大的缓冲罐（4），缓冲罐（4）再通过管路（5）与喷头（6）的负压墨瓶（7）相连通，在缓冲罐（4）与喷头负压墨瓶（7）相连通的管路（5）上设置有精密压力传感器（8），电路控制器（2）分别与精密压力传感器（8）和泵（1）电连接。