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Hintergrund
der Offenbarung
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Eine
exemplarische Anwendung, für
die die vorliegende Erfindung nützlich
ist, ist die von Drucksystemen. Fluidliefersysteme werden allgemein
verwendet zum Liefern flüssiger
Tinte in Drucksystemen, wie zum Beispiel Tintenstrahldrucksystemen. Ein
Typ eines Fluidliefersystems ist der rezirkulierende Systemtyp.
Rezirkulierende Fluidliefersysteme sind inhärent lufttolerant. Diese Typen
von Systemen bewegen Luft und Tinte von der Druckkopfregion einer
Druckkassette, trennen die Luft von der Tinte unter Verwendung von
entweder einem Schaumblock oder durch Gravitation und Zirkulieren
die Tinte zurück
zu dem Druckkopf. Die Antriebskraft der Rezirkulation ist allgemein
dieselbe wie die zum Liefern von Tinte.
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Ein
Typ eines bekannten rezirkulierenden Fluidliefersystems verwendet
Röhren,
durch die das Fluid geliefert wird. Siehe zum Beispiel US-A-5936650.
Röhren
fügen bedeutende
Kosten zu dem Fluidliefersystem hinzu und erhöhen den Kraftbetrag, der erforderlich
ist, um den Druckkopf während
des Druckens vorwärts
und rückwärts zu treiben.
Diese röhrenbasierten
Systeme ermöglichen, dass
Fluid bidirektional fließt,
das heißt
von dem Fluidvorrat zu dem Druckkopf und von dem Druckkopf zu dem
Fluidvorrat. Das System füllt
die Kassette wieder auf, mit Fluid, das von dem Vorrat zu dem Druckkopf
fließt.
Dann, um den korrekten Druck zu erhalten, wird verursacht, dass überschüssiges Fluid zurück von dem
Druckkopf zu dem Fluidvorrat fließt. Das System kann seinen
Betriebsdruck oder seinen Einstellpunkt überschreiten, und es be steht
daher das Risiko, dass dasselbe überfüllt wird.
Der Einstellpunkt ist negativer Druck, der als Gegendruck bezeichnet
wird. Wenn die Kassette überfüllt wäre, könnte eine
schlechte Druckqualität
oder ein Auslaufen aus den Düsen
verursacht werden.
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Zusammenfassung
der Offenbarung
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Ein
rezirkulierendes Fluidliefersystem wird beschrieben. Das System
umfasst eine Luft-Fluid-Separatorstruktur, eine Luftauslassregion,
ein Fluidplenum in Fluidkommunikation mit der Separatorstruktur
und ein Freifluidreservoir. Ein Fluidrezirkulationsweg koppelt die
Separatorstruktur, das Fluidplenum und das Freifluidreservoir fluidisch.
Eine Pumpenstruktur rezirkuliert ein Fluid durch den Rezirkulationsweg
durch einen Pumpmodus, wobei Luftblasen von dem rezirkulierten Fluid
getrennt und an die Umgebung von der Luftauslassregion entlassen
werden können.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels
derselben offensichtlich, das in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt
ist, in denen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines rezirkulierenden
Fluidliefersystems gemäß der Erfindung
ist.
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2A und 2B Seiten-
und isometrische End-Ansichten einer exemplarischen Rückschlagventilstruktur
sind, die in dem System aus 1 verwendbar
ist.
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3 ein
schematisches Diagramm eines Druckersystems ist, das das Fluidliefersystem
aus 1 verwendet.
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4 grafisch
eine exemplarische Auffülleffizienz
für einen
Prototyp des Systems aus 1 darstellt.
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5 den
Auffüllprozess über eine
Anzahl von Zyklen darstellt, die einen exemplarischen Düsengegendruck
des Ausführungsbeispiels
am Ende eines Zyklus als eine Funktion der Zykluszählung zeigen.
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6 eine
schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Fluidliefersystems
gemäß der Erfindung
ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Offenbarung
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Ein
exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines rezirkulierenden Fluidliefersystems 20 gemäß Aspekten
der Erfindung ist schematisch in 1 dargestellt.
Das System weist einen Fluidvorrat 30, eine Druckkassette 40,
die eine Pumpstruktur 42 einlagert, und einen Luft-Fluid-Separator 44 auf.
Eine fluidische Verbindung 36 liefert einen Fluidweg zwischen
dem Fluidvorrat und der Druckkassette. Der Luft-Fluid-Separator umfasst einen Körper 45 aus
einer Art von Kapillarmaterial, wie zum Beispiel Verbundpolyesterfaserschaum,
Polyurethanschaum oder Glaskügelchen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Pumpstruktur 42 eine Pumpmembran, die ein Elastomermaterial
umfasst, das in einer konvexen Form mit einer internen Feder gebildet
ist, die das Pumpvolumen zurückfedert,
nachdem das Elastomer durch eine externe Antriebskraft eingedrückt wird.
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Exemplarische
Fluidverbindungsstrukturen, die zu dem Zweck geeignet sind, wie 36A, 36B,
sind bekannt, wie zum Beispiel Nadel-Septum-Verbindungen, zum Beispiel
wie in dem US-Patent
5,815,182 beschrieben ist.
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Der
Fluidvorrat 30 kann ein Volumen 34 mit freiem
Fluid innerhalb eines starren Behälters mit einem Auslass 35 oder
in einem schlaffen Beutel umfassen. Wenn eine Entlüftung verwendet
wird, ist sie während
der Verwendung offen, aber während
der Versendung abgedichtet, um ein Lecken zu vermeiden. In jedem
Fall weist bei diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Fluidvorrat
ein Hoch-Rissbildungs-Druckprüfventil 32 an
seinem Auslasstor 33 auf. Das Auslasstor weist ferner eine
Fluidverbindungsstruktur 36B auf, zum Zusammenpassen mit einer
entsprechenden Fluidverbindungsstruktur 36A an der Druckkassette 40.
Ein exemplarischer Rissbildungsdruck für das Rückschlagventil, das geeignet zu
dem Zweck bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist, ist im
Bereich von 12 bis 20 Zoll Wasser.
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Druckkassette 40 umfasst
zusätzlich
zu dem Kapillarmaterial/Luft-Fluid-Separator 44 einen Standrohrbereich 46,
eine Freifluidkammer 48, eine Luftauslassregion 50 und
einen Druckkopf 52, der Fluidtröpfchen durch ein Düsenarray
ausstößt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist das Fluid eine flüssige
Tinte während
normaler Druckoperationen. Das Fluid kann alternativ ein Reinigungsfluid,
ein unschädliches
Versendefluid, ein Aufbereitungsfluid oder ähnliches sein.
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Der
Druckkopf 52 kann einer einer Vielzahl von Typen von Fluidausstoßstrukturen
sein, zum Beispiel ein thermischer Tintenstrahldruckkopf oder ein piezoelektrischer
Druckkopf.
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Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
aus 1 liefert der Separator 44 ferner einen Gegendruck
zu dem Druckkopf 52. Das Kapillarmaterial bei einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel ist
ausgewählt,
um einen statischen Gegendruck im Bereich von 2 bis 6 Zoll Wasser
zu liefern. Die Luftauslassregion 50 des Luft-Fluid-Separators 44 ist
ein kleines Volumen aus feuchter Luft über dem Kapillarmaterial 45,
das in die Atmosphäre über ein
Labyrinthauslass 54 entlassen wird.
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Die
Standrohrregion 46 umfasst ein Fluidplenum 60 in
Fluidkommunikation mit dem Druckkopf 52, das mit Fluid
durch den Kanal 62 von der offenen Region 66 unter
einem Filter 68 versorgt wird, der das Kapillarmaterial 45 von
der Region 66 trennt. Der Filter 68 kann zum Beispiel
aus einem feinmaschigen Sieb hergestellt sein, zum Beispiel mit
einer Sollöffnungsgröße von 6
Mikrometern bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Der Filter
ist durch eine Hochblasendruckcharakteristik gekennzeichnet, die ausreichend
ist, um ein Passieren von Luftblasen unter Bedingungen zu verhindern,
die durch die Druckkassette während
der Versendung, der Operation oder der Speicherung erfahren werden.
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Die
Druckkassette 40 umfasst zwei Einweg-Rückschlagventile 56, 58.
Das Rückschlagventil 56 ist
in einem Fluidweg zwischen der Oberseite der Freifluidkammer 48 und
der Luftauslassregion 50 angeordnet, wodurch ermöglicht wird,
dass Luft und Fluid von der Kammer 48 in den Separator 44 und
die Luftauslassregion 50 fließen, wenn der Rissbildungsdruck
des Ventils überschritten
wird. Der Fluidfluss von der Region 50 in die Kammer 48 wird
durch das Rückschlagventil 56 verhindert.
Das Rückschlagventil 58 ist
in einem Fluidkanal 64 zwischen der Standrohrregion 46 und
der Freifluidkammer 48 angeordnet, wodurch ermöglicht wird,
dass ein Fluid von der Standrohrregion in die Freifluidkammer 48 fließt, wenn
der Rissbildungsdruck des Ventils 58 überschritten wird, während ein
Fluidfluss in der entgegengesetzten Richtung von der Kammer 48 zu
dem Plenum 60 verhindert wird. Bei einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
weisen die Ventile 56, 58 einen Rissbildungsdruck
im Bereich von 2 bis 3 Zoll Wasser auf, und bei einem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
einen Rissbildungsdruck von 3,25 Zoll Wasser. Für dieses Ausführungsbeispiel
ist der statische Plenumdruck im Bereich von –2 bis –6 Zoll Wasser und während des
Druckens ist der dynamische Plenumdruck im Be reich von –2 bis –12 Zoll
Wasser. Während
dem Pumpen könnte
der Plenumdruck bis zu –25
bis –30
Zoll Wasser sein, oder ein negativer Druck unter einer Schwelle,
bei der Luftblasen durch die Druckkopfdüsen aufgenommen werden würden, da
die Druckqualität
während
des Pumpens kein Problem ist.
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Es
gibt viele Typen von Rückschlagventilstrukturen,
die verwendet werden können,
um die Funktion von den Rückschlagventilen 56, 58 und 32 für das System
auszuführen.
Ein exemplarischer Typ einer Ventilstruktur ist in 2A–2B dargestellt. Diese
Ventilstruktur ist als ein Rückschlagventil 58 dargestellt,
ist jedoch ebenfalls für
andere Rückschlagventile
verwendbar. Die Ventilstruktur ist ein Schirmventil mit einer Ventilsitzstruktur 56A,
die einen Außenrahmen 56A1 mit
Rippen 56A2 aufweist, die von einer Nabe 56A3 strahlenförmig abgehen, wobei
die Rippen durch Öffnungen 56A4 getrennt sind.
Eine Schirmstruktur 56B umfasst einen Schirm 56B1,
der einstückig
mit der Säule 56B2 gebildet
ist, die durch die Nabe der Sitzstruktur positioniert ist. Die Sitzstruktur
ist aus einem starren Kunststoffmaterial hergestellt, wie zum Beispiel
PPS, MABS, ABS, PET oder LCP; die Schirmstruktur 56B ist
aus einem Elastomermaterial hergestellt, wie zum Beispiel Silizium,
EPDM oder einem thermoplastischen Elastomer, um die Ablenkung des
Schirms weg von dem Rand der Sitzstruktur zu ermöglichen, ansprechend auf einen
Fluiddruck, der den Bremsdruck überschreitet,
wodurch ermöglicht
wird, dass ein Fluid durch das Ventil in der Richtung des Pfeils 56C fließt (2A).
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Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Druckkassette 40 an einem hin- und herbewegbaren
Wagen 82 eines Druckers 80 befestigt, und der
Wagen wird entlang einer Bandachse 68 während Druckoperationen getrieben,
wie schematisch in 3 gezeigt ist. Die Bandachse
ist im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegung des Druckmediums 10 durch
den Drucker, wie durch einen Pfeil M angezeigt ist. Der Fluidvorrat 30 ist
an einem Druckervorratshuttle 72 an ei ner Vorratsstation
befestigt. Der Shuttle kann getrieben werden, um den Fluidvorrat
entlang einer Versorgungsachse 70 zu bewegen, die quer
zu der Bandachse zwischen einer Vorratsruheposition (gezeigt in 1)
und einer in Eingriff genommenen Position ist, wo die Fluidverbindung 36B mit
einer entsprechenden Fluidverbindung 36A der Druckkassette
zusammengepasst ist. Natürlich
können
andere Anordnungen alternativ verwendet werden, zum Beispiel könnte die
Fluidverbindungsachse parallel zu der Wagenachse sein.
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Beim
Einschalten des Systems wird der Wagen 82 entlang der Bandachse 68 bewegt,
um die Druckkassette an der Vorratsstation zu positionieren. Dann
betätigt
ein Druckershuttlemechanismus linear den Shuttle 72, um
den Fluidvorrat 30 entlang der Achse 70 hin zu
der Druckkassette zu bewegen, um temporär mit der Druckkassette 40 durch
die Fluidverbindungsstrukturen 36A, 36B verbunden
zu werden. Es sei angenommen, dass die Druckkassette 40 in
einem vollständig
entleerten Zustand ist, und Fluid benötigt, sodass die maximale Menge
an Seiten vor der nächsten
Füllung
bedruckt werden kann. Der Drucker betätigt dann einen Mechanismus 90,
um die Pumpe an der Druckkassette anzutreiben, wodurch verursacht
wird, dass Fluid von dem Fluidvorrat zu der Druckkassette fließt. Der
Mechanismus 90 kann einen Betätiger 92 umfassen,
der entlang einer Betätigerachse 94 (1)
hin- und herbewegt
wird, um die Pumpenmembran 42 in wiederholten Zyklen der Betätigeroperation
zu kontaktieren und zu komprimieren. Diese lässt die Pumpkammer 42A zusammenfallen,
wodurch Fluid in der Kammer durch die Öffnung 48A in die
Freifluidkammer 48 gedrängt wird.
Dies wiederum drängt
Fluid und Luft durch das Rückschlagventil 56 in
den Separator 44. Andere Typen von Pumpstrukturen könnten alternativ
verwendet werden, zum Beispiel Kolben oder elektromechanische Strukturen.
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Während Fluid
in die Freifluidkammer 48 in der Druckkassette gepumpt
wird, fließt
eine kleine Fluidmenge ferner von dem Plenum 60 durch den Kanal 64 und
das Rückschlagventil 58 entlang
dem Rezirkulationsweg, angezeigt durch Pfeile 65 der Druckkassette,
in die Freifluidkammer 48.
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Der
dynamische Flussverlust durch das Kapillarmaterial 45 ist
relativ hoch während
der ersten ein oder zwei Zyklen der Pumpoperation, da das Kapillarmaterial
weitgehend entleert ist bei der Anfangsstufe des Wiederauffüllens und
der Filter 68 eine Charakteristik eines hohen Blasendrucks
aufweist, die einen Fluss von Luftblasen durch den Filter unter normalen
Betriebs-, Speicherungs- und Pump-Operationen verhindert, die durch
die Druckkassette erfahren werden. Daher ist der Fluss durch den Luft-Fluid-Separator 44 nicht
der bevorzugteste Weg für
den Fluidfluss. Weniger Flusswiderstand existiert durch den Fluidversorgungsweg 38,
das heißt
von dem Vorrat 30 durch die Verbindung 36, und
das Fluid wird von dem Vorrat 30 anfänglich bei ungefähr 50%–70% jedes
Pumpenvolumens eingezogen, das heißt dem Volumen der Pumpkammer 42A bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel.
Die Menge an Fluid, die von dem Vorrat 30 während des
Wiederauffüllens
eingezogen wird, geteilt durch das Pumpenvolumen, wird als die Wiederauffülleffizienz
bezeichnet. Die Wiederauffülleffizienz
fällt von
ungefähr
70% bis 50% bei den ersten einen oder zwei Pumpzyklen sehr schnell,
wenn die Druckkassette wieder aufgefüllt wird. 4 stellt
grafisch eine exemplarische Wiederauffülleffizienz für einen
Prototyp des Systems 20 dar.
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Wenn
die Wiederauffülleffizienz
abfällt
erhöht
sich die Menge des Fluids, das durch den Weg 65 rezirkuliert.
Wenn die Druckkassette 40 mehr Fluid aufnimmt, wird das
Kapillarmaterial 45 stärker
gesättigt
und der dynamische Flussverlust durch das Kapillarmaterial und den
Filter 68 wird verringert, was es einfacher macht, Fluid
aus der Standrohrregion zu ziehen. Das System nimmt daher kleinere
Fluidmengen aus dem Fluidvorrat 30 auf, wenn es sich seinem Gleichgewicht
oder seinem Sollwert nähert.
Der Sollwert ist der Gegendruck, der zum Drucken optimal ist, und
bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist es ferner derselbe Gegendruck in dem Standrohr, bei dem eine
volle Rezirkulation stattfindet, das heißt, wenn die Wiederauffülleffizienz
0% ist. An diesem Sollwert wird das Pumpvolumen vollständig über den
Rezirkulationsweg 65 und nicht über den Fluidvorrat 30 wieder
aufgefüllt.
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5 stellt
einen exemplarischen Auffüllprozess über eine
Anzahl von Zyklen dar, wobei ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines Düsengegendrucks
am Ende eines Zyklus als eine Funktion der Zykluszählung gezeichnet
wird, wobei ein Zyklus aus einer Pumpenbetätigung und einem nachfolgenden
Rückstoß besteht. 5 zeigt
die Eigenstabilität des
Systems aus 1. Wenn, wie bei früheren Lösungen,
das System die Druckkassette überfüllt und dann überschüssiges Fluid
zurück
in den Vorrat zieht, dann würde
der Gegendruck auf unter den Sollwert von 2,4 Zoll Wasser abfallen
und dann einige Zyklen später
zu seinem Sollwert zurückkehren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
erreicht das System seinen Sollwert ohne Überfüllung.
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Nach
einem vollständigen
Auffüllen
ist die Druckkassette 40 bereit zum Drucken. Die Größe des Kapillarmaterials
in der Druckkassette bestimmt die Anzahl von Seiten, die gedruckt
werden können,
bevor ein Wiederauffüllen
erforderlich ist. Die Anzahl von Tropfen pro Seite verändert die
Anzahl von möglichen
Seiten.
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Während dem
Drucken sammelt sich Luft, die aufgrund der Entgasung des Fluids
erzeugt wird, in den kleinen Standrohrfluidkanälen 62, 64 (1). Ohne
ein Verbinden mit dem Fluidvorrat 30 kann eine Luftauslassroutine
an der Druckkassette 40 durchgeführt werden, um Luft aus den
Kanälen 62, 64 auszulassen.
Die fluidische Verbindung an der Verbindungsstruktur 36A ist
normalerweise geschlossen und öffnet
sich nur nach der Verbindung mit dem Fluidvorrat 30. Der
Wagen 82 wird zu der Vorratsstation bewegt, und mit dem
Fluidvorrat 30 weiterhin in seiner Ruheposition, außer Eingriff
mit dem Druckwagen, wird der Pumpmechanismus 90 akti viert.
Luft, die in der Standrohrregion 46 ist, kann durch den
Rezirkulationsweg 65 zirkuliert werden und in dem Luft-Fluid-Separator 44 getrennt
werden, ohne die Druckkassette mit dem Fluidvorrat zu verbinden.
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Während langer
Leerlaufzeit-Perioden oder zwischen Druckaufträgen kann der Drucker Luft aus dem
Druckkopf auslassen, ohne die Fluidverbindungen oder den Vorratsshuttle
zu betätigen,
wenn eine Wiederauffüllung
nicht erforderlich ist. Dies kann den Verschleiß der Fluidverbindungen und
der Vorrats-Shuttlekomponenten reduzieren und Zeit für die Wartungsroutine
sparen, da der Vorratsshuttle nicht aktiviert werden müsste.
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Ein
alternatives Ausführungsbeispiel
eines Fluidliefersystems 100 ist in 6 dargestellt.
Die Fluidvorrat-/Druckkopf-Anordnung
wird allgemein als ein „Schnapper"-System bezeichnet, da der Vorrat eine
Fluidverbindung aufweist, die mit einer Fluidverbindung an dem Druckkopf
einschnappt und während
des Druckens zusammengeschnappt bleibt, wobei der Druckerwagen 102 sowohl
die Druckkassette als auch den Fluidvorrat hält. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die Pumpe weiterhin „auf
der Achse" angeordnet,
das heißt
auf dem sich hin- und herbewegenden Wagen 102, ist aber
als Teil des Fluidvorrats hergestellt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit
des Pumpsystems, da die Membran jedes Mal ersetzt wird, wenn ein
neuer Fluidvorrat installiert wird.
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Das
System 100, das in schematischer Form in 6 gezeigt
ist, umfasst den Fluidvorrat 110, der einen Vorrat aus
Fluid in einem internen Fluidreservoir 111 hält. Das
Reservoir 111 wird in die Umgebung entlüftet, durch einen Labyrinthauslass 115,
der während
der Verwendung offen ist aber während
der Versendung abgedichtet ist, um ein Lecken zu verhindern. Das
Vorratsgehäuse 118 umfasst
eine Innenwandstruktur 118A, die das Reservoir 111 von
einer Freifluidkammer 113 abtrennt. Die Wandstruktur 118A weist
eine Öff nung 118B auf,
die in derselben gebildet ist, mit einem Rückschlagventil 114,
das in der Öffnung
angeordnet ist, um zu verhindern, dass das Fluid von der Kammer 113 in
das Reservoir 111 fließt.
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Der
Fluidvorrat 110 weist eine Pumpstruktur 112 auf,
die an das Gehäuse 118 angebracht
ist, in Fluidkommunikation mit der Fluidkammer 113. Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Pumpstruktur 112 eine Membranpumpstruktur, obwohl
andere Typen von Fluidpumpstrukturen alternativ verwendet werden
könnten,
wie zum Beispiel eine federbelastete Kolbenpumpe. Die Pumpmembran 112 definiert
eine Pumpkammer 112A, die mit der Kammer 113 durch
das Tor 118C kommuniziert, das einen bidirektionalen Fluidfluss
zwischen den Kammern 113, 112A ermöglicht.
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Der
Fluidvorrat 110 umfasst eine Fluidverbindungsstruktur 116 zum
Ineingriffnehmen einer entsprechenden Verbindungsstruktur 140 an
der Druckkassette 120. Exemplarische Fluidverbindungsstrukturen,
die zu dem Zweck geeignet sind, umfassen Nagel/Septum-Strukturen,
wie zum Beispiel jene, die in U.S. 5,815,182 beschrieben sind.
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Die
Druckkassette 120 umfasst ein Gehäuse 122 mit einer
Innenwandstruktur 122A, die eine Freifluidkammer 125 bildet,
die durch die Wandstruktur 122A von dem Reservoir 127 getrennt
ist, wobei ein Rückschlagventil 152 an
einer Öffnung 122B in
der Wandstruktur 122A benachbart zu der Oberwand 122C angeordnet
ist. Ein Körper 124 aus
Kapillarmaterial ist in dem Reservoir 127 angeordnet und
bildet einen Luft-Fluid-Separator.
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Die
Druckkassette umfasst ferner einen Standrohrbereich 130,
eine Luftauslassregion 144 und einen Druckkopf 128,
der Fluidtröpfchen
durch ein Düsenarray
ausstößt. Bei
dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
aus 6 liefert der Separator 124 ferner einen
Gegendruck zu dem Druckkopf. Die Luftauslassregion 144 ist
ein kleines Volumen aus feuchter Luft über dem Separator 124,
das an die Umgebung über
einen Labyrinthauslass 146 entlassen wird.
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Die
Standrohrregion 130 umfasst Fluidflusskanäle 132, 134,
die zu einem Fluidplenum 136 über dem Druckkopf 128 führen. Der
Kanal 132 kommuniziert mit dem Separator 124 durch
einen Filter 126. Der Kanal 134 kommuniziert mit
einer Freifluidkammer 125. Ein Rückschlagventil 154 ist
in dem Kanal 134 positioniert.
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Das
Rückschlagventil 152 ermöglicht einen Einwege-Fluidfluss von der
Freifluidkammer 125 zu dem Separator 124, wenn
der Gegendruck des Ventils überschritten
wird, wodurch ein Fluidfluss in der entgegengesetzten Richtung verhindert
wird. Das Rückschlagventil 154 ermöglicht einen
Einwege-Fluidfluss in dem Kanal 134 zwischen dem Plenum 136 und
der Freifluidkammer 125, wenn der Gegendruck des Ventils überschritten
wird, wodurch ein Fluidfluss in die entgegengesetzte Richtung verhindert
wird.
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Ein
Rezirkulationsweg 150 ermöglicht, dass Fluid rezirkuliert
wird, durch eine Aktion der Pumpe 112, durch die Freifluidkammer 125 und
das Ventil 152 zu dem Kapillarmaterial 124, dem
Standrohrkanal 132, dem Plenum 136, dem Kanal 134,
durch das Ventil 154 zurück zu der Freifluidkammer 125 und zwischen
der Kammer 113 des Fluidvorrats durch die Verbindungen 116, 140.
Die Betätigung
der Pumpe 112 tritt bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
auf durch Bewegen des Wagens zu einer Dienststation, an der der
Betätiger 106 angeordnet ist,
und dann hin- und herbewegen des Betätigers 106 durch einen
Pumpenbetätigermechanismus,
um die Pumpenmembran wiederholt zyklusmäßig zu durchlaufen.
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Die
Rückschlagventile 152, 154 weisen
bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
einen Gegendruck in dem Bereich von 2 bis 4 Zoll Wasser auf. Das
Vorratsrückschlagventil 114 weist
bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
einen Gegendruck in einem Bereich von 12 bis 20 Zoll Wasser auf und
ist hoch genug, um Flussverluste durch die Fluidverbindung zu berücksichtigen.
Der Gegendruck kann mit den dynamischen Flussverlusten durch den Rezirkulationsweg
und das Kapillarmaterial ausgeglichen werden.
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Das
System 100, das in 6 dargestellt
ist, liefert eine Auf-Achsen-Fluidversorgung mit einem lufttoleranten
Rezirkulationssystem. Ein Luft-Fluid-Separator ist auf der Achse
mit dem Fluidvorrat angeordnet, was eine Lufttoleranz ermöglicht,
ohne zu erfordern, dass große
Mengen an Fluid zum Luftauslassen verschwendet werden. Ferner ermöglicht das Einlagern
der Pumpe in den Fluidvorrat, wie bei dem Ausführungsbeispiel aus 6,
eine zuverlässigere Pumpe,
da die Pumpmembran mit dem Fluidvorrat ersetzt wird. Die Pumpmaterialeigenschaften
können sich
im Lauf der Zeit in Kontakt mit dem Fluid ändern, aufgrund einer Lösungsmittel-Absorption oder -Kriechen.
Da die Pumpe vielen Zyklen unterzogen wird, kann Ermüdung Schaden
verursachen. Wenn die Pumpmembran periodisch ausgetauscht wird,
ist die erforderliche Materiallebensdauer viel kürzer und kann reduzierte Kosten über ein
permanentes Pumpen hinweg ermöglichen.