ES2229643T3 - Bomba de membrana. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una bomba de membrana que consta de un mecanismo de control completamente neumático, constando este mecanismo de control de un gato de doble efecto (18) al cual está unida una membrana (19), estando obtenida la descarga por la presurización de varias cámaras (15, 16, 17), obteniéndose la admisión por la presurización de una cámara primara (15) estando el resto de cámaras a presión atmosférica.

Description

Bomba de membrana.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una bomba de membrana.

Estado de la técnica

Un documento de la técnica anterior, la Patente US-A-4 862 192, describe una impresora por puntos de chorro de tinta, con un circuito de tinta que comprende un dispositivo de transferencia para transferir la tinta espesa desde un primer depósito de alimentación y, con independencia de éste, el aditivo de un segundo depósito de alimentación, hasta una cámara de tinta. La tinta proveniente de esta cámara de tinta se suministra bajo presión a una cabeza de escritura. La tinta se devuelve a la cámara de tinta a través de un canal de recuperación, que atraviesa la cabeza de escritura y que recupera las gotitas de tinta que no han sido desviadas por necesidades de la escritura. El dispositivo de transferencia utiliza aire a presión para transportar la tinta entre un depósito de tinta, conectado a la cabeza de escritura, un depósito de mezcla, conectado a los depósitos de alimentación, y un depósito de recuperación, conectado al canal de recuperación. El depósito de mezcla puede ser conectado alternativamente a una línea de aspiración o a una línea de descarga.

En esta impresora de la técnica conocida, la transferencia de tinta está así asegurada por medio de un depósito intermedio que está, o bien bajo depresión para recuperar la tinta que se encuentra en el depósito de recuperación, o bien bajo presión durante la fase de alimentación del depósito (acumulador) conectado a la cabeza de impresión.

La Figura 1 muestra el esquema de principio de una impresora de este tipo. En la misma, la presencia de un volumen intermedio es una fuente de problemas. En efecto, las dimensiones de este volumen no son despreciables. El volumen y la superficie de intercambio de aire/ tinta, entrañan:

* un consumo de aire importante, debido a los sucesivos inflados y desinflados de este volumen intermedio;

* una disolución del aire en la tinta, puesto que el volumen de la mezcla no está equipado con un separador de aire/ tinta;

* un sobredimensionamiento y una multiplicación de los componentes neumáticos (tres reguladores de presión, válvulas de dos y tres vías, ...,).

Estos diversos problemas entrañan la utilización en estas máquinas de un sistema diferente al que se ha presentado en lo que antecede. En efecto, en las máquinas comercializadas se puede observar que:

* la transferencia de tinta se hace con una bomba de membrana situada entre el depósito de mezcla y el acumulador;

* el depósito de mezcla está permanentemente bajo depresión, y constituye de hecho el depósito de recuperación, el cual desaparece entonces del circuito primario.

La Figura 2 muestra un esquema de principio del sistema que equipan las máquinas. Este sistema, más simple y mejor adaptado a una impresora de chorro de tinta, utiliza una bomba de membrana. Para este nuevo circuito, la admisión de líquido está asegurada por un resorte integrado en una bomba, que se sumerge directamente en la tinta. El resorte necesita guías y centrados que aumentan de forma significativa el tamaño de éste. La cilindrada de una bomba de ese tipo es importante, y obliga a la presencia de un regulador mecánico de precisión de presión de aire en el acumulador. Al ser importante el volumen interno de la bomba, un sistema de este tipo presenta numerosos inconvenientes durante un cambio rápido de color de la tinta (la superficie que se debe limpiar es importante). Esta impresora de la técnica conocida no utiliza la bomba de manera bidireccional, sino que se encuentran chapaletas en la aspiración, y a veces en la descarga de las bombas. El principio de esta impresora de la técnica conocida es simple, pero es limitado en cuanto a aplicaciones futuras (manejo de los volúmenes transferidos, facilidad de enjuagado de la máquina, cambio de color, adición de tinta y de aditivo por medio de la bomba). Se debe apreciar que en esta máquina, la bomba tiene solamente una cantidad de funcionalidad muy limitada.

La invención tiene por objeto una bomba de membrana que permite subsanar estos distintos inconvenientes.

Un primer documento de la técnica conocida, la solicitud de Patente EP-A-0 758 053, describe una bomba de dosificación de tipo cápsula que comprende un diafragma de forma característica, que puede desplazarse entre dos posiciones: una posición delantera y una posición trasera.

Un segundo documento de la técnica conocida, la Patente US-A-3 387 566, describe un motor adaptado para que funcione como una bomba capaz de suministrar fluidos a presión de forma comandable. Este motor comprende un cárter, un conjunto de dos diafragmas fijados a este cárter y a un cuerpo central móvil, separados uno del otro, y capacitados para flexar al mismo tiempo.

Exposición de la invención

La presente invención describe una bomba de membrana que comprende un cuerpo en que se han excavado canales de comunicación, y dos cavidades en las que se desplazan las dos partes de un pistón, en el que un elemento deformable es solidario con la primera de estas dos partes, en el que se han dispuesto dos juntas entre el cuerpo y el pistón, siendo una solidaria con el cuerpo (junta de vástago), siendo la otra solidaria con la segunda parte del pistón (junta de pistón), en el que el posicionamiento del pistón, dotado del elemento deformable, en el interior de estas dos cavidades, permite realizar una gran cámara en dos partes isobaras conectadas entre sí, una cámara pequeña, así como una cámara de acceso, a las que permiten acceder diferentes orificios, y en particular dos orificios de aspiración/ descarga, que se caracteriza porque el elemento deformable es una membrana, y porque la carrera del pistón, que está delimitada por la distancia existente entre al menos una cara del pistón y al menos una cara del cuerpo, es del orden de 1 mm, de modo que la deformación de la membrana, así como la energía de deformación, se mantienen bajas.

Ventajosamente, el comando de esta bomba de membrana se realiza por medio de una sola electroválvula de 2 vías/ 2 posiciones, completada con la presencia de un orificio calibrado que permite la despresurización de las cámaras.

Además, esta bomba según la invención no necesita ya la utilización de un resorte para el retorno de la bomba, como en la Patente US-A-4 862 192. Este resorte es, en efecto, un componente mecánico que se ha de calibrar, sujeto a dispersiones de características: el resorte no debe ser demasiado fuerte para permitir, en todos los casos, el comando de descarga, y suficientemente fuerte como para permitir también, en todos los casos, el comando de aspiración. Una dificultad de este tipo en la adaptación de este componente a las condiciones de funcionamiento, no existe con la bomba de la invención. En efecto, la bomba de la invención se adapta a cualquier evolución de la presión de funcionamiento. Así, este tipo de bomba tiene una gran capacidad de depresión, independiente de sus rendimientos bajo presión. En efecto, el esfuerzo puesto en juego para crear la depresión está asociado directamente al producto de la presión que impera en la cámara pequeña del husillo, multiplicada por la superficie de esta pequeña cámara. La depresión máxima posible se obtiene dividiendo el esfuerzo por la superficie de la membrana. La presión que impera en la cámara pequeña es, de forma permanente, la presión fuente, teniéndose por tanto:

Depresión máxima = presión fuente * (sección pequeña cámara / sección membrana)

El esfuerzo puesto en juego para crear la presión, está asociado directamente al producto de la presión reinante en la cámara grande del husillo, multiplicada por la superficie de la membrana. La presión de descarga máxima posible con este tipo de bomba es, por tanto, la presión fuente.

Si se indica con S la superficie de la cámara grande, s la superficie de la cámara pequeña, S membrana la superficie de la membrana. El montaje puede esquematizarse según se ha ilustrado en la Figura 3. Durante la descarga, la presión motriz se aplica sobre (S membrana - s vástago + S), y prácticamente la misma presión se aplica sobre s. Se puede apreciar que: s vástago = S - s, y por lo tanto:

Esfuerzo de descarga = Presión * ((S membrana - (S - s) + S) - s)

es decir:

Esfuerzo de descarga = Presión * S membrana

El esfuerzo motor de la descarga es totalmente independiente de la sección de la cámara pequeña del husillo.

Ventajosamente, la bomba de membrana de la invención está equipada con un captador de presión y de temperatura, estando este último directamente en contacto con el fluido situado en el interior de la bomba.

La invención se refiere igualmente a un circuito hidráulico equipado con esta bomba.

Ventajosamente, éste incluye:

- medios de mantenimiento de la presión fuente situada a la salida del regulador;

- medios de determinación del atoramiento de un filtro situado en su descarga;

- medios de verificación de la estanquidad de los componentes del circuito de tinta;

- medios de realización de la funcionalidad caudalímetro de las diferentes cantidades de fluidos consumidas.

La invención se refiere también a una impresora de chorro de tinta equipada con este circuito de tinta.

La bomba de la invención presenta numerosas ventajas:

- simplicidad;

- bajo número de piezas;

- volúmenes muertos muy pequeños;

- fiabilidad de funcionamiento.

Breve descripción de los dibujos

Las Figuras 1 y 2 representan dos ejemplos de realización de dispositivos de la técnica anterior;

La Figura 3 precisa las superficies afectadas para el cálculo de las fuerzas puestas en juego durante un ciclo de descarga de la bomba de la invención;

La Figura 4 ilustra la bomba de membrana de la invención;

La Figura 5 ilustra el esquema hidroneumático de un circuito de tinta que utiliza la bomba de la invención;

Las Figuras 6 y 7 corresponden a la señal presión de la bomba en un ciclo típico de aspiración / descarga.

Exposición detallada de modos de realización

La bomba de membrana de la invención, según se ha representado en las Figuras 4 y 5, está formada por un cuerpo 2 en el que se han excavado canales de comunicación, y dos cavidades 3, 4 por las que se desplazan las dos partes 5, 6 de un pistón 18, siendo una membrana 19 solidaria de la primera 5 de estas dos partes. Dos juntas 7, 8 se encuentran dispuestas entre el cuerpo 2 y el pistón 18, siendo una junta 7 solidaria con el cuerpo 2, y siendo la otra junta 8 solidaria con la segunda parte 6 del pistón. El posicionamiento del pistón 18, dotado de la membrana 19 en el interior de estas dos cavidades 3 y 4, permite realizar una gran cámara en dos partes isobaras 16 y 17 conectadas entre sí, una pequeña cámara 15, así como una cámara de acceso 9, a las que permiten acceder, respectivamente, orificios 26, 27, y dos orificios de aspiración / descarga 28 y 29.

En la bomba de membrana de la invención, el diámetro de encaje en el pistón 18 está definido de manera que minimiza la energía total de deformación elástica (criterio de Von Mises). Además, el pistón 18 incluye una zona de apoyo de la membrana 19 utilizada durante la secuencia de descarga. Esta zona de apoyo permite minimizar la deformación de la membrana. El espesor de la membrana 19 puede ser importante debido a que la energía motriz necesaria para el movimiento es débil (de hecho, al estar minimizada la energía de deformación de la membrana, la energía necesaria para moverla es pequeña). Se puede apreciar igualmente que la energía neumática no presenta los problemas de par motor y de estabilidad de velocidad de rotación (vibraciones) que se pueden encontrar en un motor eléctrico (de paso a paso en particular). El comando con aire es, así, mucho más suave.

El aumento de espesor de la membrana 19 permite obtener una excelente duración del período de vida de la bomba (superior a tres años de funcionamiento en 2 x 8, 300 días por año en virtud de los resultados de los ensayos).

Las formas internas de la bomba de la invención se mantienen simples con el fin de no crear zonas de retención difíciles de limpiar.

Una característica original de la bomba de la invención reside en su mecanismo de comando completamente neumático. La descarga se obtiene mediante la puesta bajo presión de la membrana. La aspiración (admisión) se obtiene también mediante la puesta bajo presión de una superficie conectada a la membrana.

De hecho, la membrana está unida a un husillo de comando (pistón 18). Este husillo es un husillo de doble efecto, para el que siempre está presente la presión en la pequeña cámara 15. Cuando las otras superficies (membrana y cámara grande del husillo), se dejan a la presión atmosférica, se puede asegurar la aspiración de líquido. Poniendo bajo presión la membrana y la cámara grande del husillo, se puede descargar.

La cámara pequeña 15 del husillo está conectada, de manera permanente, a la presión fuente, y solamente una electroválvula de dos vías / dos posiciones es suficiente para poder poner bajo presión las otras superficies, con el fin de crear el desplazamiento del husillo, y por consiguiente el bombeo.

La carrera de este tipo de bomba está asociada a la diferencia de dos dimensiones geométricas. La primera dimensión separa las caras B3 y B4 de la pieza 6, y la segunda dimensión separa las caras B1 y B2 de la pieza 2 (véase la Figura 4). La reproductibilidad de esta dimensión es muy buena, y no depende, de hecho, más que de la calidad de fabricación de la pieza 2 y de la pieza 6 (por moldeo o mecanización). Esta reproductibilidad de la carrera permite obtener bombas que tienen una cilindrada (volumen desplazado por cada golpe de bomba) idéntica. Para una impresora de chorro de tinta, se puede utilizar entonces la bomba como caudalímetro, y medir, por ejemplo, los consumos de tinta y de solvente, así como el caudal del chorro.

Para este tipo de bomba, la opción de un carrera pequeña (del orden de 1 mm) aporta diversas cuestiones de interés:

* la deformación de la membrana, así como la energía de la deformación, se mantienen bajas. Esta característica es muy importante, y permite obtener una duración de vida de la membrana compatible con varios años de utilización de una impresora de chorro de tinta;

* las estanquidades asociadas al husillo de comando resultan así muy fáciles de llevar a cabo. Dos juntas tóricas estándar (las juntas 7 y 8 en la Figura 4), permiten asegurar la funcionalidad de estanquidad con dos ventajas primordiales adicionales:

a)

En el desplazamiento relativo del pistón con respecto a la pieza 2 (véase la Figura 4), el movimiento se hace prácticamente sin rozamiento. Al ser el desplazamiento pequeño, la junta se deforma, y se arrolla en su alojamiento sin rozar. Se observa que el desgaste de las juntas es prácticamente inexistente, y que el esfuerzo necesario para el desplazamiento del husillo es despreciable ante las presiones puestas en juego. La duración de vida de la estanquidad es superior a 50 millones de maniobras según los resultados de las pruebas.

b)

El coste de la funcionalidad de estanquidad es bajo merced a la utilización de elementos estándar utilizados en serie en la mayor parte de los componentes neumáticos.

Para resumir, la funcionalidad de estanquidad del husillo para este tipo de bomba, es simple, poco costosa, y con una duración de vida muy interesante.

Para una utilización en impresora de chorro de tinta, los materiales en contacto con la tinta se eligen en función de su compatibilidad química con los fluidos (tinta, solvente). Así, un eje 5 de acero inoxidable y una membrana 19 de teflón (0,5 mm de espesor, por ejemplo), están bien adaptados a la utilización en una impresora de chorro de tinta. Un sobremoldeo de la membrana sobre el eje, es también posible, y ha sido realizado como ensayo.

En un ejemplo de realización práctica, la bomba 14 de la invención se utiliza en un circuito de tinta tal como el que se ha representado en la Figura 5. Éste comprende un cartucho de tinta 10, un cartucho de aditivo 11, un depósito de recuperación 12, y un acumulador 13, estando cada uno de los diferentes elementos conectado a la bomba 14 de la invención, lo que permite una transferencia de tinta; filtros de aire 31 y 44, un filtro de tinta 24, un regulador de presión 30, un condensador 45 y su radiador, canales de conexión en los que se encuentran dispuestas electroválvulas 20, 21, 22, 23, 25, 34, 37, 40, 43, y una tarjeta electrónica de comando de estos diferentes elementos.

Las partes bajas del cartucho de tinta 10, del cartucho de aditivo 11, y las partes alta y baja del acumulador 13, se han conectado a un mismo orificio de aspiración / descarga de la bomba 14, a través de, respectivamente, electroválvulas 20, 21, 22 y 23. Un filtro 24 denominado "principal", se encuentra dispuesto entre la parte baja del acumulador 13 y la electroválvula 23. La parte baja del acumulador 13 está conectada asimismo a la cabeza de proyección de tinta. La parte baja del depósito de recuperación 12 está conectada a un segundo orificio de descarga / aspiración de la bomba 14 a través de una electroválvula 25.

El circuito de tinta comprende igualmente un regulador de presión 30 conectado en la entrada a la red de aire comprimido (5-10 bares) por medio de un filtro de aire 31, y en la salida a los barridos electrónicos y al circuito de tinta por medio de dos orificios calibrados 32 y 33. La salida del regulador de presión 30 está conectada asimismo:

- a la presurización de la cabeza a través de una electroválvula 34 y de un orificio calibrado 35;

- al acumulador 13 a través de una electroválvula 34, de una electroválvula 43 y de un orificio calibrado 35a;

- a la cámara grande de la bomba 14 y a un orificio de descompresión 38 a través de una electroválvula 37;

- a la cámara pequeña 15 de la bomba 14;

- a un rechazo exterior a través de una electroválvula 40, de un orificio calibrado regulable 41, y de un venturi 42, estando asimismo la parte baja del filtro 31 conectada a este rechazo exterior a través de un orificio calibrado 46.

La parte alta del acumulador 13 está conectada al punto común en la electroválvula 34 y al orificio calibrado 35 por medio de una electroválvula 43 a través del orificio calibrado 35a.

La parte alta del depósito de recuperación 12 está conectada al venturi 42 a través de un filtro 44 y de un condensador 45, y su parte baja a la aspiración del gotero de tinta situado en la base de la cabeza de proyección de tinta. Un captador de nivel, por ejemplo un detector 50 sin contacto, se encuentra fijado a la pared del depósito de recuperación 12. Un captador de temperatura y presión 53 ha sido situado en la bomba 14.

La presión en la salida del regulador de presión 30, es ligeramente superior a la presión en el acumulador 13.

La cámara pequeña 15 de la bomba está conectada a la presión regulada presente a la salida del regulador de presión 30, y la cámara grande a una misma presión a través de la electroválvula 37.

Cuando la electroválvula 37 está cerrada, la membrana 19 está "estirada": existe "aspiración" con respecto al líquido situado al otro lado (volumen 9). El pistón apoya en el tope posterior B1.

Cuando la electroválvula 37 está abierta, la cámara grande 16, 17 está a una presión ligeramente inferior a la de la cámara pequeña 15, debido a la existencia del orificio de descompresión 38. La superficie del pistón 18 sobre la que se aplica la presión de la cámara grande 16, 17 es mucho mayor que sobre la que se aplica la presión de la cámara pequeña 15. El pistón viene así, como se ha representado en la Figura 1, contra el tope delantero B2. Existe "descarga".

El pistón 18 tiene un funcionamiento convencional, que utiliza el orificio de descompresión 38. Cuando se desea aspirar, el sistema se "desinfla" a través de este orificio 38. La membrana no llega nunca a hacer tope. La comprimibilidad del aire permite obtener un movimiento flexible que evita, en particular, los fenómenos de choques y de golpes de ariete. La duración de vida de la membrana 19 se ve así mejorada con relación al dispositivo de la técnica anterior que se ha descrito más arriba.

El acumulador 13 permite una doble regulación:

* En funcionamiento normal

- la electroválvula 43 está cerrada;

- se introduce tinta a golpes en el acumulador 13, el cual tiene, gracias a su bolsa de aire situada en la parte superior, un papel anti-pulsatorio hidráulico que permite alisar la curva de gasto. Los dimensionamientos de los volúmenes de la cámara de la bomba 14 y de la bolsa de aire del acumulador 13, son tales que la adición instantánea de un volumen de bomba al acumulador, no llega a modificar, de manera significativa, la presión de este acumulador. Típicamente, una relación de 200 entre el volumen de la bolsa de aire y el volumen de cámara de la bomba, es un límite inferior aceptable. Tomando en consideración esta relación 200 y la geometría del acumulador (al menos 80 cm^{3} de aire en la parte alta), una cilindrada de bomba de 0,4 cm^{3} está muy bien adaptada a una utilización de este tipo de bomba para una impresora de chorro de tinta;

- se mide la presión, de manera permanente, con la ayuda del captador 53;

- se efectúa una adición elemental de tinta con la ayuda de la bomba 14, para reemplazar cíclicamente la tinta consumida por el chorro. Para la utilización estándar (un solo conducto de 72 micras de diámetro), la adición elemental de tinta tiene lugar aproximadamente cada 6 segundos (diez golpes por minuto);

* Cuando el cartucho de tinta 10 y el depósito de recuperación 12 están vacíos

- no se pasa más por la bomba 14; se verifica la presión con la ayuda del captador 53;

- dado que no se puede añadir más tinta, debido a que el cartucho 10 y el depósito de recuperación 12 están vacíos, el acumulador se vacía lentamente y la presión en éste último tendrá tendencia a disminuir. También, al estar la electroválvula 34 abierta, se abre la electroválvula 43 de forma intermitente durante tiempos muy cortos, lo que permite mantener la presión en el acumulador 13; se vuelve a añadir tanto aire como pérdida de volumen de líquido.

Las transferencias de fluido entre los diferentes volúmenes se hacen por medio de la bomba 14 de la invención, situada en el centro del circuito. Esta bomba 14 juega el papel de "estación de selección". La misma se ha equipado con un captador de presión 53. Se ha añadido la funcionalidad de medición de temperatura al captador con el fin de poder gestionar, de manera más correcta, la calidad de la tinta (medición de la temperatura de la tinta en el corazón del sistema). La doble medición de presión / temperatura se hace por contacto directo del fluido situado en el interior de la bomba con el elemento sensible del captador. El captador de presión / temperatura está verdaderamente integrado en la bomba sin ninguna separación bomba / captador.

La única condición de funcionamiento de la bomba 14 consiste en que la presión reinante a la salida del regulador 30 sea superior a la presión de funcionamiento. Es suficiente con regular la presión a la salida del regulador 30 con un margen de seguridad con relación a la presión de funcionamiento (+ 500 mBar, por ejemplo), para librarse de cualquier riesgo de mal funcionamiento del sistema. Desde el punto de vista industrial, esto representa una ventaja enorme puesto que el conjunto de máquinas de una gama de impresoras podrá estar equipado con un solo tipo de bomba. La bomba 14 se comporta como un elemento auto-adaptado a las condiciones de funcionamiento.

De hecho, para un circuito de tinta, la única diferencia para la bomba entre las diferentes máquinas de una gama consiste en el nivel de utilización de la bomba. Se puede apreciar un nivel de utilización de alrededor de tres golpes por minuto para una cabeza de un primer tipo P, hasta alrededor de cincuenta golpes por minuto para una cabeza que incorpore cuatro chorros de un segundo tipo G, u 8 chorros de un tercer tipo M. El margen de funcionamiento de este tipo de bomba es importante, puesto que las pruebas de laboratorio realizadas sobre prototipos han demostrado que un nivel de uso de ciento veinte golpes por minuto no representa dificultad alguna. Se puede apreciar también que el funcionamiento de la bomba no tiene influencia sobre las capacidades de recuperación del venturi. En efecto, el hecho de que los volúmenes 16 y 17 sean pequeños, y que la electroválvula de comando 37 sea cebada contra la bomba, entraña variaciones de presión a la salida del regulador 30 que permanecen bajas. Estas variaciones se mantienen bajas siempre que el regulador 30 sea de pequeño tamaño. En efecto, se elige un regulador de pequeño tamaño (por ejemplo, el más pequeño de la gama neumática, es decir, de alrededor de 6 Nm^{3}/h), con un volumen de cuba muy pequeño y un diámetro de paso pequeño (alrededor de tres mm).

Esta bomba 14 permite, gracias a ciclos particulares, el mantenimiento de determinados elementos del circuito. Así, se puede:

* controlar la presión fuente (presión a la salida del regulador 30): al estar la bomba al final del ciclo de aspiración (pistón sobre la cara B1: véase la Figura 4), estando las electroválvulas 20, 21, 22, 23, 25 cerradas, se abre a continuación la electroválvula 37, proporcionando entonces la medición del captador 53 el valor de la presión fuente;

* controlar el nivel de atoramiento del filtro 24: se mide el trabajo necesario para que la bomba 14 transfiera su cilindrada a través del filtro. La medición de este trabajo de transferencia está asociado al cálculo que hace que intervengan las presiones dinámicas. En efecto, este trabajo que traduce la dificultad para que la bomba se descargue a través del filtro, es una información que se puede encontrar en el diagrama de presión en función del tiempo.

El aspecto de la señal de presión durante la fase de transferencia, ha sido ilustrado en la Figura 7 (habiéndose proporcionado la totalidad de un ciclo de aspiración / descarga en la Figura 6).

El trabajo de trasvase viene dado por la superficie indicada con S1 en el gráfico presión / tiempo. Desde el punto de vista matemático, el cálculo exacto de esta superficie viene dado por la integral:

\int^{t2}_{t1} (\text{Presión} - \text{Presión acumulador})\cdot dt

De hecho, se puede observar:

* que el tiempo t_{0} (apertura de la electroválvula de acumulador), está muy próximo al tiempo t_{1} (equilibrio de las presiones de la bomba y del acumulador)

* que la superficie exacta S1 puede estar muy próxima a la superficie S2.

La superficie de S2 se calcula fácilmente, y vale:

(t_{2} - t_{1}) * (\text{P maxi} - \text{P acumulador})

Confundiendo los tiempos t_{1} y t_{0}, se observa que el atoramiento del filtro se encuentra finalmente en el término

(t_{2} - t_{0}) * (\text{P maxi} - \text{P acumulador}).

El cálculo de este término y su comparación con un límite, permiten fijar un grado de atoramiento aceptable del filtro antes de su cambio. Además, un valor de alarma permite informar al usuario sobre la necesidad de un cambio próximo de este filtro.

Otra funcionalidad de este tipo de bomba consiste en su capacidad de controlar las estanquidades. Para una aplicación de chorro de tinta, la bomba es el elemento central del circuito. Esta posición particular asociada a la presencia de un captador de presión, permite el mantenimiento del conjunto de componentes próximos a la bomba. Así, se puede controlar:

* la estanquidad de la electroválvula 43: mientras el acumulador está a una presión próxima a la presión atmosférica y todas las electroválvulas están cerradas, se abren las electroválvulas 34 y 23. La presión manifestada por el captador debe permanecer entonces constante. Si la presión evoluciona (aumento), entonces la electroválvula 43 presenta un defecto de estanquidad;

* la estanquidad del acumulador: después de haberse asegurado de la estanquidad de la electroválvula 43, se abre esta electroválvula para poner bajo presión el acumulador. Tras una temporización de inflado de algunos segundos, se cierra la electroválvula 43. La presión manifestada por el captador debe permanecer entonces constante. Si la presión evoluciona (disminución), entonces el acumulador 13 presenta un defecto de estanquidad;

* la estanquidad de las electroválvulas 22 y 23 de la bomba: después de haber asegurado las estanquidades de la electroválvula 43 y del acumulador 13, se cierra la electroválvula 23 y se abre la electroválvula 25. Tras una temporización de espera (algunos segundos), se cierra la electroválvula 25 y se abre la electroválvula 23. La presión manifestada por el captador debe ser entonces idéntica a la medida durante la fase de control de la estanquidad del acumulador. Si la presión ha evolucionado (disminución), entonces la electroválvula 23 o la electroválvula 22 (o las dos), presentan un fallo de estanquidad;

* la estanquidad de las electroválvulas 25, 20 y 21 de la bomba: después de haber asegurado las estanquidades de las electroválvulas 43, 23 y 24, y del acumulador 13, se cierra la electroválvula 23. La presión manifestada por el captador debe permanecer entonces constante, en el valor de la presión del acumulador. Si la presión evoluciona (disminución), entonces la electroválvula 25 o/y la electroválvula 21 o/y la electroválvula 20, presenta(n) un fallo de estanquidad;

* la estanquidad de la electroválvula 40: mientras que el acumulador está a una presión próxima a la presión atmosférica, y todas las electroválvulas están cerradas, se abre la electroválvula 25. La señal de presión debe tener entonces un valor próximo a la presión atmosférica. Si el valor manifestado por el captador es inferior al de la presión atmosférica, entonces la electroválvula 40 presenta un fallo de estanquidad, y alimenta al venturi.

Claims (9)

1. Bomba de membrana, que comprende un cuerpo (2) en el que se han excavado canales de comunicación, y dos cavidades (3, 4) en las que se desplazan las dos partes (5, 6) de un pistón (18) en el que un elemento deformable (19) es solidario con la primera (5) de estas dos partes, y en el que dos juntas (7, 8) se encuentran dispuestas entre el cuerpo (2) y el pistón (18), siendo una (7) solidaria con el cuerpo (2), siendo la otra (8) solidaria con la segunda parte (6) del pistón, en la que el posicionamiento del pistón (18, provisto del elemento deformable (19), en el interior de estas dos cavidades (3 y 4), permite realizar una cámara grande en dos partes isobaras (16 y 17) unidas entre sí, una cámara pequeña (15), así como una cámara de acceso (9), a las que permiten acceder diferentes orificios (26, 27, 28 y 29), caracterizada porque el elemento deformable (19) es una membrana, y porque la carrera del pistón (18), que está delimitada por la distancia existente entre al menos una cara (B3, B4) del pistón (18) y al menos una cara (B1, B2) del cuerpo (2), es del orden de 1 mm, de modo que la deformación de la membrana, así como la energía de deformación, se mantienen en valores pequeños.

2. Bomba de membrana según la reivindicación 1, en la que el comando se realiza por medio de una sola electroválvula de 2 vías / 2 posiciones, complementada por la presencia de un orificio calibrado que permite la despresurización de las cámaras (16 y 17).

3. Bomba de membrana según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, equipada con un captador de presión y de temperatura (53), estando este último directamente en contacto con el fluido situado en el interior de la bomba (14).

4. Circuito hidráulico equipado con la bomba de membrana según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Circuito hidráulico según la reivindicación 4, que incluye medios de mantenimiento de la presión fuente situada a la salida del regulador (30).

6. Circuito hidráulico según la reivindicación 4, que incluye medios de determinación del atoramiento de un filtro (24) situado en su descarga.

7. Circuito hidráulico según la reivindicación 4, que incluye medios de verificación de la estanquidad de los componentes de este circuito.

8. Circuito hidráulico según la reivindicación 4, que incluye medios de realización de la funcionalidad caudalímetro de las diferentes cantidades de fluidos consumidas.

9. Impresora de chorro de tinta equipada con un circuito de tinta según la reivindicación 4.