本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年6月28日、申請(qǐng)?zhí)枮?01380034831.4、發(fā)明名稱為“液體管理系統(tǒng)”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種用于在受控的壓力下供應(yīng)或接收液體的液體管理系統(tǒng)，該液體管理系統(tǒng)通常用于諸如按需噴墨打印機(jī)或者用于產(chǎn)生氣霧、噴涂等的噴頭之類的設(shè)備。

具體地，本發(fā)明涉及一種液體管理系統(tǒng)，其能夠控制所供應(yīng)的液體的壓力以例如填裝液體傳送設(shè)備，和/或其中液體供應(yīng)可以在受控的壓力下提供至液體噴射位置。液體可具有懸浮或分散在其中的固體微粒或具有添加到其中的其它添加劑，但在所有情況下，最終結(jié)果都是表現(xiàn)為基本像液體那樣的流體。此外，本發(fā)明涉及一種用于供應(yīng)或接收液體的液體管理系統(tǒng)，該液體包括大量沉淀微粒，諸如玻璃粉和/或墨水顏料或其它未很好地分散在液體中的固體。

背景技術(shù)：

在諸如噴墨打印機(jī)或噴頭的各種液體傳送設(shè)備中，有必要實(shí)現(xiàn)液體從液體傳送設(shè)備的始終如一的噴射，和/或?yàn)榱诉@么做，需要在噴射位置處對(duì)液體的靜態(tài)壓力精確控制。也可能需要對(duì)液體流精確控制。例如，ep1224079和ep1366901中描述了需要上述性能的打印頭類型。其它具有類似需求的設(shè)備在例如ep1071559中被公開(kāi)。ep2076395教導(dǎo)了在ep1224079和ep1366901中描述的打印頭處的壓力需要被校正大約+20帕或-20帕，并且那些周期性變化必須在大約+2帕或-2帕以內(nèi)以消除打印質(zhì)量中的可見(jiàn)變化。類似地，其它設(shè)計(jì)的打印頭將根據(jù)其設(shè)計(jì)能夠容許壓力波動(dòng)(和流體流動(dòng)速率)。

控制向諸如打印頭之類的液體傳送設(shè)備的液體供應(yīng)的壓力的簡(jiǎn)單方法是利用重力。液體容器(其中液體的表面開(kāi)放至大氣壓)被安裝在打印頭的水平高度的上方或下方，以根據(jù)打印頭的需要產(chǎn)生正的或負(fù)的液體壓力。在噴射位置所需的入口壓力可通過(guò)機(jī)械地調(diào)整液體容器關(guān)于打印頭的相對(duì)高度而被設(shè)定。容器也可通過(guò)泵被供應(yīng)液體。

一些液體傳送設(shè)備需要墨水連續(xù)流動(dòng)通過(guò)該設(shè)備，而這需要該設(shè)備具有入口和出口以允許墨水流進(jìn)該設(shè)備并從該設(shè)備流出。在這些設(shè)備中，出口處的墨水的壓力也可通過(guò)使墨水在大氣壓下從出口管流動(dòng)至打印頭下方的規(guī)定水平高度而由重力控制。該水平高度也可被機(jī)械地調(diào)節(jié)以在噴射位置獲得正確的運(yùn)行條件(諸如墨水壓力和流動(dòng)速率)。

如ep2076395中所描述的，重力給料的墨水供應(yīng)系統(tǒng)(可被概括為液體供應(yīng)系統(tǒng))的已知缺點(diǎn)是：

·改變壓力需要容器的物理移動(dòng)。

·容器的位置由所需的壓力決定。

·可能需要大容量的空間以容納容器的整個(gè)可調(diào)節(jié)范圍。

·可通過(guò)在完全不同于打印期間所需壓力的壓力下供應(yīng)墨水來(lái)幫助向打印頭填裝墨水。

·對(duì)于重力給料系統(tǒng)，需要大量的空間并且通常需要相當(dāng)大量的時(shí)間來(lái)移動(dòng)容器以獲得這些壓力。

·墨水表面必須通向大氣，增加了灰塵或其它污染物污染墨水的風(fēng)險(xiǎn)。

wo97/441914和ep1092548均描述墨水供應(yīng)系統(tǒng)，其中在容器中通過(guò)使用壩將墨水表面保持在恒定的液位或高度。在wo2006/030235中也描述了這種系統(tǒng)。該系統(tǒng)可利用重力設(shè)定噴射位置的壓力，或者在wo2006/030235的情況中，在包含流體供應(yīng)裝置的噴嘴的入口和出口處的墨水壓力通過(guò)控制包含流體供應(yīng)裝置的噴嘴的入口和出口處上方的空氣的壓力或者利用該入口和出口處的空氣被控制。為保持壩起作用，有必要將已經(jīng)流過(guò)壩的墨水從容器移除。

ep2076395描述另一系統(tǒng)，其中通過(guò)使用壩將墨水保持在容器中的恒定的高度。在該系統(tǒng)中，墨水從遠(yuǎn)程的墨水箱被連續(xù)泵送到兩個(gè)容器，一個(gè)容器被放置在流體回路中的打印頭的正前方，而另一個(gè)容器在正后方。容器中的流體壓力被控制使得墨水以可控的壓力和流動(dòng)速率流動(dòng)通過(guò)打印頭。

在ep2076395中，其主張便于通過(guò)使用在容器內(nèi)安裝在墨水液位上方的氣體壓力傳感器測(cè)量本地容器中的壓力。因此，為了基于該壓力管理控制容器中的墨水壓力，保持容器中的墨水深度恒定是重要的。

ep2076395使用壩，泵送到容器中的過(guò)量的墨水流過(guò)該壩以在該壩的上游側(cè)將流體保持在恒定的高度。通向和離開(kāi)打印頭的流體通路源自存儲(chǔ)在壩的上游側(cè)的該墨水。流過(guò)壩的墨水通過(guò)返回泵被泵送回遠(yuǎn)程的墨水箱。該返回泵被過(guò)度驅(qū)動(dòng)，使得除墨水外其將一些空氣吸出容器，從而在容器中產(chǎn)生輕微的負(fù)壓。氣體壓力傳感器和比例閥在反饋回路中運(yùn)行以使空氣以足以使容器中的流體壓力能夠穩(wěn)定在用戶可控的設(shè)定壓力的速率泄漏進(jìn)容器(通常從容器外部以大氣壓，或者可替代地從正壓或負(fù)壓的容器)。

然而，當(dāng)使用包含大量沉降或未充分分散的微粒的液體時(shí)，ep2076395中所描述的這種系統(tǒng)具有若干缺陷。這些缺陷包括：

·壩(尤其是在ep2076395中示出的配置中)的存在產(chǎn)生導(dǎo)致其中液體流動(dòng)足夠慢以使液體中的微粒開(kāi)始脫離懸浮的區(qū)域的流動(dòng)模式。這改變液體的成分使得傳送到頭部的液體與期望的不同。沉淀物也可開(kāi)始填充容器，擾動(dòng)或阻礙流體流動(dòng)。

·大量沉降液體通常需要比無(wú)沉降液體更高的通過(guò)打印頭和本地容器的流動(dòng)速率，以便防止在液體供應(yīng)至諸如ep2076395中的系統(tǒng)之類的系統(tǒng)時(shí)的沉淀，在容器中產(chǎn)生湍流使得在容器底部之上的液面高度變得不穩(wěn)定。湍流本身也引起不可預(yù)知的流體壓力變化。這進(jìn)而導(dǎo)致供應(yīng)至頭部的液體的壓力波動(dòng)并變得難于控制，即使利用上述反饋系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決上述確定的問(wèn)題中的一個(gè)或更多個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于在受控的壓力下供應(yīng)和接收液體的液體管理系統(tǒng)，包括：

閉合的容器，具有用于從第一遠(yuǎn)端單元(remotelocation)接收液體的入口和用于向第二遠(yuǎn)端單元供應(yīng)液體的出口；和

泵送出口，被設(shè)置在所述容器中并被布置為將包含在所述容器內(nèi)的液體和氣體移除，所述泵送出口被設(shè)置為使得所述容器中液體的液位可保持在恒定的高度。

所述泵送出口可包括延伸到容器中的管。所述管可基本水平或在所述容器內(nèi)基本豎直。所述管可具有在所述容器內(nèi)的錐形開(kāi)口。所述泵送出口可以是在所述容器的側(cè)壁中的開(kāi)口。根據(jù)所述系統(tǒng)的需要，所述入口可位于所述泵送出口的上方或下方。

可提供裝置用于控制附接至所述泵送出口的泵，以使所述容器內(nèi)的壓力被控制。所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括附加的泵，該附加的泵被布置為在使用中將氣體泵送到所述容器中或從所述容器泵送出。可提供用于控制所述附加的泵的裝置，以使所述容器內(nèi)的壓力被控制。

孔可將所述容器連接到高于大氣壓、低于大氣壓或處于大氣壓下的氣體，被配置為在使用中將氣體泄放到所述容器中或從所述容器泄放出?？商峁┯糜诳刂扑隹椎难b置，使得所述容器內(nèi)的壓力被控制。

所述泵送出口的高度可以為固定的或可以為可變的。

一種液體傳送系統(tǒng)，可包括如上所述的液體管理系統(tǒng)，并且可進(jìn)一步包括液體傳送設(shè)備，該液體傳送設(shè)備被供應(yīng)來(lái)自所述液體管理系統(tǒng)的液體。

所述液體傳送設(shè)備可以為打印頭或噴頭或其它液體傳送設(shè)備。

所述液體傳送設(shè)備可以為所述第一遠(yuǎn)端單元或所述第二遠(yuǎn)端單元。

一種液體傳送系統(tǒng)，可包括兩個(gè)如上所述的液體管理系統(tǒng)，其中一個(gè)系統(tǒng)向液體傳送設(shè)備供應(yīng)液體，而另一個(gè)系統(tǒng)從所述液體傳送設(shè)備接收液體，由此控制供應(yīng)到所述液體傳送設(shè)備的液體的壓力和從所述液體傳送設(shè)備移除的液體的壓力，使得液體以受控的速率并在受控的壓力下流動(dòng)通過(guò)所述液體傳送設(shè)備。

在另一方面，本發(fā)明提供一種用于在受控的壓力下供應(yīng)或接收液體的液體管理系統(tǒng)，包括：

容器，具有用于從第一遠(yuǎn)端單元接收液體的入口和用于從所述容器移除液體的出口；

所述容器具有傾斜底面，該傾斜底面在其下端限定頂端，所述入口或所述出口被定位為鄰近所述頂端。

所述入口可被定位為鄰近所述頂端。所述入口可用泵抽以將液體供應(yīng)到所述容器中。

所述容器可以為敞開(kāi)的或閉合的容器。

所述出口可以為通向第二遠(yuǎn)端單元的泵送出口。所述泵送出口可在所述容器內(nèi)處于固定高度。所述出口可被定位為鄰近所述頂端。

所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括連接到所述出口的再循環(huán)流體系統(tǒng)，用于使流體再循環(huán)回到所述容器中。

可提供液體抽取出口，用于將液體供應(yīng)到第二遠(yuǎn)端單元。

所述容器可包括至少兩個(gè)室。所述室中的一個(gè)或更多個(gè)室可具有傾斜底面。

在另一方面，本發(fā)明提供一種用于在受控的壓力下供應(yīng)或接收液體的液體管理系統(tǒng)，包括：

容器，具有用于從第一遠(yuǎn)端單元接收液體的入口和用于向第二遠(yuǎn)端單元供應(yīng)液體的出口；和

至少一個(gè)擋板，在所述容器中位于所述入口和所述出口之間，用于打碎入口流。

所述擋板可包括一個(gè)或更多個(gè)傾斜表面?？商峁┒鄠€(gè)擋板。所述多個(gè)擋板可成基本平面陣列或可成交錯(cuò)布置。所述多個(gè)擋板可以被提供為兩排或更多排。

從所述容器可提供泵送出口，所述泵送出口被設(shè)置為使得所述容器中的液體的液位能被保持在恒定的高度。

所述擋板中的一個(gè)或更多個(gè)擋板的最上部可位于所述泵送出口的下方。

即使沒(méi)有明確敘述，技術(shù)人員也容易理解本發(fā)明的不同方面的特征可以組合。例如，容器的傾斜底部可被合并到具有擋板的系統(tǒng)中或被合并到具有固定高度的泵送出口的系統(tǒng)中，或者實(shí)際上擋板也可合并到固定高度的泵送出口布置中。這樣，除非另外明確排除，在此公開(kāi)的本發(fā)明的任何方面的任何優(yōu)選的特征可合并到本發(fā)明的任何單獨(dú)的方面中。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參照附圖描述各個(gè)示例，其中：

圖1為系統(tǒng)的一個(gè)示例的示意性剖視圖；

圖2示出系統(tǒng)的另一示例的剖視圖；

圖3示出圖1所示布置的變型；

圖4示出的系統(tǒng)的另一示例，具有傾斜的容器底部；

圖4a示出具有傾斜底面的系統(tǒng)的另一示例；

圖5示出圖4的布置的變型；

圖6示出同時(shí)利用壩和傾斜的容器底部的系統(tǒng)的示例；和

圖7示出使用擋板的系統(tǒng)的另一示例。

具體實(shí)施方式

圖1示出液體容器10，其通過(guò)入口管11被供應(yīng)來(lái)自遠(yuǎn)端單元(未示出)的液體1。液體經(jīng)由出口管12離開(kāi)容器到達(dá)液體傳送設(shè)備(未示出)。在該示例中，液體傳送設(shè)備可以是打印頭、噴頭或任何其它氣霧化液體傳送設(shè)備，在打印頭的情況下，液體通常為墨水，在噴頭的情況下，液體可以是任何適合的可噴射的液體。盡管不是所需要的，液體通常為包括沉淀物或未充分分散的微粒的懸浮液。

容器被提供有另一出口13。該出口13為被設(shè)置在容器內(nèi)的固定高度處的泵送出口。出口13被連接至泵(未示出)，使得當(dāng)泵運(yùn)行時(shí)，來(lái)自容器10的過(guò)量的液體和/或空氣被抽吸通過(guò)出口13并從容器10移除。以此方式，出口13確保容器10中的液體1的高度保持恒定，因?yàn)樵摳叨仁冀K不會(huì)超過(guò)出口13。盡管在優(yōu)選的示例中，出口13處于固定的高度，但是可以想到該出口的高度可以是能改變的，使得用戶可限定容器10內(nèi)的流體的高度。這樣的改變通常僅會(huì)在使用前執(zhí)行，以便設(shè)定系統(tǒng)的參數(shù)。

容器10中在液面上方的空氣壓力也被控制,并可由壓力傳感器14測(cè)量?？商娲睾?或另外，可采用液體壓力傳感器?？諝饪赏ㄟ^(guò)泄放閥15被泄入或?yàn)a出容器10，或可通過(guò)泵(未示出)被泵送到容器中或從容器泵送出，泄放閥15可以以任何給定的壓力被供應(yīng)空氣。液面上方的空氣壓力可通過(guò)受控的電子器件(未示出)被控制并設(shè)置在所需的設(shè)定點(diǎn)，或通過(guò)計(jì)算機(jī)(未示出)被編程。雖然在該示例中描述的是空氣，但可以使用任何其它適合的氣體。

容器可被配置為使得不需要空氣泵(未示出)來(lái)控制液面上方的空氣壓力。在該示例中，從出口13的泵送速率比液體被供應(yīng)到容器10的速率大，因此液體和空氣都將始終被泵送出容器10。這將減小容器10中的空氣壓力，并且這可隨后通過(guò)將空氣經(jīng)由泄放閥15泄放到容器10中而被控制，以將壓力保持在所需的設(shè)定點(diǎn)。連接到泵送出口13的泵將過(guò)量的液體返回到主液體容器(未示出)，該主液體容器可隨后被用來(lái)向入口11提供液體。

圖2中示出可替代示例，其中在圖1中豎直排列的出口13由位于容器10的側(cè)壁中的固定高度出口代替。該出口可以采用可延伸到第一容器10中的管的形式，或者可簡(jiǎn)單地為側(cè)壁中的開(kāi)口。在該布置中，該出口的高度固定且不可被改變。圖3示出圖1的系統(tǒng)的另一示例，除了出口13的下端之外，其與圖1的系統(tǒng)是相同的。在該示例中，出口13的下端已沿斜線16被切去，由此產(chǎn)生錐形開(kāi)口。這樣的錐形開(kāi)口減小由阻塞到管開(kāi)口的流體引起的壓力波動(dòng)。在該布置中，流體的高度由出口管端部的切割部的最高部分限定。

在圖1至圖3所示的所有三個(gè)系統(tǒng)中，入口11均被示出為在液體1的表面下方。如果希望防止在流體中引起壓力波動(dòng)和氣泡形成的湍流，那么這將是有利的?？商娲?，考慮到本發(fā)明具體用以具有大量沉降或未充分分散的微粒的液體，入口位于液體的高度之上可能是有利的，使得進(jìn)入容器的液體流促進(jìn)保持微粒懸浮的液體混合。最優(yōu)的入口位置將取決于流動(dòng)速率以及隨后的湍流水平以及表面擾動(dòng)和系統(tǒng)因此需要的壓力控制量。

圖4示出的另一示例，具有容器30、入口31和泵送出口32。通向諸如打印頭或噴頭之類的遠(yuǎn)端單元的出口未被示出，但被設(shè)想到。也可提供更多入口。泵送出口32以類似于圖1的泵送出口的方式示出，但是可替代地其可采用圖2或者圖3中所示的配置。另外，空氣壓力傳感器33和比例泄放閥34被提供用于與如關(guān)于圖1所描述的相同的目的。

在該示例中，容器的下表面36是傾斜的以限定頂端35，入口31位于該頂端35處。容器的傾斜表面可采用圓錐或棱錐的形式，但是也可采用圖4a中所示的形式，在圖4a中下表面36是簡(jiǎn)單的斜面，即相對(duì)于水平面成角度的平面，或可替代地為將任何沉降或未充分分散的微粒引導(dǎo)至頂端的v形截面的通道。容器橫截面通常為圓形或方形的，雖然其它橫截面形狀是可能的。

憑借所示出的布置，脫離懸浮的任何沉墊物在重力的作用下朝向入口31落下，在該點(diǎn)處，沉淀物可被捕獲并通過(guò)入口流再次懸浮，確保液體成分在容器的大部分中保持恒定。

圖5示出可替代配置，其中容器40是敞開(kāi)的，并且，同時(shí)根據(jù)上述的任何變型的傾斜底部36被提供，頂端35被提供有入口41，該入口41連接到泵42和再循環(huán)流體系統(tǒng)43。液體供應(yīng)管線44被提供以將液體從遠(yuǎn)端單元供應(yīng)到容器中。這可如示出的那樣在液體的液位之上，或可能如在此公開(kāi)的其它示例中的那樣在液體的液位之下。容器被提供有液體出口45，液體通過(guò)液體出口45被供應(yīng)至遠(yuǎn)端單元。

圖5中示出的布置通過(guò)捕獲沉淀在底部的任何微粒并使其再循環(huán)，并通過(guò)在主箱中在流返回到容器中的點(diǎn)處產(chǎn)生進(jìn)一步攪動(dòng)，幫助保持微粒懸浮。同樣，通過(guò)供應(yīng)管線44供應(yīng)的液體導(dǎo)致容器中的大部分流體被攪動(dòng)。

如圖6所示，對(duì)容器提供一個(gè)或更多個(gè)傾斜的底部可被應(yīng)用到類似于ep2076395中所公開(kāi)的布置。在此情況下，容器60的由壩63分隔的一個(gè)或每個(gè)腔可被提供有上述任何形式的傾斜底部67。該系統(tǒng)具有第一腔61和第二腔62，并且第一腔61被提供有出口65和位于第一腔的底部的頂端處的入口64。第二腔62在第二腔62的傾斜底部的頂端處被提供有泵送出口66。如同在其它示例中一樣，提供泄放閥68和壓力傳感器69。

圖7示出另一示例，為了說(shuō)明的目的，其是與圖1所示的系統(tǒng)相同的系統(tǒng)。唯一不同的是在容器10中提供擋板70。然而，在以上描述的任何配置中可采用一個(gè)或更多個(gè)擋板的使用。一個(gè)或更多個(gè)擋板可被提供，并且其可被提供在任何適合的配置中。擋板的目的是阻止可形成飛濺的任何液體影響作為壓力控制裝置的一部分設(shè)置在容器中的壓力傳感器和比例閥，打碎流并使其轉(zhuǎn)向以使任何湍流對(duì)液面和因此容器中的液體的深度的影響最小，以及平滑地將在向容器的液體供應(yīng)中出現(xiàn)的相對(duì)高速的液體分離。根據(jù)系統(tǒng)和該或每個(gè)擋板的一個(gè)或更多個(gè)位置的具體的配置，可獲得這些優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或更多個(gè)。

如圖7可見(jiàn)，擋板被提供有傾斜表面71，其幫助擾動(dòng)通過(guò)入口72的流，使得湍流產(chǎn)生。此外，它阻礙任何沉淀物積聚在上表面上。該或每個(gè)擋板的位置都是重要的以便確保不產(chǎn)生流的靜態(tài)區(qū)域，例如，漩渦或其它低速流的區(qū)域，這可能意味著較重微?？砷_(kāi)始脫離懸浮，由此影響從容器供應(yīng)的液體的成分。

更多特征可適用于所描述的示例中的任一個(gè)或全部，這些特征包括：

·過(guò)濾器，與供應(yīng)管線或返回線中的主容器的再循環(huán)流體一致放置，以從液體中連續(xù)地移除任何不需要的微粒。

·泵的選擇非常重要。泵送溢流設(shè)計(jì)僅利用能夠同時(shí)泵送氣體和液體的泵工作，諸如容積式泵，但這些泵中的許多是強(qiáng)脈動(dòng)的，如隔膜泵或蠕動(dòng)泵。許多表現(xiàn)相對(duì)低脈動(dòng)的泵，諸如齒輪泵，不能非常容易地處理沉降流體。因此，為了泵送沉降流體，選擇脈動(dòng)泵并在系統(tǒng)中產(chǎn)生流體阻尼以幫助出現(xiàn)的主動(dòng)反饋壓力補(bǔ)償可能是必要的。這可包括使用由制造商為泵特別設(shè)計(jì)的阻尼器，或其它眾所周知的被動(dòng)阻尼技術(shù)，如增加容器中的液體上方的空氣體積。

·對(duì)沉降液體使用夾管閥尤其有利，因?yàn)檫@使微粒干擾或破壞閥的運(yùn)行的機(jī)會(huì)最小化。

·使泵反轉(zhuǎn)以將流體供應(yīng)至主容器中可使系統(tǒng)被有效地排光，使得大部分液體回到主容器。