Пневмогидросистема для электрокаплеструйных устройств Советский патент 1993 года по МПК G01D15/18 

Изобретение относится к электрокаплёструйной технологии и может найти применение в устройствах печати, графрпостроенияи маркировки.

Изобретение направлено на решение Задачи по созданию пнёвмогидросистемы

. электрокаплеструйных устройств, применяемых в непрерывных производствах. В таких производствах требуется длительная непрерывная эксплуатация пнёвмогидросистемы.

Эта задача решается предлагаемым

. изобретением путем достижения нового технического результата, а именно: появилась возможность дозаправки пнёвмогидросистемы рабочей жидкостью без

остановки работы электрокаплёструйной установки;

Одновременно были достигнуты дополнительные технические результаты, заключающиеся, во-первых, в снижении требований по герметичности и толщине стенок резервуара пнёвмогидросистемы и, во-вторых, появилась возможность использовать одну пневмогидроскстему для нескольких печатающих головок.

Для решения данной задачи с достижением указанных технических результатов оказалось достаточным в известную пнев- могидросистему для электрокаплеструйно- го устройства, включающую цепь подачи жидкости, состоящую из источника давлеоэ

v VI ел со

Сч

ния, соединенного с генератором капель через две параллельные ветви, каждая из которых содержит последовательно включенные первый клапан, нагнетательный бак, оснащенный регулятором давления, и второй клапан, цепь возврата жидкости из ловушки, включающую две параллельные ветви, подключенныечерез клапаны к нагнетательным бакам, ввести блок подпитки жидкостью с регулятором давления, который установлен в цепи возврата жидкости после ловушки.

Одной из.конкретных форм пневмогид- росистемы является выполнения блока подпитки жидкостью в виде заправочного бака с нагнетательным насосом, причем регуляторы давления нагнетательных баков и заправочного бака выполнены в виде клапанов, сообщенных с атмосферой.

Другой конкретной формой выполнения пневмогидросистемы является то, что блок подпитки жидкостью выполнен в виде заправочного бака низкого давления, а регуляторы давления нагнетательных баков и заправочного бака низкого давления могут быть выполнены в виде клапанов, соединенных с источником разрежения.

Предложенная пневмогидросистема сориентирована на генератор капель с эмиссией капель постоянным высоким давлением с ультразвуковой вибрационной синхронизацией дробления струи. Схема применима и для других генераторов капель.

С введением, третьего дополнительного по сравнению с прототипом бака, рассчитанного на длительный срок работы без перезаправки (например, на неделю при трехсменной непрерывной работе, необходим его объем примерно 1 л), появилась возможность объем двух других баков уменьшить до 50 см3 и меньше. Следовательно, вместо второго бака емкостью 1000 см (как в прототипе) вводим два маленьких бачка, например, с суммарной емкостью 100 см3. Введение а предложенную пневмогид- росистему набора миниатюрных электромагнитных и воздушных (газовых) клапанов в совокупности с третьим баком и источником разрежения (компрессор, эжектор от пневмосети, вакуумный насос и др.) или в совокупности с третьим баком и нагнетающим насосом позволило полностью развязать процессы подачи рабочей жидкости к генератору капель из одного маленького бака, .возврата неиспользованных жидкостей в третий бак, перелива жидкости из третьего бака в один из маленьких баков при его подготовке к работе, а также в момент перехода к работе с другим маленьким баком,

оставить на некоторое время параллельно подключенным к нему первый бак без жидкости, но с минимальным давлением Это исключает пульсации давления выше допустимого предела при переключениях схемы, обуславливает ее длительную непрерывную работу без ухудшения качества, например, печати.

В предложенном решении в отличие от

0 прототипа бак большой емкости вообще не подключается к высокому давлению, что снижает требования к герметичности, толщине стенок резервуара и упрощает его обслуживание. Например, доливать жидкость

5 в него можно без остановки работы электро- каплеструйной установки. Появляется возможность использовать, например сифонный способ дозаправки жидкости. Таким образом, данное решение применимо

0 ив непрерывных производствах.-Предложенная развязка цепей подачи и возврата жидкости позволяет использовать третий бак для нескольких самостоятельных печатающих головок. Тогда удельные массогаба5 ритные характеристики еще более улучшатся. В прототипе дозаправка должна обязательно производиться при остановке системы. Введение в предложенную схему миниатюрных электромагнитных клапанов,

0 а также набора датчиков нижнего и верхнего уровней в баках (или таймеров) улучшает быстродействие и качество переключений (например, в отличие от обратных клапанов, не критично к вибрации и изменению жест5 кости пружин), появляется возможность микропроцессорного управления пневмо- гидросистемой.

Таким образом, предложенное техническое решение по сравнению с прототипом

0 позволяет существенно улучшить массога- баритные характеристики и практически неограниченно увеличить продолжительность непрерывной работы. .

На фиг. 1 приведена принципиальная

5 схема предложенной пневмогидросистемы, в которой в качестве блока подпитки жидкостью использован насос и заправочный бак; на фиг. 2 - то же, но с использованием в качестве блока подпитки жидкостью запра0 вочного бака низкого давления.

Предлагаемая пневмогидросистема включает (см. фиг. 1 и 2) цепь подачи жидкости, состоящую из источника 1 давления (расхода), соединенного двумя параллель5 ными ветвями, содержащими последовательно включенные первые клапаны 2,3 (например, электромагнитные), нагнетательные баки 4,5 высокого давления, вторые электромагнитные (или обратные) клапаны .6,7 с генератором капель 8 (эмиттер капель

высоким постоянным давлением, сильным электрическим полем и др.). Цепь возврата жидкости из ловушки 9 содержит включенный после ловушки блок подпитки жидкостью, который может быть выполнен в виде 5 заправочного бака 10 с предварительно включенным нагнетающим насосом 11 (см. фиг. 1) или в виде одного заправочного бака 10 (см. фиг. 2). Блок подпитки.жидкостью двумя параллельными ветвями через элект- 10 ромагнитные или обратные клапаны 12,13 подключен к бакам 4,5 высокого давления, при этом последние, а также бак 10 оснащены регуляторами давления, выполненными в виде электромагнитных, обратных или 15 других клапанов 14,15,16. При этом клапаны 14,15,16 могут быть сообщены либо с атмосферой (фиг. 1), либо с источником 17 разрежения (фиг. 2).

Предпочтительным является выполне- 20 ние пневмогидросистемы согласно фиг. 1, поэтому сначала рассмотрим работу системы, соответствующей фиг. 1.

Пневмогидросистема в составе злект- рокаплеструйного устройства (например, 25 маркировки) работает следующим образом. В исходном состоянии малогабаритные баки 4,5 пустые, а заправочный бак 10 наполнен. Первая стадия - заправка одного из баков, например, бака 4. Для этого клапаны: 30 12 - открыт, 2 - закрыт, 14 - закрыт, 6 - закрыт, 16 - закрыт, насос 10 включен. Стадия заканчивается при полной заливке бака 4 по датчику верхнего уровня или таймеру (не показаны). Вторая стадия - печать из 35 бака 4. Для этого клапаны: 12 - закрыт, 2 - открыт, 14 - закрыт, 6 - открыт, 16 - открыт, 15,3,7 - закрыты, источник давления 1 - включен. Третья стадия - заправка бака 5 во время печати из бака 4 (например, начи- 40 нается одновременно с началом печати из бака 4). Для этого клапаны: 15 - открыт. 3 - закрыт, 13 - открыт, 16 - закрыт, насос 11 включен. Стадия заканчивается полной заправкой бака 5 по датчику верхнего уровня или таймеру (не показаны). Вторая стадия - 45 печать из бака 4. Для этого клапаны: 2 - открыт, 14-закрыт, б-открыт, 16-открыт, 12 - закрыт, 15, 3, 7, - закрыты, источник . давления 1 - включен. Третья стадия - заправка бака 5 во время печати из бака 4 50 (например, начинается одновременно с началом печати из бака 4). Для этого клапаны: 15 - открыт, 3 - закрыт, 13 - открыт, 16 - закрыт, насос 11 включен. Стадия заканчивается полкой заправкой бака 5 по датчику 55 верхнего уровня или таймеру (не показаны). При этом печать из бака 4 продолжается до полного расходования из него рабочей жидкости.

Это может контролироваться по датчику нижнего уровня или таймеру (не показаны), так как частота каплеобразования и монодисперсность капель высоки. Следующая стадия, в которую система переключается, например, по команде от микропроцессора (не показан) - это стадия перехода к печати из бака 5. Она осуществляется следующим образом. В конце печати из бака 4, т.е. при сохранении всех предыдущих состояний клапанов, обеспечивающих печать, дополнительно подключается для печати бак 5 параллельно баку 4. В этом случае клапаны: 3 - открыт, 7 - открыт, 15 - закрыт, 13 - закрыт, 16 - открыт. Эта стадия продолжается в течение завершения переходного процесса, с тем, чтобы исключить пульсацию давления в области генератора капель и не ухудшить качество кзплеобразовзния (печати). Подключенный на это время параллельное полным баком 5 пустой бак 4, находящийся под высоким постоянным рабочим давлением, выполняет роль пневмоаккуму- лятора, сглаживающего пульсации. По окончании времени переходного процесса (по таймеру) эта стадия прекращается.

Затем начинается стадия печати из бака 5. При этом клапаны: 2 - закрыт, 6 закрыт, 12-закрыт, 14-закрыт, 16-открыт. Потом следует стадия заправки бака 4 во время печати из бака 5. В этом случае клапаны: 2

- закрыт, 14 - открыт, 12 - открыт, 16 - закрыт. Стадия заканчивается полной заправкой бака 4, что определяется по датчику верхнего уровня или таймеру. Потом наполненный бак 4 отключается посредством того, что клапаны 12 - закрыт, 14 - закрыт, 16

- открыт. Затем стадии повторяются. Непрерывная печать продолжается до тех пор, пока не израсходуется вся рабочая жидкость в баке 10, что контролируется по датчику нижнего уровня или таймеру. Так как электрокаплеструйная установка имеет лый расход рабочей жидкости, то, например, жидкости в баке 10 объемом 1 литр при трехсменной непрерывной работе (печати) хватит примерно на 7 дней. Бак 10 может быть сменным в виде стандартной химпосу- ды с жидкостью. В схеме можно также предусмотреть и автоматическую заправку бака 10 без остановки печати, например, путем гравитационной заливки из еще одного бака через клапан (не показаны).

Пневмогидросистема согласно фиг. 2 работает следующим образом. В исходном состоянии малогабаритные баки 4,5 пустые, а заправочный бак 10 наполнен. Первая стадия - заправка одного из баков, например, бака 4.. Для1 этого клапаны: 11 - открыт, 2 - закрыт, 13 - открыт, 6 - закрыт, 15 закрыт, источник разрежения 17 включен. Стадия заканчивается при полной заливке бака 4 по датчику верхнего уровня или таймеру (не показаны). Вторая стадия - печать из бака 4. Для этого клапаны: 2 - открыт, 13

- закрыт, б - открыт, 15 - открыт, 11 - закрыт, 14,3.7-закрыты, источник давления 1

- включен. Третья стадия - заправка бака 5 во время печати из бака 4 (например, начинается одновременно с началом печати из бака 4). Для этого клапаны: 14 - открыт, 3 - закрыт, 12 - открыт, 15 - закрыт, источник разрежения 17 включен. Стадия заканчивается полной заправкой бака 5 по датчику верхнего уровня или таймеру (не показаны). При этом печать из бака 4 продолжается до полного расходования из него рабочей жидкости. Это может контролироваться по датчику нижнего уровня или таймеру (не показаны), так как частота каплеобразова- ния и монодисперсность капель высоки.

Следующая стадия, в которую система переключается, например, по команде от микропроцессора (не показан) - это стадия перехода к печати из бака 5. Она осуществляется следующим образом. В конце печати из бака 4, то есть при сохранении всех предыдущих состояний клапанов, обеспечивающих печать, дополнительно подключается для печати бак 5 параллельно баку 4. В этом случае клапаны: 3 - открыт, 7 - открыт, 14 - закрыт, 12 - закрыт, 15 - открыт. Эта стадия продолжается в течение завершения переходного процесса, с тем, чтобы исключить пульсацию давления в области генератора капель и не ухудшить качество каплеобразо- вания (печати). Подключенный на это время параллельно с полным баком 5 пустой бак 4, находящийся под высоким постоянным рабочим давлением, выполняет роль пневмо- аккумулятора, сглаживающего пульсации. По окончании времени переходного процесса (по таймеру) эта стадия прекращается. Затем начинается стадия печати из бака 5. При этом клапаны: 2 - закрыт, 6 - закрыт, 11

- закрыт, 13 - закрыт, 15 - открыт. Потом следует стадия заправки бака 4 во время печати из бака 5. В этом случае клапаны: 2

- закрыт, 13 - открыт, 11 - открыт, 15 - закрыт. Стадия заканчивается полной заправкой бака 4, что определяется по датчику верхнего уровня или таймеру. Потом напол- ненный бак 4 отключается посредством того, что клапаны: 11 - закрыт, 13 - закрыт, 15

- открыт. Затем стадии повторяются.

Непрерывная печать продолжается до тех пор, пока не израсходуется вся рабочая

жидкость в баке 10, что контролируется по датчику нижнего уровня или таймеру. Так как электрокаплеструйная установка имеет малый расход рабочей жидкости, то, например, жидкости в баке 10 объемом 1 л при

трёхсменной непрерывной работе (печати) хватит примерно на 7 дней.

Формула изобретения

1. Пневмогидросистема для электрокап- леструйных устройств, содержащая цепь

подачи жидкости, состоящую из источника давления, соединенного с генератором капель через две параллельные ветви из последовательно включенных первого клапана, нагнетательного бака, оснащенного регулятором давления/и второго клапана, цепь возврата жидкости из ловушки, включающую две параллельные ветви, подключенные через клапаны к нагнетательным бакам, отличающаяся тем, что, с

целью упрощения конструкции, в нее введен блок подпитки жидкостью с регулятором давления, который установлен в цепи возврата жидкости после ловушки.

2. Пневмогидросистема по п. 1, о т л и ч- а ю щ а я с я тем, что блок подпитки жидкостью выполнены в виде заправочного бака низкого давления с нагнетающим насосом, а регуляторы давления нагнетательных баков и заправочного бака низкого давления выполнены в виде клапанов, сообщенных с атмосферой,

3. Пневмогидросистема по п. 1, отличаю щ а я с я тем, что блок подпитки жидкостью выполнен в виде заправочного бака, причем регуляторы давления нагнетательных баков и заправочного бака низкого дав- ления выполнены в виде клапанов, соединенных с источником разрежения.

ПНЕВМОГИДРОСИСТЕМАДЛЯ ЭЛЕК- ТРОКАПЛЕСТРУЙНЫХ УСТРОЙСТВ . (57) Изобретение относится к области приборостроения в устройствах печати, графо- построения и маркировки, основанных на электрокаплёструйной технологии. С целью упрощения пневмогидросистема содержит цепь подачи жидкости, соединяющую источник давления (1).с генератором капель (8) и цель возврата жидкости на ловушки (9), подключенную к нагнетательным бакам (4.5). При этом в цепь возврата жидкости после ловушки (9) включено средство для питания жидкостью, снабженное средством для регулирования давления. Средство для питания жидкостью может быть выполнено в виде заправочного бака (10) низкого давления и насоса(11). В этом случае средства для регулирования давления в баках (4,5,10) будут выполнены в виде клапанов, сообщенных с атмосферой. В качестве средства для питания жидкостью можно использовать один бак 10, но в этом случае средства регулирования давления в баках (4,5,10) будут выполнены в виде клапанов, сообщенных с источником разрежения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. in

Фиг.Т

t

Ј ЛА . ЛА /Ц

Фли. 2

t