Устройство для нанесения капель жидкостина поверхность

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских.

Социалистических

Республик (>849985 (&1) Дополнительный к патенту— (51)М. Кл з (22) Заявлено 24.06.76 (21) 218405 7/

/2378055/23-05 (23) Приоритет 231075 (32)16.06. 75

В 05 В 1/02

В 05 В 13/00

В 41 L 27/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и. открытий (3t) 50-73469 (33) Япония

Опубликовано 2307.81. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 2307.81 (53) УДК 678 ° 026. .34(088.8) Япония (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ КАПЕЛЬ

ЖИДКОСТИ HA ПОВЕРХНОСТЬ

Изобретение относится к устройствам для нанесения капель жидкости на поверхность, например бумаги, для записи на ней чернилами. 5

Известно устройство для нанесения капель жидкости на поверхность, содержащее жидкостную камеру с выпускным отверстием и каналом для подвода жидкости, и средство для создания 10 периодического повышения давления жидкости в камере, в котором жид кость выбрасывается на бумагу сериями капелек путем подачи электрических импульсов-к средству для перно- 15 дического повышения давления жидкости в камере (11.

Однако в результате образования капелек жидкости сравнительно большого размера, а также в силу высокой 20 рабочей скорости записывающего механизма и неизбежного завихрения потока воздуха у поверхности для записи, не обеспечивается хорошее качество записи и затруднительна градация 25 получаемого изображения.

Цель изобретения - уменьшение разброса факела и размеров капель.

:Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено установленной31 в жидкостной камере перегородкой с отверстием, соосным с ее выпускным отверстием, закрепленйой на жидкостной камере пневматической камерой и соединенным с последней посредством магистрали средством подачи воздуха,причем на упомянутой магистрали установлен увлажнитель воздуха.

Увлажнитель воздуха выполнен в виде емкости, .разделенной пористой перегородкой на камеры, одна из которых соединена со средством подачи воздуха, а другая. - с пневматической камерой.

По одному из вариантов устройства увлажнитель воздуха снабжен дополнительной пористой перегородкой, установленной внутри емкости с зазором относительно упомянутой ранее перегородки.

На фиг. 1 показано устройство, разрез, на фиг. 2. — другой вариант исполнения .устройства, разрез, на. фиг. 3 - разрез A-A на фиг.2; на фиг. 4 - схема средства подачи воздуха; на фиг. 5 — увлажнитель воздуха, разрез, на фиг. 6 — другой вариант исполнения увлажнителя воздуха, разрез.

849985

Устройство для нанесения капель жидкости на поверхность содержит жидкостную камеру 1, соединенную каналом 2 для подвода жидкости с питающим резервуаром 3 и снабженную выпускным отверстием 4 и сРедством для создания периодического повышения давления жидкости в камере 1, закрепленную на жидкостной камере 1 пневматическую камеру 5, соединенную посредством магистрали 6 через увлажнитель 7 воздуха со средством 8 подачи воздуха и снабженную выпускным отверстием 9, расположенным соосно выпускному отверстию 4 жидкостной камеры 1.

Жидкостная камера 1 цосредством 15 перегородки 10 разделена на наружную 11 и внутреннюю 12 части, сообщающиеся между собой через отверстие 13 в перегородке 10, которое выполнено соосно выпускным отвертиям 4 и 9 2П жидкостной 1 и пневматической 3 камер соответственно. Кроме того, в перегородке 10 выполнено отверстие 14, соединяющее наружную часть

11 жидкостной камеры 1 с каналом 2 для подвода жидкости иэ питающего резервуара 3.

Средство для создания периодического повышения давления жидкости в камере 1 выполнено в виде укрепленных на ее корпусе мембраны 15 и пьезоэлектрического кристалла 16, причем мембрана 15 примыкает к внутренней части 12 жидкостной камеры 1 в части 17 увеличенного размера. При этом площадь поперечного сечения выпускного отверстия 4 жидкостной камеры 1 должна быть значительно меньше площади поперечного сечения части 17 увеличенного размера, ее внутренней части 12 и немного меньше площади по- 4О перечного сечения выпускного отверстия 9 пневматической камеры 5. Для подвода управляющих импульсов к кристаллу 16 и к мембране 15 присоединены провода 18. 45

Пневматическая камера 5 включает впускной канал 19, соединяющий ее через магистраль 6 и увлажнитель 7 воздуха со средством 8 подачи воздуха, кольцевую часть 20 и дискообразную часть 21, сообщающуюся с атмосферой через выпускное отверстие 9.

При этом высота дискообразной части

21 пневматической камеры 5 должна быть значительно меньше высоты (раз мера вдоль оси) ее кольцевой части 20, Вместо осевого направления (фиг.1) впускной канал 19 может быть направлен по касательной к окружности кольцевой части 20 пневматической каме- 60 ры 5 (фиг. 2 и 3).

Средство 8 подачи воздуха в пневматическую камеру 5 содержит насос

22, к выходу 23 которого последовательно присоединены воздушный фильтр 65

24 для отфильтровывания инородных частиц и демпфирования пульсаций воздушного потока, создаваемых насосом

22, увлажнитель 7 воздуха для предотвращения подсыхания жидкости в выпускном отверстии 4 жидкостной камеры 1 и регулятор 25 давления воздуха, причем выход последнего соединен через магистраль 26 с питающим резервуаром 3.

Увлажнитель 7 воздуха (фиг. 5), выполнен в виде емкости 27, частично заполненной водой и разделенной пористой перегородкой 28 на входную 29 и выходную 30 камеры, первая из которых соединена посредством магистрали

31 с воздушным фильтром 24, а вторая посредством магистрали 32 с впускным каналом 19 пневматической камеры 5 °

Для частичного заполнения емкости 27 водой к боковой ее стенке присоединена труба 33.

Другой вариант конструкции увлажнителя 7 воздуха (фиг. 6) представляет собой также емкость 27, частично заполненную водой и содержащую пористую перегородку 28, и, кроме того, дополнительную пористую перегородку 34. Перегородка 28 и 34 разделяют емкость 27 увлажнителя 7 воздуха на, аналогично, входную 29 и выходную 30, а также промежуточную

33 камеры, причем входная камера 29 посредством магистрали 31 соединена с воздушным фильтром 24, а выходная

30 - посредством магистрали 32 со впускным каналом 19 пневматической камеры 5 и посредством магистрали

35 с регулятором 25 давления воздуха.

Для частичного заполнения емкости 27 водой к боковой ее стенке также присоединена труба 33.

Устройство для нанесения капель жидкости на поверхность работает следующим образом.

При возбУждении электрическим импульсом пьезоэлектрического кристалла 16 жидкость из внутренней части

12 жидкостной камеры 1 под действием давления мембраны 15 выбрасывается через отверстие 13 в перегородке 10 в наружную часть 11 камеры 1 и далее через выпускные отверстия 4 и 9

I на поверхность для записи. Когда подача импульса прекращается,направление .потока жидкости в отверстии 13 в перегородке 10 меняется на обратное, и жидкость всасывается иэ питающего резервуара 3 по каналу 2 через отверстие 14 в перегородке 10 и наружную часть 11 во внутреннюю часть 12 жидкостной камеры 1).

В то же время, к кольцевой части

20 пневматической камеры 5 от средства 8 подачи воздуха через впускной канал 19 поступает поток воздуха под постоянным давлением, который расходится при прохождении через коль849985 цевую часть 20 пневматической камеры 6 и сходится, когда входит в дискообразную часть 21 камеры 5, после чего выходит через выпускное отверстие 8 с высокой скоростью.

Давление подводимого воздуха Устанавливают таким, чтобы давление в кольцевой части 20 пневматической камеры 5 было равно давлению в выпускном отверстии 4 жидкостной камеры 1

° для обеспечения отсоса жидкости из отверстия 4 с преодолением поверхностного натяжения и вязкости жидкости, и чтобы скорость воздуха при выходе из выпускного отверстия 9 была больше скорости, с которой выбрасывается жидкость из выпускного отверстия 4, что обеспечивает разгон выброшенной жидкости воздушным потоком.

Поскольку при выбросе жидкость разбивается на серию капелек умень- 20 шающегося размера, капельки меньшего размера разгоняются быстрее, нежели капельки большего размера, в результате чего они достигают поверхности для записи, по существу, в один и 25 тот же момент времени.

При выполнении впускного канаЛа

19 по касательной к окружности кольцевой части 20 пневматической камеры 5 (фиг. 2 и 3) в кольцевой части

20 камеры 5 образуется круговой поток воздуха, показанный стрелкой на фиг. 3. В дискообразную часть 21 камеры 5 воздух идет bio спирали радиально внутРь к выпускному отверстию. 35

Из-за отсутствия осевой составляющей в спиральном воздушном потоке в дискообразной части 21 пневматической камеры 5 воздух из этой части камеры

5 может через выпускное отверстие 4 засасываться в наружную часть 11 и 40 далее во внутреннюю часть 12 жидкостной камеры 1, препятствуя получению . удовлетворительного выброса жидкости.

ДЛя предотвращения такого внедрения воздУха питающий резервуар 3 для 45 жидкости соединяют посредством магистрали 26 со средством подачи воздуха, в результате чего в питающем резервуаре 3 создается избыточное давление воздуха и, следовательно, жидкости.

Благодаря этому давление жидкости в выпускном отверстии 4 жидкостной камеры 1 повышается, его устанавливают вручную регулятором 25 так, чтобы оно было равно давлению воздуха в дискообраэной части 21 пневматической камеры 5.

Примерными размерами жидкостной 1 и пневматической 5 камер устройства, обеспечивающими получение высокоскоростного ламинарного воздушного Щ потока на выходе из выпускного отверстия 9 пневматической камеры 5 при давлении подаваемого воздуха 1001000 мм водяного столба, могут быть следующие: наружный диаметр кольце- 5 вой части 20 пневматической камеры

5 — 20 мм, ширина кольцевой части

20 пневматической камеры 5 (W)

1-4 мм, высота кольцевой части 20 пневматической камеры 5 (О) 0,5-2мм, высота дискообразной части 21 пневматической камеры 5 (Т) 10-100 мк; диаметр выпускного отверстия 4 жидкостной камеры 1 — 40 мк, диаметр выпускного отверстия 9 пневматической камеры 5 — 100-150 мк.

Во время пауз, когда управляющие импульсы пьезоэлектрическому кристал. лу 16 не подаются, поверхность жидкости в выпускном отверстии 4 жидкостной камеры 1 может подсыхать, в результате чего увеличивается ее вязкость. Увлажнитель воздуха 7 сохраняет ее текучесть увлажняя воздушный поток, поступающий в пневматическую камеру 5.

Сжатый воздух, поступая из фильтра 24 во входную камеру 29 увлажнителя 7 (фиг. 5),увлажняется при прохождении через насыщенную водой пористую перегородку 28 и выходит из выходной камеры 30.

При другом конструктивном выполнении увлажнителя 7 (фиг. 6) воздух поступает от фильтра 24 во входную (нижнюю) камеру 29, проходит сквозь полностью погруженную в воду пористую перегородку 28, например из стекла или фарфора, и выходит в воду в виде воздушных пузырьков, которые всплывают на поверхность воды. Следующая пористая перегородка 34, преимущественно из волокнистого материала, поглощает брызги, образованные при выходе воздушных пузырьков наверх, но пропускают увлажненный воздух в выходную (верхнюю) камеру 30, откуда он по магистрали 32 поступает в пневматическую камеру 5.

В результате использования предлагаемого изобретения значительно расширяются возможности механизмов для записи данных на поверхность, например бумаги, в динамическом режиме. При этом обеспечивается хорошее качество записи вследствие получения в устройстве капелек жидкости уменьшенного размера.

Формула изобретения

1. Устройство для нанесения капель жидкости на поверхность, содержащее жидкостную камеру с выпускным отверстием и каналом для подвода жидкости, и средство для создания периодического повышения д-„вления жидкости в камере, о т л и ч а ю щ е е с.я тем что, с целью уменьшения разброса факела и размеров капель, оно снабжено установленной в жидкостной камере перегородкой с отверстием, соосным с ее выпускным отверстием, закрепленной на жидкостной камере пневматической

849985

21 камерой и соединенным с последней посредством магистрали средством подачи воздуха, причем на упомянутой магистрали установлен увлажнитель воздуха.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что увлажнитель воздуха выполнен в виде емкости, разделенной пористой перегородкой на ка-меры, одна иэ которых соединена со средством подачи воздух, а другаяс пневматической камерой.

3. Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е,с я тем, что увлажнитель воздуха .снабжен дополнительной пористой перегородкой, установленной внутри. емкости с зазором относительно упомянутой ранее перегородки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 523718, кл. В 05 В 1/02, 1974 (прототип).

8499 85

Составитель Ю. Пудовиков

Редактор Н. Егорова Техред A.Ач Корректор M. Коста

Заказ 6129/82 Тираж 762 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент",r. Ужгород, ул. Проектная, 4