一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统的制作方法

本发明属于印刷机供墨技术领域，具体涉及一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统。

背景技术：

近年来，随着数字喷墨印刷技术的飞速发展，打印头技术也得到了极大的提升，涌现出了一大批工业级数码喷墨打印头，传统打印头多是开启式正压供墨，多采用虹吸法或差压法来实现墨压，负压供墨的打印头使用率比较少，且大多被使用到的负压供墨的打印头也多采用真空比例阀的负压气包法来实现墨压。这些供墨方式在小型喷绘机上可以使用，但在大型工业级高速数码喷墨印刷机上就无法使用了，会出现供墨量不足、墨压不稳且打印头渗墨等诸多问题。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、动态响应快，能够稳定、可靠供墨的数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，通过液位控制和气压控制巧妙结合，克服了两者之间的影响，控制灵活多样，适合大墨量高速打印。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其设计新颖合理，采用气压调节液位的方式并通过双墨泵流量差的方式控制墨盒中墨压，通过打印头两端的真空度差值有效平稳的控制打印头的循环墨量，动态打印，适应性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：包括墨桶、用于向打印头输送墨水的负压供墨装置和用于回收打印头剩余墨水的负压回墨装置，以及用于集中控制所述负压供墨装置和所述负压回墨装置进行循环供墨的控制器，所述控制器上连接有用于存储所述负压供墨装置真空度阈值和所述负压回墨装置真空度阈值的存储器，所述负压供墨装置包括供墨盒、用于调节供墨盒内气压的供墨气压调节单元和用于调节供墨盒内液位的供墨液位调节单元，所述负压回墨装置包括回墨盒、用于调节回墨盒内气压的回墨气压调节单元和用于调节回墨盒内液位的回墨液位调节单元，打印头的进墨端与供墨盒连通，打印头的出墨端与回墨盒连通，所述打印头为双负压打印头，所述双负压打印头的出墨端的真空度高于进墨端的真空度，墨桶通过具有一个输入端和两个输出端的Y型进墨管分别与供墨盒的进墨端和回墨盒的进墨端连通，所述Y型进墨管的输入管路上安装有为供墨盒和回墨盒加墨的加注泵，供墨盒和回墨盒均为气液缓冲型封闭墨盒。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述双负压打印头的出墨端的真空度为-66mbar～-64mbar，所述双负压打印头的进墨端的真空度为-36mbar～-34mbar。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述供墨液位调节单元包括供墨调压泵和安装在供墨盒上用于采集供墨盒内墨水液位的供墨液位传感器，供墨调压泵安装供墨盒与墨桶之间的供墨出墨管路上，供墨液位传感器的信号输出端与控制器的输入端连接，供墨调压泵的信号输入端与控制器的输出端连接。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述回墨液位调节单元为回墨调压泵和安装在回墨盒上用于采集回墨盒内墨水液位的回墨液位传感器，回墨调压泵安装回墨盒与墨桶之间的回墨出墨管路上，回墨液位传感器的信号输出端与控制器的输入端连接，回墨调压泵的信号输入端与控制器的输出端连接。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述供墨气压调节单元包括安装在供墨盒上用于采集供墨盒内气压的供墨气压计、控制高压气源进入供墨盒的供墨压墨电磁阀和控制低压气源进入供墨盒的供墨吸墨电磁阀，所述高压气源或所述低压气源为供墨盒供气的管路上安装有供墨节流阀，供墨气压计的信号输出端与控制器的输入端连接，供墨压墨电磁阀的输入端和供墨吸墨电磁阀的输入端均与控制器的输出端连接。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述回墨气压调节单元包括安装在回墨盒上用于采集回墨盒内气压的回墨气压计、控制高压气源进入回墨盒的回墨压墨电磁阀和控制低压气源进入回墨盒的回墨吸墨电磁阀，所述高压气源或所述低压气源为回墨盒供气的管路上安装有回墨节流阀，回墨气压计的信号输出端与控制器的输入端连接，回墨压墨电磁阀的输入端和回墨吸墨电磁阀的输入端均与控制器的输出端连接。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述高压气源的气压为30kPa～40kPa，所述低压气源的气压为-40kPa～-30kPa。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述加注泵为定量隔膜泵，所述定量隔膜泵与24V直流电源连接。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述Y型进墨管的输入管路上位于墨桶与加注泵之间的位置处安装有过滤器，所述Y型进墨管中与供墨盒连接的输出管路上安装有脱气模块。

上述的一种数码喷墨印刷机的全封闭双负压循环供墨系统，其特征在于：所述控制器为多路PID调节仪或PLC控制模块。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过由负压供墨装置和负压回墨装置组成的双负压循环供墨系统对双负压打印头两端的真空度进行调节，保证双负压打印头的出墨端的真空度高于进墨端的真空度，有效吸附双负压打印头内的墨水，墨压稳定，墨量充足，实现喷墨流畅，防止掉墨、渗墨，使用效果好，便于推广使用。

2、本发明的负压供墨装置和负压回墨装置均采用气压调节液位的方式控制各自墨盒中墨压，通过气压调节单元将墨盒中真空度控制在一定的范围内，通过液位调节单元控制墨盒中液位高度，当墨盒中液位高度较高时，增大墨盒墨水的排量，同时通过外界补气的方式控制墨盒中真空度；当墨盒中液位高度较低时，减小墨盒墨水的排量，同时通过外界抽气的方式控制墨盒中真空度，动态性调节性强，精度高，使用效果好。

3、本发明设计新颖合理，采用控制器控制负压供墨装置和负压回墨装置，可实现对负压供墨装置和负压回墨装置集中控制，也可实现对负压供墨装置或负压回墨装置的独立控制，同时，也可适用于正压循环供墨，功能完备，便于推广使用。

综上所述，本发明设计新颖合理，采用气压调节液位的方式并通过双墨泵流量差的方式控制墨盒中墨压，通过打印头两端的真空度差值有效平稳的控制打印头的循环墨量，动态打印，适应性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—墨桶； 2—打印头； 3—供墨盒；

4—回墨盒； 5—供墨气压计； 6—回墨气压计；

7—加注泵； 8—脱气模块； 9—回墨调压泵；

10—过滤器； 11—供墨调压泵； 12—供墨吸墨电磁阀；

13—供墨压墨电磁阀； 14—回墨压墨电磁阀； 15—回墨吸墨电磁阀；

16—回墨气压计； 17—回墨节流阀； 18—供墨液位传感器；

19—回墨液位传感器； 20—控制器； 21—存储器。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括墨桶1、用于向打印头2输送墨水的负压供墨装置和用于回收打印头2剩余墨水的负压回墨装置，以及用于集中控制所述负压供墨装置和所述负压回墨装置进行循环供墨的控制器20，所述控制器20上连接有用于存储所述负压供墨装置真空度阈值和所述负压回墨装置真空度阈值的存储器21，所述负压供墨装置包括供墨盒3、用于调节供墨盒3内气压的供墨气压调节单元和用于调节供墨盒3内液位的供墨液位调节单元，所述负压回墨装置包括回墨盒4、用于调节回墨盒4内气压的回墨气压调节单元和用于调节回墨盒4内液位的回墨液位调节单元，打印头2的进墨端与供墨盒3连通，打印头2的出墨端与回墨盒4连通，所述打印头2为双负压打印头，所述双负压打印头的出墨端的真空度高于进墨端的真空度，墨桶1通过具有一个输入端和两个输出端的Y型进墨管分别与供墨盒3的进墨端和回墨盒4的进墨端连通，所述Y型进墨管的输入管路上安装有为供墨盒3和回墨盒4加墨的加注泵7，供墨盒3和回墨盒4均为气液缓冲型封闭墨盒。

墨桶1的设置一方面是为负压供墨装置输送墨水，另一方见面是回收打印头2使用不完的墨水，实现供墨的循环利用，减少墨水的浪费，墨桶1采用开放式墨桶，其内部压力与大气相通，数码喷墨印刷机的打印头2的供墨装置采用负压供墨装置，数码喷墨印刷机的打印头2的回墨装置采用负压回墨装置，是为了保证墨水被实时的吸附，避免打印头2在喷墨的过程中由于墨水自重的原因导致用墨过多，造成资源的浪费，更重要的是避免打印头2在喷墨的过程中掉墨、渗墨，造成印刷的失败，控制器20的设置是为了实现全自动的控制双负压循环供墨系统。

实际使用中，打印头2采用双负压打印头，负压为低于大气压的压强，负压的压强通常多使用真空度作为衡量标准，真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度，气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示，真空度高表示真空度“好”，其真空度的绝对值大；真空度低表示真空度“差”，其真空度的绝对值小；双负压打印头的出墨端的真空度高于进墨端的真空度，目的是为了在双负压打印头的出墨端与进墨端形成一个正的压强，实现墨水的流动，双负压打印头正常的喷墨印刷，保证双负压打印头喷墨后剩余墨水能顺利的流向回墨盒4。

打印头2的进墨端与供墨盒3连通，打印头2的出墨端与回墨盒4连通，保证了打印头2的进墨端与供墨盒3的真空度相等，打印头2的出墨端与回墨盒4的真空度相等，分别控制供墨盒3的真空度和回墨盒4的真空度可确定打印头2两端的真空度，进而可获取打印头2两端的真空度差，由于双负压打印头的出墨端的真空度高于进墨端的真空度，因此，回墨盒4的真空度高于供墨盒3的真空度，存储器21的设置为了提前存储负压供墨装置中供墨盒3要保持的真空度阈值和所述负压回墨装置中回墨盒4要保持的真空度阈值，供控制器20实时比较，进而对负压供墨装置和负压回墨装置实现准确的调节控制。

所述Y型进墨管的输入管路上安装有为供墨盒3和回墨盒4加墨的加注泵7，本实施例中，优选的加注泵7采用定量隔膜泵，所述定量隔膜泵与24V直流电源连接，定量隔膜泵连接24V直流电源后直接开始工作，无需控制器20控制，简化供墨系统的控制，操作方便。

供墨盒3和回墨盒4均采用气液缓冲型封闭墨盒是为了通过气压调节液位的方式控制各自墨盒中墨压，供墨盒3所在的负压供墨装置中设置用于调节供墨盒3内气压的供墨气压调节单元是为了用来实时的反馈供墨盒3内气压，便于供墨液位调节单元精确的控制供墨盒3内液面高度；回墨盒4所在的负压回墨装置等同的设置了用于调节回墨盒4内气压的回墨气压调节单元实时的反馈回墨盒4内气压，便于回墨液位调节单元精确的控制回墨盒4内液面高度，实现高动态调节两个墨盒中的真空度，灵敏度高。

本实施例中，所述双负压打印头的出墨端的真空度为-66mbar～-64mbar，所述双负压打印头的进墨端的真空度为-36mbar～-34mbar。

所述双负压打印头的出墨端的真空度为-66mbar～-64mbar，也可表示为双负压打印头的出墨端的真空度为-65mbar±1mbar，目的是将双负压打印头的出墨端的真空度控制在-65mbar，精度为±1mbar，控制精确高；同理，所述双负压打印头的进墨端的真空度为-36mbar～-34mbar，也可表示为双负压打印头的进墨端的真空度为-35mbar±1mbar，可得到双负压打印头两端的真空度差为28mbar～32mbar。

本实施例中，所述供墨液位调节单元包括供墨调压泵11和安装在供墨盒3上用于采集供墨盒3内墨水液位的供墨液位传感器18，供墨调压泵11安装供墨盒3与墨桶1之间的供墨出墨管路上，供墨液位传感器18的信号输出端与控制器20的输入端连接，供墨调压泵11的信号输入端与控制器20的输出端连接。

供墨液位传感器18的设置是为了实时采集供墨盒3内墨水液位，供墨盒3为气液缓冲型封闭墨盒，便于实现供墨盒3内墨水液体和墨水液体上气体气压协调调节，通过供墨液位传感器18采集的数据实时的反馈给控制器20，当供墨液位传感器18采集的液位出现偏差时，控制器20快速通过供墨调压泵11调节墨水回流量，保证液位稳定。

本实施例中，所述回墨液位调节单元为回墨调压泵9和安装在回墨盒4上用于采集回墨盒4内墨水液位的回墨液位传感器19，回墨调压泵9安装回墨盒4与墨桶1之间的回墨出墨管路上，回墨液位传感器19的信号输出端与控制器20的输入端连接，回墨调压泵9的信号输入端与控制器20的输出端连接。

回墨液位传感器19的设置是为了实时采集回墨盒4内墨水液位，回墨盒4为气液缓冲型封闭墨盒，便于实现回墨盒4内墨水液体和墨水液体上气体气压协调调节，通过回墨液位传感器19采集的数据实时的反馈给控制器20，当回墨液位传感器19采集的液位出现偏差时，控制器20快速通过回墨调压泵9调节墨水回流量，保证液位稳定。

回墨调压泵9和供墨调压泵11优选的均采用无级变量隔膜泵，加注泵7采用定量隔膜泵，实际使用中，定量隔膜泵将从墨桶1中抽出的墨水一分为二等量的输送至供墨盒3和回墨盒4中，固定供墨盒3和回墨盒4的输入量，供墨液位传感器18检测到供墨盒3内液位变低时，供墨调压泵11无级变量调节墨水的回流量，使墨水的回流量减小；供墨液位传感器18检测到供墨盒3内液位变高时，供墨调压泵11无级变量调节墨水的回流量，使墨水的回流量增大，便于快速精确的调节供墨盒3内液位；回墨液位传感器19检测到回墨盒4内液位变低时，回墨调压泵9无级变量调节墨水的回流量，使墨水的回流量减小；回墨液位传感器19检测到回墨盒4内液位变高时，回墨调压泵9无级变量调节墨水的回流量，使墨水的回流量增大，便于快速精确的调节回墨盒4内液位；供墨盒3和回墨盒4中墨水液位的调节相互独立调节，彼此之间不受影响，减小反馈信号的传递，节省控制时间。

本实施例中，所述供墨气压调节单元包括安装在供墨盒3上用于采集供墨盒3内气压的供墨气压计5、控制高压气源进入供墨盒3的供墨压墨电磁阀13和控制低压气源进入供墨盒3的供墨吸墨电磁阀12，所述高压气源或所述低压气源为供墨盒3供气的管路上安装有供墨节流阀16，供墨气压计5的信号输出端与控制器20的输入端连接，供墨压墨电磁阀13的输入端和供墨吸墨电磁阀12的输入端均与控制器20的输出端连接。

供墨气压计5的设置为了采集供墨盒3内气压，将供墨盒3内气压传输至控制器20，当供墨气压计5采集的数据有偏差时，采用气压辅助调节液压的方式平衡供墨盒3内液位，控制供墨调压泵11的流量与加注泵7进行流量的差值来形成供墨盒3的负压；设置供墨压墨电磁阀13的目的是，当供墨盒3中的供墨液位传感器18检测到液位过高需要降低液位时，将清洁的高压气源注入供墨盒3中，使供墨盒3中液位下降；设置供墨吸墨电磁阀12的目的是，当供墨盒3中的供墨液位传感器18检测到液位过低需要提高液位时，将清洁的低压气源注入供墨盒3中，使供墨盒3中液位上升，供墨节流阀16的设置是为了控制所述高压气源或所述低压气源流过的流量。

本实施例中，所述回墨气压调节单元包括安装在回墨盒4上用于采集回墨盒4内气压的回墨气压计6、控制高压气源进入回墨盒4的回墨压墨电磁阀14和控制低压气源进入回墨盒4的回墨吸墨电磁阀15，所述高压气源或所述低压气源为回墨盒4供气的管路上安装有回墨节流阀17，回墨气压计6的信号输出端与控制器20的输入端连接，回墨压墨电磁阀14的输入端和回墨吸墨电磁阀15的输入端均与控制器20的输出端连接。

回墨气压计6的设置为了采集回墨盒4内气压，将回墨盒4内气压传输至控制器20，当回墨气压计6采集的数据有偏差时，采用气压辅助调节液压的方式平衡回墨盒4内液位，控制回墨调压泵9的流量与加注泵7进行流量的差值来形成回墨盒4的负压；设置回墨压墨电磁阀14的目的是，当回墨盒4中的回墨液位传感器19检测到液位过高需要降低液位时，将清洁的高压气源注入回墨盒4中，使回墨盒4中液位下降；设置回墨吸墨电磁阀15的目的是，当回墨盒4中的回墨液位传感器19检测到液位过低需要提高液位时，将清洁的低压气源注入回墨盒4中，使回墨盒4中液位上升，回墨节流阀17的设置是为了控制所述高压气源或所述低压气源流过的流量。

本实施例中，所述高压气源的气压为30kPa～40kPa，所述低压气源的气压为-40kPa～-30kPa。

实际使用时，通过分别开启供墨吸墨电磁阀12或供墨压墨电磁阀13将外界气压为±30kPa～±40kPa清洁气源引入供墨盒3，对供墨盒3内的液位起到提升或降低的调节作用。

本实施例中，所述Y型进墨管的输入管路上位于墨桶1与加注泵7之间的位置处安装有过滤器10，所述Y型进墨管中与供墨盒3连接的输出管路上安装有脱气模块8。

过滤器10的设置是为了将输入至墨盒的杂物过滤干净，保证墨盒的供墨质量，所述Y型进墨管中与供墨盒3连接的输出管路上安装有脱气模块8，脱气模块8的设置是为了将进入供墨盒3的墨水中的微量空气去除，回墨盒4的设置为了给供墨盒3提供一个真空度差值比较对象，进入回墨盒4中的墨水不必进行去杂质，减少脱气模块8的使用数量。

本实施例中，所述控制器20为多路PID调节仪或PLC控制模块。

实际使用中，控制器20可采用多路PID调节仪分别对负压供墨装置和负压回墨装置进行PID调节，实现负压供墨装置和负压回墨装置的独立控制，控制器20也可采用PLC控制模块对负压供墨装置和负压回墨装置同时进行调控，实现统一管理。

本发明的供墨控制方法：墨水由墨桶1注入供墨盒3同时墨水由墨桶1注入回墨盒4是供墨系统的两个一级供墨通道，墨水由供墨盒3流入打印头2并从打印头2的出墨端流入回墨盒4是供墨系统的二级供墨通道，采用两级供墨的方式对打印头2进行供墨，分别对供墨盒3和回墨盒4进行负压调节，且提前在存储器21中设置安装供墨盒3上的供墨液位传感器18和供墨气压计5的阈值、以及安装回墨盒4上的回墨液位传感器19和回墨气压计6的阈值；

采用加注泵7固定供墨盒3和回墨盒4的进墨量，采用供墨调压泵11和回墨调压泵9改变供墨盒3和回墨盒4的出墨量，进而调节供墨盒3和回墨盒4的墨量平衡；当供墨盒3中的供墨液位传感器18检测的数据偏离供墨液位传感器18的预设阈值且检测到液位过高时，需要降低液位，通过开启供墨压墨电磁阀13向供墨盒3中注入清洁的高压气源，由于加注泵7向供墨盒3供墨量不变，控制供墨调压泵11增大墨水的排量，使液位下降；当供墨盒3中的供墨液位传感器18检测到液位过低，需要提高液位时，通过开启供墨吸墨电磁阀12利用外部清洁的低压气源从供墨盒3中抽出气体，控制供墨调压泵11减小墨水的排量，使液位上升；

当回墨盒4中的回墨液位传感器19检测的数据偏离回墨液位传感器19的预设阈值且检测到液位过高时，需要降低液位，通过开启回墨压墨电磁阀14向回墨盒4中注入清洁的高压气源，由于加注泵7向回墨盒4供墨量不变，控制回墨调压泵9增大墨水的排量，使液位下降；当回墨盒4中的回墨液位传感器19检测到液位过低，需要提高液位时，通过开启回墨吸墨电磁阀15利用外部清洁的低压气源从供墨盒3中抽出气体，控制回墨调压泵9减小墨水的排量，使液位上升；

动态保持与回墨盒4连通的打印头2的出墨端的真空度高于与供墨盒3连通的打印头2的进墨端的真空度；

另外，设置过滤器10和脱气模块8对进入供墨盒3和回墨盒4的墨水进行过滤，实现全封闭双负压循环供墨系统的稳定运行。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。