内循环真空上水瓶的制作方法

本发明属于一种文化用品，具体的讲是一种很方便携带和可随意使用的主动式上水装置，可以给包括钢笔、走珠笔、软头笔、针管笔、一次性笔胆、圆珠笔芯等任何一款需上墨水的容器充分上水。

背景技术：

申请号201710123206.7真空上水瓶为各种笔的再注水带来了很大的便捷性，也将一次性用笔的重复使用变成了现实，减少了浪费更益环保。但是真空上水瓶也有一些明显缺陷，它上面设置有通气孔和活动通气阀，它工作的时候气体循环要与墨瓶外的空气进行交换，这降低了它的密闭性，不可以在使用过程中让墨瓶倾斜更不可倒置。而在平时，真空瓶也不宜随身携带或猛烈摇晃，倾斜倒置或晃动都会让少量墨水吸附在通气口或通气阀上，一旦使用，冲出的气体将它们喷到瓶外，带来了浪费和污染。倾斜或倒置使用则会直接将墨水倒出瓶体。真空上水瓶还受到了储水限制，瓶内需留出相当部分的空间，以避开墨水碰触到通气口和通气阀，这增大了瓶体的体积却不能增加储水量。本发明则采用内循环的方式，气水交换与循环全在瓶体内完成，彻底消除了墨水外泄的可能，密闭性大为加强墨水储存时间也相应延长，而且在使用的时候可以倾斜和倒置等任意行为，完全不受限制，瓶体内不必考虑留出足够空间去让墨水避开通气口与通气阀的接触。由于无需考虑平稳放置和储水限制等问题产品也因此可以做得更小巧，这给学生的携带和使用带来了更大便利，它可以放在书包或文具盒中。本发明的实用性得以显著提高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种很方便携带和可随意使用的主动式上水装置，可以给钢笔、走珠笔、软头笔、针管笔、一次性笔胆、圆珠笔芯等任何一款需上墨水的容器充分上水。钢笔等自带的上水功能和相关机件也不再需要，省下的空间可以成倍增加储墨量，一次性用笔也可以重复再使用了。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

内循环真空上水瓶，主要由联接套(1)、联接斗(2)、抽气单向阀(3)、排气单向阀(4)、限流管或限流孔(5)、气泵(6)、瓶体(7)、瓶盖(8)、联接套盖(9)等组成，其特征是联接斗外端插有联接套，联接斗内端与抽气单向阀的闭气口(10)、限流管或限流孔相连通，气泵工作室(11)与抽气单向阀的抽气口(12)、排气单向阀的闭气口(13)相连通，排气单向阀的排气口(14)直接或间接伸入瓶体内，限流管或限流孔直接或间接伸入瓶体内使用状态时的最低处。

其特征是限流管或限流孔的内径要比真空上水瓶中的所有部件及通道的内径都要小3倍以上。

人工方式内循环真空上水瓶，其根据上述1或2项所述得到，其特征是气泵工作由人力驱动。

电动方式内循环真空上水瓶，其根据上述1或2项所述得到，其特征是气泵工作由电动机(15)、电池(16)或外接电源驱动，上水过程与动作由延时模块电路或开关电路控制。

其特征是可以在瓶体或瓶盖上面增设释压囊(20)。

其特征是可以在联接套上面增设防溢闸，防溢闸由联接套遮片(21)、回位弹簧(22)、闸轴(23)、闸凸(24)等组成，其中加装在人工方式内循环真空上水瓶上的防溢闸闸凸用来阻止气泵工作，加装在电动方式内循环真空上水瓶上的防溢闸闸凸用来连通气泵工作电路。

本发明结构精巧，加工方便，依照其结构特征和原理，可以产生出许多的实用款型，这种实用、快捷、卫生的产品能更好的普及给大众。

附图说明

图1是本发明实施例1的主体剖面结构示意图；

图2是本发明实施例2的原理结构示意图；

图3是本发明实施例2的延时模块电路图；

图4是本发明实施例2增加了防溢微动开关的延时模块电路图；

图5是本发明实施例2的开关电路图；

图6是本发明实施例2增加了防溢微动开关的开关电路图；

图7是本发明实施例3的主体剖面结构示意图；

图8是本发明实施例3的立体外观图；

图9是本发明实施例1加装了防溢闸的附视图；

图10是本发明实施例1加装了防溢闸并转开了联接套遮片的附视图；

图11是本发明实施例1加装了防溢闸的a-a剖视图；

图12是本发明实施例1加装的防溢闸主要构件立体外观图；

图13是本发明实施例2加装了防溢闸的附视图；

图14是本发明实施例2加装了防溢闸的a-a剖视图；

图15是本发明实施例2加装的防溢闸a向视图；

图16是本发明实施例2加装的防溢闸主要构件立体外观图；

图中：1联接套，2联接斗，3抽气单向阀，4排气单向阀，5限流管或限流孔，6气泵，7瓶体，8瓶盖，9联接套盖，10抽气单向阀闭气口，11气泵工作室，12抽气单向阀抽气口，13排气单向阀闭气口，14排气单向阀排气口，15电动机，16电池，17延时模块，18触发开关，19开关，20释压囊，21联接套遮片，22回位弹簧，23闸轴，24闸凸，25微动开关。

具体实施方式

本发明专利有3种较有代表性的具体实施例，而本发明实施方式并非局限于3种，可以由其相似的结构和原理产生许多不同的具体实施方式。通过下面3种典型的实施例可以看出它们的核心结构和原理是完全一致的，符合权利要求中的各项技术特征，变化的只是一些表面形式。本发明专利还可以运用到防溢闸，通过防溢闸介绍可以了解其相关技术。

实施方式1：

下面结合附图1对实施方式1进行一般性说明。

将钢笔等插紧在联接套1(联接套由橡胶或tpu等弹性软材制作)上，在气泵活塞上拉过程中，气泵工作室11内会形成真空负压，抽气单向阀闭气口10会打开，钢笔胆内的空气会经过抽气单向阀抽气口12抽进到气泵工作室中；排气单向阀闭气口13会因由气泵工作室的负压关闭；限流管或限流孔5因气泵工作室的负压会将最低处的墨水吸入进入联接斗、抽气单向阀、气泵工作室、排气单向阀、联接套等里面，这些墨水可以明显提高它们的气密性。

在气泵活塞下压过程中，气泵工作室会因进入的部分空气产生正压，抽气单向阀的闭气口10会关闭；排气单向阀的闭气口13会打开；空气和少量墨水会经过排气单向阀排气口14进入到瓶体7中。

这时，钢笔胆内被抽成了真空，与之相连的抽气单向阀处于关闭状态，而同时与之相连的限流管或限流孔是一直打开的，它会因钢笔胆中的真空负压而吸入墨水进入钢笔胆中。

通过气泵活塞的多次(小容量的笔有二次就可以了)往复运动，钢笔胆内的空气会抽得更加彻底，上水就会更充分。

在气泵抽气过程中，始终会有负压分配在限流管或限流孔中，限流管或限流孔是处于瓶体使用状态时的最低处(如果不在最低处就会有墨水吸不到)，那么始终就有墨水在整个系统中分布，而墨水的流动阻力远大于空气的流动阻力，保证了整个系统的气闭性。限流管或限流孔的内径要求做得比真空上水瓶中的所有部件及通道的内径都要小(实际应小3倍以上甚至几十倍以上，相差比例越大上水越充分，但耗时也越久)，这里的流动阻力是最大的，因此真空负压在这里不会造成失压影响，就不会影响到抽取笔胆内的空气。

本实施例没有设立通气系统，气泵抽入的气体就不能排到瓶体外，只能存留在瓶体内形成压缩空气。当停止抽气开始上水时，瓶体中的墨水会由限流口进入真空状态的笔胆中，瓶中墨水的输出会腾出一个相应空间，而刚才的压缩空气正好可填补这个空间。如果笔胆的容量大，气泵抽入的空气和在瓶中形成的压缩空气也增多，而输出的墨水和在瓶中腾出的空间也相应增多，最终这个增多的压缩空气正好与瓶中增多的空间相抵平衡。反之，如果笔胆量容小，抽出的空气和形成的压缩空气就少，输出的墨水和在瓶中腾出的空间就少，最终少的压缩空气和少的空间达到气水平衡。可以看出，内循环真空上水器其实也就是将笔胆中的空气与瓶体中的墨水进行了置换，空间最终会达到高度平衡。不过压缩空气的产生会增加气泵作功的负荷，用起来较费力，并且会影响系统的密封等性能。因此要将这个压缩空气的压力释放才行，共有三个释压技术方案可解决：一是内循环真空上水瓶装墨水时不可全满要预留一定储气空间，这可明显减少压力；二是内循环真空上水瓶的瓶体或盖子由具有一定伸展性的软性材料制作(如pet等)受压后会略为增大变形，压力消失后恢复原形；三是在内循环真空上水瓶上专门增设一个软性弹力材料制作的释压囊20(设在瓶体或瓶盖上)，其受压后会膨胀扩大容积来实现释压。三种技术方案可选择性采用，也可同时采用。本实施例采用的释压方案是第一种或第二种。

这里的抽气单向阀3和排气单向阀4由玻璃或不锈钢等材料加工制作。

实施方式2：

下面结合附图2、3、4、5、6对实施方式2进行一般性说明。

将钢笔等插紧在联接套1上，在气泵膜下行打开过程中，气泵工作室11内会形成真空负压，抽气单向阀闭气口10会打开，钢笔胆内的空气会经过抽气单向阀抽气口12抽进到气泵工作室中；排气单向阀闭气口13会因由气泵工作室的负压关闭；限流孔或限流孔5会因气泵工作室的负压会将最低处的墨水吸入进联接斗、抽气单向阀、气泵工作室、排气单向阀、联接套等里面，这些墨水可以明显提高它们的气密性。

在气泵膜上行过程中，气泵工作室会因进入的部分空气产生正压，抽气单向阀的闭气口会关闭；排气单向阀的闭气口13会打开；空气和少量墨水会经过排气单向阀排气口14进入到瓶体7中。

这时，钢笔胆内被抽成了真空，与之相连的抽气单向阀处于关闭状态，而同时与之相连的限流孔或限流管是一直打开的，它会因钢笔胆中的真空负压而吸入墨水进入笔胆中。

通过气泵膜多次往复运动，笔胆内的空气会抽得更加彻底，上水就会更充分。

本实施例的释压方案是专门增设一个软性弹力材料制作的释压囊20来实现。释压囊为高弹性材料(如橡胶等)制作。遇到压力可以轻松扩展，压力消失即刻恢复原型。

这里的抽气单向阀3和排气单向阀4均由橡胶等弹性软材制作。

这个实施例的气泵是由电动机15和电池16或外接电源驱动的。将笔插好后，轻点触发开关18，延时模块17就会按设定的时间(这个时间在模块上是可以调节的，以适合不同容量的笔)完成气泵动作并自行停止关闭。

控制电路有两种，可任选一种：一是延时模块电路(图3)；二是开关电路(图5)。开关电路省去了延时模块，成本更低，但是在使用时需要劳烦人工去关闭电路开关19。

实施方式3：

下面结合附图7、8对实施方式3进行一般性说明。

将钢笔等插紧在联接套1上，在气泵活塞外拉过程中，气泵工作室11内会形成真空负压，抽气单向阀闭气口10会打开，钢笔胆内的空气会经过抽气单向阀抽气口12抽进到气泵工作室中；排气单向阀闭气口13会因由气泵工作室的负压关闭；限流管或限流孔5因气泵工作室的负压会将最低处的墨水的墨水吸入进入联接斗、抽气单向阀、气泵工作室、排气单向阀、联接套等里面，这些墨水可以明显提高它们的气密性。(本实施例的气泵活塞杆是处于瓶体的下方凹处，所以在使用时为了方便操作会将瓶体平放或倒置，因此限流管平时处在上方，而在使用时却是处于下方)。

在气泵活塞推入过程中，气泵工作室会因进入的部分空气产生正压，抽气单向阀的闭气口10会关闭；排气单向阀的闭气口13会打开；空气和少量墨水会经过排气单向阀排气口14进入到瓶体7中。

这时，钢笔胆内被抽成了真空，与之相连的抽气单向阀处于关闭状态，而同时与之相连的限流管或限流孔是一直打开的，它会因钢笔胆中的真空负压而吸入墨水进入钢笔胆中。

通过气泵活塞的多次往复运动，钢笔胆内的空气会抽得更加彻底，上水就会更充分。

本实施例的释压方案是专门增设一个软性弹力材料制作的释压囊20来实现。释压囊为高弹性材料(如橡胶等)制作。遇到压力可以轻松收缩，压力消失即刻恢复原型。

这里的抽气单向阀3和排气单向阀4由玻璃或不锈钢等材料加工制作。

防溢闸介绍：

下面结合附图9、10、11、12、13、14、15、16对防溢闸进行一般性说明。

本发明采用内循环的方式，取消了通气系统，那么随之也会出现相应问题。有通气系统的真空上水瓶不管联接套上插没插笔，气泵是可以随意运行的。本发明则不行，如果联接套上没有插笔，气泵运行后，抽进到瓶体中的空气是不受限制的，可能会抽进很大的量(而联接套上插了笔则将受到笔胆容量的限制，再怎么抽也会被限制在一个量内，抽到量就没空气抽了)。气泵抽入不受限制的空气在瓶体中形成大量压缩空气而无法从通气口或通气阀排出(非内循环真空上水瓶是设有通气口或通气阀的)，联接套中又没有笔处于一种开放状态，瓶体中的大量压缩空气会挤压瓶体中的墨水沿限流孔或限流管源源不断的涌出，联接套中会溢出大量墨水。

为了避开这种糟糕情况，有两种解决技术方案可选：一是在产品或包装上作出提醒，警示在联接套上没有插笔等的情况下严禁启动气泵；二是专门加装一个防溢闸，防溢闸由联接套遮片21、回位弹簧22、闸轴23、闸凸24等组成，其中加装在人工方式内循环真空上水瓶上的防溢闸闸凸用来阻止气泵工作，加装在电动方式内循环真空上水瓶上的防溢闸闸凸用来连通气泵电路。

在联接套中没有插笔或笔胆等的状态下，联接套遮片21由回位弹簧22让其盖在联接套上的固定位置，这时闸凸24将气泵活塞杆上部挡住令气泵不能运行或离开微动开关25让其不在闭合状态；当在联接套中插入笔等后，联接套遮片会被笔挤移开，与闸轴相连的闸凸也会随着闸轴的转动而移动，于是放开气泵活塞杆限制或项住微动开关让电路连通，当笔一抽出后，回位弹簧会马上将联接套遮片送回原位，闸凸回到开始的位置上。因此只有在联接套中插有笔等的情况下闸凸才会最终让气泵能够运行，这样就可防止操作失误而发生溢墨的糟糕现象。

加装防溢闸会有许多种结构和方式，具体该用哪种要根据具体内循环真空上水瓶的款形来确定，这里就不作赘述。可以说每种实施例都是可以加入相应防溢闸的，只是有些加装起来机件多而且跨度大导致成本太高(如实施例3)，不如采用警示和告知的方式。

在实施例2加装防溢闸后，其防溢闸的联接套遮片又可兼任联接套盖，替代了单独的联接套盖9。