液體的排出方法及其裝置的製作方法
2023-10-11 00:11:04
專利名稱：液體的排出方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及由噴嘴排出口滴下或噴射液體的定量排出領域，尤其是涉及防止構成零件的損傷，在清潔的狀態下精度良好地排出液體的技術。
背景技術：
作為噴射液體的技術，眾知使用進行後退動作及推進移動的柱塞，通過使急速前進的柱塞抵接至閥座使其急劇停止，對位置於柱塞前方的液體施加慣性力，通過該慣性力使液體噴射的技術。
然而，在前述裝置中，為了獲得噴射液體所必要的慣性力，而使運動的固體柱塞抵接於停止的固體閥座，瞬間停止柱塞的運動，因前述抵接造成柱塞及閥座的損傷非常嚴重，產生需要頻繁的更換前述柱塞及閥座的問題，或是進一步造成損傷的構件等混入、溶解於液體的問題。尤其是，在排出的液體為功能性材料的情況，因前述構件的混入、溶解無法得到液體所具有的功能效果。
發明內容
在此，本發明的目的在於，提供通過由使急速前進的柱塞不抵接至閥座而急劇停止使液體噴射，用以解決現有技術存在的問題點的液體的排出方法及排出裝置。
為了解決上述問題，本發明的排出方法，其特徵在於，使前端面與液體密接的液體排出用柱塞高速前進，其次使柱塞驅動機構急劇停止，對液體施加慣性力而使液體排出的方法。
另外，本發明的排出方法，其特徵在於，通過使前端面與液體密接的液體排出用柱塞間歇性前進運動，對保持於管形狀的計量部的液體施加間歇性的慣性力，連續地使液滴排出的方法。
為了解決上述問題，本發明的排出裝置，其特徵在於，由計量部，形成管形狀；柱塞，內接於前述計量部；噴嘴，具有排出口；第一閥，連通前述計量部與前述噴嘴；貯留容器，用以貯留液體；第二閥，連通前述貯留容器與前述計量部所構成，前述計量部的內徑與設置於前述第一閥的閥體的通孔實質上為同徑。
另外，其特徵在於，在上述構成之上，選擇性地附加有，前述貯留容器通過加壓機構加壓；前述柱塞具有氣泡去除機構；前述計量部具有與前述貯留容器連通的連通孔，而前述連通孔具有與前述管的內徑相比為微小的徑；前述噴嘴的排出口的內徑與前述計量部及前述第一閥的內徑相比為小徑；前述噴嘴排出口與前述柱塞的連接液體加壓面作成對向的面；具有控制前述第一閥、前述第二閥、前述加壓機構、及前述驅動機構的控制裝置。
進一步，另外，本發明的排出裝置，其特徵在於，柱塞構成為具有管狀部、前述管狀部由柱塞杆，具有與外壁面連通的氣泡去除孔；柱塞頭，其安裝於前述柱塞杆的前端，中心安裝於前述柱塞杆的前端，在中心具有與前述柱塞杆的管狀部連通的連通孔，外壁具有與計量部內壁面密接的密封部；及閥杆，插入前述柱塞杆的管狀部而構成，若加壓前述閥杆的一端，則前述閥杆的另一端與前述柱塞頭密接。
若使急速前進的柱塞急劇停止對液體給予較大的慣性力，計量部內的液體通過柱塞的移動速度及移動距離等控制噴射量，微量噴射排出。
另外，柱塞急速作推進動作，通過急速停止推進動作，對填充於管形狀的計量部的液體給予慣性力，由噴嘴前端排出液滴。該排出作動通過一次的填充作動，將填充於計量部的液體重複多數次地急速前進·急速停止而排出。
另外，通過調整柱塞的移動速度及移動距離，也可以以一次的填充動作將填充於計量部的液體一次噴射。
從而，為了使液體噴射，柱塞的加速度，也就是速度差是重要的，有必要預先使柱塞高速移動，其後使其急劇停止，柱塞通過柱塞驅動機構被控制，為了使液體噴射使速度提升到必要的速度，柱塞需要用以加速的加速移動距離。
另外，由於噴射排出量依存於柱塞的移動距離，所以柱塞的移動距離較短後，由於無法得到噴射所需要的柱塞的速度，所以噴射排出量與對應使其噴射的液體適當的柱塞的移動速度的關係，決定計量部及柱塞的諸項，使得柱塞能具有為了得到前述速度的充分的移動距離。
另外，為了微小化噴射量，雖欲將柱塞的動作範圍(移動距離)縮小，但是，為了同時滿足為了得到噴射用的柱塞的速度而使得柱塞的動作範圍(移動距離)加大的相反情況，將計量部細化，確保得到使其噴射的柱塞速度的柱塞移動量，通過將計量部細化，柱塞即使較大移動也可以使移動體積量，也即噴射量為微少量。
圖1為液體排出裝置的全體圖，(a)為前視圖，(b)為側視圖。
圖2為液體排出裝置的要部放大圖。
具體實施例方式
本發明的排出方法，更詳細地說，是由第一工序、第二工序、與第三工序所形成，該第一工序，使用於液體排出柱塞的前端面與液體密接；該第二工序，使柱塞高速前進；該第三工序，使柱塞急劇的停止，第一工序當認為安裝時或氣泡混入時所進行的工序，幾乎所有的排出作業均通過反覆第二工序與第三工序來進行。在重複第二工序與第三工序時，由於柱塞的前端面與液體密接，所以沒有如第一工序的使其密接的行為。
本發明的排出裝置，更詳細地說，是由管形狀的計量部、柱塞、移動機構、噴嘴、第一閥、貯留容器與第二閥所構成，該柱塞，內接於前述計量部；該移動機構，使前述柱塞的位置變位；該噴嘴，具有排出口；該第一閥，連通前述計量部與前述噴嘴；該貯留容器，貯留液體；該第二閥，連通前述貯留容器與前述計量部，為了通過前述柱塞的動作效率良好地將液體的壓力變化傳播至噴嘴前端，減少管內阻力，將第一閥的內徑與前述計量部的內徑作成實質上相等。
另外，在此所謂實質上，依柱塞的移動通過傳播到液體中的壓力，可由噴嘴的前端排出液滴，定義閥部與計量部內徑差的範圍，不包含難以形成液滴發生壓力損失的閥部與計量部的內徑差。
另外，將前述噴嘴的排出口與前述柱塞的連接液面配設於相向位置，由填充液體的貯留容器，後退動作柱塞，將液體填充於計量部。優選的是由液體，以加壓機構加壓貯留容器內的液體，填充於計量部。
前述計量部具有與前述貯留容器連通的連通孔，前述流通孔作成比前述管的內徑微小的徑，將排出動作的前述計量部內的壓力設成朝前述貯留容器的流入為最小限度，優選的是無損失地利用作為排出壓力。
進一步，優選的是前述噴嘴的排出口的內徑，作成與前述計量部的內徑及前述排出閥(第一閥)的內徑相比為小徑。
由貯留容器填充計量部的液體，由於優選是不混入氣泡，所以具有柱塞，用以由計量部將前述氣泡排出至外部。
具體而言，前述柱塞具有管狀部，前述管狀部由柱塞杆、柱塞頭、與閥杆所構成，該柱塞杆，具有與外壁面連通的氣泡去除孔；該柱塞頭，安裝於前述柱塞杆的前端，在中心具有與前述柱塞杆的管狀部連通的連通孔，在外壁具有與計量部內壁面密接的密封部；該閥杆，插入前述柱塞杆的管狀部。前述柱塞杆的一端被加壓後，前述柱塞杆的另外一端與前述柱塞杆密接。
與設置於計量部的貯留容器連通的連通孔，優選的是比前述計量部的內徑小的徑。更優選的是微小的徑。
壓力雖欲傳達至噴嘴，不過通過連通孔壓力也被朝向貯留容器側施加。由於徑愈大流動阻力愈大，所以朝噴嘴側所適用的壓力的比率變大。
另外，優選地是噴嘴的排出口的內徑比前述計量部的內徑及前述閥的內徑小的徑。
另外，通過控制裝置可以控制前述第一閥、前述第二閥、前述加壓機構與前述驅動機構。
依據實施例說明本發明的詳細內容，不過本發明並不限於這些實施例。
《全體構造》圖1中31為框體，由導引杆33、33、上部框體、與下部框體所構成，該導引杆33、33，將柱塞支撐體34在上下方向導向；該上部框體，支撐使通過設置於框體31的上部的馬達3旋轉的柱塞支撐體34在上下方向移動的螺栓軸32；下部框體，通過排出閥(第一閥)4與液體供給閥(第二閥)10及排出閥(第一閥)4支撐計量部1。
《排出部(泵)》在以管狀構件形成的計量部1內，通過柱塞支撐體34的上下動，在密接於計量部1的內面的的狀態配設著上下動的柱塞2，前述計量部1的前端配設排出閥(第一閥)4，前述排出閥(第一閥)4的另外一端配設著噴嘴7。在此，設置於排出閥(第一閥)4的閥體5的流路6的內徑與前述計量部1的內徑大致相等，排出閥(第一閥)4在開位置，構成液體由計量部1朝排出閥(第一閥)4順暢的流動。
另外，在本實施例，排出閥(第一閥)4雖採用選取連通前述計量部1與噴嘴7的開位置與封閉的閉位置的兩個位置的旋轉閥，流路的徑若與計量部1的內徑不相等，也可使用滑動閥。
《貯留容器》管9被軟焊於前述計量部1的中央部外壁，與前述計量部1的內徑相比為極為小徑的孔13連通著前述計量部1與前述管9。
前述管9的另外一端與貯留容器11連通著，在前述管9與前述貯留容器11之間配設著液體供給閥10(第二閥)。在此，液體供給閥(第二閥)10選取連通前述計量部1與前述貯留容器11的開通位置，或閉止的閉位置的兩個位置，另外，前述貯留容器11，通過設置於前述液體供給閥(第二閥)10與前述貯留容器11之間的貯留容器連接具12，可以由裝置安裝卸載。
《氣泡去除》在前述柱塞2上設置著氣泡去除機構。
也就是，前述柱塞2具有管狀部，前述管狀部由柱塞杆21、柱塞頭22、與閥杆25所構成，該柱塞杆21，具有與外壁面連通的氣泡去除孔26；該柱塞頭23，安裝於前述柱塞杆21的前端，在中心具有與前述柱塞杆21的管狀部連通的氣泡去除孔22，在外壁具有與計量部內壁面密接的密封部24；該閥杆25，插入前述柱塞杆21的管狀部。
柱塞杆21的上部形成大徑的筒部，進一步在上端部形成著凸緣部，通過該凸緣部，柱塞杆21被固定於柱塞支撐體34。
閥杆25的上部的大徑部可以滑動地安裝於前述大徑的筒部，抵接螺合於柱塞支撐體34的固定螺栓35，通常，柱塞杆25其一端被以固定螺栓35加壓，柱塞杆25的另外一端與柱塞頭22密接著。
《氣泡去除的作用》鬆弛前述固定螺栓35後，由於前述柱塞杆25可以移動於柱塞杆25的長度方向，所以當前述柱塞杆25與前述固定螺栓35抵接時，柱塞杆25與柱塞頭22隔離開放設置於柱塞頭22的氣泡去除孔23，通過柱塞杆25與柱塞頭22之間的空隙，連通前述柱塞杆21的氣泡去除孔26，與外界連通。
從而，鬆弛前述固定螺栓35，且柱塞頭22通過柱塞杆21及氣泡去除孔26可以與外部連通，通過該路徑，將氣泡由柱塞頭21朝外部排出。
其次，說明使用上述結構的液體排出裝置的液體排出作業。
《填充液體》將填充液體的貯留容器11連接於貯留容器連接具12。此時，柱塞2推進到前述孔13不超越噴嘴側接近前述孔13的位置。
將液體供給閥(第二閥)10置於開位置，使貯留容器11與計量部1連通，使前述柱塞2後退移動後，前述貯留容器11內的液體通過前述液體供給閥(第二閥)10，朝前述計量部1內流入。此時，在前述計量部1內，填充充滿前述貯留容器11與前述計量部1之間的空氣，其後，流入液體。
《氣泡去除》在上述工序中，流入計量部1內的氣體，伴隨著氣體的壓縮性，由於壓力反應變遲鈍所以需要去除。
在此，將前述液體供給閥(第二閥)10置於閉位置，鬆弛前述固定螺栓35，使柱塞2推進移動。柱塞2的構成構件的閥杆25由於被連結於驅動機構，所以雖連動於前述驅動機構推進移動，不過由於閥杆25由前述柱塞杆21與前述固定螺栓35被連結固定著，通過鬆弛前述固定螺栓35，即使驅動機構的推進動作，也形成抵接於固定螺栓35後推進(柱塞21為自由的狀態)，從而，閥杆25與柱塞頭21隔離，連通柱塞頭21與氣泡去除孔26。
另外，使柱塞2推進移動後，計量部1內的液體的壓力上升。比較於氣體比重較輕的氣體由於集中於上部，所以前述計量部1內的空氣通過柱塞頭21，由氣泡去除孔26朝外部排出空氣。前述空氣全部被排出後，鎖緊前述柱塞2的固定螺栓35，使前述閥杆25前端與前述柱塞頭21密接，閉止前述柱塞頭21與前述氣泡去除孔26的連通，完成氣泡去除作業。
另外，上述說明雖在作業開始時氣泡去除，不過即使為排出作業中，在認為氣泡混入計量部的情況，迅速地鬆弛固定螺栓35關閉排出閥，使柱塞前進進行氣泡除去作業，氣泡除去作業完成後關閉固定螺栓35打開排出閥，可以繼續排出作業。
《填充液體》在填充於計量部1內的液體，為完全沒有混入氣泡的狀態。
在此，再度，將液體供給閥10(第二閥)置於開位置，將柱塞2作後退移動，將所需量的液體填充於計量部1內，將液體供給閥(第二閥)10置於閉位置。
《排出液體》排出將排出閥(第一閥)4置於開位置，因對應所需的排出量推進移動柱塞2。在此，通過所需的排出量與計量部1的內徑，可以算出柱塞2的推進移動量。
柱塞2的推進動作，在急速加速的後，不使柱塞抵接於閥座，通過使柱塞驅動機構急劇的停止，柱塞2急速的停止其移動，計量部1內的液體通過以前述柱塞2的急速移動及急劇的停止所給予的慣性力，由噴嘴7前端被排出。若前述慣性力大則前述液體噴射。
在此，由於計量部1內徑與排出閥(第一閥)4的內徑大致相等，所以壓力損失較少，可將給予液體的力有效地利用於液體的排出。
柱塞2在移動到最下端的後，將排出閥(第一閥)4置於閉位置，將液體供給閥(第二閥)10置於開位置，後退移動柱塞2以供給液體。此時，將加壓機構連接於貯留容器11，加壓貯留容器3內的液體，可促進朝計量部1的流入。
如此，適當地在計量部1中從貯留容器11吸入液體，由噴嘴7排出前述計量部1內的液體，重複此進行排出作業。然而，貯留於計量部1內的液體，由於可以經過多次排出直到計量部1內液體用完為止，所以考慮應排出工作的大小等的作業性，可適宜地決定計量部1內貯留液體的量。
另外，前述柱塞機構作為與柱塞液密地配設的排出方式的氣泡去除機構為有效的機構，不限定使用於本裝置。
上述構成的本發明，由於通過柱塞的推進動作使液滴噴射，所以不需要閥座與柱塞杆的抵接，可以防止為了使液體噴射而給予必要的力量的構件的損傷，由於損傷的構件不會混入、溶解於液體，所以可以將清潔狀態下的液體排出，更且，由於可以事先防止通過閥座與柱塞的抵接造成的損傷，所以可以抑制構件的交換頻率。
加上，由於沒有壓力損失，所以可以精度良好地排出，尤其是由於即使稍微的壓力也不會損失地傳達至液體，可微量地精度良好地的排出。
由於在排出液體中的氣泡，所以可以使柱塞的前端面與液體密接，柱塞的移動正確地傳達至液體，可以進行精度優選的排出，同時氣泡不會混入所排出的液滴中。
權利要求
1.一種液體的排出方法，其特徵在於，使前端面與液體密接的液體排出用柱塞高速前進，其次使柱塞驅動機構急劇停止，對液體施加慣性力而使液體排出的方法。
2.一種液體的排出方法，其特徵在於，通過使前端面與液體密接的液體排出用柱塞間歇性前進運動，對保持於管形狀的計量部的液體施加間歇性的慣性力，連續地使液滴排出的方法。
3.一種液體排出裝置，其特徵在於，由計量部，形成管形狀；柱塞，內接於前述計量部；噴嘴，具有排出口；第一閥，連通前述計量部與前述噴嘴；貯留容器，用以貯留液體；液體供給閥(第二閥)，連通前述貯留容器與前述計量部所構成，前述計量部的內徑與設置於前述第一閥的閥體的通孔實質上為同徑。
4.根據權利要求3所述的液體排出裝置，其特徵在於，前述貯留容器通過加壓機構加壓。
5.根據權利要求3或4任何一項所述的液體排出裝置，其特徵在於，前述柱塞具有氣泡去除機構。
6.根據權利要求3～5任何一項所述的液體排出裝置，其特徵在於，前述計量部具有與前述貯留容器連通的連通孔，而前述連通孔具有與前述管的內徑相比為微小的徑。
7.根據權利要求3～6任何一項所述的液體排出裝置，其特徵在於，前述噴嘴的排出口的內徑與前述計量部及前述第一閥的內徑相比為小徑。
8.根據權利要求3～7任何一項所述的的液體排出裝置，其特徵在於，前述噴嘴排出口與前述柱塞的連接液體加壓面作成對向的面。
9.根據權利要求3～8任何一項所述的液體排出裝置，其特徵在於，更備有控制前述第一閥、前述第二閥、前述加壓機構、及前述驅動機構的控制裝置。
10.一種柱塞，其特徵在於，構成為具有管狀部、前述管狀部由柱塞杆，具有與外壁面連通的氣泡去除孔；柱塞頭，其安裝於前述柱塞杆的前端，中心安裝於前述柱塞杆的前端，在中心具有與前述柱塞杆的管狀部連通的連通孔，外壁具有與計量部內壁面密接的密封部；及閥杆，插入前述柱塞杆的管狀部，若加壓前述閥杆的一端，則前述閥杆的另一端與前述柱塞頭密接。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種液體的排出方法及其裝置，作為解決手段，本發明的液體的排出方法，使前端面與液體密接的液體排出用柱塞高速前進，其次使柱塞驅動機構急劇停止，對液體施加慣性力以使液體排出的方法。該液體排出裝置，其特徵在於由管形狀的計量部；內接於前述計量部的柱塞；具有排出口的噴嘴；連通前述計量部與前述噴嘴的第一閥；貯留液體的貯留容器；及連通前述貯留容器與前述計量部的液體供閥(第二閥)所構成，前述計量部的內徑與設置於前述第一閥的閥體的通孔實質上為同徑。
文檔編號B05C5/02GK1571703SQ0282055
公開日2005年1月26日 申請日期2002年10月16日 優先權日2001年10月17日
發明者生島和正 申請人:武藏工程株式會社