Способ настройки генератора капель

)5 8 01 О 15/18, В 4 3 2/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ СКО А чной мехаов х И.М. Струйделочных про 47148,ГЕНЕРАТОРА(54) СПОСОБ НАСТРОЙКИКАПЕЛЬ Изобретение относится к электрокаплеструйной печати и может найти применение в выводных устройствах ЭВМ и полиграфии,Целью изобретения является повышение экономичности и улучшение качества каплеобразования,На фиг, 1 показана схема генератора капель для реализации предложенного способа; на фиг. 2-5 - основные характеристики способа, полученные экспериментальным путем,Генератор капель, в котором можно реализовать предложенный способ, включает форсунку 1, сменный сопловой элемент 2 с соплом в виде часового камня 3, корпус 4, штуцер 5 и трубопровод 6, соединенные с насосом постоянного давления (не показан), пьезокерамические шайбы 7, обращенные к электроду 8 одноименными полюсами, причем электрод 8 связан прово(57) Способ включает операции под-ачи рабочей жидкости в форсунку, напряжения синхронизации к вибратору и введения форсунки в резонанс. При этом выбор рабочих частот для проводящих жидкостей производится вблизи наибольшей частоты каплеобразования, для слабопроводящих - вблизи наименьшей частоты каплеобразования. Для жидкостей обоих типов одинаковым образом выбирают диаметр сопла и уменьшают расстояние от сопла до точки каплеобразования повышением напряжения синхронизации и сжатием пьезокерамического вибратора. Совокупность введенных операций повышают экономичность и качество каплеобразования, 5 ил. дом с генератором синусоидального напряжения синхронизации каплеобразования (не показан). Фильтр 9 размещен в непосредственной близости от сопла. Зажим пьезокерамических элементов, электрода, форсунки осуществляется посредством мембранной пружины 10 и регулировочной гайки 11. Втулка 12 выполняет функции изолятора и базирующего элемента.Генератор капель (фиг. 1) работает следующим образом. Па трубопроводу 6 под постоянным давлением подается рабочая жидкость, которая вытекает через сопла 3 в виде ламинарной сплошной струи. При этом жидкость в окрестности. сопла испытывает знакопеременную модуляцию давления и струя приобретает пульсации скорости истечения. Появляющиеся перетяжки в струе нарастают зкспоненциально и приводят к дроблению струи на регулярный поток капель. Капли в дальнейшем могут быть заряжены и отклонены для мозаично-матричной печати, маркировки, графопостроения и др.На фиг. 2 приведены экспериментально снятые частотные характеристики применительно к генератору капель (фиг. 1) (зависимость от расстояния др между соплом и точкой дробления струи на капли от частоты 1 к) при следующих параметрах генератора капель: диаметр сопла 97 мкм, две пьезокерамические шайбы толщиной 1 мм с внешним диаметром 12 мм и внутренним диаметром 6 мм, напряжение синхронизации 6 В. Кривая а: р = 0,3 МПа; б - р - 0,24 МПа; в - р = 0,17 МПа; г - р = 0,08 МПа. Частотные диапазоны каждой кривой охватывают всю область устойчивого каплеобразования при соответствующем режиме. Как видно, например, при давлении 0,3 МПа генератор имеет семь резонансов разной эффективности каплеобразования, Наиболее эффективный резонанс (с минимальным расстоянием до точки дробления) наблюдается на частоте 47 кГц. Однако, как видно из характеристик, самую ближайшую точку дробления можно получить на частоте 30 или 21 кГц, уменьшив при этом давление до 0,08 МПа. Высокочастотный резонанс рационально применить при работе на хорошо проводящих жидкостях (водные чернила), а низкочастотный - при использовании слабо проводящих жидкостей (нитрокраски и др.),На фиг. 3 показаны экспериментально снятые зависимости расстояниядр между соплом и точкой дробления струи на капли от синусоидального напряжения синхронизации Ос, при этом кривая а Р 0,1 МПа, 1 к = 28,4 кГц; кривая б р = 0,2 МПа, 1 к = 29,4 кГц; кривая в р = 0,3 МПа, 1 к = 29,4 кГц; кривая д р = 0,49 МПа, 1 к = 34,5 кГц. Эффективность дробления струи в зависимости от величины напряжения сначала круто возрастает, а потом практически наступает насы.- щение.Аналогичный характер имеет зависимость расстояниядр до точки дробления от усилия зажима Рсж (фиг. 4).Фиг. 5 иллюстрирует зависимость критерия неустойчивости струи (чувствительности и дробления) 3 от отношения длины волны каплеобразования Я к диаметру струи бст (сопла).Настройку генератора капель осуществляют в соответствии с предложенным способом следующим образом.В генератор капель подают рабочую жидкость под постоянным давлением иэ рабочего диапазона с образованием струи на выходе сопла.бс = чст/4,51 1 к,где чст - скорость струи; 1 к - резонансная частота каплеобразования, Это приводит к дополнительному повышению качества и эффективности каплеобразования и печати.Далее производят сжатие элементов генератора колебаний мембранной пружиной 10 и регулировочной гайкой 11. Это улучшает электрический и акустический контакты и повышает качество и эффективность капле- образования,Затем повышают амплитуду напряжения синхронизации, Точка дробления начинает приближаться к соплу. 3, а потом практически наступаетнасыщение, и увеличение амплитуды напряжения синхронизации прекращают. 55 Для синхронизации дробления струи накапли (принудительного дробления) подключают к пьезокерамическому вибраторусинусоидальное напряжение.5 Далее идет поиск резонансных рабочихчастот генератора колебаний. Как показалиэксперименты, при работе на таких частотахобеспечивается качественное стабильноекаплеобразование (постоянство парамет 10 ров, бессателлитный режим или режим быстрых сателлитов, На таких резонансахточка дробления резко приближается к соплу(фиг. 2). Для хорошо проводящих жидкостей (воды, водных растворов, удельное15 объемное сопротивление которых порядка10 Ом.см) выбирают высокочастотный ре- зонанс (самый правый, верхний), которыйимеет место при высоком давлении.Для слабо проводящих жидкостей, на 20 пример нитрокрасок, органических растворителей, имеющих удельное объемноесопротивление порядка 100. 10 Ом.см,вызбирают левый, нижний (фиг.,2)резонанспри низком давлении.25 Выбранные резонансные частоты находятся вблизи границ рабочих диапазоновчастот. Однако имеется возможность,уменьшая давление, приблизить "правую"границу рабочего частотного диапазона к30 выбранному для хорошо проводящих жидкостей "правому верхнему" резонансу. Снижение давления в этом случае выгодно, таккак приближает точку дробления струи ксоплу. Для слабо проводящих жидкостей за.35 счет снижения давления следует удалить на10-200 границу неустойчивого каплеобразования от выбранного в этом случае "нижнего левого" резонанса",Затем выбирают диаметр сопла из соот 40 ношенияФормула изобретенияСпособ настройки генератора капель, заключающийся в подаче рабочей жидкости в форсунку под давлением, введении форсунки в резонанс на частоте каплеобразованиа 5 путем подключения к пьеэокерамическаму вибратору напряжения синхронизации каплеобразования и наблюдении за процессом каплеобразования с помощью микроскопического сгробоскопа, отл ич а ю щи й.ся 10 тем, что, с целью повышения экономичности и улучшения качества каплеобразования, для проводящих жидкостей при максимально допустимом давлении жидкости изменяют.час; тоты напряжения синхронизации 15 каплеобразования постоянной амплитуды, определяют наибольшую частоту каплеобразования и наибольшую резонансную частоту каплеобразования, соответствующую минимальному расстоянию от сопла до точки 20 дробления струи, истекающей из этого сопла, уменьшают давление жидкости до превышения наибольшей частоойкаплеобразования наибольшей резонансной частоты на 10-20, выбирают в качест ве рабочЕй частоты наибольшую резонансную частоту, а для слабопроводящих жидкостей при минимально допустимом давлении жидкости изменяют частоту напряжения синхронизации каплеобраэования постоянной амплитуды, определяют наименьшую резонансную частоту каплеобразования и выбирают ее в качестве рабочей частоты, затем как для проводящих, так и для слабопроводящих жидкостей определяют диаметр сопла из соотношениябс = чст/4,51 1 к,где дс - диаметр сопла,чст - скорость струи,1 - рабочая частота каплеобразования,осуществляют сжатие пьеэокерамическоговибратора до момента прекращения уменьшения расстояния от сопла до точки дробления струи, истекающей из этого сопла, иповышают напряжение синхронизации также до момента прекращения уменьшениярасстояния от сопла до точки дробленияструи.1716332 оставитель С.Кон ехред М,Моргента Редактор А.Лежнин орректор М.Шароши каз 604 м при ГКНТ СС прои ззодстеен но.издательский комбинат "патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 86 г О 18 Р,Ж ОЮ Тираж Подписн Государственного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва. Ж-ЗЬ, Раушская наб., 4(б