КОЛЛЕКТОР ДЛЯ СТРУЙНОГО КАРТРИДЖА
COLLECTOR FOR INKJET CARTRIDGE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к картриджам для струйных применений с функцией коллектора. В частности, изобретение относится к картриджу для струйных и микроструйных применений с корпусом коллектора и к сердечнику коллектора для вставки в корпус коллектора картриджа.
Предпосылки к созданию изобретения
Способом реализации множества функций вентиля в картридже является использование коллектора. Преимущество этого заключается в том, что может быть осуществлено множество ограниченных соединений для сопряжений активации. Конструкция коллектора требует специальных технологий и является непростой при использовании, например, литья под давлением.
Однако если коллектор выполнен в виде цилиндра с соединениями, прицепляющимися к стенке цилиндра, во время изготовления в пресс-форме требуются подвижные элементы. Такие подвижные элементы делают пресс-форму более сложной, более дорогой и более подверженной износу и истиранию. Альтернативным решением, описанным в существующем уровне техники, является размещение соединений радиально на одном из плоских концов цилиндрического коллектора. Однако в данной конфигурации требуются относительно большие силы, для того чтобы обеспечить герметичность соединений. Создание таких сил делает устройство более сложным и более подверженным утечкам. В целом, данные силы не могут быть созданы в одноразовых пластмассовых картриджах. Поэтому всегда требуется дополнительный инструмент для образования герметичного соединения, что означает, что когда одноразовый картридж является ненагруженным, герметичное соединение расфиксировано, что может приводить к утечкам за пределы одноразовых картриджей.
Сущность изобретения
Таким образом, целью изобретения является создание коллектора, с одной стороны, содержащего множество соединений по текучей среде и являющегося простым в изготовлении, а с другой стороны, не требующего относительно больших сил для предотвращения утечек.
Описанные варианты осуществления также относятся к корпусу коллектора, картриджу, содержащему корпус коллектора, и к сердечнику коллектора для вставки в корпус коллектора. Различные сочетания вариантов осуществления, хотя они могут быть не описаны подробно, могут давать синергетические эффекты.
В соответствии с первым примерным вариантом осуществления изобретения, создан корпус коллектора для картриджа и для приема сердечника коллектора. Корпус коллектора содержит наклонную внутреннюю поверхность, по меньшей мере один канал для текучей среды, причем канал для текучей среды заканчивается одним из своих концов в наклонной внутренней поверхности. Кроме того, корпус коллектора вместе с по меньшей мере одним каналом для текучей среды не содержит подреза.
Другими словами, способ, которым выполнен и изготовлен корпус коллектора, т.е. частично наклонное выполнение внутренней стенки корпуса коллектора, и путь, который проходит канал для текучей среды, позволяет использовать пресс-форму с простыми осями для создания канала для текучей среды в наклонной части корпуса коллектора. Такой корпус коллектора может быть легко извлечен из пресс-формы, после того как такое формование завершено, при этом во время литьевого формования не нужно использовать подвижные элементы.
Кроме того, наклонная внутренняя поверхность корпуса коллектора представляет собой поверхность уплотнения, которая обеспечивает герметичное соединение между корпусом коллектора и сердечником коллектора, когда сердечник объединен с корпусом коллектора. Таким образом, соединительные каналы для текучей среды могут быть выполнены с нижней стороны. Это делает пресс-форму очень простой, поскольку отсутствуют подрезы в конструкции корпуса коллектора, и пресс-форма может быть выполнена безо всяких подвижных элементов. Таким образом, корпус коллектора, который выполнен в соответствии с данным примерным вариантом осуществления изобретения, обладает высокой технологичностью, которая требуется во время литьевого формования. Кроме того, отсутствует необходимость в относительно большой силе, предохраняющей от утечки.
Это означает, что нет необходимости в больших внешних силах, прикладываемых посредством дополнительного инструмента. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения данные силы создаются посредством объединения сердечника коллектора с корпусом коллектора и находятся в пределах конструкции одноразового картриджа. Благодаря частично цилиндрической форме корпуса и сердечника конструкция может быть настолько жесткой, что она может выдерживать силы, которые требуются для создания герметичного соединения, и к тому же выдерживать данные силы в течение более длительного периода времени, например в течение срока годности картриджа. Такой инструмент, создающий большие силы, предохраняющие от утечки, не требуется благодаря объединению наклонных частей в корпусе коллектора и сердечнике коллектора.
В отличие от полностью цилиндрического корпуса коллектора данный вариант осуществления изобретения объединяет отверстие, содержащее наклонную поверхность в корпусе коллектора, с сердечником, содержащим соответствующую наклонную поверхность. Две соответствующие наклонные поверхности обеспечивают герметичное соединение между корпусом коллектора и сердечником коллектора.
В данной заявке наклонная внутренняя поверхность представляется как поверхность, которая не является ни горизонтальной поверхностью, ни вертикальной поверхностью. В вышеупомянутом варианте выполнения по существу цилиндрического корпуса коллектора наклонная внутренняя поверхность ни перпендикулярна основной оси цилиндра, ни параллельна такой оси. Наклонная внутренняя поверхность содержит как векторную составляющую, которая перпендикулярна основной оси цилиндра, так и векторную составляющую, которая параллельна основной оси цилиндра. Следует отметить, что предпочтительно наклонная внутренняя поверхность представляет собой поверхность, образованную посредством вращения графика/линии вокруг основной оси цилиндра. График может быть реализован в виде прямолинейного графика или криволинейного графика. График соответствует условию, что образующийся в результате корпус коллектора может быть изготовлен посредством литья под давлением без подрезов совместно с каналом для текучей среды. Предпочтительно график изображает монотонно увеличивающуюся функцию с начальной точкой и конечной точкой, причем начальная точка расположена ближе к основной оси цилиндра, чем конечная точка в радиальном направлении. Предпочтительно график представляет собой прямую линию, а результирующая внутренняя поверхность, образованная посредством вращения графика, представляет собой коническую поверхность или сегмент конуса. В другом варианте осуществления график представляет собой сегмент окружности, а результирующая внутренняя поверхность, образованная посредством вращения графика, представляет собой сферический сегмент. Следует отметить, что внутренняя поверхность необязательно должна представлять собой полный оборот графика. В вариантах осуществления для образования внутренней поверхности корпуса коллектора может быть достаточным частичный оборот графика.
По причине того, что внешняя поверхность сердечника коллектора предпочтительно соответствует внутренней поверхности корпуса коллектора, упомянутое определение может также относиться к внешней поверхности сердечника коллектора, и, в частности, внешняя поверхность может также иметь коническую форму.
Канал для текучей среды может представлять собой трехмерный канал, который полностью образован посредством внешней и внутренней поверхности корпуса коллектора. Он может быть предусмотрен для соединения, например, накопительной камеры картриджа с сердечником коллектора, который должен быть вставлен и который может быть соединен посредством сопряжения с требуемым инструментом.
Другими словами, корпус коллектора используется для реализации множества функций вентиля в многокамерном картридже. Таким образом, может быть использовано преимущество центральной активации, где активация может быть направлена на несколько камер картриджа через выбор канала для текучей среды посредством переключения сердечника коллектора внутри корпуса коллектора из одного положения в другое.
Наклонная часть, которая содержит наклонную внутреннюю поверхность, может быть отсечена от остальной части корпуса коллектора. Отсечение может быть выполнено для дополнительного упрощения изготовления. Благодаря данному отсечению стенки картриджа могут быть сохранены относительно тонкими, что может быть существенным преимуществом для процесса литья под давлением.
Кроме наклонной внутренней поверхности остальная часть корпуса коллектора может быть выполнена по существу в форме цилиндра. Более подробно корпус коллектора может иметь форму по существу полого цилиндра. Таким образом, в корпусе коллектора могут содержаться по существу кольцевая внутренняя поверхность и по существу кольцевая внешняя поверхность. В таком случае наклонная поверхность содержит векторную составляющую, которая перпендикулярна основной оси цилиндра. В данном случае наклонная поверхность является частью внутренней поверхности данного полого цилиндра.
Другими словами, может быть использовано множество каналов для текучей среды внутри корпуса коллектора без необходимости использования подвижных элементов во время литьевого формования, при этом каналы для текучей среды содержат соответствующие отверстия вдоль различных положений на кольцевой внутренней наклонной поверхности, где эти положения предпочтительно могут также изменяться по своим уровням вдоль продольной основной оси корпуса коллектора. Таким образом, в соответствии с данным примерным вариантом осуществления могут быть обеспечены уменьшенная стоимость изготовления корпуса коллектора и повышенная надежность изготовления корпуса коллектора.
Наклонная внутренняя поверхность корпуса коллектора и соответствующая поверхность соединения сердечника коллектора, которая может быть также выполнена в виде наклонной поверхности, обе могут быть названы «поверхностями уплотнения». Посредством взаимного соединения двух поверхностей могут быть образованы необходимые герметичные соединения.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения корпус коллектора может представлять собой нераздельную часть картриджа, но может также представлять собой физически отделенную часть или элемент, который должен быть соединен желаемым способом с картриджем. Другими словами, можно изготовить картридж, содержащий корпус коллектора в виде нераздельной части. Однако возможен также способ изготовления, в котором изготавливают только корпус коллектора в соответствии с данным и любым другим примерным вариантом осуществления.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, канал для текучей среды встроен в корпус коллектора и в наклонную поверхность таким образом, что во время литьевого формования корпуса коллектора не образуется никакого подреза.
Наклонная внутренняя поверхность корпуса коллектора обеспечивает выполнение нескольких возможных форм каналов для текучей среды, которые, в свою очередь, обеспечивают изготовление корпуса коллектора с простыми осями во время литьевого формования. В соответствии с данным примерным вариантом осуществления устраняется необходимость использования подвижных элементов. Таким образом, способ изготовления такого корпуса коллектора является простым, недорогим, и уменьшается подверженность пресс-формы износу и истиранию. Следовательно, при изготовлении такого корпуса коллектора может быть предусмотрена более долговечная пресс-форма.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, канал для текучей среды разделяет корпус коллектора в поперечном разрезе на внутреннюю часть и внешнюю часть. Кроме того, задано радиальное направление от центральной оси корпуса коллектора к внешней поверхности. Внутренняя часть корпуса коллектора продолжается от первой внутренней радиальной величины d1 до первой внешней радиальной величины d2. Внешняя часть корпуса коллектора продолжается от второй внутренней радиальной величины d3 до второй внешней радиальной величины d4, причем d2 меньше или равно d3.
Данный примерный вариант осуществления изобретения можно, например, увидеть на фиг.4, на которой изображен вид в разрезе одной части корпуса коллектора. Данный примерный вариант осуществления изобретения показывает корпус коллектора с внутренней наклонной поверхностью и показывает выполнение канала для текучей среды. Сочетание этих двух элементов обеспечивает изготовление такого корпуса коллектора посредством литьевого формования с использованием разъемной пресс-формы. Кроме того, это может быть осуществлено без необходимости использования подвижных элементов. Это делает конструкцию такого корпуса коллектора простой, удобной и надежной.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, наклонная внутренняя поверхность корпуса коллектора расположена в проксимальной области корпуса коллектора.
При этом термин «проксимальная область» определяет область корпуса коллектора, которая расположена рядом с картриджем. Если корпус коллектора является неотделимой частью картриджа, то проксимальная область корпуса коллектора представляет собой область корпуса коллектора, в которой расположено соединение между корпусом коллектора и картриджем.
Другими словами, сердечник коллектора вставляют в корпус коллектора посредством введения его из области, удаленной относительно проксимальной области, через, например, полость, выполненную в форме полого цилиндра, корпуса коллектора по направлению к проксимальной области. В проксимальной области наклонная внешняя поверхность сердечника коллектора и наклонная внутренняя поверхность корпуса коллектора приходят в контакт, в результате чего образуется герметичное соединение между данными частями через канал для текучей среды корпуса и отверстие на наклонной поверхности сердечника коллектора. Кроме того, как сердечник коллектора, так и корпус коллектора могут содержать фиксирующие устройства, такие как фиксирующие защелки. Кроме того, могут быть предусмотрены соответствующие пазы под защелки, чтобы по существу фиксировать сердечник в корпусе, для того чтобы создавать необходимые силы, предохраняющие от утечки, для образования герметичных соединений.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, корпус коллектора имеет форму по существу полого цилиндра, при этом наклонная внутренняя поверхность образует внутреннюю поверхность полого цилиндра в проксимальной области корпуса коллектора. Полый цилиндр содержит первое отверстие в проксимальном конце корпуса коллектора и второе отверстие в дистальном конце корпуса коллектора, при этом корпус коллектора приспособлен для приема сердечника коллектора через второе отверстие.
Данный вариант выполнения корпуса коллектора обеспечивает вставку сердечника коллектора через второе отверстие в дистальном конце. После вставки сердечника коллектора в корпус коллектора и после образования герметичного соединения посредством, например, фиксирующих защелок и фиксирующих гнезд первое отверстие полого цилиндра в проксимальном конце полностью закрыто сердечником коллектора.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, канал для текучей среды продолжается в корпусе коллектора от нижней части картриджа до наклонной внутренней поверхности корпуса коллектора.
Данный примерный вариант осуществления изобретения можно увидеть, например, на фиг.2. Другими словами, канал для текучей среды содержит один конец и соответственно отверстие в наклонной внутренней поверхности, которая представляет собой поверхность уплотнения для соединения по текучей среде, которое должно быть образовано. От данного конца канала для текучей среды подающий канал может проходить из канала для текучей среды в, например, накопительные камеры, которые могут быть частью многокамерного картриджа.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, корпус коллектора содержит множество каналов для текучей среды, причем наклонная внутренняя поверхность представляет собой кольцевую поверхность, и при этом наклонная внутренняя поверхность расположена в проксимальной части внутренней поверхности корпуса коллектора. Каждый канал для текучей среды заканчивается в наклонной внутренней поверхности отверстием во внутреннюю полость корпуса коллектора. Каналы для текучей среды приспособлены для образования различных соединений по текучей среде с сердечником коллектора, когда сердечник коллектора вставлен в корпус коллектора. В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере два из упомянутых отверстий в полость расположены на разных уровнях наклонной внутренней поверхности вдоль продольной оси корпуса коллектора. В другом предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере два из упомянутых отверстий в полость расположены в разных угловых положениях по периметру наклонной внутренней поверхности.
Другими словами, множество функций вентиля обеспечивается посредством объединения корпуса коллектора с сердечником коллектора, в частности, для микроструйных применений, в частности, в микроструйном картридже с несколькими различными камерами. Таким образом, посредством данной распределительной системы картриджа при ограниченных сопряжениях активации осуществляется множество соединений. Например, инструмент активации соединен с сердечником коллектора и оказывает воздействие на несколько камер картриджа посредством функционирования коллектора. Кроме того, наклонная часть может быть укороченной.
Как можно видеть из фиг.1, в сердечнике коллектора может содержаться множество отверстий, и соответственно в корпусе коллектора может содержаться множество каналов для текучей среды. Посредством вращения сердечника коллектора может быть образовано несколько различных сочетаний отверстий сердечника коллектора и каналов для текучей среды корпуса коллектора. Отверстие канала для текучей среды может быть совмещено с отверстием в сердечнике в одном или более угловых положений сердечника относительно корпуса коллектора. В корпусе коллектора может быть расположено одно или более отверстий, каждое из которых взаимодействует только с одним соответствующим отверстием в сердечнике в конкретном угловом положении сердечника. Как вариант, в корпусе коллектора может быть расположено одно или более отверстий, каждое из которых взаимодействует с более чем одним определенным отверстием в сердечнике в различных угловых положениях сердечника. Как вариант, в сердечнике может быть расположено одно или более отверстий, каждое из которых взаимодействует с более чем одним отверстием в корпусе коллектора в конкретном угловом положении. В другом варианте осуществления при данном угловом положении сердечника множество отверстий сердечника одновременно совмещаются с соответствующими отверстиями в корпусе коллектора.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, корпус коллектора изготовлен посредством литьевого формования.
Благодаря частично наклонной форме корпуса коллектора и способу выполнения канала для текучей среды можно изготовлять корпус коллектора посредством литьевого формования без необходимости использовать подвижные элементы в пресс-форме.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, создан картридж для струйных применений и, в частности, микроструйных применений, при этом картридж содержит корпус коллектора в соответствии с одним из вышеописанных вариантов осуществления.
В дополнение к вышеописанному необходимо отметить, что корпус коллектора может быть выполнен как одно целое с картриджем. Таким образом, картридж может быть изготовлен посредством литьевого формования, например, из пластичных материалов, таких как полимеры, и может быть полностью изготовлен посредством одного процесса литьевого формования с использованием разъемной пресс-формы без необходимости использования подвижных элементов, хотя корпус коллектора содержит множество каналов для текучей среды или микроканалов для текучей среды.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, картридж содержит удлинение канала для текучей среды корпуса коллектора, причем удлинение образовано внутри нижней части картриджа.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, картридж дополнительно содержит сердечник коллектора в соответствии с одним из вариантов осуществления, которые описаны выше или ниже.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, корпус коллектора и сердечник коллектора выполнены в сочетании таким образом, что корпус коллектора обеспечивает вращение сердечника коллектора внутри корпуса коллектора, когда сердечник коллектора вставлен в корпус коллектора.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, корпус коллектора и сердечник коллектора выполнены в сочетании таким образом, что отверстие канала для текучей среды в корпусе коллектора совмещается с отверстием в сердечнике в по меньшей мере одном угловом положении сердечника относительно корпуса коллектора, так что образуется соединение по текучей среде между каналом для текучей среды и сердечником.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления, корпус коллектора и сердечник коллектора выполнены в сочетании таким образом, что различные отверстия канала для текучей среды в корпусе коллектора совмещаются с различными отверстиями в сердечнике в различных угловых положениях сердечника относительно корпуса коллектора, так что образуются различные соединения по текучей среде в различных угловых положениях сердечника.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, создан сердечник коллектора для вставки в корпус коллектора картриджа. Сердечник коллектора содержит отверстие для образования соединения по текучей среде с каналом для текучей среды корпуса коллектора, когда сердечник коллектора вставлен в корпус коллектора. Кроме того, сердечник коллектора приспособлен для уплотнения соединения по текучей среде с наклонной внутренней поверхностью корпуса коллектора, когда сердечник коллектора вставлен в корпус коллектора.
Другими словами, сердечник коллектора может быть также выполнен квазицилиндрическим и, кроме того, содержащим наклонную внешнюю поверхность в проксимальном конце сердечника коллектора. Данная наклонная внешняя поверхность может быть приспособлена для образования герметичного соединения в сочетании с наклонной внутренней поверхностью корпуса коллектора, когда образовано соединение между сердечником и корпусом.
Однако возможно также, что сердечник коллектора имеет по существу ненаклонную форму, но приобретает наклонную форму, когда его вдавливают в проксимальную область корпуса коллектора. В данной области расположена внутренняя наклонная поверхность корпуса коллектора. Другими словами, сердечник коллектора приобретает наклонную форму посредством вставки в корпус коллектора.
Кроме того, сердечник коллектора содержит по меньшей мере одно соответствующее отверстие для канала для текучей среды корпуса коллектора.
Если сердечник коллектора не содержит по существу наклонную часть, то деформируемый материал в сердечнике коллектора позволяет привести сердечник коллектора в такую наклонную форму, когда соответствующие усилия прикладывают к сердечнику коллектора во время вставки сердечника в корпус. Более подробно, наклонная внутренняя поверхность корпуса коллектора может быть кольцевой и может сдавливать сердечник коллектора до такой требуемой наклонной формы, чтобы обеспечить герметичное соединение.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления, сердечник коллектора не содержит подреза.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, сердечник коллектора содержит наклонную внешнюю поверхность, при этом сердечник коллектора не содержит подреза.
Кроме того, наклонная внешняя поверхность содержит упругие материалы, при этом наклонная внешняя поверхность приспособлена для уплотнения соединения по текучей среде с наклонной внутренней поверхностью корпуса коллектора, когда сердечник коллектора вставлен в корпус коллектора.
Другими словами, сочетание корпуса коллектора, содержащего наклонную внутреннюю поверхность, с сердечником коллектора, который содержит соответствующую наклонную поверхность, имеет преимущество в том, что позволяет изготавливать такие детали посредством литьевого формования без подвижных элементов.
В соответствии с другим вариантом осуществления, в сердечнике коллектора предусмотрено множество отверстий для образования различных соединений по текучей среде с различными каналами для текучей среды корпуса коллектора, когда сердечник коллектора вставлен в корпус коллектора. Например, по меньшей мере два из упомянутых отверстий могут быть расположены на разных уровнях сердечника вдоль продольной оси сердечника и/или по меньшей мере два из упомянутых отверстий могут быть расположены в разных угловых положениях по периметру сердечника.
В соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения, наклонная поверхность содержит несколько отделений, в одном, нескольких или всех из которых может быть соответственно расположено отверстие, при этом предпочтительно отделения пространственно разделены упругими уплотнительными выступами, причем отделения и уплотнительные выступы выполнены таким образом, что герметичные соединения могут быть образованы между отделением, включающим отверстие сердечника коллектора, и одним или более соответствующих отверстий/концов одного или более каналов для текучей среды корпуса коллектора, когда сердечник коллектора вставлен в корпус коллектора, в соответствии с вращательным положением сердечника относительно корпуса. В данном положении сердечника относительно корпуса сердечник и корпус могут быть выполнены так, что ни один, один или более каналов для текучей среды в корпусе могут взаимодействовать с соответствующими отверстиями в отделениях сердечника одновременно. В дополнение или в качестве альтернативы в различных угловых положениях сердечника относительно корпуса различные каналы для текучей среды могут взаимодействовать с различными отверстиями отделений. Таким образом, например посредством вращения сердечника, например по часовой стрелке, при каждом положении сердечника конкретный канал для текучей среды может взаимодействовать с отверстием в сердечнике так, что различные функции, такие как функции вентиля, функции смешивания и др., могут быть реализованы в дальнейшем просто посредством вращения сердечника в корпусе.
Необходимо отметить, что варианты осуществления изобретения описаны со ссылкой на различные аспекты изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты корпуса коллектора, а другие варианты осуществления описаны со ссылкой на пункты сердечника коллектора или картриджа. Однако специалисту в данной области техники будет очевидно из упомянутого выше и приведенного ниже описания, что если не указано иное, помимо любого сочетания признаков, принадлежащих одному типу аспекта, любое сочетание признаков, относящихся к разным аспектам, считается раскрытым посредством данной заявки.
Аспекты, определенные выше, и дополнительные аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения могут быть также выявлены из примеров вариантов осуществления, описанных ниже и объясненных со ссылкой на примеры вариантов осуществления. Ниже изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры осуществления, которыми, однако, настоящее изобретение не ограничено.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематично изображает микроструйный картридж с корпусом коллектора и сердечником коллектора в соответствии с примерным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.2 схематично изображает разрез картриджа с корпусом коллектора и сердечником коллектора в соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.3 схематично изображает трехмерный вид сердечника коллектора в соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения.
Фиг.4 схематично изображает вид в разрезе части корпуса коллектора в соответствии с другим примерным вариантом осуществления изобретения.
В некоторых чертежах одинаковые или похожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Вид на чертежах является схематичным и выполнен не в масштабе.
Подробные описания предпочтительных вариантов осуществления
На фиг.1 показан трехмерный вид микроструйного картриджа 100 для микроструйных применений. Картридж содержит корпус 101 коллектора, который приспособлен для приема сердечника 102 коллектора. На данном чертеже корпус 101 изображен в разрезе, чтобы показать соединение между корпусом 101 и сердечником 102. Посредством вращения сердечника 102 коллектора внутри корпуса 101 коллектора различные функции вентиля в данном картридже 100 могут быть использованы благодаря данной распределительной системе посредством совмещения отверстий 118 в сердечнике 102 коллектора с одним или более каналами 104 для текучей среды в корпусе 101 коллектора, как будет описано ниже. Другими словами, при ограниченных сопряжениях активации может быть образовано множество соединений от, например, отдельного инструмента (не показанного здесь), с, например, множеством камер, которые содержатся в микроструйном картридже 100.
Можно видеть, что корпус 101 коллектора содержит коническую внутреннюю поверхность 103, которая представляет собой кольцевую поверхность, охватывающую внутреннюю стенку данного полого цилиндра, который образован посредством корпуса 101 коллектора. Кроме того, можно видеть канал 104 для текучей среды внутри корпуса 101 коллектора, причем канал 104 для текучей среды заканчивается одним из своих концов 105 в конической внутренней поверхности 103. Как можно видеть из фиг.1, корпус 101 коллектора вместе с каналом 104 для текучей среды не содержат подреза и поэтому выполнены с возможностью изготовления посредством литьевого формования без необходимости использовать подвижные элементы.
Кроме того, можно видеть, что коническая внутренняя поверхность 103 расположена в проксимальной области 110 корпуса 101 коллектора, т.е. в нижнем конце корпуса 101 коллектора, который образует переход к остальной части картриджа 100. Корпус 101 коллектора является неотделимой частью микроструйного картриджа 100 и соответственно может быть изготовлен в течение одного технологического этапа вместе с остальной частью картриджа 100. Однако корпус 101 может также представлять собой физически отдельный элемент.
Кроме того, можно видеть, что корпус 101 коллектора имеет форму по существу полого цилиндра 111 с первым отверстием 112 в проксимальном конце и вторым отверстием 113 в дистальном, т.е. верхнем конце корпуса 101 коллектора. Сердечник 102 коллектора вставляют в корпус 101 коллектора через второе отверстие 113 в дистальном конце.
Кроме того, показанный сердечник 102 коллектора содержит отверстие 118 для образования соединения по текучей среде с каналом 104 для текучей среды, когда сердечник 102 коллектора вставлен. Кроме того, сердечник 102 коллектора приспособлен для уплотнения соединения по текучей среде с конической внутренней поверхностью 103 корпуса 101 коллектора во вставленном положении. В данном варианте выполнения сердечника 102 коллектора данное приспособление осуществляется посредством конической формы конической внешней поверхности 119 сердечника 102 коллектора. Данный сердечник 102 коллектора содержит также упругие материалы 121, обеспечивающие уплотнение, которые могут, например, представлять собой резиновый материал или любой другой полимерный упругий материал. Поэтому когда прикладывают давление, соответственно происходит деформация формы сердечника 102 коллектора. Таким образом, соединения по текучей среде уплотняются посредством конической внешней поверхности 119 сердечника 102 коллектора.
Кроме того, коническая внешняя поверхность 119 сердечника 102 коллектора содержит несколько отделений 122, 123, 124, в которых соответственно может быть расположено отверстие 118. Кроме того, отделения 122, 123, 124 специально разделены упругими уплотнительными выступами 125 и 126 (см. фиг.2), которые, кроме того, обеспечивают герметичное соединение.
На фиг.2 показан вид в разрезе корпуса 101 коллектора, в который вставлен сердечник 102 коллектора. Данная распределительная система является частью микроструйного картриджа 100. Можно видеть, что корпус 101 коллектора содержит коническую внутреннюю поверхность 103, которая показана с правой и с левой стороны. Это обусловлено тем, что кольцевая поверхность охватывает внутреннюю поверхность полого цилиндра. Кроме того, показаны два канала 104 для текучей среды, а также концы 105 каналов 104 для текучей среды, которые расположены на конической внутренней поверхности 103 корпуса 101. Из фиг.2 очевидно, что левый канал 104 для текучей среды отличается по форме от правого канала 104 для текучей среды. Левый канал 104 для текучей среды выполнен так, что соответствующий ему конец 105 расположен на первом уровне корпуса 101 для взаимодействия с отверстием в одном из отделений, образующих нижнее кольцо отделений в сердечнике 102, как показано на фиг.1. Правый канал 104 для текучей среды выполнен так, что соответствующий ему конец 105 расположен на втором уровне корпуса 101, превышающем первый уровень, для взаимодействия с отверстием 118 в одном из отделений 122, 123 и 124, образующих верхнее кольцо отделений 122, 123 и 124 в сердечнике 102, как показано на фиг.1. Благодаря конической форме конической внутренней поверхности 103 можно образовать микроканалы для текучей среды внутри корпуса 101 коллектора, которые, в свою очередь, позволяют изготавливать корпус 101 коллектора или весь микроструйный картридж 100 посредством литьевого формования без подвижных элементов. Это особенно предпочтительно для корпусов коллектора, сердечников коллектора и микроструйных картриджей, которые создаются в микронных размерах, как в данной технической области микрогидродинамики.
На фиг.2 можно видеть, что сердечник 102 коллектора выполнен таким образом, что когда сердечник 102 коллектора вставлен в корпус 101 коллектора, коническая внешняя поверхность сердечника 102 коллектора и коническая внутренняя поверхность 103 корпуса 101 коллектора посажены плотно и образуют герметичное соединение между каналом 104 для текучей среды корпуса 101 коллектора и отверстием сердечника 102 коллектора. Кроме того, уплотнительные выступы 125 и 126 обеспечивают герметичность.
На фиг.3 показан сердечник 102 коллектора. В проксимальной области 110 данная полая цилиндрическая форма содержит усеченную коническую внешнюю поверхность 119, на которой размещен упругий материал 121. Данные элементы могут быть выполнены как одно целое. Возможно также решение из двух или более частей, при котором сердечник 102 и упругий материал 121 представляют собой отдельные элементы.
Кроме того, усеченная коническая внешняя поверхность 119 содержит несколько отделений 122-124 и содержит упругие уплотнительные выступы 125 и 126. Отделение 123 расположено в верхнем кольце отделений. Отделение 124 расположено в нижнем кольце отделений. Отделение 122 с отверстием 188 продолжается между верхним и нижним кольцом отделений. Посредством вращения такого сердечника 102 коллектора может быть обеспечено несколько различных функций вентиля для микроструйного картриджа 100 посредством ограниченных сопряжений активации. Это достигается посредством обеспечения взаимодействия различных отверстий в различных отделениях с различными каналами 104 для текучей среды. Посредством соответствующего выполнения концов 105 каналов 104 для текучей среды и отделений 122-124 и их отверстий, в соответствии с вращательным положением сердечника 102, ни один, один или более каналов 104 для текучей среды могут взаимодействовать с соответствующими отверстиями 118 одновременно. Таким образом, например, посредством вращения сердечника 102, например по часовой стрелке, в каждом положении сердечника 102 конкретный канал 104 для текучей среды может взаимодействовать с отверстием 118 в сердечнике так, что различные функции, такие как функции вентиля, функции смешивания и др., могут быть реализованы в дальнейшем просто посредством вращения сердечника 102 в корпусе 101.
Для фиксации сердечника 102 в корпусе 101 используются фиксирующие защелки 127 и 128.
На фиг.4 показан вид в разрезе левой части корпуса 101 коллектора, в которой канал 104 для текучей среды разделяет корпус 101 коллектора на внутреннюю часть 106 и на внешнюю часть 107. Для описания определено радиальное направление 108 от центра 109 корпуса 101 коллектора к внешней поверхности на левой стороне. Внутренняя часть 106 корпуса 101 коллектора продолжается от первой внутренней радиальной величины d1 до первой внешней радиальной величины d2. При этом внешняя часть 107 корпуса 101 коллектора продолжается от второй внутренней радиальной величины d3 до второй внешней радиальной величины d4, причем d2 меньше d3. Другими словами, на фиг.4 показан другой примерный вариант выполнения корпуса 101 коллектора с конической поверхностью 103, с которой приходит в контакт сердечник 102 коллектора. Сердечник 102 коллектора, в свою очередь, содержит коническую внешнюю поверхность 119, которая приспособлена для образования герметичного соединения между отверстием 118 и каналом 104 для текучей среды после осуществления полной вставки. Кроме того, можно видеть, что такой корпус 101 коллектора, который может содержать множество таких показанных каналов для текучей среды, может быть изготовлен посредством литьевого формования без необходимости использовать подвижные элементы.