一种材料盒的制作方法

1.本实用新型涉及液位检测技术领域，特别是一种材料盒。


背景技术：

2.现有的喷墨打印设备中，用于提供打印材料的材料盒通常包括供料口、料腔、材料耗尽检测浮子，其中，打印材料为液体，浮子浮于材料盒料腔内的固定空间内并可随着液体的消耗而下降，当浮子降到最底部时，感应器感应到浮子掉落，进行对应的材料即将耗尽提醒或材料已耗尽报警。为使浮子可以在固定空间内随液体正常下降，往往需要在浮子与固定空间的侧壁之间设定一定的间隙以避免浮子与侧壁之间的摩擦力过大而卡住的情况，但是，当间隙设置为较大时，仍然存在由于浮子倾斜而卡住的情况，因此，存在材料实际已耗尽但未能及时提醒报警的情况。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种材料盒，以解决现有技术中的技术问题，它能够避免浮子由于倾斜而被限定空间的内表面卡住，提高材料盒中材料检测的准确度。
4.本实用新型提供了一种材料盒，包括：
5.盒体，具有用于存储流体材料的材料腔，所述材料腔内设有至少一个限定空间，所述限定空间与所述材料腔相连通，所述限定空间具有沿第一方向相对设置的第一阻挡面和第二阻挡面；
6.浮子，包括主体部，可沿第二方向浮动升降的设置于所述限定空间内，所述主体部具有沿所述第一方向相对设置的前表面和后表面，沿所述第二方向相对设置的顶表面和底表面、沿第三方向相对设置的左表面和右表面，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向均两两垂直；
7.所述浮子的尺寸满足第一公式；
8.所述第一公式包括：
[0009][0010]
其中，所述a表征所述前表面和所述后表面之间的距离；
[0011]
所述b表征所述浮子靠近所述第一阻挡面的最低点和靠近所述第二阻挡面的最高点或者所述浮子靠近所述第一阻挡面的最高点和靠近所述第二阻挡面的最低点在所述第二方向上的高度差；
[0012]
所述l表征所述第一阻挡面和所述第二阻挡面之间的距离；
[0013]
所述a表征既定角度值。
[0014]
如上所述的一种材料盒，其中，优选的是，所述a的数值为15
°
。
[0015]
如上所述的一种材料盒，其中，优选的是，所述左表面或右表面上设置有至少一个第一凸出部。
右表面，21-第一延伸部，22-第二延伸部，23-第三延伸部，24-第四延伸部，25-第一凸出部，26-第二凸出部；
[0037]
30-供料机构；
[0038]
40-废料回收机构；
[0039]
h-高度方向；
[0040]
t-长度方向；
[0041]
w-宽度方向。
具体实施方式
[0042]
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0043]
在进行具体实施例的描述前，先对附图中的方位进行限定，参照图1和图2所示，浮子包括主体部20，主体部20为大致平坦的六面体形状，其具有前表面201、后表面202、顶表面203、底表面204、左表面205以及右表面206，所述前表面201与所述后表面202沿第一方向相对设置，所述顶表面203和所述底表面204沿第二方向相对设置，所述顶表面203较所述底表面204更远离所述限定空间13的底部，所述左表面205和所述右表面206沿第三方向相对设置，可以借助图中坐标系中的高度方向h、长度方向t和宽度方向w限定所在平面，即：
[0044]
规定第一方向为主体部20的长度方向t；
[0045]
规定第二方向为主体部20的高度方向h也就是主体部20的浮动方向；
[0046]
规定第三方向为主体部20的宽度方向w；
[0047]
第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直，共同组成一个直角坐标系。
[0048]
对于其他部件也具有同上述的方向规定，其中，说明中的上下方向可以是垂直方向，左右方向和前后方向可以是水平方向。
[0049]
实施例一
[0050]
继续参照如图1、图2a和图2b所示，本实用新型的实施例提供了一种材料盒10，包括：
[0051]
盒体11，所述盒体11的外壳结构和尺寸可参考现有技术中的内容，在此不做赘述，盒体11内部则具有用于存储流体材料的材料腔12，本实施例中，流体材料是用于供喷墨打印设备使用的墨水，所述材料腔12内设有至少一个限定空间13，所述限定空间13与所述材料腔12相连通，从而使得材料腔12和限定空间13内的流体材料的液面是平齐的，可通过限定空间13内的液面变化，实时反映出材料腔12内的液面变化，所述限定空间13具有沿第一方向相对设置的第一阻挡面131和第二阻挡面132，限定空间13同样可以为方体结构，第一阻挡面131和第二阻挡面132为限定空间13相对的两个内表面，后续提及的主体部20在限定空间13内，前表面201与第一阻挡面131相对，后表面202与第二阻挡面132相对，且都存在有间隙。
[0052]
浮子，包括主体部20，可沿第二方向浮动升降的设置于所述限定空间13内，浮子能够随着材料腔12中材料液面的变化沿限定空间13的内表面移动。当材料腔12内的流体材料
向外输送以后，浮子随着流体材料的液面下降而下降，设置在限定空间13内的浮子下降至限定空间13的底部时候，向外输出高度数据或材料剩余量低的信号以提示用户更换材料盒10。
[0053]
为避免浮子倾斜而卡在限定空间13内，所述浮子的尺寸满足第一公式；所述第一公式包括：
[0054][0055]
其中，所述a表征所述前表面201和所述后表面202之间的距离,也就是主体部20的长度方向t的尺寸。
[0056]
所述b表征所述浮子靠近所述第一阻挡面131的最低点和靠近所述第二阻挡面132的最高点或者所述浮子靠近所述第一阻挡面131的最高点和靠近所述第二阻挡面132的最低点在所述第二方向也就是高度方向h上的高度差，此处的b数值为主体部20的高度的尺寸。
[0057]
所述l表征所述第一阻挡面131和所述第二阻挡面132之间的距离。
[0058]
所述a表征既定角度值，此既定角度值为浮子在限定空间13内的最大倾斜角，此数值根据浮子的结构、尺寸以及限定空间13的结构、尺寸而定，作为一个优选的实施方案，本实施例中，a取值为15
°
。
[0059]
参照图2a所示，图2a为实施例一中一种浮子初始状态时在限定空间13中t-h面上的结构示意图，此时浮子沿高度方向h竖直设置，如图所示：
[0060][0061]
参照图2b所示，图2b为实施例一中一种浮子倾斜状态时在限定空间13中t-h面上的结构示意图，其中，虚线为浮子处于初始状态的位置，实线为浮子在限定空间13中在长度方向t上倾斜到最大角度时的位置，即
[0062][0063]
时，浮子20不易被形成限定空间13的第一阻挡面131和第二阻挡面132卡住，即，因此，在设计浮子20时，使得浮子的尺寸满足上述公式即可避免浮子被限定空间13卡住而导致检测错误的问题。
[0064]
本实施例通过对浮子和容纳浮子移动的限定空间13的尺寸的限定使得浮子在限定空间13中的最大倾斜角度小于15
°
，从而避免浮子由于倾斜而被限定空间13的内表面卡住，提高了材料盒10中材料检测的准确度。
[0065]
更进一步地，为了更清楚地了解材料盒10中的材料量，材料盒10可以设置有多个限定空间13，并且，多个限定空间13沿高度方向h设置在材料盒10的不同位置，以分别在特定位置处检测材料盒10中的液面高度，或者，也可以使得限定空间13沿高度方向h覆盖整个材料盒10以便实时获取材料盒10中的液面高度，在具体实现中，限定空间13如何设置可以根据实际情况确定，本实施例对此不作限制。
[0066]
为了进一步保证浮子能够在限定空间13中顺利升降，所述左表面205或右表面206上设置有至少一个第一凸出部25。第一凸出部25的自由端形成有弧状接触面，以第一凸出
部25设置在左表面205为例，第一凸出部25可设有两个，沿第二方向也就是高度方向h间隔设置，以进一步保证浮子的平衡，当然第一凸出部25的数目和结构还可以有其他方式设置，在此不做限定。
[0067]
而在左表面205或右表面206上，可设置有金属片或金属膜，金属片或金属膜优选的是设在未设有第一凸出部25的表面，用于感应金属片的感应器则靠近限定空间13设置在材料盒10的外部，当浮子随着液面的升降而在限定空间13中升降时，当金属片移动到感应器的感应区域内时，感应器基于感应数据确定材料盒10中液面的高度。
[0068]
参照图3所示，图3为两种不同高度的浮子的检测范围的示意图，如图所示，右图中的浮子在高度方向h上的尺寸大于左图中的浮子在高度方向h上的尺寸，如左图所示，当液面在h11所示的范围内变化时，浮子始终在浮力的作用下与限定空间13的顶部抵接而不发生位移，因此，液面在h11所示的范围内时，浮子无法检测液面的高度，当液面下降到h21所示的范围内时，浮子与限定空间13的顶部分离，此时，浮子将随着液面的下降而下降，即，液面在h21所示的范围内时，浮子可以检测液面的高度，即，浮子的检测范围为h21，同样，如右图所示，当液面在h11’所示的范围内变化时，浮子始终在浮力的作用下与限定空间13的顶部抵接而不发生位移，因此，液面在h11’所示的范围内时，浮子无法检测液面的高度，当液面下降到h21’所示的范围内时，浮子与限定空间13的顶部分离，此时，浮子将随着液面的下降而下降，即，液面在h21’所示的范围内时，浮子可以检测液面的高度，即，浮子的检测范围为h21’，也就是说，浮子在高度方向h上的尺寸越大其可检测范围越小，因此，满足上述公式的前提下，希望浮子的可检测范围进一步扩大。
[0069]
为进一步扩大浮子的检测范围，所述顶表面203或/和所述底表面204上设有至少一个延伸部，所述延伸部靠近所述前表面201或所述后表面202设置，所述限定空间13的顶部或/和底部上设有至少一个开口133，所述开口133与所述延伸部一一对应，所述开口133用于供所述延伸部穿过，但可以阻止主体部20穿过。延伸部的截面尺寸小于主体部20的截面尺寸，延伸部沿第二方向也就是高度方向h延伸，这样，可以在保证浮子在高度方向h上的尺寸满足要求的前提下减小主体部20沿高度方向h的尺寸，从而能够扩大浮子的可检测范围。
[0070]
更进一步地，所述延伸部的靠近所述第一阻挡面131或所述第二阻挡面132的一侧设有第二凸出部26。第二凸出部26的自由端上形成有弧形接触面，以减小延伸部和第一阻挡面131或第二阻挡面132之间的摩擦，从而进一步使得浮子能够在限定空间13中顺利升降。
[0071]
以下举例说明延伸部的几种结构形式，本领域的技术人员可以根据以下结构形式作出更多的变形结构，在此不做具体限定。
[0072]
参照图4a和图4b所示，图4a为本技术实施例一中另一种浮子初始状态时在限定空间13中t-h面上的结构示意图；图4b为本技术实施例一中另一种浮子倾斜状态时在限定空间13中t-h面上的结构示意图。
[0073]
所述延伸部包括第一延伸部21，所述第一延伸部21设于所述顶表面203上且靠近所述后表面202设置。本领域的技术人员可以知晓，第一延伸部21也可以设于底表面204，或靠近前表面201设置，其位置可以根据实际需要进行改变，在此不做具体限定，此时，浮子靠近第一阻挡面131的最低点为前表面201的最低点，浮子靠近第二阻挡面132的最高点为第
一延伸部21的最高点；如图4a所示，当浮子沿高度方向h竖直设置时，浮子在长度方向t的尺寸为a，浮子靠近第一阻挡面131的最低点和靠近第二阻挡面132的最高点在高度方向h上的高度差为b，同样只需要使得浮子的尺寸满足第一公式即可，保证浮子在限定空间13中的最大倾斜角度小于15
°
。此时，由于第一延伸部21可穿过开口133，则浮子的检测范围只受到主体部20在竖直方向上的高度的限制，即，在保证浮子的尺寸b满足要求的前提下，通过设置第一延伸部21可以减小主体部20在高度方向h上的高度b1，从而扩大浮子的检测范围。
[0074]
图5示出了浮子靠近第一阻挡面131的最低点和靠近第二阻挡面132的最高点在高度方向h上的高度差b相等的情况下，浮子包括第一延伸部21和不包括第一延伸部21时的检测范围的示意图，如图所示，设有第一延伸部21的浮子的检测范围h22大于未设有第一延伸部21的浮子的检测范围h22’。需要说明的是，本实施例中，主体部20沿长度方向t的质量分布沿其中轴线对称设置，即，主体部20在不受外力作用的情况下在液面上漂浮时不会倾斜。
[0075]
更进一步地，为了进一步增大浮子的检测范围，即减小主体部20在高度方向h上的尺寸，所述延伸部还包括第二延伸部22，所述第二延伸部22设于所述底表面204上且靠近所述前表面201设置。此时，浮子靠近第一阻挡面131的最低点为第二延伸部22的最低点，浮子靠近第二阻挡面132的最高点为第一延伸部21的最高点。当浮子沿高度方向h竖直设置时，浮子在长度方向t的尺寸为a，浮子靠近第一阻挡面131的最低点和靠近第二阻挡面132的最高点在高度方向h上的高度差为b，同样只需要使得浮子的尺寸满足第一公式即可，保证浮子在限定空间13中的最大倾斜角度小于15
°
。
[0076]
需要注意的是，此时，为了保证浮子在液面上能够朝向第一延伸部21一侧倾斜而不朝向相反的方向倾斜导致第一延伸部21和第二延伸部22不与第一阻挡面131和第二阻挡面132接触而失去其作用，需要使得第一延伸部21所在一端的质量大于第二延伸部22所在一端的质量，具体可以通过改变材质、尺寸或者增加附件结构等来实现。
[0077]
在一些实施例中，由于材料盒10在运输和存储的过程中，可能会受到各种环境因素的影响(如摇晃、碰撞等)导致浮子在限定空间13中不规则运动，即浮子在限定空间13中的倾斜方向不可控，更进一步地，所述延伸部还包括第三延伸部23或/和第四延伸部24，所述第三延伸部23设于所述底表面204上且靠近所述后表面202设置，所述第四延伸部24设于所述顶表面203且靠近所述前表面201设置。在使得第一延伸部21和/或第二延伸部22的设置满足第一公式的情况下，进一步使得第三延伸部23和/或第四延伸部24的设置满足第一公式，这样，无论浮子在限定空间13如何倾斜均不会被形成限定空间13的内表面卡住；具体的，当浮子包括第三延伸部23和第四延伸部24时，浮子靠近第一阻挡面131的最高点为第四延伸部24的最高点，浮子靠近第二阻挡面132的最低点为第三延伸部23的最低点。需要注意的是，第一延伸部21、第二延伸部22、第三延伸部23和第四延伸部24在高度方向h上的具体尺寸可以是相同的，也可以是不同的，具体可以根据实际情况设定，本实施例对此不作具体限制。并且，实际应用中，用户也可以根据实际需要选择设置第一延伸部21、第二延伸部22、第三延伸部23和第四延伸部24中的一个或多个，本实施例对此不作具体限制。
[0078]
本实施例中，所述盒体11作为供料部件，参照图1所示，所述盒体11具有出料口14，所述出料口14用于与供料机构30连通，以向材料盒10外部提供材料，至少一个所述限定空间13设于所述出料口14的上方，且靠近所述出料口14设置，这样，设置在限定空间13中的浮子可在材料盒10中液面接近出料口14时向外部输出高度数据(材料量)或者材料剩余量低
的信号以提示用户更换材料盒10。
[0079]
参照图7所示，图7为本技术实施例一中一种材料盒10作为供墨盒使用的状态示意图，本实施例中，材料盒10可以用于二维喷墨打印机或三维喷墨打印机等打印设备，具体的，本实施例中，材料腔12被分隔为储墨腔121和供墨腔122，供墨腔122设于材料腔12的底部，供墨腔122的体积远小于储墨腔121的体积，其中，出料口14与供墨腔122连通并设置在材料盒10的底部位置以便尽可能地将材料盒10中的材料排出，减少材料浪费。
[0080]
储墨腔121通过单向阀19与供墨腔122连通，储墨腔121顶部还设置有与大气连通的大气连通口17，大气连通口17通过沿储墨腔121侧壁从材料盒10的顶部延伸到底部的大气连通路径18在材料盒10的底部与储墨腔121连通。
[0081]
供墨过程中，供墨腔122内的墨水通过供料机构30排出，导致供墨腔122内的压力减小，当供墨腔122的压力减小的一定程度并使得单向阀19两侧的压力差(储墨腔121侧施加给单向阀19的压力和供墨腔122侧施加给单向阀19的压力之差)大于其开启压力时，单向阀19打开以将储墨腔121中的墨水供应到供墨腔122中，大气则通过大气连通口17和大气连通路径18进入储墨腔121中，从而实现材料盒10的持续供墨。
[0082]
更为具体的，如图7所示，材料腔12中设置有两个限定空间13，具体的，其一限定空间13设置于供墨腔122中，设于此限定空间13内的浮子用于检测供墨腔122中墨水液面的变化，另一限定空间13设置于储墨腔121中，设于此限定空间13内的浮子用于检测储墨腔121中墨水液面的变化。
[0083]
进一步的，如图7所示，由于储墨腔121和供墨腔122通过单向阀19连通，在单向阀19处于关闭状态时，可以认为供墨腔122和储墨腔121相互隔绝，因此，本实施例中，材料盒10包括第一进料口15a和第二进料口15b，第一进料口15a与供墨腔122连通，第二进料口15b与储墨腔121连通，在向材料盒10灌注墨水时，通过第一进料口15a向供墨腔122注入墨水并通过第二进料口15b向储墨腔121注入墨水，这样设置能够容易地将材料盒10填满。
[0084]
实施例二
[0085]
此实施例中，将材料盒10作为废料回收盒加以利用，从而提高材料盒10的利用率。
[0086]
在一种实施方式中，将第一进料口15a和第二进料口15b作为废料回收口16使用，而无需在材料盒10上设置另外设置其他的开口，以简化材料和的结构，废料回收口16和废料回收机构40连接，以将废料回收到材料盒10内。
[0087]
在另一种实施方式中，为了避免收集的废料从出料口14和大气连通口17处溢出，而将材料盒10倒置，使得出料口14和大气连通路径18与储墨腔121连接的位置位于材料盒10的顶部来避免废料回收过程中材料从出料口14处溢出，并且，在材料从废料回收机构40通过材料回收口进入储墨腔121时，储墨腔121中的空气从材料盒10顶部的大气连通路径18并经由大气连通口17排出，因而，材料盒10可以持续从废料回收机构40回收废料并且在废料回收过程中废料也不容易从大气连通口17处溢出。
[0088]
这种情况下，储墨腔121内的浮子在储墨腔121中的液面上升到一定范围时(浮子的检测范围)会跟随液面的上升而上升，本实施例中，为了使得储墨腔121内的浮子在供墨过程中和废料收集过程中均不容易被第一阻挡面131和第二阻挡面132卡住，在浮子设有延伸部的情况下，储墨腔121内的浮子优选包括第一延伸部21和第三延伸部23，即在，材料盒10正向安装并与供料机构30连接以向外部供墨时，第一延伸部21与第二阻挡面132接触以
避免浮子被卡住，而在将材料盒10倒置安装并与材料回收机构连接以从外部收集材料时，第三延伸部23与第二阻挡面132接触以避免浮子被卡住；同样，浮子也可以优选包括第二延伸部22和第四延伸部24；更优选的，浮子可以包括第一延伸部21、第二延伸部22、第三延伸部23和第四延伸部24，其具体作用方式可参考实施例一，此处不予赘述。
[0089]
在一些实施例中，为了扩大材料盒10收集废料的能力，还可以在将材料盒10作为废料收集盒使用时将单向阀19移除，此时，第一进料口15a也可以作为废料回收口16使用，此时供墨腔122内的浮子的设计方式可以参考储墨腔121内的浮子的设计方式，此处不再予以赘述。
[0090]
以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。