[发明专利]一种可重复加墨的圆珠笔

说明书

本发明涉及一种可重复加墨的圆珠笔，利用中空弹性体的回弹力提供接近恒定的压力作用于墨水，可以在摩擦力较小的介质表面以及无重力情况下书写；也可以使中空弹性体降低回弹力，这样可以起到在密封的同时平衡内外部压强的作用；如发生有笔尖堵塞的情况可比较容易的利用简易工具尝试修复；使用容墨笔杆配合中空弹性体与堵头组合形成的容墨空间取代一次性笔芯的墨管，简化结构，相对普通一次性笔芯有着更大的墨水容量可以重复加墨，并可以更换笔尖，避免了一次性笔芯频繁更换废弃而对环境造成污染的问题，而且降低了使用成本。

技术领域

本发明涉及一种笔，可以具体为一种可重复加墨的圆珠笔。

背景技术

笔是较为常用的书写工具，一般分为钢笔、铅笔、圆珠笔等，其中圆珠笔中又分为油性圆珠笔、中性笔、水笔，名称的不同又称作为走珠笔、签字笔、宝珠笔等，常见的中性笔一次性笔芯一般有墨管、笔尖构成，墨管的尾部会充注锂基酯用作对墨水的密封并且不影响墨水腔与外部压强的平衡，除此之外还有采用鳍片式结构用作墨水腔与外部进行气体交换以平衡内外部压强的方式，书写原理一般是通过笔尖中的圆珠靠墨水或者油墨的自重在书写介质上滚动由笔尖圆珠带出墨管内的油墨或者墨水均匀的涂在书写介质上，由于圆珠笔书写需要圆珠的滚动以及油墨或者墨水的自重，所以普通的圆珠笔以及相同原理的中性笔、宝珠笔等在无重力、书写介质摩擦力较小比如在玻璃或光滑的塑料片上面等情况下就无法正常书写；在使用中由于受墨水、书写介质的影响会有笔尖堵塞的情况而且不易处理，通常情况是报废笔芯；目前中性笔、圆珠笔的笔芯多数为一次性使用，这样就造成废弃的一次性笔芯会增加环境污染的风险。

发明内容

本发明解决的问题在于，提供一种可重复加墨的圆珠笔，可以在摩擦力较小的介质表面以及无重力情况下书写；相对普通一次性笔芯有着更大的墨水容量并且可以重复注墨和更换笔尖，避免了废弃一次性笔芯对环境造成污染的问题，同时也降低了使用成本；本发明为解决其问题所采用的技术方案为：一种可重复加墨的圆珠笔，包括笔夹、笔帽、笔尖盖、笔尖、弹簧顶针、容墨笔管、垫片、中空弹性体、堵头、O型圈、气路通道、容墨空间；所述笔夹设置有卡扣、通孔、注墨口覆盖位、转动限制位、笔帽放置位、O型圈安放位，笔夹中设置的注墨口覆盖位，在关闭注墨通道时可覆盖容墨笔管中设置的注墨口；笔夹中设置的注墨口覆盖位与转动限制位，配合注墨口处凸起部位和容墨笔管中设置的笔夹限位同样起到限制笔夹在设定范围内转动以及限制笔夹在设定角度下轴向活动的作用；所述笔帽设置有凸起的加强筋可以用作更换笔尖时拆装笔尖盖的工具，还设置有卡扣在不使用笔书写时可以扣在容墨笔管装有笔尖的一端，起到保护笔尖的作用，在使用笔书写时可以扣到笔夹中设置笔的帽放置位，笔帽还设置有安放垫片的凹槽；所述笔尖盖设置有与笔帽凸起加强筋相配合的凹槽方便拆装，并设置有O型圈安放位、笔尖过孔、螺纹接口；所述笔尖有笔尖圆珠、墨水通道，笔尖圆珠的一端穿过笔尖盖，笔尖中墨水通道与容墨笔管内部空间相连，作为优选设置由弹簧顶针通过墨水通道向笔尖圆珠施加推力；所述弹簧顶针设置为一段为直线其余为弹簧相连为一体；所述容墨笔管设置有笔尖安装位、笔帽扣合位、墨水引导槽、中空弹性体密封配合位、与堵头配合的卡扣、与笔尖盖连接的螺纹接口、注墨口、弹簧顶针安放位、笔夹转动限位，作为优选还在握持处设置有软质包胶，墨水引导槽的作用是避免中空弹性体外表面贴紧容墨笔管内壁时阻塞墨水向笔尖圆珠流动，容墨笔管设置的螺纹接口用来安装笔尖盖，笔尖盖通过螺纹接口旋合到容墨笔管设置的螺纹接口上，在笔尖盖与容墨笔管间安装有笔尖，笔尖与容墨笔管间安装有弹簧顶针，直线的部分通过笔尖中的墨水通道，端部顶着笔尖圆珠，笔尖圆珠承受墨水和弹簧顶针的压力会向墨水流出的方向移动而减小笔尖圆珠与笔尖中包裹笔尖圆珠的承托孔之间的缝隙而阻断或减少墨水的流出，在书写时圆珠接触书写介质表面承受压力会向相反方向移动使缝隙增大而使墨水流出或者增加墨水流出的速度，笔尖有笔尖圆珠的一端穿过笔尖盖中设置的笔尖过孔，在笔尖盖设置的O型圈安放位放置有O型圈，笔尖穿过O型圈，O型圈的内圈包裹住笔尖的外圆柱面，O型圈外圈与笔尖盖设置的O型圈安放位密合，笔尖盖旋紧到容墨笔管后，O型圈被压缩变形而填充笔尖盖、笔尖、容墨笔管之间的缝隙，对笔尖4加强紧固和密封笔尖、笔尖盖与容墨笔管之间的缝隙，容墨笔管、笔尖、笔尖盖、O型圈合围形成容墨空间与笔尖圆珠之间的墨水通道，并且只能通过笔尖圆珠与外部导通；作为优选设置有垫片，所述垫片安放在笔帽内可加强对笔尖的保护，覆盖住笔尖可减缓墨水的挥发，垫片设置为可方便拆装的方式；所述中空弹性体设置为一端封闭另一端开口的中空管状，作为优选中空弹性体要有回弹力，以提供对墨水轻微并接近恒定的压力，这样可以在没有重力的情况下墨水也可以流向笔尖圆珠而实现在无重力下书写；也可以减薄中空弹性体的壁厚，减小中空弹性体的回弹力，当温度或者墨水量变化时，中空弹性体随容墨空间的变化而变形从而实现容墨空间在密封的情况下平衡内外部的压强；所述堵头设置有活动阀片、台阶孔、卡口、与容墨笔管配合的卡扣、限位台阶、中空弹性体安装密封位，并设置有减料凹槽在活动阀片连接处的部位，作用为减薄活动阀片连接处的材料，还设置有与笔夹卡扣配合的通孔可以使安装好O型圈的笔夹中设置的笔夹卡扣对正堵头设置的通孔后穿入，由O型圈填充笔夹设置的O型圈安放位与堵头设置的台阶孔之间的缝隙而密合，使中空弹性体内部空间只能由笔夹中设置的通孔导通大气，再旋转笔夹与堵头的相对角度，使笔夹设置的卡扣与堵头设置的卡口与限位台阶接触后限制笔夹继续转动以及轴向活动，之后一并装入中空弹性体开口的一端，使堵头设置的中空弹性体安装密封位完全进入中空弹性体，再把中空弹性体封闭的一端向前装入容墨笔管中，对齐堵头设置的限位卡扣与容墨笔管设置的卡口后压合，使堵头设置的卡扣卡入容墨笔管设置的卡口而固定，在此状态下堵头安装密封位支撑中空弹性体壁压紧到容墨笔管设置的中空弹性体密封配合位，在容墨笔管内壁与中空弹性体外表面间形成容墨空间，并且容墨空间可通过容墨笔管设置的注墨口与外部导通形成注墨通道，而笔夹、堵头、中空弹性体、O型圈合围形成只能通过笔夹设置的通孔导通中空弹性体内部空间与外部大气的气路通道，当通过气路通道抽出中空弹性体内部的空气时，中空弹性体受负压而收缩，容墨笔管内壁与中空弹性体外表面形成的容墨空间就会加大而产生负压，这样就可以通过笔尖安放处从外部吸入墨水填充容墨空间，相反的通过气路通道对中空弹性体施加正压，中空弹性体会膨胀而压缩容墨空间，使容墨空间变小，比如使用注射器或类似器具通过气路通对中空弹性体交替施加正负压，使清水在容墨空间循环就可以实现清洗的目的；所述注墨通道，可以通过改变笔夹与堵头的相对角度、位置实现以打开和关闭，当转动笔夹至覆盖住注墨口的位置时，笔夹设置的注墨口覆盖配合位覆盖住容墨笔管设置的注墨口，容墨笔管设置的笔夹转动限位与笔夹设置的转动限制位、注墨口覆盖配合位接触而限制笔夹轴向活动以及继续同一方向转动，同时笔夹设置的卡扣与堵头设置的卡口接触，也限制了笔夹的轴向自由度，这时笔夹设置的卡扣支撑到堵头中设置的活动阀片，使活动阀片把中空弹性体壁压紧在容墨笔管的内壁注墨口位置处，从而关闭容墨空间通过注墨口与外部导通的注墨通道；转动笔夹至注墨位置时，笔夹卡扣脱离堵头设置的一处卡口，可有一段轴向活动距离，活动距离等于笔夹卡扣完全脱离堵头设置的活动阀片的行程，笔夹轴向拔出设定的轴向行程后笔夹卡扣与堵头中设置的一处卡口接触，限制笔夹继续轴向拔出，在笔夹未轴向拔出时笔夹中设置的卡扣未脱离活动阀片，注墨口仍处于关闭状态，当笔夹转动到注墨角度并拔出笔夹时笔夹中设置的卡扣脱离活动阀片，活动阀片失去支撑自然放松压紧中空弹性体壁在容墨笔管内壁注墨口处的压紧力，则注墨通道打开，墨水即可通过注墨口注入容墨空间，注墨时的注墨压力使中空弹性体受墨水压力收缩而容墨空间加大可供容纳墨水，注墨完成压入笔夹则关闭注墨通道，中空弹性体自身维持形状的回弹力压缩容墨空间对墨水产生压力，可压迫墨水通过墨水通道流向笔尖圆珠，或者中空弹性体的回弹力不足的状况下，会随温度、墨水容量变化而变形来维持容墨空间内部与外部的压强平衡；除此外还可以转动笔夹至注墨通道打开的位置，在这个位置笔夹设置的卡扣分别与堵头设置的一处卡口以及限位台阶接触，限制笔夹继续转动以及轴向活动，这时笔夹设置的卡扣脱离堵头中设置的活动阀片，活动阀片失去支撑力后注墨通道打开，反向操作则关闭注墨通道；所述O型圈设置有两个，分别用与笔尖密封与固定以及笔夹与堵头之间的缝隙密封，安装在笔夹与堵头之间的O型圈除用来密封笔夹与堵头之间的间隙，也增加了笔夹相对堵头转动时的阻尼，减少误碰触而打开注墨口的机率；作为备选，笔尖可采用弹簧针阀式，所述弹簧针阀式笔尖包含笔尖壳体、弹簧阀针；所述笔尖壳体设置有墨水通道、锥形孔；所述弹簧阀针设置有一段弹簧与阀针相连，阀针头部为半圆球面，与之相连的是一段锥形圆柱面与笔尖壳体的锥孔配合，弹簧的推力使头部锥形圆柱面与笔尖壳体的锥孔缝隙减小从而阻断墨水流出，在使用时书写时的力通过书写介质施加到弹簧阀针头部的半圆球面，使阀针退缩从而针阀头部锥形圆柱面与笔尖壳体的锥孔缝隙加大使墨水流出；作为笔尖圆珠的备选方案，可由中空弹性体提供压力实现书写，所以笔尖圆珠可以采用不需要特殊工艺制备的普通圆珠以降低笔尖圆珠制造的技术难度； 采用上述技术方案的有益效果是：采用中空弹性体可取代一次性笔芯常用的锂基酯对墨水密封和平衡压强的方式；相对于鳍片结构，上述技术方案可以不用通过容墨腔与外部气体交换的方式即可平衡压强；可改变中空弹性体的厚度、材质调整中空弹性体回弹力大小、调整墨水的粘度，改变墨水的流动性来控制书写时墨水的流出速度，减小中空弹性体厚度可以在密封容墨空间的同时相对平衡容墨空间与外部的压强，相同材质下增大中空弹性体厚度可获得较大的恢复形状的回弹力而对墨水产生较大的压力，可由中空弹性体给墨水提供接近恒定的压力，所以可以在无重力下以及更多的介质上使用；可重复注墨循环利用降低废弃物对环境污染的可能；可以实现笔尖方便的更换；结构简单，材料、工艺比较容易取得和实现。