本發(fā)明涉及一種直液式書寫工具，所述直液式書寫工具，是指墨水以液態(tài)形式直接存儲(chǔ)于筆體中的書寫工具，可用于文教用品、醫(yī)用或工業(yè)等領(lǐng)域，通過(guò)容納各類液體，且通過(guò)一定的出液裝置實(shí)現(xiàn)出液的書寫、標(biāo)記、涂覆裝置，

背景技術(shù)：

記號(hào)筆作為書寫工具的一種，尤其是采用各種溶劑類的低表面張力墨水的記號(hào)筆，是廣泛應(yīng)用的涂覆書寫工具，由于墨水表面張力低，容易出現(xiàn)漏墨等問(wèn)題，所以記號(hào)筆主要采用的是纖維制成的棉芯儲(chǔ)墨結(jié)構(gòu)，但棉芯儲(chǔ)墨結(jié)構(gòu)會(huì)有墨水殘余，而且書寫過(guò)程中耗墨量會(huì)不斷的下降，書寫過(guò)程的穩(wěn)定性不夠。

為了解決以上問(wèn)題，專利cn01809151.2公開了一種書寫工具，通過(guò)多個(gè)壁分隔的墨倉(cāng)來(lái)直接儲(chǔ)存墨水，其每個(gè)隔層壁都具有一種在毛細(xì)管力的作用下可保持住墨的連通孔，并通過(guò)供墨件與壁之間的間隙實(shí)現(xiàn)氣液交換。

以上專利雖然可以解決一部分棉芯式書寫工具的問(wèn)題，但由于供墨件與壁之間的間隙實(shí)際充滿了墨水，在書寫過(guò)程中，由于墨倉(cāng)中的墨水不斷吸收到供墨件中，同時(shí)間隙中的墨水也存在兩種可能，吸收到供墨件中或保留在間隙中，其變化無(wú)法精確的控制，且實(shí)際制造過(guò)程中間隙稍有公差，氣液交換就會(huì)受到影響，而且受墨水本身的理化指標(biāo)影響較大，批量產(chǎn)品的一致性不易保證。

另外，專利cn200480043409.6公開了一種液體供應(yīng)裝置，通過(guò)間隔壁伸出部高于貯存在前述液體貯存室內(nèi)的液體的液面的方式存儲(chǔ)墨水，并優(yōu)化的在供墨體尾部放置墨水吸收體，用于提供書寫過(guò)程中所需的墨水。

以上專利由于間隔壁高于存儲(chǔ)室墨水的液面，墨水不容易出現(xiàn)漏墨的問(wèn)題，但產(chǎn)品必須平放和倒放，墨水才能夠浸潤(rùn)供墨體或尾部的墨水吸收體。因此在使用便利性方面存在較大缺陷。

專利cn201310398639.5公開了一種直液式書寫工具，通過(guò)在分隔壁上設(shè)有連通所述墨水管和儲(chǔ)存管的導(dǎo)氣裝置和導(dǎo)墨裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)氣液交換，提供了兩種方案，第一方案是與專利cn01809151.2類似的與導(dǎo)墨件之間的間隙方案，另一種就是通過(guò)獨(dú)立的導(dǎo)氣孔實(shí)現(xiàn)。

以上專利中的第一方案，同樣存在間隙中的墨水也存在兩種可能，吸收到供墨件中或保留在間隙中，其變化無(wú)法精確的控制的問(wèn)題，第二方案的問(wèn)題也較為明顯，由于導(dǎo)氣孔獨(dú)立于供墨件，二者之間無(wú)直接聯(lián)系，容易造成書寫端與進(jìn)氣端的不平衡。

專利cn201510887830.5公開了一種直液式隔水器，通過(guò)設(shè)有至少一條凹槽所述多個(gè)隔水層設(shè)置于所述外圓壁與所述底圓壁之間形成的儲(chǔ)墨結(jié)構(gòu)將墨水層層分隔。其原理是將墨水分隔在不同的倉(cāng)里，實(shí)現(xiàn)按墨倉(cāng)順序出墨，并提高抗漏墨特性。

以上專利同樣采用供墨件與隔水器的間隙換氣，墨倉(cāng)供墨和換氣均通過(guò)同一個(gè)凹槽實(shí)現(xiàn)，由于無(wú)法做到相對(duì)獨(dú)立的通道，因此換氣過(guò)程非常復(fù)雜，不易控制。另外該專利存在實(shí)際無(wú)法批量生產(chǎn)的問(wèn)題，原因是隔水器在墨倉(cāng)中所占據(jù)的體積較大，如果先灌裝墨水后放置隔水器容易造成墨水溢出和墨倉(cāng)內(nèi)氣壓升高的問(wèn)題，反之，如果先放置隔水器，后灌裝，則因?yàn)檫M(jìn)入各隔層的通道較小，灌裝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，因此實(shí)際上并不能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

專利us6659671公開了一種液體書寫工具，同樣是通過(guò)供墨件與分隔壁之間的間隙實(shí)現(xiàn)氣液交換，導(dǎo)致了該過(guò)程不易受控的問(wèn)題。

專利cn200810097132.5公開了一種直液式筆具，通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的導(dǎo)氣導(dǎo)液管實(shí)現(xiàn)書寫過(guò)程的供墨控制，由于兩個(gè)導(dǎo)氣導(dǎo)液管獨(dú)立調(diào)節(jié)空氣進(jìn)入，因此存在著二者在使用過(guò)程中的平衡問(wèn)題。

綜上，現(xiàn)有的各類直液式書寫工具，雖然能夠解決部分現(xiàn)存棉芯式書寫工具的缺點(diǎn)，由于以上技術(shù)方案有的采用獨(dú)立與供墨件的導(dǎo)氣通道，有的采用與供墨件之間的各種形狀的間隙實(shí)現(xiàn)氣液交換，因此均未能做到精確的控制墨水和氣壓之間的平衡，使得系統(tǒng)在書寫過(guò)程中發(fā)生各種復(fù)雜的、不確定的變化，導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定和對(duì)墨水適應(yīng)性不夠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種直液式書寫工具，通過(guò)設(shè)置多個(gè)氣液平衡器，實(shí)現(xiàn)在書寫過(guò)程中墨水與空氣變化的精確調(diào)節(jié)，并在書寫過(guò)程中通過(guò)溢流槽的作用，不斷實(shí)現(xiàn)墨水與氣壓之間的動(dòng)態(tài)平衡，從而既能夠保證流暢穩(wěn)定的書寫，又能夠確保書寫和存儲(chǔ)過(guò)程中不易出現(xiàn)漏墨的問(wèn)題。

本發(fā)明采用的具體實(shí)施方案如下：

一種直液式書寫工具，包括：

筆體，其用于容納墨水和形成書寫工具的主體；

書寫元件，安裝在筆體頭部；

墨水吸附體，其安裝在書寫元件的后端；

纖維引水芯，其安裝在筆體內(nèi)，貫穿于所述的墨水吸附體，前端與書寫元件接觸，后端與筆體內(nèi)腔形成的墨倉(cāng)連通；其特征在于，

在所述的筆體內(nèi)沿其軸線方向設(shè)有至少一個(gè)氣液平衡器，所述的氣液平衡器安裝在所述的纖維引水芯與筆體之間，在所述的氣液平衡器的外圓周面上設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)貫穿其外圓周面且對(duì)墨水有毛細(xì)吸引力作用的氣液交換槽；在所述的氣液平衡器的徑向面上設(shè)有溢流槽，所述的溢流槽的一端與與纖維引水芯接觸，另一端與所述的氣液交換槽連通；所述的纖維引水芯外圓周面與氣液平衡器內(nèi)孔壁采用無(wú)間隙配合或過(guò)盈配合。

由于記號(hào)筆墨水一般表面張力低，容易出現(xiàn)漏墨的風(fēng)險(xiǎn)，因此當(dāng)溫度升高或內(nèi)部壓力增大時(shí)，過(guò)多的墨水沿纖維引水芯向書寫元件端流動(dòng)，纖維中繼芯處于過(guò)飽和的狀態(tài)，當(dāng)流動(dòng)到氣液平衡器溢流槽的位置時(shí)，由于纖維中繼芯與溢流槽緊密接觸，從飽和區(qū)到非飽和區(qū)具有毛細(xì)吸引力的作用，因此過(guò)飽和的墨水會(huì)從溢流槽流入氣液平衡器中，從而實(shí)現(xiàn)了緩沖作用。

當(dāng)書寫過(guò)程中，隨著纖維中繼芯中吸收的墨水不斷消耗，墨倉(cāng)中的空氣體積不斷增加，此時(shí)外界氣壓會(huì)有大于內(nèi)部墨倉(cāng)氣壓的趨勢(shì)，特別是快速書寫時(shí)，書寫過(guò)程的墨水消耗量大于纖維中繼芯從墨倉(cāng)中吸收墨水的速度，纖維中繼芯出現(xiàn)欠飽和的現(xiàn)象，，由于纖維中繼芯與溢流槽緊密接觸，從飽和區(qū)到非飽和區(qū)具有毛細(xì)吸引力的作用，此時(shí)墨水從氣液平衡器溢流槽運(yùn)動(dòng)到纖維中繼芯上，同步的，氣液交換槽中的墨水減少出現(xiàn)間隙，空氣從外界沿氣液交換槽補(bǔ)充到墨倉(cāng)中，實(shí)現(xiàn)新的書寫和消耗的平衡。

根據(jù)不同的墨水灌裝量要求，可以設(shè)置多個(gè)氣液平衡器，同步的，氣液平衡器上也可以設(shè)置多個(gè)氣液交換槽，作為必要條件，每個(gè)氣液交換槽必須通過(guò)溢流槽與中繼芯相通，才可以確保平衡作用的實(shí)現(xiàn)。

溢流槽一端與纖維中繼芯必須通過(guò)零間隙配合或過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)緊密接觸，另一端需要與氣液交換槽相連通，從而起到二者的連通和紐帶作用。

作為優(yōu)選的，所述的氣液平衡器可以采用各種可塑性高分子材料通過(guò)注塑過(guò)程形成，高分子塑膠材料例如abs、pp、pe、pmma、pa66等材料。

作為優(yōu)選的，氣液平衡器的氣液交換槽寬度a為0.05mm-0.40mm。

根據(jù)墨水的表面張力和墨倉(cāng)內(nèi)壓力分布情況，可以通過(guò)拉普拉斯液體表面張力方程對(duì)氣液平衡器的交換槽寬度進(jìn)行計(jì)算，確保墨水和空氣在氣液交換槽中在產(chǎn)生足夠毛細(xì)作用力的條件下進(jìn)行流動(dòng)和交換。經(jīng)過(guò)計(jì)算和實(shí)際的不同墨水測(cè)試優(yōu)化，優(yōu)選交換槽寬度a為0.05mm-0.40mm。

作為優(yōu)選的，氣液平衡器的溢流槽寬度b≦氣液交換槽寬度a。

由于溢流槽起到平衡的作用，因此溢流槽的寬度一般需要小于或等于氣液交換槽的寬度。

作為優(yōu)選的，氣液平衡器遠(yuǎn)離書寫元件端的外圓周面與筆體內(nèi)表面采用臺(tái)階限位的過(guò)盈配合。

氣液平衡器的外圓周需要和筆體采用過(guò)盈配合，確保除了氣液交換槽與墨倉(cāng)相通外，其余的遠(yuǎn)離書寫元件端的外圓周面均處于密封狀態(tài)，且軸向需要限位，防止竄動(dòng)。確保氣液交換是發(fā)生在氣液交換槽中。

作為優(yōu)選的，氣液平衡器外圓周可以通過(guò)多個(gè)圓周縫槽形成墨水緩沖槽，緩沖槽與氣液交換槽相通，縫槽的軸向?qū)挾乳g隙c為0.05mm～0.50mm。

當(dāng)內(nèi)部氣壓或內(nèi)部溫度升高導(dǎo)致的墨水溢流時(shí)，進(jìn)入到氣液平衡器中，實(shí)現(xiàn)緩沖作用，為了加強(qiáng)這種緩沖作用，確保更多的墨水可以容納到氣液平衡器中，沿氣液平衡器外圓周設(shè)置多個(gè)圓周縫槽形成的墨水緩沖槽，當(dāng)氣液交換槽無(wú)法容納更多的墨水時(shí)，墨水進(jìn)入到墨水緩沖槽中存儲(chǔ)。如果書寫過(guò)程中需要更多的墨水消耗，這些存儲(chǔ)在墨水緩沖槽的墨水又會(huì)逐級(jí)進(jìn)入到氣液交換槽、溢流槽中，最終進(jìn)入到纖維引水芯用于書寫。同樣根據(jù)拉普拉斯液體表面張力方程進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際的不同墨水測(cè)試優(yōu)化，縫槽的間隙軸向?qū)挾萩為0.05mm-0.50mm。

作為優(yōu)選的，所述的溢流槽設(shè)置在所述的氣液平衡器的端面上或者氣液平衡器中間部位，并貫穿內(nèi)孔壁。

在設(shè)置了交換槽、溢流槽、圓周縫槽后，氣液平衡器形成了毛細(xì)作用系統(tǒng)，因此氣液平衡器同樣可以起到墨水吸附體的作用，因此可以優(yōu)化的選擇采用氣液平衡器作為墨水吸附體。

作為優(yōu)選的，墨水吸附體采用多空隙纖維棉芯儲(chǔ)墨結(jié)構(gòu)吸附墨水。墨水吸附體可以采用聚酯纖維、聚丙烯纖維、尼龍纖維等各種纖維纏繞集束而成，其纖維之間的間隙可以產(chǎn)生毛細(xì)作用力實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)墨水的功能。

作為優(yōu)選的，當(dāng)所述的氣液平衡器設(shè)置有多個(gè)時(shí)，被多個(gè)獨(dú)立的氣液平衡器分隔的墨倉(cāng)體積，其中相鄰的兩個(gè)墨倉(cāng)的體積關(guān)系是：

沿書寫元件端至最遠(yuǎn)端，遠(yuǎn)端的墨倉(cāng)體積大于等于近端的墨倉(cāng)體積。

由于多個(gè)氣液平衡器可以逐級(jí)緩沖溢出的多余墨水，為了更好的防止漏墨的風(fēng)險(xiǎn)，因此優(yōu)選分隔的各墨倉(cāng)體積中距離書寫元件最近的墨倉(cāng)體積最小，并逐級(jí)增大。

作為優(yōu)選的，距離書寫元件最遠(yuǎn)端的氣液平衡器軸線設(shè)置纖維引水芯的軸向限位臺(tái)階，且臺(tái)階圓周采用縫槽實(shí)現(xiàn)墨倉(cāng)中的墨水與引水芯的接觸。

作為優(yōu)選的，外界環(huán)境通過(guò)從書寫元件端起始的筆體內(nèi)壁空氣通道與氣液平衡器的交換槽相連通。

通過(guò)空氣通道，空氣可以及時(shí)補(bǔ)充到氣液平衡器的交換槽中，從而確保氣液交換的順利實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)以上技術(shù)方案，可實(shí)施的批量組裝過(guò)程如下：在筆體中逐個(gè)裝配氣液平衡器；裝配到位后采用直徑小于纖維引水芯直徑的灌裝針注射灌裝，并在灌裝過(guò)程中灌裝針的位置逐級(jí)上移，灌裝不同墨倉(cāng)，完成灌裝后裝配纖維引水芯、墨水吸附體、書寫元件，扣上密封帽，形成最終的產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明確既保證了設(shè)置在氣液平衡器外圓周的導(dǎo)氣通氣結(jié)構(gòu)的相對(duì)獨(dú)立性，又能夠通過(guò)溢流槽實(shí)現(xiàn)與纖維引水芯之間的墨水交換，確保了相互之間的平衡。并通過(guò)氣液平衡器不同功能區(qū)的設(shè)置，改善了書寫過(guò)程和外界環(huán)境變化過(guò)程中的氣液交換的微觀不穩(wěn)定狀況。

本發(fā)明可以根據(jù)不同的墨水表面張力和粘度情況，在氣液設(shè)置不同寬度尺寸的氣液交換槽和墨水緩沖槽、溢流槽，通過(guò)寬度尺寸變化就可以適應(yīng)和控制多種墨水的平衡和出墨，為大批量生產(chǎn)的可實(shí)現(xiàn)性創(chuàng)造了有利條件。

本發(fā)明可以用于各類低粘度墨水的書寫工具，例如水性圓珠筆、永久性記號(hào)筆、白板筆、工業(yè)記號(hào)筆、醫(yī)用記號(hào)筆等產(chǎn)品，同時(shí)由于其穩(wěn)定的特性，也可以進(jìn)一步延伸到各種涂覆工具，例如彩妝類涂覆工具及繪畫用的畫材等。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的限定。

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1；

圖2為本發(fā)明氣液平衡器與纖維引水芯配合局部圖；

圖3為本發(fā)明溫度升高或內(nèi)部壓力增大時(shí)，墨水在氣液平衡器中運(yùn)動(dòng)的示意圖；

圖4為本發(fā)明書寫過(guò)程中，墨水在氣液平衡器中運(yùn)動(dòng)的示意圖

圖5、圖6、圖7為本發(fā)明氣液平衡器截面圖和立體圖；

圖8為本發(fā)明氣液平衡器與筆體配合截面圖；

圖9、圖10、圖11、圖12為本發(fā)明增加墨水緩沖槽的氣液平衡器截面圖和立體圖；

圖13為本發(fā)明溫度升高或內(nèi)部壓力增大時(shí)，墨水在增加墨水緩沖槽的氣液平衡器中運(yùn)動(dòng)的示意圖；

圖14為本發(fā)明書寫過(guò)程中，墨水在增加墨水緩沖槽的氣液平衡器中運(yùn)動(dòng)的示意圖；

圖15為本發(fā)明的實(shí)施例2；

圖16、圖17為本發(fā)明纖維引水芯尾部與氣液平衡器配合的截面圖。

圖18為本發(fā)明筆體內(nèi)部空氣通道示意圖。

圖19為本發(fā)明的實(shí)施例3。

圖中：1書寫元件，2墨水吸附體，3纖維引水芯，4筆體，5氣液平衡器，6墨倉(cāng)vi，7墨倉(cāng)vii,8墨倉(cāng)viii，9氣液交換槽，10溢流槽，11墨水緩沖槽，12氣液交換槽，13墨水吸附體，14限位臺(tái)階，15縫槽，16空氣通道。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

下面結(jié)合實(shí)施例圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

實(shí)施例1：

具體參照?qǐng)D1。一種水性記號(hào)筆，其墨水表面張力為30～35mn/m，灌裝量為3.5g，用于書寫標(biāo)記繪畫用。墨水吸附體選用聚酯纖維棉，氣孔率為80％左右，具體結(jié)構(gòu)如下：

其包括：筆體4，其用于容納墨水和形成書寫工具的主體；書寫元件1，安裝在筆體頭部；墨水吸附體2，其安裝在書寫元件的后端；纖維引水芯3，其安裝在筆體內(nèi)，貫穿于所述的墨水吸附體，前端與書寫元件接觸，后端與筆體內(nèi)腔形成的墨倉(cāng)連通；其特征在于，在所述的筆體內(nèi)沿其軸線方向設(shè)有至少一個(gè)氣液平衡器5，所述的氣液平衡器5安裝在所述的纖維引水芯與筆體形成的環(huán)狀間隙內(nèi)，在所述的氣液平衡器5的外圓周面上設(shè)置有一個(gè)或者多個(gè)貫穿其外圓周面且對(duì)墨水有毛細(xì)吸引力作用的氣液交換槽9；在所述的氣液平衡器的徑向端面上設(shè)有溢流槽10，所述的溢流槽10的一端與纖維引水芯接觸，另一端與所述的氣液交換槽9連通；所述的纖維引水芯外圓周面與氣液平衡器內(nèi)孔壁采用無(wú)間隙配合或過(guò)盈配合。

由于記號(hào)筆墨水一般表面張力低，容易出現(xiàn)漏墨的風(fēng)險(xiǎn)，因此當(dāng)溫度升高或內(nèi)部壓力增大時(shí)，過(guò)多的墨水沿纖維引水芯向書寫元件端流動(dòng)，纖維中繼芯處于過(guò)飽和的狀態(tài)，當(dāng)流動(dòng)到氣液平衡器溢流槽的位置時(shí)，由于纖維中繼芯與溢流槽緊密接觸，從飽和區(qū)到非飽和區(qū)具有毛細(xì)吸引力的作用，因此過(guò)飽和的墨水會(huì)從溢流槽流入氣液平衡器中，從而實(shí)現(xiàn)了緩沖作用。墨水的流動(dòng)方向詳見圖3。

當(dāng)書寫過(guò)程中，隨著纖維中繼芯中吸收的墨水不斷消耗，墨倉(cāng)中的空氣體積不斷增加，此時(shí)外界氣壓會(huì)有大于內(nèi)部墨倉(cāng)氣壓的趨勢(shì)，特別是快速書寫時(shí)，書寫過(guò)程的墨水消耗量大于纖維中繼芯從墨倉(cāng)中吸收墨水的速度，纖維中繼芯出現(xiàn)欠飽和的現(xiàn)象，，由于纖維中繼芯與溢流槽緊密接觸，從飽和區(qū)到非飽和區(qū)具有毛細(xì)吸引力的作用，此時(shí)墨水從氣液平衡器溢流槽運(yùn)動(dòng)到纖維中繼芯上，同步的，氣液交換槽中的墨水減少出現(xiàn)間隙，空氣從外界沿氣液交換槽補(bǔ)充到墨倉(cāng)中，實(shí)現(xiàn)新的書寫和消耗的平衡。墨水流動(dòng)方向詳見圖4。

根據(jù)不同的墨水灌裝量要求，可以設(shè)置多個(gè)氣液平衡器5，同步的，氣液平衡器5上也可以設(shè)置多個(gè)氣液交換槽，作為必要條件，每個(gè)氣液交換槽必須通過(guò)溢流槽與中繼芯相通，才可以確保平衡作用的實(shí)現(xiàn)。

在圖1中設(shè)置了三個(gè)氣液平衡器5，三個(gè)氣液平衡器5將筆體內(nèi)部分成了三個(gè)墨倉(cāng)，分別是墨倉(cāng)vi6、墨倉(cāng)vii7、墨倉(cāng)viii8。由于3個(gè)氣液平衡器5可以逐級(jí)緩沖溢出的多余墨水，為了更好的防止漏墨的風(fēng)險(xiǎn)，因此優(yōu)選分隔的各墨倉(cāng)體積中距離書寫元件最近的墨倉(cāng)體積最小，并逐級(jí)增大。設(shè)距離書寫元件最近的墨倉(cāng)vi6的體積為vi，并其他兩個(gè)墨倉(cāng)依次為vii、viii，則三個(gè)墨倉(cāng)的關(guān)系是：vi≦vii≦viii。

溢流槽一端與纖維中繼芯必須通過(guò)零間隙配合或過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)緊密接觸，另一端需要與氣液交換槽相連通，從而起到二者的連通和紐帶作用。

作為優(yōu)選的，所述的氣液平衡器5可以采用各種可塑性高分子材料通過(guò)注塑過(guò)程形成，高分子塑膠材料例如abs、pp、pe、pmma、pa66等材料。

作為優(yōu)選，氣液平衡器5的溢流槽寬度b≦交換槽寬度a。溢流槽位置詳見圖5、圖6、圖7。

由于溢流槽起到平衡的作用，因此溢流槽的寬度一般需要小于或等于氣液交換槽的寬度。

作為優(yōu)選，氣液平衡器5遠(yuǎn)離書寫元件端的外圓周面與筆體內(nèi)表面采用臺(tái)階限位的過(guò)盈配合。

氣液平衡器5的外圓周需要和筆體采用過(guò)盈配合，確保除了氣液交換槽與墨倉(cāng)相通外，其余的遠(yuǎn)離書寫元件端的外圓周面均處于密封狀態(tài)，且軸向需要限位，防止竄動(dòng)，詳見圖6。確保氣液交換是發(fā)生在氣液交換槽中。

進(jìn)一步的，作為優(yōu)選，可以在圖5、6、7的氣液平衡器外圓周上設(shè)置多個(gè)圓周縫槽形成墨水緩沖槽，緩沖槽與所述的氣液交換槽相通，縫槽的軸向?qū)挾乳g隙c為0.05mm～0.50mm。

在設(shè)置了交換槽、溢流槽、圓周縫槽后，氣液平衡器形成了毛細(xì)作用系統(tǒng)，因此氣液平衡器同樣可以起到墨水吸附體的作用，因此可以優(yōu)化的選擇采用氣液平衡器作為墨水吸附體。

當(dāng)內(nèi)部氣壓或內(nèi)部溫度升高導(dǎo)致的墨水溢流時(shí)，進(jìn)入到氣液平衡器中，實(shí)現(xiàn)緩沖作用，為了加強(qiáng)這種緩沖作用，確保更多的墨水可以容納到氣液平衡器中，沿氣液平衡器外圓周設(shè)置多個(gè)圓周縫槽形成的墨水緩沖槽，當(dāng)氣液交換槽無(wú)法容納更多的墨水時(shí)，墨水進(jìn)入到墨水緩沖槽中存儲(chǔ)。如果書寫過(guò)程中需要更多的墨水消耗，這些存儲(chǔ)在墨水緩沖槽的墨水又會(huì)逐級(jí)進(jìn)入到氣液交換槽、溢流槽中，最終進(jìn)入到纖維引水芯用于書寫。同樣根據(jù)拉普拉斯液體表面張力方程進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際的不同墨水測(cè)試優(yōu)化，縫槽的間隙軸向?qū)挾萩為0.05mm-0.50mm。

作為優(yōu)選，墨水吸附體2采用多空隙纖維棉芯儲(chǔ)墨結(jié)構(gòu)吸附墨水，其可以采用聚酯纖維、聚丙烯纖維、尼龍纖維等各種纖維纏繞集束而成，其纖維之間的間隙可以產(chǎn)生毛細(xì)作用力實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)墨水的功能。

作為優(yōu)選，采用多個(gè)獨(dú)立的氣液平衡器5分隔的墨倉(cāng)體積,沿書寫元件端至最遠(yuǎn)端，其中相鄰的兩個(gè)墨倉(cāng)，遠(yuǎn)端的墨倉(cāng)體積不小于近端的墨倉(cāng)體積。

作為優(yōu)選，距離書寫元件最遠(yuǎn)端的氣液平衡器軸線設(shè)置纖維引水芯的軸向限位臺(tái)階，且臺(tái)階圓周采用縫槽實(shí)現(xiàn)墨倉(cāng)中的墨水與引水芯的接觸。

作為優(yōu)選，外界環(huán)境通過(guò)從書寫元件端起始的筆體內(nèi)壁空氣通道與氣液平衡器的交換槽相連通。

通過(guò)空氣通道，空氣可以及時(shí)補(bǔ)充到氣液平衡器的交換槽中，從而確保氣液交換的順利實(shí)現(xiàn)。

作為優(yōu)選，外界環(huán)境通過(guò)從書寫元件端起始的筆體內(nèi)壁空氣通道與氣液平衡器的交換槽相連通，詳見圖18。

通過(guò)以上技術(shù)方案，可實(shí)施的批量組裝過(guò)程如下：在筆體中逐個(gè)裝配氣液平衡器；裝配到位后采用直徑小于纖維引水芯直徑的灌裝針注射灌裝，并在灌裝過(guò)程中灌裝針的位置逐級(jí)上移，灌裝不同墨倉(cāng)，完成灌裝后裝配纖維引水芯、墨水吸附體、書寫元件，扣上密封帽，形成最終的產(chǎn)品。

氣液平衡器5氣液交換槽的寬度選擇技術(shù)方案，具體如下：

氣液平衡器5選用親水性較好的abs材料，并進(jìn)行化學(xué)表面處理，提高親水性。氣液平衡器溢流槽寬度選擇與氣液平衡槽一樣的寬度。

選擇測(cè)試方案：將經(jīng)過(guò)同樣化學(xué)表面處理的不同交換槽寬度氣液平衡器一端垂直浸入到墨水中，測(cè)試不同寬度氣液平衡器在同樣的墨水張力情況下的爬升速度。具體如下：

根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果選擇槽寬為0.05和0.15mm的氣液平衡器進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。

根據(jù)灌裝量的要求，選擇使用三個(gè)氣液平衡器將墨倉(cāng)分為三個(gè)，墨倉(cāng)容量分別如下，與書寫元件距離最近端墨倉(cāng)灌裝量選擇0.5g，次近端墨倉(cāng)灌裝量選擇1.5g，最遠(yuǎn)端墨倉(cāng)灌裝量為2g。

采用不同筆體分別裝配不同交換槽寬的氣液平衡器和其他零部件進(jìn)行如下測(cè)試：

書寫測(cè)試：

基于100g書寫壓力、iso14145書寫紙張、書寫角度為65度，書寫速度為4.5m/min，采用書寫劃線機(jī)進(jìn)行測(cè)試，用于對(duì)比測(cè)試兩種情況下的書寫狀況，結(jié)果如下：

恒溫測(cè)試：

基于恒溫恒濕箱，分別采用平放、筆頭朝上、筆頭朝下，扣帽進(jìn)行3個(gè)月的恒溫測(cè)試，用于對(duì)比抗漏性狀況，測(cè)試溫度為40度，相對(duì)濕度為40-70％，測(cè)試結(jié)果為：

綜合以上測(cè)試結(jié)果和制造可行性，選擇氣液交換槽寬度為0.15mm的氣液平衡器用于產(chǎn)品技術(shù)方案實(shí)施。

實(shí)施例2：具體參照?qǐng)D15。

一種酒精基的永久記號(hào)筆，其墨水表面張力為20～25mn/m，灌裝量為3g，用于標(biāo)記用。墨水吸附體采用氣液平衡器同類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。如圖15所示，其包括：筆體4，其用于容納墨水和形成書寫工具的主體；書寫元件1，安裝在筆體頭部；墨水吸附體2，其安裝在書寫元件的后端；纖維引水芯3，其安裝在筆體內(nèi)，貫穿于所述的墨水吸附體，前端與書寫元件接觸，后端與筆體內(nèi)腔形成的墨倉(cāng)連通；其特征在于，在所述的筆體內(nèi)沿其軸線方向設(shè)有至少一個(gè)氣液平衡器5，所述的氣液平衡器5安裝在所述的纖維引水芯與筆體形成的環(huán)狀間隙內(nèi)，氣液平衡器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成如圖9、圖10、圖11、圖12所示的結(jié)構(gòu)，在氣液平衡器的內(nèi)部的中部設(shè)有一個(gè)橫向的溢流槽，所述的溢流槽與兩個(gè)縱向設(shè)置的氣液交換槽連通，兩個(gè)氣液交換槽再與設(shè)置在氣液平衡器外表面的多個(gè)圓周縫槽形成墨水緩沖槽連通。所述的溢流槽10的一端與纖維引水芯接觸，另一端與所述的氣液交換槽9連通；所述的纖維引水芯外圓周面與氣液平衡器內(nèi)孔壁采用無(wú)間隙配合或過(guò)盈配合。

具體的，氣液平衡器中墨水流動(dòng)的方向見圖13、圖14。

在設(shè)置了交換槽、溢流槽、圓周縫槽后，氣液平衡器形成了毛細(xì)作用系統(tǒng)，因此氣液平衡器同樣可以起到墨水吸附體的作用，因此可以優(yōu)化的選擇采用氣液平衡器作為墨水吸附體。

作為優(yōu)選，墨水吸附體13采用多空隙纖維棉芯儲(chǔ)墨結(jié)構(gòu)吸附墨水。墨水吸附體可以采用聚酯纖維、聚丙烯纖維、尼龍纖維等各種纖維纏繞集束而成，其纖維之間的間隙可以產(chǎn)生毛細(xì)作用力實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)墨水的功能。

作為優(yōu)選，采用多個(gè)獨(dú)立的氣液平衡器分隔的墨倉(cāng)體積,沿書寫元件端至最遠(yuǎn)端，其中相鄰的兩個(gè)墨倉(cāng)，遠(yuǎn)端的墨倉(cāng)體積不小于近端的墨倉(cāng)體積。

由于多個(gè)氣液平衡器可以逐級(jí)緩沖溢出的多余墨水，為了更好的防止漏墨的風(fēng)險(xiǎn)，因此優(yōu)選分隔的各墨倉(cāng)體積中距離書寫元件最近的墨倉(cāng)體積最小，并逐級(jí)增大。以附圖15為例，設(shè)距離書寫元件最近的墨倉(cāng)體積為v1，并其他倉(cāng)依次為v2、v3，其中v1≦v2≦v3。

作為優(yōu)選，距離書寫元件最遠(yuǎn)端的氣液平衡器軸線設(shè)置纖維引水芯的軸向限位臺(tái)階14，且臺(tái)階圓周采用縫槽15實(shí)現(xiàn)墨倉(cāng)中的墨水與引水芯的接觸。詳見圖16、圖17。

通過(guò)空氣通道，空氣可以及時(shí)補(bǔ)充到氣液平衡器的交換槽中，從而確保氣液交換的順利實(shí)現(xiàn)。

其中需要額外說(shuō)明的是氣液平衡器氣液交換槽的寬度選擇技術(shù)方案，具體如下：

氣液平衡器選用耐化學(xué)性較好的pp材料，并進(jìn)行化學(xué)表面處理，提高親水性。為提高墨水的緩沖能力，選擇采用外圓周開有2個(gè)氣液交換槽、相應(yīng)的2個(gè)溢流槽及多個(gè)墨水緩沖槽的氣液平衡器，其中溢流槽寬度選擇與氣液平衡槽一樣的寬度，每個(gè)墨水緩沖槽寬度為0.20mm。

選擇測(cè)試方案：將經(jīng)過(guò)同樣化學(xué)表面處理的不同交換槽寬度氣液平衡器一端垂直浸入到墨水中，測(cè)試不同寬度氣液平衡器在同樣的墨水張力情況下的爬升速度。具體如下：

根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果選擇槽寬為0.05和0.10mm的氣液平衡器進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。

根據(jù)灌裝量的要求，選擇使用三個(gè)氣液平衡器將墨倉(cāng)分為三個(gè)，墨倉(cāng)容量分別如下，與書寫元件距離最近端墨倉(cāng)灌裝量選擇0.5g，次近端墨倉(cāng)灌裝量選擇1g，最遠(yuǎn)端墨倉(cāng)管理量為1.5g。

采用不同筆體分別裝配兩種交換槽寬的氣液平衡器和其他零部件進(jìn)行如下測(cè)試：

書寫測(cè)試：

基于100g書寫壓力、pe膜、書寫角度為65度，書寫速度為4.5m/min，采用書寫劃線機(jī)進(jìn)行測(cè)試，用于對(duì)比測(cè)試兩種情況下的書寫狀況，結(jié)果如下：

恒溫測(cè)試：

基于恒溫恒濕箱，分別采用平放、筆頭朝上、筆頭朝下，扣帽進(jìn)行3個(gè)月的恒溫測(cè)試，用于對(duì)比抗漏性狀況，測(cè)試溫度為40度，相對(duì)濕度為40-70％，測(cè)試結(jié)果為：

綜合以上測(cè)試結(jié)果和制造可行性，選擇氣液交換槽寬度為0.10mm的氣液平衡器用于產(chǎn)品技術(shù)方案實(shí)施。

同理選擇相同氣液交換槽寬度的氣液平衡器作為墨水吸附體。

實(shí)施例3：具體參照?qǐng)D19。

一種換囊水性記號(hào)筆，其墨水表面張力為30～35mn/m，墨囊灌裝量為2.5g，用于書寫標(biāo)記繪畫用。如圖19所示，改變了纖維引水芯的末端固定方式以及筆體的結(jié)構(gòu)，筆體4采用墨囊插裝在一起的分體式結(jié)構(gòu)；纖維引水芯的末端固定采用一個(gè)單獨(dú)的墨囊固定柱，將墨囊裝到固定柱上后，形成墨倉(cāng)；其余的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2相同；當(dāng)然該結(jié)構(gòu)中的氣液平衡器也可以選擇圖5、圖6、圖7所示的結(jié)構(gòu)。

該結(jié)構(gòu)中是采用2個(gè)氣液平衡器用于逐級(jí)緩沖，另外前端墨水吸附體13使用氣液平衡器同類設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在其上設(shè)置有環(huán)形槽。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。