球型阀芯、控制阀及电池注液控制机构的制作方法

本申请涉及电池注液设备技术领域，具体涉及一种球型阀芯、控制阀及电池注液控制机构。

背景技术：

在对电池注液前，需要先对电池内部抽真空。传统的注液设备，为了简化设备、避免漏气，注液通道和抽气通道彼此具有相连的部分、最终同时与电池注液口的连通；为了避免电解液的注入干涉抽真空，需要在抽真空动作结束后，再储液、注液，耗时长。

技术实现要素：

本申请提供了一种球型阀芯、控制阀及电池注液控制机构，以解决现有技术中注液、抽真空两种动作相互制约、影响效率的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种球型阀芯，其内开第一通道和第二通道，第一通道和第二通道相互独立；第一通道至少具有一端、与第二通道的至少一端设置在球型阀芯的同一外圆周上。

进一步地，第一通道穿过外圆周的圆心；第二通道包括相互连通的a管道和b管道，a管道指向外圆周的圆心，b管道通向另一方向。

本申请还提供了一种控制阀，其包括上述球型阀芯，还包括：输出通道，连通球型阀芯的外圆周；第一输入通道，能够连通第一通道；第二输入通道，能够连通第二通道；其中，球型阀芯绕外圆周的轴芯自转、转过一定角度时，第一通道连通第一输入通道和输出通道；转过另一角度时，第二通道连通第二输入通道和输出通道。

进一步地，控制阀还包括阀体；阀体内部中空，形成活动空间；球型阀芯设于活动空间中；阀体上开有：第一开口，连通输出通道和活动空间；第二开口，连通第一输入通道和活动空间；第三开口，连通第二输入通道和活动空间。

进一步地，第一开口、第二开口和/或第二开口中设有锁紧销；锁紧销抵靠球型阀芯的端面设置为弧面、以便于贴合球型阀芯的弧形外表面。

进一步地，第一输入通道连通球型阀芯的外圆周；第二输入通道连通球型阀芯的另一面；球型阀芯靠近第二输入通道的面设置为平面，球型阀芯与第二输入通道间隙设置。

进一步地，控制阀还包括旋转驱动件，连接球型阀芯、并能够驱动球型阀芯绕外圆周的轴芯自转。

本申请还提供了一种电池注液控制机构，其包括上述控制阀，还包括：注液嘴，连通输出通道；储液杯，连通第一输入通道；抽气设备，连通第二输入通道；其中，注液嘴能够连通电池注液口；球型阀芯绕外圆周的轴芯自转、转过一定角度时，第二通道连通第二输入通道和输出通道，抽气设备能够对电池内部抽真空；转过另一角度时，第一通道连通第一输入通道和输出通道，储液杯能够将电解液输入电池。

进一步地，注液嘴与球型阀芯之间、储液杯与球型阀芯之间、和/或抽气设备与球型阀芯之间设有密封件。

进一步地，注液嘴与球型阀芯之间设有弹性件。

本申请提供了一种球型阀芯，其内开有贯通的第一通道和第二通道，由于这两个通道相互独立、但各至少具有一个端口在球型阀芯的同一外圆周上；当球型阀芯绕该外圆周的轴芯自转，转过一定角度，第一通道在同一外周圆上的端口能够连通对应设备；转过另一角度，第二通道在同一外周圆上的端口转至同样的位置，也能够连通该设备；由此，通过球型阀芯的旋转，能够根据需要，快速变换与设备连通的通道。

本申请还提供了一种控制阀，包括上述球型阀芯，通过球型阀芯绕外圆周的轴芯自转、转过一定角度时，第一通道连通第一输入通道和输出通道，从而使得对应的物料输出备能够自第一输入通道输入物料、再经由输出通道输入至物料接收设备；转过另一角度，第二通道连通第二输入通道和输出通道，从而使得另一对应的物料输出设备能够自第二输入通道输入其他物料、再经由输出通道输入物料接收设备；由此，通过球型阀芯的旋转，能够根据需要，输入不同的物料至物料接收设备中；或者，反向操作，物料接收设备能够自输出通道输入物料，再经由球型阀芯控制，自第一输入通道或者第二输入通道输出物料至不同的物料输出设备中。

本申请还提供了一种电池注液控制机构，包括上述控制阀，还包括连通输出通道的注液嘴、连通第一输入通道的储液杯、以及连通第二输入通道的抽气设备；球型阀芯转过一定角度时，第二通道连通第二输入通道和输出通道，抽气设备能够对电池抽真空；与此同时，由于第一通道并不连通输出通道，且其输出端被球型阀芯的壁面堵住，所以，输液设备可以同时对储液杯进行储液；待抽真空结束，球型阀芯转至另一角度，使得第一通道连通第一输入通道和输出通道，储液杯中的电解液可以直接流向电池，从而减少了单独的储液时间，加快工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本申请提供的球型阀芯一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的球型阀芯另一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的球型阀芯又一实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的控制阀一实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的电池注液控制机构一实施例的结构示意图；

图6是图5中电池注液控制机构另一状态下的的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请揭示了一种球型阀芯100，其内开有第一通道110和第二通道120，第一通道110和第二通道120贯穿阀体且相互独立；第一通道110至少具有一端、与第二通道120的至少一端设置在球型阀芯100的同一外圆周上。

为了方便描述，将第一通道110贯通的两端称为第一输入端111和第一输出端112；同理，将第二通道120贯通的两端称为第二输入端121和第二输出端122。顾名思义，输入端即连通物料输出设备、供物料输入第一通道110或者第二通道120的端口，而输出端则是连通物料接收设备、供物料输出的端口。

其中，物料接收设备的料口正对球型阀芯100的外圆周；球型阀芯100绕外圆周的轴芯自转，转过不同的角度，其第一输出端112和第二输出端122分别能够与物料接收设备的料口对接，实现物料的流通。而在第一输出端112或者第二输出端122与物料接收设备的料口对接时，第一输入端111或者第二输入端121会与物料输出设备的料口对接。

当物料接收设备相对固定设置时，可以通过球型阀芯100自转以实现第一通道110或者第二通道120的物料流通。或者，一些特殊的情况下，球型阀芯100也可以不旋转，由物料接收设备绕球型阀芯100的外周圆旋转，对接第一通道110或者第二通道120、实现物料的流通。

需要解释的是，本文所述的物料接收设备和物料输出设备并不是特指某种设备，只是为了方便描述物料流通使用的称呼。

容易理解的，由于第一输出端112与第二输出端122设置在同一外周圆上，而第一通道110和第二通道120相互独立、互不连通；所以，球型阀芯100旋转至第一输出端112连通物料接收设备时，第二输出端122必定无法连通物料接收设备；同理，球型阀芯100旋转至第二输出端122连通物料接收设备时，第一输出端112必定无法连通物料接收设备。

对第一通道110和第二通道120而言，可以仅有第一输出端112与第二输出端122设置在同一外周圆上，而第一输入端111及第二输入端121设置在球型阀芯100的其他端面上；此时，第一输入端111及第二输入端121既可以分别设置在不同的位置，也可以同时设置在另外一个外圆周上。或者，还可以是第一输入端111、第一输出端112和第二输出端122设置在同一外周圆上，而第二输入端121设置在球型阀芯100的其他端面上。又或者，还可以是第一输出端112、第二输入端121与第二输出端122设置在同一外周圆上，而第一输出端112设置在球型阀芯100的其他端面上。还或者，一些特殊情况下，第一输入端111、第一输出端112及第二输入端121、第二输出端122均可以设置在同一外圆周上，只要在球型阀芯100内部，第一通道110和第二通道120相互避开即可。以上的设置方式，均可以实现第一通道110和第二通道120与下游设备的独立连通。

需要说明的是，文中引用“外圆周”来说明位置关系、连接关系或者运动关系的时候，该“外圆周”就是第一输出端112与第二输出端122所在的外圆周。

具体参照图1，图1揭示了一种球型阀芯100的构型，此时，第一输出端112与第二输出端122设置在同一外周圆上，而第一输入端111及第二输入端121分别设置在不同的位置。

具体参照图2，图2揭示了另一种球型阀芯100的构型，此时，第一输出端112与第二输出端122设置在同一外周圆上，而第一输入端111及第二输入端121同时设置在另一个外圆周上。

具体参照图3，图3揭示了又一种球型阀芯100的构型，此时，第一通道110穿过外圆周的圆心；由于第一通道110和第二通道120相互独立、互不连通，第二通道120需避开外圆周的圆心，为此，第二通道120包括相互连通的a管道123和b管道124，a管道123指向外圆周的圆心，b管道124则通向另一方向。此实施例中，第一输入端111、第一输出端112与第二输出端122设置在同一外周圆上；另外，第一通道110是直线通道，能够用于输出在通道中不易转向的物料，例如，具有一定长度的固体物料。

具体地，一使用方式中，球型阀芯100转过一定角度，使得第一输出端112连通物料接收设备时，第一通道110能够向物料接收设备输入一种物料。球型阀芯100转过另一角度，使得第二输出端122连通物料接收设备时，第二通道120能够向物料接收设备输入另一种物料。

或者，另一种使用方式中，物料接收设备用于输出物料，当球型阀芯100转过一定角度、第一输出端112连通物料接收设备时，物料经由第一通道110流向一个物料输出设备；当型阀芯100转过另一角度、第二输出端122连通物料接收设备时，物料经由第二通道120流向另一个物料输出设备。需要说明的是，该使用方式中，物料接收设备即连通球型阀芯100外圆周的设备，虽然与上一使用方式中的物料接收设备同名，但主要用于输出物料，而非接收物料，此处是为了便于理解两种使用方式，没有更换名称。

由此，通过球型阀芯100的对应连通，能够快速实现物料的流通，方便快捷。

当然，容易想到的，有需要的情况下，球型阀芯100内也可以设置更多的贯通通道，只要这些通道相互独立、且其输出端开设在同一外圆周上即可，如此，能够实现更多种物料的单向流通，或者实现同一种物料向不同设备的流通。

进一步地，本申请还揭示了一种控制阀，其包括上述球型阀芯100，还包括：输出通道1，连通球型阀芯100的外圆周；第一输入通道2，能够连通第一通道110；第二输入通道3，能够连通第二通道120；其中，球型阀芯100绕外圆周的轴芯自转、转过一定角度时，第一通道110连通第一输入通道2和输出通道1；转过另一角度时，第二通道120连通第二输入通道3和输出通道1。

该控制阀可以设置在物料的输出端，其输出通道1连通待接收物料的下游设备(也就是物料接收设备)，而第一输入通道2连通一种物料的输出设备、第二输入通道3连通另一种物料的输出设备。或者，该控制阀的输出通道1连通一种物料的输出设备，而第一输入通道2连通一种待接收物料的下游设备、第二输入通道3连通另一种待接收物料的下游设备。

当然，容易想到的，球型阀芯100内具有更多贯通的通道时，控制阀还包括对应各通道的输入通道，以根据实际需要，输出各种物料；或者，以根据实际需要，将物料输入对应设备。

一实施方式中，物料输出设备及物料接收设备，可以直接连通控制阀；具体地，各物料输出设备的料口连通对应的输入通道，而物料接收设备的料口连通输出通道1。或者，物料输出设备的料口连通输出通道1，而各物料接收设备的料口连通对应的输入通道。

另一实施方式中，控制阀还包括阀体200；阀体200内部中空，形成活动空间210；球型阀芯100设于活动空间210中；阀体200上开有：第一开口220，连通输出通道1和活动空间210；第二开口230，连通第一输入通道2和活动空间210；第三开口240，连通第二输入通道3和活动空间210。

通过设置阀体200，在保护球型阀芯100的同时，还有利于物料接收设备和物料输出设备与控制阀的连接。另外，当物料为气体时，阀体200内部还能构成相对密闭的空间，便于气体稳定流通。

当然，球型阀芯100内部开有多条贯通的通道时，阀体200上可以对应开设有多个开口。

容易想到的，当输送的物料为固体或者液体时，球型阀芯100内部一通道的输出端对接输出通道1，该通道的输入端优选对接相应的输入通道；具体地，为避免固体物料脱离各通道、无法流通甚至堵塞通道，或者，为避免液体物料流入活动空间210内、影响球型阀芯100；固体或者液体物料流通时，球型阀芯100内的通道，其输入端会与阀体200上对应的开口(或者说对应的输入通道)直接相抵、实现连通，而其输出端也会与阀体200上对应的开口(或者说对应的输出通道)直接相抵、实现连通。但是，输送的物料为气体时，球型阀芯100内的通道，其输入端可以不与阀体200上对应的开口直接相抵，间隙设置也能够实现气体物料的流通。

一具体实施例中，参照图4，球型阀芯100上开有第一通道110和第二通道120，而阀体200上开有第一开口220、第二开口230及第三开口240。第一通道110穿过外圆周的圆心；第二通道120包括相互连通的a管道123和b管道124，a管道123指向外圆周的圆心，b管道124则通向另一方向。此时，外圆周为图中上下方向的圆周面，而外圆周的轴心沿左右方向延伸。对应的，第一开口220和第二开口230相对设置，且沿上下方向延伸，而第三开口240设置在活动空间210左侧。使用时，球型阀芯100旋转一定角度，使得第一通道110沿上下方向设置，第一输入端111对接上方的第二开口230，而第一输出端112对接下方的第一开口220；此时，第二输出端122远离第一开口220，对向其他位置，而第二输入端121始终朝向活动空间210左侧。球型阀芯100旋转另一角度，使得a管道123沿上下方向设置，第二输出端122对接下方的第一开口220，而第二输入端121连通了第三开口240。

进一步地，第一开口220、第二开口230和/或第二开口230中设有锁紧销250；锁紧销250抵靠球型阀芯100的端面设置为弧面、以便于贴合球型阀芯100的弧形外表面。

容易理解的，通过设置锁紧销250，能够使得球型阀芯100稳定地、可活动地设置在阀体200中。具体地，锁紧销250抵住球型阀芯100的圆弧表面直接抵在球型阀芯100上，球型阀芯100旋转时，其圆弧表面不断循环摩擦锁紧销250的端面；由此，锁紧销250能够限定球型阀芯100的位置，但不会干涉球型阀芯100的旋转。

控制阀的输出通道1、第一输入通道2、第二输入通道3或者还有其他连通物料输出设备或者物料接收设备的通道穿过锁紧销250，当球型阀芯100上的通道旋转至与锁紧销250正对时，控制阀的输出通道和对应的输入通道连通球型阀芯100。锁紧销250能够提高控制阀上各通道的精度、保证使用效果。

要比较好地限定球型阀芯100的位置，保证其旋转的稳定性，优选设置至少两个锁紧销250；这两个锁紧销250相对设置，且其延伸方向的连线穿过外周圆的圆心。例如，参照图4，第一开口220和第二开口230沿上下方向相对设置，此时，第一开口220和第二开口230中分别设置有一个锁紧销250，以抵住球型阀芯100的上端和下端，确保球型阀芯100旋转运动时，其主体位置不变，进而确保通道的准确对接。

在上文中已经阐述，当输送的物料为固定或者液体时，控制阀上的通道优选直接对接连通球型阀芯100上的通道。但当输送的物料为气体时，控制阀上的通道可以与球型阀芯100上的通道间隙设置，不会影响气体的流通。为此，继续参照图4，此时，当输送的物料为固定或者液体时，可以通过连通球型阀芯100的外圆周的第一输入通道2进行流通；当输送的物料为气体时，可以通过连通球型阀芯100的另一面的第二输入通道3进行流通。此时，进一步地，球型阀芯100靠近第二输入通道3的面可以设置为平面，球型阀芯100与第二输入通道3间隙设置。

容易理解的，球型阀芯100与控制阀的通道、阀体200上的开口间隙设置时，球型阀芯100的旋转运动不会与通道或者阀体200表面相互摩擦，可以避免磨损球型阀芯100的表面、提高球型阀芯100的使用寿命。

进一步地，球型阀芯100与控制阀的通道、阀体200上的开口间隙设置时，球型阀芯100面向该通道或者阀体200的表面可以削为平面，以减少球型阀芯100的整体体积，在方便球型阀芯100旋转的同时，能够减小活动空间210的大小，进而减小整个控制阀的大小。

为了控制球型阀芯100旋转，控制阀还包括旋转驱动件300，连接球型阀芯100、并能够驱动球型阀芯100绕外圆周的轴芯自转。

其中，旋转驱动件300可以采用电机；电机的输出端连接球型阀芯100；此时，为了方便连接旋转驱动件300，球型阀芯100用以连接旋转驱动件300的端面可以削为平面，且该端面内陷，以便于旋转驱动件300的输出端伸入、进行安装。

本申请还提供了一种电池注液控制机构，包括上述控制阀，还包括：注液嘴4，连通输出通道1；储液杯5，连通第一输入通道2；抽气设备6，连通第二输入通道3；其中，注液嘴4能够连通电池7注液口；球型阀芯100绕外圆周的轴芯自转、转过一定角度时，第二通道120连通第二输入通道3和输出通道1，抽气设备6能够对电池7内部抽真空；转过另一角度时，第一通道110连通第一输入通道2和输出通道1，储液杯5能够将电解液输入电池7。

在对电池7注液的过程中，电解液是液体物料；而抽真空时，抽出的空气是气体物料。由此，用于流通电解液的第一输入通道2须直接抵到球型阀芯100上；在第一输入通道2未与第一通道110连通时，第一输入通道2也会被球型阀芯100的弧形外表面堵住，进而使得储液杯5能够存储电解液，电解液也不会外流。而第二输入通道3可以与第二通道120的第二输入端121间隙设置。

参照图5，图中展示了一种第二输入通道3连通第二通道120和输出通道1的实现方式。此时，第二通道120包括相互连通的a管道123和b管道124，a管道123沿上下方向指向外圆周的圆心、并连通输出通道1，b管道124则通向左侧，与阀体200的第三开口240间隙设置。此时，抽气设备通过第三开口240(此时，图中第二输入通道3可看作与第三开口240连通在一起)、活动空间210、第二通道120及输出通道1连通电池7，以对电池7内部抽真空。抽真空时，储液杯5连通的第一输入通道2，其输出端抵在球型阀芯100的外表面上，使得第一输入通道2是不贯通的；如此，抽气设备抽真空时，送液设备(未图示)可以对储液杯5输入电解液，使得电解液预存储在储液杯5中。

继续参照图6，图中展示了一种第一输入通道2连通第一通道110和输出通道1的实现方式。此时，a管道123远离了输出通道1，第一通道110沿上下方向连通储液杯5和电池7。此时，储液杯5中的电解液可以通过第一输入通道2、第一通道110和输出通道1，注入电池7内部。由此，实现电池7的注液。

进一步地，在注液嘴4与球型阀芯100之间、储液杯5与球型阀芯100之间、和/或抽气设备6与球型阀芯100之间设有密封件8。

通过设置密封件8，可以密封活动空间210，进而保证抽气设备对电池7的抽真空效果。其中，密封件8可以采用密封圈；球型阀芯100设置在阀体200内时，密封圈被夹在注液嘴4与阀体200之间、储液杯5与阀体200之间、和/或抽气设备6与与阀体200之间；保证密封效果。

进一步地，注液嘴4与球型阀芯100之间设有弹性件9。

需要解释的时，注液嘴4需要抵靠电池7注液口，封住电池7注液口周边、并连通输出通道1和电池7内部。为避免注液嘴4刚性抵靠电池7注液口，压损二者相互接触的表面，在注液嘴4远离电池7的一端设置弹性件9；如此，注液嘴4抵住电池7注液口、但继续朝向电池7运动时，弹性件9被压缩，进而抵销注液嘴4多余的行程，使得注液嘴4弹性抵靠电池7。与此同时，由于弹性件9具有恢复原状的趋势，其弹性回复力会向外推挤注液嘴4、进而使得注液嘴4始终抵紧电池7注液口，保证输出通道1紧密连通电池7内部，确保抽真空效果、避免电解液溢出。

其中，弹性件9可采用弹簧；球型阀芯100设置在阀体200内时，弹性件9可以设置在阀体200与注液嘴4之间。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或部件的过程、方法、系统、产品或设备，没有限定于已列出的步骤或部件，而是可选地还包括没有列出的步骤或部件，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或部件。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。