真空注液控制阀的制作方法

本发明涉及电芯技术领域，特别涉及一种真空注液控制阀。

背景技术：

电解液是电芯设备中离子传输的载体，电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的；电芯通常需要从外部将电解液注射入其内部，电芯的注液过程好坏直接决定了电芯质量的好坏，为保证电芯内电解液的充分填充以及浸润，通常在电芯注液之前还需要事前抽空电芯内的空气，再对电芯进行注液操作，过程繁琐耗费时间长，极大的影响了电芯生产效率。

技术实现要素：

本发明提供了一种真空注液控制阀，其目的是为了集成简化电芯注液流程设备、缩短注液操作时间、提高电芯生产效率。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种真空注液控制阀，包括：

控制阀，所述控制阀的顶部开设有正压口、负压口、进液口、注液控制口、进液控制口；所述控制阀内部设置有注液杯正压通道和注液杯负压通道，所述注液杯正压通道与所述注液杯负压通道分别与所述正压口和负压口连通；所述进液口与所述控制阀的底部通过通道连通，所述进液口与控制阀间的通道内设置有一进液阀口；所述注液控制口开设在一注液螺塞上，所述注液螺塞底部开设有一竖直向下的注液控制通道，所述注液螺塞下方的所述注液控制通道内设置有一注液活塞，所述注液活塞与所述注液螺塞之间开设有一注液驱动腔；

注液杯，所述注液杯为一容器，所述注液杯正压通道和注液杯负压通道均连通所述注液杯的内腔，所述注液杯的顶部外沿设置有一圈凸台，所述控制阀通过螺栓紧密安装在所述凸台上，所述控制阀的底部将所述注液杯的顶部封闭，当所述进液阀口开通时，所述注液杯的内腔与所述进液口连通，所述注液杯的底部设置有注液阀座，所述注液阀座上开设有注液阀口；所述注液活塞下方设置有一注液阀杆，所述注液阀杆的底部设置有注液阀芯，所述注液阀芯抵设在所述注液阀口上；

注液嘴，所述注液嘴安装在所述注液杯的底部，所述注液嘴开设有通孔与所述注液阀口连通。

其中，所述注液阀杆的内部开设有毛细管，所述注液阀芯的底部设置有一自封球阀口，所述自封球阀口设置有自封球。

其中，所述毛细管的顶部外沿设置有屏蔽阀座，所述屏蔽阀座上方设置有一屏蔽阀口，所述屏蔽阀口上设置有屏蔽阀芯，所述注液阀杆位于所述屏蔽阀座和所述屏蔽阀芯的上方分别开设有气体通道和控制通道。

其中，所述注液杯正压通道内设置有一正压阀座，所述正压阀座上方设置有正压阀口以及正压阀芯，所述正压阀芯的左侧开设有正压腔，所述正压腔与所述正压口连通，所述正压阀芯的右侧开设有第一大气腔，所述第一大气腔与外界连通。

其中，所述注液杯负压通道内设置有一负压阀腔，所述负压阀腔内设置有负压阀座、负压阀口、负压阀芯、负压阀芯推杆以及负压密封阀芯，所述负压阀芯左侧开设有负压腔，所述负压腔与所述负压口连通，所述负压阀芯的右侧开设有第二大气腔，所述第二大气腔与外界连通；所述负压阀芯固定环设在所述负压阀芯推杆上，所述负压阀芯推杆的前端固定连接所述负压密封阀芯，所述负压密封阀芯堵设在所述负压阀口上。

其中，所述进液口设置有一进液阀座，所述进液阀座内设置有所述进液阀口，所述进液阀座的底部设置有一进液阀芯，所述进液阀芯的下方设置有一控制阀出液口，所述控制阀出液口连通所述注液杯的内腔，所述进液阀芯的顶部卡设在所述进液阀口，所述进液阀座与进液阀芯之间开设有一进液控制腔，所述进液控制口通过通道与所述进液控制腔连通。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明上述实施例所述的真空注液控制阀，设置有进液口以及注液杯用于提前储存注液用的电解液，通过注液控制口和进液控制口控制注液阀口和进液阀口的通或闭，通过正压口和负压口控制正压阀口和负压阀口的通或闭并能对注液杯施加正负压，本发明能够在抽空注液杯与电芯内的气体的同时对将注液杯内部填充电解液，简化了注液流程，极大的缩短了电芯注液时间，提升了电芯的质量与电芯的生产效率。

附图说明

图1为本发明的真空注液控制阀的整体结构示意图；

图2为本发明的真空注液控制阀的顶面图；

图3为本发明的真空注液控制阀的整体剖面图；

图4为本发明的真空注液控制阀的注液嘴剖面放大图；

图5为本发明的真空注液控制阀的屏蔽阀剖面放大图；

图6为本发明的真空注液控制阀的屏蔽阀横向剖面图；

图7为本发明的真空注液控制阀的屏蔽阀纵向剖面图。

【附图标记说明】

1-控制阀；2-正压口；3-负压口；4-进液口；5-注液控制口；6-进液控制口；7-注液杯正压通道；8-注液杯负压通道；9-进液阀口；10-注液螺塞；11-注液活塞；12-注液驱动腔；13-注液杯；14-注液阀座；15-注液阀口；16-注液阀杆；17-注液嘴；18-注液阀芯；19-毛细管；20-自封球阀口；21-自封球；22-屏蔽阀座；23-屏蔽阀口；24-屏蔽阀芯；25-气体通道；26-控制通道；27-正压阀座；28-正压阀口；29-正压阀芯；30-正压腔；31-第一大气腔；32-负压阀座；33-负压阀口；34-负压阀芯；35-负压阀芯推杆；36-负压密封阀芯；37-负压腔；38-第二大气腔；39-进液阀座；40-进液阀芯；41-进液控制腔；42-控制阀出液口。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的反复多次循环注液耗费时间长，影响电芯生产效率问题，提供了一种真空注液控制阀。

如图1至图7所示，本发明的实施例提供了一种真空注液控制阀，包括：控制阀1，所述控制阀1的顶部开设有正压口2、负压口3、进液口4、注液控制口5、进液控制口6；所述控制阀1内部设置有注液杯正压通道7和注液杯负压通道8，所述注液杯正压通道7与所述注液杯负压通道8分别与所述正压口2和负压口3连通；所述进液口4与所述控制阀1的底部通过通道连通，所述进液口4与控制阀1间的通道内设置有一进液阀口9；所述注液控制口5开设在一注液螺塞10上，所述注液螺塞10底部开设有一竖直向下的注液控制通道，所述注液螺塞10下方的所述注液控制通道内设置有一注液活塞11，所述注液活塞11与所述注液螺塞10之间开设有一注液驱动腔12；注液杯13，所述注液杯13为一容器，所述注液杯正压通道7和注液杯负压通道8均连通所述注液杯13的内腔，所述注液杯13的顶部外沿设置有一圈凸台，所述控制阀1通过螺栓紧密安装在所述凸台上，所述控制阀1的底部将所述注液杯13的顶部封闭，当所述进液阀口9开通时，所述注液杯13的内腔与所述进液口4连通，所述注液杯13的底部设置有注液阀座14，所述注液阀座14上开设有注液阀口15；所述注液活塞11下方设置有一注液阀杆16，所述注液阀杆16的底部设置有注液阀芯18，所述注液阀芯18抵设在所述注液阀口15上；注液嘴17，所述注液嘴17安装在所述注液杯13的底部，所述注液嘴17开设有通孔与所述注液阀口15连通。

本发明的上述实施例所述的真空注液控制阀，所述控制阀1设置在所述注液杯13的凸台上，当所述控制阀1和注液杯13安装在一起时，所述注液杯13的内腔为完全密封状态，所述正压口2和负压口3通过所述注液杯正压通道7和注液杯负压通道8连通所述注液杯13的内腔，能够对所述注液杯13的内腔气压进行控制，从而实现对所述注液杯13和电芯的抽真空与加压注液功能；所述进液口4通过所述进液阀口9与所述注液杯13的内腔连通，因此所述电芯的电解液可以提前由所述进液口4进入所述进液阀口9最终储存到所述注液杯13的内腔中，而当所述进液控制口6进气时，所述进液阀口9会被打开；当所述注液控制口5通入进气时，所述注液驱动腔12内压力会增加从而迫使所述注液活塞11移动从而推动所述注液阀杆16通过所述注液阀芯18将所述注液阀口15完全封堵，而当所述注液控制口5停止进气所述注液驱动腔12内的压力释放，设置在所述注液活塞11上的弹簧会将所述注液活塞11推回至原来位置，此时所述注液阀口15为可开通状态；

如图4所示，所述注液阀杆16的内部开设有毛细管19，所述注液阀芯19的底部设置有一自封球阀口20，所述自封球阀口20设置有自封球21。

如图5所示，所述毛细管19的顶部外沿设置有屏蔽阀座22，所述屏蔽阀座22上方设置有一屏蔽阀口23，所述屏蔽阀口23上设置有屏蔽阀芯24，所述注液阀杆16位于所述屏蔽阀座23和所述屏蔽阀芯24的上方分别开设有气体通道25和控制通道26。

本发明的上述实施例所述的真空注液控制阀，当所述负压口3通入负压时，所述注液杯13的内腔会被抽真空，此时所述屏蔽阀芯24的上腔真空下腔为空气腔，因此所述屏蔽阀芯24会随气压向上开启，当所述屏蔽阀芯24上升到顶端时，所述屏蔽阀口23打开，所述注液阀杆16内的所述毛细管19与注液阀芯18的内孔连通，所述自封球21的上腔真空下腔为空气腔，因此所述自封球21会随气压升起，所述自封球阀口20打开，从而将所述电芯的空气会从所述毛细管19和气体通道25抽走实现电芯抽真空；当所述正压口2通入正压时，所述注液杯13内的压力会增加，若在此之前所述注液杯13的内腔会填充电解液，当所述注液阀口15开启时，所述电解液会在压力的作用下注射入所述电芯内，同时所述屏蔽阀芯24的上腔为正压腔下腔真空会受到气压的作用向下关闭，因此不会有正压气进入到所述电芯内；在注液完成后所述自封球21会因自重力以及所述毛细管19的液体作用力自然下落关闭所述自封球阀口20，从而防止了所述毛细管19的积液溢出污染电芯和提高注液精度。

如图6所示，所述注液杯正压通道8内设置有一正压阀座27，所述正压阀座27上方设置有正压阀口28以及正压阀芯29，所述正压阀芯29的左侧开设有正压腔30，所述正压腔30与所述正压口2连通，所述正压阀芯29的右侧开设有第一大气腔31，所述第一大气腔31与外界连通。

本发明的上述实施例所述的真空注液控制阀，当所述正压口2通正压时，所述所述正压腔30的气压会上升，此时所述正压阀芯29的左腔为正压右腔为大气压，因此所述正压阀芯29会向右侧移动，当所述正压腔30内的压力达到一定程度时所述正压阀芯29移动到一定位置，所述正压阀口28会被打开，所述正压腔30会与所述注液杯正压通道7的通道口连通，正压会通过所述注液杯正压通道7通向所述注液杯13的内腔；当所述正压口2的正压停止，设置在所述正压阀芯29上的弹簧会将所述正压阀芯29重新推回到原来位置封堵住所述正压阀口28。

其中，所述注液杯负压通道7内设置有一负压阀腔，所述负压阀腔内设置有负压阀座32、负压阀口33、负压阀芯34、负压阀芯推杆35以及负压密封阀芯36，所述负压阀芯34左侧开设有负压腔37，所述负压腔37与所述负压口3连通，所述负压阀芯34的右侧开设有第二大气腔38，所述第二大气腔38与外界连通；所述负压阀芯34固定环设在所述负压阀芯推杆35上，所述负压阀芯推杆35的前端固定连接所述负压密封阀芯36，所述负压密封阀芯36堵设在所述负压阀口33上。

本发明的上述实施例所述的真空注液控制阀，当所述负压口3通负压时，所述负压腔37的气压会降低，此时所述负压阀芯34的左腔为负压右腔为大气压，因此所述负压阀芯34会带动所述负压阀芯推杆35向左侧移动，当左腔的负压压力达到一定程度时，所述负压阀芯34会推动所述负压阀芯推杆35移动到一定的位置从而使得设置在所述负压阀芯推杆35上的所述负压密封阀芯36离开所述负压阀口33，所述负压腔37会与所述注液杯负压通道8的通道口连通，此时所述注液杯13的内腔会被通上来自所述负压口3的负压；当来自所述负压口3的负压停止，设置在所述负压阀芯34上的弹簧会将所述负压阀芯34重新推回到原来位置，所述负压阀口33会被重新封堵。

如图7所示，所述进液口4设置有一进液阀座39，所述进液阀座39内设置有所述进液阀口9，所述进液阀座39的底部设置有一进液阀芯40，所述进液阀芯40的顶部卡设在所述进液阀口9，所述进液阀芯40的下方设置有一控制阀出液口42，所述控制阀出液口42连通所述注液杯13的内腔，所述进液阀座39与进液阀芯40之间开设有一进液控制腔41，所述进液控制口6通过通道与所述进液控制腔41连通。

本发明的上述实施例所述的真空注液控制阀，当所述进液控制口6进气，所述进液控制腔41内的气压会上升，此时所述进液控制腔41内的压力会迫使所述进液阀芯40向下移动，所述进液阀芯40的顶部会离开所述进液阀口9，此时所述进液阀口9打开，所述进液阀芯40为中空结构且顶部开设有通孔，因此所述电解液可以从所述进液口4流入通过所述进液阀口9流进所述进液阀芯40的内部进而通过控制阀进液口42填充至所述注液杯13的内腔中；当所述注液杯13的内腔完成进液，所述进液控制口6停止进气，所述进液控制腔41内的气压降低，设置在所述进液活塞40上的弹簧会将所述进液阀芯40推回至原位，所述进液活塞40的顶部会再一次封堵所述进液阀口9。

本发明的上述实施例所述的真空注液控制阀，对所述电芯注液过程首先要将所述注液杯13与所述电芯抽真空，向所述进液控制口6输入气压0mpa，关闭所述进液阀口9，向注液控制口5输入气压0.6mpa，关闭所述注液阀口15，向正压口2输入0压力，关闭所述正压阀口28，从而保证所述注液杯13与电芯仅能通过所述负压口3与外界连通，此时从所述负压口3输入-90kpa真空，在真空的作用下，所述屏蔽阀口23和自封球阀口20会打开，所述注液杯13的内腔和所述电芯内的空气会被抽出；在将所述注液杯13与所述电芯抽真空后，需要往所述注液杯13内进液，此时需要向所述负压口3输入0气压，从而关闭所述负压阀口33，向所述进液控制口6输入0.6mpa气压，从而使得所述进液阀口9打开，随后将所述电解液从所述进液口4输入所述注液杯13的内腔；当所述注液杯13进液完成后，可以开始对所述电芯注液，向所述进液控制口6输入0气压，从而关闭所述进液阀口9，向所述注液控制口5输入0气压，打开所述注液阀口15，向所述正压口2输入0.2-0.3mpa气压，所述正压阀口28会打开，所述屏蔽阀口23会在正压和所述电芯的真空下关闭，同时所述注液杯13的内腔内的所述电解液会在正压和所述电芯的真空作用下注入所述电芯内部；最后重复多次抽真空和电芯注液，直至注液完成。

本发明的上述实施例所述的真空注液控制阀，能够在抽空注液杯与电芯内的气体的同时对将注液杯内部填充电解液，简化了注液流程，极大的缩短了电芯注液准备时间，提升了电芯的质量与电芯的生产效率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。