CN102167276A - 一种小型可控灌装速度的真空灌装装置 - Google Patents

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一种小型可控灌装速度的真空灌装装置，包括灌装速度控制阀、液料容器、两通控制阀、三通控制阀和导气/液管。灌装速度控制阀是减压阀/针型阀；液料容器是上端开有两个小孔的密封容器，容器内灌入液料，两个小孔中分别插入导气/液管并密封，两导管中的一根与四通相连，另一根与三通阀相连；与四通连接的导气管处于液面的上方，与三通控制阀连接的导气管位于液面的下方；四通一端连接容器，另外三端分别连接减压阀/针型阀、压力表和两通阀；减压阀/针型阀一端连接四通，另一端连接大气；两通阀一端接四通一端连接抽真空；三通阀一端连接液料容器、一端连接抽真空、一端连接待灌装的工件；两通阀和三通阀以及抽真空的导气管用T型导气管连接。

Description

一种小型可控灌装速度的真空灌装装置
技术领域
本发明涉及真空灌装技术领域，具体涉及一种用于染料敏化太阳电池电解液的可控灌装速度的真空灌装及其它需要可控灌装速度的真空灌装液体的小型可控灌装速度的真空灌装装置。
背景技术
在真空灌装中控制灌装速度是一种十分必要的操作控制过程，可以广泛应用于一切液体的真空灌装。目前，常采用的非可控灌装速度的灌装在灌装过程中，由于待灌装容器的负压吸入液料时的不可控性，会带来以下不良后果：
(1)液料急速喷入待灌装容器时会有气泡的产生；
(2)急速的液料流会对容器及容器内物体/结构造成较大的冲击；
(3)急速的液料流在开通三通阀的时候会随着真空泵的负压沿着真空管进入真空泵，不仅会造成灌装液料的浪费，而且进入真空泵的液料腐蚀真空泵、影响真空泵的真空度和使用寿命；
(4)不可控的灌装无法保证液料额定量灌装；
(5)不可控的灌装无法实现液料灌装后在灌装容器上部保留真空。
综上所述，可控灌装速度的真空灌装是十分必要的。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的不足，提供一种小型可控灌装速度的真空灌装装置，解决真空灌装中出现的灌装气泡、液料流对工件或者待灌装工件内物体/结构的冲击、液料进入真空泵造成的真空泵的真空度降低和使用寿命缩短等灌装难题。
本发明提供的可控灌装速度的真空灌装装置，包括灌装速度控制阀、液料容器、两通控制阀、三通控制阀、导气/液管等五部分。灌装速度控制阀主要由一个减压阀或者针型阀构成；液料容器由一个上端开有两个小孔的密封容器组成，容器内灌入液料，两个小孔中分别插入两根导气/液管并使用密封胶密封，两根导管中的一根与四通相连，另一根与三通阀相连；与四通连接的导气管处于液料容器内液面的上方，与三通控制阀连接的导气管位于液面的下方；四通一端连接液料容器，另外三端分别连接减压阀/针型阀、压力表和两通阀；减压阀/针型阀一端连接四通，另一端连接大气；两通阀一端接四通一端连接抽真空；三通阀一端连接液料容器、一端连接抽真空、一端连接待灌装的工件；两通阀和三通阀以及抽真空的导气管用T型导气管连接；导气/液管主要是一个四通、一根T型管和若干导管。本发明可用于需要控制灌装速度的液体的真空灌装。
为了加强密封效果，液料容器与导气/液管使用密封胶密封。
为了加强密封效果，导气/液管与减压阀/针型阀、四通、真空表、两通控制阀、三通控制阀连接处使用密封垫圈。
为了操作的一致性和简便性，两通阀和三通阀使用同一个触发开关控制。
本发明利用导气/液管将减压阀/针型阀、液料容器、四通、压力表、两通阀、三通阀等器件连接，连接处使用快接头或者加垫圈的双卡套连接。使用真空泵将待灌装工件腔和液料容器上方的空气或者非目标气体抽空，然后将两通阀关闭，三通阀将液料容器和工件腔连接，开启减压阀/针型阀，使大气进入液料容器，在液料容器与工件腔之间的压力差下将液料灌入工件腔。通过控制减压阀/针型阀控制进入液料容器的气体的量来控制灌装的速度，增加了液料流的可控性。随着外界大气逐渐进入液料容器以及液料逐渐灌入工件腔，液料容器和工件腔的压强最终趋于平衡，此时灌装自动结束。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)本发明可以实现可控速度的灌装，解决常规真空灌出现的灌装气泡、液料流对工件或者待灌装容器内物体/结构的冲击、液料进入真空泵造成的真空泵的真空度降低和使用寿命缩短等灌装难题。
(2)本发明灌装不会有泡沫的产生，可以保证液料额定量灌装。
(3)本发明灌装可以随时停止灌装，可以实现灌装液料后在灌装容器上部保留真空。
(4)本发明装置简单、操作简便，设备制造成本低，各元器件使用导气/管连接，利用成熟的快插口或者双卡套连接，提高了装置的密封性能，延长了装置的正常运行时间，本发明系统较稳定、安装较容易，适合小型设备的灌装。
附图说明
图1是本发明的小型可控灌装速度的真空灌装装置整体结构示意图。
图中：1-灌装速度控制阀；4-导气管；5-四通；6-压力表；7-两通控制阀；8-T型管；9-抽真空管；11-导液管；12-三通阀；13-出液管；14、15、16-三通控制阀的三个接口，14-三通控制阀的第一接口，15-三通控制阀的第二接口，16-三通控制阀的第三接口；17-液料容器；其它标识2、3、10为连接对应部件的管路。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明的小型可控灌装速度的真空灌装装置包括灌装速度控制阀1、液料容器17、两通控制阀7、三通控制阀12、导气管4、导液管11和抽真空管9及其连接的真空泵；所述灌装速度控制阀1、液料容器17、两通控制阀7、三通控制阀12和真空泵的工作由控制系统来控制。该控制系统可以由现有技术中的微控制器或PLC，通过驱动器件来实现各个阀门以及电机的开关。
灌装速度控制阀1采用减压阀(或者针型阀)；
液料容器17是上端开有两个小孔的密封容器，容器内灌入液料；两个小孔中分别插入导气管4和导液管11，并使用密封胶密封；导气管4与四通5相连，导液管11与三通控制阀的第一接口14相连；
与导气管4的管口位于液料容器17内液面的上方；
与导液管11伸入液料容器17内液面的下方；
四通5的不与导气管4连接的三端分别连接灌装速度控制阀1、压力表6和两通阀7；
灌装速度控制阀1的另一端与大气连通；
两通阀7的另一端连接T型阀8；T型阀连接抽真空管9；
三通控制阀的第二接口15通过T型阀8连接抽真空管9、三通控制阀的第三接口16连接出液管13，出液管13的另一端即为连接待灌装的工件的出液口；
当本发明需要灌装液体时，首先在液料容器中灌入需要灌装的液料，将减压阀/真空阀1关闭、两通阀7开启，使三通阀12将接口15和16接通、14关闭，导气管9连接真空泵；开动真空泵，真空泵工作时将管道3、4、5、8、9、10、11、13内和液料容器17上部及工件腔内的空气抽除；观察气压表6，当管道和腔体内空气被抽除后，关闭两通阀7，使三通阀将15断开、14和16接通，断开导气管9与真空泵的连接，关闭真空泵；此时，管道3、4、5、8、9、10、11、13内和液料容器17上部及工件腔内处于真空状态，并且压强相等，不会有液料自液料容器灌入工件腔；慢慢旋转减压阀/针型阀1，使外界大气缓缓进入液料容器17；当大气进入液料容器17后，其内气压升高，液料容器和工件腔产生一个压强差，进而产生压力差，液料在这个压强力差的作用下自液料溶液进入工件腔；通过控制减压阀/针型阀1控制外界大气进入液料容器的速度，即可实现对灌装速度的控制；随着外界气体不断进入液料容器，液料容器内的液料不断灌入工件腔，最终，液料容器内压强达到外界气压，液料容器停止向工件腔灌入液料，灌装完成。

Claims (4)

1.一种小型可控灌装速度的真空灌装装置，包括灌装速度控制阀(1)、液料容器(17)、两通控制阀(7)、三通控制阀(12)、导气管(4)、导液管(11)和抽真空管(9)及其连接的真空泵；所述灌装速度控制阀(1)、液料容器(17)、两通控制阀(7)、三通控制阀(12)和真空泵的工作由控制系统来控制；
液料容器(17)是上端开有两个小孔的密封容器，容器内灌入液料；两个小孔中分别插入导气管(4)和导液管(11)，并密封；
导气管(4)的一端位于液料容器(17)内液面的上方；导气管(4)的另一端与灌装速度控制阀(1)的一端，以及两通控制阀(7)的一端同时连通；灌装速度控制阀(1)的另一端与大气连通；两通控制阀(7)的另一端连接抽真空管(9)；
导液管(11)一端伸入液料容器(17)内液面的下方；导液管(11)的另一端与三通控制阀的第一接口(14)相连；三通控制阀的第二接口(15)连接抽真空管(9)、三通控制阀的第三接口(16)连接出液管(13)的一端，出液管(13)的另一端即为连接待灌装的工件的出液口；
在灌装液体时，通过控制系统，首先在液料容器(17)中灌入需要灌装的液料，控制灌装速度控制阀(1)关闭、两通控制阀(7)开启，接通三通控制阀的第二接口(15)和三通控制阀的第三接口(16)、关闭三通控制阀的第一接口(14)；
开动真空泵，相应管道和腔体内的空气被抽除后，关闭两通阀7，接通三通控制阀的第一接口(14)和三通控制阀的第三接口(16)、关闭三通控制阀的第二接口(15)，关闭真空泵；缓慢打开灌装速度控制阀(1)，控制外界大气进入液料容器的速度，即可实现对灌装速度的控制，最终，液料容器内压强达到外界气压，液料容器停止向工件腔灌入液料，灌装完成。
2.根据权利要求1所述的小型可控灌装速度的真空灌装装置，其特征在于所述灌装速度控制阀(1)是减压阀或针型阀。
3.根据权利要求1或2所述的小型可控灌装速度的真空灌装装置，其特征在于两通控制阀(7)和三通控制阀的第二接口(15)是通过T型阀(8)连接抽真空管(9)的。
4.根据权利要求1或2所述的小型可控灌装速度的真空灌装装置，其特征在于包括压力表(6)，压力表(6)与导气管(4)、灌装速度控制阀(1)以及两通控制阀(7)通过四通(5)连接。
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