CN107387811B - 注液控制阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阀门的技术领域，提供了一种注液控制阀，其包括阀盖、底座、阀柱、阀芯和操作杆。阀盖具有彼此独立的抽真空通道和进液通道，底座固定连接于阀盖并在二者之间围合形成容置空间，底座具有注液通道。阀柱固定连接于阀盖且具有空气通道、第一开口和第二开口，第一开口与抽真空通道连通。阀芯可转动地套设于阀柱上并位于容置空间中。操作杆驱动阀芯转动，可选择地导通进液通道与注液通道，和导通空气通道的第二开口与注液通道。与现有技术对比，本发明提供的注液控制阀，操作方便，成本低，管路短并且简单，注液时电解液残留少,注入电池电解液保有量稳定，有效地提高了良品率。

Description

注液控制阀
技术领域
本发明涉及阀门的技术领域，尤其是涉及一种注液控制阀。
背景技术
方形电池(以下有时简称为“电池”)包括金属壳体和收纳在该金属壳体内的电芯。在电池生产过程中，需要将定量的电解液注入到电池内部，静置一段时间，以便电芯的吸收，而在注液前，需要先将电池内部的空气抽出。
目前，传统的电池注液工艺中，主要是先通过抽真空装置将电池内的空气抽出，然后关闭真空阀，打开注液阀，将电解液加注到电池内，然而，这种方式分别由真空阀和注液阀控制，导致阀体数量多，成本高,管路长并且复杂，电解液残留多,注入电池电解液保有量不稳定，存在质量隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注液控制阀，以解决现有技术中存在的阀体数量多，成本高,管路长并且复杂，电解液残留多,注入电池电解液保有量不稳定的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种注液控制阀，包括：
阀盖，其具有彼此独立的抽真空通道和进液通道；
底座，其具有注液通道，所述底座固定连接于所述阀盖并在二者之间围合形成容置空间；
阀柱，固定连接于阀盖且具有空气通道，所述空气通道的两端分别在所述阀柱侧壁上形成第一开口和第二开口，所述第一开口与所述抽真空通道连通，所述第二开口位于所述容置空间中；
阀芯，可转动地套设于所述阀柱上并位于所述容置空间中，所述阀芯具有第一流动通道和第二流动通道；以及
操作杆，驱动所述阀芯转动，闭合第二开口并使第一流动通道导通进液通道与所述注液通道；和闭合进液通道并使第二流动通道导通空气通道的第二开口与所述注液通道；
所述操作杆的一端伸入所述容置空间中与所述阀芯固定。
进一步地，所述阀芯包括套设在所述阀柱上的上静陶瓷片和下静陶瓷片以及可转动地套设在所述阀柱上且位于所述上静陶瓷片与所述下静陶瓷片之间的动陶瓷片，所述操作杆的一端与所述动陶瓷片固定；所述上静陶瓷片具有与进液通道连通的第一导通孔，所述下静陶瓷片具有与注液通道连通的第二导通孔；所述动陶瓷片具有：
连通孔，分别与所述第一导通孔和第二导通孔对齐时，所述第一导通孔、连通孔、第二导通孔形成所述第一流动通道，所述进液通道、所述第一流动通道和所述注液通道依序连通，所述连通孔贯穿所述动陶瓷片的顶面和底面；以及
导通槽，分别与所述第二开口和所述第二导通孔对齐时，所述导通槽和所述第二导通孔形成所述第二流动通道，抽真空通道、空气通道、第二流动通道和注液通道依序连通，导通槽形成于所述动陶瓷片的底面并沿所述动陶瓷片的周向与所述连通孔错开设置；
所述上静陶瓷片与所述阀盖之间设置有第一止转结构；所述下静陶瓷片与所述底座之间设置有第二止转结构。
进一步地，所述第一止转结构包括第一止转销、形成在所述上静陶瓷片上的第一止转槽以及形成在所述阀盖上且与所述第一止转槽对应的第一止转配合槽，所述第一止转销的两端分别内置在所述第一止转槽和所述第一止转配合槽中；所述第二止转结构包括第二止转销、形成在所述下静陶瓷片上的第二止转槽以及形成在所述底座上且与所述第二止转槽对应的第二止转配合槽，所述第二止转销的两端分别内置在所述第二止转槽和所述第二止转配合槽中。
进一步地，所述阀柱包括与所述阀盖固定连接的卡止部和与所述卡止部连接且具有圆形横截面的轴部，所述空气通道形成在所述轴部上，所述阀芯套设在所述轴部的外周。
进一步地，所述轴部与所述阀盖之间以及所述轴部与阀芯之间均设置有的第一密封构件。
进一步地，所述阀盖与所述阀芯之间以及所述底座与所述阀芯之间均设置有的第二密封构件。
进一步地，所述阀盖与所述阀芯之间设置有弹性构件。
进一步地，所述进液通道沿所述阀盖的厚度方向延伸，所述进液通道的一端在所述阀盖的顶面形成进液入口，另一端在所述阀盖的底面形成进液出口。
进一步地，所述抽真空通道的一端在所述阀盖的外壁上形成抽真空出口，另一端在所述阀盖的内壁上形成与所述第一开口连通的抽真空入口。
进一步地，所述注液通道沿所述底座的厚度方向延伸，所述注液通道的一端在所述底座的表面形成与容置空间连通的注液入口，另一端在所述底座的底面形成注液出口。
与现有技术对比，本发明提供的注液控制阀，通过操作杆驱动阀芯转动，可选地闭合第二开口并使第一流动通道导通进液通道与注液通道，或者，闭合进液通道并使第二流动通道导通空气通道的第二开口与注液通道，这样，该注液控制阀操作方便，成本低，管路短并且简单，注液时电解液残留少，注入电池电解液保有量稳定，有效地提高了良品率；此外，电芯内部真空值较高，电解液能快速有效的侵润到电芯内部，有效地改善了注液效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的注液控制阀的分解示意图一；
图2是本发明实施例提供的注液控制阀的分解示意图二；
图3是本发明实施例提供的阀芯处一换向位置时的立体示意图；
图4为图3中I-I面的剖视示意图；
图5是本发明实施例提供的阀芯处另一换向位置时的立体示意图；
图6为图5中II-II面的剖视示意图。
主要元件符号说明
100：注液控制阀 100a：容置空间
10：阀盖 11：抽真空通道
12：进液通道 13：装配通孔
121：进液入口 122：进液出口
111：抽真空出口 112：抽真空入口
14：第一定位孔
20：底座 21：注液通道
211：注液入口 212：注液出口
22：第二定位孔
30：阀柱 31：空气通道
32：第一开口 33：第二开口
34：卡止部 35：轴部
40：阀芯 4a：第一流动通道
4b：第二流动通道 41：上静陶瓷片
42：下静陶瓷片 43：动陶瓷片
44：第一导通孔 45：第二导通孔
46：连通孔 47：导通槽
50：操作杆
60：第一止转结构 61：第一止转销
62：第一止转槽 63：第一止转配合槽
70：第二止转结构 71：第二止转销
72：第二止转槽
81：第一密封构件 82：第二密封构件
83：弹性构件
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述。
为叙述方便，下文中所称的“上”“下”与附图本身的上、下方向一致，但并不对本发明的结构起限定作用。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
如图1至6所示，为本发明提供的一较佳实施例。
本实施例提供的注液控制阀100，其包括阀盖10、底座20、阀柱30、阀芯40和操作杆50。阀盖10具有彼此独立的抽真空通道11和进液通道12，底座20固定连接于阀盖10并在二者之间围合形成容置空间100a，底座20具有注液通道21。阀柱30固定连接于阀盖10且具有空气通道31，空气通道31的两端分别在阀柱30侧壁上形成第一开口32和第二开口33，第一开口32与抽真空通道11连通，第二开口33位于容置空间100a中。阀芯40可转动地套设于阀柱30上并位于容置空间100a中，阀芯40具有第一流动通道4a和第二流动通道4b。操作杆50驱动阀芯40转动，操作杆50的一端伸入容置空间100a中与阀芯40固定，可选择地闭合第二开口33并使第一流动通道4a导通进液通道12与注液通道21，或者，闭合进液通道12并使第二流动通道4b导通空气通道31的第二开口33与注液通道21。
上述的注液控制阀100，通过操作杆50驱动阀芯40转动，可选地闭合第二开口33并使第一流动通道4a导通进液通道12与注液通道21，或者，闭合进液通道12并使第二流动通道4b导通空气通道31的第二开口33与注液通道21，这样，在注液前导通抽真空通道11、空气通道31和注液通道21，从而利用抽真空装置(图未示)对与注液控制阀100的注液通道21对接的电池(图未示)进行抽真空，并在抽真空后转动阀芯40，导通进液通道12和注液通道21，利用注液机(图未示)对电池进行注液，这样，该注液控制阀100操作方便，成本低，管路短并且结构简单，注液时电解液残留少，注入电池电解液保有量稳定，有效地提高了良品率；此外，电芯内部真空值较高，电解液能快速有效的侵润到电芯内部，有效地提高了注液效率和良品率。
参见图1至6，本实施例的注液控制阀100，用于电池注液设备中，注液控制阀100具有用于与抽真空装置连通的抽真空通道11、与注液杯(图未示)连通的进液通道12和用于与电池的注液孔连通的注液通道21，通过阀芯40的转动，可选择地开闭抽真空通道11和进液通道12，从而切换通道以实现对电池注液或对电池内部抽真空。该注液控制阀100包括阀盖10、底座20、阀柱30和阀芯40。
参见图1至6，阀盖10具有抽真空通道11和进液通道12，抽真空通道11和进液通道12错开设置，且二者彼此独立，在本实施例中，阀盖10具有一装配通孔13，装配通孔13位于其顶面的中央且贯穿阀盖10的顶面和底面。进液通道12具有圆形的横截面，其沿阀盖10的厚度方向延伸，进液通道12的上端在阀盖10的顶面形成进液入口121，下端在阀盖10的底面形成进液出口122。抽真空通道11从阀盖10的外侧壁延伸至阀盖10的内侧壁，抽真空通道11的一端在阀盖10的外壁上形成抽真空出口111，另一端在阀盖10的装配通孔13的内壁上形成的抽真空入口112，抽真空通道11的中心线与进液通道12的中心线在阀盖10的周向上间隔角度为但不局限于180°设置。
当然，抽真空通道11、进液通道12也可以呈弧形延伸或呈倾斜延伸；进液入口121可以形成在侧壁上，抽真空出口111可以形成在顶面上。
参见图1至6，底座20固定连接于阀盖10并在二者之间围合形成容置空间100a，底座20具有连通容置空间100a的注液通道21，在本实施例中，底座20连接在阀盖10的下方，底座20与阀盖10通过螺钉等紧固件连接固定。注液通道21与进液通道12对齐，注液通道21具有圆形的横截面，其沿底座20的厚度方向延伸，注液通道21的上端在底座20的表面形成与容置空间100a连通的注液入口211，另一端在底座20的底面形成注液出口212。
参见图1至6，阀柱30固定连接于阀盖10且具有空气通道31，空气通道31的两端分别阀柱30侧壁上形成第一开口32和第二开口33，第一开口32与抽真空通道11连通，第二开口33位于容置空间100a中。在本实施例中，阀柱30包括卡止部34和连接于卡止部34的底面中央的轴部35，轴部35具有圆形的横截面，装配通孔13的形状与轴部35相匹配，卡止部34通过螺钉等紧固件与阀盖10连接固定，轴部35经装配通孔13伸入容置空间100a中，空气通道31位于该轴部35上，第二开口33位于第一开口32的下方，第一开口32的中心线与第二开口33的中心线在轴部35的周向上错开的圆心夹角为但不局限于180°。
为了对阀柱30进行定位和固定，以使阀柱30在安装后第一开口32与抽真空入口112能够对齐，卡止部34的横截面形状为非圆形，该阀盖10具有位于其顶面中央且与装配通孔13连通的第一定位孔14，第一定位孔14的形状与卡止部34相匹配，在本实施例中，卡止部34的横截面形状为但不局限于半圆形，这样，不仅在装配时便于对阀柱30的定位，使得阀柱30与阀盖10可实现快速连接，而且也便于在阀柱30的卡止部34置入第一定位孔14后，第一开口32与抽真空入口112对齐。
在又一实施例中，卡止部34通过螺钉可拆除地固定在阀盖10的顶面上。
为了对阀柱30进一步地支撑，在底座20于容置空间100a中的表面上形成有第二定位孔22，以供轴部35的底端伸入，第二定位孔22的形状与轴部35相匹配，这样，可进一步地加强对轴部35的支撑作用，使得结构更加稳固。
参见图1至6，阀芯40可转动地套设于阀柱30上并位于容置空间100a中，阀芯40具有第一流动通道4a和第二流动通道4b。操作杆50的一端伸入容置空间100a中与阀芯40固定，操作杆50能够驱动阀芯40绕轴部35转动，在阀芯40转动时，可选择闭合第二开口33并使第一流动通道4a导通进液通道12与注液通道21，或者闭合进液通道12并使第二流动通道4b导通空气通道31的第二开口33与注液通道21。
在本实施例中，阀芯40为陶瓷阀芯40，可以采用氧化铝陶瓷材料制成，其包括套设在阀柱30上且截面为圆环形的上静陶瓷片41、下静陶瓷片42以及动陶瓷片43，上静陶瓷片41与阀盖10之间设置有第一止转结构60；下静陶瓷片42与底座20之间设置有第二止转结构70，动陶瓷片43位于上静陶瓷片41与下静陶瓷片42之间并能够相对轴部35转动，操作杆50的一端与动陶瓷片43固定，值得一提的是，采用陶瓷材料作为密封件，相邻的陶瓷片的接触面之间间隙较小，并能形成密封状态，具有较好的气液密封效果，因此，无需在两陶瓷片之间增设如密封圈、密封垫片等密封件；另外，陶瓷阀芯的使用寿命较长，有效提高了该注液控制阀100的使用寿命及可靠性。
具体地，上静陶瓷片41具有与进液通道12连通的第一导通孔44，第一导通孔44与进液出口122对齐，下静陶瓷片42具有与注液通道21连通的第二导通孔45，第二导通孔45与注液入口211对齐。动陶瓷片43具有连通孔46和导通槽47，连通孔46贯穿动陶瓷片43的顶面和底面，连通孔46的直径、进液出口122的直径、注液入口211的直径基本相等。导通槽47形成于动陶瓷片43的底面(动陶瓷片43的面向下静陶瓷片42的一面)上，导通槽47从动陶瓷片43的内缘周边向外缘周边延伸，且导通槽47沿动陶瓷片43的周向与连通孔46错开设置预设角度。容易理解的是，动陶瓷片43处第一换向位置(即常通位置)时，连通孔46分别与第一导通孔44和第二导通孔45错开，导通槽47分别与第二开口33和第二导通孔45对齐，并和第二导通孔45形成第二流动通道4b，第一导通孔44被动陶瓷片43的顶面关闭，抽真空通道11、空气通道31、第二流动通道4b和注液通道21依序连通，从而通过抽真空装置将电池内部的空气抽出；拨动操作杆50驱使动陶瓷片43转动至第二换向位置后，连通孔46分别与第一导通孔44和第二导通孔45对齐，第二开口33被动陶瓷片43内缘的侧壁关闭，第一导通孔44、连通孔46、第二导通孔45形成第一流动通道4a，进液通道12、第一流动通道4a和注液通道21依序连通，从而通过注液杯将电解液注入电池内。
参见图1至6，第一止转结构60包括第一止转销61、形成在上静陶瓷片41上的第一止转槽62以及形成在阀盖10上且与第一止转槽62对应的第一止转配合槽63，第一止转销61的两端分别内置在第一止转槽62和第一止转配合槽63中。第二止转结构70包括第二止转销71、形成在下静陶瓷片42上的第二止转槽72以及形成在底座20上且与第二止转槽72对应的第二止转配合槽(图未示)，第二止转销71的两端分别内置在第二止转槽72和第二止转配合槽中。这样，可将上静陶瓷片41、下静陶瓷片42保持在该容置空间100a中，避免与动陶瓷片43一同转动，进而提高了结构的可靠性。
作为进一步地优化，轴部35与阀盖10之间以及轴部35与阀芯40之间均设置有的第一密封构件81，以密封轴体的轴向间隙，第一密封构件81为但不局限于密封圈，这样，可进一步地提高阀柱30与阀盖10及阀芯40之间的轴向密封性。
作为进一步地优化，阀盖10与阀芯40之间以及底座20与阀芯40之间均设置有的第二密封构件82，以密封阀盖10与阀芯40之间以及底座20与阀芯40之间的径向间隙，第二密封构件82为但不局限于密封圈，这样，可进一步地提高阀芯40与阀盖10及底座20之间的径向密封性。
作为进一步地优化，阀盖10与阀芯40之间设置有弹性构件83，在本实施例中，弹性构件83为但不局限于弹性胶垫，容易理解的是，在阀盖10和底座20锁合后，弹性构件83被压紧在阀盖10与阀芯40之间，这样，利用弹性构件83的弹力，可使上静陶瓷片41、动陶瓷片43及下静陶瓷片42压紧，进而保证阀芯40的密封性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种注液控制阀，其特征在于，包括：
阀盖，其具有彼此独立的抽真空通道和进液通道；
底座，其具有注液通道，所述底座固定连接于所述阀盖并在二者之间围合形成容置空间；
阀柱，固定连接于阀盖且具有空气通道，所述空气通道的两端分别在所述阀柱侧壁上形成第一开口和第二开口，所述第一开口与所述抽真空通道连通，所述第二开口位于所述容置空间中；
阀芯，可转动地套设于所述阀柱上并位于所述容置空间中，所述阀芯具有第一流动通道和第二流动通道；以及
操作杆，驱动所述阀芯转动，闭合第二开口并使第一流动通道导通进液通道与所述注液通道；和闭合进液通道并使第二流动通道导通空气通道的第二开口与所述注液通道；
所述操作杆的一端伸入所述容置空间中与所述阀芯固定。
2.根据权利要求1所述的注液控制阀，其特征在于，所述阀芯包括套设在所述阀柱上的上静陶瓷片和下静陶瓷片以及可转动地套设在所述阀柱上且位于所述上静陶瓷片与所述下静陶瓷片之间的动陶瓷片，所述操作杆的一端与所述动陶瓷片固定；所述上静陶瓷片具有与进液通道连通的第一导通孔，所述下静陶瓷片具有与注液通道连通的第二导通孔；所述动陶瓷片具有：
连通孔，分别与所述第一导通孔和第二导通孔对齐时，所述第一导通孔、连通孔、第二导通孔形成所述第一流动通道，所述进液通道、所述第一流动通道和所述注液通道依序连通，所述连通孔贯穿所述动陶瓷片的顶面和底面；以及
导通槽，分别与所述第二开口和所述第二导通孔对齐时，所述导通槽和所述第二导通孔形成所述第二流动通道，抽真空通道、空气通道、第二流动通道和注液通道依序连通，所述导通槽形成于所述动陶瓷片的底面并沿所述动陶瓷片的周向与所述连通孔错开设置；
所述上静陶瓷片与所述阀盖之间设置有第一止转结构；所述下静陶瓷片与所述底座之间设置有第二止转结构。
3.根据权利要求2所述的注液控制阀，其特征在于，所述第一止转结构包括第一止转销、形成在所述上静陶瓷片上的第一止转槽以及形成在所述阀盖上且与所述第一止转槽对应的第一止转配合槽，所述第一止转销的两端分别内置在所述第一止转槽和所述第一止转配合槽中；所述第二止转结构包括第二止转销、形成在所述下静陶瓷片上的第二止转槽以及形成在所述底座上且与所述第二止转槽对应的第二止转配合槽，所述第二止转销的两端分别内置在所述第二止转槽和所述第二止转配合槽中。
4.根据权利要求1所述的注液控制阀，其特征在于，所述阀柱包括与所述阀盖固定连接的卡止部和与所述卡止部连接且具有圆形横截面的轴部，所述空气通道形成在所述轴部上，所述阀芯套设在所述轴部的外周。
5.根据权利要求4所述的注液控制阀，其特征在于，所述轴部与所述阀盖之间以及所述轴部与阀芯之间均设置有的第一密封构件。
6.根据权利要求1所述的注液控制阀，其特征在于，所述阀盖与所述阀芯之间以及所述底座与所述阀芯之间均设置有的第二密封构件。
7.根据权利要求1所述的注液控制阀，其特征在于，所述阀盖与所述阀芯之间设置有弹性构件。
8.根据权利要求1所述的注液控制阀，其特征在于，所述进液通道沿所述阀盖的厚度方向延伸，所述进液通道的一端在所述阀盖的顶面形成进液入口，另一端在所述阀盖的底面形成进液出口。
9.根据权利要求1所述的注液控制阀，其特征在于，所述抽真空通道的一端在所述阀盖的外壁上形成抽真空出口，另一端在所述阀盖的内壁上形成与所述第一开口连通的抽真空入口。
10.根据权利要求1所述的注液控制阀，其特征在于，所述注液通道沿所述底座的厚度方向延伸，所述注液通道的一端在所述底座的表面形成与容置空间连通的注液入口，另一端在所述底座的底面形成注液出口。
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