CN113431930B - 多通阀及具有其的采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通阀及具有其的采集装置，多通阀包括：阀体，阀体包括容纳腔和与容纳腔连通的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；阀芯，阀芯的至少部分可运动地设置在容纳腔内，阀芯上设置有阀芯通道，阀芯通道的第一端可选择地与第一通道、第二通道以及第三通道中的其中一个连通，阀芯通道的第二端与第四通道连通或断开。本发明的多通阀解决了现有技术中难以在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行采集的问题。

Description

多通阀及具有其的采集装置

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，具体而言，涉及一种多通阀及具有其的采集装置。

背景技术

随着石油资源的消耗、环境保护力度的加大以及政府的大力支持，锂电池的应用越来越广泛。作为非常具有希望的能源利用方案，锂电池的应用已初具规模。

锂电池具有质量轻、能量高、寿命周期长等优点，同时也具有一些不可忽略的缺点。其具有较高的能量密度，一旦发生失效就会在极短的时间内产生大量的热量和气体，甚至造成起火或者爆炸。对于锂电池的安全分析一直在进行中，力图通过对失效过程中气体的分析以进行安全设计，针对性地改善锂电池的安全性能，以减少锂电池失效造成的损害。

现有技术中，通过模拟失效条件人为造成锂电池失效，以采集在锂电池失效过程中的电压、温度等数据来分析锂电池内部发生的变化。对于锂电池失效过程中的产气，一般通过采集压力数据来分析产气量，而对于产生的气体的具体成分以及成分的变化趋势，分析起来则比较困难。

加速量热仪(ARC)是一种很有效的模拟锂电池热失效过程的设备，它可以提供一个良好绝热的密闭环境，进行加热、针刺、过充等测试来模拟电池的失效过程，同时采集较为准确的温度数据以供分析。还支持附加各种设备对电压、压力等数据进行采集。

但是，由于锂电池因失效导致的排气发生地十分迅速且温度和压力变化较大，在密闭环境的一般设备无法直接承受如此巨大的变化，类似ARC这种设备，目前还没有一种有效的附加设备，可以实现在这种空间有限的设备中，高温高压的环境下进行有效的气体实时在线采集和分析。

目前，一般是将整个过程产生的气体统一收集到一个气体存储装置中，然后再将气体存储装置连接到检测仪器上进行分析，但是此方法只能检测最终的气体的组成和含量，无法反映气体成分和含量随锂电池失效过程发展而变化的趋势；或者是在一个开放式的环境中人工模拟锂电池的失效过程，使用常规的气体采集装置采集气体以进行实时的分析检测，但是这种实验方法受到的外界干扰较多，使得实验得到的结果比较粗糙，也无法同步分析温度和压力的变化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多通阀及具有其的采集装置，以解决现有技术中难以在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行采集监测的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多通阀，包括：阀体，阀体包括容纳腔和与容纳腔连通的第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；阀芯，阀芯的至少部分可运动地设置在容纳腔内，阀芯上设置有阀芯通道，阀芯通道的第一端可选择地与第一通道、第二通道以及第三通道中的其中一个连通，阀芯通道的第二端与第四通道连通或断开。

进一步地，第一通道用于与抽气装置连通，以将阀芯通道内的气体抽出；第二通道用于与取样管连通，以向阀芯通道内送入待测气体，第三通道用于与送气装置连通，以向阀芯通道内送入补偿气体；第四通道用于与缓冲罐连通，以供气体进出；当阀芯通道的第一端与第一通道或第三通道连通时，阀芯通道的第二端与第四通道连通；当阀芯通道的第一端与第二通道连通时，阀芯通道的第二端与第四通道断开。

进一步地，第一通道、第二通道以及第三通道沿阀体的周向设置；阀芯通道的第一端的开口朝向容纳腔的周向侧壁设置，阀芯绕自身轴线可转动地设置，以使阀芯通道的第一端分别与第一通道、第二通道以及第三通道连通。

进一步地，第四通道设置在阀体的端部，阀芯通道的第二端朝向容纳腔的底部设置；或者第四通道设置在阀体的周向侧壁，阀芯通道的第二端朝向容纳腔的周向侧壁设置；和/或阀体的外周面为圆柱面，阀芯的转动轴线与圆柱面的中心线共线；和/或阀芯包括阀芯本体和转动部，阀芯本体的至少部分位于容纳腔内；转动部与阀芯本体连接，转动部的至少部分位于阀体外侧，以通过转动转动部以使阀芯本体转动。

进一步地，容纳腔包括依次连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体；阀芯的阀芯本体包括依次连接的第一阀芯部、第二阀芯部和第三阀芯部；第一腔体和第三腔体为圆柱形，第二腔体为圆台形；其中，第一阀芯部的外周面与第一腔体的内壁面相配合，以插入第一腔体内；第二阀芯部的外周面与第二腔体的内壁面相配合，以插入第二腔体内；第三阀芯部的外周面与第三腔体的内壁面相配合，以插入第三腔体内。

进一步地，第一腔体的直径大于第三腔体的直径，第二腔体的最大直径小于或等于第一腔体的直径，第二腔体的最小直径大于或等于第三腔体的直径；和/或第一通道、第二通道以及第三通道均与第一腔体的周向侧壁连通，第四通道与第三腔体的周向侧壁或底部端面连通；阀芯通道的第一端延伸至第一阀芯部的周向侧壁上，阀芯通道的第二端延伸至第三阀芯部的周向侧壁或底部端面上。

进一步地，容纳腔靠近第四通道处的腔壁面包括第一壁面部和第二壁面部，第一壁面部用于封堵阀芯通道的第二端的端口，第二壁面部用于与第四通道连通。

进一步地，第四通道设置在容纳腔的底部端面，第一通道的中心线和第三通道的中心线之间的夹角为α；其中，第二壁面部的数量为一个，第二壁面部为扇形，第二壁面部的两侧直边之间的夹角为β1，β1≥α；或者第二壁面部的数量为两个，两个第二壁面部为条形，两个第二壁面部中心线之间的夹角为β2，β2＝α。

根据本发明的另一方面，提供了一种采集装置，包括：上述的多通阀；抽气装置，与多通阀的第一通道连通；送气装置，与多通阀的第三通道连通；取样管，取样管的出口与多通阀的第二通道连通；缓冲罐，缓冲罐的第一进出口与多通阀的第四通道连通，缓冲罐的第二进出口用于与检测仪器连通。

进一步地，取样管的制作材料为陶瓷；和/或取样管的入口处设置有过滤装置，以用于过滤杂质；和/或采集装置包括驱动装置，与多通阀的阀芯驱动连接，以驱动阀芯转动；和/或采集装置包括单向隔膜阀，单向隔膜阀设置在缓冲罐的第二进出口处，当缓冲罐内的气体压力达到预定压力时，单向隔膜阀开启，以使气体通过单向隔膜阀到达检测仪器内。

应用本发明的技术方案，本发明的多通阀包括阀体和阀芯，阀体包括容纳腔和与容纳腔连通的多个阀体通道，多个阀体通道包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；阀芯的至少部分可运动地设置在容纳腔内，阀芯上设置有阀芯通道，阀芯通道的第一端可选择地与第一通道、第二通道以及第三通道中的其中一个连通，阀芯通道的第二端与第四通道连通或断开，通过将本发明的多通阀第一通道、第二通道、第三通道和第四通道分别与不同的装置连通，共同组成一个集抽真空、取样、补偿气、缓冲等功能为一体的气体采集装置，以在保证采集装置的使用寿命的前提下在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行实时采集监测，避免检测结果受到的外界干扰，提高检测结果的准确性，得到待测气体的成分和浓度含量随时间的变化关系，以解决现有技术中难以在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行采集监测的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的多通阀的实施例的主视图；

图2示出了图1所示多通阀沿A-A方向的剖视图；

图3示出了图1所示多通阀沿B-B方向的剖视图；

图4示出了图1所示多通阀沿C-C方向的剖视图；

图5示出了图1所示多通阀的阀体的第一个实施例沿垂直于阀体中心线方向的剖视图；

图6示出了图1所示多通阀的阀体的第二个实施例沿垂直于阀体中心线方向的剖视图；

图7示出了图1所示多通阀的阀体的半剖视图；

图8示出了图1所示多通阀的阀芯的剖视图；以及

图9示出了具有图1所示多通阀的采集装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、阀体；11、容纳腔；111、第一腔体；112、第二腔体；113、第三腔体；1130、第一壁面部；1131、第二壁面部；12、阀体通道；121、第一通道；122、第二通道；123、第三通道；13、第四通道；

2、阀芯；21、阀芯本体；211、第一阀芯部；212、第二阀芯部；213、第三阀芯部；22、阀芯通道；221、第一通道段；222、第二通道段；23、转动部；

10、抽气装置；20、送气装置；30、取样管；40、缓冲罐；50、多通阀；60、过滤装置；70、驱动装置；80、单向隔膜阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图9所示，本发明提供了一种多通阀50，包括：阀体1，阀体1包括容纳腔11和与容纳腔11连通的第一通道121、第二通道122、第三通道123和第四通道13；阀芯2，阀芯2的至少部分可运动地设置在容纳腔11内，阀芯2上设置有阀芯通道22，阀芯通道22的第一端可选择地与第一通道121、第二通道122以及第三通道123中的其中一个连通，阀芯通道22的第二端与第四通道13连通或断开。

本发明的多通阀50包括阀体1和阀芯2，阀体1包括容纳腔11和与容纳腔11连通的多个阀体通道12，多个阀体通道12包括第一通道121、第二通道122、第三通道123和第四通道13；阀芯2的至少部分可运动地设置在容纳腔11内，阀芯2上设置有阀芯通道22，阀芯通道22的第一端可选择地与第一通道121、第二通道122以及第三通道123中的其中一个连通，阀芯通道22的第二端与第四通道13连通或断开，通过将本发明的多通阀50第一通道121、第二通道122、第三通道123和第四通道13分别与不同的装置连通，共同组成一个集抽真空、取样、补偿气、缓冲等功能为一体的气体采集装置，以在保证采集装置的使用寿命的前提下在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行实时采集监测，避免检测结果受到外界的干扰，提高检测结果的准确性，得到待测气体的成分和浓度含量随时间的变化关系，以解决现有技术中难以在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行采集监测的问题。

如图2至图4所示，第一通道121用于与抽气装置10连通，以将阀芯通道22内的气体抽出；第二通道122用于与取样管30连通，以向阀芯通道22内送入待测气体，第三通道123用于与送气装置20连通，以向阀芯通道22内送入补偿气体；第四通道13用于与缓冲罐40连通，以供气体进出；当阀芯通道22的第一端与第一通道121或第三通道123连通时，阀芯通道22的第二端与第四通道13连通；当阀芯通道22的第一端与第二通道122连通时，阀芯通道22的第二端与第四通道13断开。

如图5至图8所示，第一通道121、第二通道122以及第三通道123沿阀体1的周向设置；阀芯通道22的第一端的开口朝向容纳腔11的周向侧壁设置，阀芯2绕自身轴线可转动地设置，以使阀芯通道22的第一端分别与第一通道121、第二通道122以及第三通道123连通。

可选地，第四通道13设置在阀体1的端部，阀芯通道22的第二端朝向容纳腔11的底部设置；或者第四通道13设置在阀体1的周向侧壁，阀芯通道22的第二端朝向容纳腔11的周向侧壁设置；和/或阀体1的外周面为圆柱面，阀芯2的转动轴线与圆柱面的中心线共线；和/或阀芯2包括阀芯本体21和转动部23，阀芯本体21的至少部分位于容纳腔11内；转动部23与阀芯本体21连接，转动部23的至少部分位于阀体1外侧，以通过转动转动部23以使阀芯本体21转动。

其中，第四通道13设置在阀体1的端部，即第四通道13的第一端与容纳腔11的底部连通，第四通道13的第二端位于阀体1的其中一端的端面上，阀芯通道22的第二端朝向容纳腔11的底部设置，以用于与第四通道13连通或断开；或者第四通道13设置在阀体1的周向侧壁上，即第四通道13的第一端与容纳腔11的周向侧壁连通，第四通道13的第二端位于阀体1的周向侧壁上，阀芯通道22的第二端朝向容纳腔11的周向侧壁设置，以用于与第四通道13连通或断开。

如图7和图8所示，容纳腔11包括依次连通的第一腔体111、第二腔体112和第三腔体113；第一腔体111和第三腔体113为圆柱形，第二腔体112为圆台形；阀芯2的阀芯本体21包括依次连接的第一阀芯部211、第二阀芯部212和第三阀芯部213；其中，第一阀芯部211的外周面与第一腔体111的内壁面相配合，以插入第一腔体111内；第二阀芯部212的外周面与第二腔体112的内壁面相配合，以插入第二腔体112内；第三阀芯部213的外周面与第三腔体113的内壁面相配合，以插入第三腔体113内。

具体地，第一腔体111的直径大于第三腔体113的直径，第二腔体112的最大直径小于或等于第一腔体111的直径，第二腔体112的最小直径大于或等于第三腔体113的直径；和/或第一通道121、第二通道122以及第三通道123均与第一腔体111的周向侧壁连通，第四通道13与第三腔体113的周向侧壁或底部端面连通；阀芯通道22的第一端延伸至第一阀芯部211的周向侧壁上，阀芯通道22的第二端延伸至第三阀芯部213的周向侧壁或底部端面上。

其中，第一腔体111远离第二腔体112的一端具有开口部，当第一腔体111的直径大于第三腔体113的直径，第二腔体112的最大直径小于或等于第一腔体111的直径，第二腔体112的最小直径大于或等于第三腔体113的直径时，有利于阀芯2的阀芯本体21从第一腔体111的开口部插入容纳腔11内。

当第一通道121、第二通道122以及第三通道123均与第一腔体111的周向侧壁连通时，阀芯通道22的第一端延伸至第一阀芯部211的周向侧壁上；当第四通道13与第三腔体113的周向侧壁连通时，阀芯通道22的第二端延伸至第三阀芯部213的周向侧壁上；当第四通道13与第三腔体113的底部端面连通时，阀芯通道22的第二端延伸至第三阀芯部213的底部端面上。

具体地，容纳腔11靠近第四通道13处的腔壁面包括第一壁面部1130和第二壁面部1131，第一壁面部1130用于封堵阀芯通道22的第二端的端口，第二壁面部1131用于与第四通道13连通。

可选地，第一壁面部1130和第二壁面部1131可以为容纳腔11的底面的部分也可以为容纳腔11的周向侧壁的部分，即容纳腔11与第四通道13的交界处可以位于容纳腔11的底面也可以位于容纳腔11的周向侧壁上。

如图8所示，在本发明的一个实施例中，阀芯通道22包括第一通道段221和第二通道段222，第一通道段221的一端延伸至第一阀芯部211的周向侧壁上，第一通道段221的另一端和第二通道段222的一端连通，第二通道段222的另一端延伸至第三阀芯部213的底部端面上；第一通道段221的中心线和第二通道段222的中心线呈预定夹角设置。

优选地，第一通道段221的中心线垂直于阀芯2的轴线，第二通道段222的中心线平行或倾斜于阀芯2的轴线。

如图5和图6所示，第四通道13设置在容纳腔11的底部端面，第一通道121的中心线和第三通道123的中心线之间的夹角为α；其中，第二壁面部1131的数量为一个，第二壁面部为扇形，第二壁面部1131的两侧直边之间的夹角为β1，β1≥α；或者第二壁面部1131的数量为两个，两个第二壁面部1131为条形，两个第二壁面部1131中心线之间的夹角为β2，β2＝α。

如图5所示，第四通道13设置在容纳腔11的底部端面，第一通道121的中心线和第三通道123的中心线之间的夹角为α；第二壁面部1131的数量为一个，第二壁面部为扇形，第二壁面部1131的两侧直边之间的夹角为β1，β1≥α，这样，当阀芯通道22的第一端与第一通道121或第三通道123连通时，阀芯通道22的第二端均能够通过这一个第二壁面部1131与第四通道13连通。

如图6所示，第四通道13设置在容纳腔11的底部端面，第一通道121的中心线和第三通道123的中心线之间的夹角为α；第二壁面部1131的数量为两个，两个第二壁面部1131为条形，两个第二壁面部1131与第一通道121和第三通道123一一对应地设置，两个第二壁面部1131中心线之间的夹角为β2，β2＝α，这样，当阀芯通道22的第一端与第一通道121或第三通道123连通时，阀芯通道22的第二端能够分别通过相应的第二壁面部1131与第四通道13连通。

如图7所示，第四通道13包括第一通道部和第二通道部，第一通道部位于第二通道部靠近容纳腔11的一端，第一通道部的流体流通截面积大于第二通道部的流体流通截面积。

如图9所示，本发明还提供了一种采集装置，包括：上述的多通阀50；抽气装置10，与多通阀50的第一通道121连通；送气装置20，与多通阀50的第三通道123连通；取样管30，取样管30的出口与多通阀50的第二通道122连通；缓冲罐40，缓冲罐40的第一进出口与多通阀50的第四通道13连通，缓冲罐40的第二进出口用于与检测仪器连通。本发明的采集装置用于实时采集锂电池失效过程中的产气，通过集采样、缓冲、送检功能于一体，使锂电池热失控时产生的高温高压气体可以在密闭空间内被常规的检测设备所检测到。

本发明设置采集装置的目的是为了能够在密闭环境中的高温高压条件下连续采集锂电池失效时产生的气体，通过转动阀芯2进行快速的真空抽气、气体取样、补偿送气的操作，使得可以对气体连续地进行采样，并且每次采样相互之间不会受到干扰，实现了脉冲式检测气体成分的目的，并且通过压力的转换，使锂电池失效产生的气体的成分(如GC、GC-MS等)可以被常规的检测仪器所检测，从而确定产生的气体的成分和浓度随时间变化的关系。

可选地，密闭环境为加速量热仪(ARC)或者温箱中。

当在ARC或者温箱中模拟锂电池热失控等情况时，可应用本发明的采集装置对产生的气体进行采集并将待测气体的样品送至检测仪器以进行气体的成分和浓度的检测，并根据检测结果得到待测气体的成分和浓度随时间的变化的关系。检测结果搭配ARC或者温箱自带或者附加的热电偶、压力传感器，能够更好地了解锂电池热失控发生时的内部情况。

由于缓冲罐40的体积较大，而待测气体的取样体积约等于阀芯通道22的体积，可以视为足够小，这样大的体积差以及负压的存在可以缓冲具有较大压力的待测气体，特别是电池热失控瞬间剧烈喷发的高压气体，以降低待测气体在缓冲罐40内的压力，然后通过补偿气体来将缓冲罐40内的气体的压力提升至预定压力后再送往检测仪器。另外，目前的检测仪器已足够灵敏，足以用来检测微量的气体成分和浓度。

其中，补偿气体的性质需较为稳定，既不能和待测气体可能的成分相同，也不能与待测气体发生反应，还不能够干扰检测仪器的检测结果。可选地，补偿气体为N₂或Ar或Ne。

另外，抽气装置10的抽气压力在测试使用前应提前校正，确保能将每次取样测试后的残余气体充分抽除，从而不干扰下一次取样检测。

具体地，取样管30的制作材料为陶瓷；和/或取样管30的入口处设置有过滤装置60，以用于过滤杂质；和/或采集装置包括驱动装置70，与多通阀50的阀芯2驱动连接，以驱动阀芯2转动；和/或采集装置包括单向隔膜阀80，单向隔膜阀80设置在缓冲罐40的第二进出口处，当缓冲罐40内的气体压力达到预定压力时，单向隔膜阀80开启，以使气体通过单向隔膜阀80到达检测仪器内。

取样管30采用陶瓷制作，以在高温高压的环境下在靠近产气、排气的位置获取待测气体的样品，在取样管30的入口处设置过滤装置60，以用于过滤待测气体中可能存在的固体颗粒。

当应用于测试过程中时，陶瓷取样管带过滤器的一端尽量靠近电池的防爆阀或者壳体的预置开口处，提前开启驱动装置70和所搭配的检测仪器，消除测试环境内原有气体成分的干扰。

驱动装置70为电机，电机的输出轴上设置有主动齿轮，多通阀50的转动部23包括转轴和安装在转轴上的从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，驱动装置70通过主动齿轮与从动齿轮的配合来驱动阀芯2的阀芯本体21转动。

当采集装置使用时，驱动装置70通过主动齿轮与从动齿轮驱动阀芯2的阀芯本体21转动，阀芯本体21上的阀芯通道22的第一端依次与第一通道121、第二通道122和第三通道123连通。其中，驱动装置70的转速需根据所搭配的检测仪器的灵敏度来调整，以确保待测气体的取样的量足够检测使用而又不至于取样太多。

缓冲罐40为空心圆柱体结构，缓冲罐40的两端设置有第一进出口和第二进出口，第一进出口与多通阀50的第四通道连通，以通过第一进出口将缓冲罐40内的气体抽出或者向缓冲罐40内通入气体；第二进出口用于和检测仪器的入口连通，单向隔膜阀80设置在第二进出口处，以使缓冲罐40内的气体能够流向检测仪器而检测仪器内的气体不能够进入缓冲罐40内，且单向隔膜阀80只有在缓冲罐40内压力升高到预定压力时才能开启，其余时间关闭。

具体地，缓冲罐40的体积可根据测试出的可能的最高压力的经验值并结合待测气体的取样的量的体积进行计算，以确保能够充分缓冲待测气体的压力；单向隔膜阀80的预定压力应该根据所搭配的检测仪器所能承受的压力进行调整。

优选地，单向隔膜阀80为耐高温的橡胶制品，其具有很好的耐高温性能和密封性能，以适应待测气体。

本发明的采集装置的工作过程如下：

首先，驱动装置70驱动阀芯2转动，当阀芯2转动至阀芯通道22的第一端和第一通道121连通时暂停转动预定时间，阀芯通道22的第二端和第四通道13连通，抽气装置10会将第一通道121、阀芯通道22、第四通道13以及缓冲罐40内的气体抽出，以形成一定的负压；

然后，驱动装置70继续驱动阀芯2转动，阀芯通道22的第一端和第一通道121断开，多通阀50和缓冲罐40内的负压压力保持不变；当阀芯通道22的第一端和第二通道122连通时暂停转动预定时间，阀芯通道22的第二端和第四通道13断开，待测气体被过滤装置60过滤后通过取样管30被多通阀50内的负压吸入阀芯通道22内；

接着，驱动装置70继续驱动阀芯2转动，阀芯通道22的第一端和第二通道122连通断开，当阀芯通道22的第二端和第四通道13连通时，阀芯通道22内的待测气体进入缓冲罐40内；当阀芯通道22的第一端和第三通道123连通时，送气装置20通过第三通道123向缓冲罐40内通入补偿气体，使得缓冲罐40内的气体压力达到单向隔膜阀80开启的预定压力，单向隔膜阀80开启，缓冲罐40内的混合气体流入检测仪器内以进行检测；

最后，驱动装置70继续驱动阀芯2转动，阀芯通道22的第一端和第三通道123断开，缓冲罐40内的气体压力逐渐下降至低于预定压力，单向隔膜阀80关闭。

重复以上述以“驱动装置70驱动阀芯2转动，当阀芯2转动至阀芯通道22的第一端和第一通道121连通时”为开始的步骤，直至电池的失效过程进行完毕且多次采集待测气体的动作进行完毕，停止采集气体。

这样，电池在失效过程所产生的待测气体以脉冲的形式实时地被送往检测仪器以进行检测，通过检测结果可以得到待测气体的成分和浓度含量随时间的变化关系。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的多通阀50包括阀体1和阀芯2，阀体1包括容纳腔11和与容纳腔11连通的多个阀体通道12，多个阀体通道12包括第一通道121、第二通道122、第三通道123和第四通道13；阀芯2的至少部分可运动地设置在容纳腔11内，阀芯2上设置有阀芯通道22，阀芯通道22的第一端可选择地与第一通道121、第二通道122以及第三通道123中的其中一个连通，阀芯通道22的第二端与第四通道13连通或断开，通过将本发明的多通阀50第一通道121、第二通道122、第三通道123和第四通道13分别与不同的装置连通，共同组成一个集抽真空、取样、补偿气、缓冲等功能为一体的气体采集装置，以在保证采集装置的使用寿命的前提下在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行实时采集监测，避免检测结果受到的外界干扰，提高检测结果的准确性，得到待测气体的成分和浓度含量随时间的变化关系，以解决现有技术中难以在密闭环境中的对电池在失效过程所产生的气体进行采集监测的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多通阀，其特征在于，包括：

阀体(1)，所述阀体(1)包括容纳腔(11)和与容纳腔(11)连通的第一通道(121)、第二通道(122)、第三通道(123)和第四通道(13)；

阀芯(2)，所述阀芯(2)的至少部分可运动地设置在所述容纳腔(11)内，所述阀芯(2)上设置有阀芯通道(22)，所述阀芯通道(22)的第一端可选择地与所述第一通道(121)、所述第二通道(122)以及所述第三通道(123)中的其中一个连通，所述阀芯通道(22)的第二端与所述第四通道(13)连通或断开；

所述第一通道(121)用于与抽气装置(10)连通，以将所述阀芯通道(22)内的气体抽出；所述第二通道(122)用于与取样管(30)连通，以向所述阀芯通道(22)内送入待测气体，所述第三通道(123)用于与送气装置(20)连通，以向所述阀芯通道(22)内送入补偿气体；所述第四通道(13)用于与缓冲罐(40)连通，以供气体进出；

当所述阀芯通道(22)的第一端与所述第一通道(121)或所述第三通道(123)连通时，所述阀芯通道(22)的第二端与所述第四通道(13)连通；当所述阀芯通道(22)的第一端与所述第二通道(122)连通时，所述阀芯通道(22)的第二端与所述第四通道(13)断开。

2.根据权利要求1所述的多通阀，其特征在于，

所述第一通道(121)、所述第二通道(122)以及所述第三通道(123)沿所述阀体(1)的周向设置；

所述阀芯通道(22)的第一端的开口朝向所述容纳腔(11)的周向侧壁设置，所述阀芯(2)绕自身轴线可转动地设置，以使所述阀芯通道(22)的第一端分别与所述第一通道(121)、所述第二通道(122)以及所述第三通道(123)连通。

3.根据权利要求2所述的多通阀，其特征在于，

所述第四通道(13)设置在所述阀体(1)的端部，所述阀芯通道(22)的第二端朝向所述容纳腔(11)的底部设置；或者所述第四通道(13)设置在所述阀体(1)的周向侧壁，所述阀芯通道(22)的第二端朝向所述容纳腔(11)的周向侧壁设置；和/或

所述阀体(1)的外周面为圆柱面，所述阀芯(2)的转动轴线与所述圆柱面的中心线共线；和/或

所述阀芯(2)包括阀芯本体(21)和转动部(23)，所述阀芯本体(21)的至少部分位于所述容纳腔(11)内；所述转动部(23)与所述阀芯本体(21)连接，所述转动部(23)的至少部分位于所述阀体(1)外侧，以通过转动所述转动部(23)以使阀芯本体(21)转动。

4.根据权利要求1所述的多通阀，其特征在于，

所述容纳腔(11)包括依次连通的第一腔体(111)、第二腔体(112)和第三腔体(113)，所述第一腔体(111)和所述第三腔体(113)为圆柱形，所述第二腔体(112)为圆台形；

所述阀芯(2)的阀芯本体(21)包括依次连接的第一阀芯部(211)、第二阀芯部(212)和第三阀芯部(213)；

其中，所述第一阀芯部(211)的外周面与所述第一腔体(111)的内壁面相配合，以插入所述第一腔体(111)内；所述第二阀芯部(212)的外周面与所述第二腔体(112)的内壁面相配合，以插入所述第二腔体(112)内；所述第三阀芯部(213)的外周面与所述第三腔体(113)的内壁面相配合，以插入所述第三腔体(113)内。

5.根据权利要求4所述的多通阀，其特征在于，

所述第一腔体(111)的直径大于所述第三腔体(113)的直径，所述第二腔体(112)的最大直径小于或等于所述第一腔体(111)的直径，所述第二腔体(112)的最小直径大于或等于所述第三腔体(113)的直径；和/或

所述第一通道(121)、所述第二通道(122)以及所述第三通道(123)均与所述第一腔体(111)的周向侧壁连通，所述第四通道(13)与所述第三腔体(113)的周向侧壁或底部端面连通；所述阀芯通道(22)的第一端延伸至所述第一阀芯部(211)的周向侧壁上，所述阀芯通道(22)的第二端延伸至所述第三阀芯部(213)的周向侧壁或底部端面上。

6.根据权利要求3所述的多通阀，其特征在于，所述容纳腔(11)靠近所述第四通道(13)处的腔壁面包括第一壁面部(1130)和第二壁面部(1131)，所述第一壁面部(1130)用于封堵所述阀芯通道(22)的第二端的端口，所述第二壁面部(1131)用于与所述第四通道(13)连通。

7.根据权利要求6所述的多通阀，其特征在于，所述第四通道(13)设置在所述容纳腔(11)的底部端面，所述第一通道(121)的中心线和所述第三通道(123)的中心线之间的夹角为α；其中，

所述第二壁面部(1131)的数量为一个，所述第二壁面部(1131)为扇形，所述第二壁面部(1131)的两侧直边之间的夹角为β1，β1≥α；或者

所述第二壁面部(1131)的数量为两个，两个所述第二壁面部(1131)为条形，两个所述第二壁面部(1131)中心线之间的夹角为β2，β2＝α。

8.一种采集装置，其特征在于，包括：

权利要求1至7中任一项所述的多通阀；

抽气装置(10)，与所述多通阀的第一通道(121)连通；

送气装置(20)，与所述多通阀的第三通道(123)连通；

取样管(30)，所述取样管(30)的出口与所述多通阀的第二通道(122)连通；

缓冲罐(40)，所述缓冲罐(40)的第一进出口与所述多通阀的第四通道(13)连通，所述缓冲罐(40)的第二进出口用于与检测仪器连通。

9.根据权利要求8所述的采集装置，其特征在于，

所述取样管(30)的制作材料为陶瓷；和/或

所述取样管(30)的入口处设置有过滤装置(60)，以用于过滤杂质；和/或

所述采集装置包括驱动装置(70)，与所述多通阀的阀芯(2)驱动连接，以驱动所述阀芯(2)转动；和/或

所述采集装置包括单向隔膜阀(80)，所述单向隔膜阀(80)设置在所述缓冲罐(40)的第二进出口处，当所述缓冲罐(40)内的气体压力达到预定压力时，所述单向隔膜阀(80)开启，以使气体通过所述单向隔膜阀(80)到达所述检测仪器内。

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