CN113819253A - 一种通断阀门 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通断阀门，涉及阀门技术领域。其包括活塞盖、活塞、阀体、阀座、及卡套接头，所述活塞的下端面设有密封垫，所述活塞、阀体、和活塞盖三者在所述阀体的上部形成一与进气口相连通的密闭空间；所述卡套接头的中心设有水平流道，所述阀座的中心设有竖直流道，所述密封垫的下端面与所述阀座的上端面通过活塞的上下移动实现流道的启闭。本发明密封效果好，有效避免了出现阀门关不严或卡死的状况，避免出现工作段注液针滴液的现象，提高了阀门的使用寿命，提高了注液精度，且大大降低了企业的运营成本，可完全取代国外进口隔膜阀，实现通断阀在锂电行业的国产化。

Description

一种通断阀门

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，更具体的说，本发明涉及锂电行业的一种通断阀门。

背景技术

作为新能源领域的重要组成部分,锂电产业发展迅速,已成为制造领域新的投资焦点，而锂离子电池是又锂电行业发展的重中之重。

锂电池电解液是锂电池中离子传输的载体，一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。锂电池电解液通常为透明无色液体，其熔点为： 35-38℃，室温(>35℃)时会为结晶为固体。锂电池电解液通常通过注液机注入到电池内部。注液机中常用气动隔膜阀作为流道启闭件，用于封闭流道、截断流体、并将阀体内腔和阀盖内腔隔开。

现有技术的注液机中，常用的隔膜阀结构如说明书附图图1所示，图中， 07为阀体内腔，08为阀盖内腔，阀体内腔07和阀盖内腔08之间通过弹性膜片03隔离开，电解液由进液口01进入阀体内腔，由出液口02流出，06为压缩空气进出口，在压缩空气和压缩弹簧05的作用下，活塞04上下移动，活塞04下移时，带动弹性膜片03向下凸起，实现流道的封闭，相反，活塞04 上移时，流道打开。

该种结构在使用过程中存在一定的问题：

1、由于弹性膜片03通常为金属膜片，采用硬密封的形式，该密封方式失效机率较大，而且由于电解液熔点低(35-38℃)，泄露处通常会出现有电解液结晶，从而导致阀门关不严或卡死而无法工作；

2、现有的气动隔膜阀中，对压缩空气的密封效果不好，易导致压缩空气泄露，从而使注液机注液量不精准，精度不高；

3、现有国内所使用的注液机隔膜阀，都是由国外进口隔膜阀，其成本过高，大大增加了企业的运营成本。

针对上述问题，目前急需一种密封效果好、使用方便、成本低的注液机用通断阀门，以解决上述技术问题，取代国外进口隔膜阀，实现通断阀在锂电行业里的国产化。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种通断阀门，其密封效果好，有效避免了出现阀门关不严或卡死的状况，大大降低了企业的运营成本；可完全取代国外进口隔膜阀，实现通断阀在锂电行业的国产化。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种通断阀门，包括上下依次设置的阀体组件和阀座组件，所述阀体组件内部设有阀芯组件，所述阀体组件和阀座组件之间的两侧分别连接有卡套接头，所述阀体组件包括活塞盖和设于活塞盖内部下端的阀体；所述阀座组件包括连接件、和套设于所述连接件和阀体之间的阀座；所述阀芯组件设于所述活塞盖和阀体中心的空腔内，所述阀芯组件包括活塞和固定于所述活塞下端面的密封垫，所述活塞的上端面中心开设有弹簧槽，所述弹簧槽内设有控制活塞向下移动的关阀弹簧；所述弹簧槽上部与设于活塞盖一侧的排气口连通；所述活塞盖上设有压缩空气进气口，所述进气口与压缩空气相连；所述活塞、阀体、和活塞盖三者在所述阀体的上部形成一与进气口相连通的密闭空间；所述卡套接头的中心设有水平流道，所述阀座的中心设有竖直流道，所述密封垫的下端面与所述阀座的上端面通过活塞的上下移动实现流道的启闭。

作为优选的方案，所述活塞的上部为活塞大端，所述活塞的下部为活塞小端，所述活塞套设于活塞盖和阀体之间形成空腔内；在所述活塞大端的外圆柱面上和活塞小端的外圆柱面上，沿圆周方向均开设有多个密封槽，所述密封槽内设有密封件。该密封件可以采用星型密封圈，也可以采用O形密封圈。

进一步优选的方案，所述活塞大端的外壁与活塞盖的内壁之间设有多个星型密封圈；所述活塞小端的外壁与阀体的内壁之间也设有多个星型密封圈。

作为优选的方案，所述阀座为圆柱体，所述阀座的上表面为一平面，所述活塞的上下移动实现阀座的上表面与密封垫的下表面之间的启闭。

进一步优选的方案，所述阀座包括一锥形圆台状的阀座上部和一圆柱形的阀座下部，所述阀座上部包括一锥形斜面，所述锥形斜面与所述阀座下部的上表面之间的夹角为0-90度。

更进一步优选的方案，所述密封垫下表面的面积大于所述阀座上部上表面的面积。

作为优选的方案，所述关阀弹簧的上端面与活塞盖内腔的上表面相抵，所述关阀弹簧的下端面与活塞上部弹簧槽的下底面相抵。

作为优选的方案，所述卡套接头与连接件之间、卡套接头与阀体之间均设有密封件。此密封件可以为O型圈或星型密封圈。

作为优选的方案，所述活塞的下端面设有凹槽，所述凹槽内设有一台阶面，所述密封垫卡设于凹槽内。

进一步优选的方案，所述密封垫为改性丙烯酸脂垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本申请改变了传统的隔膜阀结构(传统的隔膜阀的隔膜片采用固定安装，活塞运动让隔膜片发生形变，隔膜片一般为金属弹性材料，且为固定安装，长时间使用后容易出现变形，造成密封不严)，而本发明通过在活塞下部设置密封垫的形式，采用运动式端面密封，进而实现阀门的密封，密封垫采用改性丙烯酸脂等类似材质，采用软密封的形式，克服现有隔膜阀因为锂电液结晶而造成的密封不严，密封效果大大提高；

2、本申请密封垫卡设于活塞下部的台阶面上，结构牢固，稳定性好，使用寿命长、密封效果好；

3、本申请阀座包括阀座上部和阀座下部，其锥形斜面与阀座下部的上表面之间的夹角α为0-90度，通过采用该方式，形成了由水平面、斜面、竖直面组成的多方向密封，密封效果更好；

4、本申请中，阀体与活塞盖之间设有密封件，在活塞的外壁与活塞盖的内壁之间设有星型密封圈，活塞的外壁与阀体的内壁之间也设有星型密封圈；这样形成了一个完全密闭的压缩空间，杜绝了由于压缩空气泄露而导致活塞轻微下移，从而导致的注液机注液量精度不准的问题；

5、本申请中，活塞大端的外壁与活塞盖的内壁之间设有多个星型密封圈；活塞小端的外壁与阀体的内壁之间也设有多个星型密封圈，多个星型密封圈的配合实用，提高密封的可靠性；

6、本申请在卡套接头与连接件之间、卡套接头与阀体之间均设有密封件，配合活塞下部密封垫的密封，使得电解液无处泄露，密封效果更好；

7、本申请在压缩空气和管阀弹簧的作用下，可以灵活通知活塞的上下移动，操作方便，大大提高了工作效率；

8、本发明密封效果好，有效避免了出现阀门关不严或卡死的状况，避免出现工作段注液针滴液的现象，提高了阀门的使用寿命，提高了注液精度，且大大降低了企业的运营成本，可完全取代国外进口隔膜阀，实现通断阀在锂电行业的国产化。

附图说明

图1为现有技术注液机中所用隔膜阀的结构示意图；

图2为本申请一种通断阀门的整体结构示意图；

图3为本申请一种通断阀门的活塞及其密封件安装结构示意图；

图4为本申请一种通断阀门的阀门开启状态结构示意图；

图5为本申请一种通断阀门的阀门关闭状态结构示意图；

图6为本申请一种通断阀门的实施例三中阀座的结构示意图；

图7为本申请一种通断阀门的实施例三中阀门关闭状态结构示意图；

图8为本申请一种通断阀门的实施例三中阀门关闭时的密封线；

图中标记为：

1、阀体组件；11、活塞盖；11-1、进气口；11-2、排气口；11-3、进气管道；11-4、压缩空间；12、阀体；2、阀座组件；21、连接件；22、阀座； 22-1、阀座上部；22-2、阀座下部；22-3锥形斜面；3、阀芯组件；31、活塞； 31-1、活塞大端；31-2活塞小端；31-3、凹槽；31-4、台阶面；31-5、弹簧槽；31-6、密封槽；32、密封垫；33、关阀弹簧；4、卡套接头；5、星型密封圈；6、O型圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图，对本发明的实施例作进一步说明：

实施例一

本申请涉及一种通断阀门，如图2、图3所示，其包括上下依次设置的阀体组件1和阀座组件2，所述阀体组件1内部设有阀芯组件3，所述阀体组件 1和阀座组件2之间的两侧分别连接有卡套接头4，所述卡套接头4用于连接进出液管路。

所述阀体组件1包括活塞盖11和设于活塞盖11内部下端的阀体12；活塞盖11的下部中心开设有空腔，阀体12套设于活塞盖11内空腔的下部，所述阀体12的中心设有通孔，所述活塞盖11和阀体12之间形成一可容纳阀芯组件3的空腔。

所述阀芯组件3包括活塞31，所述活塞31的上部为活塞大端31-1，所述活塞的下部为活塞小端31-2，所述活塞31套设于活塞盖11和阀体12之间形成空腔内。所述活塞31的下端面开设有凹槽31-3，凹槽31-3额下部设有台阶面31-4，所述凹槽31-3内部卡设有密封垫32，所述密封垫32通过所述台阶面31-4固定。所述密封垫32为橡胶垫，安装时可接住外力按压进凹槽 31-3内。所述活塞31的上端面上开设有弹簧槽31-5，所述弹簧槽31-5内安装有关阀弹簧33，所述关阀弹簧33为压簧，其上部与活塞盖11内部空腔的上表面相抵。

所述活塞盖11的上部开设有压缩空气进气口11-1，活塞盖11的一侧开设有进气管道11-3，所述活塞31、阀体12、和活塞盖11三者在所述阀体11 的上部形成一密闭的压缩空间11-4，该压缩空间通过进气管道11-3与所述压缩空间连通，进气口11-1通过电磁阀与压缩空气气源相连。

所述阀座组件2包括连接件21和阀座22，所述连接件21用于连接两侧的卡套接头4，所述卡套接头4的上部一侧设有连接部，所述阀体12的下部的另一侧也设有连接部，所述阀座22套设在所述卡套接头4上部的连接部与阀体12下部的连接部之间。

所述阀座22的中心设有竖直流道，所述卡套接头4的中心设有水平流道，右侧的卡套接头4内部为入口流道，左侧的卡套接头4内部为出口流道，入口流道与阀座22中心的竖直流道连通设置，所述密封垫32的下端面与所述阀座22的上端面通过活塞31的上下移动实现流道的启闭。当活塞31向上移动时，带动密封垫32上移，所述阀座22的上表面与密封垫32的下表面之间分开，入口流道、阀座22中心的竖直流道、出口流道之间形成一畅通的流通通道。当活塞31向下移动时，所述阀座22的上表面与密封垫32的下表面相抵，此此时流道封闭。

本申请中，在所有与压缩空气相接触的连接部位均设有密封件，在所有与下部的流道相接触的连接部位也均设有密封件。为防止压缩空气泄露，在所述活塞大端31-1的外圆柱面上和活塞小端31-2的外圆柱面上，沿其圆周方向由上而下均依次开设有三个密封槽31-6，活塞大端31-1的上下两个密封槽内均卡设有星型密封圈5，活塞小端31-2的上下两个密封槽内也均卡设有星型密封圈5。在卡套接头4与连接件21之间、卡套接头4与阀体12之间、阀体12与活塞盖11之间均设有O型圈密封件。

本申请通断阀的具体工作过程为：

当压缩空气通过进气口11-1和进气管道11-3进入压缩空间11-4后，随着压缩空间11-4内压力的增大，压缩空气给活塞大端31-1的下表面施加向上的推力，使活塞31上移，活塞31带动其下部的密封垫32上移，使密封垫 32的下表面与阀座22的上表面分离，从而设于卡套接头4内部的水平流道和设于阀座22中心的竖直流道连通，实现阀门的开启，如图5所示。当进气口 11-1处的压缩空气在电磁阀的作用下关闭时，压缩空间11-4内的空气压力降低，在活塞31上部关阀弹簧33的弹力作用下，推动活塞31下移，使得密封垫32的下表面与阀座22的上表面贴合，从而实现阀门的关闭，如图4所示。

实施例二

在上述实施例一的基础上，如图本申请的阀座22限定为圆柱体状，其中心设有竖直流道，当活塞31下移时，密封垫32和阀座22之间形成的密封线为一圆环形的平面，由于密封垫32为改性丙烯酸脂垫，在活塞向下的压力压紧作用下，密封垫32和阀座22之间通过一圆环形的平面实现阀门的密封。

实施例三

在上述实施例一的基础上，如图6至图8所示：本申请的阀座22也可以设置为圆台状，此时，阀座22包括一锥形圆台状的阀座上部22-1和一圆柱形的阀座下部22-2，所述阀座上部22-1包括一锥形斜面22-3，所述锥形斜面22-3与所述阀座下部22-2的上表面之间的夹角α为0-90度。当α＝0度时，阀座22就为圆柱状，如实施例二；当α＝90时，锥形斜面22-3就为一竖直面；当0度＜α＜90度时，此时的密封效果较好，此时的密封线为曲面。采用该方式，由于密封垫32为改性丙烯酸脂等类似材质，进行软密封，且由于阀座上部22-1上表面的面积小于密封垫32下表面的面积，在活塞31向下的压力压紧作用下，密封垫32下部会有一形变，从而密封垫32和阀座22之间形成一个曲折的密封线，如图8所示，形成了由A、B、C、D、E五个面组合而成的多面密封，即采用该方式，密封面为一由多个面组成的曲面。采用曲面方式进行密封，其密封效果。

作为上述所有实施例的替代方案，本申请中星型密封圈可用其它密封圈密封代替，如O形密封圈等。且本申请中两个圈密封也可用一个或者多个密封圈代替。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种通断阀门，包括上下依次设置的阀体组件(1)和阀座组件(2)，所述阀体组件(1)内部设有阀芯组件(3)，所述阀体组件(1)和阀座组件(2)之间的两侧分别连接有卡套接头(4)，其特征在于：

所述阀体组件(1)包括活塞盖(11)和设于活塞盖内部下端的阀体(12)；所述阀座组件(2)包括连接件(21)、和套设于所述连接件(21)和阀体(12)之间的阀座(22)；所述阀芯组件(3)设于所述活塞盖(11)和阀体(12)中心的空腔内，所述阀芯组件(3)包括活塞(31)和固定于所述活塞(31)下端面的密封垫(32)，所述活塞(31)的上端面中心开设有弹簧槽(31-5)，所述弹簧槽(31-5)内设有控制活塞(31)向下移动的关阀弹簧(33)；所述弹簧槽(31-5)上部与设于活塞盖(11)一侧的排气口(11-2)连通；

所述活塞盖(11)上设有压缩空气进气口(11-1)，所述进气口(11-1)与压缩空气相连；所述活塞(31)、阀体(12)、和活塞盖(11)三者在所述阀体(11)的上部形成一与进气口(13)相连通的密闭空间；

所述卡套接头(4)的中心设有水平流道，所述阀座(22)的中心设有竖直流道，所述密封垫(32)的下端面与所述阀座(22)的上端面通过活塞(31)的上下移动实现流道的启闭。

2.根据权利要求1所述的一种通断阀门，其特征在于：所述活塞(31)的上部为活塞大端(31-1)，所述活塞的下部为活塞小端(31-2)，所述活塞(31)套设于活塞盖(11)和阀体(12)之间形成空腔内；在所述活塞大端(31-1)的外圆柱面上和活塞小端(31-2)的外圆柱面上，沿圆周方向均开设有多个密封槽(31-6)，所述密封槽(31-6)内设有密封件。

3.根据权利要求2所述的一种通断阀门，其特征在于：所述活塞大端(31-2)的外壁与活塞盖(11)的内壁之间设有多个星型密封圈；所述活塞小端(31-2)的外壁与阀体(12)的内壁之间也设有多个星型密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种通断阀门，其特征在于：所述阀座(22)为圆柱体，所述阀座(22)的上表面为一平面，所述活塞(31)的上下移动实现阀座(22)的上表面与密封垫(32)的下表面之间的启闭。

5.根据权利要求1所述的一种通断阀门，其特征在于：所述阀座(22)包括一锥形圆台状的阀座上部(22-1)和一圆柱形的阀座下部(22-2)，所述阀座上部(22-1)包括一锥形斜面(22-3)，所述锥形斜面(22-3)与所述阀座下部(22-2)的上表面之间的夹角为0-90度。

6.根据权利要求5所述的一种通断阀门，其特征在于：所述密封垫(32)下表面的面积大于所述阀座上部(22-1)上表面的面积。

7.根据权利要求1所述的一种通断阀门，其特征在于：所述关阀弹簧(33)的上端面与活塞盖(11)内腔的上表面相抵，所述关阀弹簧(33)的下端面与活塞(31)上部弹簧槽的下底面相抵。

8.根据权利要求1所述的一种通断阀门，其特征在于：所述卡套接头(4)与连接件(21)之间、卡套接头(4)与阀体(12)之间均设有密封件。

9.根据权利要求1所述的一种通断阀门，其特征在于：所述活塞(31)的下端面设有凹槽(31-3)，所述凹槽(31-3)内设有一台阶面(31-4)，所述密封垫(32)卡设于凹槽(31-3)内。

10.根据权利要求6所述的一种通断阀门，其特征在于：所述密封垫(32)为改性丙烯酸脂垫。

Images