CN215933786U - 真空注液装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种真空注液装置，应用于真空环境下注液，其中真空注液装置包括：真空腔室、料体腔室、液压控制腔室、活塞组件和液压动力装置，其中料体腔室、液压控制腔室、活塞组件设置于真空腔室的内部，活塞组件包括第一活塞、连接杆和第二活塞；第一活塞设置于料体腔室内，第二活塞设置于液压控制腔室内，第一活塞通过连接杆与第二活塞连接；液压动力装置与液压控制腔室连接，以向液压控制腔室注入控制液，以使控制液在被注入时推动第二活塞在液压控制腔室内移动，使得第一活塞在料体腔室中跟随移动，以通过第一活塞推动料体腔室内的料体在真空环境下完成注液操作。

Description

真空注液装置

技术领域

本实用新型涉及真空注液领域，具体涉及一种真空注液装置。

背景技术

现有的注液泵，大多采用抽空腔体内空气，产生一定的负压，来进行液体输送，很大程度上是借用大气压力与泵体压力差来进行液体输送。能使用于真空条件下且对精度不造成影响的注液泵非常少。即使有部分满足真空使用条件的泵，无不存在设计复杂或价格昂贵的缺陷。

因此，需要一种新的真空注液方案。

实用新型内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种真空注液装置，不受环境气压降低的影响，注液速度稳定，注液量可控，易于操作，结构简单，使用和保养费用低。

本说明书实施例提供一种真空注液装置，采用如下的技术方案实现：

一种真空注液装置，所述真空注液装置包括：真空腔室、料体腔室、液压控制腔室、活塞组件和液压动力装置，其中所述料体腔室、所述液压控制腔室、所述活塞组件设置于所述真空腔室的内部，所述活塞组件包括第一活塞、连接杆和第二活塞；

所述第一活塞设置于所述料体腔室内，所述第二活塞设置于所述液压控制腔室内，所述第一活塞通过所述连接杆与所述第二活塞连接；

所述液压动力装置与所述液压控制腔室连接，以向所述液压控制腔室注入控制液，以使所述控制液在被注入时推动所述第二活塞在所述液压控制腔室内移动，使得所述第一活塞在所述料体腔室中跟随移动，以通过所述第一活塞推动所述料体腔室内的料体在真空环境下完成注液操作。

在上述结构中，液压动力装置的结构简单，易于使用和维护，使用和保养费用低，而且可以通过控制液压控制腔室中的控制液的注入速度和注入量，方便控制液压动力装置的注液速度、注液量。

本实用新型还提供一种方案，所述液压动力装置还用于吸取所述液压控制腔室中的控制液，以使所述控制液在被吸取时带动所述第二活塞在所述液压控制腔室内移动，使得所述第一活塞在所述料体腔室中跟随移动，以向所述料体腔室中吸入料体。

本实用新型还提供一种方案，向所述料体腔室中吸入料体包括：在常压环境下，向所述料体腔室中吸入料体。

本实用新型还提供一种方案，所述液压动力装置位于所述真空腔室的外部。

本实用新型还提供一种方案，所述液压动力装置包括定量泵。

本实用新型还提供一种方案，所述控制液包括液压油或脱气的水。

本实用新型还提供一种方案，所述料体腔室和所述液压控制腔室为两个大小不同的腔室。

本实用新型还提供一种方案，所述料体腔室和所述第一活塞构成第一注射器结构；

和/或，所述液压控制腔室和所述第二活塞构成第二注射器结构。

本实用新型还提供一种方案，所述真空注液装置还包括三通阀，所述三通阀设置于所述真空腔室中，所述三通阀的第一端口连接料体入口管道，所述三通阀的第三端口连接料体出口管道，所述三通阀的第二端口与所述料体腔室连接，以在所述料体腔室用于补入料体时通过所述三通阀的第一端口从料体入口管道吸入料体，以及在所述料体腔室用于注液时通过所述三通阀的第三端口向料体出口管道注射料体。

本实用新型还提供一种方案，所述真空腔室的真空度为-0.3MPa～-0.1MPa。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本实用新型提供的真空注液装置可应用于真空环境下注液，在真空环境下注液时，即在真空腔室内，活塞组件分别与料体腔室和液压控制腔室各自形成密闭且独立的腔室，这时可通过向液压控制腔室中定量注入控制液，推动活塞组件中的两个活塞联动，进而将料体腔室中的料体在真空环境下进行注液操作，即把料体注入至待注液容器或腔体中，不仅结构简单，易于使用和维护，使用和保养费用低，而且注液速度、注液量等均可控。

以及，本实用新型可应用于敏感型物料(如胶体蛋白质液)的真空环境下输送(即注液)，很好地满足敏感型物料对输送过程的控制需求，比如可以避免注液过程的震荡、剪切力、温度、压力变化等因素影响，可降低物料输送中的变性风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是双腔体、双活塞的真空注液装置的结构示意图；

图2是单腔体、双活塞的真空注液装置的结构示意图；

图3是单腔体、单活塞的真空注液装置的结构示意图；

图4是料体腔室大于液压控制腔室的真空注液装置的结构示意图；

图5是包括三通阀的双腔体、双活塞真空注液装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述附图对本实用新型的说明旨在对其总体发明构思进行阐释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。基于本说明书的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请的保护范围。

另外，本说明书的描述中，需要理解的是，本说明书的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词，“第一”、“第二”、“第三”、等数量词，是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本说明书的示例实施例的限定。

在各类生产过程中，人们有时需要向稀薄空气或低于正常大气压的环境中注入液体物料，即真空注液作业，以满足生产工艺或生产安全等要求，比如：在铸模的生产过程中，抽走模具内部的空气后再注入料液；在锂电池的生产过程中，抽走电池壳体内部的空气后再注入电解液，等。

发明人发现，真空注液泵通常包括抽真空设备和注液设备，在真空注液时，首先连通抽真空设备，抽取待注入物料的容器或腔体内部的空气，形成真空环境，然后连通注液设备，由于注液设备中的气压大于待注液容器或腔体的气压，料液会在气压差的驱动下进入容器或腔体内，完成真空注液。由于气压差的存在，液体的注入速度和注入量难以控制。

例如，在注液开始时，气压差大，液体的注入速度大、注入量多；在注液接近结束时，气压差小，液体的注入速度小、注入量少。因此，注液操作的难度大，难以稳定的、匀速的在真空环境中注入一定量的液体，注液准确度受到很大的影响。

另外，能用于真空条件下且能精确注液的注液泵品种少，而且满足真空使用条件的注液泵设计复杂，价格昂贵。

有鉴于此，发明人经过深入分析、研究，探索出一个适用于应用于真空环境下注液的真空注液装置。该真空注液装置包括，料体腔室、液压控制腔室、活塞组件、液压动力装置、真空腔室；

通过料体腔室注射料体；

通过液压控制腔室形成料体腔室的动力源；

通过连接料体腔室和液压控制腔室的活塞组件，使液压控制腔室内的控制液注入过程与料体腔室内的料体注射过程(即料体从料体腔室内离开的过程)同步；

通过液压动力装置向液压控制腔室定量注入控制液，推动活塞组件向料体腔室移动；

通过设置真空腔室，并将料体腔室、液压控制腔室、活塞组件设置于真空腔室的内部，提供注射的真空环境。

在一些实施方式中，如图1所示，真空注液装置包括，真空腔室1、料体腔室2、液压控制腔室3、活塞组件和液压动力装置5；其中，料体腔室2、液压控制腔室3、活塞组件4设置于真空腔室1的内部；料体腔室2通过料体出口8连接待注液容器；活塞组件4包括第一活塞41、连接杆42和第二活塞43；第一活塞41位于料体腔室2内，第二活塞43位于液压控制腔室3内，第一活塞41和第二活塞43通过连接杆42连接；液压动力装置5与液压控制腔室3连接，以向液压控制腔室3注入控制液，当液压动力装置5向液压控制腔室3注入控制液时，实现如下的机械运动：

控制液被注入液压控制腔室3，推动第二活塞43在液压控制腔室3内移动，通过连接杆42，使得第一活塞41在料体腔室3中跟随移动，推动料体腔室3中的料体在真空环境下完成注液操作。

使用上述真空注液装置的注液操作过程包括：

步骤S1，向料体腔室2内注入料体；

步骤S2，抽取真空腔室1中的空气；

步骤S3，使用液压动力装置5，向液压控制腔室3注入控制液。

需要说明的是，可以通过控制注入液压控制腔室3的控制液的量和注入控制液的速度，来控制推动第一活塞41和第二活塞43的移动距离和移动速度，从而控制料体腔室2注射料体的量和注射料体的速度。

例如，使用有刻度的针筒作为液压动力装置，通过观察针筒在推动过程中的读数来确定注入控制腔室3的控制液的量，通过控制推动针筒的速度来控制注射料体的速度。

例如，使用定量泵作为液压动力装置，通过控制定量泵的运转时间，来确定注入控制腔室3的控制液的量，通过设置定量泵的流量速度来控制注射料体的速度。

例如，可以通过在真空腔室1上设置观察窗，了解注液的完成情况，在达到注液量时，停止液压动力装置5；可以通过观察窗，了解注射料体的速度，以调节注射料体的速度。

还需要说明的是，液压动力装置5可以位于真空腔室1的外部，可以位于真空腔室1的内部，如图2和图3所示。

本实用新型提供的真空注液装置可应用于真空环境下注液，待输送料体的容器或腔体置于真空腔室1内，在真空腔室1提供的真空环境中，通过液压控制腔室3和活塞组件4排出料体腔室2中的料体，完成料体的注射。该真空注射装置结构简单，易于使用和维护，使用和保养费用低，而且可以通过控制液压动力装置5向液压控制腔室3注入控制液的速度和液体量，进而控制第一活塞41的移动速度和移动距离，从而达到注液速度、注液量等均可控的效果。

在使用过程中，发明人还发现，使用本实用新型中的真空注液装置，可以很好的满足敏感型物料在真空环境下输送(即注液)的控制需求。敏感物料是指，易受到震荡、剪切力、温度、压力变化等因素影响的物料。

在输送敏感物料时，使用和输送普通物料类似的装置和方法，首先通过抽真空装置，抽取待注入物料的容器内部的空气，注液装置通过开关、活塞等机构，使敏感物料与待注入的容器隔离，当达到需要的真空度时，打开开关、活塞等机构，使得敏感料液进入容器中。当完成抽真空的操作后，打开开关、活塞等机构，敏感物料受到气压环境突然变化的影响，进入一个相对低压的气压环境，液体物料容易发生变质、变性。例如：向真空的容器中注射蛋白质溶液，蛋白质溶液会因为气压的急剧变化发生变质、变性，甚至发生结块现象，堵塞注液管路，影响注入液体的产品质量和注液操作。

通过使用上述的真空注液装置，进行输送敏感物料，待输送料体的容器置于真空腔室1内，料体出口8与待输送料体的容器连接，因此，料体腔室2、料体出口8、待输送料体的容器都处于真空腔室1内，从而使得料体与待输送料体的容器处于相同的气压环境中，并在抽取真空的过程中一同减压，避免了急剧降低气压的情况的出现，从而避免了敏感型物料真空注液过程中的变质、变性的情况的出现，保证了敏感型物料在真空环境下的输送质量。

在一些实施方式中，如图2所示,可以使用一个腔体，并通过两个活塞(第一活塞和第二活塞)将这一个腔体分为左右两部分，分别形成料体腔室2、液压控制腔室3，两个活塞之间使用连接杆42连接构成活塞组件，真空腔室1、活塞组件和液压动力装置5的结构和组合方式可以参照前述的实施方式，此处不再赘述。

在一些实施方式中，如图3所示，可以在一个腔体分为左右两部分的基础上，将活塞组件的第一活塞41、连接杆42和第二活塞43合并为第一活塞41，真空腔室1和液压动力装置5的结构和组合方式可以参照前述的实施方式，此处不再赘述。

在一些实施方式中，液压动力装置5还用于吸取液压控制腔室3中的控制液，例如：使用具备反转功能的活塞泵或蠕动泵作为液压动力装置。当吸取控制液时，控制液带动液压控制腔室3中的第二活塞43移动，使得第一活塞41在料体腔室2中跟随移动，从而使得料体腔室2中吸入料体。使用液压动力装置5吸取控制液，便于向料体腔室2填装料体，尤其能为连续作业提供便利。

在一些实施方式中，液压动力装置5吸取液压控制腔室3中的控制液时，料体腔室2在常压下吸入料体。例如：将装有料体的容器置于真空腔室1中，连接装有料体的容器和料体腔室2，使用针筒作为液压动力装置，连接针筒至液压控制腔室3，在常压下，抽动针筒，使料体腔室2吸入料体；将装有料体的容器置于真空腔室1外，连接装有料体的容器和料体腔室2，使用具备反转功能的活塞泵或蠕动泵，连接活塞泵或蠕动泵至液压控制腔室3，反转运行活塞泵或蠕动泵，使料体腔室2吸入料体。

在一些实施方式中，液压动力装置5位于真空腔室1的外部。将液压动力装置5放在真空腔室1的外部，便于从外部控制液压动力装置，也有利于维护和保养液压动力装置，尤其是当采用精密的定量泵作为液压动力装置时，可以增加定量泵的使用寿命。

在一些实施方式中，液压动力装置5包括定量泵，定量泵包括柱塞泵、活塞泵、隔膜泵、蠕动泵、等。

需要说明的是，定量泵可以连接控制装置，以控制定量泵的工作时间和工作流速。还需要说明的是，定量泵和控制装置的连接形式不限于电连接、无线连接等，可以采用常用的任意连接方式，以达到控制定量泵运行的目的。同样的，控制装置还可以包括信息反馈装置，和/或，显示装置，以接受和/或反馈定量泵的运转情况。

在一些实施方式中，真空注液装置使用的控制液包括液压油或脱气的水，也可以使用不易受到气压变化影响的其他液体。

在一些实施方式中，在向液压控制腔室3注入控制液前，排空液压控制腔室3中的控制液，使得第二活塞43紧贴液压控制腔室3控制液注入端口的侧壁。

在一些实施方式中，如图4所示,料体腔室2的腔室大于液压控制腔室3的腔室。采用更大的料体腔室2，可以注射更多的料体，以提高注射效率。可选的，料体腔室2的第一活塞41的径向面积大于液压控制腔室3的第二活塞43的径向面积，在常压下向料体腔室2加入一定量的料体，然后在真空下进行注射，液压动力装置5推动第一活塞41和第二活塞43移动相同的距离，由于第一活塞的径向面积更大，所以注射的料体更多，提高注射效率。

在一些实施方式中，料体腔室2的腔室小于液压控制腔室3的腔室。可选的，料体腔室2的第一活塞41的径向面积小于液压控制腔室3的第二活塞43的径向面积，在第一活塞41和第二活塞43同时移动时，料体腔室2注射更少的料体，以提高注射准确度。

在一些实施方式中，料体腔室2和第一活塞41构成第一注射器结构。注射器结构中的活塞的径向形状为圆型，与料体腔室2的圆柱形侧壁配合，以形成稳定的、可靠的密封，有利于在真空环境中的注液作业。

在一些实施方式中，液压控制腔室3和第二活塞43构成第二注射器结构，进一步的，在构成第二注射器结构的同时，料体腔室2和第一活塞41构成第一注射器结构。

在一些实施方式中，如图5所示，真空注液装置还包括三通阀6，三通阀6位于所述真空腔室1中，三通阀6的第一端口连接料体入口管道9，三通阀的第三端口连接料体出口管道8，三通阀的第二端口连接料体腔室2，出口管道8连接待注液容器，入口管道9连接装有料体的容器。

在进行注液作业时，三通阀6进行可以如下的操作：

在注射料体时，即导通三通阀的第二端口和第三端口时，料体腔室中的料液可以通过第三端口向料体出口管道8注射料体；

在补入料体时，即导通三通阀的第二端口和第一端口时，可以通过连接在第一端口的入口管道9，向料体腔室中补入料体。

在一些实施方式中，先导通三通阀6的第二端口和第三端口，进行料体注射，然后导通三通阀6的第二端口和第一端口，并使用液压动力装置5吸取液压控制腔室3中的控制液，例如使用可以反转运行的蠕动泵或柱塞泵，为料体腔室补充料液，完成一次注液和补液的循环。重复上述循环过程，可以为大容量的容器进行真空注液作业。

可选的，将入口管道9连接置于真空腔室1外部的料液容器，可以更方便的为料体腔室2、补充料液。

可选的，三通阀6位于真空腔室1外部，可以更方便的选择和控制三通阀6的导通状态。

在一些实施方式中，使用真空泵抽取真空腔室1中的空气，为真空注液作业提供所需的真空度，

优选的，使真空腔室1的真空度为-0.3MPa，注液作业在-0.3MPa的气压环境中进行；

优选的，使真空腔室1的真空度为-0.1MPa，注液作业在-0.1MPa的气压环境中进行。

本实用新型的真空注液装置可以在-0.3MPa～-0.1MPa高真空度的气压环境中使用，产品的适用性好。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种真空注液装置，其特征在于，应用于真空环境下注液，所述真空注液装置包括：真空腔室、料体腔室、液压控制腔室、活塞组件和液压动力装置，其中所述料体腔室、所述液压控制腔室、所述活塞组件设置于所述真空腔室的内部，所述活塞组件包括第一活塞、连接杆和第二活塞；

所述第一活塞设置于所述料体腔室内，所述第二活塞设置于所述液压控制腔室内，所述第一活塞通过所述连接杆与所述第二活塞连接；

所述液压动力装置与所述液压控制腔室连接，以向所述液压控制腔室注入控制液，以使所述控制液在被注入时推动所述第二活塞在所述液压控制腔室内移动，使得所述第一活塞在所述料体腔室中跟随移动，以通过所述第一活塞推动所述料体腔室内的料体在真空环境下完成注液操作。

2.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述液压动力装置还用于吸取所述液压控制腔室中的控制液，以使所述控制液在被吸取时带动所述第二活塞在所述液压控制腔室内移动，使得所述第一活塞在所述料体腔室中跟随移动，以向所述料体腔室中吸入料体。

3.根据权利要求2所述的真空注液装置，其特征在于，向所述料体腔室中吸入料体包括：在常压环境下，向所述料体腔室中吸入料体。

4.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述液压动力装置位于所述真空腔室的外部。

5.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述液压动力装置包括定量泵。

6.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述控制液包括液压油或脱气的水。

7.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述料体腔室和所述液压控制腔室为两个大小不同的腔室。

8.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述料体腔室和所述第一活塞构成第一注射器结构；

和/或，所述液压控制腔室和所述第二活塞构成第二注射器结构。

9.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述真空注液装置还包括三通阀，所述三通阀设置于所述真空腔室中，所述三通阀的第一端口连接料体入口管道，所述三通阀的第三端口连接料体出口管道，所述三通阀的第二端口与所述料体腔室连接，以在所述料体腔室用于补入料体时通过所述三通阀的第一端口从料体入口管道吸入料体，以及在所述料体腔室用于注液时通过所述三通阀的第三端口向料体出口管道注射料体。

10.根据权利要求1所述的真空注液装置，其特征在于，所述真空腔室的真空度为-0.3MPa～-0.1MPa。

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