一种大通径电解液注液控制阀制造技术

本发明专利技术涉及注液控制阀领域，尤其涉及一种大通径电解液注液控制阀。采用大口径的阀体以及大通径出液孔，以满足粘度大的电解液张力大对电解液流动的影响；在阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，导流面设计成导流斜面结构，以方便电解液的流出；阀口靠近出液孔，尽可能的缩短液体流动的距离以及改变其流动的方向，以防造成电解液积液、结晶，产生的堵塞现象；再则优化隔膜本体的具体结构以及由阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳隔膜本体的凸缘的缩口空间，使得阀芯动作过程中凸缘始终被限制在该缩口空间内，即隔膜边沿与气动控制腔体内侧壁不会发生摩擦，进而确保了其密封性要求，使得气液分离效果得以保证。果得以保证。果得以保证。

【技术实现步骤摘要】
一种大通径电解液注液控制阀


[0001]本专利技术涉及注液控制阀领域，尤其涉及一种大通径电解液注液控制阀。

技术介绍

[0002]众所周知，影响动力锂电池性能的核心要素主要有材料、配方和加工工艺，而制作工艺的好坏主要由相应设备的性能优劣所决定。设备不止决定电池的生产成本和效率，更重要的是设备的精度和稳定性对电池性能一致性起到了决定性作用。目前锂电池自动注液机采用的是负压自吸式自动注液的方式，即将电池盒内部吸成负压，用管路将电池盒与电解液连接，使电池盒内部与电解液所在空间之间形成压差，利用该压差使电解液处动吸入到电池盒内部，完成自动注液。
[0003]注液采用自动化(PLC)控制，可以定位电池盒与注液模块，精确控制注液量，自动控制工作台的升降，注液阀门的开关，负压真空度的高低、注液量的多少等，因此，一款工作稳定可靠、密封良好、开关快捷的注液阀是注液的关键。
[0004]传统锂电池自动注液机的注液阀，采用的是“杯中杆”的结构形式，即在注液杯中空套有一活动杆，活动杆顶部设有密封塞结构，尾部设有活动式的密封结构，通过气缸来控制活动杆的移动，注液时，注液杯先与电芯注液口外圈进行密封，然后由气缸带动活动杆向上运动，电芯内腔与注液杯内腔形式一个密闭的空腔，此时对电芯及注液杯内腔进行抽真空，当抽真空达到预设值时，气缸带动活动杆向下运动直至顶部密封塞封住注液口，其后开始向注液杯内注液，当达到所需注液量时，气缸再次带动活动杆向上运动脱开注液口，此时注液杯内的电解液在电芯内腔负压的作用下将杯内的电解液吸入电芯内，实现一次注液过程。
[0005]此种注液阀结构复杂，结构体积大，对密封结构及密封件要求高，由于密封材料整体浸泡于电解液中，长期接触电解液，对材料的耐蚀性要求高，传统材料常出现发软、发粘、寿命低等问题，导致注液可靠性低，影响生产效率。
[0006]随着注液工艺的不断改进和发展，传统锂电池自动注液机的注液形式也不断发展，如将注液杯与注液阀分离，注液阀安装在注液杯底部，注液杯连同注液阀与注液机上工作台固定在一起，当上工作台下降，注液阀底部的注液嘴与电芯注液口连接密封时，注液杯、注液阀、电芯内部形成一个密闭的空间，系统通过注液杯顶部进行抽真空与注液，通过注液阀的开、闭来实现对电芯内部的抽真空与注液。
[0007]目前锂电池自动注液机所使用的注液阀主要有以下两种结构：
[0008]一种是夹管阀，阀体的通道是一段直通的橡胶管，橡胶管中部外侧上、下部各有一块夹块，通过气动的形式使上夹块与下夹块同步向橡胶管中部移动，从而实现将橡胶管夹住，通道截止的目的；同理当气动消失，上、下夹块向橡胶管外侧移动，夹块复位，橡胶管中部夹扁的胶管依靠胶管本身材料的强度同步复位。
[0009]此种开、关形式的结构存在以下主要问题：1、当电芯在注液之前，首先需对电芯内部进行抽真空，抽真空时夹管阀通道需要打开，打开时上、下夹块处于橡胶管的最外侧，抽
真空时橡胶管内壁受到向管中心的力，即内凹的力，橡胶管内部通道并无支撑，全靠橡胶管本身的刚度来承受内部真空所产生的内凹的力。当胶管材质、加工工艺发生变形，如加工过程材质的硬度，加工成型造成的壁厚不均的偏差，以及随道使用次数的增加，上、下夹块夹紧处和橡胶管材质经过往复形变，材质发生疲劳变软，同时在电解液长期的浸泡下，加剧了此种现象的发生，种种现象都有可能使胶管的刚度已无法承受抽真空时产生的内凹力，使橡胶管在抽真空时自行关闭。2、橡胶管通体与电解液接触，对橡胶材料的耐受性，以及耐电解液腐蚀提出了更高的要求，橡胶管做为通道载体，普遍寿命低，使用成本高。3、橡胶管通径小，但随着锂电池产品的不断研发发展，电容和寿命都在不断的提高，因此电解液的配方也在不断的改变，粘度越来越大，张力越来越大，流动性也变差。因通径小容易造成电解液堆积、结晶，导致通道堵塞，无法满足所有工况的需求。
[0010]另一种是锥阀产品，这是一款直动式的气动隔膜阀，这款注液阀主要存在两个问题：1、同样存在主通道通径小的问题，对于粘度大，张力大的电解液工况无法满足要求；2、结构复杂，加工精度要求高，加工成本高。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种大通径电解液注液控制阀，能够改善电解液粘度越来越大，流动差，易堵塞的问题，满足所有注液工况的需求且确保在大通径下对用于气液隔离的隔膜的气密性要求。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0013]一种大通径电解液注液控制阀，包括两端具有开口的阀体和一端具有开口的气动控制腔体；所述阀体的中部上设有阀口，所述气动控制腔体的开口端与所述阀口对接形成T字形结构；所述阀体的开口的口径范围为6mm
‑
25mm，所述阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，所述出液孔的轴向与阀体的轴向相垂直，所述阀口对应出液孔位置设置且所述阀口与所述出液孔同轴设置，所述出液孔的通径范围为6mm
‑
20mm；
[0014]所述气动控制腔体内设有同轴设置且可沿轴向滑动的阀芯，所述阀芯的中部与气动控制腔体内侧壁抵接，所述阀芯朝向阀口的一端部上设有柔性的隔膜本体，所述隔膜本体包括位于中心的密封体、连接于所述密封体外沿的形变部和连接于形变部外沿的凸缘，所述阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间；所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端内侧面上设有凹槽，所述凹槽内侧壁嵌设有滑动轴承，所述阀芯远离阀口的一端伸入所述凹槽内且与滑动轴承相配合。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]本专利技术提供一种大通径电解液注液控制阀，采用大口径的阀体，由传统的5mm增大至6mm
‑
25mm，以及出液孔的大通径，由传统的5mm增大至6mm
‑
20mm，以满足粘度大的电解液张力大对电解液流动的影响；并且在阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，所述出液孔的轴向与阀体的轴向相垂直，导流面设计成导流斜面结构，以方便电解液的流出；出液孔与外部的气动控制腔体内阀芯相配合，通过阀芯来控制出液孔的通与闭，阀口靠近出液孔，尽可能的缩短液体流动的距离，以及改变其流动的方向，以防造成电解液积液、结晶，产生的堵塞现象，同时利于电解液定量注液的精确控制；再则大通径会使整个控制阀内部的液压增大，对隔膜本体的气密性提出更高的要求，而通过优化隔膜本体的具体
结构，包括位于中心的密封体、连接于所述密封体外沿的形变部和连接于形变部外沿的凸缘，以及由阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间，使得阀芯动作过程中会带动隔膜做往复移动时，隔膜本体的密封体移动，形变部发生相应形变，而凸缘始终被限制在该缩口空间内，即隔膜边沿与气动控制腔体内侧壁不会发生摩擦，进而确保了其密封性要求，使得气液分离效果得以保证。再通过所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端内侧面上设计凹槽，并所述凹槽内侧壁嵌设有滑动轴承，所述阀芯一端伸入所述凹槽内且与滑动轴承相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大通径电解液注液控制阀，其特征在于，包括两端具有开口的阀体和一端具有开口的气动控制腔体；所述阀体的中部上设有阀口，所述气动控制腔体的开口端与所述阀口对接形成T字形结构；所述阀体的开口的口径范围为6mm
‑
25mm，所述阀体内的中部设有导流面和设于所述导流面上的出液孔，所述出液孔的轴向与阀体的轴向相垂直，所述阀口对应出液孔位置设置且所述阀口与所述出液孔同轴设置，所述出液孔的通径范围为6mm
‑
20mm；所述气动控制腔体内设有同轴设置且可沿轴向滑动的阀芯，所述阀芯的中部与气动控制腔体内侧壁抵接，所述阀芯朝向阀口的一端部上设有柔性的隔膜本体，所述隔膜本体包括位于中心的密封体、连接于所述密封体外沿的形变部和连接于形变部外沿的凸缘，所述阀体的阀口处与气动控制腔体的开口端面之间形成容纳所述凸缘的缩口空间；所述气动控制腔体与其一端开口相对的另一端内侧面上设有凹槽，所述凹槽内侧壁嵌设有滑动轴承，所述阀芯远离阀口的一端伸入所述凹槽内且与滑动轴承相配合。2.根据权利要求1所述的一种大通径电解液注液控制阀，其特征在于，所述阀芯上套设有阀芯前导向块且所述阀芯前导向块位于隔膜本体与阀芯的中部之间，所述气动控制腔体的侧壁上设有气控口且所述气控口位于阀芯前导向块与阀芯的中部之间，所述阀芯前导向块上设有泄压口，所述泄压口使得隔膜本体和阀芯前导向块之间的空间与气动控制腔体外部连通。3.根据权利要求2所述的一种大通径电解液注液控制阀，其特征在于，所述阀芯前导向块朝向阀口的一端面的边缘上具有朝向阀口方向延伸的环形边沿，所述阀体的阀口外围设有第一环形凹槽，所述环形边沿的端面与所述第一环形凹槽之间具有间距且共同形成所述缩口空间。4.根据权利要求2所述的一种大通径电解液注液控制阀，其特征在于，所述开口的口径为14mm，所述出液孔的通径为10mm，所述导流面与阀体的轴向所成夹角为38
°
。5.根据权利要求2所述的一种大通径电解液注液控制阀，其特征在于，所述阀芯前导向块与阀芯接触的内侧壁上设有至少两个内环形凹槽，每个所述内环形凹槽内嵌设有与阀芯抵接的第一皮碗；所述阀芯的中部与气动控制腔体内侧壁抵接处具有环形突出部，所述环形突出部上设有第二皮碗，所述第二皮碗的外侧壁与气动控制腔体内侧壁抵接。6.根据权利要求1所述的一种大通径电解液注液控制阀，其特征在于，所述密封体的中心处一体成型一封闭腔体，所述封闭腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆景波，
申请(专利权)人：福建比力安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：