一种注液装置的制作方法

本发明涉及一种电池加工领域的部分构件，特别是一种注液装置。

背景技术：

随着新能源行业不断发展，电池的应用越来越多，在电池生产过程中，电池内注入电解液是电池生产过程中的重要工序，实现将电解液注入电池的装置称为注液装置。

传统的注液装置，由于设计或结构上的局限，注液过程往往需要对电池进行抽真空然后再向注液腔体内打入电解液，这种结构生产效率低，同时大大增大了电池内的压力泄漏；另外，传统的打液针头往往是外露的移动式打液结构，此种结构在打液针移动过程中，电解液会往外低落，影响生产环境同时也使得打液精度难以保证。

总之，现有技术存在结构复杂、实施困难、实施成本高、注液效率低下、注液质量差、浪费大、对环境不够友好等技术缺陷，所述种种缺陷严重限制了本领域进一步向前发展和推广应用。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的技术方案以解决现存的技术缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种注液装置，该种注液装置解决了现有技术存在的结构复杂、实施不方便、注液效率低下、注液质量差、电解液浪费大、对环境污染大等技术缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种注液装置，其包括注液头、下腔体、上腔体、阀体导杆、打液密封杆、高压腔体及电池夹具，所述高压腔体与所述电池夹具密封，所述高压腔体可与高压管道连通，所述注液头安装在所述高压腔体上并可与被注液电池的电池注液孔弹性密封连通，所述下腔体与真空管道连通并与注液头密封连通，所述上腔体用于储存电解液，所述上腔体与下腔体之间具上下移动行程，在上腔体移动到行程上端时，所述下腔体与真空管道连通使得电池与真空管道连通，在所述上腔体移动到行程下端时，所述上腔体与下腔体密封并使得所述电池与真空管道被切断，所述阀体导杆活动安装于所述上腔体内，所述阀体导杆与所述上腔体之间具有上下移动行程，在所述阀体导杆移动到行程上端时，所述上腔体与所述下腔体内部连通，在所述阀体导杆移动到行程下端时，所述述阀体导杆与所述上腔体密封并使得所述上腔体与所述下腔体的内部连通通道被切断，所述上腔体与真空管路和高压管路连通，所述打液密封杆活动安装于所述上腔体上，所述打液密封杆与所述上腔体之间具有上下移动行程，所述打液密封杆处于其移动行程的上端时，所述上腔体与外部打液泵连通，所述打液密封杆处于其移动行程的下端时，所述打液密封杆与所述上腔体密封并使得所述上腔体与外部打液泵的连通通道被切断。

作为上述技术方案的进一步改进，所述高压腔体上开设有高压腔体接气口，所述高压腔体接气口的口部连接有高压腔体连接管，所述高压腔体连接管与第三高压管道连通，高压腔体连接管上安装有第六气控阀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述注液头包括与高压腔体密封安装的导向套及安装在所述导向套内部的弹簧导向套、注液针，所述注液针下部设置有注液嘴，所述注液嘴用于与被注液电池的电池注液孔匹配，所述弹簧导向套与下腔体之间设置有弹簧，所述导向套与高压腔体之间设置有第一密封圈，所述注液针内壁与下腔体下部外壁之间设置有第二密封圈，所述导向套上部与下腔体之间设置有第三密封圈。

作为上述技术方案的进一步改进，所述下腔体包括具有中空内腔的第二杯体及设置在所述第二杯体上部的上腔体导向套，所述第二杯体的下部伸入到注液头中并与注液头密封，第二杯体内部具有通道与所述注液头连通，所述上腔体导向套用于导向所述上腔体，所述第二杯体侧部设置有下腔体接头，所述下腔体接头连接有下腔体真空连接管，所述下腔体真空连接管与第三真空管道连接，下腔体真空连接管上安装有第五气控阀；所述第二杯体与上腔体导向套之间设置有下腔体密封圈。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上腔体包括具有中空内腔的第一杯体及设置在第一杯体上、下两端的上端盖、下端盖，所述下端盖下端部设置有上杯体堵头，所述上第一杯体的中空内腔与下腔体的内部连通，所述上端盖连接到第三驱动装置的输出端，上端盖中间位置设置有阀体导杆导向套，所述阀体导杆安装在所述阀体导杆导向套内部并可在阀体导杆导向套内部沿着阀体导杆导向套的导向移动，所述上端盖侧部设置有打液嘴，所述打液嘴侧部设置有打液接头，所述打液接头连接有打液泵连接管，所述打液泵连接管用于连接打液泵，所述打液嘴内部安装有打液密封杆，所述上端盖上还设置有上腔体接头，所述上腔体接头连接到上腔体连接管。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一杯体侧部设置有杯体下液位接头及杯体上液位接头，所述杯体下液位接头与杯体上液位接头之间设置有杯体液位管，所述杯体液位管与所述第一杯体的中空内腔连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一杯体与下端盖之间设置有第四密封圈，所述下端盖下部侧壁与下腔体之间设置有第五密封圈，所述第一杯体与上端盖之间设置有第六密封圈，所述阀体导杆导向套内壁与阀体导杆外壁之间设置有第七密封圈，阀体导杆导向套下部设置有用于限位安装所述第七密封圈的密封圈压环，所述上端盖与打液嘴之间设置有第八密封圈，所述上端盖与阀体导杆导向套之间设置有第九密封圈，所述第四密封圈、第六密封圈、第八密封圈及第九密封圈为静密封圈，所述第五密封圈及第七密封圈为动密封圈。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上腔体连接管具有四根分管，四根分管分别连接有第一真空管道、第二真空管道、第一高压管道及第二高压管道，四根分管与第一真空管道、第二真空管道、第一高压管道及第二高压管道的连接处分别安装有第一气控阀、第二气控阀、第三气控阀及第四气控阀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀体导杆包括第一杆体及设置在所述第一杆体下端部的阀体堵头，所述阀体堵头通过第二连接螺栓固定连接在所述第一杆体下端部，所述第一杆体上端部通过第一连接螺栓连接到第一驱动装置的输出端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述打液密封杆包括第二杆体，所述第二杆体下端部设置有打液杆堵头，所述打液杆堵头通过连接销钉连接到第二杆体下部，所述连接销钉通过顶紧螺丝固定在第二杆体下端部，所述所述第二杆体上端部通过第三连接螺栓连接到第二驱动装置的输出端，所述第二杆体外壁与上腔体之间设置有第十密封圈，所述第二杆体端部设置有一安装凹槽，所述打液杆堵头安装在所述安装凹槽中，所述打液杆堵头的侧部被安装凹槽的侧部包裹。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种注液装置，该种注液装置通过注液头、下腔体、上腔体、阀体导杆、打液密封杆、高压腔体及电池夹具配合实现对被注液电池的自动化注液，具有结构简单、实施成本低的优点；在具体注液时，能够有效提升注液效率及注液质量，避免出现注液过程中的电解液泄露现象，对环境的污染小。

总之，该种注液装置解决了现有技术存在的结构复杂、实施不方便、注液效率低下、注液质量差、电解液浪费大、对环境污染大等技术缺陷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例中注液装置在第一状态下的结构示意图；

图2是本发明实施例中注液装置在第二状态下的结构示意图；

图3是本发明实施例中注液装置在第三状态下的结构示意图；

图4是本发明实施例中高压腔体的结构示意图；

图5是本发明实施例中注液头的结构示意图；

图6是本发明实施例中下腔体的结构示意图；

图7是本发明实施例中上腔体的结构示意图；

图8是本发明实施例中阀体导杆的结构示意图；

图9是本发明实施例中打液密封杆的结构示意图。

在本发明中，附图标号对应的特征名称为：

10—电池；

20—电池夹具；

30—高压腔体；

301—高压腔体接气口；

302—高压腔体连接管；

401—注液嘴；

402—注液针；

403—导向套；

404—第一密封圈；

405—第二密封圈；

406—弹簧导向套；

407—弹簧；

408—第三密封圈；

501—第二杯体；

502—上杯体堵头；

503—下腔体密封圈；

504—上腔体导向套；

505—下腔体接头；

506—下腔体真空连接管；

601—第四密封圈；

602—下端盖；

603—第五密封圈；

604—第一杯体；

605—上端盖；

606—第六密封圈；

607—杯体下液位接头；

608—杯体液位管；

609—杯体上液位接头；

610—第七密封圈；

611—密封圈压环；

612—阀体导杆导向套；

613—第八密封圈；

614—打液接头；

615—打液嘴；

616—打液泵连接管；

617—上腔体接头；

618—上腔体连接管；

619—第九密封圈；

701—阀体堵头；

702—第二连接螺栓；

703—第一杆体；

704—第一连接螺栓；

801—连接销钉；

802—打液杆堵头；

803—顶紧螺丝；

804—第二杆体；

805—第十密封圈；

806—第三连接螺栓；

90—第一真空管道；

100—第二真空管道；

101—第一高压管道；

102—第二高压管道；

103—第三真空管道；

104—第一气控阀；

105—第二气控阀；

106—第三气控阀；

107—第四气控阀；

108—第五气控阀；

109—第三高压管道；

110—第六气控阀；

111—打液泵；

112—第一驱动装置；

113—第二驱动装置；

114—第三驱动装置。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合，参照图1-9。

具体参照图1、图2、图3，一种注液装置，其包括注液头40、下腔体50、上腔体60、阀体导杆70、打液密封杆80、高压腔体30及电池夹具20，所述高压腔体30与所述电池夹具20密封，所述高压腔体30可与高压管道连通，所述注液头40安装在所述高压腔体30上并可与被注液电池10的电池注液孔弹性密封连通，所述下腔体50与真空管道连通并与注液头40密封连通，所述上腔体60用于储存电解液，所述上腔体60与下腔体50之间具上下移动行程，在上腔体60移动到行程上端时，所述下腔体50与真空管道连通使得电池10与真空管道连通，在所述上腔体60移动到行程下端时，所述上腔体60与下腔体50密封并使得所述被注液电池10与真空管道被切断，所述阀体导杆70活动安装于所述上腔体60内，所述阀体导杆70与所述上腔体60之间具有上下移动行程，在所述阀体导杆70移动到行程上端时，所述上腔体60与所述下腔体50内部连通，在所述阀体导杆70移动到行程下端时，所述述阀体导杆70与所述上腔体60密封并使得所述上腔体60与所述下腔体50的内部连通通道被切断，所述上腔体60与真空管路和高压管道连通，所述打液密封杆80活动安装于所述上腔体60上，所述打液密封杆80与所述上腔体60之间具有上下移动行程，所述打液密封杆80处于其移动行程的上端时，所述上腔体60与外部打液泵连通，所述打液密封杆80处于其移动行程的下端时，所述打液密封杆80与所述上腔体60密封并使得所述上腔体70与外部打液泵的连通通道被切断。

具体参照图4，优选地，所述高压腔体30上开设有高压腔体接气口301，所述高压腔体接气口301的口部连接有高压腔体连接管302，所述高压腔体连接管302与第三高压管道109连通，所述高压腔体连接管302上安装有第六气控阀110。

优选地，所述注液头40包括与高压腔体30密封安装的导向套403及安装在所述导向套403内部的弹簧导向套406、注液针402，所述注液针402下部设置有注液嘴401，所述注液嘴401用于与被注液电池10的电池注液孔匹配，所述弹簧导向套406与下腔体50之间设置有弹簧407，所述导向套403与高压腔体30之间设置有第一密封圈404，所述注液针402内壁与下腔体50下部外壁之间设置有第二密封圈405，所述导向套403上部与下腔体50之间设置有第三密封圈408。

具体参照图5，所述注液嘴401为双密封结构设计，对电池盖板进行气密封，对电池注液沉孔进行液体密封，大大减小与注液嘴401与电池10的气压泄漏率。由于电池存在一定程度的高度公差，所以本注液头30设计为弹性结构，通过弹簧407装置可解决电池高度差带来的气压泄漏问题。

具体参照图6，优选地，所述下腔体50包括具有中空内腔的第二杯体501及设置在所述第二杯体501上部的上腔体导向套503，所述第二杯体501的下部伸入到注液头40中并与注液头40密封，第二杯体501内部具有通道与所述注液头40连通，所述上腔体导向套503用于导向所述上腔体60，所述第二杯体501侧部设置有下腔体接头505，所述下腔体接头505连接有下腔体真空连接管506，所述下腔体真空连接管506与第三真空管道103连接，下腔体真空连接管506上安装有第五气控阀108；所述第二杯体501与上腔体导向套503之间设置有下腔体密封圈502。

下腔体50与注液头40同轴安装，通过弹簧导向套406导向和弹簧407注液头40可实现上下压缩运动。第二杯体501上开孔安装下腔体接头505与第三真空管道103连通，中间连接气控阀五，通过下腔体50可对电池10内部进行抽真空。

具体参照图7，优选地，所述上腔体60包括具有中空内腔的第一杯体604及设置在第一杯体604上、下两端的上端盖605、下端盖602，所述下端盖602下端部设置有上杯体堵头502，所述上第一杯体604的中空内腔与下腔体50的内部连通，所述上端盖605连接到第三驱动装置114的输出端，上端盖605中间位置设置有阀体导杆导向套612，所述阀体导杆70安装在所述阀体导杆导向套612内部并可在阀体导杆导向套612内部沿着阀体导杆导向套612的导向移动，所述上端盖605侧部设置有打液嘴615，所述打液嘴615侧部设置有打液接头614，所述打液接头614连接有打液泵连接管616，所述打液泵连接管616用于连接打液泵111，所述打液嘴615内部安装有打液密封杆80，所述上端盖605上还设置有上腔体接头617，所述上腔体接头617连接到上腔体连接管618。

具体参照图7，优选地，所述第一杯体604侧部设置有杯体下液位接头607及杯体上液位接头609，所述杯体下液位接头607与杯体上液位接头609之间设置有杯体液位管608，所述杯体液位管608与所述第一杯体604的中空内腔连通。

具体参照图7，优选地，所述第一杯体604与下端盖602之间设置有第四密封圈601，所述下端盖602下部侧壁与下腔体50之间设置有第五密封圈603，所述第一杯体604与上端盖605之间设置有第六密封圈606，所述阀体导杆导向套612内壁与阀体导杆70外壁之间设置有第七密封圈610，阀体导杆导向套612下部设置有用于限位安装所述第七密封圈610的密封圈压环611，所述上端盖605与打液嘴615之间设置有第八密封圈613，所述上端盖605与阀体导杆导向套612之间设置有第九密封圈619，所述第四密封圈601、第六密封圈606、第八密封圈613及第九密封圈619为静密封圈，所述第五密封圈603及第七密封圈610为动密封圈。

具体参照图7，优选地，所述上腔体连接管618具有四根分管，四根分管分别连接有第一真空管道90、第二真空管道100、第一高压管道101及第二高压管道102，四根分管与第一真空管道90、第二真空管道100、第一高压管道101及第二高压管道102的连接处分别安装有第一气控阀104、第二气控阀105、第三气控阀106及第四气控阀107。

所述下端盖602底部装有弹性的上杯体堵头502用于与第二杯体501密封，连通上腔体60和下腔体50。下端盖602轴向装有第五密封圈603保证上腔体60上下运动时与下腔体50行程动密封。阀体导杆导向套612为塑料件，设计为分段导向结构且装有第七密封圈610，保证动密封且减小加工变形引起的阀体导杆70升降时卡顿问题。上腔体60内部各连接处分别安装第四密封圈601、第六密封圈606、第八密封圈613、第九密封圈619确保杯体内部静密封。

所述第一杯体604侧面装有杯体液位管608可观察检测杯体内液面。上端盖605装有上腔体接头617连接上腔体连接管618，上腔体连接管618连通第一真空管道90、第二真空管道100、第一高压管道101、第二高压管道102可通过上腔体60对电池内部进行正负压，四路管道分别接入第一气控阀104、第二气控阀105、第三气控阀106、第四气控阀107，控制四路管道通段。

所述打液嘴615安装于上端盖605、打液接头614安装于打液嘴615，打液泵111通过打液泵连接管616与打液接头614连接，此结构有效解决了电解液往外滴落问题，大大提高了打液精度。打液嘴615内壁精加工对打液密封杆80起到升降导向作用。

具体参照图8，优选地，所述阀体导杆70包括第一杆体703及设置在所述第一杆体703下端部的阀体堵头701，所述阀体堵头701通过第二连接螺栓702固定连接在所述第一杆体703下端部，所述第一杆体703上端部通过第一连接螺栓704连接到第一驱动装置112的输出端。

第一杆体703设计为将阀体堵头701外部包裹住，第二连接螺栓702将阀体堵头701与第一杆体703连接锁紧，此结构有效防止了阀体堵头701易变形、易掉落问题

具体参照图9，优选地，所述打液密封杆80包括第二杆体804，所述第二杆体804下端部设置有打液杆堵头802，所述打液杆堵头802通过连接销钉801连接到第二杆体804下部，所述连接销钉802通过顶紧螺丝803固定在第二杆体804下端部，所述所述第二杆体804上端部通过第三连接螺栓806连接到第二驱动装置113的输出端，所述第二杆体804外壁与上腔体60之间设置有第十密封圈805，所述第二杆体804端部设置有一安装凹槽，所述打液杆堵头802安装在所述安装凹槽中，所述打液杆堵头802的侧部被安装凹槽的侧部包裹。

所述第二杆体804设计为将打液杆堵头802外部包裹住，连接销钉801将打液杆堵头802与第二杆体804相连接，通过顶紧螺丝803横向将连接销钉801顶住，此结构有效防止了打液杆堵头802易变形、易掉落问题。

本发明的具体注液过程为：

参照图1，电池10放入注液夹具20，电池10与注液嘴401对准密封，高压腔体30与电池夹具20密封，此时第一驱动装置112驱动阀体导杆70向下运动与下端盖602形成密封，第三驱动装置114驱动上腔体60向上运动与第二杯体501脱离密封，第二驱动装置113驱动打液密封杆80向上运动与打液嘴615脱离密封，此状态下上腔体60与下腔体50通路被切断，上腔体60与打液泵111连通，此时打开第六气控阀110，下腔体50与第三真空管道109连通，可实现对电池内部进行抽真空，打开打液泵111，可实现往上腔体60内打打电解液，由此实现了打电解液和抽真空同时进行。

参照图2，当电池10内部抽真空到达规定值，上腔体60内打入规定值得电解液时，第三驱动装置114驱动上腔体60向下运动与第二杯体501密封，第二驱动装置113驱动打液密封杆80向下运动与打液嘴615密封封死打液通路。此状态为电池10内部真空达到规定值，上腔体60内打入规定的电解液量。

参照图3，此时第一驱动装置112驱动阀体导杆70向上运动与下端盖602脱离密封，电解液由于压力差被吸入电池10内部，在此过程中，为了加快电解液吸收效率，可通过第一气控阀104、第二气控阀105、第三气控阀106、第四气控阀107控制第一真空管道90、第二真空管道100、第一高压管道101、第二高压管道102通断，给电池10内部进行不断设定值的正负压循环功能，此结构可加快电解液的吸收过程，实现高效率注液。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。