注液泵

技术领域

本申请涉及泵技术领域，尤其涉及一种注液泵。

背景技术

随着电动汽车的大力发展，锂离子电池用量需求得到不断提升，进而促进了锂离子电池技术的进步和发展。锂离子电池是一种具有理想能量密度和环保性能的电池，具有能量高、可靠性高、加工性好和无环境污染等特点，因此被广泛应用于各类交通工具和便携式电子设备中。

为了提升锂离子电池的产能，需要增大自动化生产，减少人工操作，也要减少生产设备中的维护频率和维护时间，降低维护成本，提高生产设备的使用率。

生产设备中的注液机，注液泵是其核心零部件，用于导入和排放锂电池电解液，以实现锂电池电解液的注入。锂电池电解液具有强腐蚀性，相关技术中的注液泵打液脉冲性明显，对注液速度、注液精度及管路系统影响较大。例如，摇摆式旋转注液泵，容易卡泵，损坏其活塞组件，需要人员定期维护保养，有时需要更换更加昂贵的活塞组件，增加生产成本。

发明内容

本申请提供了一种注液泵，可以消除脉冲，利于控制精度，避免卡泵。

第一方面，本申请提供了一种注液泵，包括：

泵体，设置有注液腔、泵体出口、泵体入口、第一单向阀及第二单向阀；所述泵体出口及所述泵体入口与所述注液腔连通，并设置在所述注液腔的同一端；所述第一单向阀设置于所述泵体入口，以使得液体从外部流向所述注液腔内；所述第二单向阀设置于所述泵体出口，以使得所述注液腔内的液体从所述泵体出口流出；

柱塞，安装于所述泵体，部分结构可移动地容置于所述注液腔内，并将所述注液腔分隔为第一部分和第二部分，所述第一部分与所述泵体出口、所述泵体入口连通；所述柱塞移动时，所述注液腔具有正压状态或者负压状态；

副缸，设置有第一空腔，所述第一空腔的第一侧与所述泵体出口连通，所述第一空腔的第二侧与所述第二部分连通；以及

设置于所述泵体的注液泵出液口，所述注液泵出液口与所述第二部分、所述第一空腔连通。

在一种可能的实现方式中，包括密封件，所述密封件设置于所述注液腔内，并与所述柱塞连接。

在一种可能的实现方式中，所述柱塞包括柱塞杆和杆头，所述柱塞杆的部分结构穿入至所述注液腔内，与所述杆头连接；

其中，所述密封件与所述杆头连接。

在一种可能的实现方式中，所述杆头设置凹槽，所述密封件容置于所述凹槽内；

所述密封件的外表面凸出于所述凹槽的边缘，使得所述密封件能够抵接至所述注液腔的内壁。

在一种可能的实现方式中，包括安装于所述泵体的驱动部，所述驱动部用于驱动所述柱塞在所述注液腔内往复移动。

在一种可能的实现方式中，包括连接丝杠，所述连接丝杠的一端与所述驱动部连接，所述连接丝杠的另一端与所述柱塞螺纹连接。

在一种可能的实现方式中，包括与所述柱塞连接的支撑基座，所述连接丝杠的另一端可转动地穿过所述支撑基座，并与所述柱塞螺纹连接。

在一种可能的实现方式中，所述泵体包括依次连接的主缸、第一壳体和第二壳体；

所述注液腔形成于所述主缸，所述驱动部设置于所述第二壳体内，所述支撑基座设置于所述第一壳体内。

在一种可能的实现方式中，所述注液泵出液口和所述泵体入口沿所述注液泵的径向方向，分设于所述主缸的两侧；

液体从外部流向所述注液腔的进液方向与液体从所述第二部分流至外部的出液方向相同，所述进液方向与所述柱塞的移动方向相互垂直。

在一种可能的实现方式中，当所述注液泵处于进液状态时，所述第一部分中的进液量与所述第二部分中的出液量具有预设比例，预设比例为1：3-1：1。

在一种可能的实现方式中，所述泵体由不锈钢材料制成，且所述泵体的外表面设置镀层。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的该注液泵，通过泵体和副缸，实现双缸设置，由连通阀控制泵体出口和泵体入口的通断，同步完成换向、填充液体、出液等动作，可以消除脉冲，利于控制精度，并实现连续出液，提升产能；且两侧均具有液体，可以避免卡泵。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例提供的一种注液泵的结构示意图；

图2为图1所示的a处放大图。

附图标记说明：

1、泵体；11、主缸；111、注液腔；111A、第一部分；111B、第二部分；112、第一分管；1121、注液泵出液口；113、第二分管；1131、泵体出口；1132、泵体入口；12、第一壳体；13、第二壳体；14、第一单向阀；15、第二单向阀；

2、柱塞；21、柱塞杆；211、螺纹凹槽；22、杆头；221、凹槽；3、副缸；31、第一空腔；4、支撑基座；41、调节垫层；

5、密封件；6、驱动部；61、驱动体；62、驱动杆体；7、连接丝杠。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的相对位置关系或运动情况，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”、“前”、“后”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置发生了位置翻转或者姿态变化或者运动状态变化，那么这些方向性的指示也相应的随着变化，例如：描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

相关技术中，活塞组件是有陶瓷材料制成，采用硬密封处理，容易出现卡泵，具有使用成本高、故障率高等问题，严重影响注液机等生产设备的生产效率。另外，活塞组件主要为进液和打液两个动作交替循环运行，当执行进液动作时，注液泵不出液，也就是说，当进液完成时，才可进行打液动作，当打液完成时，才可以进行进液动作，即活塞组件运动时，其注液泵的内部有一半的时间处于空跑状态，导致注液泵的效率较低，并形成明显的脉冲性出液面，对注液泵中的管路系统以及电池产生均产生不良影响。

为了解决相关技术中明显的脉冲性出液以及容易卡泵的技术问题，本申请提供了一种注液泵，通过泵体和副缸，实现双缸设置，由第一单向阀和第二单向阀分别控制泵体入口和泵体出口的通断，同步完成换向、填充液体、出液等动作，可以消除脉冲，利于控制精度，并实现连续出液，提升产能；且两侧均具有液体，可以避免卡泵。

图1为本申请实施例提供的一种注液泵的结构示意图；图2为图1所示的a处放大图。

在一些示例性实施例中，如图1-图2所示，一种注液泵，包括泵体1、柱塞2和副缸3。

泵体1设置注液腔111、泵体出口1131、泵体入口1132、第一单向阀14及第二单向阀15，泵体出口1131和泵体入口1132位于注液腔111的同一端，且分别与注液腔111连通。

第一单向阀14设置于泵体入口1132，第一单向阀14用于控制泵体入口1132的通断，液体可以从外部流向注液腔111内。其中，第一单向阀14不仅可以保证液体单向流动，还可以避免注液泵内的压力突然变高时对注液泵的损坏，起到止回作用。

第二单向阀15设置于泵体出口1131，可以控制泵体出口1131的通断，得注液腔111内的液体从泵体1出口流出。第二单向阀15确保液体单向流动，不会回流至注液腔111内。且第二单向阀15还可以起到分隔的作用，避免液路之间的相互干扰。

柱塞2安装于泵体1，柱塞2的部分结构可移动地容置于注液腔111内，并将注液腔111分隔为第一部分111A和第二部分111B，第一部分111A与泵体出口1131、泵体入口1132连通。

当柱塞2移动时，注液腔111具有正压状态和负压状态。比如，若柱塞2向靠近泵体入口1132方向运动，则注液腔111为正压状态，实现了注液泵的打液或者出液动作，若柱塞2向远离泵体入口1132方向运动，则注液腔111为负压状态，实现了注液泵的进液或者抽液状态。

其中，第一部分111A的液体容量和第二部分111B的液体容量不固定，柱塞2可以在注液腔111内移动，抽吸或者推送液体。当抽吸液体时，柱塞2向第二部分111B移动，第一部分111A的液体容量增大，当推送液体时，柱塞2向第一部分111A移动，第二部分111B的液体容量增大。

副缸3与泵体1连接，副缸3的轴向方向与泵体1的轴向方向平行，副缸3的外侧壁与泵体1的外侧壁紧密贴合连接，实现注液泵的一体化结构。副缸3设置第一空腔31，第一空腔31的第一侧与泵体出口1131内连通，第一空腔31的第二侧与第二部分111B连通。当执行进液动作时，第一部分111A形成负压状态，液体由泵体入口1132进入第一部分111A。当执行出液动作时，第一部分111A形成正压状态，柱塞2挤压液体，液体由泵体出口1131进入至第一空腔31内，此时，第二部分111B内呈负压状态，液体由第一空腔31进入至第二部分111B内。

在此，需要说明的是，上述副缸3可以是与泵体1为分体结构，二者组装固定在一起，以便于单独更换维修。或者，副缸3与泵体1比如也可以为一体成型结构，简化工艺制作流程，提升整体连接时的可靠性以及气密性，比如，在泵体1的内部开设槽腔，以构造为第一空腔31，具体以实际情况为准。

其中，泵体1设置有注液泵出液口1121，注液泵出液口1121与第二部分111B、第一空腔31连通。当执行出液动作时，由于第二部分111B内呈负压状态，液体先进入至第二部分111B内，当第二部分111B注满时，剩余液体会流向注液泵出液口1121处。

在此，需要说明的是，上述注液泵出液口1121可以设置第三单向阀(图中未示出)，以便于控制注液泵出液口1121的通断，实现液体的单向流动，具体以实际情况为准。

当执行打液动作时，对第一部分111A中的液体施加压力，第一部分111A处于正压状态，液体进入至泵体出口1131内，通过泵体出口1131进入至第一空腔31内，经过第一空腔31进入至第二部分111B内，并由注液泵出液口1121送出，完成打液。其中，当执行进液动作时，第一部分111A会进液，柱塞2会挤压第二部分111B内的液体，注液泵出液口1121继续出液，实现了进液动作和打液动作同时进行，有效降低泵体1的压力，且两侧均有液体，具有润滑作用的，有效减小摩擦，提升了柱塞2的运行速度，进而提升注液速度。

当注液泵处于进液状态时，第一部分111A中的进液量与第二部分111B中的出液量具有预设比例，预设比例比如是1：3-1：1，使得进液量与出液量相同或者大于出液量。预设比例比如具体可以是1：2，即注液泵出液口1121输出的出液量为泵体入口1132输入的进液量的一半。而当注液泵处于打液状态时，输出与进液量相同多的液体，在出口一致的情况下，柱塞2往复移动，以反复执行进液和出液动作，当液体流速降低50％时，泵体1的压力降低至少50％，基本消除了脉冲，利于实现精度的控制。其中，当柱塞2移动速度提高50％时，泵体1的压力为原来的75％，整个注液泵的出液速度提升至少50％。

在一些示例性实施例中，如图1-图2所示，注液泵包括密封件5，密封件5设置于注液腔111内，并与柱塞2连接，以便于实现柱塞2与注液腔111之间的密封。密封件5比如是密封圈，套设于柱塞2的周向外侧壁上。

其中，柱塞2比如包括柱塞杆21和杆头22，柱塞杆21的部分结构穿入至注液腔111内，与杆头22连接，杆头22位于注液腔111内，并在注液腔111内移动。密封件5与杆头22连接，密封件5可以被杆头22和注液腔111的内侧壁进行挤压，以保证其密封性。

一些示例中，杆头22设置凹槽221，凹槽221为环形状，环绕杆头22的外侧壁，密封件5容置于凹槽221内，使得密封件5与杆头22的连接更加可靠，避免杆头22移动时，密封件5错位或者偏移，有效保证其密封性。

其中，密封件5的外表面凸出于凹槽221的边缘，使得密封件5能够抵接至注液腔111的内壁，进一步保证密封件5可以被挤压，实现密封。

密封件5与液体共同构成密封手段，当柱塞2的杆头22移动时，使得密封件5与液体能够对注液腔111的内壁共同作用，进行摩擦，不会出现柱塞2堵塞的现象，避免卡泵，有效保护泵体1，不会损坏泵体1，提升注液泵的安全性，延长注液泵的使用寿命。

在本实施例中，如图1-图2所示，注液泵包括安装于泵体1的驱动部6，驱动部6用于驱动柱塞2在注液腔111内往复移动，实现负压状态或者正压状态，完成抽液动作或者打液动作。

其中，驱动部6比如是伺服电机，包括驱动体61和驱动杆体62，驱动体61带动驱动杆体62转动。驱动部6可以直接与柱塞2直接连接，也可以间接连接。

一些示例中，驱动杆体62可以与柱塞2的柱塞杆21螺纹连接，驱动杆体62正转或者反转，以带动驱动柱塞2做往复移动，简化驱动结构，有效提升抽液动作和打液动作的速度。

另一些示例中，注液泵包括连接丝杠7，连接丝杠7的一端与驱动部6的驱动杆体62连接，连接丝杠7的另一端与柱塞2的柱塞杆21螺纹连接，驱动杆体62带动连接丝杠7转动，以驱动柱塞2做往复移动。

连接丝杠7为精密滚珠丝杆，与伺服电机配合，并配合宽幅线性运动轨迹，可以控制移动精度，确定移动距离，使得柱塞2的移动变得更加灵活。

在此，需要说明的是，柱塞杆21比如设置螺纹凹槽211，以便于为驱动杆体62或者连接丝杠7提供移动空间，进而缩小注液泵的整体长度。

在本实施例中，如图1-图2所示，注液泵包括与柱塞2连接的支撑基座4，连接丝杠7的另一端可转动地穿过支撑基座4，并与柱塞2螺纹连接。支撑基座4不仅具有限位轨道的作用，还可以支撑和托举连接丝杠7，避免连接丝杠7由于自重下坠，影响转动效果。

当然，可以理解的是，为了提升连接丝杠7转动时的平衡性，支撑基座4不限于设置一个，可以设置两个，两个支撑基座4分设于连接丝杠7的轴向两侧，对连接丝杠7两侧均形成支撑和限位，保证连接丝杠7的运动方向保持线性方向，并避免连接丝杠7下坠，影响转动效果。

还需说明的是，各个结构在生产时，可能会存在生产误差，为了保证连接丝杠7能够与驱动杆体62、柱塞杆21保持处于同轴设置，还可以设置调节垫层41，调节垫层41设置于支撑基座4的下方，调节垫层41通过螺丝安装于泵体1，旋转螺丝，以调整支撑基座4的高度，进而调节连接丝杠7的高度，以保证连接丝杠7能够与驱动杆体62、柱塞杆21保持处于同轴设置，保证驱动和旋转正常进行。另外，为了保证驱动杆体62的高度也可调节，调节垫层41也可以对驱动部6进行调节，具体以实际情况为准。

在本实施例中，如图1-图2所示，泵体1包括依次连接的主缸11、第一壳体12和第二壳体13，主缸11、第一壳体12和第二壳体13可以组装连接。或者，也可以是一体成型结构，以简化生产流程。

注液腔111形成于主缸11，驱动部6设置于第二壳体13内。当支撑基座4为一个时，则设置于第一壳体12内，当支撑基座4设置为两个时，则一个支撑基座4设置于第一壳体12内，另一个设置于第二壳体13内。

其中，泵体1由不锈钢材料制成，比如316不锈钢，具有较好的强度，提升泵体1的整个使用寿命，不易损坏。且外表面设置镀层(图中未示出)，镀层比如是类金刚石镀层(Diamond Like Carbon，简称DLC)，使其具有较好的耐磨性、润滑性、电气绝缘、化学稳定性，进一步保护泵体1，延长泵体1的使用寿命。

在本实施例中，如图1-图2所示，注液泵出液口1121和泵体入口1132沿注液泵的径向方向(参照图1所示的Y轴)，分设于主缸11的两侧。液体从外部流向注液腔111的进液方向与液体从第二部分111B流至外部的出液方向相同，进液方向与柱塞2的移动方向相互垂直，优化进液和出液方向，利用注液泵的径向方向，有效缩减注液泵轴线方向(参照图1所示的X轴)上的长度，利于减小注液泵的占用面积。

其中，注液泵出液口1121可以直接开设于主缸11上，缩减路径，实现快速出液。或者，也可以是设置一个第一分管112，第一分管112位于主缸11上，第一分管112为中空结构，与第二部分111B连通，注液泵出液口1121设置于第一分管112上，以便于与待注液结构对位，避免打液过程中，出现漏液的情况。

主缸11还可以设置第二分管113，泵体出口1131以及泵体入口1132均设置于第二分管113，共用通道，优化布局，以便于实现液体分流。

本申请所提出的注液泵，通过泵体和副缸，实现双缸设置，由第一单向阀和第二单向阀分别控制泵体入口和泵体出口的通断，实现进液动作和打液动作，同步完成换向、填充液体、出液等动作，实现连续出液，产能提升至少50％以上。

伺服电机、连接丝杠以及支撑基座中的宽幅线性限位滑轨，可以控制移动时的精确度。

采用不锈钢和镀层，提升泵体的使用寿命。且密封件和两侧的液体共同密封，减少摩擦，不仅解决了相关技术中易卡泵的问题，且对计量流体的粘度、密度、材料类型等兼容性更加广泛。

双向计量出液，进液和出液同时进行，在降低管道压力的同时，通过提升柱塞的运行速度，提升注液速度，提升打液速率。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。