专利名称：真空灌装的可控灌装方法
技术领域：
本发明涉及真空灌装技术领域，具体涉及一种用于染料敏化太阳电池防止电解液被抽入真空泵的真空灌装平面微孔与灌装管道的连接装置及其它需要真空灌装液体的待灌装器件开孔与灌装管道连接的装置与可控灌装方法。
背景技术：
在真空灌装中，防止液料被抽入真空泵是一种十分必要的操作控制过程，可以广泛应用于一切液体的真空灌装。目前，常采用三通阀控制真空负压和液料流，在待灌装器件开孔与灌装管道之间采用单针头连接，这种方式会带来以下不良后果(1)不能回收残留在针头与三通阀之间的液料，造成液料的浪费；(2)当第一次结束灌装后，残留在针头与三通阀之间的液料会在第二次灌装时被抽入真空泵，进入真空泵的液料会腐蚀真空泵、影响真空泵的真空度和使用寿命；(3)如果灌装液体有较强的毒性而不能回收，将会给工作人员的身体健康带来威胁。
综上所述，防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置是十分必要的。发明内容
本发明目的是克服上述现有技术的不足，提供一种防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置与可控灌装方法，尤其是染料敏化太阳电池防止电解液被抽入真空泵的真空灌装的可控灌装方法解决常规真空灌装中出现的液料浪费、被抽入真空泵的液料对真空泵的腐蚀、真空度的降低、使用寿命的缩短、未回收的液料对工作人员身体健康构成威胁灌装难题。
本发明技术方案是真空灌装的可控灌装方法，液料输入系统由液料储存腔和针型阀组成，针型阀通过控制针的运动实现对主控制室的液料的灌入；与被灌装器件腔体连接的双层针头由内、外两层通道(内、外针头)组成，内针头实现液料灌装，外针头抽真空和引入外压回收液料，在外针头的外层附密封圈，密封圈将内外针头与外界大气隔绝，内针头一端进入被灌装工件开孔另一端与主控制室相连接进行液料的灌装，内外针头在被灌装工件开孔处相通；工作步骤如下首先将双层针头的内针头(10)与待灌装工件的空腔连接， 保证内针头(10)接入针形阀的主控制室的孔，不施加外加控制气压时针型阀(7)保持关闭状态，双层针头的内针头(10)与待灌装工件的空腔连接针形阀主控制室(6)、内针头(10) 和待灌装工件腔组成一个封闭腔体；真空接入管(1)与真空负压相连，通过外针头(12)抽真空；当达到需要的真空度时，将真空接入管(1)关闭，通过外加控制气压控制针形阀的控制针(4)打开针型阀(7)，液料自针型阀控制针松开的管道自液料储存室(9)进入主控制室(6)，并在负压的作用下，通过内针头(10)进入待灌装工件的腔体，进行灌装；当液料充满待灌装工件的腔体后，使用真空接入管(1)接入正压的氮气，氮气通过外针头(12)到达灌装工件开孔处，在氮气的压力下，内针头内的液料被压回液料储存室(9)；断开外加控制气压，将针型阀(7)关闭，液料储存室(9)与主控制室以及灌装工件断开，灌装完成；控制针(4)作为针型阀的开关针，控制液料进入主控制室；外针头(12)的作用有两个，一个是抽真空，另一个是引入外加气压将液料回收；外加气压控制室(3)是有活塞和固定的缸体壁构成的一个空腔，与外加控制气压联通，通过施加外加控制气压，将弹簧活塞压缩，带动控制针将液料储存室与主控制室接通；真空接入管(1) 一端与外针头(12)相连接，另一端在抽真空时与真空负压相连接，在回收液料时与氮气相连接；弹簧活塞(2)由弹簧和活塞组成， 为了减小活塞运动的阻力，在活塞和缸体壁之间使用润滑油润滑。
真空接入管(1)既可以作为真空负压的接入口又可以作为外加气体(氮气)的接入口，且具有关闭功能。
可以使用不同直径的控制针(4)控制液料进入主控制室(6)。
真空灌装的可控灌装的装置防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置，包括真空与外部气压接入管、外加气压控制系统、主控制室、液料输入系统、与待灌装工件腔体连接的双层针头；真空与外部气压接入管一端与真空(负压)与外部气压相连，另一端与双层针头的外针头相连接，对待灌装工件腔体抽真空和后续的外加气体将针头内液料回收; 外加气压控制系统由带弹簧的活塞、外加气压控制室、针形阀和控制针组成，外加气压控制室连接带弹簧的活塞，活塞连动针形阀的控制针的开启，使液料输入系统与针形阀的主控制室连通或关闭；主控制室一端与双层针头的内层相连，另一端与针形阀的控制针的通道与液料输入系统相连；与被灌装器件腔体连接的双层针头由内、外两层通道(内、外针头)组成，内针头实现液料灌装，外针头抽真空和引入外部气压回收液料，在外针头的外层附密封圈，密封圈将内外针头与外界大气隔绝。内针头一端进入被灌装工件开孔另一端与主控制室相连接进行液料的灌装，内外针头在被灌装工件开孔处相通；主控制室通过协调外加气压控制系统和液料输入系统，实现对灌装的控制；针型阀通过控制针的运动实现对主控制室的液料的灌入。
使用时，不施加外加控制气压，控制针头将内针头与液料断开，通过外针头抽真空，真空度达到要求后，将真空接入管关闭；施加外加控制气压，弹簧活塞被压缩，控制针将液料储存室液料与内针头接通，实现对工件的液料灌装；完全灌入液料后，真空接入管接入外压，将内针头内的液料压回液料储存室，回收液料；断开外加控制气压，控制针将内针头与液料储存室断开，灌装结束。
本发明的有益效果是与现有技术相比具有以下优点，(1)本发明利用双层针头将气路和液路分开，通过外加气压控制抽真空气路和灌装液路的通断，实现了在时间上的分别控制。
(2)外针头可以引入外压将液料通过内针头回收，避免了第二次灌装时将液料抽入真空泵，减少了液料的浪费。
(3)由于不会发生液料进入真空泵，所以避免了抽入真空泵的液料对真空泵真空度下降、寿命缩短等的影响。
(4)通过外加气压控制系统，灌装可以随时停止灌装，可以实现部分灌装液料后在灌装容器上部保留真空。
(5)本发明装置简单、操作简便，设备制造成本低，装置正常运行时间长，系统较稳定，适合小、中、大型设备的灌装。
图1是本发明的防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置整体结构示意图。
图加所示是灌装前准备和抽真空度状态。
图2b所示是进行灌装液料的状态。
图2c所示液料被压回液料储存室状态，灌装完成。
图中1-真空接入管、2-弹簧活塞、3-外加气压控制室、4-控制针、5-外加控制气压接入管、6-主控制室、7-针型阀、8-被灌装液料接口、9-液料储存室、10-内针头、11-控制器外壳、12-外针头、13-密封圈。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图1、2对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明的防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置包括真空接入管(1)、弹簧活塞(2)、外加气压控制室(3)、控制针(4)、外加控制气压接入管(5)、主控制室 (6)、针型阀(7)、被灌装液料接口(8)、液料储存室(9)、内针头(10)、控制器外壳(11)、外针头(12)、密封圈(13)。
所述外加气压控制室(3)—端是固定器壁另一端是弹簧活塞(2)，且有一开孔与外加控制气压接入管(5)相连接，加气压控制室(3)被控制针(4)穿过，加气压控制室(3) 有孔与外加控制气压接入管(5)相连接；所述控制针(4)一端与弹簧活塞(2)相连接另一端与针型阀(7)相连接，并且穿过气压控制室(3)和主控制室(6)；所述主控制室(6)被控制针(4)穿过，穿过的控制针(4)的两端与主控制室(3)和液料储存室(9)密封，主控制室(6)有孔与内针头(10)相连接；所述液料储存室(9) 一端与针型阀(7)相连接另一端与被灌装液料接口(8)相连接； 所述内针头(10) —端与主控制室(7)相连接另一端进入被灌装器件开孔； 所述外针头(12) —端与真空接入管(1)相连接另一端与被灌装器件开孔相连接；真空管接入管(1)另一端在抽真空时与真空负压相连接，在回收液料时与氮气相连接； 内针头(10)的外径比被灌装器件开孔内径小。
外针头(12)不进入被灌装器件开孔，S卩外针头比内针头短。
弹簧活塞(2)、外加气压控制室(3)、控制针(4)、主控制室(6)、针型阀(7)和液料储存室(9)被集成在控制器外壳(11)内。
所述弹簧活塞(2)由弹簧和活塞组成，弹簧一端与器壁相连接另一端与活塞相连接，活塞一端与弹簧相连接另一端与控制针(6)相连接，活塞的一端与外加气压控制室(3) 直接接触；弹簧活塞(2)由弹簧和活塞组成，为了减小活塞运动的阻力，在活塞和缸体壁之间使用润滑油润滑。
所述外加气压控制室(3)—端是固定器壁另一端是弹簧活塞(2)，且有一开孔与外加控制气压接入管(5)相连接，加气压控制室(3)被控制针(4)穿过，加气压控制室(3)有孔与外加控制气压接入管(5)相连接；外加气压控制室(3)是有活塞和固定的缸体壁构成的一个空腔，与外加控制气压联通，通过施加外加控制气压，将弹簧活塞压缩，带动控制针将液料储存室与主控制室接通；控制针(4)作为针型阀的开关针，控制液料进入主控制室；外针头(12)的作用有两个，一个是抽真空，另一个是引入外加气压将液料回收。
当本发明需要灌装液体时，如图加所示，首先将双层针头的内针头(10)与待灌装工件的腔体连接，保证内针头(10)入主控制室的孔，密封圈(13)密封良好，不施加外加控制气压，针型阀(7)保持关闭状态(弹簧活塞不压缩)，主控制室(6)、内针头(10)和待灌装工件腔组成一个封闭腔体，真空接入管(1)与真空负压相连，通过外针头(12)抽真空；当达到需要的真空度时，如图2b所示，将真空接入管(1)关闭，通过外加控制气压接入管(5)接入外加控制气压，弹簧活塞(2)被压缩，带动控制针(4)将针型阀(7)打开，液料自液料储存室(9)进入主控制室(6)，在负压的作用下，通过内针头(10)进入待灌装工件的腔体，进行灌装；当液料充满待灌装工件的腔体后，如图2c所示，使用真空接入管(1)接入正压的氮气，氮气通过外针头(12)到达工件开孔处，在氮气的压力下，内针头内的液料被压回液料储存室(9)，也将液料尽量压向待灌装工件的腔体内部；断开外加控制气压以及氮气，弹簧活塞复位带动控制针(4)将针型阀(7)关闭，液料储存室(9)与主控制室以及灌装工件断开， 灌装完成。
权利要求
1.真空灌装的可控灌装方法，其特征是液料输入系统由液料储存腔和针型阀组成， 针型阀通过控制针的运动实现对主控制室的液料的灌入；与被灌装器件腔体连接的双层针头由内、外两层通道即内、外针头组成，内针头实现液料灌装，外针头抽真空和引入外压回收液料，在外针头的外层附密封圈，密封圈将内外针头与外界大气隔绝，内针头一端进入被灌装工件开孔另一端与主控制室相连接进行液料的灌装，内外针头在被灌装工件开孔处相通；工作步骤如下首先将双层针头的内针头(10)与待灌装工件的空腔连接，保证内针头 (10)接入针形阀的主控制室的孔，不施加外加控制气压时针型阀(7)保持关闭状态，双层针头的内针头(10)与待灌装工件的空腔连接针形阀主控制室(6)、内针头(10)和待灌装工件腔组成一个封闭腔体；真空接入管(1)与真空负压相连，通过外针头(12)抽真空；当达到需要的真空度时，将真空接入管(1)关闭，通过外加控制气压控制针形阀的控制针(4)打开针型阀(7)，液料自针型阀控制针松开的管道自液料储存室(9)进入主控制室(6)，并在负压的作用下，通过内针头(10)进入待灌装工件的腔体，进行灌装；当液料充满待灌装工件的腔体后，使用真空接入管(1)接入正压的氮气，氮气通过外针头(12)到达灌装工件开孔处， 在氮气的压力下，内针头内的液料被压回液料储存室(9);断开外加控制气压，将针型阀(7) 关闭，液料储存室(9)与主控制室以及灌装工件断开，灌装完成；控制针(4)作为针型阀的开关针，控制液料进入主控制室；外针头(12)的作用有两个，一个是抽真空，另一个是引入外加气压将液料回收；外加气压控制室(3)是有活塞和固定的缸体壁构成的一个空腔，与外加控制气压联通，通过施加外加控制气压，将弹簧活塞压缩，带动控制针将液料储存室与主控制室接通；真空接入管(1) 一端与外针头(12)相连接，另一端在抽真空时与真空负压相连接，在回收液料时与氮气相连接。
2.根据权利要求1所述的一种防止液料被抽入真空泵的真空灌装方法，其特征在于所述真空接入管(1)既可以作为真空负压的接入口又可以作为外加气体(氮气)的接入口，且具有关闭功能。
3.根据权利要求1或2所述的一种防止液料被抽入真空泵的真空灌装方法，其特征在于使用不同直径的控制针(4 )控制液料进入主控制室(6 )。
4.真空灌装的可控灌装的装置包括真空与外部气压接入管、外加气压控制系统、主控制室、液料输入系统、与待灌装工件腔体连接的双层针头；真空与外部气压接入管一端与真空(负压)与外部气压相连，另一端与双层针头的外针头相连接，对待灌装工件腔体抽真空和后续的外加气体将针头内液料回收；外加气压控制系统由带弹簧的活塞、外加气压控制室、针形阀和控制针组成，外加气压控制室连接带弹簧的活塞，活塞连动针形阀的控制针的开启，使灌装液料输入系统与针形阀的主控制室连通或关闭；主控制室一端与双层针头的内层相连，另一端与针形阀的控制针的通道与灌装液料输入系统相连；与被灌装器件腔体连接的双层针头由内、外两层通道(内、外针头)组成，内针头实现液料灌装，外针头抽真空和引入外部气压回收液料，在外针头的外层附密封圈，密封圈将内外针头与外界大气隔绝。
5.包括真空接入管(1)、弹簧活塞(2)、外加气压控制室(3)、控制针(4)、外加控制气压接入管(5)、主控制室(6)、针型阀(7)、被灌装液料接口(8)、液料储存室(9)、内针头(10)、 控制器外壳(11)、外针头(12)、密封圈(13)。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置， 其特征在于内针头(12)的外径比被灌装器件开孔内径小。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置，其特征在于外针头(12)不进入被灌装器件开孔，S卩外针头比内针头短；弹簧活塞(2)由弹簧和活塞组成，为了减小活塞运动的阻力，在活塞和缸体壁之间使用润滑油润滑。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种防止液料被抽入真空泵的真空灌装连接装置，其特征在于弹簧活塞(2)、外加气压控制室(3)、控制针(4)、主控制室(6)、针型阀(7) 和液料储存室(9)被集成在控制器外壳(11)内。
全文摘要
真空灌装的可控灌装方法，首先将双层针头的内针头(10)与待灌装工件的空腔连接，保证内针头(10)接入针形阀的主控制室的孔，不施加外加控制气压时针型阀(7)保持关闭状态，双层针头的内针头(10)与待灌装工件的空腔连接针形阀主控制室(6)、内针头(10)和待灌装工件腔组成一个封闭腔体；真空接入管(1)与真空负压相连，通过外针头(12)抽真空；当达到需要的真空度时进行灌装；当液料充满待灌装工件的腔体后，使用真空接入管(1)接入正压的氮气，氮气通过外针头(12)到达灌装工件开孔处，在氮气的压力下，内针头内的液料被压回液料储存室(9)；本发明可用于真空灌装的管道与被灌装器件开孔的连接。
文档编号B67C3/02GK102522223SQ20111035218
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者于涛, 余希瑞, 包春雄, 张继远, 邹志刚, 黄欢 申请人:南京大学