一种用于锂电池充电柜电池仓内输送灭火剂的快插件的制作方法

本实用新型属于消防技术领域，涉及一种用于输送灭火剂的快插件，特别是用于锂电池充电柜电池仓内输送灭火剂的快插件。

背景技术：

快递、外卖行业的从业人员每天持续使用锂电池两轮电动车时间很长，现有单块锂电池因为体积、重量的限制无法支撑如此大的行驶里程，必须在中途换电池或者充电。针对此需求，市场上出现了大量的锂电池充电柜，用户仅需先把电量不足的锂电池按指定位置放入充电柜的电池仓内，然后将锂电池的充电插头插入电池仓内的充电插座即可实现充电。

由于锂电池巨大的火灾危险性，特别是在充电过程中更是容易发生燃烧、爆炸等事故，因此现有锂电池充电柜内均须安装灭火装置。中国申请专利201920682813.1公开了一种用于充电柜的自动灭火装置，其采用组合分配灭火系统，灭火剂通过设置在起火电池仓内的喷头喷射至该电池仓内实施灭火。但由于现在正规锂电池外壳通常采用铝合金，防护等级达到ip67级，因此在锂电池起火初期，其外壳并未明显破损时，这样上述灭火装置释放的灭火剂无法进入锂电池外壳内很难对火灾进行有效地灭火。

技术实现要素：

为解决上述问题，有效的措施是：在锂电池外壳上开孔，将灭火剂直接释放至锂电池外壳内，但考虑锂电池使用过程中必须满足防水防尘的要求，以及普通用户其充电过程中操作的便捷性和傻瓜性。因此，为了满足上述要求，本实用新型提供一种既能保证锂电池正常使用时的防水性能，也能在锂电池充电柜电池仓内充电时将灭火剂输送管道与锂电池内部导通的输送灭火剂的快插件，包括与灭火剂输送管道连接且设置在锂电池充电柜电池仓侧壁上的插头及与其在锂电池外壳体上对应位置所设孔中设置的单向阀插座、和o型紧固密封圈；其中所述单向阀插座由单向阀插座壳体及其内设插座阀芯构成，在单向阀插座壳体与插头插接时的轴向结合面处设一将o型紧固密封圈嵌入的环形凹槽，利用焊接将所述单向阀插座壳体密封固定在锂电池外壳体所开孔中；一旦所述锂电池发生火灾进行灭火时，所述单向阀插座正向导通，灭火剂依次由灭火剂输送管道、插头、单向阀插座喷射至锂电池外壳体内。

上述所述单向阀插座壳体为中间开阶梯状通孔的管状体，其通孔内壁中间设一侧面为锥面的凸肩，且所述o型紧固密封圈嵌入的环形凹槽设在其通孔轴向中间偏左内壁上；所述插座阀芯由插座活塞杆、插座活塞杆密封圈、插座弹簧、插座活塞环和插座挡圈；所述插座活塞杆右段部为平头锥体，左段部为圆柱体，安装于单向阀插座壳体左端口内，其与单向阀插座壳体通孔中间凸肩的锥面侧结合处的平头锥面上设有环形凹槽且其内设插座活塞杆密封圈；所述插座弹簧和插座活塞环依次从插座活塞杆左端套在其外，并利用设置在插座活塞环左侧的插座挡圈通过插座弹簧作用力将插座活塞杆固定在单向阀插座壳体左端口内，所述插座活塞环周边设有用于灭火剂流通的轴向通孔。

上述所述单向阀插座正向导通的压力差范围为0.03mpa～0.3mpa。

上述所述单向阀插座正向导通是所述插头插入所述单向阀插座时所述插头机械挤压开启。

上述所述插头为外部阶梯状的管状体，其左端面中心为平头锥体且其斜锥面上一周设有供灭火剂流出且与管状体中心孔连通的孔。

上述所述单向阀插座正向导通是灭火剂输送压力开启。

上述所述插头为外部阶梯状的管状体，其左端口为与插座活塞杆的平头锥体相对应的凹入的空心平头锥体，其右端口与灭火剂输送管道连接。

上述所述插头由单向阀插头壳体及其内设插头阀芯构成，所述单向阀插头插入所述单向阀插座，使所述插头阀芯和所述插座阀芯互相机械挤压开启。

上述所述单向阀插头壳体为中间开阶梯状通孔的管状体，其通孔左端口内为一内侧为锥面的凸肩，焊接在充电柜电池仓侧壁上；所述插头阀芯由插头活塞杆、插头活塞杆密封圈、插头弹簧、插头活塞环和插头挡圈组成；所述插头活塞杆左段部为平头锥体，右段部为圆柱体，安装于所述单向阀插头壳体左端口内，其与单向阀插头壳体通孔左端口凸肩的锥面侧结合处的平头锥面上设有环形凹槽且其内设插头活塞杆密封圈；所述插头弹簧和插头活塞环依次从插头活塞杆右端套在其外，并利用设置在插头活塞环右侧的插头挡圈通过插头弹簧的作用力将插头活塞杆固定在单向阀插头壳体左端口内，所述插头活塞环周边设有用于灭火剂流通的轴向通孔。

本实用新型提供的用于锂电池充电柜内输送灭火剂的快插件相对于现有技术具有如下有益效果：不仅可以确保锂电池正常使用时的防水防尘性能、不影响锂电池的正常使用，而且当锂电池箱放入充电柜电池仓充电时，其快插接头插入锂电池外壳上插座上使灭火剂输送管道和锂电池内部机械或压力正压导通，一旦有锂电池启动灭火，直接将灭火剂释放到锂电池外壳内实施高效灭火；另外本实用新型提供的快插件结构简单可靠、体积小，不影响现有锂电池的外形尺寸；同时该快插件对接时操作方便简单，用户体验好。

附图说明

图1是实施例一提供的用于输送灭火剂的快插件结构示意图；

图2是实施例二提供的用于输送灭火剂的快插件结构示意图；

图3是实施例三提供的用于输送灭火剂的快插件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型提供的用于锂电池充电柜内的输送灭火剂快插件进行详细说明。

实施例一：

如图1所示，为用于输送灭火剂的快插件结构示意图，主要包括与灭火剂输送管道连接并固定锂电池充电柜电池仓侧壁的插头1及其设置在锂电池外壳体对应位置上的单向阀插座4、和o型紧固密封圈7，其中单向阀插座4包括单向阀插座壳体41及其内设插座阀芯构成，利用焊接方式6将所述单向阀插座壳体41密封固定在锂电池外壳体上所开的孔中；所述插座阀芯包括插座活塞杆421、插座活塞杆密封圈422、插座弹簧423、插座活塞环424和插座挡圈425。

所述插头1为外部阶梯状的管状体，其左端面中心为平头锥体，其斜锥面上一周设有供灭火剂流出且与管状体中心孔连通的孔；插头通过焊接方式固定在充电柜电池仓侧壁上。

所述单向阀插座壳体41为中间开阶梯状通孔的管状体，其通孔内壁中间设一左侧面为锥面的凸肩，且通孔轴向中间偏左内壁上还设有环形凹槽并在其内设o型紧固密封圈7，所述插座阀芯由插座活塞杆421、插座活塞杆密封圈422、插座弹簧423、插座活塞环424和插座挡圈425构成；所述插座活塞杆421右段部为平头锥体，左段部为圆柱体，安装于单向阀插座壳体41左端口内，其与单向阀插座壳体41通孔中间凸肩的锥面结合处的平头锥面上设有环形凹槽且其内设插座活塞杆密封圈422；插座弹簧423和插座活塞环424依次从插座活塞杆421左段套在其外，并利用设置在插座活塞环424左侧的插座挡圈424通过插座弹簧423作用力将插座活塞杆421固定在单向阀插座壳体41左端口内(弹簧处于初始压缩状态)。由于插座弹簧423的压紧力，插座活塞杆421平头锥体的锥面端被压紧在单向阀插座壳体内壁中间凸肩的锥面上，并通过插座活塞杆密封圈422实现单向阀插座壳体左右两侧空间的密封(即锂电池外壳体内外的密封)。

正常状态时插座弹簧423在单向阀插座壳体41内处于压缩状态，将插座活塞杆密封圈422压紧在单向阀插座壳体41内壁中间凸肩的锥面上而密封，即保持反向截止；插座活塞杆421与插座活塞环424套接处间隙；当外力推动插座活塞杆421克服插座弹簧423作用力而产生向左侧位移，密封失效时，即实现单向阀插座4正向导通，灭火剂通过插座活塞杆421右端进入，又通过插座活塞杆421与插座活塞环424之间的间隙进入到锂电池外壳体内。所述单向阀插座4的正向导通方向应是从锂电池外壳体5外部指向锂电池外壳体5内部，正向开启最小压力差应在0.03mpa～0.3mpa范围内。将单向阀插座4穿过锂电池外壳体5上的开孔后，通过焊接方式6固定在锂电池外壳体5上，并使锂电池外壳体5开孔处与单向阀插座壳体41之间的间隙保持密封。插头1固定在充电柜电池仓侧壁3上，并与灭火装置上的灭火剂输送管道2相连，且与安装在锂电池外壳体5上单向阀插座壳体41的开孔中心对准，且其长度应使其插入到位时由于插头1的机械挤压作用克服单向阀插座4内插座弹簧423对插座活塞杆421作用力使向左位移确保单向阀插座4正向导通。

用于输送灭火剂快插件的工作原理如下：

首先，在锂电池外壳体5上开一合适大小的孔，将单向阀插座4穿过此孔后利用焊接方式6固定在锂电池外壳体5上，由于焊接方式6的密封作用，锂电池外壳体5开孔处与单向阀插座壳体41之间的间隙可以保持原有锂电池的防水防尘等级不降低。锂电池不充电时(即正常使用时)，由于单向阀插座4中插座弹簧423的反向截止作用，锂电池外壳体5内部的物质无法通过单向阀插座4进入锂电池外壳体5外部；又由于所述单向阀插座4的正向开启压力差应在0.03mpa～0.3mpa范围内，故在进行防水防尘等级试验时锂电池外壳体5外部的水和灰尘的压力达不到单向阀插座4的正向开启压力差，因此增设单向阀插座4并不会降低锂电池整体的防水性能。若以目前市场上在售防水防尘等级最高要求为ip67防护等级的锂电池为例，其中ip67防护等级中6表示将锂电池置于防尘试验箱内，锂电池外壳体内抽负压至0.002mpa时灰尘无法进入锂电池外壳体，而单向阀插座4的正向开启压力差(0.03mpa～0.3mpa)远远大于该测试压差0.002mpa，从而不足以正向开启单向阀插座4；同时ip67防护等级中7表示将锂电池外壳体在水下1m(即锂电池外壳体内外压差约0.01mpa)浸泡30分钟不会有水进入，而单向阀插座4的正向开启压力差(0.03mpa～0.3mpa)远远大于该测试压差0.01mpa，从而也不足以正向开启单向阀插座4，因此正向开启压力差在0.03mpa～0.3mpa范围内选用的单向阀插座4在锂电池外壳体5最高防护等级ip67的情况下不会降低锂电池外壳体5整体的防尘防水性能。

单向阀插座4开启方式之一：当锂电池放在充电柜电池仓充电时，只要将锂电池推向设有插头1的充电柜电池仓侧壁3，由于在充电柜电池仓侧壁3上设有的插头1与安装在锂电池外壳体5上单向阀插座4的开孔中心对准，插头1左端插入设在锂电池外壳体上的单向阀插座4内部且o型紧固密封圈7密封到位后，由于插头1的机械挤压作用而使单向阀插座4内部插座活塞杆421向左侧发生位移，从而使单向阀插座4正向导通，这样，一旦该锂电池发生火灾启动灭火，灭火剂通过输送管道2及其连接插头1由单向阀插座4流入锂电池外壳体5内，实施直接灭火。

单向阀插座4开启方式之二：当锂电池放在充电柜电池仓充电时，只要将锂电池推向设有插头1充电柜电池仓侧壁3，由于在充电柜电池仓侧壁3上设有的插头1与安装在锂电池外壳体5上单向阀插座4的开孔中心对准，插头1左端插入设在锂电池外壳体上的单向阀插座4内部且o型紧固密封圈7密封到位后，但插头1的挤压作用不足以使单向阀插座4内部密封部件422发生位移，单向阀插座4仍处于截止状态，这样，一旦该锂电池发生火灾启动灭火，灭火剂通过输送管道2及其连接插头1，压力灭火剂正向开启单向阀插座4流入锂电池外壳体5内，实施灭火。(这种开启方式条件是：灭火剂输送压力大于单向阀插座4的正向开启压力差(即0.03mpa～0.3mpa))

当灭火剂喷射完后，由于插头1与单向阀插座4之间无螺纹连接等固定连接方式，故可以快速将单向阀插座4从插头1中拔出，无论在上述两种单向阀插座4开启方式中，单向阀插座4均处于正向密封状态。同时，由于单向阀插座4的反向截止作用，已经喷射到锂电池外壳体5内部的灭火剂无法通过单向阀插座4流出锂电池外壳体5外，极大的减少了灭火剂的流失，可以减少灭火剂的用量，提高了灭火效率。

实施例二：

如图2所示，为用于输送灭火剂的快插件结构示意图，主要包括与灭火剂输送管道连接的插头1a及其设置在锂电池外壳体对应位置上的单向阀插座4，o型紧固密封圈7，其中单向阀插座4包括单向阀插座壳体41及其内设插座阀芯构成，利用焊接方式6将所述单向阀插座壳体41密封固定在锂电池外壳体上所开的孔中；所述插座阀芯包括插座活塞杆421、插座活塞杆密封圈422、插座弹簧423、插座活塞环424和插座挡圈425。

所述单向阀插座壳体41与实施例一中的所述单向阀插座壳体41结构相同，详见实施例一中的具体描述。

所述插头1a为外部阶梯状的管状体，其左端口为与插座活塞杆421的平头锥体相对应的凹入的空心平头锥体，其右端口与灭火剂输送管道2连接；插头1a通过焊接方式固定在充电柜电池仓侧壁3上。

用于锂电池输送灭火剂快插件的工作原理如下：

首先，在锂电池外壳体上开一与单向阀插座壳体41左端外径相匹配的孔，将单向阀插座壳体41左端穿过该孔，并焊接固定在锂电池外壳体上，使锂电池外壳体孔处依然能保持水密性。

当单向阀插座壳体41插至插头1a时，由于插头1a接触的端部为圆锥形，具有自定心作用，因此单向阀插座壳体41可以快速准确的插入插头1a内，并依靠单向阀插座壳体通孔内壁上的o型紧固密封圈7挤压变形实现与插头1a内部密封。当插头1a安装在单向阀插座壳体41上并通过挤压连接完成后，但由于单向阀插座壳体41内壁中间凸肩的右侧平面对插头1a插入深度限位作用，单向阀插座无法正向开启：将灭火剂通过加压(压力大于单向阀插座4的正向开启压力差(即0.03mpa～0.3mpa))方式输入灭火剂输送管道2，灭火剂便在压力的作用下到达插头1a处，在压力作用下将插座活塞杆421向左推动，连通其在单向阀插座壳体41左右两侧空间，灭火剂先后流经插座活塞杆421，又通过插座活塞杆421与插座活塞环424套接处的间隙进入电池外壳体内，从而实施灭火。

当灭火剂输送完毕后，由于插头1a与单向阀插座壳体41之间并无螺纹连接等固定连接方式，无论单向阀插座壳体41拔出与否，插座弹簧423均恢复初始压缩状态，从而使阀门恢复密封。同时，由于单向阀插座4的反向截止作用，已经喷射到锂电池箱外壳体内部的灭火剂无法通过插座活塞杆421流出到锂电池外壳体外，极大的减少了灭火剂的流失，可以减少灭火剂的用量，提高了灭火效率。

实施例三：

如图3所示，为用于输送灭火剂的快插件结构示意图，主要包括与灭火剂输送管道连接的单向阀插头1b及其设置在锂电池外壳体对应位置上的单向阀插座4、和o型紧固密封圈7，其中所述单向阀插座4与实施例一的单向阀插座4结构相同(详见其实施例一部分的描述)，所述单向阀插头1b包括单向阀插头壳体11及其内所设的插头阀芯，所述插头阀芯包括插头活塞杆121、插头活塞杆密封圈122、插头弹簧123、插头活塞环124和插头挡圈125。

所述单向阀插头壳体11为中间开阶梯状通孔的管状体，其左端口内为一左侧面为锥面的凸肩，固定在充电柜电池仓3侧壁上；所述插头阀芯由插头活塞杆121、插头活塞杆密封圈122、插头弹簧123、插头活塞环124和插头挡圈125组成；所述插头活塞杆左段部为平头锥体，右段部为圆柱体，安装于所述单向阀插头壳体11左端口内，其与单向阀插头壳体11左端口内凸肩的锥面侧结合处的平头锥面上设有环形凹槽且其内设插头活塞杆密封圈122；所述插头弹簧123和插头活塞环124依次套在插头活塞杆121外，并利用设置在插头活塞环124右侧的插头挡圈125通过插头弹簧123的作用力将插头活塞杆121固定在单向阀插头壳体11左端口内(插头弹簧处于初始压缩状态)。由于插头弹簧123的压紧力，插头活塞杆121平头锥面端被压紧在单向阀插头壳体左端口内，并通过插头活塞杆密封圈122实现单向阀插头壳体内外空间的密封(不插接单向阀插座4时)。

用于锂电池输送灭火剂快插件的工作原理如下：

首先，在锂电池外壳体5上开一与单向阀插座4左端外径相匹配的孔，将单向阀插座壳体41穿入该孔中，使单向阀插座壳体41与单向阀插头壳体11相结合的一端与锂电池外壳体5外平齐，并通过焊接的方式使单向阀插座壳体41固定，由于焊缝的密封作用，锂电池外壳体5依然能保持水密性。

当单向阀插座壳体41未插入单向阀插头壳体11时，由于插座弹簧423的初始压缩力，使插座活塞杆421平头锥面端被压紧在单向阀插座壳体41内部结构上，并通过其锥面上的插座活塞杆密封圈422实现单向阀插座壳体41左右两侧空间的密封，即锂电池外壳体5内外部的密封。通过调整插座弹簧423的初始长度可以调整初始压缩力的大小，使单向阀插座壳体41内部密封性能满足锂电池外壳体防水防尘等级的要求。

当单向阀插头壳体11插入单向阀插座壳体41内后，插头活塞杆121与插座活塞杆421开始相互机械挤压，随着插入深度的加大，插座弹簧423和插头弹簧123逐渐被压缩，插座活塞杆421和插头活塞杆121分别开始沿插座活塞环424和插头活塞环124轴向向后滑移，导致它们平头锥面端均逐渐失去压紧作用而使密封失效，而单向阀插头壳体11左端外侧面与单向阀插座壳体41内侧面则通过o型紧固密封圈7实现径向密封，至此，与单向阀插头1b相连的灭火剂输送管道2便与锂电池外壳体的内部空间相导通。

显而易见的，由于单向阀插头1b结构和单向阀插座4结构的相似性，当单向阀插座4未插入时单向阀插头1b亦具有密封性，即灭火剂输送管道2内的灭火剂不会在此处泄漏。

当灭火剂输送完毕后，由于单向阀插头壳体11和单向阀插座壳体41之间并无螺纹连接等固定连接方式，故可以快速将单向阀插座4拔出，进而插座活塞杆421和插头活塞杆121失去对彼此的机械挤压作用，从而使锂电池外壳体5开孔处和灭火剂输送管道2端部重新密封，防止灭火剂回流溢出。

以上结合附图和实施技术方案对本实用新型进行了说明，但应能理解，本领域技术人员可在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下对本实用新型进行变化或改进，例如将焊接固定方式改为螺纹连接，或者用密封圈代替焊接进行密封，但均应落入本发明技术方案的保护范围内。

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