CN105056778A - 车用尿素溶液生产装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车用尿素溶液生产装置及其方法，车用尿素溶液生产装置，包括：搅拌罐(6)，所述搅拌罐(6)具有尿素原料进口、水进口及溶液出口；用于向所述搅拌罐(6)输送尿素的尿素原料桶(9)，所述尿素原料桶(9)与所述尿素原料进口通过尿素管道连通；与所述水进口连通的进水管道；用于盛装溶液的成品罐(12)，所述成品罐(12)与所述溶液出口通过输出管路连接；设置于所述输出管路上的浓度传感器(5)及溶液阀(4)。本发明提供的车用尿素溶液生产装置，通过浓度传感器对溶液进行浓度检测，当溶液浓度达到预定浓度时才输送至成品罐，有效确保了车用尿素溶液的质量。
Description
技术领域
本发明涉及尿素制备技术领域，特别涉及一种车用尿素溶液生产装置及方法。
背景技术
车用尿素溶液又称汽车尿素，它是一种使用在SCR(SelectiveCatalystReduction，选择性催化还原)技术中，用来减少汽车尾气中的氮氧化物污染的液体。
目前，车用尿素溶液的制备主要是将农用级尿素溶于纯水的操作，由于农用级尿素中含有一定量的杂质，还需要对车用尿素溶液进行除杂。
由于农用级尿素中含有无法计算含量的杂质，即使控制尿素与水的混合比例，也无法得出准确的车用尿素溶液浓度。进而使得车用尿素溶液浓度控制不好，无法保证车用尿素溶液的质量。
因此，如何确保车用尿素溶液的质量，是本技术领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种车用尿素溶液生产装置，以确保车用尿素溶液的质量。本发明还公开了一种车用尿素溶液生产方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种车用尿素溶液生产装置，包括：
搅拌罐，所述搅拌罐具有尿素原料进口、水进口及溶液出口；
用于向所述搅拌罐输送尿素的尿素原料桶，所述尿素原料桶与所述尿素原料进口通过尿素管道连通；
与所述水进口连通的进水管道；
用于盛装溶液的成品罐，所述成品罐与所述溶液出口通过输出管路连接；
设置于所述输出管路上的浓度传感器及溶液阀。
优选地，上述车用尿素溶液生产装置中，所述输出管路包括与所述溶液出口连接的总管道及与所述总管道远离所述溶液出口的一端连通的第一分管道及第二分管道，所述第一分管道与所述搅拌罐连通，所述第二分管道与所述成品罐连通；
所述第一分管道上设置有搅拌阀，所述浓度传感器设置于所述第一分管道上；所述溶液阀设置于所述第二分管道上。
优选地，上述车用尿素溶液生产装置中，所述进水管道与所述总管道连通；
所述进水管道的位于其与所述总管道连接处的前侧管段上设置有进水阀，所述总管道的位于其与所述总管道连接处的前侧管段上设置有总阀门。
优选地，上述车用尿素溶液生产装置中，所述总管道上设置有循环泵。
优选地，上述车用尿素溶液生产装置中，所述进水管道上设置有流量计。
优选地，上述车用尿素溶液生产装置中，所述尿素管道上设置有吸料电机。
优选地，上述车用尿素溶液生产装置中，所述成品罐的出料管上设置有加注电机，所述出料管远离所述成品罐的一端设置有加注枪。
优选地，上述车用尿素溶液生产装置中，所述搅拌罐具有加热系统。
本发明还提供了一种车用尿素溶液生产方法，包括步骤：
1)将预定重量的尿素及水输送至搅拌罐；
2)对搅拌罐内的尿素及水进行搅拌；
3)待尿素充分溶解后，检测溶液浓度：当溶液浓度到达预定浓度时，进入下一步；当溶液浓度高于预定浓度时，向搅拌罐补充进水后进入步骤2)；当溶液浓度低于预定浓度时，向搅拌罐补充尿素后进入步骤2)；
4)将溶液输送至成品罐。
优选地，上述车用尿素溶液生产方法中，所述步骤1)之前还包括步骤0)：对水源的水进行过滤及净化，形成超纯水后向搅拌罐输送。
优选地，上述车用尿素溶液生产方法中，所述步骤2)中，对搅拌罐内的尿素及水进行搅拌的同时进行加热。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的车用尿素溶液生产装置，在车用尿素溶液生产过程中，将尿素与水输送至搅拌罐进行搅拌，当尿素完全溶解后，将溶液由输出管路向成品罐输送。由于尿素中含有杂质，不可避免的会使溶液的浓度与预定浓度存在误差。当溶液经过浓度传感器时，浓度传感器对溶液的浓度进行检测。当溶液浓度达到预定浓度时，则开启溶液阀，使得溶液经过输出管路流入成品罐。而当溶液浓度未达到预定浓度时，则关闭溶液阀，通过尿素管道向搅拌罐添加尿素或通过进水管道向搅拌罐添加水，再由搅拌罐进行搅拌，有效调节了溶液浓度，当溶液浓度达到预定浓度时，开启溶液阀将溶液经过输出管路流入成品罐。本发明提供的车用尿素溶液生产装置，通过浓度传感器对溶液进行浓度检测，当溶液浓度达到预定浓度时才输送至成品罐，有效确保了车用尿素溶液的质量。
本发明提供的车用尿素溶液生产方法，通过对溶液进行浓度检测，当溶液浓度达到预定浓度时才输送至成品罐，有效确保了车用尿素溶液的质量。
附图说明
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的车用尿素溶液生产装置的结构示意图。
其中，
进水阀—1，流量计—2，循环泵—3，溶液阀—4，浓度传感器—5，搅拌罐—6，搅拌阀—7，吸料电机—8，尿素原料桶—9，主机—10，总阀门—11，成品罐—12，加注电机—13，加注枪—14。
具体实施方式
本发明公开了一种车用尿素溶液生产装置，以确保车用尿素溶液的质量。本发明还公开了一种车用尿素溶液生产方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例中的车用尿素溶液生产装置的结构示意图。
本发明实施例提供了一种车用尿素溶液生产装置，包括搅拌罐6、尿素原料桶9、成品罐12及浓度传感器5。搅拌罐6具有尿素原料进口、水进口及溶液出口；尿素原料桶9用于向搅拌罐6输送尿素，尿素原料桶9与搅拌罐6的尿素原料进口通过尿素管道连通；搅拌罐6的水进口连通有进水管道，用于向搅拌罐6输送水；成品罐12用于盛装溶液，成品罐12与搅拌罐6的溶液出口通过输出管路连接；并且，输出管路上设置有浓度传感器5及溶液阀4。
在车用尿素溶液生产过程中，将尿素与水输送至搅拌罐6进行搅拌，当尿素完全溶解后，将溶液由输出管路向成品罐12输送。由于尿素中含有杂质，不可避免的会使溶液的浓度与预定浓度存在误差。当溶液经过浓度传感器5时，浓度传感器5对溶液的浓度进行检测。当溶液浓度达到预定浓度时，则开启溶液阀4，使得溶液经过输出管路流入成品罐12。而当溶液浓度未达到预定浓度时，则关闭溶液阀4，通过尿素管道向搅拌罐6添加尿素或通过进水管道向搅拌罐6添加水，再由搅拌罐6进行搅拌，有效调节了溶液浓度，当溶液浓度达到预定浓度时，开启溶液阀4将溶液经过输出管路流入成品罐12。本发明实施例提供的车用尿素溶液生产装置，通过浓度传感器5对溶液进行浓度检测，当溶液浓度达到预定浓度时才输送至成品罐12，有效确保了车用尿素溶液的质量。
进一步地，输出管路包括总管道、第一分管道及第二分管道。总管道与溶液出口连接，第一分管道及第二分管道与总管道远离溶液出口的一端连通。并且，第一分管道与搅拌罐6连通，第二分管道与成品罐12连通。第一分管道上设置有搅拌阀7，浓度传感器5设置于第一分管道上；溶液阀4设置于第二分管道上。
在车用尿素溶液生产过程中，溶液由总管道经过第一分管道时由浓度传感器5进行检测。当溶液浓度未达到预定浓度时则直接流回搅拌罐6，通过向搅拌罐6中添加尿素或水重新搅拌形成新的溶液。直至溶液浓度达到预定浓度时，关闭搅拌阀7，开启溶液阀4，使溶液由总管道经过第二分管道流入成品罐12。通过上述设置，使得检测合格(溶液浓度达到预定浓度)的溶液才能流入成品罐12，有效避免了管路残留检测不合格(溶液浓度未达到预定浓度)的溶液流入品罐12，进一步确保了车用尿素溶液的质量。
当然，也可以将输出管路设置为单一管道，该管道直接连接搅拌罐6与成品罐12，在此不再详细介绍。
为了简化车用尿素溶液生产装置，减少搅拌罐6的开孔数，进水管道与总管道连通。通过上述设置，使得在向搅拌罐6中进水时，水依次经过进水管道、总管道及第一分管道后到达搅拌罐6，而第一分管道则与搅拌罐6的水进口直接连接。为了避免输出溶液与进水混合，进水管道的位于其与总管道连接处的前侧管段上设置有进水阀1，总管道的位于其与总管道连接处的前侧管段上设置有总阀门11。在进水时，开启进水阀1而关闭总阀门11；在将溶液由搅拌罐6输出时，开启总阀门11而关闭进水阀1。通过上述设置，使得第一分管道及总管道的位于其与总管道连接处的后侧管段作为进水及输出溶液公用的管段，而搅拌罐6的水进口作为进水及回液(溶液回流至搅拌罐6)公用的开孔，进而简化了车用尿素溶液生产装置的结构。
总管道上设置有循环泵3。通过设置循环泵3，使得搅拌罐6内的溶液在循环泵3的带动下沿总管道向成品罐12或搅拌罐6流动。
也可以将成品罐12设置在水平位置低于搅拌罐6的位置，通过重力作用使得搅拌罐6内的溶液流入成品罐12。而为了使不合格的溶液回流至搅拌罐6，可以在第一分管道上设置循环泵3。
为了更精确的定量流入搅拌罐6的水量，进水管道上设置有流量计2。优选地，流量计2为脉冲涡轮流量计。也可以不设置流量计2，通过有数次开启及关闭进水阀1，同样可以使溶液浓度达到预定浓度。
本发明实施例提供的车用尿素溶液生产装置中，尿素管道上设置有吸料电机8。通过设置吸料电机8，对尿素的输送提供动力，使得尿素可以顺畅的流入搅拌罐6中，避免尿素堵塞，提高了生产效率。
也可以将尿素原料桶9设置的水平位置高于搅拌罐6，通过重力作用使得尿素原料桶9内的尿素由尿素管道输送至搅拌罐6。
成品罐12的出料管上设置有加注电机13，出料管远离成品罐12的一端设置有加注枪14。通过设置加注电机13及加注枪14，以便于将成品罐12中的车用尿素溶液直接输出并加注到车辆上。
为了提高生产效率，本发明实施例提供的车用尿素溶液生产装置中，搅拌罐6具有加热系统。即，在对尿素及水的混合物质进行搅拌时，对混合物质进行加热，提高了尿素溶解于水中的溶解效率，进而提高了车用尿素溶液的生产效率。
搅拌罐6外侧设置有与加热系统通信连接的主机10，通过主机10对加热系统进行开关及温度调节，以便于实现对尿素及水的混合物质的快速加热。
本发明实施例还提供了一种车用尿素溶液生产方法，包括步骤：
S1：将预定重量的尿素及水输送至搅拌罐；
将预定重量的尿素及预定重量的水输送至搅拌罐。预定重量的尿素及预定重量的水在不考虑尿素及水的杂质的情况下的溶液浓度为预定浓度。其中，预定浓度优选为一个区间，当溶液浓度位于该区间内则溶液浓度到达预定浓度。如预定浓度为(32.5±0.7)％等。
S2：对搅拌罐内的尿素及水进行搅拌；
通过搅拌罐的搅拌，使得尿素溶解于水中，形成车用尿素溶液。
S3：待尿素充分溶解后，检测溶液浓度：当溶液浓度到达预定浓度时，进入下一步；当溶液浓度高于预定浓度时，向搅拌罐补充进水后进入步骤S2；当溶液浓度低于预定浓度时，向搅拌罐补充尿素后进入步骤S2；
由于尿素及水均有杂质，其中以尿素中的杂质影响较大。在尿素及水均有杂质的前提下，预定重量的尿素及预定重量的水得到的车用尿素溶液的浓度有可能不为预定浓度。当尿素杂质较多时，净尿素的重量小于预定重量的尿素，使得车用尿素溶液的浓度通常偏低(也可能偏高)。因此，当溶液浓度高于预定浓度时，向搅拌罐补充进水后进入步骤S2；当溶液浓度低于预定浓度时，向搅拌罐补充尿素后进入步骤S2；有效调节了溶液浓度。直至溶液浓度到达预定浓度时，进入下一步。
S4：将溶液输送至成品罐；
将达到预定浓度的车用尿素溶液输送至成品罐中，以便由成品罐输出直接应用。
本发明实施例提供的车用尿素溶液生产方法，通过对溶液进行浓度检测，当溶液浓度达到预定浓度时才输送至成品罐，有效确保了车用尿素溶液的质量。
为了降低水中杂质，步骤S1之前还包括步骤S0：对水源的水进行过滤及净化，形成超纯水后向搅拌罐输送。
其中，超纯水为电阻率大于14MΩ*cm(25℃时)的水。
通过对进入搅拌罐的水进行过滤及净化，使其形成超纯水，通过提高水的纯净度达到降低车用尿素溶液中的杂质的目的，减小了水中杂质对车用尿素溶液生产过程中的影响。
步骤S2中，对搅拌罐内的尿素及水进行搅拌的同时进行加热。通过加热与搅拌同时进行，提高了尿素溶于水的溶解效率，进而提高了车用尿素溶液的生产效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种车用尿素溶液生产装置，其特征在于，包括：
搅拌罐(6)，所述搅拌罐(6)具有尿素原料进口、水进口及溶液出口；
用于向所述搅拌罐(6)输送尿素的尿素原料桶(9)，所述尿素原料桶(9)与所述尿素原料进口通过尿素管道连通；
与所述水进口连通的进水管道；
用于盛装溶液的成品罐(12)，所述成品罐(12)与所述溶液出口通过输出管路连接；
设置于所述输出管路上的浓度传感器(5)及溶液阀(4)。
2.如权利要求1所述的车用尿素溶液生产装置，其特征在于，所述输出管路包括与所述溶液出口连接的总管道及与所述总管道远离所述溶液出口的一端连通的第一分管道及第二分管道，所述第一分管道与所述搅拌罐(6)连通，所述第二分管道与所述成品罐(12)连通；
所述第一分管道上设置有搅拌阀(7)，所述浓度传感器(5)设置于所述第一分管道上；所述溶液阀(4)设置于所述第二分管道上。
3.如权利要求2所述的车用尿素溶液生产装置，其特征在于，所述进水管道与所述总管道连通；
所述进水管道的位于其与所述总管道连接处的前侧管段上设置有进水阀(1)，所述总管道的位于其与所述总管道连接处的前侧管段上设置有总阀门(11)。
4.如权利要求2所述的车用尿素溶液生产装置，其特征在于，所述总管道上设置有循环泵(3)。
5.如权利要求1所述的车用尿素溶液生产装置，其特征在于，所述进水管道上设置有流量计(2)。
6.如权利要求1所述的车用尿素溶液生产装置，其特征在于，所述尿素管道上设置有吸料电机(8)。
7.如权利要求1所述的车用尿素溶液生产装置，其特征在于，所述成品罐(12)的出料管上设置有加注电机(13)，所述出料管远离所述成品罐(12)的一端设置有加注枪(14)。
8.如权利要求1-7任一项所述的车用尿素溶液生产装置，其特征在于，所述搅拌罐(6)具有加热系统。
9.一种车用尿素溶液生产方法，其特征在于，包括步骤：
1)将预定重量的尿素及水输送至搅拌罐；
2)对搅拌罐内的尿素及水进行搅拌；
3)待尿素充分溶解后，检测溶液浓度：当溶液浓度到达预定浓度时，进入下一步；当溶液浓度高于预定浓度时，向搅拌罐补充进水后进入步骤2)；当溶液浓度低于预定浓度时，向搅拌罐补充尿素后进入步骤2)；
4)将溶液输送至成品罐。
10.如权利要求9所述的车用尿素溶液生产方法，其特征在于，所述步骤1)之前还包括步骤0)：对水源的水进行过滤及净化，形成超纯水后向搅拌罐输送。
11.如权利要求9或10所述的车用尿素溶液生产方法，其特征在于，所述步骤2)中，对搅拌罐内的尿素及水进行搅拌的同时进行加热。
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