CN105148756A - 溶液制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种溶液制备装置，包括：制备箱，具有加料器、加水器；储存箱，具有出液口；第一输送管路，连通所述制备箱底部和顶部，使溶液在所述制备箱中循环；第二输送管路，连通所述制备箱和所述存储箱，将制备完成的溶液从制备箱输送到储存箱。本发明可以同时制备和储存溶液，并且可以随时制备随时使用，与背景技术中使用的存储装置相比，不仅效率高，而且可以节省存储空间，从而也降低了成本。

Description

溶液制备装置

技术领域

本发明涉及溶液制备领域，尤其涉及一种溶液制备装置。

背景技术

脱硝系统是陆用内燃机废气NOx治理的主流技术，脱硝系统运行需要消耗一定量的尿素溶液，因此需要设置相当空间的尿素溶液储存装置。通常，为了保证陆用内燃机脱硝系统的正常运行，会在脱硝系统旁单独设一个尿素溶液储存装置，用以储存脱硝系统所需尿素溶液，但本方法在实际运用过程中存在以下弊端：

尿素溶液储存装置制作需要大量的316L不锈钢，成本较高；

尿素溶液易出现结晶状况，大容积的尿素溶液储存装置去除结晶需要相当量的器件辅助和大量的能源消耗，增加了投入和运行成本；

脱硝系统不间断运行，消耗的尿素溶液量多，因此需要较大容积的尿素溶液储存装置，从而会占用相当大的现场安装空间，而一般现场空间安装条件有限，不利于较大容积的尿素溶液储存装置的布置；

较大容积的储存装置需要定期槽车补充尿素溶液，槽车进入现场，需现场配备一定规格的工厂道路和预留一定面积的槽车停车区域，从而增加了投入成本。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的目的之一为提供一种占地小、制作成本低，且能够同时制备、存储和输出溶液的溶液制备装置。

为了达到上述目的，本发明提供一种溶液制备装置，包括：制备箱，具有加料器、加水器；储存箱，具有出液口；第一输送管路，连通所述制备箱底部和顶部，使溶液在所述制备箱中循环；第二输送管路，连通所述制备箱和所述存储箱，将制备完成的溶液从制备箱输送到储存箱。

可选地，所述加料器包括：储备盒，用于存放物料；加料管，连通所述储备盒，和所述制备箱，用于输送物料；第一阀门，设置于所述加料管，用于打开或者关闭所述加料管；所述加水器包括：水管，连通所述制备箱；第二阀门，设置于所述水管，用于打开或关闭所述水管。

可选地，所述制备箱还设置有第一液位显示器、搅拌器以及，浓度传感器，用于检测所述制备箱内溶液的浓度值；所述第一液位显示器包括主显示器和冗余显示器。

可选地，储存箱还设置有第二液位显示器、恒温器；以及，温度传感器，用于检测所述储存向内的温度值。

可选地，还包括控制系统，所述控制系统获取所述浓度值，与预定浓度值比较，根据比较结果控制所述第一阀门打开或者关闭；或者，所述控制系统获取所述浓度值，与预定浓度值比较，根据比较结果控制所述第二阀门打开或者关闭。

可选地，所述加料器还包括重量传感器，用于获取储备盒内物料的重量值；在所述控制系统控制所述第一阀门打开或关闭时，所述控制系统根据浓度值的比较结果，计算需要添加物料的目标重量值，并获取储备盒内物料的第一重量值，打开所述第一阀门添加物料，直至获取储备盒内物料的第二重量值与所述第一重量值的差值为目标重量值，关闭所述第一阀门。

可选地，所述恒温器获取温度值，与预定温度值比较，根据比较结果控制所述恒温器打开或关闭，其中，所述恒温器为电加热器。

可选地，所述储存箱还设置有回收口，用于回收溶液。

可选地，所述第一输送管路和所述第二输送管路具有共用的进液端，所述进液端连通述制备箱底部。

可选地，在所述储存箱和所述制备箱底部还设置有泄放口。

本发明采取以上技术方案后，至少具有如下优点：

1、本发明可以同时制备和储存溶液，并且可以随时制备随时使用，与背景技术中使用的存储装置相比，不仅效率高，而且可以节省存储空间，从而也降低了成本；

2、控制系统可以通过浓度值控制阀门的打开或关闭，以实现自动添加溶剂或溶液，因此本发明的自动化程度高。

3、搅拌和加热装置避免出现溶液结晶的状况，不用使用其他去除结晶器件，降低了运行成本。

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为本发明溶液制备装置的结构示意图。

附图标记：

1-制备箱；2-接线盒；3-浓度传感器；4-液位传感器；5-液位显示仪；6-加料器；7-加水器；8-搅拌器；9A-第一输送管路；9B-第二输送管路；10-透气孔；11-回收口；12-储存箱；13-液位传感器；14-恒温器；15-温度传感器；16-泄放口；17-出液口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明涉及一种溶液制备装置，包括制备箱1、储存箱12、第一输送管路9A和第二输送管路9B，其中第一输送管路9A连通制备箱1的底部和顶部，使溶液在制备箱1中循环。当然，让制备箱1中的溶液循环起来需要泵的作用，一般的，第一输送管路9A连接在制备箱1底部的一端，为进液端，连接在制备箱1顶部的一端为出液端，制备溶液时，使溶液如此循环，能够均匀溶液浓度，避免溶质析出沉淀，同时，好可以保持制备箱1内的溶液温度一致。继续参见图1，第二管路连通制备箱1和存储箱，将制备完成的溶液从制备箱1输送到储存箱12。

在一种可选的实施方式中，如图1所以，第二管路的进液端可以和第一管路的进液端共用，或者说，第一管路和第二管路在与制备箱1连通时可以有一段共用的管路。在共用的部分，和分别的管路部分都设置阀门。当然，即使没有共用的部分，第一管路和第二管路完全独立，也可以分别设置阀门。

应该理解，上述的制备箱1上还有加料器6，用来想制备箱1中添加溶剂，还需要有加水器7，储存箱12上有出液口17，用来将溶液输出。

例如，本发明上述溶液制备装置可以用于制造尿素，供给陆用内燃机脱硝系统使用，上述溶质则可以为尿素粉(尿素粉仅为举例)，储存箱12的出液口17连接陆用内燃机的脱硝系统。尿素溶液可以一边制备一边使用，不需要大量的存储空间来存储制备完成的溶液。

在一种可选的实施方式中，上述加料器6包括储备盒，用于存放物料，这里提及的物料即为溶质，例如制备尿素时，溶质即为尿素。加料管，用连通储备盒及制备箱1，使储备盒中的物料进入制备箱1，当然加料管上还设置有第一阀门，打开或者关闭所述加料管，即开始向制备箱1输送物料或者停止输送物料。

上述的加水器7包括水管和第二阀门，水管连通制备箱1，向制备箱1供水，第二阀门设置于水管上，用于打开或关闭所述水管，即控制开始向制备箱1供水或停止供水。

在另一种实施方式中，制备箱1还设置有第一液位显示器、搅拌器8以及，浓度传感器3。其中，第一液位显示器用于显示制备箱1内的溶液高度，当然根据该高度可以知晓溶液的体积、质量等。该第一液位显示器可以为机械式也可以为电子式，以机械式为例，可以是制备箱1上设置的透明条，以示出溶液高度，还可以是与制备箱1连通的连通器，以显示液位。如果是电子式的，那么制备箱1内还应有液位传感器，如图1中标号4表示的，即为液位传感器，可以获取液位信息，然后在电子显示器上显示液位信息，当然该显示器还可以显示其他信息，例如温度、质量等，前提是与相应的传感器连接。当然，图1中，第一液位显示器即示出了机械式的液位显示仪(如标号5所示)，也示出了电子式的，即液位传感器(如标号4所示)，这时起到示意作用，可以同时使用，也可以是任用其一。在本发明如图1所示的一种实施方式中，第一液位显示器具有主显示器和冗余显示器两部分，在该实施方式中，主显示器为机械式的液位显示仪5，冗余显示器为电子式的液位传感器4。

图1中，浓度传感器3以及液位传感器4，仅为示意，并不限制器设置位置，当然在一种实施方式中，他们也可以是在制备箱内部，在制备箱外是不可见。同样的，说明书下面会提及的标号13所表示的液位传感器、标号15表示的温度传感器、标号14表示的恒温器等在图1中同样也为示意，他们也可以在储存箱内，不在外可见。

搅拌器8，用于搅拌溶液，使溶质充分溶解。

浓度传感器，用于检测制备箱1内溶液的浓度值。

与制备箱1类似，储存箱12还设置有第二液位显示器13，用于显示储存箱12的液位，具体的结构可以和第一液位显示器类似。图1中，第二液位显示器为电子式，即液位传感器13。

恒温器14，例如可以为电加热器，用于使储存箱12内的溶液保持恒温，防止溶液中的溶质析出。图中仅为示意，例如恒温器还可以在制备箱内部。

在另一个实施方式中，溶液制备装置还有控制系统，控制系统获取浓度传感器的浓度值，与预定浓度值比较，根据比较结果控制所述第一阀门打开或者关闭；当然，调节浓度值的方式可以是添加溶质也可以是添加溶剂，因此该控制系统还可以根据比较结果控制所述第二阀门打开或者关闭。可以理解，例如需要增加浓度时，打开第一阀门，增加溶质，需要降低浓度时，打开第二阀门，增加溶剂。

当然，在改变浓度时，需要确定增加溶剂或溶剂的量，那就需要精确的数据，在一种可选的实施方式中，加料器6上还可以设置有重量传感器，用于获取储备盒内物料的重量值；在要增加浓度时，即在控制系统控制第一阀门打开或关闭时，控制系统根据浓度值的比较结果，计算需要添加物料的目标重量值，并获取储备盒内物料的第一重量值，打开第一阀门添加物料，直至获取储备盒内物料的第二重量值与所述第一重量值的差值为目标重量值，关闭所述第一阀门。当然，重量传感器只是一种实施方式，其他可以用来获取溶质添加量的装置也可以用于本发明，在添加溶质的重量为目标重量时，控制系统会停止加料。在另外一种实施方式中，不需要重量传感器，溶质投入的质量为固定值，调节浓度是通过添加溶剂实现的。当然，以上两种实施方式还可以同时存在于同一个系统中。

当然，上述恒温器可以获取温度传感器15的温度值，与预定温度值比较，根据比较结果控制恒温器14打开或关闭。

需要理解的是，上述例如搅拌器8、第一输送管路9A和第二输送管路9B上的泵、阀门等其他设备，也可以通过控制系统控制。

需要理解，上述和恒温器14可以为电加热器，当然也可以为其他装置，只要能够用于调节温度即可。

在另一种实施方式中，储存箱12还设置有回收口11，用于回收溶液。例如在溶液输出后未使用完的部分，还可以从回收口收回。

在一种实施方式中，第一输送管路9A连通所述制备箱1底部的一端为进液端，第二输送管路9B连通所述制备箱1底部的一端为进液端，在如图1所示的实施方式中，第一输送管路9A和第二输送管路9B，具有共用的进液端，该进液端连通在制备箱的底部。

进一步，在储存箱12和所述制备箱1底部还设置有泄放口16，可以释放出两个箱内的液体，比如在定期清洗时可以使用。储存箱12上还设置有透气孔10。

下面以本发明的溶液制备装置用于为陆用内容及脱硝系统提供尿素溶液为例，说明其工作过程，当然，这只是一种例子，并不用于限制本发明的工作过程。

陆用内燃机脱硝系统(以下可简称脱硝系统)向控制系统发送信号，控制系统打开第一阀门，投放物料，这里的物料可以为尿素干粉，通过重量传感器获取的重量信息，来控制尿素干粉的投放量，达到预定重量时关闭阀门一。控制系统还控制第二阀门打开，加入溶剂，此处可以为去离子水。并且，控制系统还控制搅拌器8搅拌溶液，浓度传感器测取相应数值数发送到控制系统，当浓度为预定值时，控制泵工作，可以讲制备箱1内的溶液输送到储备箱。尿素溶液从储存箱12的出液口17向陆用内燃机脱硝系统输送。

当然，在不设置重量传感器的实施方式中，可以投放固定量的物料，之后控制系统还控制第二阀门打开，加入溶剂，此处可以为去离子水。并且，控制系统还控制搅拌器8搅拌溶液，浓度传感器测取相应数值数发送到控制系统，当浓度为预定值时，控制泵工作，可以讲制备箱1内的溶液输送到储备箱。

需要注意，控制系统可以同时控制第一阀门和第二阀门的开闭，并非一定按照上述描述的顺序进行。当然，以上为控制系统自动控制制备溶液，也可是手动完成制备，例如手动打开阀门，或者手动添加溶剂和溶质，这些都可以用于本发明上述的溶液制备装置。

另外，本在制备箱1或储存箱12外，还可以设置接线盒2，用于为控系统、浓度传感器等设备供电，以及连接线路、电路等。

本发明可以同时制备和储存溶液，并且可以随时制备随时使用，与背景技术中使用的存储装置比，可以节省存储空间。并且自动化程度高，通过浓度传感器、温度传感器等装置，有效控制制备流程，耗能减少。在用于脱硝系统时，能够在保证脱硝系统正常运行的基础上，至少克服背景技术中的缺陷。

最后应说明的是：虽然以上已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本发明的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种溶液制备装置，其特征在于，包括：

制备箱，具有加料器、加水器；

储存箱，具有出液口；

第一输送管路，连通所述制备箱底部和顶部，使溶液在所述制备箱中循环；

第二输送管路，连通所述制备箱和所述存储箱，将制备完成的溶液从制备箱输送到储存箱。

2.根据权利要求1所述的溶液制备装置，其特征在于，

所述加料器包括：储备盒，用于存放物料；加料管，连通所述储备盒，和所述制备箱，用于输送物料；第一阀门，设置于所述加料管，用于打开或者关闭所述加料管；

所述加水器包括：水管，连通所述制备箱；第二阀门，设置于所述水管，用于打开或关闭所述水管。

3.根据权利要求2所述的溶液制备装置，其特征在于，

所述制备箱还设置有第一液位显示器、搅拌器以及，

浓度传感器，用于检测所述制备箱内溶液的浓度值；

所述第一液位显示器包括主显示器和冗余显示器。

4.根据权利要求1所述的溶液制备装置，其特征在于，

储存箱还设置有第二液位显示器、恒温器；以及，

温度传感器，用于检测所述储存向内的温度值。

5.根据权利要求3所述的溶液制备装置，其特征在于，

还包括控制系统，所述控制系统获取所述浓度值，与预定浓度值比较，根据比较结果控制所述第一阀门打开或者关闭；或者，所述控制系统获取所述浓度值，与预定浓度值比较，根据比较结果控制所述第二阀门打开或者关闭。

6.根据权利要求5所述的溶液制备装置，其特征在于，

所述加料器还包括重量传感器，用于获取储备盒内物料的重量值；

在所述控制系统控制所述第一阀门打开或关闭时，所述控制系统根据浓度值的比较结果，计算需要添加物料的目标重量值，并获取储备盒内物料的第一重量值，打开所述第一阀门添加物料，直至获取储备盒内物料的第二重量值与所述第一重量值的差值为目标重量值，关闭所述第一阀门。

7.根据权利要求4所述的溶液制备装置，其特征在于，

所述恒温器获取温度值，与预定温度值比较，根据比较结果控制所述恒温器打开或关闭，其中，所述恒温器为电加热器。

8.根据权利要求1所述的溶液制备装置，其特征在于，

所述储存箱还设置有回收口，用于回收溶液。

9.根据权利要求3所述的溶液制备装置，其特征在于，

所述第一输送管路和所述第二输送管路具有共用的进液端，所述进液端连通述制备箱底部。

10.根据权利要求1所述的溶液制备装置，其特征在于，

在所述储存箱和所述制备箱底部还设置有泄放口。