CN108050384A - 一种充氨系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充氨系统，用于固体储氨罐充氨，包括：预热罐，与氨气源连通、用于将输入氨加热至预设温度范围内的气态；稳压罐，与预热罐连通，用于容纳一定量的氨气，以便将预热罐输入的氨气稳压输出；补充阀门，设置于预热罐与稳压罐之间的氨气管路上，用于控制向稳压罐内补充氨气；流量计，与稳压罐的输出端连接，用于计量输出的氨气总量，流量计连接有控制氨气输出端口输出的输出控制阀。这种系统向随车的储罐内充入氨气，对充入氨气量的计算不再依靠储罐内的气体情况，直接通过对稳定输出的计算获得准确的充入量，防止氨气充入不足或过量，有效地解决了现有的氨气充入系统难以准确控制充入量，无法适应随车储氨罐需求的技术问题。

Description

一种充氨系统
技术领域
本发明涉及车辆尾气处理设备技术领域，更具体地说，涉及一种充氨系统。
背景技术
汽车的尾气处理装置主要是在催化剂的作用下使尾气得到净化，以减轻对环境的污染的装置。汽车尾气是汽车使用时产生的废气，含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。
目前，主流的尾气净化设备是采用催化剂的方式实现，高温的汽车尾气通过净化装置时，催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx气体的活性，促使其进行一定的氧化还原化学反应，以便使有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
然而这种现有的催化剂净化方式还存在一定的缺陷，主要表现在氮氧化物去除不彻底，净化器难以适应车辆不同的工况适应性工作，其长时间使用后催化器位置容易被杂质污染堵塞，造成净化效果下降。
为应对此问题，发明人经研究发现：采用持续的氨气供给与尾气中的氮氧化物发生化学反应，也能够高效彻底的除去尾气中的氮氧化物，如采这种尾气净化设计就要求能够随车携带能够存储大量氨气的储罐，而采用能够吸收氨气的储氨媒介是一种优选的设计。
对此，如采用一般的工业充入方式向储罐内充入氨气，储氨媒介对氨气的吸收情况受诸多因素影响，储氨罐体内压力变化也没有确定指标，因此难以准确确定充入氨气的量，容易造成氨气充入的不足或浪费，甚至导致多余氨气外排污染环境对操作人员造成伤害。
综上所述，如何有效地解决现有的氨气充入系统难以准确控制充入量，无法适应随车储氨罐需求等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种充氨系统，该充氨系统的设计可以有效地解决现有的氨气充入系统难以准确控制充入量，无法适应随车储氨罐需求等的技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种充氨系统，用于固体储氨罐充氨，包括：
预热罐，与氨气源连通、用于将输入氨加热至预设温度范围内的气态；
稳压罐，与所述预热罐连通，用于容纳一定量的氨气，以便将预热罐输入的氨气稳压输出；
补充阀门，设置于所述预热罐与所述稳压罐之间的氨气管路上，用于控制向所述稳压罐内补充氨气；
流量计，与所述稳压罐的输出端连接，用于计量输出的氨气总量，所述流量计连接有控制氨气输出端口输出的输出控制阀。
优选的，上述充氨系统中，所述流量计具体为孔板流量计，所述孔板流量计包括两侧密闭的孔板、及设置于所述孔板前后两侧的第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器位于所述稳压罐侧，第一压力传感器侧还设置有第一温度计，用于测量通过孔板流量计的氨气温度。
优选的，上述充氨系统中，所述稳压罐设置有用于检测其内氨气温度的第二温度计；所述充氨系统所述还包括主控制器，所述主控制器与所述孔板流量计及第二温度计连接，用于在当孔板流量计测得的流量值小于阈值时，获得所述第二温度计及第一压力传感器示数，结合所述稳压罐参数计算获得稳压罐一个充放气周期内所输出的单次充放氨量。
优选的，上述充氨系统中，所述主控制器与所述输出控制阀控制连接，还包括加和单元及判断单元，用于统计由孔板流量计测得的氨气流量总和以及全部单次充放氨量的总充氨量，当判定所述总充氨量达到预设总充氨量时，控制所述输出控制阀关闭停止充氨。
优选的，上述充氨系统中，还包括用于容纳所述预热罐、稳压罐、补充阀门及流量计的封闭外壳，所述封闭外壳上设置有用于连接氨气源的输入接头，及用于连接车辆储氨罐的输出接头。
优选的，上述充氨系统中，所述预热罐的底部设置有向内凸出的封闭空管结构，所述封闭空管内设置有加热棒，预热罐设置有第三温度计，所述第三温度计加热棒与所述主控制器控制连接，主控制器用于结合第三温度计示数将预热罐内温度加热至预设范围。
优选的，上述充氨系统中，所述预热罐底部与所述输入接头连接，顶部与所述稳压罐连接，预热罐内设置有与所述封闭空管结构连接的多圈导热丝圈，用于预热罐内氨气。
优选的，上述充氨系统中，所述预热罐的侧面设置有液位管，所述液位管中空透明其两端分别与预热罐侧壁的底部及顶部连通；所述封闭外壳侧壁对应所述液位管的位置设置有透明观察板，用于从封闭外壳外观察液位管情况。
优选的，上述充氨系统中，所述封闭壳体内设置有用于将其内部空间上下分隔的隔板，所述预热罐与稳压罐设置于所述隔板以下的壳体内空间，所述主控制器、流量计及输出控制阀均设置于隔板以上的壳体内空间。
优选的，上述充氨系统中，所述主控制器还连接有报警装置，用于在检测到所述预热罐内温度高于设定值或液位管内液位高于设定值时报警。
本发明提供的充氨系统，用于固体储氨罐充氨，包括：预热罐，与氨气源连通、用于将输入氨加热至预设温度范围内的气态；稳压罐，与所述预热罐连通，用于容纳一定量的氨气，以便将预热罐输入的氨气稳压输出；补充阀门，设置于所述预热罐与所述稳压罐之间的氨气管路上，用于控制向所述稳压罐内补充氨气；流量计，与所述稳压罐的输出端连接，用于计量输出的氨气总量，所述流量计连接有控制氨气输出端口输出的输出控制阀。本发明提供的这种充氨系统通过预热罐将氨源输入的氨充分加热蒸发至适合充入的适当温度的气态氨，并配合稳压罐的结构，通过稳压罐输出氨气而不是直接通过管路输出，以便令输出氨气达到稳压输出，以保证流量计对于输出氨气量的测算准确，配合补充阀门，在需要情况下向稳压罐内重新补充氨气以维持稳压罐的良好工作，流量计所在管路上直接设置用于控制氨气输出的输出控制阀，令对输出氨气的测量更加直接，以保证对输出氨气量统计的准确，采用这种系统向随车的储罐内充入氨气，对充入氨气量的计算不再依靠储罐内的气体情况，直接通过对稳定输出的计算获得准确的充入量，防止氨气充入不足或过量，有效地解决了现有的氨气充入系统难以准确控制充入量，无法适应随车储氨罐需求的技术问题。
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为本发明实施例提供的充氨系统的正面结构示意图；
图2为本发明实施例提供的充氨系统的背面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种充氨系统的结构示意图。
附图中标记如下：
稳压罐1、预热罐2、液位管3、主控制器4、第一压力传感器5、第二压力传感器6、输出控制阀7、第一温度计8、孔板流量计9、补充阀门10、加热棒11、隔板12、封闭外壳13。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种充氨系统，用于固体储氨罐充氨，以解决现有的氨气充入系统难以准确控制充入量，无法适应随车储氨罐需求的技术问题。
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。
请参阅图1、图2，图1为本发明实施例提供的充氨系统的正面结构示意图；图2为本发明实施例提供的充氨系统的背面结构示意图；
本发明的实施例提供的充氨系统，用于固体储氨罐充氨，包括：预热罐2，与氨气源连通、用于将输入氨加热至预设温度范围内的气态；稳压罐1，与所述预热罐2连通，用于容纳一定量的氨气，以便将预热罐2输入的氨气稳压输出；补充阀门10，设置于所述预热罐2与所述稳压罐1之间的氨气管路上，用于控制向所述稳压罐1内补充氨气；流量计，与所述稳压罐1的输出端连接，用于计量输出的氨气总量，所述流量计连接有控制氨气输出端口输出的输出控制阀7。
本实施例提供的这种充氨系统通过预热罐2将氨源输入的氨充分加热蒸发至适合充入的适当温度的气态氨，并配合稳压罐1的结构，通过稳压罐1输出氨气而不是直接通过管路输出，以便令输出氨气达到稳压输出，以保证流量计对于输出氨气量的测算准确，配合补充阀门10，在需要情况下向稳压罐1内重新补充氨气以维持稳压罐1的良好工作，流量计所在管路上直接设置用于控制氨气输出的输出控制阀7，令对输出氨气的测量更加直接，以保证对输出氨气量统计的准确，采用这种系统向随车的储罐内充入氨气，对充入氨气量的计算不再依靠储罐内的气体情况，直接通过对稳定输出的计算获得准确的充入量，防止氨气充入不足或过量，有效地解决了现有的氨气充入系统难以准确控制充入量，无法适应随车储氨罐需求的技术问题。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述流量计具体为孔板流量计9，所述孔板流量计9包括两侧密闭的孔板、及设置于所述孔板前后两侧的第一压力传感器5及第二压力传感器6，所述第一压力传感器5位于所述稳压罐1侧，第一压力传感器5侧还设置有第一温度计8，用于测量通过孔板流量计9的氨气温度。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了流量计的设计采用孔板式流量计，由于其自身结构特征，在计量机构的孔板两侧均设置有一个压力传感器，靠近稳压罐1一侧的压力传感器就可以用于直接测定稳压罐1的气压，不再需要专门在稳压罐1上设置该设计专门的压力传感器，因此能够减少系统内压力感应器的数量。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述稳压罐1设置有用于检测其内氨气温度的第二温度计；所述充氨系统所述还包括主控制器4，所述主控制器4与所述孔板流量计9及第二温度计连接，用于在当孔板流量计9测得的流量值小于阈值时，获得所述第二温度计及第一压力传感器5示数，结合所述稳压罐1参数计算获得稳压罐1一个充放气周期内所输出的单次充放氨量。
在以上实施例结构设计的基础上，配合第一温度计8设计，是用于在充氨进入储氨罐吸收临近阈值阶段的情况，当氨气充入将到达阈值时，罐内氨气吸收缓慢，罐压升高，此时充入的流量降低，而采用孔板流量计9等的测量方式的测定数值就不再准确。
针对以上情况，本实施例提供的技术方案通过第一温度计8及第一压力传感器5的设置能够完成另一种充入氨气量的测量方式，该测算方式分周期进行，再将各周期加和即可获得准确的总值。
其中一个充放氨周期指的是由稳压罐1的氨气补充端关闭停止进气，一直到稳压罐1放气完成，即将进行下一次进气的时间内。在此期间稳压罐1向外输出的氨气量，可以根据理想状态气体方程计算获得，通过气体压力的前后数值、该时间范围内的罐内温度、以及罐内容积数据，通过计算获得该充放气周期内输出的氨气量，该方法能够对流量计无法测量的低流量情况下氨气的输出量做出精准的计算。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述主控制器4与所述输出控制阀7控制连接，还包括加和单元及判断单元，用于统计由孔板流量计9测得的氨气流量总和以及全部单次充放氨量的总充氨量，当判定所述总充氨量达到预设总充氨量时，控制所述输出控制阀7关闭停止充氨。
本实施例提供的技术方案，进一步优化了主控器的设计，对齐增加了加和单元及判断单元，通过加和单元能够将低气流量时计算出的各周期的氨气输出量，以及之前通过流量计测量计算获得的氨气量进行加和，以便获得向该储氨罐内充入氨气的总量。
并在系统内设置总充氨量的数值，该数值可以由对该储氨罐在使用前后的称重差值结合其他罐内参数，计算确定此次储氨罐应能够容纳充入氨气的量即为预设总充氨量；采用该设计自动的对充入过程进行控制，可提高充氨过程的自动化程度，进一步减少工序的人力消耗。
除此以外，本实施例还提供另一种氨气充入完毕的判断方式，将所获得的在一个完整充放氨周期内的周期氨气输出量与预设周期输出量对比判断，当该周期氨气输出量小于预设周期输出量时，判定固体储氨罐已充满，停止氨气输出。
该设计通过对一个充放氨周期内输出的氨气量进行数值大小的判断，当储氨罐临近充满或已经充满时，这种氨气输出方式就难以再向罐内充入氨气，因此相对正常的充放氨周期会有充入量减少的情况，可以利用该原理判断固体储氨罐是否已经充满。
请参考图3，图3为本发明实施例提供的另一种充氨系统的结构示意图。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，还包括用于容纳所述预热罐2、稳压罐1、补充阀门10及流量计的封闭外壳13，所述封闭外壳13上设置有用于连接氨气源的输入接头，及用于连接车辆储氨罐的输出接头。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了系统设计，设置封闭外壳13的结构，令直接与氨气接触的各个罐体、阀门等部件均容纳于封闭的外壳内，通过外壳的密封性提升系统的安全系数，防止可能的氨气泄漏，通过在封闭外壳13上设置输入及输出接头进一步保证了外壳的密闭性，仅通过接头的方式与外界气体连通，优选在封闭外壳13上设置侧开门，以便对其内部进行操作或者检修，可在侧开门对应主控器的位置设置观察窗，以便对主控器的示数监控。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述预热罐2的底部设置有向内凸出的封闭空管结构，所述封闭空管内设置有加热棒11，预热罐2设置有第三温度计，所述第三温度计加热棒11与所述主控制器4控制连接，主控制器4用于结合第三温度计示数将预热罐2内温度加热至预设范围。
本实施例提供给的技术方案，进一步优化了预热罐2的设计，在其底部设置内罐体凸出的封闭空管结构在其中安装加热棒11，通过该结构保证加热棒11与内部氨气之间相互隔绝，一是防止氨气腐蚀加热棒11，二是需要维修加热棒11时方便取出及操作，降低向罐内引入杂质的可能性。
在此基础上，进一步在预热罐2内设置第三温度计，通过温度计的测量值指导控制加热棒11的通断，以便能够将预热罐2内气体温度保持在预设范围内，令后续的气体输出，以及根据理想气体方程计算输出氨气量都更加容易进行。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述预热罐2底部与所述输入接头连接，顶部与所述稳压罐1连接，预热罐2内设置有与所述封闭空管结构连接的多圈导热丝圈，用于预热罐2内氨气。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化预热罐2的设计，将其底部与输入接头连接，顶部与后面的稳压罐1连接，罐内顶部的氨气为充分加热及蒸发的，从此位置输出保证输出氨气质量。
另外在预热罐2内设置多圈导热丝圈，其可以为密闭于预热罐2内的金属材质丝，通过该设计增加加热棒11的导热面积，令热交换更加充分，尤其是在氨气受热上升的过程中能够得到持续的加热保温。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述预热罐2的侧面设置有液位管3，所述液位管3中空透明其两端分别与预热罐2侧壁的底部及顶部连通；所述封闭外壳13侧壁对应所述液位管3的位置设置有透明观察板，用于从封闭外壳13外观察液位管3情况。
本实施例提供的技术方案中，进一步优化了预热罐2设计，在其侧面设置液位管3，通过连通器的原理能够通过透明的管体准确显示预热罐2内的液体氨液位。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述封闭壳体内设置有用于将其内部空间上下分隔的隔板12，所述预热罐2与稳压罐1设置于所述隔板12以下的壳体内空间，所述主控制器4、流量计及输出控制阀7均设置于隔板12以上的壳体内空间。
本实施例提供的技术方案中，通过隔板12的设置，将封闭壳体内的空间上下分层，并将对应的装置部件分入上层及下层空间，该设计结合各部件自身的结构及使用特性，如将罐体类的部件设置于下层空间，将控制类部件集成于上层空间，考虑到了检修的便利性，并且该设计令壳体内空间利用更加高效合理。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述充氨系统中，所述主控制器4还连接有报警装置，用于在检测到所述预热罐2内温度高于设定值或液位管3内液位高于设定值时报警。
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 (10)

1.一种充氨系统，用于固体储氨罐充氨，其特征在于，包括：
预热罐，与氨气源连通、用于将输入氨加热至预设温度范围内的气态；
稳压罐，与所述预热罐连通，用于容纳一定量的氨气，以便将预热罐输入的氨气稳压输出；
补充阀门，设置于所述预热罐与所述稳压罐之间的氨气管路上，用于控制向所述稳压罐内补充氨气；
流量计，与所述稳压罐的输出端连接，用于计量输出的氨气总量，所述流量计连接有控制氨气输出端口输出的输出控制阀。
2.根据权利要求1所述的充氨系统，其特征在于，所述流量计具体为孔板流量计，所述孔板流量计包括两侧密闭的孔板、及设置于所述孔板前后两侧的第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器位于所述稳压罐侧，第一压力传感器侧还设置有第一温度计，用于测量通过孔板流量计的氨气温度。
3.根据权利要求2所述的充氨系统，其特征在于，所述稳压罐设置有用于检测其内氨气温度的第二温度计；所述充氨系统所述还包括主控制器，所述主控制器与所述孔板流量计及第二温度计连接，用于在当孔板流量计测得的流量值小于阈值时，获得所述第二温度计及第一压力传感器示数，结合所述稳压罐参数计算获得稳压罐一个充放气周期内所输出的单次充放氨量。
4.根据权利要求3所述的充氨系统，其特征在于，所述主控制器与所述输出控制阀控制连接，还包括加和单元及判断单元，用于统计由孔板流量计测得的氨气流量总和以及全部单次充放氨量的总充氨量，当判定所述总充氨量达到预设总充氨量时，控制所述输出控制阀关闭停止充氨。
5.根据权利要求3或4所述的充氨系统，其特征在于，还包括用于容纳所述预热罐、稳压罐、补充阀门及流量计的封闭外壳，所述封闭外壳上设置有用于连接氨气源的输入接头，及用于连接车辆储氨罐的输出接头。
6.根据权利要求5所述的充氨系统，其特征在于，所述预热罐的底部设置有向内凸出的封闭空管结构，所述封闭空管内设置有加热棒，预热罐设置有第三温度计，所述第三温度计加热棒与所述主控制器控制连接，主控制器用于结合第三温度计示数将预热罐内温度加热至预设范围。
7.根据权利要求6所述的充氨系统，其特征在于，所述预热罐底部与所述输入接头连接，顶部与所述稳压罐连接，预热罐内设置有与所述封闭空管结构连接的多圈导热丝圈，用于预热罐内氨气。
8.根据权利要求5所述的充氨系统，其特征在于，所述预热罐的侧面设置有液位管，所述液位管中空透明其两端分别与预热罐侧壁的底部及顶部连通；所述封闭外壳侧壁对应所述液位管的位置设置有透明观察板，用于从封闭外壳外观察液位管情况。
9.根据权利要求5所述的充氨系统，其特征在于，所述封闭壳体内设置有用于将其内部空间上下分隔的隔板，所述预热罐与稳压罐设置于所述隔板以下的壳体内空间，所述主控制器、流量计及输出控制阀均设置于隔板以上的壳体内空间。
10.根据权利要求8所述的充氨系统，其特征在于，所述主控制器还连接有报警装置，用于在检测到所述预热罐内温度高于设定值或液位管内液位高于设定值时报警。
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