CN205740337U - 一种车用尿素溶液的加注机 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利涉及一种为柴油机动车添加车用尿素溶液的加注机。该加注机，包括液压箱、隔离箱和电脑箱，所述的液压箱与电脑箱之间安装有隔离箱，其特征是，所述的液压箱内安装有加注装置，该装置包括依次连接在尿素溶液管路上的加注泵、止回阀、质量流量计变送器、质量流量计传感器、双流量电磁阀和自封式加注枪。本产品专门针对车用尿素溶液加注而研发，采用科氏质量流量计作为尿素溶液加注机的计量元件。

Description

一种车用尿素溶液的加注机

技术领域

本实用新型专利涉及一种为柴油机动车添加车用尿素溶液的加注机，它适用于各类型加油站为机动车辆（主要为重型卡车及客车）添加车用尿素溶液。

背景技术

车用尿素溶液是重型柴油车达到国Ⅳ排放标准的必备产品。重型卡车、客车等柴油车要达到国Ⅳ排放标准，在尾气处理上就要安装适合的SCR催化反应器（SCR技术是最适合我国国情的控制重型柴油车排气中NOx污染物的环保技术）。在SCR催化反应器内，尿素溶液与发动起排气中的NOx 在高温条件下，发生还原反应，生成氮气和水，有效地减少汽车尾气中的NOx含量， 降低由于NOx所引起的空气污染。

国Ⅳ柴油发动机对车用尿素溶液的消耗量是柴油消耗量的4%～6%。目前，车用尿素溶液供应网络借助加油站在全国逐步建立；车用尿素溶液销售主要是10～25L的小包装桶，加注方式为人工加注；这种加注方式有两个缺点：一是加注效率低，人工加注费时费力很不方便；二是小包装桶加注完后被丢弃，造成环境二次污染，为消除大气环境污染而产生固体废物，处理这些固体废物又需要消耗环境资源。

消除以上缺点的方法就是采用大容量车用尿素溶液储罐和车用尿素溶液专用加注机。但由于尿素溶液具有弱碱性，对常规金属和部分非金属具有腐蚀性，而传统加油机内部过流部件多为铸铁、铸铝、铜等金属材质，与尿素溶液不兼容；SCR催化反应器对车用尿素溶液纯净度要求极高，如果柴油车使用不合格的尿素溶液，会导致SCR催化反应器失效，增加SCR催化反应器更换成本。

目前市场上没有适合尿素溶液的加注机，限制了加油站车用尿素溶液的快速推广。

此外，传统加油机大部分采用容积式流量计作为计量元件，如活塞式流量计、椭圆齿轮流量计计，这种流量计机构复杂，运动部件多，流动阻力大，存在机械磨损造成计量准确度下降等问题，使用时间越长维修工作量越大。容积式流量计用于尿素溶液计量，在长时间使用后，内部会形成尿素粉末状物体，加速流量计磨损，影响计量精度。

加油站油品进、出结算单位不统一，进油使用槽罐车称重采用“千克”统计，售油使用加油机采用“升”计量，为使油品进、出数量平衡，加油站需定期检测油品密度，将单位“升”换算成质量单位 “千克”。而油品受环境温度影响自身密度会发生变化，进而造成统计数据产生误差。这种误差与计量方式有关，是客观存在的。

中国实用新型专利公开号“205013102U”公开了一种尿素溶液加注装置，其包括压盖、加液嘴、磁钢和后盖，其中，所述加液嘴的中心处设置有加液口，所述压盖的中心处对应加液口设置通孔，且所述压盖通过卡扣结构设置于所述加液嘴的顶部，所述磁钢镶嵌于所述加液嘴内，所述后盖通过热熔焊接连接于所述加液嘴上。所述加液口的内壁上均布有若干个供加注尿素溶液时排气的排气槽。上述尿素溶液加注装置不仅考虑到了加注尿素溶液时尿素罐的排气问题；而且结构简单、便于制造成型、成本低、拆装便捷。上述技术方案公开的是一种具体的专用加注装置，但并不涉及车用加注尿素溶液方面的内容。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种采用科氏质量流量计作为尿素溶液加注机的计量元件，且与尿素溶液接触的部件均与车用尿素溶液兼容的车用尿素溶液的加注机。

本实用新型目的通过以下技术方案实现：

一种车用尿素溶液的加注机，包括液压箱、隔离箱和电脑箱，所述的液压箱与电脑箱之间安装有隔离箱，其特征是，所述的液压箱内安装有加注装置，该装置包括依次连接在尿素溶液管路上的加注泵、止回阀、质量流量计变送器、质量流量计传感器、双流量电磁阀和自封式加注枪，所述的电脑箱内安装有电脑控制器，电脑控制器控制连接质量流量计变送器、质量流量计传感器、双流量电磁阀和自封式加注枪。

作为优选，还包括隔爆接线盒，液压箱内安装有隔爆接线盒。

作为优选，所述的液压箱两侧面的下方开有通风百叶。

作为优选，所述的隔离箱前后面开有通风孔。

作为优选，还包括有加注软管和拉断阀，所述的自封式加注枪上安装有拉断阀，自封式加注枪通过加注软管连接尿素溶液管路

作为优选，还包括视液镜，液压箱一侧安装有视液镜。

作为优选，还包括有加注量显示屏、操作键盘、IC卡读卡器、票据打印机，均安装于电脑箱，并与电脑控制器电连接。

作为优选，还包括有机顶箱，电脑箱的上部安装有机顶箱。

作为优选，所述的隔离箱右面装有挂钩，用于悬挂加注软管。

作为优选，所述的加注泵为隔膜泵，泵壳材质为聚丙烯，泵内隔膜为聚四氟乙烯；或加注泵为叶片泵，泵壳和叶轮材质采用304不锈钢；所述的质量流量计传感器是一种基于科氏力效应的相位敏感型谐振式传感器。

与现有技术相比，本产品同现有技术相比具有以下优点及效果 ：

本实用新型是专门针对车用尿素溶液加注而研发的。它所有与尿素溶液接触的部件均与车用尿素溶液兼容，符合GB29518-2013《柴油发动机氮氧化物还原剂 尿素水溶液（AUS32）》附录J.2.1.2要求，不会对尿素溶液产生污染。加注泵如选尿素专用隔膜泵，则泵壳材质为聚丙烯（无添加剂），泵内隔膜为聚四氟乙烯(无添加剂)；加注泵如选叶片泵或离心泵，则泵壳和叶轮材质采用304不锈钢；相连管道采用304不锈钢管，质量流量计采用316L不锈钢，双流量电磁阀阀体采用304不锈钢，视液镜采用304不锈钢，加注软管采用交联聚乙烯，拉断阀采用304不锈钢，自封式加注枪采用304不锈钢。

本实用新型创造性的采用科氏质量流量计作为尿素溶液加注机的计量元件，并对电脑控制软件进行重新编程，以适应质量流量传感器和变送器信号，在确保计量稳定度的前提下，既实现加注量以质量单位“千克”显示，还提高计量准确度至±0.3%，较传统加油机计量准确度±0.5%，提高0.2%.

本实用新型直接采用质量流量测量方法，对车用尿素溶液加注量进行测量统计，即加注量计量单位是千克。也可以根据客户需要，通过二次仪表转换为容积单位（升）。

本实用新型采用质量计量方式，有两个优点：一是目前车用尿素溶液在配比生产、出厂以及加油站销售时均采用质量单位进行贸易结算，计量单位统一，便于结算；二是伴随科技发展，质量流量计的计量精确度和计量稳定性达到较高的水平，完全满足国家贸易交接计量器具精度±0.5%的要求，且质量流量计内部没有机械运动零件，流体通过时，磨损小，阻力损失小，具有维护成本低、使用寿命长等优点，而且质量流量计国产化后制造成本也大幅降低。

本实用新型具有定量加注，非定量加注自动计量功能，具有普通模式加注和卡机联动模式加注功能，方便客户使用；并根据客户要求预留接口，便于扩散IC卡系统，后台数据管理系统，第三方支付（微信支付宝等）及打印功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实施例主视方向的内部结构示意图。

图2是本实施例的右视图。

图3是本实施例双枪双泵加注机的结构示意图。

图4是本实施例中科氏质量流量计工作原理图。

标号说明：1-液压箱；2-隔离箱；3-电脑箱；4-顶箱；101-加注泵；

102-止回阀；103-质量流量计变送器；104-质量流量器传感器；105-双流量电磁阀；106-隔爆接线盒；107-视液镜；108-加注软管；109-拉断阀；110-自封式加注枪；111-液压箱门板；

201-隔离箱通风孔；301-加注量显示屏；302-加注操作键盘；303-电脑控制器；304-电脑箱门；501-液压箱通风百叶；502-加注机铭牌；503-加注枪枪座；504-加注软管挂钩。

具体实施方式

以下结合具体实施例来说明本实用新型，下列实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并不限定本实用新型的保护范围。

实施例：

如图1、2所示，在本实施例的产品包括液压箱1、隔离箱2、电脑箱3及顶箱4。其中液压箱1内装有尿素溶液加注泵101、止回阀102、质量流量计变送器103、质量流量计传感器104、双流量电磁阀105、隔爆接线盒106及尿素溶液管路等部件。

液压箱1两侧面下方开有通风百叶501，用于内部组件散热；液压箱1上部装有隔离箱2，隔离箱高度150mm，内部未加装电气部件，隔离箱2前后面开有通风孔201，隔离箱2右面装有挂钩504，用于悬挂加注软管108；电脑箱3内装有加注机电脑控制器303、加注量显示屏301、操作键盘302、IC卡读卡器305、票据打印机306等部件；加注机顶箱4为广告栏，用于商家投放广告；箱体右侧面装有视液镜107，并连接加注软管108、拉断阀109和自封式加注枪110，用于向柴油车尿素储罐加注尿素溶液。

本实施例中的加注泵101为液体流动提供动力；止回阀102为防止管道内液体倒流；质量流量计变送器103为将传感器测得的流量信号传送给电脑控制器；质量流量计传感器104为检测过流液体流量；双流量电磁阀105为定量加注结束时及时关闭，阻断液体流动；隔爆接线盒106为接入电源线；视液镜107为观察所加注液体是否满液（或含有气泡）；加注软管108为向加注枪输送液体；拉断阀109为防止受液车辆带加注枪离开时，在车辆拉力下及时分离并锁闭加注软管内液体外流；自封式加注枪110为向受液容器加注液体，受液容器满液时自动关闭加注枪手阀停止加注功能。电脑箱显示屏301为显示加注量和加注金额；操作键盘302为加注前预设加注量（或加注金额），以及为加注机电脑控制器303进行参数设置；加注机电脑控制器303为加注机各部件控制中心，实现智能加注、精确加注的核心部件。

本实施例的加注机整机结构设计符合GB3836.1-2010，GB3836.2-2010，GB3836.4-2010，GB3836.9-2014，GB22380.1-2008相关技术条件要求，整机防爆型式为隔爆、本安、浇封复合型防爆结构。加注泵101电机防爆标志为ExdⅡBT4Gb,质量流量传感器104防爆标志为ExdibⅡBT3Gb，质量流量计变送器103防爆标志为Exd［ib］ⅡBT4Gb，双流量电磁阀105线圈防爆标志为ExdmbⅡT3Gb，隔爆接线盒106防爆标志为ExdⅡBT6Gb。

如图3所示，本实施例还可以是一种双枪双泵四显示屏加注机，与前述的单枪单泵双显示屏加注机原理相类似。

实际使用过程：使用时可将本发明放置在车用尿素储液罐箱附近，通过管道连接，经过管道过滤器后，再接入加注泵101；再将电源线接入隔爆接线盒106内；在电脑箱3上的操作键盘302上进行设置后即可投入使用。

操作人员从加注枪座503上提起自封式加注枪110，触发加注枪座503上的限位开关，电机带动加注泵101运转，尿素溶液从储罐流出，经过过滤器过滤机械杂质后，被吸入加注泵101，在加注泵101内尿素溶液升压至一定压力（0.15～0.2MPa），加注泵101内部装有超压溢流阀和超压保护自动停机压力开关。

将自封式加注枪110插入受液容器后，在仪表控制箱的操作键盘302上，选择定量加注（不选为非定量加注）后，打开自封式加注枪110阀门拉杆，尿素溶液从加注泵101出口流出，流经止回阀102、质量流量计变送器103、质量流量计传感器104、双流量电磁阀105、视液镜107、加注软管108、拉断阀109，最后通过自封式加注枪110，注入受液容器。

尿素溶液在流经质量流量计104时，流量计的传感器104通过流量计变送器105将流量信号传送给电脑控制器303，电脑控制器303把流量信号转换成质量流量（或体积流量），并输送给加注量显示屏301，实时显示尿素溶液加注累积量。

当加注量显示屏301显示的累积加注量接近预置加注量时，电脑控制器303会先关闭大流量电磁阀105，待显示的累积加注量与预置加注量一致时，电脑控制器再关闭小流量电磁阀105，停止向受液容器加注溶液。此时，收起自封式加注枪110并把加注枪110挂回枪座503，加注泵101停止运转，从加注量显示屏301上读取加注量和加注金额，确认与预置加注量和加注金额一致，加注过程结束。

当受液容器满液时，自封式加注枪110会自动关闭加注枪出液阀门，停止向受液容器加注；在加注期间，操作人员也可手动关闭自封式加注枪110的出液阀门拉杆，停止向受液容器加注；然后，收起自封式加注枪110并把加注枪挂回枪座503，加注泵101停止运转，从加注量显示屏301上读取加注量和加注金额，加注过程结束。

通过预留接口，这些加注数据可以传送至后台数据管理系统，用于数据统计分析管理。

车用尿素溶液加注机，采用CNG-15型质量流量计（图3）作为尿素溶液加注流量的检测元件。CNG-15型质量流量计（图3）主要由流量传感器104、质量流量计变送器103组成。流量传感器104是一种基于科氏力效应的相位敏感型谐振式传感器。该传感器由振动管、信号检测器、震荡驱动器、支撑结构和壳体所组成。质量流量计变送器103是以微处理为核心的电子系统。它用来向传感器104提供驱动力，并将传感器104的信号转化为质量流量信号及其他参数信号，同时具有根据温度参数对质量流量测量进行补偿功能。

CNG-15型质量流量计（如图3）是基于科氏力原理制造的。在驱动电流作用下，通过给测量管施加一定的振动频率，管内的磁场力与科氏力将会使两测量管产生相应的振动。当流体流经两平行测量管时，由于受科氏力作用将使测量管发生微小的弯曲（相位差），而管道的弯曲程度只与流经的流体的质量流量有关。通过检测管壁的弯曲程度，可以直接测出质量流量。还可以检测内部流体的密度和温度，当需要流体体积流量时，通过二次仪表可转换成体积流量。

车用尿素溶液加注机，其管内流量控制采用双流量电磁阀105。双流量电磁阀105可提高预置加注量准确度。双流量电磁阀105由主、副两个电磁阀组成，主电磁阀为大口径电磁阀，副阀为小口径电磁阀。在预置加注量条件下加注时，初期流体通过主阀，实现快速加注，待实际加注量接近预置加注量时，关闭主阀，流体通过副阀，实现小流量缓慢精准加注，待实际加注量与预置加注量一致时，再关闭副阀。这样加注可以减少关阀时间造成的加注量误差。

车用尿素溶液加注机，其电脑箱3具有多功能性。加注机工作模式分普通模式和卡机联动模式。普通模式下，加注机在操作键盘302上直接按“启动”键，就可进行加注操作。卡机联动模式下，加注机需要使用IC卡片才能进行加注，方便交易管理。加注机具有金额凑整停机功能，自动校准功能，无需调整提前关阀量，调试方便，可查询前2000次加注数据功能，加注数据可保存10年以上，加注停电数据保存复显功能，并有加注票据打印功能，并预留通讯接口，可与后台管理系统联接，便于后台加注数据统一管理。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种车用尿素溶液的加注机，包括液压箱（1）、隔离箱（2）和电脑箱（3），所述的液压箱（1）与电脑箱（3）之间安装有隔离箱（3），其特征是，所述的液压箱内安装有加注装置，该装置包括依次连接在尿素溶液管路上的加注泵（101）、止回阀（102）、质量流量计变送器（103）、质量流量计传感器（104）、双流量电磁阀（105）和自封式加注枪（110），所述的电脑箱（3）内安装有电脑控制器（303），电脑控制器（303）控制连接质量流量计变送器（103）、质量流量计传感器（104）、双流量电磁阀（105）和自封式加注枪（110）。

2.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：还包括隔爆接线盒（106），液压箱（1）内安装有隔爆接线盒（106）。

3.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：所述的液压箱（1）两侧面的下方开有通风百叶（501）。

4.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：所述的隔离箱（2）前后面开有通风孔（201）。

5.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：还包括有加注软管（108）和拉断阀（109），所述的自封式加注枪（110）上安装有拉断阀（109），自封式加注枪（110）通过加注软管（108）连接尿素溶液管路。

6.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：还包括视液镜（107），液压箱（1）一侧安装有视液镜（107）。

7.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：还包括有加注量显示屏（301）、操作键盘（302）均安装于电脑箱（3），并与电脑控制器（303）电连接。

8.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：还包括有机顶箱（4），电脑箱（3）的上部安装有机顶箱（4）。

9.根据权利要求5所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：所述的隔离箱（2）右面装有挂钩（504），用于悬挂加注软管（108）。

10.根据权利要求1所述的车用尿素溶液的加注机，其特征在于：所述的加注泵（101）为隔膜泵，泵壳材质为聚丙烯，泵内隔膜为聚四氟乙烯；或加注泵（101）为叶片泵，泵壳和叶轮材质采用304不锈钢；所述的质量流量计传感器（104）是一种基于科氏力效应的相位敏感型谐振式传感器。