一种车装智能尿素水溶液制造装置及其工作方法
【专利摘要】本发明公布了一种车装智能尿素水溶液制造装置，包括车载净水装置、尿素箱、尿素水溶液生成箱；所述车载净水装置净化为纯净水，并通过水泵和计量阀输送至尿素水溶液生成箱；所述尿素箱用于存储尿素晶体，通过尿素计量装置输送至尿素水溶液生成箱；所述尿素水溶液生成箱内设置有搅拌机和加热器，用于生成尿素水溶液，所述尿素水溶液生成箱底部具有尿素水溶液出口，给SCR系统提供尿素水溶液。本发明车载自动生成尿素水溶液，实现尿素液在使用过程中的配制及尿素液标准的检测。减少了运输成本和AdBlue制造环节，解决了配套尿素基础建设设施网络建设，降低了用车成本。利用本系统中的纯净水对SCR系统进行冲洗，确保SCR系统的工作正常，提高使用寿命。
【专利说明】
一种车装智能尿素水溶液制造装置及其工作方法
技术领域
[0001]本发明属于柴油机车尾气处理技术领域，特别是涉及一种车装智能尿素水溶液制造装置及其工作方法。
【背景技术】
[0002]为了贯彻执行《中华人民共和国大气污染防治法》，严格控制机动车污染。现阶段动车实施国四、国五排放现阶段技术路线SCR(催化反应还原系统)是主流。
[0003]车用尿素是重型柴油车达到国四及以上排放标准的必备产品。车用尿素是指尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的AdBlue(车用尿素水溶液)，原料为车用尿素专用原料和超纯水。重型卡车、客车等柴油车要达到国四以上排放标准，在尾气处理上就要选用适合的SCR系统，而这项系统必须利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。
[0004]对于SCR技术路线，关键难题在于需要在全国范围内解决AdBlue(车用尿素水溶液)的生产供应以及加油站配套尿素加注基础设施网络建立。同时政府对SCR车辆的管理，规划及相应法规的制定也将决定SCR路线在中国的生命力，否则，如果SCR汽车在没有AdBlue(车用尿素水溶液)的情况下继续行驶，其真实的尾气排放将会更有害于环境。因此，AdBlue(车用尿素溶液)成了重型卡车及客车达到国四及以上排放标准的必备产品。
[0005]随着我国国四标准的全面实行，SCR(选择性催化还原)尾气后处理技术成为适合我国国情的重型柴油机节能减排技术路线，车用尿素溶液作为SCR还原剂也越来越受到重视，车用尿素市场呈现一片大好的前景，自然地很多人都想从中分得一杯羹，各种恶性竞争也渐露苗头。为了保证车用尿素的质量，浓度检测成为了车用尿素质量检测的一个重要指标。如何寻找合格的车用尿素溶液供应商和快速检测这两项难题，就成了国内汽车厂家急需在短期内解决的。尿素溶液的浓度是SCR还原系统中关键因素之一，目前检测方法包括化学试剂滴定法、凯氏定氮法、折光法等，近红外方法--0SA4 CooICheck检测速度快、经济实惠、是车用尿素含量最经济、实惠、有效的方法，可广泛用于实验室及现场车用尿素溶液检测。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种直接减少车主的用车成本，防止SCR系统结晶的车装智能尿素水溶液制造装置及其工作方法。
[0007]本发明为实现上述目的，采用如下技术方案:
一种车装智能尿素水溶液制造装置，其特征在于:其包括车载净水装置、尿素箱、尿素水溶液生成箱;所述车载净水装置用于将车载水箱内的水净化为纯净水，并通过水栗和计量阀输送至尿素水溶液生成箱;所述尿素箱用于存储尿素晶体，通过尿素计量装置输送至尿素水溶液生成箱;所述尿素水溶液生成箱内设置有搅拌机和加热器，用于将纯净水和尿素晶体混合溶解生成尿素水溶液，所述尿素水溶液生成箱底部具有尿素水溶液出口，给SCR系统提供尿素水溶液。
[0008]其进一步特征在于:所述车载净水装置内设置有纯净水纯度检测仪，用于检测纯净水的电阻率;所述尿素水溶液生成箱内设置有尿素溶液快速检测仪，用于检测尿素溶液的浓度;所述尿素水溶液生成箱内设置有液位传感器，用于检测尿素水溶液生成箱内液位。
[0009]进一步的:所述尿素计量装置为螺杆计量装置。
[0010]所述尿素溶液快速检测仪为近红外光谱检测设备。
[0011]所述车载净水装置出水口设置有饮用水出水口和SCR系统清洗出水口；所述SCR系统清洗出水口通过电磁阀控制。
[0012]—种上述的车装智能尿素水溶液制造装置的工作方法，其特征在于包括尿素水溶液制造工作过程和SCR系统清洗工作过程；
所述尿素水溶液制造工作过程包括下述步骤:
(1)车载净水装置对车载水箱内的水进行净化，经纯净水纯度检测仪检测达到215M Ωcm2/25 °C后，水栗工作，通过计量阀向尿素水溶液生成箱注入纯净水；同时，尿素计量装置将尿素箱内的尿素晶体投入尿素水溶液生成箱；
(2)尿素水溶液生成箱内的加热器开始加热，同时搅拌机开始搅拌溶解尿素晶体，所述尿素溶液快速检测仪实时检测尿素水溶液浓度，并根据尿素水溶液浓度实时补充纯净水或尿素晶体，使尿素水溶液浓度达到32.5%土 1.5%；
所述SCR系统清洗工作过程为:当发动机车速信号停止设定时间后，SCR系统清洗出水口的电磁阀打开，车载净水装置内的纯净水通过水栗通入SCR系统管道，对SCR系统管道及喷嘴进行清洗，防止SCR系统管道及喷嘴尿素结晶。
[0013]优选的:所述SCR系统清洗工作过程启动时间为发动机车速信号停止2分钟后或人工开启。
[0014]本发明解决了AdBlue(车用尿素溶液)的网络不完善建设问题，它只需要在本发明的车装智能尿素发生器加入工业高纯尿素固态颗粒物和自来水，通过本装置处理后，达到AdBIue(车用尿素液)标准。本发明具有下述优点:
1、减少了运输成本和AdBlue制造环节，解决了配套尿素基础建设设施网络建设。AdBlue(车用尿素液)是用(不含其他任何添加物的高)工业纯尿素和(经处理后的自来水)纯水一起配制的溶液，该溶液中尿素含量为32.5%(质量分数)。在AdBlue和SCR技术共同作用下，能优化发动机性能和燃料消耗，减少柴油消耗可高达6%，显著降低成本。AdBlue的平均消耗量是一般柴油消耗量的5%，约为正常(高速公路驾)行驶每100公里消耗2升(每公里
0.09元)。直接减少车主的用车成本。通过本发明的车装智能尿素液发生器，每公里尿素消耗不超出2分钱。
[0015]2、因尿素溶液的溶解度对环境温度非常敏感，目前这种直接从尿素液生产出来的标准液体在储运过程中直接影响加注尿素液的成份含量。
[0016]3、在现有的SCR系统应用本车装智能尿素水溶液制造机后，延长使用寿命确保工作可靠性，因AdBlue在温度低于30度时，结晶出固体物，会堵塞系统内管道及尿素喷嘴。如果强制性的工作，会损坏SCR系统。SCR系统配用本发明后，可以利用本系统中的纯净水对SCR系统进行冲洗，确保SCR系统的工作正常，提高使用寿命。
[0017]4、给车上人员提供饮直接饮用水。
【附图说明】
[0018]图1为本发明系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示一种车装智能尿素水溶液制造装置，其包括车载净水装置1、尿素箱2、尿素水溶液生成箱3;所述车载净水装置I用于将车载水箱内的水净化为纯净水，并通过水栗4和计量阀5输送至尿素水溶液生成箱3;所述尿素箱2用于存储尿素晶体，通过螺杆计量装置6输送至尿素水溶液生成箱3;所述尿素水溶液生成箱3内设置有搅拌机8和加热器7，用于将纯净水和尿素晶体混合溶解生成尿素水溶液，所述尿素水溶液生成箱3底部具有尿素水溶液出口 15，给SCR系统提供尿素水溶液。
[0020]所述车载净水装置I内设置有纯净水纯度检测仪9，用于检测纯净水的电阻率;所述尿素水溶液生成箱3内设置有近红外光谱检测设备12，用于检测尿素溶液的浓度;所述尿素水溶液生成箱3内设置有液位传感器10，用于检测尿素水溶液生成箱3内液位。
[0021 ] 所述车载净水装置I出水口设置有饮用水出水口 13和SCR系统清洗出水口 14 ；所述SCR系统清洗出水口 14通过电磁阀11控制。
[0022]—种上述的车装智能尿素水溶液制造装置的工作方法，包括尿素水溶液制造工作过程和SCR系统清洗工作过程。
[0023](I)车载净水装置I对车载水箱内的水进行净化。经纯净水纯度检测仪9检测达到> 15ΜΩ cm2/25°C后，水栗4工作，通过计量阀5向尿素水溶液生成箱3注入纯净水；同时，螺杆计量装置6将尿素箱2内的尿素晶体投入尿素水溶液生成箱3。当纯净水纯度未达到标准值，则对纯净水重新处理，直至达标，如果重新处理3次尚未达标，则纯净水纯度检测仪9发出报警信号。
[0024](2)尿素水溶液生成箱3内的加热器7开始加热，同时搅拌机8开始搅拌溶解尿素晶体，所述尿素溶液快速检测仪12实时检测尿素水溶液浓度，并根据尿素水溶液浓度实时补充纯净水或尿素晶体，使尿素水溶液浓度达到32.5%± 1.5%。通过液位传感器10，尿素水溶液生成箱3内液位低于总液位的1/3，水栗4开始工作。当液位传感器10检测到水位接近满位时水栗4停止工作。根据近红外光谱检测设备12检测的尿素水溶液浓度，通过净水计量阀5和螺杆计量装置6交叉工作，使尿素水溶液浓度达到32.5%土 1.5%配比。
[0025]所述SCR系统清洗工作过程为:当发动机车速信号停止设定时间后，SCR系统清洗出水口 14的电磁阀11打开，车载净水装置I内的纯净水通过水栗4通入SCR系统管道，对SCR系统管道及喷嘴进行清洗，防止SCR系统管道及喷嘴尿素结晶。冲洗时间最多可达30分钟。
[0026]优选的:所述SCR系统清洗工作过程启动时间为发动机车速信号停止2分钟后或人工开启。
【主权项】
1.一种车装智能尿素水溶液制造装置，其特征在于:其包括车载净水装置、尿素箱、尿素水溶液生成箱;所述车载净水装置用于将车载水箱内的水净化为纯净水，并通过水栗和计量阀输送至尿素水溶液生成箱;所述尿素箱用于存储尿素晶体，通过尿素计量装置输送至尿素水溶液生成箱;所述尿素水溶液生成箱内设置有搅拌机和加热器，用于将纯净水和尿素晶体混合溶解生成尿素水溶液，所述尿素水溶液生成箱底部具有尿素水溶液出口，给SCR系统提供尿素水溶液。2.根据权利要求1所述的车装智能尿素水溶液制造装置，其特征在于:所述车载净水装置内设置有纯净水纯度检测仪，用于检测纯净水的电阻率;所述尿素水溶液生成箱内设置有尿素溶液快速检测仪，用于检测尿素溶液的浓度;所述尿素水溶液生成箱内设置有液位传感器，用于检测尿素水溶液生成箱内液位。3.根据权利要求1或2所述的车装智能尿素水溶液制造装置，其特征在于:所述尿素计量装置为螺杆计量装置。4.根据权利要求1或2所述的车装智能尿素水溶液制造装置，其特征在于:所述尿素溶液快速检测仪为近红外光谱检测或折光检测设备。5.根据权利要求1或2所述的车装智能尿素水溶液制造装置，其特征在于:所述车载净水装置出水口设置有饮用水出水口和SCR系统清洗出水口；所述SCR系统清洗出水口通过电磁阀控制。6.—种权利要求1-5任一项所述的车装智能尿素水溶液制造装置的工作方法，其特征在于包括尿素水溶液制造工作过程和SCR系统清洗工作过程； 所述尿素水溶液制造工作过程包括下述步骤: (1)车载净水装置对车载水箱内的水进行净化，经纯净水纯度检测仪检测达到215M Ωcm2/25°C后，水栗工作，通过计量阀向尿素水溶液生成箱注入纯净水；同时，尿素计量装置将尿素箱内的尿素晶体投入尿素水溶液生成箱； (2)尿素水溶液生成箱内的加热器开始加热，同时搅拌机开始搅拌溶解尿素晶体，所述尿素溶液快速检测仪实时检测尿素水溶液浓度，并根据尿素水溶液浓度实时补充纯净水或尿素晶体，使尿素水溶液浓度达到32.5%土 1.5%； 所述SCR系统清洗工作过程为:当发动机车速信号停止设定时间后，SCR系统清洗出水口的电磁阀打开，车载净水装置内的纯净水通过水栗通入SCR系统管道，对SCR系统管道及喷嘴进行清洗，防止SCR系统管道及喷嘴尿素结晶。7.根据权利要求6所述的车装智能尿素水溶液制造装置的工作方法，其特征在于:所述SCR系统清洗工作过程启动时间为发动机车速信号停止2分钟后或人工开启。
【文档编号】B01F3/20GK105833751SQ201610333884
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】任虎, 任一虎, 曹爱武
【申请人】任虎, 任一虎, 曹爱武