制造溶液的系统和方法

专利名称：制造溶液的系统和方法
技术领域：
本发明的方面涉及用于生产化学溶液(例如，盐溶液)的装置和方法以及控制系 统。更具体地，本发明的方面涉及一种在溶剂中溶解化学物质以生产特定浓度的溶 液的装置。背景以特定浓度溶解在溶剂中的化学物质在各种行业中使用。例如，用于减小道 路、人行道、车道和其它表面的雪量和冰量的盐溶液的应用是一种普通的工业实践。 盐溶液一般通过将岩盐和水进行混合来形成以制造溶液。然后可通过添加淡水以稀 释该混合物或添加盐以浓縮该混合物来调节溶液的浓度。约23-27重量％的溶液对 于去除冰和雪是高效的(其中氯化钠是盐中的至少一种)。以此浓度范围，溶液可在 约-10华氏度的环境温度融化冰和雪。如果不能在溶液中维持所要求的浓度并且不 能在道路上施加正确的量，则可能发生事故。例如，混合物中太少的盐不能将水的 凝固点降低到周围条件以下，结果导致了与先前融化积累的冰相对比可促进道路结 冰的混合物。一种监视和调节溶液浓度的方法是测量溶液的比重并向溶液添加溶剂(在某些 盐的情形中是淡水)直到达到所要求的比重。该方法于是将溶液的比重与溶液的浓 度相互关联。至少一种常规的系统提供生产大量在水中溶解的岩盐和醋酸钙镁盐 (CMA)颗粒，用于生产将用作液体除冰器的盐溶液，它将被用于喷洒道路、人行道、 车道以及跑道以融化雪和冰。一种电子比重计(比重测量装置)测量盐水/水溶液的比 重。如果比重太高或太低，则阀被打开或关闭以调节混合物中淡水的量。以此方式， 将混合物调节成所要求的盐度。6如上所述，利用比重作为浓度指示的生产盐溶液的方法将比重与浓度相互关 联。这种关联在某些情形中可能有错。例如，溶液中诸如氧化硅、泥土以及其它异 物之类的固体可影响溶液的比重和/或测量装置的读取。这进而导致基于混合溶液 中的波动的溶液的不合要求的盐浓度水平。此外，基于比重的测量一般是在时间和 过程中间隔开的一系列单独的测量，而不是在一个或多个混合操作期间的连续测同样，其它混合系统是单方向的并且不能解决在混合操作中出现的波动，从 而提供浓度太高或太低的混合物。因此，在本技术领域中需要一种生产精确浓度水平的混合物的装置和方法。发明内容提供本发明内容，以便以简化的形式介绍以下详细描述中进一步描述的概念 的精选。本发明内容不是旨在确定要求保护的主题的关键特征和本质特征。本申请公开了一种用于混合化合物和/或添加剂的改进的系统和方法。所述的 系统和方法能够生产具有所要求的化学物质浓度的溶液。或者，它可生产具有最小 某一化学物质浓度或最大某一化学物质浓度的溶液。该系统包括混合化学物质的区 域以及用于确定是否需要使该溶液浓縮或稀释的浓度传感器。如果浓度在目标浓度 的容限内，则可将溶液转移到储槽或其它容器。尽管公开了多个实施例，但本领域的技术人员从以下示出并描述本发明的说 明性实施例的详细描述中将清楚本发明的其它实施例。正如将认识到的，本发明能 在不背离本发明的精神和范围的情况下在各明显的方面进行修改。因此，应将附图 和详细描述视为在本质上是说明性的而不是限制性的。附图简述可通过参考以下说明性实施例的描述并考虑附图来获得对本发明的更全面的 理解及其潜在的优点。

图1示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的立体图。图2示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的储料斗的正视图。图3示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的储料斗的剖面正视图。图4示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的储料斗的剖面立体图。 图5示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的储料斗的内部剖面图。个实施例的溶液制造机的储料斗的内视图。 图7示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的储料斗的后视图。 图8示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的储料斗的端视图。图9示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的储料斗的剖面端视图。 图IO示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的滤栅。图11示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的控制面板。图12示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的控制面板和机械组件。 图13示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的具有可编程逻辑控制器和人-机接口的控制歧管。图14示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的液流。图15示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机和控制面板的立体图。图16示出根据本发明的一个实施例的漂浮组件的立体图。图17示出将溶剂添加到根据本发明的一个实施例的溶液制造机的第一部分。图18示出在根据本发明的一个实施例的溶液制造机的第一部分中混合溶剂和化学物质。图19示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的第一部分的内视图。 图20示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的第一部分的内视图。 图21示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的第二部分的内视图。 图22是示出根据本发明的各方面制造化学物质、桨液和/或溶剂的混合物的工 艺的流程图。图23A-23C示出说明根据本发明的各方面将添加剂混入浆液中的各方法的流 程图。图24是示出根据本发明的各方面将浆液释放到另一容器的工艺的流程图。 图25A-25B示出根据本发明的各方面分配溶液和/或混合物中的至少一种的各 种过程。图26示出根据本发明的各方面的可供选择的溶液制造机。图27示出根据本发明的各方面的另一个可供选择的溶液制造机。详细描述先前概述的各方面可具体表达成各种形式。以下的描述说明性地示出可实施 各方面的各组合和构造。应理解所述的各方面和/或实施例仅仅是例子，并可在不背离本公开的范围的情况下利用其它的方面和/或实施例以及进行结构和功能的修 改。注意，在以下的描述中陈述了元件之间的各种连接。注意，这些连接除非另 外说明否则一般是直接和或间接的，并且本说明书不打算限定这一方面。本描述分为六部分，以帮助使用者理解本发明的各方面。这些部分包括a. 溶液制造机b. 添加剂c. 分配d. 化学物质、溶液和溶剂e. 修改f. 实施例和应用 溶液制造机提供了一种溶液制造机。更具体地，本发明的各方面提供了一种通过测量溶 液的浓度、确定添加到溶液中的溶剂的量并将该溶剂量添加到溶液中来生产诸如盐 溶液之类的具有所要求的浓度的溶液的装置和方法。贯穿本申请，作为溶剂和部分 或全部溶解的化学物质的任何组合的溶液也可被称为浆液。例如，对于本申请的情 况，其中盐没有全部溶解在溶剂中的盐和溶剂的高浓縮混合物可被称为浆液。该装 置还可被构造成用于从化学物质和溶剂中分离沉淀物并冲洗出沉积的沉淀物。因 此，该装置可被构造成用于从溶液中分离诸如不溶解的氧化硅、泥土以及砂砾之类 的异物。溶液制造机可按手动模式工作，其中使用者监视控制面板以判定溶液浓度何 时为所要求的浓度。或者，溶液制造机可自动工作并独立地调节浓度水平。此外， 溶液制造机可在一定的操作范围中工作，其中某些方面被自动处理，而其它的基于 操作员的指示被处理。在一个实施例中，溶液制造机可构造成用于通过将一种或多种盐(例如，氯化 钠)溶解在水或其它溶剂中来生产清洁盐水溶液。在其它实施例中，溶液制造机可 用于溶解其它的化学物质。例子包括醋酸钙镁盐、氯化钙、氯化镁、醋酸钾、甲酸钾、甲酸钠、醋酸镁、磷酸二铵、磷酸氢二铵、尿素、乙基乙二醇、丙二醇以及其 它物质。溶液制造机可生产具有所要求目标浓度、所要求目标浓度范围、或等于或 大于目标浓度的浓度的溶液。溶液制造机还可稀释已生产的溶液或浆体。如图1至3所示，溶液制造机100的一个方面可包括具有第一容器104和第二容器106的混合器102。混合器102的示例性适当的容量是5立方码。第一容器 104和第二容器106由滤栅142分开。第一容器104适用于接收化学物质用于在溶 剂中溶解以生产溶液。为生产盐水溶液，组分可以是例如氯化钠(NaCl或盐)或硫酸 钙镁。化学物质可具有任何适当的形式。例如，如果化学物质是盐，则它可具有丸 粒或岩石的形式。其它的组分可用于生产其它的溶液。正如以下将更详细地描述的， 溶液制造机可被校准，以利用不同的化学物质或溶剂来生产不同的溶液。在一个实 施例中，溶液制造机将氯化钠和淡水混合以生产盐水溶液。第一部分中的化学物质 可提供化学物质层。例如，在生产盐水溶液时，盐层可形成在第一容器104中。第一容器104还适用于接纳用于与化学物质混合的溶剂以生产所要求的溶液。 盐水制造机的各组分可向下流动，且溶剂由于重力的作用而穿过第一容器104中的 化学物质层。可按任何适当的方式将溶剂输送到第一容器104。可提供通向混合器 102的溶剂管线。可将一个可选的、自调节的加热元件联接到溶剂管线以防止溶剂 的凝固。在图1的实施例中，溶剂是经由致动从溶剂入口 138的流动的溶剂阀136 输送的。可将溶剂阀136提供为电致动阀，并且可由诸如可编程逻辑控制器 (PLC)216(参见图12)之类的控制器控制阀致动。尽管可使用很多类型的控制器，但 为了简化起见在描述本发明的各方面的控制器时使用术语PLC。可根据一个或多 个液面传感器和/或可由操作员控制或自动操作和操作员控制的某些结合来致动 阀。如以下更全面的描述和图3所示，可提供第一液面传感器118、第二液面传感 器120以及第三液面传感器122。如图8、 12和19所示，在特定的实施例中，溶 剂入口 138可以是加压的，并可将溶剂经由溶剂阀136、导管200、手动阀186、 手动阀158、导管176和喷头178至稀释阀134提供给溶液制造机100。新溶剂阀 136还可包括手动超控(override)。当然，尽管本文描述了特定的构造，但本发明的 范围中的溶液制造机可包括更多或更少的组件部分，正如本领域的技术人员所理解 的。在化学物质溶解在溶剂中之前，滤栅142基本上防止化学物质穿过混合器102 的第一容器104进入混合器102的第二容器106。可在滤栅142上提供穿孔。当包 括溶剂和溶解的化学物质的溶液形成于第一容器104中时，滤栅142上的穿孔使溶 液穿过滤栅142能进入混合器102的第二容器106。图5示出适用于与溶液制造机 一起使用的滤栅142的一个实施例。如图所示，滤栅142可包括多个环形穿孔143。 穿孔143的直径约是3/16英寸。理想的是，穿孔143足够大以允许溶液流动穿过 滤栅142，但又足够小以防止化学物质穿过滤栅142。因此，滤栅142用于支承化学物质，收集碎屑，并允许溶液的通过。在一个方面中，滤栅142是非金属的并包 括1-1/2英寸玻璃纤维结构的横向构件。图19和20示出溶液制造机的第一容器104的内部。在图19中，可看到用于 射出除溶剂的喷头178和滤栅142。图20示出穿过喷头178的液流。如上所述，可提供一个或多个液面传感器。液面传感器是液面感测装置。它 们可设置有将信号发送至PLC 216的开关。这样，可将液面传感器可操作地连接 到PLC 216的输入。可将液面传感器设置为任何适当的装置。在一个实施例中， 适当的液面传感器是具有激活微开关的漂浮装置的机械开关。在另一个实施例中， 可采用电感电容式近似开关。液面传感器将混合器102(更具体的是混合器102的 第一部分)中的液面位置保持在所要求的水平面。 一般而言，高的水面可溢出混合 器102并形成溢出而低的水面可导致传送泵124干转因此损坏泵密封。如图3所示，分别提供了第一、第二、第三液面传感器118、 120和122。对 图7和9进行参考以进一步说明液面传感器。在某些实施例中，可提供三个以上的 液面传感器。或者，可不提供液面传感器。第一液面传感器118邻接混合器102 并且大致与第二液面传感器120相邻，并可连接到PLC 216的输入。第一液面传 感器118检测混合器102中的水面是否低。如果液面低且溶液制造机100处于运行 模式，则将泵124转变为"关闭"状态，如果溶液制造机100处于运行模式。这保 护了泵124免受由干转导致的损坏。第二液面传感器120 —般与第一液面传感器118和第三液面传感器122相邻， 并可连接到PLC 126的输入。第二液面传感器120检测混合器102中是否有足够 量的水或其它溶剂。基于足够量的溶剂的检测，启动泵124并切换到"运行"状态。 将泵124锁定为"运行"状态直到批量完成或第一液面传感器118检测到液面过低。第三液面传感器122邻接混合器102并一般与第二液面传感器120相邻，并 可连接到PLC 216的输入。第三液面传感器122检测混合器102是否保持有预定 液面。如果感测到该液面，则将溶剂阀136切换到"关闭"位置，由此防止混合器 102溢出。混合器102的第二容器106包括连接到导管148的盐水溶液吸管164和盐水 出口阀154。盐水出口阀154经由出口导管148连接到传送泵124。溶剂稀释入口 146和泵吸入口可被连接到导管148。如图所示，可将泵124设置成与溶液传感器 132连通。在一个例子中，溶液传感器132测量溶液中化学物质的浓度。在一个方面中，传感器是电导率传感器。例如，它可以是环(terodial)型电导率传感器，它是没有接 触点的固态并测量溶液的感应场。然而，很多电导率传感器在本领域中是己知的。 在另一方面，溶液传感器132可以是折射计。溶液的折射性质根据浓度变化。折射 计检测溶液的折射率，而PLC 216于是能够适当地计算并调节浓度读数。在其它 方面，用于检测溶液比重的比重计或其它装置可用作溶液传感器132。溶液传感器132可被构造成连续地测量，因此向PLC 216提供持续的输入而 不是周期性的快拍，从而提高了机器的效率。或者，可使用折射计来代替溶液传感器132。溶液的折射性质根据浓度变化。 折射计检测溶液的折射率，而PLC 216于是能够适当地计算并调节浓度。在另一方面，可将溶液传感器132与温度传感器结合。这是之所以理想的， 是因为在溶液传感器是电导率传感器的情况下，溶液的电阻随温度以及浓度变化。 来自溶液传感器和温度传感器的读数可用于形成温度补偿电导率读数。可将该读数 换算成浓度曲线，它进而将溶液的读数表达为温度补偿的按重量的浓度。可针对溶 液中的任何化学物质开发将温度补偿电导率与浓度相关联的浓度曲线。因此，例如， 在盐水制造机中，利用氯化钠浓度曲线。如上所述，在一个方面中，溶液传感器测 量溶液的温度和电导率。盐水的性质随温度改变，因此理想的是测量温度以确定实 际的浓度。或者，溶液传感器132可在没有温度传感器的辅助的情况下工作。这之所以 是理想的，是因为溶液传感器直接测量不随温度变化的性质。它还之所以是理想的， 是因为在不感测温度的情况下其成本更低且操作复杂度降低。正如以下更全面描述的，在目标浓度的容限以外的溶液将被调节，而在目标 容限以内的溶液可被处理到储槽。通过测量并调节中途浓度，溶液制造机在没有操 作员的干涉的情况下连续生产目标浓度的溶液。参考图l、 12和13，溶液传感器132可操作地与PLC216通信。响应于确定 的浓度，PLC216可激活稀释阀134或分流阀130，以保证仅所要求浓度的溶液被 分流到储槽。溶液的目标浓度可以是任何所要求的浓度。对于盐水溶液，适当的目 标浓度可以在19.6至27重量％的范围中。例如，目标浓度是23.3重量％。除制定 所要求的溶液浓度外，还可制定所要求的溶液浓度容限，其中认为离开所要求的溶 液浓度的一定的偏差是可接受的。可接受的偏差可以是目标浓度的+/-0.3%。如果溶液浓度高于或低于目标浓度则分流阀130使来自泵124的液流分流穿 过返回管126，而如果溶液浓度在近似所要求的浓度内在使其分流穿过成品管128。分流阀130可由PLC 216控制(和/或由操作员或其结合)并取决于目标浓度和实际浓 度之间的关系。可将目标浓度的容限外的溶液分流到导管126、阀156、导管180 以及搅拌喷嘴166，用于再穿过混合器102。此外，尽管提供了分流机构的特定的 实施例，但可将本领域的技术人员公知的替换机构用于将目标浓度容限或目标浓度 范围以外的溶液分流到混合器102。返回管126使液流通过混合器102的第一容器104中的阀156、导管180和搅 拌喷嘴166。溶液穿过返回管126并返回到混合器102。成品管128通向储槽410(参 见图14)。分流阀136还可包括手动超控。稀释阀134由PLC 216控制。稀释阀134可与溶液泵124连通。在泵124正 传送液流时且在溶液传感器132感测到溶液的实际浓度高于目标浓度时，于是稀释 阀134致动打开以传送足够的溶剂来稀释溶液。稀释阀134与溶剂入口 138连通。 在泵124正传送液流时且在溶液传感器132感测到溶液的实际浓度高于目标浓度 时，稀释阀134致动打开。当稀释阀134打开时，溶剂从溶剂入口 138穿过稀释阀 134进入导管212并进入稀释入口 146。溶剂与来自混合器102的第二容器106的 溶液混合进入泵124。稀释阀134允许足够的溶液稀释过浓的溶液达到目标浓度， 因此不会过度稀释该溶液。稀释阀134还可包括手动超控。可按任何适当的方式在任何适当的点稀释感测的溶液。例如，可通过向出口 管添加溶剂来稀释感测的溶液。或者，感测的溶液可通过返回到混合器102并在混 合器102中进一步与溶剂混合来稀释。可提供图12示出的液流测量装置204用于测量被转移到储槽中的完成的溶液 的体积。可将液流测量装置204设置成与PLC 216通信。此外，可提供附加泵210、 液流测量装置206以及致动阀208以允许液流进入导管128。添加剂泵210、液流 测量装置206以及致动阀208可与PLC 216通信，以实现在添加剂转移到储槽时 与溶液的混合，以下将更全面地描述。在使用中，诸如泥土和氧化硅之类的固体可混入溶液制造机。这些固体一般 导致溶液制造机中形成沉淀物。 一般而言，要求溶液尽可能干净。溶液中的异物是 磨蚀性的。该磨蚀性可对与盐水溶液的生产和应用相关联的泵、流量计以及阀产生 过度的磨损。由悬浮在溶液中的异物导致的沉淀物沉积随时间下沉，并在储槽中形 成一层沉积物。清洗沉积物是耗时且需要机器脱机。在一个实施例中，混合器102的第二容器106被构造成易于清洗。第二容器 106(参见，例如，图3和图21)因此包括至少一个斜面，沿该斜面沉淀物滑入位于斜面底部的泥箱中。至少一个斜面的适当的斜度是约15度。在所示的实施例中，第二容器106包括第一斜面150、第二斜面152以及第三斜面202。穿过滤栅142 的沉淀物集中在混合器102的第二容器106的底部由第一斜面150、第二斜面152 以及第三斜面202形成的泥箱区中。泥箱区例如约是12英寸乘12英寸。使得清洗 容易的其它涂料对于本领域的技术人员是公知的。可设置泥箱出口 108以使沉淀物能被冲洗出混合器102。这种冲洗可经由喷杆 402(例如，图2和9中示出的)和喷嘴162(例如，图3中示出的)来完成。多个喷嘴， 例如设置在泥箱的左侧、右侧和后侧的每一个壁上的喷嘴可用于强制沉淀物穿过泥 箱并离开溶液制造机。溶液制造机可被构造成用于沉淀物的冲洗或用于沉淀物的手 动冲洗。此外，可在化学物质在混合器102的第一容器104中的同时从混合器102 中冲洗沉淀物，或者可在混合器102的第一容器104中基本不存在化学物质时从混 合器102冲洗出沉淀物。混合器102中的滤栅142支承化学物质的重量，因此使得 化学物质在混合器102中时冲洗沉淀物。因此，溶液制造机还提供了用于从混合器102中分离诸如不溶解的氧化硅、 泥土和砂砾之类的异物的方法。异物可累积在泥箱区，稍后可从该泥箱区冲洗掉沉 积物。此外，溶液制造机可实现在化学物质留在混合器102的第一部分的同时从混 合器102冲洗出异物的沉积。在另一个实施例中，溶液制造机可能没有如上所述的清除系统。在该替换的 实施例中，可采用制造成本较少的混合器102，从而在不需要清洗混合器102或不 需要有规律地清洗混合器102的环境中节约成本。这里，不累积碎屑或相对干净的 系统可采用没有清除装置的混合器102。在某些实施例中，溶液制造机可容纳有1000-2000磅的诸如盐之类的化学物 质。因此，将混合器102制造得足够坚固以支承负载。混合器102可由任何适当的 材料制成。在一个实施例中，可构造混合器102的适当地材料是玻璃纤维。玻璃纤 维非常坚固且不受盐溶液的影响。更具体地说，混合器102可由抗拉强度为16000 Ib的玻璃纤维和间苯树脂构成。用于混合器102的其它适当的材料包括但不限于 不锈钢和聚丙烯。混合器102的内表面可利用陶瓷树脂来涂覆。这种涂层的厚度例 如可约为0.050英寸。可在混合器102中设置整体结构肋，以将从充满到排空的弯 曲限制在一英寸内。在一个实施例中，混合器102中的玻璃纤维和树脂的总厚度约 是0.35英寸。诸如肋、转角和结构面之类的结构区可被设置成具有总厚度约为0.50 英寸的机织玻璃纤维垫的附加层。在使用中，溶液制造机可由公路部门使用，来生产盐水溶液以去除道路上的 冰。溶液制造机可在寒冷气候的户外使用。因此，溶液制造机可具有被加热的一个或多个部件。可在混合器102中设置加热元件168(例如，参见图3)。可在混合器 102中设置与PLC 216通信的温度感测装置。温度感测装置指示加热元件168是否 需要被激活以提高混合器102的温度。这些元件可被恒温地激活为工作或不工作并 能够维持32华氏度或更高的温度以防止容器结冰。因此，混合器102可被加热以使混合器在寒冷气候中结冰的可能性最小。在 一个实施例中，可将有机硅垫加热器构造在混合器102中。例如，可将两个9平方 英尺的有机硅垫构造在混合器102中。诸如固定安装的辊防水布(rolltarp)之类的辊 防水布可与用于加热混合器102的加热器结合使用。这种辊防水布可具有拱形结构 和辊机构并用于保持热并使碎屑排除。如果设置的话，辊防水布可安装在混合器 102的幵顶上。其它的加热方法对于本领域的普通技术人员是公知的。图11-13示出溶液制造机的控制面板的实施例。控制面板50可包括机械液流 控制装置、电导率传感器132、 PLC216以及人机接口(HMI)214。在另一个实施例 中，PLC216与HMI214通信以创建数据日志。生产并转移到储槽中的溶液经由液 流测量装置204(例如，参见图12)测量并记录在PLC程序216中。该测量可通过流 量开关的流量计进行。在PLC程序216中引入计算以确定在在生产过程中生产的 溶液量、化学物质用量以及溶剂用量。数据日志因而创建可在HMI 214上观看或 在打印机上打印的报告。可每天创建这些报告并可示出运行季节生产的溶液总量以 及化学物质和溶剂用量(以及在将添加剂引入溶剂时添加剂用量)。可生成多用户报 告。例如，可创建每天或季节总量，使其适用于不同的个人用于核算和开账单的目 的。控制面板500可包括控制控制面板的操作的一个或多个处理器。控制面板500 还可包括内存，而该内存包括固态(RAM、 ROM、闪存、磁存储器等)和动态存储 器(CD、 DVD、硬盘驱动器等)中的至少一种。控制面板可不具有或具有各种输入/ 输出通路，包括但不限于有线(例如，USB、火线以及其它有线通路)、无线(例如， ffiEE802.11 *、 Wi-Max、蜂窝、卫星、RP、蓝牙以及其它无线通路)以及媒体相关 的接口(例如，CD、 DVD以及其它媒体相关的接口)。控制面板500可选地包括连 接到网络或包括因特网的其它设备的能力。此外，控制面板500可选地包括位置确 定系统(包括但不限于蜂窝、卫星等)。位置确定系统可提供信息，该信息使得控制 面板500的位置被传送到另一设备或网络。此外，控制面板500能够使用该信息根据确定的位置来更改所要求的浓度、添加剂混合等。例如，控制面板500可根据一 个位置提供与较多的添加剂，与根据另一个位置提供较少的添加剂形成对比。或者， 它可根据用户输入或向其远程发送的位置提供其位置。在一个例子中，PLC 216可独立于HMI 214处理操作。在其它情形中，PLC 216 可仅由HMI 214代替。此外，PLC可与计算机或计算系统形成网络从而允许它们 之间的通信和/或将新信息下载到PLC 216。例如，中央命令中心可指示各位置处 的PLC 216与其它相比增加化学物质/溶剂/溶质/浆液的用量。同样PLC 216的网络 (例如，因特网或其它网络)可允许关于使用和其它度量的固件更新或数据上传。此 外，数据保持功能可向网络提供关于数据保持和/或更多材料的订购的报告或请求。另外，PLC216的网络可允许系统的远程操作。例如， 一个人可操作一个HMI 以控制两个或更多的混合机102。报告又可提供生产的溶液或其它输出的定量测量和/或所需的时间以制造溶液 或其它混合物。这些报告可按一种或多种形式输出，包括适合于数据库(SQL、微 软Access等)存储的形式。控制面板实现进入混合器102的第一部分的溶剂流的调节。可监视溶剂浓度 和/或实际温度补偿浓度，并且如果浓度在目标浓度的容限以外，则溶液将返回混 合器102。或者，溶液可在离开混合器102后在中途被稀释以符合所要求的浓度水 平。可将所要求浓度的溶液处理到存储槽中。如图所示，PLC、电导率分析器以及 其它电控装置可安装在面板后侧的电外壳中。控制面板的主面板可包括阀标记和阀 功能。显示在屏幕上的信息可包括以重量百分比浓度形式的实际生产的溶液浓度、 用于制造溶液的溶剂的加仑数、电导率传感器的自诊断、电阀的自诊断(指示阀是 否没有正常工作以及哪个阀没有正常工作)、打开或关闭的阀状态以及机器的状态 连同电部件的状态。在一个实施例中，显示器是多颜色的，且绿色屏幕指示系统正 常，红色屏幕指示机器故障而橙色屏幕指示设置参数。可个别地填充或按由控制面板或HMI指定的顺序填充一个或多个存储槽。例 如，可将第一存储槽指定为溶液制造机100或混合器102的输出的位置。接着，在 第一存储槽充满(基于分配的预定量的溶液或槽中的传感器)之后可填充另一个槽。 可将控制面板编程以填充数个槽然后停止分配和/或混合过程。可将溶液制造机构造为自诊断的。因此，阀和传感器可以可操作地与控制器 通信以确定当前的状态。在部件故障的情况下，系统可构造成停机并提供关于特定 故障的信息连同纠正的方法，包括如何手动超控问题和零件号码故障。图14示出根据本发明的一个实施例的溶液制造机的液流。如图所示，诸如水之类的溶剂402进入混合器102 404。在混合器102 404中，溶剂与诸如盐之类的 化学物质混合以形成诸如盐水之类的溶液。溶液406离开混合器102 404。电导率 传感器408测量离开的溶液406的电导率从而确定溶液406的浓度。如果浓度在所 要求的范围中，则溶液406继续到储槽410。在确定溶液406为可接受的浓度后可 根据需要将添加剂412添加到溶剂406中。如果溶液406不是所要求的浓度，则它 返回414到混合器102 404。以下将更精确地描述该过程。在工作中，化学品(例如岩盐)沉积在混合器102的第一容器104中。泵124最 初处于"关闭"状态，而溶剂阀136处于"开"位置。操作员在HMI 214处输入 所要求的目标溶液浓度，将生产的溶液体积以及完成的产品中的添加剂比例(如果 需要)。在输入该信息时，操作员激活起动开关，该起动开关启动PLC程序进入 工作模式。工作模式使溶剂开始从阀136流入混合器102 104。混合器102的第一 容器104接纳经由溶剂入口 138、致动阀136、导管200、阀186、阀158以及导管 176来自喷头178的溶剂。溶剂溶解化学品，且形成的溶液穿过滤栅142进入混合 器102的第二容器106。溶剂继续穿过喷头178进入混合器102直到第三液面传感 器122检测到混合器102充满液体并将溶剂阀136启动到"关闭"位置，以使混合 器102不会溢出。尽管混合器102接纳溶剂，但第二液面传感器120检测混合器102中是否有 足量溶剂。当混合器102中有足量溶剂时，致动泵124到"运行"位置。泵124 被锁定到"运行"位置直到批量完成或第一液面传感器118检测到液面过低。泵124将溶液从混合器102的第二容器106传送穿过第一吸管164、导管188、 阀154、导管、稀释入口 146并进入泵124的吸入侧入口。泵124可被构造成每小 时抽吸约5000加仑的溶液并具有45英尺的动压头。溶液传感器132感测由泵124从混合器102 106传送的溶液的电导率和温度。 溶液传感器132测量流过溶液传感器132的溶液的电阻。该测量可由溶液传感器 132的探针和电导率分析器来完成。电阻可与溶液的温度进行对比，并将这两个变 量换算以形成温度补偿电导率读数。可将该读数换算成化学物质浓度曲线，该曲线 进而将溶液读数表达为温度补偿重量浓度。可开发用于溶液中的任何化学物质的将 温度补偿电导率与浓度相关联的浓度曲线。因此，例如，在盐水制造机中，采用氯 化钠(和/或其它盐)浓度曲线。如果溶液过浓，则电导率分析器与PLC216通信，而PLC 216进而打开稀释阀134以允许溶剂将离开混合器102 106的过浓溶液稀释至目标浓度。当稀释阀134 被启动时，溶剂从溶剂入口 138穿过稀释阀134进入稀释入口 146，并与从混合器 102的第二容器106传送到泵124的溶液混合。稀释阀134保持为启动直到溶液达 到目标浓度。过浓的溶液由分流阀130从泵124分流并穿过返回管126经由导管 180、阀156以及搅拌喷嘴166进入混合器102的第一容器104。如果溶液浓度低，则低浓度溶液由分流阀130从泵124分流并穿过返回管126 经由阀156、导管180以及搅拌喷嘴166进入混合器102的第一容器104。如果溶液在目标浓度的容限水平内，则溶液由分流阀130从泵124分流并穿 过成品管128进入储槽(未示出)。选择地，如果在溶液制造机的工作期间用溶液装 载卡车，则目标浓度的容限水平内的溶液可经由卡车填充管直接输送到卡车。当将 溶液转移到储槽时，可设置电插线束(remove till electric plug wiring harness)以在充 满时停止储槽的填充。因此，可将感测设备设置成用于感测储槽的状态。由于在目标浓度的容限水平内的溶液被发送到储槽，混合器102中的液面随 时间下降。首先如果溶液制造机100处于工作模式，则液面传感器118检测混合器 102中的水平面是否低并将泵124转为"关闭"状态。或者，可将溶剂和化学物质 连续地提供给溶液制造机。在半连续实施例中，溶液制造机IOO连续地生产所要求 浓度的溶液。因此，溶液制造机100可用于连续地批量处理。连续的批量处理实现 了在溶液制造机运行的单位时间内更多溶液的生产。溶液制造机的构造因此提供了向下的液流设计。在混合器102的第一容器104 中，溶剂向下流动穿过化学物质以形成溶液。向上的流动设计在本领域中是公知的， 但还应包括泵以抵消重力，这一设计辅助向下流动设计。应意识到本文所述的各方 面包括向上和向下流动设计。溶液穿过滤栅142进入第二容器106。具有最高浓度的溶液沉淀到第二容器 106的底部，在这里移除溶剂进行处理。可由溶液制造机生成数据日志用于记录生产了多少溶剂以及使用的成分(化学 物质和溶剂)的量。图3、 5和20进一步示出溶液制造机易于清洗的方面。图3、 5和21示出混合器102的第二容器106的斜面和泥箱。由于斜面，穿 过滤栅142的沉淀物集中在与泥箱出口 108相邻的区域中的第二部分的底部。可采 用任何适当数量的斜面。在所示的实施例中，设置了第一斜面150、第二斜面152 和第三斜面202。因此，穿过滤栅142的沉淀物集中由第一斜面150、第二斜面152和第三斜面202形成的区域中混合器102的第二容器106的底部上。泥箱出口 108 允许如上所述地利用喷杆402和喷嘴162从混合器102冲出沉淀物。图2-4示出混合器102。混合器102包括第一容器104和第二容器106。喷嘴 162被设置在第二容器106上。喷嘴162基本沿设置在第二容器106中的泥箱出口 108的方向喷洒液体。在一个实施例中，由喷嘴162喷洒的液体是水。因此，液体 从喷嘴162排出并指向与泥箱出口 108相邻累积的沉淀物。来自喷洒的力强迫沉淀 物穿过泥箱出口 108。当然，可采用任何适当的用于强迫沉淀物穿过泥箱出口的装 置。正如图19和20进一步示出的，混合器102的第一容器104可包括喷头178。 或者，第一容器104可包括多个喷头。喷头178经由溶剂阀136接纳来自溶剂入口 138的溶剂。图6和9示出位于混合器102的第二容器106的相对侧上的多个喷杆402(仅 示出一侧)。喷杆402喷洒液体，强迫沉淀物朝向泥箱出口 108。如上所述，在使用溶液制造机期间，沉淀物可穿过滤栅142进入混合器102 的第二容器106。停留在第一斜面150和第二斜面152上的沉淀物经由沿第一斜面 150和第二斜面152设置的喷杆402被迫向下朝向第二容器106的底部。喷杆402 通过液源138、导管200、水入口 186、冲洗阀160以及导管174被供以液体。位 于第二容器106的底部的沉淀物经由喷嘴162被迫离开第二容器106的泥箱出口 108。将液体经由液源138、导管200、水入口 162以及导管172提供给喷嘴162。化学物质在第一容器104内由滤栅142支承。因此，可在化学物质在混合器 102的第一容器104中的同时将沉淀物从混合器102冲出。或者，可在混合器102 的第一容器104中基本没有化学物质时从混合器102冲出沉淀物。图12示出用于溶液制造机的控制面板，其中可将添加剂提供给溶液。因此， 可将溶液制造机用于将添加剂以所要求的比例注入到所要求的溶液浓度。例如，当 溶液制造机用于制造盐水时，使盐水以较低温度工作或降低盐水的腐蚀性的添加剂 是有益的。一般在约20华氏度或以上使用盐水。通过将添加剂与盐水混合，使用的盐水 的有效温度可降低至约O华氏度，从而提供在较低温度下融化雪、冰的溶液。盐水 是自然腐蚀性的，而盐水的腐蚀性导致桥面、车辆、路面的腐蚀。以预定比例将至 少一种添加剂混合到盐水中来减小盐水的腐蚀性并降低盐水的凝固点对环境有益。 一般而言，与盐水溶液的成本相比，这些添加剂昂贵。系统可选地可包括具有在需19要时将所要求量的添加剂添加到溶液中的能力因此降低成本并在需要时能生产浓 縮产品。利用图12的实施例，用户输入总体积的所要求的百分比，其中添加剂将经由HMI214处理到己存储成品的储槽。当盐水被生产并输送到储槽中时，将预定比例 的添加剂通过由PLC 216控制并连接到添加剂的供给銜未示出)的泵210置入导管 128。泵210传送溶液。流量计206与PLC216通信并测量添加剂体积。用于关闭 液流的致动阔由PLC 216控制。因此，在图12所示的实施例中，可生产所要求浓度的溶液，并且在将溶液传 送到存储槽时，可根据溶液的体积将所要求比例的添加剂与溶液混合。该比例可根 据需要介于O至100%之间。溶液制造机因此生产盐水并具有将任何比例的添加剂 混合和注入到溶液中的能力。图16示出混合器102上的漂浮组件的立体图。 图17示出将溶剂经由喷头178添加到溶液制造机的第一容器104， 图18示出溶剂与大量化学物质在溶液制造机的第一容器104中混合。 图19示出在将任何大量的化学物质添加到第一容器104之前具有滤栅142上 的喷头178的第一容器104。图20示出在大量物质上用来自喷头178的溶剂喷洒第一容器104。 图21示出具有第一斜面150和第三斜面202的第二容器106，示出溶液已形 成并向盐水出口阀154流动。图22-25B示出可与溶液制造机100和附加部件结合使用的各过程。 图22示出形成溶质和溶剂的混合物的过程。尽管单一溶质和单一溶剂通常混 合以形成浆液，但本发明的各方面不限于此。可将多种溶质和溶剂制成桨液。例如， 在图22中，溶剂2201和溶剂2202与固体化学物质2203和固体化学物质2204混 合以生产新的浆液2206。尽管在本示例中使用固体化学物质，但也可使用液体。 例如，也可将浆液2205添加到溶剂2201和2202以生产浆液2206。在浆液2205 是添加到溶剂中的唯一的化学物质的情况下，溶液制造机可用作稀释机。如上所述，溶液制造机可用于保证浆液2206为所要求的浓度或所要求的浓度 以上或以下。在步骤2208，浆液2206的浓度由任何适当的装置测试，包括测量折 射率、比重和/或电导率。如上所述，还可测量温度以便更精确地将电导率/比重/ 折射率与浆液中的化学物质的实际浓度相关联。例如，在某些情形中，浓度可由混合器102的位置处传感器测试。在其它的情形中，实际的传感器可定位成与混合器102的物理位置分离。例如，在寒冷气候中，传感器可位于加热的房屋中而混合器 102在外面，以保护传感器和相关联的处理/控制设备。如果浆液2206不足够浓縮，则可将溶质或浆液2203、 2204和2205添加到浆 液2206。如果浆液2206太浓，则可在步骤2207中将溶剂2201和/或2202添加到 浆液2206。一旦达到所要求的浓度，正如步骤2208测量的，可将浆液2206选择地释放 到一个或多个存储槽2209和/或其它容器2212，如图22中的虚线指示的。或者， 该过程可继续以生产更多的浆液2206直到混合器102充满。在步骤2210和2213 中确定输送到存储槽2209和/或其它容器2212的溶液量。该量连同诸如输送时间、 所使用的化学物质和溶剂、浓度设置等关于产品的其它信息可被记录在数据日志 2211中。数据日志2211可用于保存存储槽2209和/或其它容器2212的内容的记录。同 样，数据日志可用于记住使用的原料溶质/溶剂/化学物质/浆液的量。该信息可用于 促进替代化学物质和供应的订单处理。尽管在图22中示出了存储槽和其它容器，但可释放溶液，作为连续处理的一 部分。例如，代替仅填充离散数量的存储槽或其它容器，可将溶液连续地或近似连 续地供应给任何接收容器，诸如等待的卡车的管线或使用生产的溶液的其它过程。如上所述，浆液2206释放到另一容器是可选的。在某些情形中，在冬化模式 下工作是有利的。在该模式下，混合器102位于户外或者成分或溶液可能结冰的位 置。控制面板额位于户外或户内。当以冬化模式时，浆液2206可周期性或连续地 循环，即使没有添加溶剂或溶质也是如此。这可有助于保证溶液均匀地混合，有助 于防止沉淀物形成，以及有助于防止浆液或溶液的任何部分凝固。连续地混合还允 许导电率被更精确地测量，因为溶液的温度将被保持得更均匀，且导电率测量依赖 于溶质的浓度和温度。添加剂图23示出用于将添加剂混合到所生产的溶液的三种可能的过程。在图23A中， 在步骤2301确定溶液的体积。在步骤2302从该体积计算所需的添加剂的量。或者， 可首先确定添加剂的体积，然后可从要使用的添加剂的体积计算所需的溶液的体 积。在步骤2303混合溶液和添加剂。图23B示出使添加剂与溶液的混合自动化所需的逻辑。首先，在步骤2304确定添加剂和溶液的混合的总体积(量)。该总体积(例如，量)可以是例如混合物所处 的容器的体积。该容器可与溶液或添加剂所处容器相同，或者它可以是第三容器2307。如果所要求的体积大于步骤2308中确定的容器2307或将放置混合物的容器 中可用的总空间，则将给出警报2312。如果混合进行下去，则容器将溢出。或者， 可将要生产的混合物的体积调节到所要求的体积以下，并假设不存在警报的其它原 因，过程可继续。溶液和添加剂2304的混合物的所要求的体积可用于计算所需的溶液的体积和 所需的添加剂的体积。如果如步骤2309和2310所确定的任一个都不足，则步骤 2312必须给出警报。过程可通过在步骤2304生产比所要求的体积少的体积来选择 地进行。测量溶液和添加剂的体积的步骤2309和2310可使用压力变换器来实施。变 换器的传感器可安装在容器的底部。压力的读数可与变换器的传感器上的圆柱中的 溶液或添加剂的重量成比例。存储在容器中的体积则可利用容器的尺寸和溶液或添 加剂的比重来计算。上述的步骤2305、 2306、 2307、 2308、 2309以及2310中的每一个都是可选 的，因为步骤2308、 2309和2310中的任一个都足以触发警报。或者，可仅将上述 步骤中的一些用于想要利用较少的传感器或步骤构造溶液制造系统的情形。如果触 发警报，则过程将不能生产所要求的体积2304，与其它步骤的结果无关。另一方 面，如果步骤2308所确定的有用于混合的足够空间，且如步骤2309和2310所确 定的有足够的溶液和添加剂，则可在步骤2311生产所要求体积的溶液和添加剂的 混合物。图23C示出在连续的过程中将添加剂和溶液混合的逻辑。与图23A和23B不 同，不需要所要求的体积。相反，溶液被释放而不考虑将生产的最终量。在步骤 2313确定溶液的流速。这可以很多方式来实现。例如，可测量溶液的液流转动涡 轮的流速。另一种技术可确定每一时间间隔的流速。在该例子中，在4加仑每分钟 的流速下阀打开15秒可导致分配1加仑。一旦已知溶液的流速，在步骤2314中确定形成所要求的混合物所需的添加剂 的流速。在步骤2315中，根据步骤2314的计算调节添加剂的流速以便生产所要求 的混合物。或者，可测量添加剂的流速，并调节溶液的流速。或者可调节两者的以 便实现最终混合物的所要求的流速。本领域中已知的比例-积分-导数(PID)电路可用 于动态计算添加剂、溶液或两者的流速，即使流速不恒定也是如此。分配图24示出利用由溶液制造机生成的溶液填充诸如拉入填充站的滚筒或卡车之类的容器的控制逻辑。如图22的步骤2208，容器可由用于生产溶液的槽来填充， 或者由诸如图22的步骤2209和2212中的容器之类的存储槽或其它容器来填充。 一旦接收到填充命令，则在步骤2401将产品置于容器内。这可在用户按下按钮时 或在要填充的卡车进入重量敏感的装载区时发生。步骤2402示出计算并测量输送 到容器的产品的流量。如参考图23所讨论的，分配的产品的量连同有用的关于产 品的任何其它信息可在步骤2403记录在数据日志中。例如，如果卡车被填充，则 分配的产品的时间和量可用于向卡车所有人发送账单。如步骤2402，产品将流入 待填充的容器直到存储容器充满(步骤2405)，接收停止抽吸产品的命令(步骤 2506)，或由于供应短缺或任何种类的故障而没有更多的产品可传送(步骤2407)。 一旦检测到任何上述的事件，抽吸停止且阀关闭(步骤2408)。图25A示出本发明的另一方面的控制逻辑。该控制逻辑可用于分配所要求量 的溶液、混合物(含有添加剂的溶液)或两者。在步骤2501，确定生产的所要求量的 溶液或混合物。可由操作员来输入所要求的量，或者可来自预定设置，诸如己知的 待填充的容器的尺寸。它还可自动确定或由最终使用分配的溶液或混合物的过程的 需要限定。在步骤2502，确定己可用的溶液或混合物的量。如果该量等于或大于待分配 的量，则在步骤2506分配所要求的量2501。在步骤2506分配的体积(或其它量的 指示)在步骤2507被记录在日志或数据库中。该日志可用于记住机器工作的多个方 面，并可用于使辅助任务自动化，如以上参考数据日志2211所描述的。在步骤2508 中，核对分配的量。这可通过测量流速、确定分配了溶液或混合物的容器(如果存 在的话)中溶液或混合物的体积、确定从其分配溶液的容器中溶液或混合物的体积 或任何其它适当的方法来实现。如果还未分配所要求的量，则分配和核对继续。一 旦己分配所要求的量，则该过程停止(步骤2510)。当在步骤2502确定可用的溶液或混合物的量时，可能没有足够的可用溶液或 混合物用于分配所要求的量。在这种情况下，应生产更多的溶液。如果有材料可用 于生产所需的溶液或混和物(步骤2504)，则在步骤2505中形成溶液或混合物并在 步骤2506分配。如果没有足够的材料可用于生产所需量的溶液或混合物(步骤2511)，则在步骤2512给出警报并且过程停止(步骤2510)。步骤2503(溶液/混合物可用)和2505(生产溶液/混合物)可能同时发生可维持 溶液或混合物的储备量。溶液或混合物的储备量在正常的工作期间应总是可用或正 在被补充的过程中。以此方式工作可通过减小输入所要求的量和分配该量之间的延 迟来增加效率。在这种情况下，警报2512是不能分配所要求的量的报，但它也 可以是由于缺乏原料而不能维持所要求的溶液储备水平的警报。最后，尽管执行了上述的任何步骤，但机器可在步骤2513监视其自身功能以 检测原料的用量以及异常操作。如果检测到错误(步骤2514)，则机器可停止分配溶 液以保证安全和/或准确性。作为一个非限制性例子，错误可包括检测到的溶液或 原料的突然的高或低水平，这可指示泄漏或不适当的分配。生产用于分配2505的所要求的溶液或混合物的步骤可包括图25A中指示的整 个过程。如果在步骤2501中生产了所要求量的混合物则会发生该过程。混合物是 添加剂和溶液的混合。在步骤2505中，混合物可通过将溶液和添加剂混合来生产。 需要与添加剂混合的溶液量可被视为所要求的量2501。分配溶液的过程因此可被 包括在分配混合物的过程中的步骤2505中。图25B类似于图25A，但它示出预制和可用的溶液或混合物是不必要的且不 需要提供。在本发明的该方面，在输入所要求的量(步骤2501)后在步骤2515中核 对制造溶液或混合物所需的材料的量。如果有足够的量可用于生产所要求的量(步 骤2517)，则生产该量(步骤2505)并分配(步骤2506)。如果没有足够的材料可用(步 骤2516)，则发生警报(步骤2512)且过程停止。图25B的设计在由于例如空间限制预制溶液或混合物更困难或更昂贵的情况下是有利的。最后，尽管本发明的槽与调节化学物质的混合的控制系统一起使用，但槽可 与控制系统分离地使用，且控制系统可与槽分离或与其它槽结合使用。化学物质、溶液以及溶剂可利用本发明的各方面使用并形成各种化学物质、溶液和溶剂。例子包括醋 酸钙镁盐、氯化钙、氯化镁、醋酸钾、甲酸钾、甲酸钠、醋酸镁、磷酸二铵、磷酸 氢二铵、尿素、乙基乙二醇、丙二醇以及其它材料。修改在各方面中， 一个或多个结构、系统、方法等可与其它结合使用。此外，溶液制造机的结构可包括如下的附加修改。首先，例如溶液制造机的一个或多个部件 可由非塑料材料制成。例如，滤栅142可至少部分或整体地由非塑料材料制成。类似地，第一容器104和第二容器106中的至少一个可至少部分地由非塑料材料构成。塑料具有优于其它材料的多个优点。但是，塑料不是在各种情形中都和其它材料一 样有益。例如塑料在寒冷的温度或暴露于各种化学物质或紫外线时变脆。在这点上， 不锈钢、铝或其它金属用在各种环境中是有益的。在一个例子中，不锈钢的优点是高耐蚀性，而其它材料被腐蚀。或者，可用橡胶来代替塑料以增强溶液制造机100的一个或多个部件和/或相关联的管线的柔性、弹性以及运动。此外，可采用混凝 土或其它材料，因为混凝土既耐用又节约成本。第二，溶液制造机100的水入口可以是简单的入口阀，或者可以是改变溶剂供给喷洒模式的活动装置以将化学物质更完全地溶解成溶液。例如，入口阀可具有旋转喷洒模式、振荡喷洒模式以及任何其它防止在滤栅142上不合需要地累积化学 物质的喷洒模式。类似地，第二容器106的入口阀可类似地用改变其喷洒模式的一 个或多个阀来替代。第三，可去除混合器102，并用提供混合环境的流量控制和混合阀来代替它， 以实现在不需要混合槽的情况下混合各种化学物质和溶剂。第四，溶液制造机100可包括如图26所示的修改结构。图26示出第一部分 2601和第二部分2602。代替渗透性滤栅，第一部分2601的底部是不可渗透层2603。 溶剂2609通过入口 2610进入第一部分2601。接着溶剂2611填充第一部分2601， 如示出为体积2611。应意识到端口 2610可位于部分2601的任何一侧(包括顶部和 底盘)。部分2602的顶部是渗透性滤栅2604。将溶解在溶剂2609中的化学物质可通 过一侧或多侧(或者是顶部导管，未示出)经由通路2605和可选的2607沿箭头2606 和2608的方向添加。将溶解的化学物质堆积在滤栅2604上，如示出为化学物质 2612。溶剂2611接着沿导管2614从第一部分2601进入2602。溶剂2611接着穿 过滤栅向上或直接喷洒在滤栅2604和不可渗透层2603之间。当化学物质2612溶 解成溶剂2611时，混合物如图所示地作为溶液2616穿过滤栅2604。然后可对溶 液2616进一步进行本文所述的处理。应意识到化学物质2612可以是固体材料、液体或浆液。例如，化学物质2612 可以是盐、盐溶液或液态化学物质(诸如乙二醇或化肥)，它们与诸如水之类的溶第五，可修改混合系统102的其它方面使得不存在存储槽。图27示出没有存 储槽的混合系统102。第一供应管线2701提供浓縮溶液2703。第二供应管线2702 提供溶剂2704。浓縮溶液2703和溶剂2704在位置2705处混合。在位置2706处 确定浓度。浓度确定2706的结果控制分流器2707，使得所要求浓度的混合溶液穿 过分流器端口 2708并在2709处输出。太高的浓度穿过分流器端口 2710并利用可 选的控制阀2711输出回浓縮供应2703。太低的浓度穿过分流器端口 2712并利用 可选的控制阀2713输出回浓縮供应2704。当混合物具有太高的浓度时，将混合物 馈送到浓縮溶液2703由于先前添加的溶剂而在位置2705处降低了混合物的浓度。 结果是在位置2705处浓度降低。类似地，当混合物的浓度太低时，将混合物馈送 到溶剂2704由于先前添加的浓縮2703而在位置2705处增加了混合物的浓度。结 果是在位置2705处混合物的浓度增加。实施例和应用本发明的各方面可用于各种应用，如分成以下的实施例。在第一实施例中，本发明的各方面可在诸如混合盐水用于除冰应用之类的腐 蚀性环境中使用。用于除冰的盐水是非常有腐蚀性的。将接触盐水的精密仪器的数 量最小化是重要的。例如，在溶液中增加旋转流量计可能会由于流量计的不断故障 而产生严重的维修问题。尽管可将流量计用于这种腐蚀性环境，但流量计的成本很 高，从而使整个溶液制造机昂贵。然而使用这一类型的流量计的一个优点在于它可 提供对流过它的材料的高度精确的测量。在第二实施例中，本发明的各方面可在具有较小的腐蚀性环境的盐水行业中 使用。例如，本发明的各方面可干酪、饮料或肉类加工业中使用。这里，可将食品 浸入比除冰环境盐度低的盐水溶液中。在第三实施例中，本发明的各方面可在工业供水环境中使用，其中大量的水 或其它液态化学物质需要在提供给随后的处理或使用前混合。例如，医院、加工厂、 能源产生厂等可能需要大量的经处理的水或其它材料。本发明的各方面可用于帮助 混合溶液，以用于这些应用。在第四实施例中，本发明的各方面可用于混合其它化学物质或浆液，包括但 不限于各种油、用于水切割或喷砂的溶液，混合肥的生产以及研磨等。尽管己参考实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将意识到可在不背离 本发明的精神和范围的情况下在形式和细节上进行修改。
权利要求
1.一种将溶剂和化学物质混合的制造溶液的系统，该系统包括接收所述溶剂的第一位置；接收所述溶剂和所述化学物质的溶液的第二位置；输出信号的浓度传感器；处理器，所述处理器根据所述信号确定所述溶液的浓度的；第一返回路径，当所述溶液的浓度低于所要求的浓度时所述第一返回路径将所述溶液返回给所述第一位置；第二返回路径，当所述溶液的浓度高于所要求的浓度时所述第二返回路径将所述溶液返回给所述第二位置，所述第二返回路径包括一入口，添加溶剂通过所述入口添加到所述溶液；出口，所述出口输出具有所述所要求浓度的所述溶液的。
2. 如权利要求1所述的制造溶液的系统，其特征在于，所述所要求的浓 度是浓度范围。
3. 如权利要求1所述的制造溶液的系统，其特征在于，所述化学物质是 固体。
4. 如权利要求1所述的制造溶液的系统，其特征在于，所述化学物质是 浆液。
5. 如权利要求l所述的制造溶液的系统，其特征在于，还包括 容纳有添加剂的添加剂容器； 所述添加剂与所述溶液混合的混合位置；处理器，所述处理器确定所述添加剂和所述溶液是否混合成所要求的浓度 和所要求的体积之一并控制所述添加剂和所述溶液的混合以形成所述所要求 的浓度和所述所要求的体积中的至少一个。
6. 如权利要求5所述的制造溶液的系统，其特征在于，还包括 与所述添加剂容器相关联的传感器，所述传感器输出信号； 其中所述处理器利用所述信号来确定所述添加剂容器中的添加剂的体积。
7. 如权利要求5所述的制造溶液的系统，其特征在于，还包括 与容纳有所述溶液的溶液容器相关联的传感器，所述传感器输出信号；其中所述处理器利用所述信号来确定所述溶液容器中的溶液体积。
8. 如权利要求5所述的制造溶液的系统，其特征在于，还包括 与所述输出容器相关联的传感器，所述传感器输出信号； 其中所述处理器利用所述信号来确定所述输出容器中的可用体积，以容纳所述溶液和所述添加剂的输出混合物。
9. 如权利要求5所述的制造溶液的系统，其特征在于，还包括向所述处理器输出信号的传感器， 其中所述处理器将所述信号用于所述确定
10. 如权利要求1所述的制造溶液的系统，其特征在于，所述浓度传感器是电导率传感器。
11. 如权利要求l所述的制造溶液的系统，其特征在于，所述浓度传感器 是比重传感器。
12. 如权利要求1所述的制造溶液的系统,其特征在于，所述浓度传感器 是折射计传感器。
13. 如权利要求l所述的制造溶液的系统，其特征在于，还包括在接收所 述化学物质的所述第一位置处的开口。
14. 如权利要求l所述的制造溶液的系统 ，其特征在于，还包括在接收所述化学物质的所述第二位置处的开口。
15. 如权利要求l所述的制造溶液的系统，其特征在于，还包括清除系统。
16. 如权利要求l所述的制造溶液的系统 ,其特征在于，所述制造溶液的 系统没有清除系统。
17. —种添加剂添加系统，它包括 至少一种溶质溶解在至少一种溶剂中混合位置；将所述溶液返回到所述混合位置的第一路径； 将所述溶液和添加的溶剂返回到所述混合位置的第二路径； 具有传感器的添加剂混合位置，所述传感器确定所要求浓度的添加剂和溶液混合物是否是可能的；从所述添加剂混合位置的输出，它输出所要求浓度的所述添加剂和溶液混合物。
18. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，所述所要求的 浓度是一个范围。
19. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，所述传感器是压力传感器。
20. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，还包括具有输入的处理器，所述输入接收所要求量的添加剂和溶液混合物，所述 处理器确定添加剂混合位置中的体积是否足够用于所述所要求量的添加剂和 溶液混合物，当所述混合位置缺少用于所要求量的添加剂和溶液混合物的可用 体积时，所述处理器输出警报信号。
21. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，还包括具有输入的处理器，所述输入接收所要求量的添加剂和溶液混合物，所述 处理器确定可用的添加剂的量是否足够用于所述所要求量的添加剂和溶液混 合物，如果所述添加剂不足够用于所述所要求量的添加剂和溶液混合物，则所 述处理器输出警报信号。
22. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，还包括具有输入的处理器，所述输入接收所要求量的添加剂和溶液混合物，所述 处理器确定可用的溶液量是否足够用于所述所要求量的添加剂和溶液混合物， 如果所述溶液量不足够用于所要求量的添加剂和溶液混合物，则所述处理器输 出警报信号。
23. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，当所述溶液混 合物低于所要求浓度时使用所述第一通路。
24. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，当所述溶液混 合物高于所要求浓度时使用所述第一通路。
25. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，所述第一通路 和所述第二通路中的至少一个接收所述溶液的连续液流。
26. 如权利要求17所述的添加剂添加系统，其特征在于，还包括在混合 位置处的清除系统。
27. —种添加剂添加系统，包括 供应溶液混合物的馈送；具有传感器的添加剂混合位置，所述传感器确定所要求浓度的所述添加剂 和溶液混合物是否是可能的；从所述添加剂混合位置的输出，它输出所要求浓度的所述添加剂和溶液混 合物。
28. 如权利要求27所述的添加剂添加系统，其特征在于，所述所要求浓 度是一个范围。
29. 如权利要求27所述的添加剂添加系统，其特征在于，所述传感器是 压力传感器。
30. 如权利要求27所述的添加剂添加系统，其特征在于，具有输入的处 理器，所述输入接收所要求量的添加剂和溶液混合物，所述处理器确定添加剂 混合位置中的体积是否足够用于所述所要求量的添加剂和溶液混合物，当所述 混合位置缺少用于所要求量的添加剂和溶液混合物的可用体积时，所述处理器 输出警报信号。
31. 如权利要求27所述的添加剂添加系统，其特征在于，还包括 具有输入的处理器，所述输入接收所要求量的添加剂和溶液混合物，所述处理器确定可用的添加剂的量是否足够用于所述所要求量的添加剂和溶液混 合物，如果所述添加剂不足够用于所述所要求量的添加剂和溶液混合物，则所 述处理器输出警报信号。
32. 如权利要求27所述的添加剂添加系统，其特征在于，还包括 具有输入的处理器，所述输入接收所要求量的添加剂和溶液混合物，所述处理器确定可用的溶液量是否足够用于所述所要求量的添加剂和溶液混合物， 如果所述溶液不足够用于所要求量的添加剂和溶液混合物，则所述处理器输出 警报信号。
全文摘要
描述了制造溶液的系统和装置。溶液制造机将化学物质或浆液与溶剂混合成所要求的浓度。通过一种或多种方法监视溶液的浓度。基于这种测量可调节溶液的浓度。
文档编号B01F15/00GK101262933SQ200680032261
公开日2008年9月10日 申请日期2006年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者C·希尔德斯, M·霍尔勒, S·阿克萨姆特 申请人:嘉吉有限公司