畜牧人

標(biāo)題: 流量計(jì)式飼料油脂添加設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 [打印本頁(yè)]

作者: apple12151007 時(shí)間: 2010-8-27 11:05
標(biāo)題: 流量計(jì)式飼料油脂添加設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

　　流量計(jì)式飼料油脂添加設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

　　Feedingstuff oil addition equipment systemic design analysis

　　郎洪明高級(jí)工程師/副教授

　　江漢大學(xué)文理學(xué)院(郵編430056)

　　摘要：通過(guò)對(duì)流量式飼料油脂添加設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程分析，提出如何選擇有關(guān)參數(shù)，如何進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)類(lèi)似設(shè)備有一定的參考作用。
　　關(guān) 鍵詞：飼料油脂;添加設(shè)備; 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì); 參數(shù)選擇; 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　1 引言
　　飼料生產(chǎn)中加油是生產(chǎn)高濃度能量飼料的要求，飼料中添加脂肪還可使氨基酸減少氧化，提高氨基酸的消化率;能抑制葡萄糖和其他前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為脂肪;油脂能促進(jìn)脂溶性維生素A，D，E，K和某些激素的吸收和利用;在高溫條件下，還有利于提高能量攝入量，降低畜禽的體熱增耗，減緩熱應(yīng)激;添加脂肪可有效地提高飼料的適口性，還可以降低配料過(guò)程中的粉塵，減少設(shè)備的的磨損。國(guó)內(nèi)外的飼料加工設(shè)備廠商針對(duì)飼料加油這一要求，研制出了各種類(lèi)型的飼料油脂添加設(shè)備。飼料加油設(shè)備按加油計(jì)量方式不同，分為流量計(jì)式、稱(chēng)重式、計(jì)量泵式加油三種。本文針對(duì)流量計(jì)式油脂添加設(shè)備的設(shè)計(jì)作系統(tǒng)分析。
　　2 流量計(jì)式加油設(shè)備的設(shè)計(jì)
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　　飼料加油設(shè)備設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，要盡可能考慮到設(shè)備使用中可能遇到的的問(wèn)題，針對(duì)每個(gè)問(wèn)題采取切實(shí)可行的解決方案。加油設(shè)備與那些因素有關(guān)呢?如圖2.1所示。
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　　設(shè)計(jì)加油設(shè)備要考慮的因素有過(guò)濾、油量油壓、管路中油流的通斷、油的計(jì)量、油的加熱、調(diào)壓力調(diào)流量，如自帶噴霧裝置的還要考慮壓縮空氣調(diào)制和噴涂的噴嘴。
　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　流量計(jì)式加油設(shè)備是集電液氣機(jī)械于一體的機(jī)電一體化設(shè)備，它的設(shè)計(jì)也是一個(gè)系統(tǒng)工程。根據(jù)圖2.1的諸方面因素，可以歸類(lèi)為四個(gè)部分：備油、加油、噴油、控制屏。如圖2.1.1所示
　　備油部分負(fù)責(zé)提供潔凈、溫度、配比符合要求的飼料油，加油部分負(fù)責(zé)提供壓力流量符合要求的飼料油，噴涂部分負(fù)責(zé)將飼料油均勻噴涂到飼料上，電控部分負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)三個(gè)部分動(dòng)作。
　　其工作原理：
　　當(dāng)需要備油時(shí)，電控通知備油泵、進(jìn)油電磁閥同時(shí)打開(kāi)，來(lái)自油倉(cāng)的飼料油經(jīng)過(guò)濾、計(jì)量加到油罐，經(jīng)加熱和和攪拌混合等待加油。當(dāng)需要加油時(shí)，電控指令加油泵和電磁閥同時(shí)打開(kāi)，將準(zhǔn)備的油以合適的壓力和流量送到噴涂裝置。電控同時(shí)指令打開(kāi)壓縮空氣調(diào)制送合適壓力和流量的壓縮空氣到噴嘴，油和壓縮空氣在噴嘴混合噴出。
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　　2.2 工藝流程設(shè)計(jì)
　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，流量計(jì)式加油設(shè)備流程如圖2.2.1所示。圖中噴涂部分在混料機(jī)處加油時(shí)，是為自身配套;當(dāng)與其它噴涂設(shè)備配套時(shí)，噴涂部分不配。
　　其工作流程是：來(lái)自油庫(kù)的不同種類(lèi)飼料油依次經(jīng)電磁閥1、2、3、4，經(jīng)過(guò)濾器1過(guò)濾，經(jīng)流量計(jì)1計(jì)量，由齒輪泵1將油泵入油罐，由攪拌器攪拌均勻。當(dāng)需要加油時(shí)，電磁閥6和齒輪泵2同時(shí)打開(kāi)，油經(jīng)過(guò)濾2過(guò)濾，經(jīng)溢流閥調(diào)壓調(diào)流，經(jīng)流量計(jì)2計(jì)量，進(jìn)入空氣霧化噴嘴，來(lái)自工廠的壓縮空氣經(jīng)油水過(guò)濾器濾掉油水，經(jīng)雙聯(lián)減壓閥調(diào)壓到合適的壓力，壓縮空氣進(jìn)入空氣霧化噴嘴，與油混合，噴出。手動(dòng)球閥1是為清理油罐用的，手動(dòng)閥2是維修用的，手動(dòng)閥3是排空管道用的或接壓縮空氣清空管路用。
　　2.3 電控流程
　　基于上述流程圖，電控流程如圖2.3，整個(gè)控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)集中控制，備油部分和加油部分分別各為一獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)，加熱部分由熱傳感器檢測(cè)通過(guò)配料系統(tǒng)控制形成循環(huán)系統(tǒng)。熱傳感器、液位計(jì)通過(guò)配料系統(tǒng)構(gòu)成異常關(guān)機(jī)系統(tǒng)。
　　控制系統(tǒng)工作過(guò)程如下：系統(tǒng)起動(dòng)，配料系統(tǒng)起動(dòng)備油系統(tǒng)，齒輪泵1和電磁閥1、2、3、4依次打開(kāi)，向油罐加油，每種油的加入量由事先制定的配方?jīng)Q定，由流量計(jì)1計(jì)量。配料完，系統(tǒng)指令齒輪泵和電磁閥關(guān)。系統(tǒng)指令加溫和攪拌，當(dāng)溫度合適，攪拌均勻后，待用。根據(jù)混合機(jī)配料請(qǐng)求，指令齒輪泵2、電磁閥6、7、8打開(kāi)，開(kāi)始噴涂，噴涂量由配方?jīng)Q定，流量計(jì)2計(jì)量。當(dāng)液位傳感器測(cè)得油罐中的油處于低液位時(shí)，反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)指令齒輪泵1和電磁閥1、2、3、4依次打開(kāi)，向油罐加油，每種油的加入量由事先先制定的配方?jīng)Q定，由流量計(jì)1計(jì)量。當(dāng)液位到達(dá)上液位時(shí)停止配料，同時(shí)加溫和攪拌。備油和加油交替進(jìn)行。當(dāng)加熱異常、油罐液位異常，則系統(tǒng)關(guān)機(jī)，待查明情況，恢復(fù)正常，再手動(dòng)開(kāi)機(jī)。當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束，系統(tǒng)停機(jī)。
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2.4 設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
　　本加油設(shè)備可以自帶噴嘴組成噴涂機(jī)組，也可以作為其它噴涂機(jī)(如滾筒式噴涂機(jī)、雙螺旋噴涂機(jī)、真空噴涂機(jī))的配套機(jī)，作為提供合適壓力、流量的加油機(jī)。因此，其供油流量兼顧到一般噴涂機(jī)噴油量約8%左右，到真空噴涂機(jī)噴油量30%左右。其技術(shù)指標(biāo)如下：
　　飼料生產(chǎn)率：25T/H
　　最大加油流量：180L/M
　　最大加油壓力：2MPa
　　可同時(shí)加4種油
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　　2.5 主體設(shè)計(jì)
　　根據(jù)前面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)，那么機(jī)械設(shè)計(jì)要滿足以下幾個(gè)方面的要求，技術(shù)指標(biāo)、易于生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、方便使用和維護(hù)，總體方案如圖2.5所示。技術(shù)指標(biāo)、流量、壓力主要靠選擇合適的壓力泵和流量計(jì)來(lái)保證，為了方便運(yùn)輸安裝、生產(chǎn)組裝，采取分層整體結(jié)構(gòu)，在層與層間留出較大的操作空間。罐體上裝有蒸汽加熱管和電接點(diǎn)溫度計(jì)，還裝有玻璃液位計(jì)和電控液位傳感器。頂蓋上留有氣孔，在備油時(shí)，可以讓罐內(nèi)的空氣出來(lái);在加油時(shí)，可以讓空氣進(jìn)去。頂蓋上還裝有攪拌器把各種油混合均勻。泵、過(guò)濾器、流量計(jì)、閥等部件裝在罐體下面的空間里。只留四個(gè)進(jìn)油接口和一個(gè)出油接口。
　　2.6 部件選擇
　　好的部件才能保證設(shè)備整體性能優(yōu)秀。選擇部件的原則是在保證性能和質(zhì)量的前提下，降低成本。
　　2.6.1 攪拌器
　　不同種類(lèi)的油脂加在油罐里，不進(jìn)行混合就加到到飼料里，會(huì)造成飼料營(yíng)養(yǎng)的不均勻，必須進(jìn)行混合均勻。本設(shè)計(jì)是在油罐頂部裝攪拌器對(duì)油進(jìn)行攪拌。常見(jiàn)的攪拌器種類(lèi)有：射流式、輪盤(pán)式、葉輪式的，本設(shè)計(jì)選擇射流式的，利用其強(qiáng)烈的混合作用，把油脂混合均勻。
　　2.6.2流量計(jì)
　　流量計(jì)是用來(lái)計(jì)量飼料流量的，它的精度直接關(guān)系到油脂添加的精度。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的流量計(jì)有，差壓流量計(jì)、容積式流量計(jì)、浮子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)。本設(shè)計(jì)選擇的是旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)，它是容積式流量計(jì)一種，適用于小流量計(jì)量，不受粘度影響，測(cè)量精度高，基本誤差±1%，配光電脈沖轉(zhuǎn)換器，通過(guò)光電脈沖轉(zhuǎn)換器在配料系統(tǒng)中自動(dòng)計(jì)量控制。
　　2.6.3過(guò)濾
　　因飼料油雜質(zhì)較多，為了防止雜質(zhì)堵塞壓力儀表和噴嘴及對(duì)油泵的磨損，要對(duì)飼料油進(jìn)行過(guò)濾，采用二級(jí)過(guò)濾，備油作為第一級(jí)，濾掉絕大部分雜質(zhì);加油為第二級(jí)，再進(jìn)一步進(jìn)行過(guò)濾，確保噴嘴通暢。由于第一級(jí)過(guò)濾濾出的雜質(zhì)多，又要保證有足夠的油流量，因此過(guò)濾器要大，采用桶式過(guò)濾器，如圖2.6.4所示。它由過(guò)濾桶體，壓桿、壓蓋、密封圈、過(guò)濾藍(lán)(大約150目)、進(jìn)油口、出油口構(gòu)成。過(guò)濾藍(lán)上有一提手，便于提出過(guò)濾藍(lán)清理。
　　第二級(jí)過(guò)濾為精過(guò)濾(100~150目)，由于經(jīng)過(guò)第一次過(guò)濾后，雜質(zhì)不多，用Y型過(guò)濾器過(guò)濾。
　　過(guò)濾器要定期清理，清理間隔根據(jù)飼料油干凈程度決定。
　　過(guò)濾器進(jìn)出油口通徑與配套的油泵通徑相同。
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　　2.6.4溢流閥
　　溢流閥是起到限壓限流的作用，確保到達(dá)噴嘴處的油壓和流量符合要求，同時(shí)也起到一個(gè)安全閥作用，當(dāng)前端發(fā)生堵塞時(shí)，給油一旁通回路，以防止油泵堵轉(zhuǎn)損壞。溢流閥有直動(dòng)型和先導(dǎo)型。本設(shè)計(jì)選用先導(dǎo)型，其調(diào)壓范圍在0~2.5MPa,通徑與與之配套的油泵通徑相同。
　　2.6.5 運(yùn)輸起吊
　　為了方便搬運(yùn)和起吊，底面要留有空間高度大于150mm，方便鏟車(chē)插入，同時(shí)也方便打掃衛(wèi)生。油罐頂部四面焊有起吊環(huán)，以方便吊運(yùn)安裝。如圖2.5所示。
　　2.6.6 加熱方式
　　油脂的流動(dòng)性隨溫度降低而降低，不同的油脂受溫度影響不同。在北方冬天零度以下，油脂會(huì)凝固。因此，要正常加油，就要對(duì)油脂進(jìn)行加熱保溫。油脂加熱方式有蒸汽加熱、電熱管(片)加熱、電熱線加熱等。本設(shè)計(jì)是采用蒸汽盤(pán)管浸入油中加熱，由溫度控制儀控溫。輸油管可采用保溫層保溫，也可以在保溫層內(nèi)加上電熱電纜加熱。
　　2.6.7 液位傳感器
　　在油罐備油時(shí)，為了防止因備油泵控制失靈，油溢出罐外，要裝電控液位傳感器。油用液位傳感器，一般有浮球式、音叉式、壓力式、超聲波、電容式等。本設(shè)計(jì)用超聲波液位計(jì)。
　　為了方便現(xiàn)場(chǎng)觀察液位，罐體側(cè)面裝玻璃管液位計(jì)。
　　2.6.8 油泵
　　選擇油泵要考慮以下幾個(gè)方面：輸出壓力要大于噴嘴處所需壓力50~80%，以克服管道對(duì)油流造成的沿程壓力損失。最好選擇恒壓泵，這樣在調(diào)整流量時(shí)可保證噴霧壓力，保證噴涂效果。輸出流量要大于噴嘴處所需流量的30~50%，以抵消調(diào)壓分流。盡量選取電機(jī)泵組成一體式，避免自已做泵與電機(jī)的連接，避免由于連接同軸性等誤差影響性能，同時(shí)也方便生產(chǎn)組裝。本設(shè)計(jì)選擇泵與電機(jī)組裝在一個(gè)底座上的一體式的齒輪泵。如圖2.6.8所示。
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　　2.6.9 電控閥
　　備油泵前要有電磁閥，它和泵同時(shí)開(kāi)關(guān)，目的有二，一在不工作時(shí)防止飼料油自流，二在泵停止時(shí)，由于慣性作用，管中的油繼續(xù)向油罐內(nèi)流，造成計(jì)量誤差。閥的耐壓高于與之配套的泵，通徑與泵相同。
　　加油泵后配電磁閥，也是與加油泵同時(shí)開(kāi)關(guān)，目的是在泵停止?fàn)顟B(tài)下，切斷油流，同時(shí)在空氣清空管道時(shí)，防止空氣吹到油罐內(nèi)。閥的耐壓高于與之配套的泵，通徑與泵相同。
　　油罐蒸氣加熱由電磁閥控制，此電磁閥要用耐高溫蒸汽電磁閥，公稱(chēng)直徑1”，耐壓按氣源壓力加安全余量選擇。
　　2.6.10 壓縮空氣調(diào)制
　　壓縮空氣調(diào)制是在噴嘴為空氣霧化噴嘴時(shí)，為其提供合適壓力和流量的壓縮空氣。它由油水過(guò)濾器和調(diào)壓裝置組成。油水過(guò)濾器過(guò)濾掉壓縮空氣中的機(jī)油和水，調(diào)壓裝置將源壓縮空氣的壓力調(diào)整到合適的壓力。選擇此裝置時(shí)，要滿足調(diào)壓范圍、流量、耐壓的需要。
　　2.6.11 噴嘴
　　噴嘴是將加油泵送來(lái)的飼料油噴到飼料上。噴嘴在用在混料機(jī)上時(shí)，用普通噴嘴;在用在向飼料粒上噴油時(shí)用空氣霧化噴嘴。為了噴霧均勻，噴霧形狀宜選用矩形或扁形。選擇噴嘴時(shí)按規(guī)定的噴霧壓力下，其流量要略大于要求的流量。為了可以調(diào)節(jié)流量，宜選用可調(diào)流量噴嘴。如圖所示。
　　2.6.12 油管
　　油管可用鍍鋅鋼管或耐壓的橡膠油管，在管路與油罐聯(lián)結(jié)部分可選用橡膠管，可減少電機(jī)工作時(shí)震動(dòng)對(duì)油罐上的傳感器的影響。其它部分用鋼管。管子的通徑與與之相聯(lián)的泵閥通徑相同，盡量不要用變徑轉(zhuǎn)換。
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　　3 安裝調(diào)試
　　安裝調(diào)試是從合格設(shè)備到安裝后能正常運(yùn)行的重要一步。安裝調(diào)試不正確，合格的設(shè)備也不一定能正常運(yùn)行。
　　3.1 安裝組合：
　　3.1.1 在制粒前。加油設(shè)備加噴霧裝置(裝在混料機(jī)上的噴嘴)
　　3.1.2 在制粒后。加油設(shè)備作為噴涂設(shè)備的提供合適壓力、流量的計(jì)量泵油裝置。它與其他噴霧裝置相組合一起工作，如滾筒噴涂裝置、雙螺旋輸送裝置、真空噴涂機(jī)。
　　3.1.3 控制方面?？梢詥为?dú)控制，用自身控制屏。也可以與總配料控制中心連接，由中心統(tǒng)一控制。
　　3.2 調(diào)試
　　設(shè)備安裝后，都要經(jīng)過(guò)調(diào)試，一般順序先空載調(diào)，再帶載調(diào);先單機(jī)調(diào)試，正常后再連機(jī)調(diào)。
　　3.2.1 空機(jī)調(diào)試
　　空機(jī)調(diào)試目的：驗(yàn)證接線正確如否，驗(yàn)證設(shè)備空載下運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。
　　在未通電狀態(tài)下檢查接線是否正確，確認(rèn)無(wú)誤，再通電看電磁閥動(dòng)作是否正常，油泵的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否對(duì)，稱(chēng)重顯示是否正常。一切正常后，進(jìn)入帶載調(diào)試。
　　3.2.2 帶載調(diào)試
　　帶載調(diào)試目的：驗(yàn)證管道有無(wú)滲露，壓力儀表指示是否正常，電磁閥、油泵工作是否正常，過(guò)濾器及噴嘴工作情況，流量和壓力是否達(dá)到要求。
　　在帶載工作中，觀察閥門(mén)、油泵工作是否正常，噴嘴噴霧是否正常，管道是否有滲露，儀表指示是否正常，如均正常，再調(diào)試稱(chēng)重。
　　4 結(jié)論
　　飼料加油設(shè)備設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，首先要采用系統(tǒng)分析的方法列出盡可能多的影響因素和設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、使用中可能遇到的的問(wèn)題，針對(duì)每個(gè)問(wèn)題提出若干個(gè)解決方案，在這些方案中選出最簡(jiǎn)單的經(jīng)濟(jì)實(shí)用方案。
　　作者簡(jiǎn)介
　　郎洪明，男，1959年12月26日生，江蘇省連云港人。1983年畢業(yè)于東南大學(xué)，1996年評(píng)為高級(jí)工程師，有4項(xiàng)非職務(wù)發(fā)明專(zhuān)利，2項(xiàng)職務(wù)發(fā)明專(zhuān)利，有60多篇論文和文章發(fā)表在刊物上，曾受到省市表彰29次。專(zhuān)業(yè)從事飼料噴涂設(shè)備研究開(kāi)發(fā)已四年多。

作者: 2003710 時(shí)間: 2010-8-27 11:06
很復(fù)雜，需要耗費(fèi)點(diǎn)腦細(xì)胞，謝謝了，先研究研究再說(shuō)

作者: yunyongguang 時(shí)間: 2010-10-21 10:31
設(shè)計(jì)的很好。和我們現(xiàn)在用的一樣。

作者: yangchengban 時(shí)間: 2010-10-22 12:43
謝謝摟主，學(xué)習(xí)了！

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