CN113519429A - 一种电控式流体饲料喷洒设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电控式流体饲料喷洒设备及系统，包括液泵和进液通道和喷洒通道；还包括用于控制进液通道和喷洒通道的电控阀门，电控阀门为2个单通道阀门或一个电控三通阀；容器与液泵的入口端相连，液泵的出口端与进液通道和喷洒通道相连；容器用于制备或存储流体饲料；基于电控单通道阀的流体饲料喷洒设备还包括液泵正反转控制电路以及阀门控制电路；阀门控制电路用于控制电控阀门的开闭，且保障2个单通道阀门的在工作时的开关状态为互斥状态，或者保障电控三通阀每个时刻最多只能有一条通道导通。该电控式流体饲料喷洒设备及系统采用简便的方法能实现一个液泵实现多种工作模式，结构巧妙，易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种电控式流体饲料喷洒设备及系统。
背景技术
在水产领域，某些鱼类如花鲢等只能食用流体饲料(饵料)，需要将流质饲料喷洒到水塘内。
传统的做法，是人工洒出流体饵料，或将流体饵料置入带漏孔的桶中，任流体饵料滴入水塘中，这两种方式都是原始技术，不是依靠电力而是依靠人力来执行，洒饵料的效率低，也无法做到均匀洒料。
因此，有必要设计一种电控式流体饲料喷洒设备及系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电控式流体饲料喷洒设备及系统，该电控式流体饲料喷洒设备及系统易于实施，结构简单，成本低。
发明的技术解决方案如下：
一种基于电控式流体饲料喷洒设备，包括液泵和进液通道和喷洒通道；还包括用于控制进液通道和喷洒通道的电控阀门，电控阀门为2个单通道阀门或一个电控三通阀；；
容器与液泵的入口端相连，液泵的出口端与进液通道和喷洒通道相连；容器用于制备或存储流体饲料；流体饲料喷洒设备还包括液泵正反转控制电路以及阀门控制电路；
采用单通道阀门时：阀门控制电路用于控制电控阀门的开闭，且保障2个单通道阀门的在工作时的开关状态为互斥状态。
采用电控三通阀时，阀门控制电路用于控制电控三通阀的切换，且保障电控三通阀每个时刻最多只能有一条通道导通。
互斥是指一个阀门打开时，另一个阀门关闭。电控阀门又称电动阀门，优选两个状态的阀门，得电的时候打开，失电的时候复位关闭，实施例中优选这种阀门。也可以是3条控制线的阀门，其中一条线为公共线，其中2条线接通供电为打开阀门，另外2条线供电为关闭阀门，可以通过继电器的触点控制。
阀门控制电路为基于MCU的阀门控制电路；
开关信号输入支路与MCU的输入端相连，MCU的输出端通过基于继电器的输出支路控制电控阀门的动作，实现进液通道和喷洒通道的切换。MCU为单片机，DSP或PLC，ARM处理器等。
基于输入开关的开关信号输入支路为N条，N≥1；
N为1时，开关信号输入支路与MCU的1个输入端对应相连；
N＞1时，N条开关信号输入支路与MCU的N个输入端对应相连。
开关信号支路为一条时，对应的输入开关为非复位式开关，此时开关闭合或打开对应明确的两个状态。比如闭合对应进液通道打开，打开对应喷洒通道打开，从而MCU再对应控制液泵正反转。
开关信号支路为多条时，对应的输入开关为可以是松开复位的按钮。这样一个按钮对应进液通道打开，另一个按钮对应喷洒通道打开。
通过一个继电器的常开触点和常闭触点控制2个单通道阀门的状态为互斥关系，或通过2个继电器的常开触点控制2个单通道阀门的状态为互斥关系。或者，通过一个继电器的常开触点和常闭触点控制电控三通阀的工作状态，或通过2个继电器的常开触点控制电控三通阀的工作状态。
通过MCU中的计时器控制电控阀门与液泵正反转联动，即电控阀门开始动作后先计时，时间到达后再控制电机启动即正反转，具体根据电控阀门的打开到位时间而定，如有些发明需要5-15s则打开完毕。而且，进液时反转，喷洒时正转。具体控制为现有成熟技术，也可以是通过按钮人工控制电机启动以及正反转。
MCU的输出端与输出支路相连，输出支路中设有三极管或功率开关。功率开关为MOS管等。
采用基于按钮和继电器的继电保护电路控制电控阀门的开闭。
继电保护电路包括两个按钮和2个继电器。
继电保护电路还通过延时继电器控制电控阀门与液泵的正反转启动的联动。具体控制为现有成熟技术。
一种基于电控单通道阀的流体饲料喷洒系统，包括容器和与容器相连的流体饲料喷洒设备；
所述的流体喷水设备为前述的流体饲料喷洒设备。
容器为发酵罐；也可以是其他化学反应罐。
进料端连接水管；也可以是其他液体管道。
出料端接喷头；也可以不接喷头，直接输出。
液泵的入口端与发酵罐之间的管路上设有手动比例阀。
液泵上设有调速装置。调速装置为变频器，晶闸管调速，等等。
液泵为直流液泵、三相液泵或单相液泵。
喷头为漂浮式喷头。漂浮式喷头是指可以漂浮在池塘水面上喷射。相比固定式的喷头，更易安装和维护。
控制液泵正转和反转的控制器为改变电机绕组接线的切换开关电路或改变三相电源相序的切换开关电路。
有益效果：
本发明的电控式流体饲料喷洒设备及系统，具有以下特点：
(1)采用的设备简单，能执行多种工作模式；
主要有进液模式和喷洒模式，采用的设备为常用的单通道电控阀，三通(或电控三通阀代替三通和单通道电控阀)和液泵等，实施成本低。通过正反转控制并结合阀门的控制即可实现各种工况的切换。本方案巧妙的应用了单向阀结合正反转实现了两种工作模式，相比其他手动阀和电动阀等，成本极低，而且用的开关时数量少，液泵数量少，是一种极为巧妙的方案。
(2)能调节喷洒流量
通过手动比例阀能调节喷洒流量。进一步，在液泵上设置调速机构也可以调节喷洒流量，调速机构为变频器，晶闸管调压电路等。
(3)采用漂浮式旋转喷头，更适合在水体中应用。
综上所述，本发明的电控式流体饲料喷洒设备及系统易于实施，节约成本，操作方便。
附图说明
图1为基于电动单通道阀门的流体饲料喷洒设备结构示意图(进水模式)；
图2为基于电动单通道阀门的流体饲料喷洒设备结构示意图(喷洒模式)；
图3为基于MCU的控制电路图；
图4为基于继电保护电路的控制电路图(两个继电器控制两个阀门)；
图5为基于继电保护电路的控制电路图(一个继电器控制两个阀门)；
图6为单相电机正转接线图；
图7为单相电机反转接线图；
图8为三相电机反转接线图；
图9为基于电控三通阀的流体饲料喷洒设备结构示意图(进水模式)；
图10为基于电控三通阀的流体饲料喷洒设备结构示意图(喷洒模式)；
图11为基于MCU的控制电路图；
图12为基于继电保护电路的控制电路图；
图13为总体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1-2，一种基于电控单通道阀的流体饲料喷洒设备，包括液泵和进液通道和喷洒通道；还包括用于控制进液通道和喷洒通道的电控阀门，电控阀门为2个单通道阀门；
容器与液泵的入口端相连，液泵的出口端与进液通道和喷洒通道相连；容器用于制备或存储流体饲料；
基于电控单通道阀的流体饲料喷洒设备还包括液泵正反转控制电路以及阀门控制电路；阀门控制电路用于控制电控阀门的开闭，且保障2个单通道阀门的在工作时的开关状态为互斥状态；互斥是指一个阀门打开时，另一个阀门关闭。电控阀门又称电动阀门，优选两个状态的阀门，得电的时候打开，失电的时候复位关闭，实施例中优选这种阀门。也可以是3条控制线的阀门，其中一条线为公共线，其中2条线接通供电为打开阀门，另外2条线供电为关闭阀门，可以通过继电器的触点控制。
实施例1：如图3，阀门控制电路为基于MCU的阀门控制电路；
开关信号输入支路与MCU的输入端相连，MCU的输出端通过基于继电器的输出支路控制电控阀门的动作，实现进液通道和喷洒通道的切换。MCU为单片机，DSP或PLC，ARM处理器等。
基于输入开关的开关信号输入支路为2条，2条开关信号输入支路与MCU的2个输入端(即in01和in02)对应相连。
对应的输入开关SB1和SB2为可以是松开复位的按钮。这样一个按钮对应进液通道打开，另一个按钮对应喷洒通道打开。
通过一个继电器的常开触点和常闭触点控制2个单通道阀门的状态为互斥关系(或通过2个继电器的常开触点控制2个单通道阀门的状态为互斥关系，这种替代方式采用两个继电器，也是可以实现的，为现有成熟技术。)
通过MCU中的计时器控制电控阀门与液泵正反转联动，即电控阀门开始动作后先计时，时间到达后再控制电机启动即正反转，具体根据电控阀门的打开到位时间而定，如有些发明需要5-15s则打开完毕。而且，进液时反转，喷洒时正转。具体控制为现有成熟技术，也可以是通过按钮人工控制电机启动以及正反转。
MCU的输出端与输出支路相连，输出支路中设有三极管或功率开关。功率开关为MOS管等。
控制过程说明：
(1)SB1按下，MCU检测到IN01端口电平跳变，控制三极管Q1导通，继电器J得电，K1得电动作打开，再另外的电路控制电机反转，进水模式；SB1按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
(2)SB2按下，MCU检测到IN02端口电平跳变，控制三极管Q1截止，继电器J失电，J-1断开，K1失电关闭，K2得电打开，再另外的电路控制电机正转，喷洒模式；SB2按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
实施例2：
参考图4和图5，采用基于按钮和继电器的继电保护电路控制电控阀门的开闭。
继电保护电路包括两个按钮(SB1和SB2)和2个继电器(J1和J2)。
图4工作过程说明：
(1)SB1按下，继电器J1得电，J1-1闭合自锁，另外J1-3闭合，K1动作，且常闭开关J1-2动作，J2失电；再另外的电路控制电机反转，进水模式；SB1按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
(2)SB2按下，继电器J2得电，J2-1闭合自锁，另外J2-3闭合，K2动作，且常闭开关J2-2动作，J1失电；再另外的电路控制电机正转，喷射模式；SB2按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
图5工作过程说明：
(1)SB1按下，继电器J1得电，J1-1闭合自锁，另外J1-3闭合，K1动作(且常闭开关J1-2动作)，J2失电；再另外的电路控制电机反转，进水模式；J1-4断开，K2关闭。SB1按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
(2)SB2按下，继电器J2得电，J2-1闭合自锁，另外J2-2断开，K1失电，且常闭开关J2-2闭合，K2打开，再另外的电路控制电机正转，喷射模式；SB2按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
继电保护电路还通过延时继电器控制电控阀门与液泵的正反转启动的联动。具体控制为现有成熟技术。参见
一种基于电控单通道阀的流体饲料喷洒系统，包括容器和与容器相连的流体饲料喷洒设备；
另外，需要说明的是：
所述的流体喷水设备为前述的流体饲料喷洒设备。
容器为发酵罐；也可以是其他化学反应罐。
进料端连接水管；也可以是其他液体管道。
出料端接喷头；也可以不接喷头，直接输出。
液泵的入口端与发酵罐之间的管路上设有手动比例阀。
液泵上设有调速装置。调速装置为变频器，晶闸管调速，等等。
液泵为直流液泵、三相液泵或单相液泵。
喷头为漂浮式喷头。漂浮式喷头是指可以漂浮在池塘水面上喷射。相比固定式的喷头，更易安装和维护。
控制液泵正转和反转的控制器为改变电机绕组接线的切换开关电路或改变三相电源相序的切换开关电路，具体的，单相电机(如YL90L1-4型电机)的正反转参见图6-7，采用双刀双掷开关(或继电器电路实现切换也是现有成熟技术)即可实现正反转切换，三相电机的正反转，只要改变其中两项的电路可以实现，采用继电器实现的电路图如图8。
如图9-10，一种基于电控三通阀的流体饲料喷洒设备，包括液泵和电控三通阀K3，电控三通阀用于控制进液通道和喷洒通道；
容器与液泵的入口端相连，液泵的出口端与电控三通阀的第一端口相连，电控三通阀的第二端口接进水管，电控三通阀的第三端口接喷液管；
进液通道是指进水管经电控三通阀和液泵到容器的通道；
喷洒通道是指容器经液泵和电控三通阀到喷液管的通道；
容器用于制备或存储流体饲料；
基于电控三通阀的流体饲料喷洒设备还包括液泵正反转控制电路以及阀门控制电路；阀门控制电路用于控制电控三通阀的切换，且保障电控三通阀每个时刻最多只能有一条通道导通(要么2条通道都关闭，要么只有一条通道导通，不能两条通道都导通，两条通道是进液通道和喷洒通道)；三通阀有各种模式，有可以三条通道都可以单独控制的三通阀，有控制两条通道的控制阀，如得电就第一通道导通，第二通道关闭，失电就第一通道关闭，第二通道导通，实施例中优选这种阀门。可以通过继电器的触点控制，具体控制方法为现有技术。
开关信号输入支路与MCU的输入端相连，MCU的输出端通过基于继电器的输出支路控制电控阀门的动作，实现进液通道和喷洒通道的切换。MCU为单片机，DSP或PLC，ARM处理器等。
基于输入开关的开关信号输入支路为N条，N≥1；
N为1时，开关信号输入支路与MCU的1个输入端对应相连；
N＞1时，N条开关信号输入支路与MCU的N个输入端对应相连。
开关信号支路为一条时，对应的输入开关为非复位式开关，此时开关闭合或打开对应明确的两个状态。比如闭合对应进液通道打开，打开对应喷洒通道打开，从而MCU再对应控制液泵正反转。
开关信号支路为多条时，对应的输入开关为可以是松开复位的按钮。这样一个按钮对应进液通道打开，另一个按钮对应喷洒通道打开。
通过一个继电器的常开触点和常闭触点控制电控三通阀的工作状态，或通过2个继电器的常开触点控制电控三通阀的工作状态。
通过MCU中的计时器控制电控阀门与液泵正反转联动，即电控阀门开始动作后先计时，时间到达后再控制电机启动即正反转(具体根据电控阀门的打开到位时间而定，如有些发明需要5-15s则打开完毕。而且，进液时反转，喷洒时正转。具体控制为现有成熟技术)，也可以是通过按钮人工控制电机启动以及正反转。
MCU的输出端与输出支路相连，输出支路中设有三极管或功率开关。功率开关为MOS管等。
采用基于按钮和继电器的继电保护电路控制电控阀门的工作状态。
继电保护电路包括两个按钮和2个继电器。
继电保护电路还通过延时继电器控制电控阀门与液泵的正反转启动的联动。
具体控制为现有成熟技术。
一种基于电控三通阀的流体饲料喷洒系统，包括容器和与容器相连的流体饲料喷洒设备；
所述的流体喷水设备为前述的流体饲料喷洒设备。
实施例3：如图11，阀门控制电路为基于MCU的阀门控制电路；
开关信号输入支路与MCU的输入端相连，MCU的输出端通过基于继电器的输出支路控制电控阀门的动作，实现进液通道和喷洒通道的切换。MCU为单片机，DSP或PLC，ARM处理器等。
基于输入开关的开关信号输入支路为2条，2条开关信号输入支路与MCU的2个输入端(即in01和in02)对应相连。
对应的输入开关SB1和SB2为可以是松开复位的按钮。这样一个按钮对应进液通道打开，另一个按钮对应喷洒通道打开。
通过一个继电器的常开触点和常闭触点控制电控三通阀的状态。
通过MCU中的计时器控制电控阀门与液泵正反转联动，即电控阀门开始动作后先计时，时间到达后再控制电机启动即正反转，具体根据电控阀门的打开到位时间而定，如有些发明需要5-15s则打开完毕。而且，进液时反转，喷洒时正转。具体控制为现有成熟技术，也可以是通过按钮人工控制电机启动以及正反转。
MCU的输出端与输出支路相连，输出支路中设有三极管或功率开关。功率开关为MOS管等。
控制过程说明：
(1)SB1按下，MCU检测到IN01端口电平跳变，控制三极管Q1导通，继电器J得电，K3第一端口和第二端口导通，再另外的电路控制电机反转，进水通道接通，进入进水模式；SB1按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
(2)SB2按下，MCU检测到IN02端口电平跳变，控制三极管Q1截止，继电器J失电，K3第一端口和第三端口导通，再另外的电路控制电机正转，喷洒模式；SB2按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
实施例4：
参考图12，采用基于按钮和继电器的继电保护电路控制电控阀门的开闭。
继电保护电路包括两个按钮(SB1和SB2)和2个继电器(J1和J2)。
图4工作过程说明：
(1)SB1按下，继电器J1得电，J1-1闭合自锁，另外J1-3闭合，K3动作，K3第一端口和第二端口导通，再另外的电路控制电机反转，进水通道接通，进入进水模式；SB1按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
(2)SB2按下，继电器J2得电，J2-1闭合自锁，另外J2-3断开，K3失电，K3的第一端口和第三端口导通；再另外的电路控制电机正转，进入喷射模式；SB2按下后再弹回到原始状态，不会对后续状态造成影响。
继电保护电路还通过延时继电器控制电控阀门与液泵的正反转启动的联动。具体控制为现有成熟技术。
Claims (10)
1.一种基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，包括液泵和进液通道和喷洒通道；还包括用于控制进液通道和喷洒通道的电控阀门，电控阀门为2个单通道阀门或一个电控三通阀；
容器与液泵的入口端相连，液泵的出口端与进液通道和喷洒通道相连；容器用于制备或存储流体饲料；流体饲料喷洒设备还包括液泵正反转控制电路以及阀门控制电路；
采用单通道阀门时：阀门控制电路用于控制电控阀门的开闭，且保障2个单通道阀门的在工作时的开关状态为互斥状态。
采用电控三通阀时，阀门控制电路用于控制电控三通阀的切换，且保障电控三通阀每个时刻最多只能有一条通道导通。
2.根据权利要求1所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，阀门控制电路为基于MCU的阀门控制电路；
开关信号输入支路与MCU的输入端相连，MCU的输出端通过基于继电器的输出支路控制电控阀门的动作，实现进液通道和喷洒通道的切换。
3.根据权利要求2所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，基于输入开关的开关信号输入支路为N条，N≥1；
N为1时，开关信号输入支路与MCU的1个输入端对应相连；
N＞1时，N条开关信号输入支路与MCU的N个输入端对应相连。
4.根据权利要求2所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，通过一个继电器的常开触点和常闭触点控制2个单通道阀门的状态为互斥关系，或通过2个继电器的常开触点控制2个单通道阀门的状态为互斥关系；
或者，通过一个继电器的常开触点和常闭触点控制电控三通阀的工作状态，或通过2个继电器的常开触点控制电控三通阀的工作状态。
5.根据权利要求2所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，通过MCU中的计时器控制电控阀门与液泵正反转联动。
6.根据权利要求2所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，MCU的输出端与输出支路相连，输出支路中设有三极管或功率开关。
7.根据权利要求1所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，采用基于按钮和继电器的继电保护电路控制电控阀门的开闭。
8.根据权利要求7所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，继电保护电路包括两个按钮和2个继电器。
9.根据权利要求7所述的基于电控式流体饲料喷洒设备，其特征在于，继电保护电路还通过延时继电器控制电控阀门与液泵的正反转启动的联动。
10.一种基于电控单通道阀的流体饲料喷洒系统，其特征在于，包括容器和与容器相连的流体饲料喷洒设备；
所述的流体喷水设备为权利要求1-9任一项所述的流体饲料喷洒设备。
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