CN212632577U - 一种氨基酸液体肥料生产控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氨基酸液体肥料生产控制系统，包括沿物料流向依次连通的原液储罐、循环溶解投料罐、螯合罐和产成品储罐，循环溶解投料罐的进料管路上设置有供料阀，循环溶解投料罐通进料管路和回料管路与螯合罐内循环连通；进料管路上设置有进料阀，回料管路上设置有循环阀，进料管路和/或回料管路上设置有循环泵，螯合罐和产成品储罐之间的排料管路上设置有排料阀；还包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和执行元件；传感变送元件包括螯合罐液位传感器，执行元件包括供料阀、进料阀、排料阀、循环阀和循环泵。该实用新型氨基酸液体肥料生产控制系统能实现螯合罐与循环溶解投料罐内循环的自动控制。

Description

一种氨基酸液体肥料生产控制系统

技术领域

本实用新型涉及氨基酸螯合肥料生产控制技术领域，具体涉及一种氨基酸液体肥料生产控制系统。

背景技术

农业生产中施用肥料以促进植物生长、增加产量、改善植物品质已成为重要措施之一，目前农户广泛施用的是化学肥料，化学肥料成分单一，有效成分含量高分散性好易被植物吸收利用也被称作“速效肥料”，然而，随着人们长时间大量、不合理施用化学肥料，致使土壤碳氮比严重失调、土壤板结、耕种性能变差，有些耕地甚至不适合再次耕种。

氨基酸肥料作为一种新型肥料可以改良土壤，解决化学肥料带来的负面影响越来越受到人们的广泛认可，特别是利用病死或原因不明的死畜禽及屠宰废弃物的动物蛋白质水解而来的氨基酸肥料与化肥同样具有速效功能，该技术工艺的实施，将有效消纳废弃畜禽和屠宰下脚料并生产出高品质的氨基酸类有机肥，不仅能够有效保障上游养殖业的健康发展，同时能够大幅度降低氨基酸类肥料和生物有机肥生产成本，推动下游有机（类）肥料产业的发展，实现资源的可持续循环利用。

现有技术中动物蛋白水解原液螯合微量元素液体肥料一般采用输送设备或高台投料法，就是将物料用输送设备或提升设备输送到螯合罐操作平台，再用人工或机械的方式按照需要量依次投入4-5种无机元素然后启动螯合罐中的搅拌器进行加热搅拌，慢慢螯合，螯合时间一般4-6小时。此种螯合方式自动化程度低，氨基酸原液与微量元素等化合物混合溶解、螯合等步骤依次进行，螯合反应在螯合罐中进行，反应速率低，达到预定螯合效果的反应时间长。螯合过程会伴随一定量的放热现象，特别是投料过程放热反应比较激烈而使螯合罐内温度急剧上升，温度是动物蛋白水解原液螯合微量元素过程中非常重要的外界条件之一。温度控制不当超过一定限值会导致螯合产品的质量下降甚至报废。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种氨基酸液体肥料生产控制系统，能实现氨基酸液体肥料自动化大规模生产。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种氨基酸液体肥料生产控制系统，包括沿物料流向依次连通的原液储罐、循环溶解投料罐、螯合罐和产成品储罐，所述循环溶解投料罐的进料管路上设置有供料阀，所述循环溶解投料罐通进料管路和回料管路与螯合罐内循环连通；所述进料管路上设置有进料阀，所述回料管路上设置有循环阀，所述进料管路和/或回料管路上设置有循环泵，所述螯合罐和产成品储罐之间的排料管路上设置有排料阀；

还包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和执行元件；

传感变送元件采集物理量数据并变送处理得到的电信号，将电信号传输给信号处理元件；信号处理元件预处理电信号，并将经过预处理的电信号传输给数据采集元件；数据采集元件接收经过预处理的电信号，转换并记录数据，将采集的信号传输给处理诊断元件；处理诊断元件对采集的信号进行处理和分析，将处理得到的数据与预设数据对比得出指令信号，并将指令信号传输给执行元件；

所述传感变送元件包括螯合罐液位传感器，所述执行元件包括供料阀、进料阀、排料阀、循环阀和循环泵。

优选的技术方案为，所述传感变送元件包括螯合罐温度采集元件，所述执行元件包括与所述螯合罐相配合的加热单元开关。螯合过程需要适宜的温度条件。螯合罐温度过低时，加热单元启动；螯合罐温度过高时，加热单元关闭。加热单元为常用于反应罐体的加热件，可设置于罐内，也可设置于管壁上，例如夹套罐。

优选的技术方案为，所述执行元件包括与所述螯合罐相配合的冷却单元开关。适宜的温度有助于螯合反应平衡向生成螯合物的方向进行。但是当温度超过一定限值会使螯合产品质量下降甚至报废。关闭加热单元的同时，打开冷却单元。与加热单元相同的，冷却单元可设置于罐内，也可设置于管壁上，例如夹套罐。冷却介质可以气体或者其他液体。

优选的技术方案为，所述加热单元和冷却单元均为夹套，夹套的上开口与加热介质进料管以及冷却介质回料管连接，下开口与冷却介质进料管以及加热介质回料管连接；所述夹套上连通有溢流管，所述执行元件还包括设置于所述溢流管上的溢流阀，或者执行元件还包括设置于所述溢流管上的溢流阀以及第一报警元件。当温度高于设定值时启动冷却循环系统并同时开启溢流管阀，或者进一步的开启报警元件。

优选的技术方案为，所述传感变送元件包括螯合罐压力采集元件，所述执行元件包括设置于所述螯合罐上的减压阀。当螯合罐内压力大于设定值时，开启减压阀释放压力，通常所释放的气体通过管道导入除臭系统。

为了便于精确的判定罐中物料液位，优选的技术方案为，所述螯合罐液位传感器包括高位传感器和低位传感器。

优选的技术方案为，所述传感变送元件还包括循环溶解投料罐液位传感器；所述执行元件包括给料阀和放料阀，所述给料阀设置于所述循环溶解投料罐的给料管路上，所述放料阀设置于所述循环溶解投料罐与螯合罐之间的放料管路上。循环溶解投料罐中的氨基酸原液进料量与微量元素等化合物的添加量密切相关，通过循环溶解投料罐的液位高度控制微量元素等化合物的加料速度，确保溶解中和或螯合过程中放热反应趋于平缓和/或更加准确的原料配比。

优选的技术方案为，所述原液储罐的进料管路和/或螯合罐和产成品储罐的连通管路上设置有过滤器，所述传感变送元件包括设置于所述过滤器出料侧管道上的流量传感器，所述执行元件包括第二报警元件和/或过滤器反冲管路上的反冲泵。通过将流量传感器的流量值与预定值比较，判断过滤器的堵塞程度，当流量值低于预定值时，开启反冲泵清理过滤器。

优选的技术方案为，所述原液储罐和/或产成品储罐内设置有通风管，所述通风管与风机连接，所述传感变送元件包括设置于原液储罐和/或产成品储罐内的物料温度传感器，所述执行元件包括风机的电源开关或者变频器。利用通风管向罐体内导入冷空气，冷空气与物料换热，降低物料温度。

本实用新型的优点和有益效果在于：

该实用新型氨基酸液体肥料生产控制系统中螯合罐的液位在预定高度或者高度范围内时，截断原液储罐出料以确保整个循环系统物料量，当循环溶解投料罐液位在预定高度时可截断循环溶解投料罐的进料并警示调整进料流量以确保循环溶解投料罐进出料流量尽可能相等，保证循环的正常进行。螯合罐和循环溶解投料罐液位在预设高度或范围内时，停止循环泵的运行并关断相关管道阀以保护相关泵避免空载（物料或空磨）运行而发生设备故障。该使用新型能实现氨基酸液体肥料自动化大规模生产。

附图说明

图1是实施例1氨基酸液体肥料生产系统的结构示意图；

图2是实施例1氨基酸液体肥料生产控制系统的原理结构示意图；

图3是实施例2氨基酸液体肥料生产系统的结构示意图；

图4是实施例2氨基酸液体肥料生产控制系统的原理结构示意图；

图5是实施例3氨基酸液体肥料生产系统的结构示意图；

图中：1、原液储罐；2、循环溶解投料罐；3、螯合罐；4、产成品储罐；5、过滤器；6、通风管；7、风机；8、溢流管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1-2所示，实施例1的氨基酸液体肥料生产控制系统包括沿出料顺序依次连通的原液储罐1、循环溶解投料罐2、螯合罐3和产成品储罐4，循环溶解投料罐2通过进料管路和回料管路与螯合罐3内循环连通，进料管路上设置有进料阀和循环泵，螯合罐高于循环溶解投料罐2设置，回料管路为重力管路且其上设置有循环阀，螯合罐3和产成品储罐4之间的排料管路上设置有排料阀，原液储罐1与循环溶解投料罐2之间的管路上设置有供料阀；

还包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和执行元件；

传感变送元件采集物理量数据并变送处理得到的电信号，将电信号传输给信号处理元件；信号处理元件预处理电信号，并将经过预处理的电信号传输给数据采集元件；数据采集元件接收经过预处理的电信号，转换并记录数据，将采集的信号传输给处理诊断元件；处理诊断元件对采集的信号进行处理和分析，将处理得到的数据与预设数据对比得出指令信号，并将指令信号传输给执行元件；

传感变送元件包括螯合罐3液位传感器，执行元件包括进料阀、排料阀以及循环泵和循环阀。

传感变送元件包括螯合罐3温度采集元件，执行元件包括与螯合罐3相配合的加热单元开关。实施例1的加热单元为设置有螯合罐3罐壁上的夹套，夹套共用于螯合罐3的加热和冷却，夹套的顶端连通有溢流管8，执行元件还包括设置于溢流管8上的溢流阀以及第一报警元件。第一报警元件的选择范围包括但不限于声光报警器。

传感变送元件包括螯合罐3压力采集元件，执行元件包括设置于螯合罐3上的减压阀。

螯合罐3的液位传感器包括高位传感器和低位传感器。

传感变送元件还包括循环溶解投料罐2液位传感器；执行元件包括给料阀和放料阀，给料阀设置于循环溶解投料罐2的给料管路上，放料阀设置于循环溶解投料罐2与螯合罐3之间的放料管路上。

原液储罐1和产成品储罐4内设置有通风管6，通风管与风机连接，传感变送元件包括设置于原液储罐1和产成品储罐4内的物料温度传感器，执行元件包括风机7的电源开关。

实施例2

如图3-4所示，实施例2基于实施例1，区别在于，原液储罐1的进料管路以及螯合罐3和产成品储罐4的连通管路上均设置有过滤器5，传感变送元件包括设置于过滤器5出料侧管道上的流量传感器，执行元件包括第二报警元件和过滤器5反冲管路上的反冲泵，具体的，原液储罐1进料管路上的过滤器5为粗滤器，主要滤除氨基酸原液中的残渣，而螯合罐3和产成品储罐4之间管路上的过滤器为精滤器，主要滤除液体肥料中的多余反应物例如微量元素化合物等，过滤器的滤孔大小根据实际情况具体确定。

实施例3

如图5所示，实施例3基于实施例2，区别在于，实施例3的生产装置中包含多个螯合罐3（图5中的数量为三个），螯合罐3均与循环溶解投料罐2形成内循环，还包括多个与螯合罐3相通的产成品储罐4（图5中的数量为两个）。

实施例1中自动控制如下：

1、根据螯合罐中液位的高度控制排料管路、与循环溶解投料罐的进料管路以及循环管路上的泵阀启闭：

1.1. 排料状态（产成品出料）：螯合罐中液位与低位传感器齐平，关闭排料管路上的排料阀；

1.1. 补料状态：螯合罐3中液位与低位传感器齐平，关闭排料阀，进料阀保持开启状态。液位位于高位传感器和低位传感器之间，保持出料阀关闭进料阀开启状态；螯合罐3中液位与高位传感器齐平，关闭原液储罐1供料阀停止向循环溶解投料罐2补料，同时开启循环泵和循环阀进入循环状态；

1.1. 循环状态：螯合罐中液位与高位传感器齐平，关闭进料阀和循环泵的同时打开循环阀，待液位低于高位传感器开启内循环管路上剩余的泵/阀（包括进料阀）。如此反复以调整进出料阀的流量尽可能相等，减少料阀的开关频次。

2、根据螯合罐中物料的温度控制加热单元的启停，进一步的，还控制冷却单元、溢流阀以及第一报警元件的启闭：物料的温度低于螯合反应温度区间最小值，开启加热单元，关闭冷却单元、溢流阀以及第一报警元件；物料的温度位于螯合反应温度区间中，维持开启加热单元，冷却单元、溢流阀以及第一报警元件；物料的温度高于螯合反应温度区间最大值，关闭加热单元，开启冷却单元、溢流阀以及第一报警元件。

3、根据螯合罐中的物料压力（罐内气压）控制减压阀的启闭：物料压力大于预定压力值区间最大值，开启减压阀；物料压力位于预定压力值区间中，或者低于预定压力值区间最小值，关闭减压阀；

4、根据循环溶解投料罐中物料的液位控制循环溶解投料罐给料管路（与原液储罐连接）和放料管路（与螯合罐连接）上的料阀启闭：

4.1.进料状态：循环溶解投料罐中液位与低位传感器齐平，关闭放料管路上的料阀和循环泵，给料管路上的料阀保持开启状态；液位高于低位传感器但低于高位传感器，放料管路上的料阀和循环泵保持保持关闭状态，给料管路上的料阀仍然保持开启状态；循环溶解投料罐中液位与高位传感器齐平，关闭给料管路上的料阀且开启放料管路上的料阀和循环泵，此时进入循环状态；

4.2. 循环状态：循环溶解投料罐中液位与高位传感器齐平，关闭给料管路上的料阀且开启放料管路上的料阀和循环泵，如此反复以调整进出料阀的流量尽可能相等维持循环正常进行。

5、根据原液储罐和产成品储罐中的物料温度控制相应罐体中通风管风机的启闭：原液储罐和产成品储罐中的物料温度过高，则开启通风管风机，温度过低则关闭通风管风机。也可以调节风机的进风量。

实施例2基于实施例1，还在于根据过滤器出料侧管道上的物料流量控制反冲泵的启停。

实施例3基于实施例1，还在于螯合罐可呈模块化有限量并列增加比如螯合罐1、螯合罐2、螯合罐3……等，当完成第一步循环后，螯合罐1可脱离循环自行继续进一步的螯合反应，循环溶解投料罐可与螯合罐2、3连通继续完成螯合罐2、3的补料、溶解和初步的循环鳌合。

实施例氨基酸液体肥料生产控制系统中液位传感器的型号为低位LV-Mini-72、高位LV10，用于检测罐内物料温度的传感器型号为TK55B，流量传感器的型号为FU外夹式超声波流量计，ND65 ;螯合罐压力采集元件的型号为 Y43-25，处理诊断元件为S7-300。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种氨基酸液体肥料生产控制系统，包括沿物料流向依次连通的原液储罐、循环溶解投料罐、螯合罐和产成品储罐，其特征在于，所述循环溶解投料罐的进料管路上设置有供料阀，所述循环溶解投料罐通进料管路和回料管路与螯合罐内循环连通；所述进料管路上设置有进料阀，所述回料管路上设置有循环阀，所述进料管路和/或回料管路上设置有循环泵，所述螯合罐和产成品储罐之间的排料管路上设置有排料阀；

还包括传感变送元件、信号处理元件、数据采集元件、处理诊断元件和执行元件；

传感变送元件采集物理量数据并变送处理得到的电信号，将电信号传输给信号处理元件；信号处理元件预处理电信号，并将经过预处理的电信号传输给数据采集元件；数据采集元件接收经过预处理的电信号，转换并记录数据，将采集的信号传输给处理诊断元件；处理诊断元件对采集的信号进行处理和分析，将处理得到的数据与预设数据对比得出指令信号，并将指令信号传输给执行元件；

所述传感变送元件包括螯合罐液位传感器，所述执行元件包括供料阀、进料阀、排料阀、循环阀和循环泵。

2.根据权利要求1所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述传感变送元件包括螯合罐温度采集元件，所述执行元件包括与所述螯合罐相配合的加热单元开关。

3.根据权利要求2所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述执行元件包括与所述螯合罐相配合的冷却单元开关。

4.根据权利要求3所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述加热单元和冷却单元均为夹套，夹套的上开口与加热介质进料管以及冷却介质回料管连接，下开口与冷却介质进料管以及加热介质回料管连接；所述夹套上连通有溢流管，所述执行元件还包括设置于所述溢流管上的溢流阀，或者执行元件还包括设置于所述溢流管上的溢流阀以及第一报警元件。

5.根据权利要求1所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述传感变送元件包括螯合罐压力采集元件，所述执行元件包括设置于所述螯合罐上的减压阀。

6.根据权利要求1所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述螯合罐液位传感器包括高位传感器和低位传感器。

7.根据权利要求1所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述传感变送元件还包括循环溶解投料罐液位传感器；所述执行元件包括给料阀和放料阀，所述给料阀设置于所述循环溶解投料罐的给料管路上，所述放料阀设置于所述循环溶解投料罐与螯合罐之间的放料管路上。

8.根据权利要求1所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述原液储罐的进料管路和/或螯合罐和产成品储罐的连通管路上设置有过滤器，所述传感变送元件包括设置于所述过滤器出料侧管道上的流量传感器，所述执行元件包括第二报警元件和/或过滤器反冲管路上的反冲泵。

9.根据权利要求1所述的氨基酸液体肥料生产控制系统，其特征在于，所述原液储罐和/或产成品储罐内设置有通风管，所述通风管与风机连接，所述传感变送元件包括设置于原液储罐和/或产成品储罐内的物料温度传感器，所述执行元件包括风机的电源开关或者变频器。

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