一种用于饲料加工的快速在线质量监测和水分自动调节系统的制作方法

1.本发明涉及饲料加工领域，具体涉及一种用于饲料加工的快速在线质量监测和水分自动调节系统。


背景技术：

2.饲料在加工过程中，加工完成的饲料通常处于高温状态，若直接将该状态下的饲料进行打包处理，则饲料会快速腐败，不利于长时间的储存。因而，在饲料加工完成后，通常会设立冷却步骤以降低饲料的温度。
3.现有的粮食、饲料加工企业通常采用物理冷却方式，由人员取样检测后根据所得结果，进行调整冷却效果参数，此方式需要相关专业人员要时时刻刻关注。现有技术中做到的是积极取样进行监测，而不能做到精准按时进行质量检测监测分析，出现水分较大差异异常后自动调整的功能，这种装置在工作时由现场人员根据检测结果进行控制装置的参数，费时费力而且数据不及时，在质量管控和环境温差较大时不能有效的根据结果进行及时提醒和调整，造成质量问题、水分损耗，使产品质量下降，水分损失增大，给企业经营带来严重的损失。
4.中国专利cn 105962397 b公开了一种饲料冷却装置及其冷却方法，包括冷却风机、冷却器和控制冷却器的控制系统，所述冷却器和冷却风机与控制冷却器的控制系统连接，所述冷却器仓体内部设置有至少一个料位传感器和至少一个热敏传感器，冷却器上部设置有进料电机和出风口，侧部设置有进风口，下部设置有下料机构，所述出风口与冷却风机连通。但是，该装置在发现温度出现偏差时，通过停止下料的方式来进行处理，使得饲料加工、生产过程变为不连续过程，容易产生生产波动，影响生产效率。
5.中国专利cn 113280569 a公开了一种饲料加工用冷却设备及饲料加工工艺包括冷却罐；冷却罐周侧面固定连接有一组呈圆周阵列分布的角座；一组角座底面均固定连接有支柱；冷却罐内壁固定安装有螺旋换热盘管；冷却罐内部固定设置有风冷腔；冷却罐周侧面分别固定连接有水冷液进管和水冷液出管；螺旋换热盘管两端分别与水冷液进管和水冷液出管连通；冷却罐轴心位置通过轴承转动连接有输料机构；冷却罐周侧面固定连接有主驱动电机；冷却罐底面固定连接有辅助电机。但是，该装置的各运行参数需要根据待冷却饲料的性质确定，难以应用于混合料的冷却；同时，该装置也无法实现自动调整，在出现温度偏差时，需要人工调整运行参数。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种用于饲料加工的快速在线质量监测和水分自动调节系统，可以在不同的环境下进行有效的、高质量的饲料冷却和质量管理检测监测，为生产高质量、高效益的饲料提供保障。
7.本发明的目的通过以下技术方案实现：
8.一种用于饲料加工的质量快速在线监测和水分自动调节系统，包括冷却器、自动
出料装置、饲料接收自转装置和饲料检测仪；
9.所述的冷却器上安装有用于调节冷却液位高度的调节装置；
10.所述的饲料接收自转装置包括转动设置的中心转轴以及沿中心转轴周向设置的若干个饲料托盘，所述的饲料托盘通过固定转臂与中心转轴固定连接，所述的饲料托盘绕中心转轴转动；
11.所述的自动出料装置倾斜设置，上端固定设置于冷却器靠近出口位置，下端对准饲料接收自转装置的饲料托盘设置；
12.所述的饲料检测仪对饲料托盘上的饲料进行检测。
13.饲料经所述的冷却器冷却后，部分进入自动出料装置，剩余部分由冷却器出口流出；进入自动出料装置的饲料经由自动出料装置送至饲料接收自转装置的饲料托盘上，饲料接收自转装置转动，使承载有饲料的饲料托盘转动至饲料检测仪处，饲料检测仪对饲料进行检测，并根据检测结果调节调节装置的位置以改变饲料在冷却器中的冷却时间。
14.优选地，所述的冷却器上还固定连接有饲料回流管；饲料经饲料检测仪检测后，经由饲料回流管回流至冷却器中。将饲料进行回流至冷却器后方工段，以减少饲料由于检测而造成的损失与现场管理。回流时可以借助如刮板等装置(固定于饲料回流管入口的上方)将饲料托盘上的饲料刮下，然后在重力的作用下流至饲料回流管中；或者也可以采用在转动到位(饲料回流管入口的上方)后，翻转饲料托盘使饲料托盘上的饲料在重力作用下自动滑落进入饲料回流管。
15.优选地，所述的饲料检测仪为近红外快速分析仪。近红外快速分析仪可以高效检测饲料中的各项参数，如温度、水分和蛋白质含量等企业质量标准所需要检测的各项功能。
16.优选地，所述的调节装置为电动螺杆。通过电动的方式控制螺杆的上下位置，进而改变冷却液位高度，以控制饲料在冷却器的冷却时间，使饲料的冷却效果和冷却后的参数能够达到要求的设定值。
17.优选地，该系统还包括系统控制柜，所述的系统控制柜分别与冷却器、自动出料装置、饲料接收自转装置、饲料检测仪和调节装置电连接。系统控制柜负责控制整个系统的运行，以完成各装置、各部件的自动调整。
18.优选地，所述的系统控制柜包括时间控制器；所述的时间控制器控制用于饲料加工的快速在线质量监测和水分自动调节系统每间隔20分钟进行一次检测。间隔20分钟进行一次检测时能够在保证饲料冷却质量的前提上，尽可能少的快速检测次数，以降低加工过程中生产成品饲料的质量和效益损失的影响。
19.优选地，所述的系统控制柜包括连续检测控制器；所述的连续检测控制器控制所述的系统进行连续检测。连续检测以保障饲料的质量和性能参数均能达标。
20.优选地，所述的系统控制柜控制规则为由开机后每间隔20分钟进行一次检测，当某次检测发现饲料参数与设定参数不相匹配时，第一时间进行报警记录(内置于系统控制柜中的记录器和报警器分别负责记录和报警，用于提醒工作人员，并可以在工作人员调阅记录时提供记录)并通过调节装置进行调整，并启用连续检测直至饲料参数能够稳定恢复至设定值，然后恢复为每间隔20分钟进行一次检测的间隔检测。通过间隔检测和连续检测相配合，可以实现合格达标产品的稳定产出：当间隔检测发现产品质量出现偏差时，可以通过连续检测能够快速恢复至稳定状态；而在稳定后再通过间隔检测的方式持续进行状态的
监测，可以减少能源消耗并降低物料损失，同时还可以提供稳定的产品性能。
21.优选地，所述的自动出料装置包括设置于出口处用于测定饲料质量的质量传感器，所述的质量传感器与系统控制柜电连接。通过质量传感器对流入自动出料装置的饲料进行质量测定，配合自动出料装置(比如通过阀门、挡板或伸缩板等组件)可以控制单次由自动出料装置进入饲料接收自传机构的饲料量，以保证每次的测定条件能够基本一致，进而使得结果之间具有可比性和可靠性。
22.优选地，所述的自动出料装置包括设置于出口处用于测定饲料温度的温度传感器，所述的温度传感器与系统控制柜电连接。在自动出料装置上设置温度传感器，能够在饲料流出的第一时间测定其温度，避免环境温度对测定数据的准确性造成较大的影响。
23.优选地，该系统还包括环境温度传感器，所述的环境温度传感器与所述的用于饲料加工的快速在线质量监测和水分自动调节系统设置于同一环境中，用于测定环境温度；所述的环境温度传感器与系统控制柜电连接。通过测定环境温度，可以实现在不同环境下进行自动调整，而无需根据固定的设定值进行调整，进而使得本系统能够自适应于(无需频繁的进行手动设定)不同的环境条件下的饲料冷却。
24.本发明的工作原理为：
25.饲料由冷却器的进料口进入冷却器进行冷却，部分饲料由自动出料装置处引出至饲料接收自转装置，剩余部分饲料则由冷却器的出料口处离开冷却器。进入饲料接收自转装置的饲料承载于饲料托盘上，随后饲料接收自转装置绕中心转轴发生旋转，使承载有饲料的饲料托盘转动至饲料检测仪处进行相关性能数据的检测；比对检测得到的性能与性能的要求值，并调整调节机构在冷却器入口处的位置以改变饲料在冷却器内的冷却时间，使流出冷却器的饲料能够满足产品质量性能要求。
26.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
27.1、本系统设置有系统控制柜，可以全程无人工干涉完成饲料加工过程中的质量快速在线监测、控制冷却温度和合理水分标准的全自动调节。同时还配置有环境温度传感器，能够通过环境温度传感器实时测定环境温度，并将环境温度测定值传送给系统控制柜，便于系统能够自行根据不同环境设置不同目标值，使得系统具有自适应功能，可以应用于多种不同环境下使用；并且由现场饲料数据检测结果与设定参数对比实时快速的调整饲料冷却液位高度，合理控制饲料水分，提高饲料产品质量和企业效益。
28.2、本系统自动控制20分钟进行一次检测，可以最大化根据环境气候温差进行目标参数的调整，充分保障最终得到的饲料产品的质量；通过控制时间间隔来控制检测频率相较于其他类型的控制方式，能够减少甚至去除人工操作，并且固定时间间隔得出的检测结果能够为持续调节或持续检测提供更好的趋势表现，也能更有计划性的进行变更和调整。
29.3、本系统由温度数据控制饲料温差，结果更准确，质量更可靠；可以适用于各类冷却器结构、型号，没有限制，具有良好的广适性。
30.4、本系统充分运用重力，将自动出料装置斜向设置，上端为饲料进口端，下端为饲料出口端，使进入自动出料装置的饲料在没有阻挡时可以借由重力自行下滑至饲料接收自转装置的饲料托盘上，降低了能量损耗，节能降耗。
31.5、通过设置时间控制器触发自动出料装置，开机启动后20分钟一次检测，根据环境温差和饲料检测数据参数控制液位上下，自动检测物料温度与水分含量并实时调节，使
饲料质量、水分和温度达到企业设定值标准相同，在不同季节中更能提高水分，解决不同环境温差下物料水分差异性，既保障企业质量更保障企业效益。
附图说明
32.图1为本发明的用于饲料加工的快速在线质量监测和水分自动调节系统的结构示意图；
33.图中：1-冷却器；2-自动出料装置；3-饲料接收自转装置；31-中心转轴；32-固定转臂；33-饲料托盘；4-饲料检测仪；5-调节装置；6-环境温度传感器；7-系统控制柜。
具体实施方式
34.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
35.实施例1
36.一种用于饲料加工的快速在线质量监测和水分自动调节系统，如图1所示，包括冷却器1、自动出料装置2、饲料接收自转装置3和饲料检测仪4；
37.冷却器1上安装有用于调节冷却液位高度的调节装置5；
38.饲料接收自转装置3包括转动设置的中心转轴31以及沿中心转轴31周向设置的若干个饲料托盘33，饲料托盘33通过固定转臂32与中心转轴31固定连接，饲料托盘33绕中心转轴31转动；
39.自动出料装置2倾斜设置，上端固定设置于冷却器1靠近出口位置，下端对准饲料接收自转装置3的饲料托盘33设置；
40.饲料检测仪4对饲料托盘33上的饲料进行检测。
41.更具体地，本实施例中：
42.系统整体位于厂房室内，以避免温度在太阳直射下的大幅度变化。系统整体包括一个冷却器1、一个饲料接收自转装置3、一个饲料检测仪4和一个系统控制柜7，其中冷却器1在靠近出口的位置开设了一个接口，与自动出料装置2相连通并且该自动出料装置2的另一端对准饲料接收自转装置3的一个饲料托盘33；饲料检测仪4设置在接收来自冷却器1的饲料的饲料托盘33的下一个转动位置处，用于检测该批饲料的性质是否达到要求；系统控制柜7设置在同一室内，并通过电信号(电线)与冷却器1、饲料接收自转装置3和饲料检测仪4电连接(图1中虚线表示电连接)，具体为系统控制柜7的i/o接口与冷却器1的电机、饲料接收自转装置3的电机以及饲料检测仪4的输入输出口相连接，用以指令各部件的开启与停止以及传输检测数据。
43.如图1所示，冷却器1上部(靠近进口处)安装有可以用于调节其内部冷却液液位高度的调节装置5，该调节装置5为电动螺杆，通过控制冷却液液位的高低来控制饲料在冷却器1中受到冷却的时间，具体来说，调节装置5是由装有电动螺杆的液位计，通过电动螺杆控制液位计的上下移动，改变冷却液位的高度，精准控制冷却液位的高度，进而实现饲料冷却时间的改变。在冷却器1下部(靠近出口处)固定连接自动出料装置2，可以在需要检测时通过该自动出料装置2向外连通至检测位，以流出少量饲料进行性能检测；同样在冷却器1下部(靠近出口处)还设置了一个饲料回流口，可以将已检测的饲料通过该饲料回流口以及连接该饲料回流口的饲料回流管返回至冷却器1内部与同批次的饲料相混合。
44.自动出料装置2整体向下倾斜，以更好地利用重力进行饲料的输送，以进一步降低能耗，具体来说，自动出料装置2的上端固定在冷却器1上并与冷却器1内部相通，下端则指向饲料接收自转装置3的饲料托盘33；倾斜度一般可以设置在15-30
°
左右，本实施例的自动出料装置2设置为约15
°
，以很好的使饲料能够滑落至饲料托盘33中，同时也不会具有较快的滑落速度以及过大的滑落量(防止滑出饲料托盘33，避免引起检测误差和饲料浪费)。为进一步使每一次出料能够得到更好的控制，在自动出料装置2内还设置了用于测定饲料质量的质量传感器，同时配置有阻止饲料随时滑落的挡板，在需要进行检测时，首先使冷却后的部分饲料进入自动出料装置2，经质量传感器的测定，在达到一定质量后结束自动出料装置2的进料，并开启挡板使已进入自动出料装置2的饲料一同落入饲料托盘33中；为满足该种动作方式，自动出料装置2可以采用双重挡板(隔板)的形式，第一重挡板设置于冷却器1内部，通过斜向的挡板使在不由自动出料装置2处出料时能使饲料顺利由冷却器1出口处离开，而在需要进行检测，即自动出料装置2需要进料时，能够缩回并露出进料通道，使部分饲料落入自动出料装置2内，此时第二重挡板(设置于自动出料装置2内部)可以挡住落入自动出料装置2内的饲料以防止其自由滑落，同时质量传感器对进入的饲料质量进行测定，在足够进行测量时，即达到质量设定值时，先伸出第一重挡板结束自动出料装置2的进料，随后打开第二重挡板，使饲料一同滑入饲料托盘33内；当然，在其他实施例中，也可以采用伸缩式进料通道的方式进行设计或者直接采用现有的市售产品进行使用。更进一步地，为了能够检测得到更为准确的温度数据，在自动出料装置2的内部安装有温度传感器，其在本实施例中与质量传感器安装在相近位置，进而可以在饲料接触空气之前(与环境温度发生热交换之前)测得饲料的温度，使得系统控制可以更加接近实际情况，能够进一步提供温度调控效果。
45.饲料接收自转装置3整体由中心转轴31以及饲料托盘33构成，具体来说，中心转轴31可转动地固定设置在冷却器1旁，饲料托盘33设有若干个，可根据实际需求和平衡状态进行调整(本实施例中设置8个，在保持平衡的基础上能够提供一定数量的备用饲料托盘33，即便其中常用的有所损坏，仍能继续使用)，通过固定转臂32连接至中心转轴31上，并且饲料托盘33沿中心转轴31均匀的周向设置(相邻2个饲料托盘33之间间隔45
°
)；其中一个饲料托盘33对准自动出料装置2的下端出口处，且中心转轴31每次旋转角度为45
°
(即每次旋转后总有一个饲料托盘33对准自动出料装置2的下端出口处)。根据需要，可以采用单向转动(单顺时针或单逆时针)的方式，不仅可以降低设备成本，并且还能充分利用上设置的多个饲料托盘33，减少设备的损坏可能；也可以设置为可以双向转动，此时饲料托盘33可以重复使用，因而可以减少设置数量；根据实际情况和需要选择单向电机或是双向电机，本实施例选用单向转动的方式，以配合多个饲料托盘33的使用。
46.在接收饲料(来自自动出料装置2的饲料)的饲料托盘33进行一次转动后便转动至饲料检测仪4处，饲料检测仪4采用近红外快速分析仪，可以快速完成水分、蛋白含量等质量多方面的性能测定，并将数据发送至系统控制柜7用于比较。饲料经过检测后，继续转动，在到达饲料回流管管口(与饲料检测仪4夹角45
°
的饲料托盘33停止转动的位置，图中未画出)时，饲料托盘33发生翻转使盛放于饲料托盘33上的饲料由饲料回流管在重力作用下经饲料回流口返回至冷却器1后方工段与同批次的饲料混合出料。
47.系统控制柜7内部设置了两套系统，包括时间控制器和连续检测控制器，两套系统
搭配使用，具体而言，时间控制器控制整个系统每20分钟进行一次检测，以提供基础保障，而当间隔检测过程中发现参数存在偏差时，启动连续检测控制器，在稳定恢复至目标值之前提供持续的检测和控制，使饲料的温度和水分能够快速达到要求。此外，系统控制柜7中还内置了可以记录检测得到的数据的记录器和用于提醒工作人员的报警器，报警器采用闪灯和响铃相结合的方式，并会向外界的操作终端传输报警信息。系统控制柜7的设置使本自动调节系统能够实现自动控制，减少人力的操作，避免人工引起的失误，进而能够提供性能合格达标的饲料产品。
48.为使整套系统能够进一步的根据环境温度进行自适应调整，系统控制柜7还通过电信号(电线)与环境温度传感器6相电连接(系统控制柜7的i/o接口与环境温度传感器6的输出端相连接，系统控制柜7接收来自环境温度传感器6的测定数据)，该环境温度传感器6同样设置在厂房内，可以测定得到环境温度并将温度数据传送给系统控制柜7进行参数的自动设定，进而可以实现不同环境下的自适应调整。
49.本实施例中的温度传感器和环境温度传感器6都采用红外线温度检测器，检测更为快速，便于及时反馈控制。
50.此外，本自动调节系统是根据目标要求和饲料的检测结果(主要为温度和水分)进行冷却液位的调整，因而可以不用根据饲料的自身性质和特性进行初始参数和目标参数的设定，可以避免一些由于非常规饲料的参数缺失或混合饲料的参数不足而需要进行多次实验，降低操作要求和限制，使用范围更为广泛。
51.本实施例的系统的工作方式具体为：
52.设定开机后20分钟自动启动一次检测，由时间控制器触发自动出料装置2进行进料，使饲料流入自动出料装置2中并进行温度检测和质量检测，在质量达到指定量后，饲料一同由自动出料装置2落入饲料接收自转装置3的饲料托盘33上，随后进行转动至饲料检测仪4处进行饲料性能参数的检测，检测完毕的饲料再次旋转至饲料回流管的入口处，并经饲料回流管回入冷却器1中与同批次饲料混合。系统控制柜7整合所有检测得到的数据(饲料温度、环境温度、水分蛋白质量等)，并进行计算比较，判断是否需要进行调控。若各项指标均满足设定值或设定范围，则以该条件继续运行；若发现偏差，设备立即报警记录并控制调节装置5的上下位置来调节冷却液的液位高度进而改变饲料的冷却时间以满足目标值。
53.假设：夏季温度30℃，设定饲料温度在室温下不高于室温5℃，企业饲料水分标准不高于13％(实际可以根据不同饲料、不同需求进行设定，此处仅作实例)蛋白含量18％(误差设定
±
0.5)。经过本实施例的系统检测发现检测饲料中水分12％《设定值13％，且饲料温度为30℃，未超过环境温度且距离范围上限具有一定的调节空间，蛋白含量17.8，系统控制柜7启动控制，向下调整调节装置5约3cm，冷却液位下降，使物流在冷却装置中与冷却液换热高度减少，冷却时间缩短，进而冷却后出来的饲料因为在冷却装置中时间短，使得温度有所增加(不超出35℃)，因而饲料损耗水分少，同时系统控制柜7一并启动连续检测控制器直到饲料水分和温度能够稳定于设定值附近。
54.本发明的工作原理为：
55.饲料由冷却器1的进料口进入冷却器1进行冷却，部分饲料由自动出料装置2处引出至饲料接收自转装置3，剩余部分饲料则由冷却器1的出料口处离开冷却器1。进入饲料接收自转装置3的饲料承载于饲料托盘33上，随后饲料接收自转装置3绕中心转轴31发生旋
转，使承载有饲料的饲料托盘33转动至饲料检测仪4处进行相关性能数据的检测；比对检测得到的性能与性能的要求值，并调整调节机构在冷却器1入口处的位置以改变饲料在冷却器1内的冷却时间，使流出冷却器1的饲料能够满足产品质量性能要求。
56.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。