1 引言
饲料生产中加油是生产高浓度能量饲料的要求，饲料中添加脂肪还可使氨基酸减少氧化，提高氨基酸的消化率；能抑制葡萄糖和其他前体物质转化为脂肪；油脂能促进脂溶性维生素A，D，E，K和某些激素的吸收和利用；在高温条件下，还有利于提高能量摄入量，降低畜禽的体热增耗，减缓热应激；添加脂肪可有效地提高饲料的适口性，还可以降低配料过程中的粉尘，减少设备的的磨损。国内外的饲料加工设备厂商针对饲料加油这一要求，研制出了各种类型的饲料油脂添加设备。饲料加油设备按加油计量方式不同，分为流量计式、称重式、计量泵式加油三种。本文针对流量计式油脂添加设备的设计作系统分析。
2 流量计式加油设备的设计
饲料加油设备设计是一个系统的工程，要尽可能考虑到设备使用中可能遇到的的问题，针对每个问题采取切实可行的解决方案。加油设备与那些因素有关呢？ 设计加油设备要考虑的因素有过滤、油量油压、管路中油流的通断、油的计量、油的加热、调压力调流量，如自带喷雾装置的还要考虑压缩空气调制和喷涂的喷嘴。
2．1 系统设计
流量计式加油设备是集电液气机械于一体的机电一体化设备，它的设计也是一个系统工程。根据图2.1的诸方面因素，可以归类为四个部分：备油、加油、喷油、控制屏。 备油部分负责提供洁净、温度、配比符合要求的饲料油，加油部分负责提供压力流量符合要求的饲料油，喷涂部分负责将饲料油均匀喷涂到饲料上，电控部分负责协调三个部分动作。
其工作原理：
当需要备油时，电控通知备油泵、进油电磁阀同时打开，来自油仓的饲料油经过滤、计量加到油罐，经加热和和搅拌混合等待加油。当需要加油时，电控指令加油泵和电磁阀同时打开，将准备的油以合适的压力和流量送到喷涂装置。电控同时指令打开压缩空气调制送合适压力和流量的压缩空气到喷嘴，油和压缩空气在喷嘴混合喷出。
2．2 工艺流程设计
根据系统设计，喷涂部分在混料机处加油时，是为自身配套；当与其它喷涂设备配套时，喷涂部分不配。
其工作流程是：来自油库的不同种类饲料油依次经电磁阀1、2、3、4，经过滤器1过滤，经流量计1计量，由齿轮泵1将油泵入油罐，由搅拌器搅拌均匀。当需要加油时，电磁阀6和齿轮泵2同时打开，油经过滤2过滤，经溢流阀调压调流，经流量计2计量，进入空气雾化喷嘴，来自工厂的压缩空气经油水过滤器滤掉油水，经双联减压阀调压到合适的压力，压缩空气进入空气雾化喷嘴，与油混合，喷出。手动球阀1是为清理油罐用的，手动阀2是维修用的，手动阀3是排空管道用的或接压缩空气清空管路用。
2．3 电控流程
整个控制系统是由计算机集中控制，备油部分和加油部分分别各为一独立循环系统，加热部分由热传感器检测通过配料系统控制形成循环系统。热传感器、液位计通过配料系统构成异常关机系统。
控制系统工作过程如下：系统起动，配料系统起动备油系统，齿轮泵1和电磁阀1、2、3、4依次打开，向油罐加油，每种油的加入量由事先制定的配方决定，由流量计1计量。配料完，系统指令齿轮泵和电磁阀关。系统指令加温和搅拌，当温度合适，搅拌均匀后，待用。根据混合机配料请求，指令齿轮泵2、电磁阀6、7、8打开，开始喷涂，喷涂量由配方决定，流量计2计量。当液位传感器测得油罐中的油处于低液位时，反馈给系统，系统指令齿轮泵1和电磁阀1、2、3、4依次打开，向油罐加油，每种油的加入量由事先先制定的配方决定，由流量计1计量。当液位到达上液位时停止配料，同时加温和搅拌。备油和加油交替进行。当加热异常、油罐液位异常，则系统关机，待查明情况，恢复正常，再手动开机。当生产结束，系统停机。
2．4 设备技术指标
本加油设备可以自带喷嘴组成喷涂机组，也可以作为其它喷涂机（如滚筒式喷涂机、双螺旋喷涂机、真空喷涂机）的配套机，作为提供合适压力、流量的加油机。因此，其供油流量兼顾到一般喷涂机喷油量约8%左右，到真空喷涂机喷油量30%左右。其技术指标如下：
饲料生产率：25T/H
最大加油流量：180L/M
最大加油压力：2MPa
可同时加4种油
2．5 主体设计
根据前面的系统设计和工艺设计，那么机械设计要满足以下几个方面的要求，技术指标、易于生产、运输、安装、方便使用和维护，总体方案如图2.5所示。技术指标、流量、压力主要靠选择合适的压力泵和流量计来保证，为了方便运输安装、生产组装，采取分层整体结构，在层与层间留出较大的操作空间。罐体上装有蒸汽加热管和电接点温度计，还装有玻璃液位计和电控液位传感器。顶盖上留有气孔，在备油时，可以让罐内的空气出来；在加油时，可以让空气进去。顶盖上还装有搅拌器把各种油混合均匀。泵、过滤器、流量计、阀等部件装在罐体下面的空间里。只留四个进油接口和一个出油接口。
2．6 部件选择
好的部件才能保证设备整体性能优秀。选择部件的原则是在保证性能和质量的前提下，降低成本。
2．6．1 搅拌器
不同种类的油脂加在油罐里，不进行混合就加到到饲料里，会造成饲料营养的不均匀，必须进行混合均匀。本设计是在油罐顶部装搅拌器对油进行搅拌。常见的搅拌器种类有：射流式、轮盘式、叶轮式的，本设计选择射流式的，利用其强烈的混合作用，把油脂混合均匀。
2．6．2流量计
流量计是用来计量饲料流量的，它的精度直接关系到油脂添加的精度。目前市场上常见的流量计有，差压流量计、容积式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计。本设计选择的是旋转活塞式流量计，它是容积式流量计一种，适用于小流量计量，不受粘度影响，测量精度高，基本误差±1%，配光电脉冲转换器，通过光电脉冲转换器在配料系统中自动计量控制。
2．6．3过滤
因饲料油杂质较多，为了防止杂质堵塞压力仪表和喷嘴及对油泵的磨损，要对饲料油进行过滤，采用二级过滤，备油作为第一级，滤掉绝大部分杂质；加油为第二级，再进一步进行过滤，确保喷嘴通畅。由于第一级过滤滤出的杂质多，又要保证有足够的油流量，因此过滤器要大，采用桶式过滤器，如图2．6．4所示。它由过滤桶体，压杆、压盖、密封圈、过滤蓝（大约150目）、进油口、出油口构成。过滤蓝上有一提手，便于提出过滤蓝清理。
第二级过滤为精过滤（100~150目），由于经过第一次过滤后，杂质不多，用Y型过滤器过滤。
过滤器要定期清理，清理间隔根据饲料油干净程度决定。
过滤器进出油口通径与配套的油泵通径相同。
2．6．4溢流阀
溢流阀是起到限压限流的作用，确保到达喷嘴处的油压和流量符合要求，同时也起到一个安全阀作用，当前端发生堵塞时，给油一旁通回路，以防止油泵堵转损坏。溢流阀有直动型和先导型。本设计选用先导型，其调压范围在0~2.5MPa,通径与与之配套的油泵通径相同。
2．6．5 运输起吊
为了方便搬运和起吊，底面要留有空间高度大于150mm，方便铲车插入，同时也方便打扫卫生。油罐顶部四面焊有起吊环，以方便吊运安装。如图2．5所示。
2．6．6 加热方式
油脂的流动性随温度降低而降低，不同的油脂受温度影响不同。在北方冬天零度以下，油脂会凝固。因此，要正常加油，就要对油脂进行加热保温。油脂加热方式有蒸汽加热、电热管（片）加热、电热线加热等。本设计是采用蒸汽盘管浸入油中加热，由温度控制仪控温。输油管可采用保温层保温，也可以在保温层内加上电热电缆加热。
2．6．7 液位传感器
在油罐备油时，为了防止因备油泵控制失灵，油溢出罐外，要装电控液位传感器。油用液位传感器，一般有浮球式、音叉式、压力式、超声波、电容式等。本设计用超声波液位计。
为了方便现场观察液位，罐体侧面装玻璃管液位计。
2．6．8 油泵
选择油泵要考虑以下几个方面：输出压力要大于喷嘴处所需压力50~80%，以克服管道对油流造成的沿程压力损失。最好选择恒压泵，这样在调整流量时可保证喷雾压力，保证喷涂效果。输出流量要大于喷嘴处所需流量的30~50%，以抵消调压分流。尽量选取电机泵组成一体式，避免自已做泵与电机的连接，避免由于连接同轴性等误差影响性能，同时也方便生产组装。本设计选择泵与电机组装在一个底座上的一体式的齿轮泵。
2．6．9 电控阀
备油泵前要有电磁阀，它和泵同时开关，目的有二，一在不工作时防止饲料油自流，二在泵停止时，由于惯性作用，管中的油继续向油罐内流，造成计量误差。阀的耐压高于与之配套的泵，通径与泵相同。
加油泵后配电磁阀，也是与加油泵同时开关，目的是在泵停止状态下，切断油流，同时在空气清空管道时，防止空气吹到油罐内。阀的耐压高于与之配套的泵，通径与泵相同。
油罐蒸气加热由电磁阀控制，此电磁阀要用耐高温蒸汽电磁阀，公称直径1”，耐压按气源压力加安全余量选择。
2．6．10 压缩空气调制
压缩空气调制是在喷嘴为空气雾化喷嘴时，为其提供合适压力和流量的压缩空气。它由油水过滤器和调压装置组成。油水过滤器过滤掉压缩空气中的机油和水，调压装置将源压缩空气的压力调整到合适的压力。选择此装置时，要满足调压范围、流量、耐压的需要。
2．6．11 喷嘴
喷嘴是将加油泵送来的饲料油喷到饲料上。喷嘴在用在混料机上时，用普通喷嘴；在用在向饲料粒上喷油时用空气雾化喷嘴。为了喷雾均匀，喷雾形状宜选用矩形或扁形。选择喷嘴时按规定的喷雾压力下，其流量要略大于要求的流量。为了可以调节流量，宜选用可调流量喷嘴。
2．6．12 油管
油管可用镀锌钢管或耐压的橡胶油管，在管路与油罐联结部分可选用橡胶管，可减少电机工作时震动对油罐上的传感器的影响。其它部分用钢管。管子的通径与与之相联的泵阀通径相同，尽量不要用变径转换。
3 安装调试
安装调试是从合格设备到安装后能正常运行的重要一步。安装调试不正确，合格的设备也不一定能正常运行。
3．1 安装组合：
3．1．1 在制粒前。加油设备加喷雾装置（装在混料机上的喷嘴）
3．1．2 在制粒后。加油设备作为喷涂设备的提供合适压力、流量的计量泵油装置。它与其他喷雾装置相组合一起工作，如滚筒喷涂装置、双螺旋输送装置、真空喷涂机。
3．1．3 控制方面。可以单独控制，用自身控制屏。也可以与总配料控制中心连接，由中心统一控制。
3．2 调试
设备安装后，都要经过调试，一般顺序先空载调，再带载调；先单机调试，正常后再连机调。
3．2．1 空机调试
空机调试目的：验证接线正确如否，验证设备空载下运转是否正常。
在未通电状态下检查接线是否正确，确认无误，再通电看电磁阀动作是否正常，油泵的转动方向是否对，称重显示是否正常。一切正常后，进入带载调试。
3．2．2 带载调试
带载调试目的：验证管道有无渗露，压力仪表指示是否正常，电磁阀、油泵工作是否正常，过滤器及喷嘴工作情况，流量和压力是否达到要求。
在带载工作中，观察阀门、油泵工作是否正常，喷嘴喷雾是否正常，管道是否有渗露，仪表指示是否正常，如均正常，再调试称重。
4 结论
饲料加油设备设计是一个系统的工程，首先要采用系统分析的方法列出尽可能多的影响因素和设备生产、运输、安装、使用中可能遇到的的问题，针对每个问题提出若干个解决方案，在这些方案中选出最简单的经济实用方案。
