一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统的制作方法

一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统，该复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统包括：进料机构、混料槽、旋转喷头、浆料导管、旋转喷头电机和控制系统。本发明能够生产体积大小均匀，有利于提高施肥效果的复合肥的生产系统；本发明控制系统可控制复合肥的浆料粘度，从而使复合肥颗粒大小均匀、易于吸收，利用率高、养分均匀。
【专利说明】一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统

【技术领域】
[0001] 本发明属于复合肥生活【技术领域】，尤其涉及一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小 的控制系统。

【背景技术】
[0002] 我国是一个人口众多的国家，粮食生产在农业生产的发展中占有重要的位置。通 常增加粮食产量的途径是扩大耕地面积或提高单位面积产量。根据我国国情，继续扩大耕 地面积的潜力已不大，虽然我国尚有许多未开垦的土地，但大多存在投资多、难度大的问 题。这就决定了我国粮食增产必须走提高单位面积产量的途径。施肥不仅能提高土壤肥力， 而且也是提高作物单位面积产量的重要措施。因此化肥是农业生产最基础且最重要的物质 投入。据联合国粮农组织（FA0)统计，化肥在对农作物增产的总份额中约占40%?60%。
[0003] 中国能以占世界7 %的耕地养活了占世界22 %的人口，可以说化肥起到举足轻重 的作用。
[0004] 目前，市面上出现了各种各样的化肥，主要有单质化肥和含有氮、磷、钾及其他养 分元素的复合化肥。复合肥的生产方法主要有团粒法、料浆法、挤压法和残混法等，主要是 将尿素、硝酸铵、重钙、氯化钾、等进行二次加工，制成含有氮、磷、钾等多种元素的复合肥。 复合肥的加工采用的是高塔造粒技术，造粒设备多为熔融料浆喷洒造粒设备，一般采用的 熔融料浆喷洒造粒设备有旋转式差动喷头造粒机、固定喷头造粒机和振动喷头造粒机，其 中，旋转式喷头造粒机的应用最为广泛。复合肥的造粒原理为将熔融料浆通过专门造粒喷 头以细射流液柱的形式喷出，喷出的液柱在空气中接触时，断裂成为液滴，进而冷凝成球形 颗粒，然后通过传送带及时将冷凝成的球形颗粒传送出来。
[0005] 在复合肥的生产过程中，复合肥浆料的粘度为粘合成球创造条件，如果没有粘度 颗粒就造不出来，如果粘度过高，则易产生大球，从而导致生产出来的复合肥颗粒大小不均 匀。在现有的生产设备中，无论采取旋转式差动喷头造粒机、固定喷头造粒机、振动喷头造 粒机或是其他造粒机，由于混合槽中复合肥浆料的压力在不断变化，因此导致了复合肥浆 料的粘度也跟着不断变化，又由于复合肥的颗粒大小与复合肥浆料的粘度相关，进而导致 了生产出来的复合肥的颗粒大小不均匀。复合肥的颗粒大小不均匀将造成复合肥的养分不 均匀，容易影响农作物的生长效率和降低农作物的产量。在给农作物施肥的时候还存在溶 解速度不一致，造成小颗粒融解太快而大颗粒的难以溶解，使农作物不能完全吸收所施加 的肥料，导致肥料的利用率不高，造成浪费。另，复合肥颗粒大小的均匀性不仅在质量上对 复合肥造成重大的影响，也给复合肥的推广和销售带来负面的影响，在同等质量的情况下， 人们都会购买颗粒均匀的复合肥。
[0006] 因此急需一种能够控制复合肥的浆料粘度，从而使生产出来的复合肥的颗粒大小 均匀的控制系统。
[0007] 现实的生产经验是：无论采取旋转式差动喷头造粒机、固定喷头造粒机和振动喷 头造粒机生产造粒或是其他造粒机，由于在混合槽中的复合肥浆料温度或者压强不能一直 保持一致，或是造粒机的喷头转速不均匀，导致了生产出来的复合肥颗粒总是不能很好地 控制颗粒体积的大小。颗粒体积的大小不均匀的复合肥首先是引起市场卖相不高，更重要 的是溶解速度不一致，造成小颗粒融解太快而大颗粒的难以溶解。于是，不能达到在恰当的 时机让农作物及时吸收预定的复合肥的量，从而不能达到预期的施肥目的，降低了施肥的 效果。影响农作物的生长效率和降低农作物的产量。


【发明内容】

[0008] 本发明实施例的目的在于提供一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统， 旨在提供能够控制复合肥的浆料粘度，从而使生产出来的复合肥颗粒大小均匀、易于吸收， 进而使复合肥的利用率高、养分均匀，并使施肥效果和销售量得到大幅度提高，能够生产颗 粒大小均匀、有利于提高施肥效果的复合肥的生产系统。
[0009] 本发明实施例是这样实现的，一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统， 该复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统包括：进料机构、混料槽、旋转喷头、浆料导 管、旋转喷头电机和控制系统；
[0010] 进料机构给混料槽进料，混料槽具有与浆料导管连通的出料口，浆料导管的一端 与出料口连通，浆料导管的另一端与旋转喷头连通，混料槽内的复合肥浆料通过浆料导管 进入旋转喷头电机带动的旋转喷头进行造粒，控制系统分别与进料机构和旋转喷头电机电 连接，其特征在于：控制系统包括静态测试装置及静态粘度控制系统，静态粘度控制系统包 括温度传感器、温度传感器处理装置、信号放大装置、转速控制器及进料比例控制器，静态 测试装置具有至少两个呈中空结构的静态容器，静态容器与混料槽连通，静态容器将从混 料槽内分流出来的复合肥浆料变为静止状态，温度传感器对应安装于静态容器内并将检测 到的复合肥浆料的温度的高低通过检测电流的形式输出，温度传感器处理装置接收检测电 流并形成检测电流信号，并通过信号放大装置形成控制信号，控制信号输出到转速控制器 及进料比例控制器，转速控制器控制旋转喷头电机的转速，进料比例控制器控制复合肥浆 料的进料比例；
[0011] 控制系统还包括静态测试装置及静态粘度控制系统，静态粘度控制系统包括压力 传感器、压力传感器处理装置、信号放大装置、转速控制器及进料比例控制器，静态测试装 置具有至少两个呈中空结构的静态容器，静态容器与混料槽连通，静态容器将从混料槽内 分流出来的复合肥浆料变为静止状态，压力传感器对应安装于静态容器内并将检测到的复 合肥浆料的压力的大小以检测电流的形式输出，压力传感器处理装置接收检测电流并形成 检测电流信号，并通过信号放大装置形成控制信号，控制信号输出到转速控制器及进料比 例控制器，转速控制器控制旋转喷头电机的转速，进料比例控制器控制复合肥浆料的进料 比例。
[0012] 进一步，静态测试装置还包括测试控制器及静态测试选择开关，静态容器开设有 入口和出口，入口与混料槽连通，出口与浆料导管连通，入口和出口处分别安装有静态测试 选择开关，测试控制器与静态测试选择开关电连接并控制静态测试开关打开或关闭。
[0013] 进一步，静态测试装置还抽浆泵及静态测试分流管，静态测试分流管连通静态容 器的入口与混料槽及连通静态容器的出口与浆料导管，抽浆料泵安装于静态测试分流管上 并与测试控制器电连接。
[0014] 进一步，转速控制器包括施密特触发器和变频器，变频器与旋转喷头电机电连接， 施密特触发器接收控制信号并输出脉冲宽度调制信号，变频器接收脉冲宽度调制信号以控 制旋转喷头电机的转速，信号放大装置通过施密特触发器及变频器与旋转喷头电机电连 接。
[0015] 进一步，施密特触发器由555集成电路构成，555集成电路的电源端和复位端外接 低压直流电源，低压直流电源还串联有第一电阻及第二电阻且还与555集成电路的接地端 电连接，555集成电路的触发端和阀值电压端均电连接于第一电阻及第二电阻之间，第一电 阻及第二电阻之间作为施密特触发器的输入端。
[0016] 进一步，还包括反相器，反相器电连接于信号放大装置与施密特触发器之间。
[0017] 进一步，信号放大装置包括第一级放大电路及第二级放大电路；
[0018] 第一级放大电路包括第一集成块及第三电阻，第一集成块具有输入端、反馈端及 输出端，第一集成块的输入端及反馈端分别与压力传感器处理装置的两差分输出端电连 接，第三电阻外接于第一集成块的输入端与输出端之间，第一集成块的反馈端对地外接有 高阻值电阻，第一级放大电路的放大倍数由第三电阻控制；第二级放大电路包括第二集成 块及第四电阻，第四电阻外接于第二集成块的输入端与输出端之间，第二集成块的输入端 对地外接有高频电容，第二级放大电路的放大倍数由外接第四电阻控制。
[0019] 进一步，第一级放大电路的输出端与第二级放大电路的输入端之间电连接有串联 的第五电阻和滑动电阻。
[0020] 进一步，滑动电阻与第二级放大电路的输入端之间并联有可调节阻值的第一电位 器，第一电位器两端分别电连接有与低压直流电源电连接的第二电位器和第三电位器。
[0021] 进一步，进料机构包括氮浆料槽、磷浆料槽、钾浆料槽、氮浆料流量开关、磷浆料流 量开关及钾浆料流量开关，进料比例控制器能分别通过氮浆料流量开关、磷浆料流量开关 及钾浆料流量开关调节复合肥浆料的进料比例。
[0022] 本发明提供的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统，包括温度传感器装 置、温度传感器处理装置、信号放大装置、转速控制器及进料比例控制器，所述温度传感器 装置置于所述混料槽内，将检测到的复合肥浆料的温度的高低通过检测电流的形式输出， 所述温度传感器处理装置接收所述检测电流并形成检测电流信号，并通过所述信号放大装 置形成控制信号，所述控制信号输出到所述转速控制器及所述进料比例控制器，所述转速 控制器控制所述旋转喷头电机的转速，所述进料比例控制器控制所述复合肥浆料的进料比 例。由于复合肥浆料在所述旋转喷头的旋转下向外喷出，并形成复合肥颗粒，复合肥颗粒体 积的大小与复合肥浆料的粘度及所述旋转喷头的转速的大小有关。而在一定的温度范围 内，复合肥浆料的粘度与其温度成反比而与旋转喷头的转速成正比。因此，所述温度传感器 装置测试复合肥浆料的温度变低时，侧会通过所述旋转喷头转速控制系统降低所述旋转喷 头的转速的同时所述进料比例控制器升高所述复合肥浆料的粘度，而所述温度传感器装置 测试复合肥浆料的温度变高时，则会通过所述旋转喷头转速控制系统提升所述旋转喷头的 转速的同时所述进料比例控制器降低所述复合肥浆料的粘度，以达到保持复合肥颗粒体积 大小均匀一致。
[0023] 与现有技术相比，本发明还包括分别与所述进料机构和旋转喷头电机电连接的浆 料粘度控制装置，所述浆料粘度控制器包括压力传感器、压力传感器处理装置、信号放大装 置、转速控制器及进料比例控制器，所述压力传感器设于所述静态容器内。在复合肥的生产 过程中，复合肥浆料在所述旋转喷头的旋转下向外喷出形成复合肥颗粒。由于复合肥的颗 粒大小与复合肥的浆料粘度大小有关，而复合肥的浆料粘度大小与压力的大小、旋转喷头 的转速及所述进料机构内各种养分元素的进料比例有关，其中，压力与粘度成正比关系，转 速与粘度成反比关系，即压力越大，复合肥的浆料粘度就越大，转速越快粘度就越小。因此， 本发明所述复合肥浆料粘度的控制系统先利用压力传感器检测混料槽内的复合肥浆料的 压力，然后通过所述压力传感器处理装置和所述信号放大装置把检测到的压力大小以控制 信号的形式传送到所述转速控制器和所述进料比例控制器，由所述转速压力传感器控制所 述旋转喷头电机的转速，从而控制所述旋转喷头的转速，同时由所述进料比例控制器控制 所述进料机构内各种养分元素的进料比例，从而改变复合肥的浆料粘度大小，进而使生产 出来的复合肥颗粒大小均匀、易于吸收，进而使复合肥的利用率高、养分均匀，并使施肥效 果和销售量得到大幅度提高。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 图1是本发明实施例提供的复合肥颗浆料粘度的控制系统的结构示意图；
[0025] 图2是本发明实施例提供的复合肥颗浆料粘度的控制系统的静态粘度控制系统 的结构模块图；
[0026] 图3是本发明实施例提供的图2所示所述转速控制器的结构模块图；
[0027] 图4是本发明实施例提供的复合肥颗浆料粘度的控制系统的施密特触发器的电 路原理图；
[0028] 图5是本发明实施例提供的复合肥颗浆料粘度的控制系统的信号放大装置与施 密特触发器连接的结构模块图；
[0029] 图6是本发明实施例提供的复合肥颗浆料粘度的控制系统的信号放大装置的电 路原理图；
[0030] 图7是本发明实施例提供的复合肥颗粒体积大小控制系统的示意图；
[0031] 图8是本发明实施例提供的复合肥颗粒体积大小控制系统的粘度控制系统的结 构模块图；
[0032] 图9是本发明实施例提供的复合肥颗粒体积大小控制系统的信号放大装置的电 路原理图；
[0033] 图10是本发明实施例提供的复合肥颗粒体积大小控制系统的施密特触发器的电 路原理图。
[0034] 图11是本发明实施例提供的复合肥颗粒体积大小控制系统的信号放大装置与施 密特触发器连接的结构模块图。

【具体实施方式】
[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0036] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0037] 如图1所示，本发明实施例的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统包括： 进料机构、混料槽、旋转喷头、浆料导管及旋转喷头电机，混料槽内的复合肥浆料通过浆料 导管进入旋转喷头电机带动的旋转喷头进行造粒，其中，包括控制系统，控制系统包括温度 传感器装置、温度传感器处理装置、信号放大装置、转速控制器及进料比例控制器，温度传 感器装置将检测到的复合肥浆料的温度的高低通过检测电流的形式输出，温度传感器处理 装置接收检测电流并形成检测电流信号，并通过信号放大装置形成控制信号，控制信号输 出到转速控制器及进料比例控制器，控制旋转喷头电机的转速及复合肥浆料的进料比例。 控制系统进一步的包括复合肥浆料粘度的控制系统和复合肥颗粒体积大小控制系统。
[0038] 改进复合肥生产工艺，成功将活性助剂添加到复合肥中，并使其具有生物活性。在 复合肥造粒前，多种养分混合后通过自有专利技术复合肥颗粒体积大小控制系统和复合肥 浆料粘度的控制系统进行充分的均匀混合，控制产品颗粒的养分均匀度，将肥料活性物质 与复混肥进行均匀复配，完成一体化操作。
[0039] 现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如 上所述，本发明提供了一种复合肥浆料粘度的控制系统，所述复合肥浆料粘度的控制系统 同时利用转速控制器和进料比例控制器控制复合肥的浆料粘度，从而使生产出来的复合肥 颗粒大小均匀、易于吸收，进而使复合肥的利用率高、养分均匀，并使施肥效果和销售量得 到大幅度提1?。
[0040] 参考图1-3,所述复合肥浆料粘度的控制系统包括进料机构10、混料槽20、旋转喷 头30、浆料导管40、控制系统50及旋转喷头电机60,所述进料机构10给所述混料槽20进 料，所述混料槽20具有与所述浆料导管40连通的出料口 20a，所述浆料导管40的一端与所 述出料口 20a连通，所述浆料导管40的另一端与所述旋转喷头30连通，所述混料槽20内 的复合肥浆料通过所述浆料导管40进入所述旋转喷头30,所述旋转喷头电机60带动的所 述旋转喷头30进行造粒，所述控制系统50分别与所述进料机构10和旋转喷头电机60电连 接，其中，所述控制系统50包括静态测试装置510及静态粘度控制系统520,所述静态粘度 控制系统520包括压力传感器521、压力传感器处理装置522、信号放大装置523、转速控制 器524及进料比例控制器525,所述静态测试装置510具有至少两个呈中空结构的静态容器 511，所述静态容器511与所述混料槽20连通，所述静态容器511将从所述混料槽20内分 流出来的复合肥浆料变为静止状态，所述压力传感器521对应安装于所述静态容器511内 并将检测到的复合肥浆料的压力的大小以检测电流的形式输出，所述压力传感器处理装置 522接收所述检测电流并形成检测电流信号，并通过所述信号放大装置523形成控制信号， 所述控制信号输出到所述转速控制器524及所述进料比例控制器525,所述转速控制器524 控制所述旋转喷头电机60的转速，所述进料比例控制器525控制所述复合肥浆料的进料比 例。具体地，所述转速控制器524包括施密特触发器524a和变频器524b，所述变频器524b 与所述旋转喷头电机60电连接，所述施密特触发器524a接收所述控制信号并输出脉冲宽 度调制信号，所述变频器524b接收所述脉冲宽度调制信号以控制所述旋转喷头电机60的 转速。
[0041] 参考图4,所述施密特触发器524a包括用于接收所述信号放大装置523形成的控 制电流的输入端Vi及输出端Vo,所述施密特触发器524a通过所述输入端Vi接收所述控 制电流后通过所述输出端Vo输出脉冲宽度调制信号，所述变频器524b接收所述脉冲宽度 调制信号以控制所述旋转喷头电机60。具体地，所述施密特触发器524a由555集成电路 构成，所述555集成电路的电源端4和复位端8外接低压直流电源U，具体地，所述低压直 流电源U是5伏特的直流稳压电源，所述低压直流电源U还串联有第一电阻R1及第二电阻 R2且还与所述555集成电路的接地端电连接，所述555集成电路的触发端2和阀值电压端 6均电连接于所述第一电阻R1及所述第二电阻R2之间，所述第一电阻R1及所述第二电阻 R2之间作为所述施密特触发器524a的输入端Vi。具体地，所述第一电阻R1和所述第二电 阻R2起到电压偏置作用，通过电压的偏置，以确保满足所述触发端2和所述阀值电压端6 的电压输入的要求。
[0042] 参考图5,所述调节转速控制复合肥浆料粘度的控制系统还包括反相器526,所述 反相器526电连接于所述信号放大装置523与所述施密特触发器524a之间。由于上述施 密特触发器524a是低电平有效，因此设置所述反相器526是为了能够使得所述施密特触发 器524a能够正常工作。
[0043] 参考1，所述静态测试装置510包括测试控制器（图中未示）、静态测试选择开关 512、静态测试选择开关513、静态测试选择开关514、静态测试选择开关515、所述静态容器 511a与所述静态容器511b均开设有入口和出口，所述入口与所述混料槽20连通，所述出 口与所述浆料导管40连通，所述入口和出口处分别安装有静态测试选择开关，所述测试控 制器与所述静态测试选择开关电连接并控制所述静态测试开关打开或关闭。因此能够有效 地使所述测试控制器控制所述静态容器51 la与所述静态容器51 lb注入或者排出复合肥浆 料。
[0044] 具体地，所述静态测试装置510还包括抽浆泵516及静态测试分流管517,所述静 态测试分流管517连通所述静态容器51 la与所述静态容器51 lb的入口与混料槽20及连通 所述静态容器511a与所述静态容器511b的出口与浆料导管40,所述抽浆料泵516安装于 所述静态测试分流管517上并与所述测试控制器电连接。设置抽浆泵516能够保证给所述 静态容器511a与所述静态容器511b注入待测试的复合肥浆料，所述出口与所述浆料导管 40连通能够使得完成静态测试的复合肥浆料回收。所述静态测试装置510的工作原理是： 初始状态，所述多个所述静态测试选择开关均为关闭，所述测试控制器对所述多个所述静 态测试选择开关的操作顺序是：定时打开静态测试选择开关512、静态测试选择开关513、 静态测试选择开关514、静态测试选择开关515,静态测试选择开关512或静态测试选择开 关514打开的同时打开所述抽浆泵516,而静态测试选择开关513或静态测试选择开关515 打开的同时关闭所述抽浆泵516,复合肥浆料通过所述静态分流管514流入静态容器511a 与静态容器511b，待复合肥浆料变为静止状态，所述静态测试控制器控制所述压力传感器 521感应流入静态容器511a与静态容器511b内的复合肥浆料的压力并将将检测到的复合 肥浆料的压力的大小以检测电流的形式输出，所述压力传感器处理装置522接收所述检测 电流并形成检测电流信号，并通过所述信号放大装置523形成控制信号，所述控制信号输 出到所述转速控制器524及所述进料比例控制器525，所述转速控制器524控制所述旋转喷 头电机60的转速，所述进料比例控制器525控制所述复合肥浆料的进料比例。设置所述至 少两个静态容器511a、静态容器511b能够提高实时检测复合肥浆料压力的频率，能够更好 地通过静态粘度控制系统控制复合肥浆料的粘度以进一步控制复合肥颗粒体积的大小。
[0045] 具体地，所述进料机构10包括氮浆料槽11、磷浆料槽12、钾浆料槽13、氮浆料流量 开关11a、磷浆料流量开关12a及钾浆料流量开关13a，所述进料比例控制器525能分别通 过所述氮浆料流量开关11a、所述磷浆料流量开关12a及所述钾浆料流量开关13a调节所述 复合肥浆料的进料比例。所述料比例控制器525通过所述氮浆料流量开关11a、所述磷浆料 流量开关12a及所述钾浆料流量开关13a调节所述复合肥浆料的进料比例，以调节所述复 合肥浆料的粘度。
[0046] 参考图6,所述信号放大装置523包括第一级放大电路210及第二级放大电路 220 ;所述第一级放大电路210包括第一集成块211及第三电阻R3,所述第一集成块211具 有输入端21a、反馈端21b及输出端21c，所述第一集成块的输入端21a及反馈端21b分别 与所述压力传感器处理装置522的两差分输出端522a、522b电连接，所述第三电阻R3外接 于所述第一集成块的输入端21a与输出端21c之间，所述第一集成块的反馈端21b对地外 接有高阻值电阻R，所述第一级放大电路210的放大倍数由第三电阻R3控制；所述第二级 放大电路220包括第二集成块221及第四电阻R4,所述第四电阻R4外接于所述第二集成 块的输入端22a与输出端22b之间，所述第二集成块的输入端22a对地外接有高频电容C， 所述第二级放大电路220的放大倍数由外接第四电阻R4控制；所述第一级放大电路的输出 端21c与所述第二级放大电路的输入端22a之间电连接有串联的第五电阻R5和滑动电阻 R10 ;所述滑动电阻R10与所述第二级放大电路的输入端22a之间并联有可调节阻值的第一 电位器R11，所述第一电位器R11两端分别电连接有与低压直流电源+VCC和-VCC电连接 的第二电位器R12和第三电位器R13。所述第一集成块的反馈21b端连接一高阻值电阻R 使得所述第一集成块211同相输入端21a和反相输入端21b的输入阻值相等，有利于提高 输入阻抗和减小电位差；所述第二集成块的输入端22a对地外接一高频电容C，可以实现对 第一级放大电路210输出信号的滤波；所述第五电阻R5和滑动电阻R10的设置是为了实 现所述第一级放大电路的输出作为所述第二级放大电路的输入时，能够达到阻抗匹配，亦 能实现对放大倍数的控制；而设置三个串联的电位器R11、R12、R13并接上低压的直流电源 +VCC、-VCC，目的是补偿电流在流经第一级放大电路210及第二级放大电路220时的损耗。
[0047] 现结合图1-6对本发明复合肥浆料粘度的控制系统的工作原理进行分析：
[0048] 在正常的工作环境下，复合肥的浆料粘度为某一固定值，此时生产出来的复合肥 的颗粒大小均匀。在复合肥的生产过程中，首先利用置于所述静态容器511内的压力传感 器521检测复合肥浆料的压力，由于浆料的粘度与压力成正比关系，当检测到的压力变大 时，说明浆料的粘度也相应的变大；接着所述压力传感器521把检测到的压力以检测电流 的形式输出给所述压力传感器处理装置522 ;再接着所述压力传感器处理装置522又把接 收到的所述检测电流以检测电流信号的形式输出给所述信号放大装置523 ;然后经所述信 号放大装置523把所述检测电流信号放大并以控制信号的形式输出给所述转速控制器524 和所述进料比例控制器525 ;最后由所述转速控制器524控制所述旋转喷头电机60的转 速，从而控制所述旋转喷头30的转速，由于所述旋转喷头30的转速与所述复合肥浆料的粘 度成反比关系，所以通过控制所述旋转喷头30的转速加快可使复合肥的浆料粘度减小，同 时由所述进料比例控制器525控制所述进料机构10内氮、磷、钾等元素的进料比例，所述进 料机构10内的氮、磷、钾等元素在一定的比例范围内可使复合肥的浆料粘度变小，因此同 时利用所述转速控制器524和所述进料比例控制器525可使所述复合肥的浆料粘度保持在 所述某一固定值，进而使生产出来的复合肥的颗粒大小均匀。同理，当所述压力传感器521 检测到的压力变小时，复合肥的浆料粘度相应的变小，此时同时利用所述转速控制器524 及所述进料比例控制器525控制所述复合肥的浆料粘度变大，从而使所述复合肥的浆料粘 度保持在某一固定值，使得生产出来的复合肥的颗粒大小均匀。
[0049] 本发明复合肥浆料粘度的控制系统所涉及的反相器526、变频器524b的工作原理 及电路原理均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。
[0050] 由上可知，在复合肥的生产过程中，复合肥浆料在所述旋转喷头30的旋转下向外 喷出形成复合肥颗粒，由于复合肥的颗粒大小与复合肥的浆料粘度大小有关，而复合肥的 浆料粘度大小与压力的大小、旋转喷头30的转速及所述进料机构10内各种养分元素的进 料比例有关，其中，压力与粘度成正比关系，转速与粘度成反比关系，即压力越大，复合肥的 浆料粘度就越大，转速越快粘度就越小。因此，本发明所述复合肥浆料粘度的控制系统先利 用压力传感器521检测静态容器511内的复合肥浆料的压力，然后通过所述压力传感器处 理装置522和所述信号放大装置523把检测到的压力大小以控制信号的形式传送到所述转 速控制器524和所述进料比例控制器525,由所述转速控制器524控制所述旋转喷头电机 60的转速，从而控制所述旋转喷头30的转速，同时由所述进料比例控制器525控制所述进 料机构10内各种养分元素的进料比例，从而改变复合肥的浆料粘度大小，使生产出来的复 合肥颗粒大小均匀、易于吸收，进而使复合肥的利用率高、养分均匀，并使施肥效果和销售 量得到大幅度提1?。
[0051] 现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如 上所述，如图7、图8及图9所示，本发明提供了一种复合肥颗粒体积大小控制系统，包括进 料机构9、混料槽10、旋转喷头11、浆料导管12、控制系统200及旋转喷头电机13,所述进料 机构9给所述混料槽10进料，所述混料槽10具有与所述浆料导管12连通的出料口 10a，所 述浆料导管12的一端与所述出料口 10a连通，所述浆料导管12的另一端与所述旋转喷头 11连通，所述混料槽10内的复合肥浆料通过所述浆料导管12进入所述旋转喷头电机13带 动的所述旋转喷头11进行造粒，所述控制系统分别与所述进料机构9和旋转喷头电机13 电连接，其中，所述控制系统包括静态测试装置30及静态粘度控制系统200,所述静态粘度 控制系统200包括温度传感器15、温度传感器处理装置15a、信号放大装置16、转速控制器 20及进料比例控制器19,所述静态测试装置30具有至少两个呈中空结构的静态容器36a、 静态容器36b，所述静态容器36a与所述静态容器36b均与所述混料槽10连通，所述静态 容器36a将从所述混料槽10内分流出来的复合肥浆料变为静止状态，所述温度传感器15 对应安装于所述静态容器36a与所述静态容器36b内，将检测到的复合肥浆料的温度的高 低通过检测电流的形式输出，所述温度传感器处理装置15a接收所述检测电流并形成检测 电流信号，并通过所述信号放大装置16形成控制信号，所述控制信号输出到所述转速控制 器20及所述进料比例控制器19,所述转速控制器20控制所述旋转喷头电机13的转速，所 述进料比例控制器19控制所述复合肥浆料的进料比例。如图5所示，具体地，所述信号放 大装置16通过施密特触发器17及变频器18与所述旋转喷头电机13电连接。更具体地， 所述复合肥颗粒体积大小控制系统还包括反相器16a，所述反相器16a电连接于所述信号 放大装置16与所述施密特触发器17之间。由于所述施密特触发器17是低电平有效，因此 设置所述反相器16a是为了能够使得所述施密特触发器17能够正常工作。所述施密特触 发器17接收所述控制信号后输出脉冲宽度调制信号，所述变频器18接收所述脉冲宽度调 制信号以控制所述旋转喷头电机13的转速。具体地，所述施密特触发器17555集成电路构 成，所述555集成电路的电源端4和复位端8外接低压直流电源401，具体地，所述低压直流 电源401是5伏特的直流稳压电源，所述低压直流电源401还串联有第二电阻R2及第三电 阻R3且还与所述555集成电路的接地端1电连接，所述555集成电路的触发端2和阀值电 压端6均电连接于所述第二电阻R2及所述第三电阻R3之间，所述第二电阻R2及所述第三 电阻R3之间作为所述施密特触发器401的输入端Vi。具体地，所述第二电阻R2和第三电 阻R3起到电压偏置作用，通过电压的偏置，以确保满足所述触发端和所述阀值电压端的电 压输入的要求。
[0052] 较佳者，如图7所示，所述静态测试装置30还包括测试控制器（图中未示）及静态 测试选择开关31、静态测试选择开关32、静态测试选择开关33、静态测试选择开关34,所述 静态容器36a与所述静态容器36b均开设有入口和出口，所述入口与所述混料槽10连通， 所述出口与所述浆料导管12连通，所述入口和出口处分别安装有静态测试选择开关，所述 测试控制器与所述静态测试选择开关电连接并控制所述静态测试开关打开或关闭。因此能 够有效地使所述测试控制器控制所述静态容器36a与所述静态容器36b注入或者排出复合 肥浆料。
[0053] 较佳者，如图7所示，所述静态测试装置30还包括抽浆泵37及静态测试分流管 35,所述静态测试分流管35连通所述静态容器36a与所述静态容器36b的入口与混料槽10 及连通所述静态容器36a与所述静态容器36b的出口与浆料导管12,所述抽浆料泵37安装 于所述静态测试分流管35上并与所述测试控制器电连接。设置抽浆泵37能够保证给所述 静态容器36a与所述静态容器36b注入待测试的复合肥浆料，所述出口与所述浆料导管12 连通能够使得完成静态测试的复合肥浆料回收。
[0054] 所述静态测试装置30的工作原理是：初始状态，所述多个所述静态测试选择开关 均为关闭，所述测试控制器对所述多个所述静态测试选择开关的操作顺序是：定时打开静 态测试选择开关31、静态测试选择开关32、静态测试选择开关33、静态测试选择开关34,静 态测试选择开关31或静态测试选择开关33打开的同时打开所述抽浆泵37,而静态测试选 择开关32或静态测试选择开关34打开的同时关闭所述抽浆泵37,复合肥浆料通过所述静 态分流管35流入静态容器36a与静态容器36b，待复合肥浆料变为静止状态，所述静态测试 控制器控制所述温度传感器15感应流入静态容器36a与静态容器36b内的复合肥浆料的 温度并将将检测到的复合肥浆料的温度的高低通过检测电流的形式输出，所述温度传感器 处理装置15a接收所述检测电流并形成检测电流信号，并通过所述信号放大装置16形成控 制信号，所述控制信号输出到所述转速控制器20及所述进料比例控制器19,所述转速控制 器20控制所述旋转喷头电机13的转速，所述进料比例控制器19控制所述复合肥浆料的进 料比例。设置所述至少两个静态容器36a、静态容器36b能够提高实时检测复合肥浆料温度 的频率，能够更好地通过静态粘度控制系统控制复合肥浆料的粘度以进一步控制复合肥颗 粒体积的大小。
[0055] 如图7所示，所述进料机构9包括氮浆料槽90、磷浆料槽91、钾浆料槽92、氮浆料 流量开关90a、磷浆料流量开关91a及钾浆料流量开关92a，所述进料比例控制器19能分别 通过所述氮浆料流量开关90a、所述磷浆料流量开关91a及所述钾浆料流量开关902a调节 所述复合肥浆料的进料比例。所述料比例控制器19通过所述氮浆料流量开关90a、所述磷 浆料流量开关91a及所述钾浆料流量开关902a调节所述复合肥浆料的进料比例，以调节所 述复合肥浆料的粘度。
[0056] 较佳者，所述信号放大装置16包括第一级放大电路210及第二级放大电路220 ; 所述第一级放大电路210包括第一集成块211a及第一电阻R1，所述第一集成块211a具有 输入端21a、反馈端21b及输出端21c，所述第一集成块211a的输入端21a及反馈端21b分 别与所述温度传感器装置15电连接，所述第一电阻R1外接于所述第一集成块211a的输入 端21a与输出端21c之间，所述第一集成块211a的反馈端21b还对地外接有高阻值电阻R， 所述第一级放大电路210的放大倍数由第一电阻R1控制；所述第二级放大电路220包括第 二集成块222a及第二电阻R9,所述第二电阻R9外接于所述第二集成块222a的输入端22a 与输出端22b之间，所述第二集成块222a的输入端22a还地外接有高频电容Cl，所述第二 级放大电路220的放大倍数由外接第二电阻R9控制；所述第一级放大电路210的输出端 21c与所述第二级放大电路220的输入端22a之间电连接有串联的第四电阻R4和滑动电 阻R5 ;所述滑动电阻R5与所述第二级放大电路220的输入端22a之间并联有可调节阻值的 第一电位器R7,所述第一电位器R7两端分别电连接有与低压直流电源+VCC和-VCC，与所 述第一电位器R7电连接的第二电位器R6和第三电位器R8。由于所述第一集成块211a的 反馈端21b连接一高阻值电阻R使得所述第一集成块211a同相输入端21a和反相输入端 21b的输入阻值相等；而设置三个串联的电位器R6、R7及R8并接上低压的直流电源+VCC 和-VCC，目的是补偿电流在流经第一级放大电路210及第二级放大电路220时的损耗；所 述第二集成块222a的输入端22a对地外接一高频电容C1，可以实现对第一级放大电路210 输出信号的滤波。
[0057] 结合图7-11，由于本发明复合肥颗粒体积大小控制系统的所述控制系统200包括 温度传感器装置15、温度传感器处理装置15a、信号放大装置16、转速控制器20及进料比 例控制器19,所述温度传感器15置于所述混料槽10内，其工作原理是：所述温度传感器15 将检测到的复合肥浆料的温度的高低通过检测电流的形式输出，所述温度传感器处理装置 15a接收所述检测电流并形成检测电流信号，并通过所述信号放大装置16形成控制信号， 所述控制信号输出到所述转速控制器20及所述进料比例控制器19,所述转速控制器20控 制所述旋转喷头电机13的转速，所述进料比例控制器19控制所述复合肥浆料的进料比例。 由于复合肥浆料在所述旋转喷头11的旋转下向外喷出，并形成复合肥颗粒，复合肥颗粒体 积的大小与复合肥浆料的粘度及所述旋转喷头11的转速的大小有关。而在一定的温度范 围内，复合肥颗粒的体积大小与其温度成反比而与旋转喷头11的转速成正比。因此，所述 温度传感器15测试复合肥浆料的温度变低时，侧会通过所述转速控制器20降低所述旋转 喷头11的转速的同时所述进料比例控制器19升高所述复合肥浆料的粘度，而所述温度传 感器15测试复合肥浆料的温度变高时，侧会通过所述转速控制器20提升所述旋转喷头11 的转速的同时所述进料比例控制器19降低所述复合肥浆料的粘度，以达到保持复合肥颗 粒体积大小均匀一致。
[0058] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统，其特征在于，该复合肥浆料粘度 和颗粒体积大小的控制系统包括：进料机构、混料槽、旋转喷头、浆料导管、旋转喷头电机和 控制系统； 进料机构给混料槽进料，混料槽具有与浆料导管连通的出料口，浆料导管的一端与出 料口连通，浆料导管的另一端与旋转喷头连通，混料槽内的复合肥浆料通过浆料导管进入 旋转喷头电机带动的旋转喷头进行造粒，控制系统分别与进料机构和旋转喷头电机电连 接，其特征在于：控制系统包括静态测试装置及静态粘度控制系统，静态粘度控制系统包括 温度传感器、温度传感器处理装置、信号放大装置、转速控制器及进料比例控制器，静态测 试装置具有至少两个呈中空结构的静态容器，静态容器与混料槽连通，静态容器将从混料 槽内分流出来的复合肥浆料变为静止状态，温度传感器对应安装于静态容器内并将检测到 的复合肥浆料的温度的高低通过检测电流的形式输出，温度传感器处理装置接收检测电流 并形成检测电流信号，并通过信号放大装置形成控制信号，控制信号输出到转速控制器及 进料比例控制器，转速控制器控制旋转喷头电机的转速，进料比例控制器控制复合肥浆料 的进料比例； 控制系统还包括静态测试装置及静态粘度控制系统，静态粘度控制系统包括压力传感 器、压力传感器处理装置、信号放大装置、转速控制器及进料比例控制器，静态测试装置具 有至少两个呈中空结构的静态容器，静态容器与混料槽连通，静态容器将从混料槽内分流 出来的复合肥浆料变为静止状态，压力传感器对应安装于静态容器内并将检测到的复合肥 浆料的压力的大小以检测电流的形式输出，压力传感器处理装置接收检测电流并形成检测 电流信号，并通过信号放大装置形成控制信号，控制信号输出到转速控制器及进料比例控 制器，转速控制器控制旋转喷头电机的转速，进料比例控制器控制复合肥浆料的进料比例。
2. 如权利要求1的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统，其特征在于：静态测 试装置还包括测试控制器及静态测试选择开关，静态容器开设有入口和出口，入口与混料 槽连通，出口与浆料导管连通，入口和出口处分别安装有静态测试选择开关，测试控制器与 静态测试选择开关电连接并控制静态测试开关打开或关闭。
3. 如权利要求1的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统，其特征在于：静态测 试装置还抽浆泵及静态测试分流管，静态测试分流管连通静态容器的入口与混料槽及连通 静态容器的出口与浆料导管，抽浆料泵安装于静态测试分流管上并与测试控制器电连接。
4. 如权利要求1的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系统，其特征在于：转速控 制器包括施密特触发器和变频器，变频器与旋转喷头电机电连接，施密特触发器接收控制 信号并输出脉冲宽度调制信号，变频器接收脉冲宽度调制信号以控制旋转喷头电机的转 速，信号放大装置通过施密特触发器及变频器与旋转喷头电机电连接。
5. 如权利要求4的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系，其特征在于：施密特触 发器由555集成电路构成，555集成电路的电源端和复位端外接低压直流电源，低压直流电 源还串联有第一电阻及第二电阻且还与555集成电路的接地端电连接，555集成电路的触 发端和阀值电压端均电连接于第一电阻及第二电阻之间，第一电阻及第二电阻之间作为施 密特触发器的输入端。
6. 如权利要求4的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系，其特征在于：还包括反 相器，反相器电连接于信号放大装置与施密特触发器之间。
7. 如权利要求1的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系，其特征在于：信号放大 装置包括第一级放大电路及第二级放大电路； 第一级放大电路包括第一集成块及第三电阻，第一集成块具有输入端、反馈端及输出 端，第一集成块的输入端及反馈端分别与压力传感器处理装置的两差分输出端电连接，第 三电阻外接于第一集成块的输入端与输出端之间，第一集成块的反馈端对地外接有高阻值 电阻，第一级放大电路的放大倍数由第三电阻控制；第二级放大电路包括第二集成块及第 四电阻，第四电阻外接于第二集成块的输入端与输出端之间，第二集成块的输入端对地外 接有高频电容，第二级放大电路的放大倍数由外接第四电阻控制。
8. 如权利要求7的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系，其特征在于：第一级放 大电路的输出端与第二级放大电路的输入端之间电连接有串联的第五电阻和滑动电阻。
9. 如权利要求8的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系，其特征在于：滑动电阻 与第二级放大电路的输入端之间并联有可调节阻值的第一电位器，第一电位器两端分别电 连接有与低压直流电源电连接的第二电位器和第三电位器。
10. 如权利要求1的复合肥浆料粘度和颗粒体积大小的控制系，其特征在于：进料机构 包括氮浆料槽、磷浆料槽、钾浆料槽、氮浆料流量开关、磷浆料流量开关及钾浆料流量开关， 进料比例控制器能分别通过氮浆料流量开关、磷浆料流量开关及钾浆料流量开关调节复合 肥浆料的进料比例。
【文档编号】C05G1/00GK104193445SQ201410412679
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】曹凯 申请人:曹凯