养猪场液态料饲喂控制系统的设计

罗 哲 王林惠 朱飞龙 尹 斌 何循来

1.湖南科技学院，湖南 永州 425199；2.湖南德明农牧装备科技开发有限公司，湖南 永州 425199

0 引言

我国是世界上最大的猪肉生产国和消费国，但我国的生猪养殖方式却以散养为主，养殖机械化、自动化、规模化程度较低［1］。近年来，随着我国生猪存栏量锐减、猪肉价格涨幅明显等问题的突显，传统人工散养的饲喂方式已经不能满足现阶段人们生产生活的需要，急需采用机械化与自动化相结合的现代化养殖方式提高生猪养殖水平与效率［2］。

目前，我国对养殖业液态料自动化饲喂技术的研究和应用与美国、加拿大等国家相比还存在一定差距［2］。我国市面上常见的生猪养殖饲喂系统多采用单泵管道输送饲喂方式，即通过搅拌管对饲料混合后，利用管道配合输送泵传输饲料［3］。这种饲喂方式存在的主要问题在于，对于投喂量较大的猪场，因其所需要的投喂时间过长，因此易出现饲料分层现象，同时会导致各猪舍管道头尾处的饲料营养成分含量相差较大，进而导致猪只营养吸收不均衡，影响生产。此外，单泵推送通常会导致传输管道内部残存部分饲料，在清理管道时会产生大量污水，形成包括猪尿、猪粪和猪舍冲洗水在内的高浓度有机废水，不仅增大了环保压力，还会增加饲喂成本［4-5］。

笔者针对上述问题，设计了一种用于养猪场的液态料饲喂控制系统，以填补目前国内相关研究领域的空白，并解决饲料分层及传输管道清理过程中易产生大量污水等问题。

1 液态料饲喂控制系统设计分析

1.1 液态料饲喂控制系统结构组成

液态料饲喂控制系统主要由主罐、副罐、清水罐、主循环管、副循环管、主清洗管、副清洗管、猪舍管道和回水罐等部件组成，具体结构如图1、图2、图3所示。

图1 液态料饲喂控制系统结构图

图2 主罐结构图

图3 副罐内部结构图

1.2 液态料饲喂控制系统主要结构说明

1.2.1 主罐和副罐。主罐和副罐用于制备液态饲料，其内部均设有使饲料充分混合的搅拌组件和控制饲料导出量的称量组件。

1.2.2 清水罐。清水罐的底部设有清水阀，用于控制罐体内部水流的导出，并通过导水管与主罐和副罐连接。导水管上设有回水泵，导水管的端部设有分别与主罐和副罐连通的主加水管和副加水管，主加水管和副加水管上分别设计有控制水流进入的主加水阀和副加水阀。清水罐内部存留有清水，不仅能通过回水泵将导入导水管的水分别通过主加水管和副加水管回传至主罐和副罐，还能在清洗过程中提供水源。

1.2.3 主循环管和副循环管。主循环管和副循环管分别用于主罐、副罐与导水管之间的连通，用于带动主罐、副罐内部的饲料进行循环，其上分别设有主循环阀和副循环阀。在液态饲料制备过程中，该系统通过主循环管和副循环管将未充分混合的饲料重新导入主罐和副罐搅拌混合，从而避免饲料结块，提升液态饲料的质量。

1.2.4 主清洗管和副清洗管。液态饲料在制备过程中需要充分混合，在混合过程中部分饲料会残存在主罐和副罐的内壁上。为避免残存饲料干燥结块后影响主罐和副罐的使用效果，笔者设计了清洗结构。主清洗管和副清洗管分别用于主罐、副罐与导水管之间的连通，用于带动主罐、副罐内部的水流进行循环清洗。主清洗管和副清洗管上分别设有主清洗阀和副清洗阀。主清洗管和副清洗管均与导水管连通至主罐和副罐的顶部，从而便于水流冲刷主罐和副罐的内壁，将附着在罐体上的残余液态饲料洗掉。洗掉的残余液态饲料混合在水流中一同进入主输送管，经过主输送管传输至猪舍管道，以便于猪只采食，减少饲料的浪费。同时，该系统以导水管为主清洗管和副清洗管独立供水。采用该方式能够充分提升水流对主罐和副罐内壁的清洗效果，进而降低饲料损耗。

1.2.5 猪舍管道。猪舍管道用于向猪只投喂饲料，其通过主输送管与主罐、副罐进行连接。主输送管上设有主泵和主路阀，其端部设有分别通向各个猪舍管道内部的进料管，每个进料管上均设有进料阀。主罐和副罐的下方均连接有汇流管，汇流管上分别设有主出料阀和副出料阀，此结构能够分别控制主罐与副罐内部的饲料经由汇流管导入主输送管内部，从而实现单区控制，以便于配合停机检修或物料添加。养殖区域内部设有多个猪舍管道，从主输送管内部分流出多个导入猪舍管道内部的进料管，每个猪舍管道负责向多个猪栏提供饲料，每个猪栏内均设有与进料管相连接的传输管道。当主罐和副罐内部的液态饲料制备完毕，主输送管上的主泵开始工作，将液态饲料导入主输送管，再通过主输送管导入各个猪舍管道的进料管，最终分散至各个猪栏内部进行饲喂。

1.2.6 回水罐。回水罐与导水管相连通。回水罐底部设有回水罐导出阀，能够控制回水罐内部水流的导出。回水罐与猪舍管道之间通过出水管连接。出水管上设有导水阀，且出水管与各个猪舍管道内部导入的进料管连通，能够进行总体回流，从而将清洗过程中产生的废水输送至回水罐内部。采用回水罐的设计，可在饲料输送完毕后，利用清水对残留在管道内部的饲料进行清洗，清洗过程中产生的水流会混合残存饲料通过管道进行输送。在输送前期，水流中的饲料含量较高，可将此部分水流导入猪舍管道内部作为饲料对猪只进行饲喂；在输送后期，随着清洗时间的增加，水流中的饲料含量降低，此时可通过出水管将水流重新导入至回水罐内部进行存储，以便于后续进行二次利用，降低生产成本。

1.3 液态料饲喂控制系统使用方法

1.3.1 液态饲料制备。操作人员可利用外部水管向清水罐内部供水，并向主罐和副罐内部分别投入饲料。清水阀开启后，清水罐内部的水流在回水泵的作用下，经由导水管分别导入主罐和副罐，而后主罐和副罐内部的搅拌组件开始对罐体内部的饲料进行充分混合，将其制成液态饲料。混合完毕后，主罐出料阀和副罐出料阀开启，饲料被导出至主输送管后，在主泵的作用下进行输送。回流阀和副罐回流阀开启，从而使饲料在被导入主输送管内部后，经过主循环管和副循环管的传输，重新导入至主罐和副罐内部进行再次搅拌，以确保饲料与水流充分混合，避免分层。饲料重新搅拌完毕后，主循环管和副循环管上的主罐回流阀和副罐回流阀关闭，而主出料阀和副出料阀开启，主罐和副罐内部的液态饲料在经由称量组件检测后被导出至主输送管内。通过称量组件检测可控制导出的物料量，以实现精准出料。

1.3.2 饲料输送。操作人员可开启主输送管上的主路阀，并通过控制不同的进料阀启闭，将液态饲料输送至各个猪舍管道内部的进料管内，进而传输至猪舍管道内部各个猪栏的喂食槽内，从而实现分区饲喂。饲喂完毕后，操作人员需要对整体管道进行清洗。

1.3.3 清洗。操作人员需要开启清水阀，将清水罐内部的水流导出；水流在经过回水泵的输送后进入导水管，而后通过导水管、主清洗管和副清洗管的输送进入主罐和副罐，对主罐和副罐内部残留的液态饲料进行清洗。清洗过后，混合有饲料的水流会经由主罐、副罐底部的主出料阀和副出料阀导出，并重新进入主输送管。此时操作人员应打开主路阀，让水流沿着主输送管继续流动，并调节进料阀的启闭。当进料阀开启后，水流混合饲料传输至出水管内，并通过出水管输送至回水罐内，以便于在后续饲喂的过程中进行回收利用，提升饲料的利用率，避免浪费。直至导入回水罐的水流清澈，即表明主输送管内部的饲料全部被推送至回水罐内。之后，操作人员应关闭当前的进料阀，并开启下一个进料管上的进料阀，用水流清洗下一根进料管。操作人员依次操作，确保所有进料管内部的饲料均被推入出水管并传输至回水罐。此时，整个管道内部为洁净状态，即完成整个装置的清洗。

2 液态料饲喂控制系统的特性和优势

第一，在液态料饲喂控制系统中，采用主副罐轮流搅拌并输送液态饲料的设计，能够明显提升饲喂效率，缩短饲喂时间，且能够确保液态饲料充分混合，避免饲料分层，利于猪只消化吸收。同时，工作人员可通过称量组件控制导出饲料量，能够实现精准饲喂，降低喂养成本。此外，通过水流对管道进行清洗并回收循环使用，再辅助杀菌处理，可有效减少废水排放量，提升节水效率。

第二，在液态料饲喂控制系统中，搅拌组件能够使驱动电机带动转动杆和搅拌叶一同旋转，从而对罐体内部的液态饲料进行充分混合，同时提高排料的效率，缩短输送时间。

第三，在液态料饲喂控制系统中，工作人员可利用称量组件对主罐和副罐内部的饲料进行检测，能够实现精准下料，确保各区猪舍管道内部的饲料量统一均衡，降低误差。

第四，在液态料饲喂控制系统中，采用菌群罐的设计，能够根据饲喂要求向液态饲料中添加益生菌，有利于猪只吸收养分，促进猪只健康生长。

第五，为了避免冬季气温过低时液态饲料结块，笔者在液态料饲喂控制系统中设计热水罐供给热水，从而保证液态饲料的温度处于恒温状态，避免饲料堵塞管道，同时有利于猪只吸收养分，减少液态饲料的分层情况。

第六，在液态料饲喂控制系统中，回流管与导水管连通可将清水罐内部的水流通过回流管导入回水罐，从而对回水罐内壁上附着的饲料进行清洗，避免粘连。

第七，该系统利用水流将进料管内部残留的液态饲料推送至出水管内，相比于通过导水管和主传输管进行清洗的方式，该方式能够减少清洗时水流的消耗量和缩短传输时间，使液态饲料导入回水罐内部存储，从而实现饲料的回收利用，降低生产成本。

3 结语

笔者所设计的液态料饲喂控制系统自动化程度高，控制精准，能有效解决饲料分层及清理过程产生大量污水的问题，有助于大幅度提高生猪营养吸收效果，增加养殖场经济效益。