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生產(chǎn)上廣泛使用的噴頭為py1、py2、zy-1和zy-2,其中py1、py2已形成系列,除具有不同規(guī)格外,其噴頭仰角也有7o、15o、o、30o等不同型號(hào)。由于此類噴頭為20世紀(jì)80年代初開發(fā)的產(chǎn)品,能量轉(zhuǎn)化率偏低,實(shí)測(cè)值尚不足80%,在噴灌工程中正逐漸被淘汰。zy-1、zy-2噴頭為20世紀(jì)80年代中期引進(jìn)奧地利鮑爾公司生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品,實(shí)測(cè)能量利用率可達(dá)90%.近年來,隨著我國節(jié)水灌溉的發(fā)展,許多節(jié)水灌溉設(shè)備生產(chǎn)廠家紛紛對(duì)zy-1、zy-2噴頭進(jìn)行仿制或略加改進(jìn),如增加換向機(jī)構(gòu)、改進(jìn)噴頭仰角(一般增大)等,該產(chǎn)品成為我國目前使用的主流噴頭。盡管該產(chǎn)品品牌較多,但仍未形成系列化,且在防風(fēng)、多功能利用、低壓工作時(shí)的水量分布等方面存在缺陷。因此,需要開發(fā)新型節(jié)能噴頭系列及功能可調(diào)的噴頭系列,改進(jìn)噴頭性能,增加噴頭功能。隨著我國 經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展,城市化進(jìn)程的加快以及人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高,城市綠地大幅度增加,城市用水也隨之日趨緊張,綠地灌溉的節(jié)水要求日益迫切。因此,噴微灌技術(shù)在城市綠地中被廣泛應(yīng)用。但至2002年,我國城市噴微灌多采用農(nóng)田灌溉中所使用的噴頭。這些噴頭雖然也可以達(dá)到節(jié)水和良好的綠地灌溉效果,但影響綠地的景觀效果。當(dāng)時(shí),我國城市灌溉專用噴頭,百分之百是舶來品,沒有一家 企業(yè) 開發(fā)和生產(chǎn)城市灌溉專用噴頭。因此,急需開發(fā)性能優(yōu)良的城市綠地專用噴頭,滿足城市綠地灌溉既要節(jié)水、又要美觀的要求,探索我國城市綠地灌溉設(shè)備國產(chǎn)化的可能性和可行性。我國使用的噴灌移動(dòng)管材主要有薄壁鋁管、薄壁鋼管和pe管等。其中薄壁鋼管由于加工缺陷、易腐蝕,已很少使用。薄壁鋁管盡管重量輕、耐用,是目前廣泛使用的噴灌移動(dòng)管道,但其生產(chǎn)成本偏高。而通過減小壁厚降低成本的 方法 會(huì)嚴(yán)重減弱產(chǎn)品的剛度,造成質(zhì)量下降。因此,急需研制新型金屬管道,使之既能滿足剛度與強(qiáng)度的需要,又能降低系統(tǒng)成本。在噴灌配套管件方面,由于噴灌系統(tǒng)涉及到金屬、塑料、橡膠等多種材料,不同材料間的連接方式及其規(guī)格有所差異,導(dǎo)致噴灌系統(tǒng)的配套性和可靠性降低。因而,需研制標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的噴灌用管件,提高系統(tǒng)的通用性和可靠性。國家“十五”重大 科技 專項(xiàng)“田間固定式半固定式噴灌系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備及產(chǎn)品研制與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”以跟蹤當(dāng)代世界前沿技術(shù),提高我國噴灌技術(shù)和設(shè)備的現(xiàn)有水平為目標(biāo),針對(duì)制約噴灌發(fā)展的主要因素投資大、能耗高、易受風(fēng)影響和存在蒸發(fā)漂移損失,研制開發(fā)新一代適合我國國情的噴灌技術(shù)和設(shè)備。在噴頭方面,研制開發(fā)節(jié)能、防風(fēng)的異形噴嘴噴頭、可調(diào)仰角和霧化程度的噴頭、短流道系列噴頭、園林專用噴頭及非圓形噴灑域噴頭等;在噴灌用管道方面,研制開發(fā)經(jīng)濟(jì)耐用的移動(dòng)管道。通過對(duì)噴灌設(shè)備的系統(tǒng)化和系列化研制,創(chuàng)制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的低能耗多用途噴灌技術(shù)與新產(chǎn)品,縮短我國噴灌技術(shù)與國外的差距,推動(dòng)噴灌產(chǎn)品的升級(jí)換代,全面提升我國的噴灌技術(shù)水平。國內(nèi)市場(chǎng)需求噴灌技術(shù)是目前先進(jìn)的高效用水技術(shù)之一,也是可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù),是 現(xiàn)代 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的重要特征。美國1998年的噴灌面積占全部灌溉面積的47%.以色列到20世紀(jì)90年代初,噴灌占全部灌溉面積的30%.日本旱地灌溉幾乎全部采用噴灌。而我國至1998年底噴灌面積僅占有效灌溉面積的3%、占節(jié)水灌溉面積的10%,與先進(jìn)國家相比存在很大差距。目前,制約我國噴灌發(fā)展的主要因素一是系統(tǒng)能耗高,二是易受風(fēng)影響,三為存在蒸發(fā)漂移損失。我國缺水的華北、西北及東北地區(qū)屬多風(fēng)、干燥地帶,早在20世紀(jì)70年代,西北地區(qū)的寧夏、甘肅等地就曾大力推廣噴灌技術(shù),但由于沒能很好地解決能耗、風(fēng)的影響及設(shè)備質(zhì)量等問題,到20世紀(jì)80年代幾乎全部不用。因此低能耗多功能噴頭的市場(chǎng)需求量較大,同時(shí)隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)及多目標(biāo)利用的發(fā)展,對(duì)多功能噴頭的需求量也越來越大。半固定式噴灌系統(tǒng)是現(xiàn)階段管道式噴灌發(fā)展的主要型式,移動(dòng)管道是半固定式噴灌系統(tǒng)的主要設(shè)備,據(jù)粗略估計(jì),移動(dòng)管道的年需求量在10000t左右,因此本課題擬開發(fā)的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的新型移動(dòng)管道具有廣闊的潛在市場(chǎng)。目前,我國園林及綠地使用的灌水器幾乎都是進(jìn)口產(chǎn)品,外國噴頭占據(jù)著我國園林噴灌的大部分市場(chǎng),但進(jìn)口灌水器及配套設(shè)備價(jià)格昂貴,制約著節(jié)水型城市的建設(shè)。開發(fā)研制園林噴灌設(shè)備對(duì)改變外國產(chǎn)品一統(tǒng)天下的被動(dòng)局面,降低工程造價(jià)、促進(jìn)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。因此,噴灌設(shè)備應(yīng)用前景廣闊。2.重大研究進(jìn)展噴頭園林用新型短流道噴頭通過對(duì)國外典型短流道噴頭的流量、射程和水量分布進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試和剖析,發(fā)現(xiàn)影響噴頭能量轉(zhuǎn)化率的關(guān)鍵是噴頭和噴嘴的流道結(jié)構(gòu)。在對(duì)國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)前景充分 分析 基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了進(jìn)口直徑為10和15mm兩種規(guī)格的短流道噴頭。為了克服現(xiàn)有短流道噴頭噴嘴無法更換的缺陷,我們將噴頭設(shè)計(jì)成噴嘴可更換的形式。進(jìn)口直徑10mm的噴頭還具有扇形機(jī)構(gòu)和霧化程度調(diào)節(jié)裝置。對(duì)噴頭樣機(jī)的測(cè)試結(jié)果表明,其能量轉(zhuǎn)化率達(dá)到96%(表1),在現(xiàn)行噴灌工程技術(shù)規(guī)范規(guī)定的噴頭組合間距條件下,均勻系數(shù)(cu)可達(dá)到85%.噴頭水力性能指標(biāo)見表2. 表1 新型短流道噴頭的能量轉(zhuǎn)化率(進(jìn)口直徑10mm)進(jìn)口直徑10 mm (噴嘴直徑3mm)進(jìn)口直徑15 mm (噴嘴直徑5mm ( )壓力 (mpa)流量 (m3/h)射程 (m)壓力 (mpa)流量 (m3/h)射程 (m)管壁厚度均為爆破試驗(yàn)施加壓力為壓扁試驗(yàn)的壓扁高度為直徑的1/2系列化管件開發(fā)了噴灌管道防脫鉤快裝接頭、球形雙掛鉤管道快速接頭、內(nèi)襯pvc的復(fù)合管件、噴灌管道保護(hù)閥、有壓密封無壓自泄密封圈等通用管件和保護(hù)設(shè)施,并形成了一定的生產(chǎn)能力。3.取得的主要成果自課題實(shí)施以來,研發(fā)出5種新型噴頭(8個(gè)產(chǎn)品),1種新型移動(dòng)管道(2種規(guī)格)和5種系列化管件,已形成5萬只噴頭和5萬套管件的年生產(chǎn)能力,申報(bào)專利11項(xiàng),其中發(fā)明專利3項(xiàng),實(shí)用新型專利8項(xiàng), 目前 7項(xiàng)實(shí)用新型專利和1項(xiàng)發(fā)明專利已獲得授權(quán),其余2項(xiàng)發(fā)明專利均已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性審查階段(表6)。表6 課題獲得專利情況表序號(hào)專利類型授權(quán)號(hào)名稱1發(fā)明021581851搖臂式噴頭的耐久性能試驗(yàn)機(jī)*2發(fā)明球形雙掛寬鉤管道快速接頭*3發(fā)明有壓密封無壓自泄密封圈4實(shí)用新型zl 噴灌管道保護(hù)閥5實(shí)用新型zl 噴灌管道防脫鉤快裝接頭6實(shí)用新型zl 節(jié)能型雙矩形噴嘴7實(shí)用新型zl 流道漸變式節(jié)能型方形噴嘴8實(shí)用新型zl 流道漸變式節(jié)能型三角形噴嘴9實(shí)用新型zl 一種噴灌用復(fù)合管件10實(shí)用新型zl 非圓形噴灑域的搖臂式噴頭*11實(shí)用新型灌溉所*申請(qǐng)?zhí)?.結(jié)束語噴灌設(shè)備的研制涉及水利、機(jī)械、材料等專業(yè),并且與工藝水平等密切相關(guān),雖然國家“十五” 科技 重大專項(xiàng)“田間固定式半固定式噴灌系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備及產(chǎn)品研制與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”課題取得了一定進(jìn)展,但與國外知名 企業(yè) 的產(chǎn)品相比,仍存在一定差距,需要進(jìn)一步攻關(guān)。同時(shí),由于受到國家 經(jīng)濟(jì) 發(fā)展 水平、節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模的限制,目前從事節(jié)水灌溉設(shè)備生產(chǎn)的企業(yè)多以中小企業(yè)為主,這在一定程度上 影響 了
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