超越美国雨鸟的《反冲转子》节能智惠喷头适用先进技术

面向世界科技前沿 面向国家《十四五》重大需求

超越美国雨鸟填补世界空白实现从“0到1”自主创新

化解石油能源经济风险

保证国家粮食生产安全

助力乡村经济振兴战略

建设生态文明美丽家园

低能耗、大射程、高均匀度、多功能、抗堵塞

《反冲转子》节能智惠喷头适用先进技术介绍

发明专利号  200910302282.X

发明人张祖祺手机  13056994363

样机试验基地:  宁波市奉化时控科技有限公司

(该公司帮助发明人加工喷头样机零件、提供喷头试水场地。总经理丛惠明欢迎投资将“样机试验基地”改建为“节能智惠喷头生产基地”)

支持样机试验单位:

(1) 水利部中国灌区企业协会会长李仰斌,认为1/4"反冲转子节能智惠喷头在乡村经济振兴中可以获得广范应用,要求发明人尽快开发节能型大射程喷头,以适应国家建设高标准农田的需要。

(2)武汉铁人风车公司

(总经理张卫东,试用1/4"“低能耗、多功能、抗堵塞”微喷头样机后,来宁波要求包销1/4" 微喷头产品)

(3)中灌润茵节水灌溉设备有限公司

(总经理谢时友、副总经理谢瑞环在宁波喷头试水现场,建议发明人瞄准摇臂式喷头“灯下黑”等弊端,开发1"大射程高均匀度喷头。)

【原创核心技术】

(1)  颠美国3大发明专利技术 (US4568024、US4718605、US6651905 B2),突破流体动力学技术瓶颈,取消旋转喷头的驱动机构、减速机构、换向机构等3大关键部件,作业时只有1个运动零件,降低能耗50%以上。

(2)  采用“反冲转子结构四要素”(喷水槽数、偏心距、仰角、出水口面积)

控制喷头运动,改善喷头节水性能,提高抗风力和喷灌均匀度,进行喷水、喷雾、喷淋冲洗、动态景观造型等多种作业,扩大了喷头的使用范围。

(3)  实现“从0到1”的自主创新,抢占世界节水灌溉技术的制高点。

我国是专利大国,却不是专利强国。虽然我国每年的专利申请量和授权最数以百万计,但是颠覆性创新、原创性发明很少,对美国三大发明专利进行颠覆创新的原创性发明专利核心技术仅有《反冲转子旋转喷头》一项,被第11届西安科博会授予《优秀科技成果奖》。

应用《反冲转子旋转喷头》原创发明核心技术,可制成不同规格、不同功能、不同安装方式的喷头产品,用于固定式或移动式喷灌作业。克服现有喷灌、微灌设备能耗大、性能差、易堵寒、寿命短等弊端,引领行业产品升级换代,必将成为发展节能智慧农业的强大推手。

(4)  科技部组织清华大学、北京工业大学、北京林业大学、北京航空航天大学、北京农学院、教育部科技发展中心等单位有关专家、教授进行项目评审时,获得一致通过。参会专家在确认签字后,还与发明人一起合影留念。

(5)  发明人在水利部《节水灌溉》杂志2017年第5期发表论文《从中美旋转喷头发明专利技术对比,看“反冲转子旋转喷头”的竞争优势》说明其工作原理、创新要点和竞争优势,澄清将“反冲转子旋转喷头”与传统反作用喷头混为一谈的模糊认识,受到海内外专家学者的高度评价。

(6)  美国科学技术协会《农业与林业科学杂志国际编辑部》来信,要求将该论文翻译成英文在国际上发表,让世界各国的研究人员都知道,以便推动世界科学技术的创新和发展。

(7)  国家发改委宏观管理编辑部(正司级单位)将《反冲转子转子旋转喷头》列入《战略性新兴产业》,要求政府有关部门給于扶持。

(8) 《中国信息报》在科技创新版头条,发表记者孙国富署名文章,大字标题为《抢占世界节水灌溉技术制高点,张祖祺发明反冲转子旋转喷头填补世界空白》。

(9)  发明人应邀在《2019智慧灌溉与高效节水高峰论坛(呼和浩特)》作题为《低能耗、多功能、抗堵塞反冲转子智慧灌溉喷头》的发言,并在PPT中展示F08微啼头样机以直立式、暴挂式、手持式喷水、喷雾、喷淋冲洗、动态景观造型视频时,受到参会有关领导、专家、学者、企业家们的热烈欢迎。

【样机技术参数】

(1)  美国雨鸟公司白1933年成立并制造出世界第1只摇臂式喷头以后,掀起一场灌溉技术革命,成为世界最大的喷滴灌设备开发商。

我国从20世纪70年代中期开始大规模引进喷灌技术以来,数以千计的喷头企业一哄而上,纷纷仿制加工,追求低价竞争,以至产品“功能少、性能差、寿命短、能耗大”形成“落后国际先进水平几十年”的局面。

国家有关部门曾投入大量资金,多次组织龙头企业、科研院所、高等院校联合攻关,但至今收效甚微。事实证明:现有灌溉喷头设计理论已经落后于时代发展的要求,跟在洋人屁股后面走“模仿+改进”的道路行不通。

(2)  喷头工作时将水流的压力能转变为动能,把水流喷射到空中,散成细小水滤散落到灌溉区域。因此,喷头工作压力的大小是其能耗高低的标志,可按有关规定用压力表测试。工作压力越小说明喷头的能耗越低。

《反冲转子旋转喷头》试验样机与国内外有关喷头技术参数比较如下:

1 可提供F2528喷头3D打印样机试用、测试,但不可拆开仿制。

2需要观看反冲转子旋转喷头试验样机在自来水压下喷水、喷雾、喷淋冲洗、动态景观造型视频者,可通过微信与发明人联系。

【推广应用范围】

(1) 具有能耗低、射程大、均匀度高等特点,克服了摇譬式喷头能耗大、寿命短、喷灌不均匀的“灯下黑”等整端。可采用直立式或悬挂式安装,进行固定式或移动式喷灌作业。将成为实施《十四五》规划,应对新冠疫情,保证国家粮食安全,建设高标准农田的节能型节水灌溉的主力军。

(2) 能在自来水压下实现喷水、喷雾、喷淋冲洗、动态景观造型等多功能化可助力乡村经济振兴战略,推进农业农村的现代化建设,将在园林草坪、城镇小区、厂矿企业、旅游景点、生态文明美丽家园建设中大显身手。

喷头可以正转、反转、快转、慢转、不转。水流可少至1股,多至几十股。仰角可低至0°高至90°水花千姿百态,美不胜收,令人心旷神怡。

(3)  F08微喷头喷水流道出口面积超过现有微喷头及滴灌设备十几倍、几十倍(F2528甚至超过几百倍),可避开现有微喷头和滴灌设备因出水口径小而“易于堵塞”(包括物理堵寒、化学堵塞、生物堵寒等)的不治之症,代之进行喷雾加湿、喷药治虫、水肥一体化精准灌溉作业,为石斛、天麻、食用菌、花卉苗木、绿色蔬菜等经济作物工厂化栽培行业排忧解难。

还可用干不适官安装空调设备的露天作业场所、加油站、候车亭、动物园、食畜养殖场所等外防少降温,或喷药消毒,改善卫生环境,防止传染病产生。

(4)  使用方便只要用软管将头与非饮用白来水出水管联接起来即可进行喷洒作业。不必安装水泵加压,从而节省大量资金。有利干改变我国园林、草坪采用人工浇灌“水漫金山”严重浪费水资源的现状。

(5)  可利用控制器实行定时喷灌作业。还可以借助干万联网+,用手机进行远程智能控制,使主人离家无忧。

(6)  可以对用户的特殊要求量身定制以个性化服务适应技术经济多样化发展的需要。例如:可对各种型号的植保无人机定制专用喷头,化解它们目前在喷水施肥、喷药治虫作业中遭遇的“易堵塞、不均匀、寿命短”等难题,使之作为一种新型的农机装备在农业现代化中大显身手。

【经济社会效益】

假设我国《十四五规划》高标准农田12亿亩的1/10使用F2528喷头,喷头需要量大约为1,3亿只以上。每只喷头销售价格按30元来算,每只喷头零件的材料费及加工费大约为15元。每只喷头的包装运输费、企业管理费、税金等等加起来大约为5元。每只喷头的利润大约为10元。产销1,3亿只喷头,其产值将达到39亿元以上、利润预测将达到13亿元以上。由于取消了过滤器,大大降低了喷头的使用成本。

我国还是蔬菜、花卉苗木生产大国。全国蔬菜生产面积达3.35亿亩以上,而且已经成为世界最大的花卉生产基地。F25、F08节能智惠喷头可适应大棚蔬菜、花卉苗木等进行节水灌溉、喷雾加湿、喷雾防冻、喷雾降温等多种作业需要。

一日《反冲转子旋转喷头》风靡全国,并沿着“一带一路”走向世界,销售市场将更为广阔。加上景观造型等其他品种喷头,年产值预测将超过500亿元以上、利润预测将超过300亿元以上。

同时,我们还要看到开发节能型智惠喷头具有化解石油能源经济风险的现实意义。总书记指出:我国石油等大宗商品对外依存度达到70%以上,蕴含着巨大的经济风险。我们要时刻关注经济安全底线,为建设社会主义现代化国家提供坚实基础。

中国专家学者协会将发明人编入《华厦中坚力量》大型纪实文献,并以《挑战美国专利,填补世界空白》为题加以介绍。出版后赠送国家有关部委、地方政府及各行业主管部门、各国驻华使馆、有关新闻媒体、各大图书馆、联合国驻京有关机构,以激发民族白信心和白豪感,影显中国人民无畏前行的力量。

可见《反冲转子旋转喷头》发明核心技术不仅会产生巨大的经济效益,而且会振奋民族精神,激发人们樊登世界科技高峰的勇气,积极化解石油能源经济风险,推动我国社会经济健康发展,从而产生巨大的社会效益。

【天时地利人和】

国家领导人提出科技创新的四个面向,强调“要以颠覆性技术创新为突破口,敢于走前人没走过的路,努力实现关键核心技术自主可控,把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中。

国家《十四五规划》要求到2030年建成12亿亩以上的高标准农田,保证国家粮食安全。最近,中共中央、国务院发布的2022年1号文件,要求深入推动乡村振兴取得新进展、农业农村现代化迈出新步伐。这样的“天时”条件,为《反冲转子旋转喷头》原创发明核心专利技术的推广应用提供了难得的历史机遇。

宁波地处我国长三角经济区中心,宁波舟山港是世界吞吐量最大的港口。长三角区域一体化发展已上升为国家战略,这是继粤港澳大湾区以后,国家做出的又一重大战略部局,在我国经济社会发展中具有重大影响。

宁波地区具有强大的精密机械加工及精密注塑加工能力。包括奉化时控科技有限公司在内,不少单位为发明人加工喷头零件,宁波实际上成了本发明专利核心技术产业化的“孵化器”,也是本发明产业化的“地利”。

本发明得到水利部中国灌区企业协会会长李仰斌、水利部灌排设备质量测试监督中心常务副主任高本虎等人的鼓励和支持。

欢迎有创新精神的企业家,利用当前的“天时地利人和”条件,转让《反冲转子旋转喷头》原创发明核心专利技术,投资建立“宁波节能智惠喷头生产基地”构筑技术开发、原材料采购、零件加工、产品组装、检测试验、安装施工、售后服务等一条龙产业链,实行智能化管理。在政府有关部门的支持下,从推进灌区技术改造,补齐粮食安全短板入手,对现有喷灌、微灌设备来一次转型升级革命。以战略性新兴产业的姿态屹立在亚洲东方。不仅改变我国喷头“落后国际先进水平几十年”的现状,而且走向世界,与美国竞争,把“跟跑”变成“领跑”,让世界爱上“中国智造”。