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20112011 年度农业节水科技奖获奖项目交流年度农业节水科技奖获奖项目交流

项目名称：内镶片式滴灌管生产线项目名称：内镶片式滴灌管生产线 国产化研制与国产化研制与

产业化产业化

完成单位：中国水利水电科学研究院 完成单位：中国水利水电科学研究院 国家节水灌溉北京工程技术研究中国家节水灌溉北京工程技术研究中心心 青岛新大成塑料机械有限公司 青岛新大成塑料机械有限公司

二○一二年四月二○一二年四月

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一、项目背景和目标一、项目背景和目标

二、项目成果实现过程二、项目成果实现过程

三、关键技术及成果三、关键技术及成果

四、成果先进性和创新点四、成果先进性和创新点

五、应用推广和效益五、应用推广和效益

六、结论与展望六、结论与展望

内 容内 容

一、项目背景和目标1 、项目背景 水资源短缺已成为制约我国农业和国民经济发展的重要因素，大力发展节水灌溉是解决水资源短缺和农业干旱缺水的一项根本性、革命性的措施。 滴灌是先进的节水灌溉技术，节水增产效果十分明显，我国在蔬菜、林果及大田作物得到推广应用，有广阔的发展前景。 内镶片式滴灌管以其良好的滴水均匀度和相对低的售价，市场前景看好，引发国内企业纷纷购置国外设备生产。 当时进口生产线价格高昂，每条线售价 80-100 万美元，再加上企业配套设施，总投资高达 800-1000 万人民币。 数额巨大的设备投资，加重了滴灌管生产企业负担，增加了产品售价和农民负担，制约了滴灌技术的推广应用。

2. 项目目标

（ 1 ）正常生产速度： 100-120m/min ，达到国际先进水平。

（ 2 ）生产的滴灌管产品：稳定达到国标 A 类产品标准。

（ 3 ）生产线售价： 200-280 万元，为同类进口设备的 1/2 ～1/3 ，具有良好的性价比和市场竞争能力。

为打破国际垄断，实现生产线的国产化与产业化，大为打破国际垄断，实现生产线的国产化与产业化，大幅降低售价，从幅降低售价，从 20012001 年到年到 20092009 年，在水利部和科年，在水利部和科技部项目持续支持下，中国水科院牵头组织实施了技部项目持续支持下，中国水科院牵头组织实施了““内内镶片式滴灌管生产线国产化研制与产业化开发镶片式滴灌管生产线国产化研制与产业化开发””。。

水利部 “ 948” 项目 内镶片式滴灌管生产线国产化关键技术及设备引进

科技部 “科研院所技术开发研究专项资金” 内镶片式滴灌管生产线国产化研制

水利部 “ 948” 技术创新与转化 内镶片式滴灌管生产线产业化开发及推广应用

科技部 “国家农业科技成果转化资金” 经济型内镶片式滴灌管生产线产业化开发与推广

支 撑 项 目

二、项目成果实现过程

本项目瞄准国际先进水平，立足自主研发，组织多专业联合攻关，并与企业合作，实现了生产线的研制、产业化和推广应用。

创新研制集成阶段 自 2001 年到 2005 年，在水利部“ 948” 项目（内镶片式滴

灌管生产线国产化关键技术及设备引进）和科技部科研院所技术开发专项（内镶片式滴灌管生产线国产化研制）的支持下，中国水科院、国家节水中心（北京）在水科院大兴基地开展了生产线的国产化研制。

高速型内镶片式滴灌管生产线（水科院大兴基地）

产业化及推广应用阶段 20062006 起，在水利部起，在水利部““ 948”948” 技术创新与转化项目（内镶片技术创新与转化项目（内镶片

式滴灌管生产线产业化开发及推广应用）和国家农业科技成果式滴灌管生产线产业化开发及推广应用）和国家农业科技成果转化资金项目（经济型内镶片式滴灌管生产线产业化开发与推转化资金项目（经济型内镶片式滴灌管生产线产业化开发与推广）的支持下，与青岛新大成塑机公司合作，开展了产业化开广）的支持下，与青岛新大成塑机公司合作，开展了产业化开发与推广应用。发与推广应用。

经济型生产线（青岛新大成公司）

三、关键技术及成果 生产线集机、光、电、自动控制技术及塑料成型工艺于一体，技术含量高，开发难度大。生产线集机、光、电、自动控制技术及塑料成型工艺于一体，技术含量高，开发难度大。 关键技术（关键技术（ 66 项）：项）：滴头准确筛选排料、薄壁滴灌管高速挤出、滴头牢固粘贴、滴头滴头准确筛选排料、薄壁滴灌管高速挤出、滴头牢固粘贴、滴头精准打孔、自动换卷和整条生产线的自动监控。精准打孔、自动换卷和整条生产线的自动监控。

筛选排料器

输送机

挤出机

挤出机机头粘

接装置

真空水槽冷

却水槽

打孔装置

前牵引机

后牵引机

收卷机

控制系统

生产线主要组成部分

滴头筛选排料器、滴头输送机构、滴灌管挤出装置（挤出机和机头）、滴头粘贴机构、真空定径套、冷却与喷干装置、牵引机构、电子 - 机械打孔装置、自动卷管机和自动控制系统。

技术要求：将滴头区别正反面、前后，高速正确的进行自动筛选与有序排列。

关键点：筛选器内外转盘转速的匹配，滴头识别片的现状和尺寸，零部件的精准加工和设备的精细安装调准。

1. 关键技术成果一：滴头准确筛选排料

国产滴头筛选排料器

成 果 ：筛选效率超过 350个 / 分钟（滴头不分前后情况下， 700 个 / 分钟），达到了引进设备的效率。

2. 关键技术成果二：滴灌管高速挤出与定径

国产挤出机

技术要求：将塑料管原料混合并将塑料管原料混合并加温加压，挤出薄壁滴灌管毛坯，管加温加压，挤出薄壁滴灌管毛坯，管坯按产品规格收缩定径。坯按产品规格收缩定径。

关键点：挤出机及挤出机头对所挤出机及挤出机头对所配原料充分混合，挤出管壁均匀的管配原料充分混合，挤出管壁均匀的管坯，经高速拉伸和定径，使管道的管坯，经高速拉伸和定径，使管道的管径和壁厚达到要求。径和壁厚达到要求。

挤出 定径成果：管径管径 16mm,16mm, 壁厚壁厚 0.2mm0.2mm

时，挤出速度达到时，挤出速度达到 150m/min150m/min 。。

3. 关键技术成果三：滴头牢固粘贴

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技术要求：根据设定的滴头间距，根据设定的滴头间距，使滴头与滴灌管内壁牢固粘贴，且误使滴头与滴灌管内壁牢固粘贴，且误差差＜＜ ±5﹪±5﹪ 。。

关键点：粘贴轮边缘线速度与管粘贴轮边缘线速度与管道生产速度同步一致，粘贴杆端部的道生产速度同步一致，粘贴杆端部的形状及与粘贴轮之间间隙的精准确定，形状及与粘贴轮之间间隙的精准确定，避免划伤管道而导致断管。避免划伤管道而导致断管。

成果：滴头与管内壁粘贴牢固，滴头间滴头与管内壁粘贴牢固，滴头间距误差小于国家产品标准的指标。距误差小于国家产品标准的指标。

4. 关键技术成果四：滴头精准打孔

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技术要求：在粘有片式滴头的滴在粘有片式滴头的滴灌管出水口位置精准、高速打孔。灌管出水口位置精准、高速打孔。

关键点：对高速行进的滴头位置对高速行进的滴头位置的精准探测；打孔刀头盘的迅速反应的精准探测；打孔刀头盘的迅速反应启动，并准确的与滴灌管出水口位置启动，并准确的与滴灌管出水口位置同速度接触；打孔后，迅速归位到原同速度接触；打孔后，迅速归位到原点，等待下一个打孔指令。点，等待下一个打孔指令。

成果：开发了都具备刀头自转功开发了都具备刀头自转功能的多刀头和单刀头打孔装置，打孔能的多刀头和单刀头打孔装置，打孔频率达到频率达到 500500 次次 // 分钟。分钟。

5. 关键技术成果五：自动切换卷技术要求：将滴灌管成品整齐地卷绕将滴灌管成品整齐地卷绕

在圆盘上；当长度达到要求后，切断机在圆盘上；当长度达到要求后，切断机构自动切断管子，并实现两卷绕盘自动构自动切断管子，并实现两卷绕盘自动转换。转换。

关键点：卷绕过程中，管带均匀的往卷绕过程中，管带均匀的往复排列；断管时，将管带“喂”入新盘复排列；断管时，将管带“喂”入新盘的断管装置切断管带，并在新盘上开始的断管装置切断管带，并在新盘上开始卷绕。卷绕。

成果：开发了双工位（两个卷绕盘）开发了双工位（两个卷绕盘）的全自动收换卷机，切换卷功能准确可的全自动收换卷机，切换卷功能准确可靠。靠。

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6. 关键技术成果六：生产线自动监控技术要求：主要工艺参数设定后，主要工艺参数设定后，

各设备及整条线按程序自动运行；监各设备及整条线按程序自动运行；监控各设备的运行状态，出现异常时及控各设备的运行状态，出现异常时及时报警。时报警。

关键点：建立主要工艺参数与各设建立主要工艺参数与各设备运行状态的匹配关系；对各设备运备运行状态的匹配关系；对各设备运行状态信息的自动采集和设置异常时行状态信息的自动采集和设置异常时的警示功能。的警示功能。

成果：建立了整条生产线的自动生建立了整条生产线的自动生产、监控、报警系统，使生产线能够产、监控、报警系统，使生产线能够高效运行。高效运行。

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1. 1. 电子机械打孔装置：电子机械打孔装置：刀头具有自转功能，更适应较厚管壁刀头具有自转功能，更适应较厚管壁的打孔和降低维护费用。的打孔和降低维护费用。

2. 2. 非等流程挤出机机头：非等流程挤出机机头：改善流道塑化性能，出料均与，降改善流道塑化性能，出料均与，降低功耗。低功耗。

3.3. 自动控制与在线监测：自动控制与在线监测：实现了生产线的自动运行和在线监实现了生产线的自动运行和在线监测。测。

4.4. 成套设备制造集成创新：成套设备制造集成创新：掌握各项关键技术，具备整条生掌握各项关键技术，具备整条生产线的设计、制造、组装调试和售后服务的能力。产线的设计、制造、组装调试和售后服务的能力。

四、成果先进性和创新点取得取得 33 项技术创新和项技术创新和 11 项集成成果创新，生产线总体性能达到项集成成果创新，生产线总体性能达到

国际先进水平国际先进水平。。

1.1 1.1 电子机械打孔装置 电子机械打孔装置 - - 单刀单刀头 头

单刀头专利（ 2007 ）

由风笔（单刀头）、齿轮组、打孔位置探测装由风笔（单刀头）、齿轮组、打孔位置探测装置、伺服电机组成。风笔的“笔尖”为打孔刀头，置、伺服电机组成。风笔的“笔尖”为打孔刀头，由生产线的压缩空气系统驱动，高速旋转，无需由生产线的压缩空气系统驱动，高速旋转，无需增加驱动设备。增加驱动设备。 该技术取得该技术取得 11 项国家发明专利。项国家发明专利。

1.2 1.2 电子机械打孔装置 电子机械打孔装置 - - 多刀多刀头 头

多刀头专利（ 2004 ）

当当打孔位置探测仪检测到滴头时，即刻启动打孔位置探测仪检测到滴头时，即刻启动伺服电机，并带动多钻头旋转盘转动伺服电机，并带动多钻头旋转盘转动 90°90° （装（装 44

把刀时）。高速电机通过伞形齿轮组驱动旋转把刀时）。高速电机通过伞形齿轮组驱动旋转刀头高速自转。刀头高速自转。

该技术取得该技术取得 11 项国家发明专利。项国家发明专利。

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2.2. 非等流程挤出机机头非等流程挤出机机头

采用非完全等流程设采用非完全等流程设计，流道塑化性能好，计，流道塑化性能好，出料均匀，降低了挤出料均匀，降低了挤出压力。与进口生产出压力。与进口生产线的线的 7575 型挤出机相比，型挤出机相比，配套功率降低配套功率降低 14.1%14.1% 、、加热功率降低加热功率降低 9.6%9.6% ，，节能效果显著。节能效果显著。

挤出机机头

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自动控制系统采用可编程序控制器（ PLC ）与触摸屏相结合的方式控制整条生产线的运行。包括对单项设备及整个系统的计算机自动控制，实现对滴灌管制造工艺及生产线全过程的实时监控。

滴灌管打孔在线监测系统为国内首创，滴灌管打孔在线监测系统为国内首创，获得实用新型专利获得实用新型专利 11 项。项。

3. 3. 自动控制与在线监测系统自动控制与在线监测系统

生产线主控屏 滴头打孔高速摄像 滴头打孔图像在线显示

4. 4. 生产线成套设备制造集成创新生产线成套设备制造集成创新

（（ 11 ）生产线整体技术性能达到国际先进水平，包括滴头）生产线整体技术性能达到国际先进水平，包括滴头筛选、薄壁管挤出、滴头粘贴、电子机械打孔、在线监测、生筛选、薄壁管挤出、滴头粘贴、电子机械打孔、在线监测、生产线自动控制技术等。生产速度达到国际先进指标：正常生产产线自动控制技术等。生产速度达到国际先进指标：正常生产速度达到速度达到 100-120m/min100-120m/min ，最高可达，最高可达 150m/min150m/min ；生产的滴灌；生产的滴灌管产品到国标管产品到国标 AA 类产品标准。类产品标准。

（（ 22 ）全面掌握了该类生产线制造技术，包括设计、制造、）全面掌握了该类生产线制造技术，包括设计、制造、组装调试和后续开发能力，能够实现技术升级换代。组装调试和后续开发能力，能够实现技术升级换代。

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1. 1. 产业化及推广应用产业化及推广应用

2006年起与青岛新大成塑料机械公司合作开发内镶式滴灌管生产线，历经研制、定型、市场开发和销售。正常生产速度： 100-120m/min；滴灌管产品：稳定达到国标 A类产品标准。售 价：每条生产线 160-200万元，性价比进一步提高。

五、应用推广和效益

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积极开拓国内外市场积极开拓国内外市场

近两年，国内外参展近两年，国内外参展 1717次。其中国次。其中国外参展外参展 88 个国家（埃及 、伊朗 、巴西、个国家（埃及 、伊朗 、巴西、俄罗斯、土耳其、印度、阿根廷、南非 ）。俄罗斯、土耳其、印度、阿根廷、南非 ）。

相继开发了内镶圆柱式，内镶条式相继开发了内镶圆柱式，内镶条式滴灌管生产线。滴灌管生产线。

内镶片式滴灌管 内镶圆柱式滴灌管 内镶条式滴灌管

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滴灌线销售应用情况表 （截止到 2011 年 12月）

序号 订货方及国别 数量（条）

销售额（万元） 序号 订货方及国别 数量

（条）销售额

（万元）

1 俄罗斯 Liability Company “Oil Trade Bunker”

1 165 11 中国 内蒙古大成节水有限公司 2 260

2 印度 Bls plast Ltd. 1 160 12 哈萨克斯坦 Ак-Асар Халыкаралык айырымдылык Коры

1 160

3 印度 ATUL ENTERPRISS * 1 150 13 伊朗 Arya Farab Sepahan Co. 1 160

4 厄瓜多尔 LA FABR S.A. （台湾欣荣塑料科技公司） 1 65 14 巴西 Alessandra R. Vicentin

Industrial DE Plast1 160

5 阿联酋 AG T.S.S. 2 220 15 印度 ATUL ENTERPRISS * 1 155

6 印度 Shriram plast Indusrties

1 160 16 中国 辽宁沈阳华德机械 4 600

7 吉尔吉斯坦 Компания “шоро”

1 165 17 中国 广西平果县新农节水公司 1 165

8 埃及 EGY PLAST 1 60 18 乌克兰 Yurity Aleksandovich Vegera

1 160

9 印度 ATUL ENTERPRISS * 2 210 19 印度 ATUL ENTERPRISS * 2 300

10 中国 河北亚塑塑业有限公司 2 260 合 计 27 3735

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2.2. 技术设备入股及效益技术设备入股及效益

2008年以“内镶片式滴灌管生产线成套设备及其制造技术”入股甘肃大禹节水股份有限公司，促进了该公司生产规模的扩大和首批创业板上市。入股市值达到一亿元。

同时，对公司技术升级、扩大产能、增加效益发挥了积极作用。

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3. 3. 社会效益社会效益

一是该成果完成并推广应用，打破了国际垄断，大幅度降低一是该成果完成并推广应用，打破了国际垄断，大幅度降低了内镶片式滴灌管生产线的售价。目前国外进口生产线已由了内镶片式滴灌管生产线的售价。目前国外进口生产线已由20002000 年的年的 800800 万元以上，降低到目前的万元以上，降低到目前的 500500 万元，降低万元，降低 38%38% ；；生产线售价生产线售价 180180 万元左右，仅为进口线的万元左右，仅为进口线的 1/31/3 ，大幅度减轻，大幅度减轻

了滴灌管生产企业的负担，有利于成果推广，增加效益。了滴灌管生产企业的负担，有利于成果推广，增加效益。

二是生产线设备投资降低，带来滴灌管产品生产成本和售价二是生产线设备投资降低，带来滴灌管产品生产成本和售价下降，减轻农民购买滴灌管产品的负担，对促进我国滴灌技术下降，减轻农民购买滴灌管产品的负担，对促进我国滴灌技术普及，实现节水增产、农民增收具有重要作用。普及，实现节水增产、农民增收具有重要作用。

经济社会效益十分显著。经济社会效益十分显著。

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该项成果技术上达到了国际先进水平，填补国内空白；真正实现了科技成果的转化与产业化；经济上实现了技术及设备入股和市场销售，促进了滴灌灌溉技术普及，取得了显著的社会经济效益。

由于我国及许多国家水资源紧缺，滴灌管生产线销售和订货迅速增加。在中央一号文件强力推动下，国家“十二五”规划发展高效灌溉面积一亿亩，其中微灌面积 3000 万亩，滴灌管产品及生产线设备将迎来旺盛的需求。

六、结论与展望

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谢 谢 谢 谢 !!