油茶花蜜高效采收装置
作者: 王宇涵
谭迪熬 中国发明协会院士专家咨询工作委员会首任专家,中国发明协会中小学创造教育分会会长,科技创新教育特级教师,教育部国培计划专家库专家。
油茶树是广泛分布于我国南方地区的经济作物,其花蜜含有丰富的营养物质,有一定的开发利用潜力。但油茶花蜜含有某种生物碱,易引发蜂群病害。长期以来,油茶花蜜的采集都是依靠传统手工采集方法——采蜜工人手持胶头吸管,将花蜜从每朵油茶花的花芯中吸出。这种采蜜方式的劳动强度大,工作效率低。
研究操作便利、高效的油茶花蜜采集技术和方法,对油茶花蜜资源的开发和利用有着重大意义。
一、设计目的
简化油茶花蜜采收作业方法、降低劳动强度、提高采收效率。
二、设计原理
根据伯努利原理,储气罐释放高压气体时,输气管产生气流,气流在缩径接头处流速增大,压强减小,在吸蜜管入口处形成低压区域,在吸蜜管的另一端形成吸力,实现花蜜的采收。
三、装置结构
储气罐与打气手柄采用手动加压储气一体设计,为输气管提供气源。控制气体的气阀设在输气管上,输气管的另一端与缩径接头连接,缩径接头的90°夹角方向连接吸蜜管,缩径接头的180°夹角方向连接导蜜管,导蜜管安装在储蜜罐上。
四、工作流程
通过操作打气手柄给储气罐加压。将吸蜜管采集头贴近油茶花芯,手动开启气阀,气体经输气管在缩径接头处增速降压,通过吸蜜管形成吸力将花蜜吸出。再次手动开启气阀,气体经输气管将在缩径接头处的花蜜吹入导蜜管,并沿导蜜管汇集到储蜜罐中。
五、效果测试
使用油茶花蜜高效采收装置收集花蜜的效果如表1。
根据上述数据,可计算出收集花蜜的平均速度约为5.2克/分。这表明,油茶花蜜高效采收装置能在保证采收质量的同时,显著提升采收效率。
六、创新点
传统的油茶花蜜采集方法是使用胶头吸管进行人工吸取,这种方法采蜜量小,采收效率低,不便于规模化生产。与之相比,本装置具有如下创新点:开发完善成专用的油茶花蜜采集设备,可实现油茶花蜜采集规模化;增大了储蜜罐的容量,简化了油茶花蜜采集作业方式,为油茶花蜜资源的产业化探索了途径。
专家点评
王宇涵同学的油茶花蜜高效采收装置,是一项令人欣喜的原创性发明。它实现了油茶花蜜采收“从0到1”的突破,这正是当前青少年科技创新活动发展应突破的瓶颈。
原始创新能力是科技创新人才的第一要素,是一个国家走向世界科技创新之巅的必要条件。习近平总书记指出:“我们必须走出适合国情的创新路子,特别是要把原始创新能力提升摆在更加突出的位置,努力实现更多‘从0到1’的突破。”
我们要培养青少年的科技创新核心素养,不能只停留在让其掌握简单的发明技法、做出几项花哨的发明作品,更不能忙于营造“课堂热闹、作品炫目(声、光、电、动一应俱全)”的虚浮场面。
有研究表明,无数伟大原创性成果的创造,其创造主体(组织或个人)都具有极强的原始创新能力。而青少年时期是培养这种能力的关键时期,因此,我们必须好好审视自身的观念与行为,尽快回归科创育人的本真。