掃路車(chē)吸嘴專(zhuān)利技術(shù)綜述

許靜

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州 215011）

掃路車(chē)吸嘴專(zhuān)利技術(shù)綜述

許靜

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局專(zhuān)利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州 215011）

吸嘴是掃路車(chē)的一個(gè)重要工作裝置，本文從專(zhuān)利角度分析掃路車(chē)吸嘴的發(fā)展，梳理出其行業(yè)現(xiàn)狀，為企業(yè)的技術(shù)研發(fā)、專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁﹨⒖肌?/p>

吸嘴；掃路車(chē)；專(zhuān)利；現(xiàn)狀

吸嘴結(jié)構(gòu)、性能的好壞直接影響到掃路車(chē)的吸塵效果。本文以掃路車(chē)的專(zhuān)利數(shù)據(jù)為分析樣本，從專(zhuān)利的申請(qǐng)時(shí)間分布、主要申請(qǐng)人、吸嘴外部結(jié)構(gòu)、吸嘴內(nèi)部流場(chǎng)等多角度剖析掃路車(chē)吸嘴的整體狀況，從專(zhuān)利角度對(duì)掃路車(chē)吸嘴的發(fā)展進(jìn)行梳理。

1 專(zhuān)利分析

1.1 專(zhuān)利申請(qǐng)國(guó)家分布情況

經(jīng)對(duì)掃路車(chē)吸嘴專(zhuān)利的國(guó)內(nèi)外專(zhuān)利國(guó)家分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出從專(zhuān)利申請(qǐng)地區(qū)分布情況來(lái)看，中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)占79%，日本專(zhuān)利申請(qǐng)占12%，德國(guó)、英國(guó)和法國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量總體占12%，這表明掃路車(chē)吸嘴申請(qǐng)量差距比較大，專(zhuān)利申請(qǐng)比較集中，主要集中在中國(guó)，反映出我國(guó)相關(guān)單位已經(jīng)充分意識(shí)到掃路車(chē)吸嘴在整個(gè)掃路車(chē)中的重要性，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)吸嘴的改進(jìn)，使其能適應(yīng)各種不同的道路條件，提高整車(chē)的使用性能和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)間分布情況

國(guó)內(nèi)專(zhuān)利時(shí)間分布情況，截至2014年掃路車(chē)吸嘴專(zhuān)利申請(qǐng)量為126件，在1975年之前專(zhuān)利申請(qǐng)量為0，1977-2005年該專(zhuān)利申請(qǐng)量較少，增長(zhǎng)緩慢，年申請(qǐng)量均低于5件，至2010年申請(qǐng)量大幅度增加，年申請(qǐng)量達(dá)到經(jīng)過(guò)對(duì)專(zhuān)利樣本的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)2014年掃路車(chē)吸嘴的申請(qǐng)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了之前的申請(qǐng)量。分析原因發(fā)現(xiàn)，這與人們生活水平的提高有密切關(guān)系，人們對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越重視，對(duì)環(huán)保的要求也日益提高。

2 技術(shù)發(fā)展過(guò)程

2.1 專(zhuān)利申請(qǐng)主題分類(lèi)

根據(jù)本文的專(zhuān)利樣本情況，對(duì)國(guó)內(nèi)外吸嘴的專(zhuān)利情況從吸嘴的技術(shù)脈絡(luò)著手進(jìn)行梳理，進(jìn)而根據(jù)專(zhuān)利數(shù)量對(duì)2個(gè)大技術(shù)脈絡(luò)的發(fā)展進(jìn)行具體的分類(lèi)。通過(guò)對(duì)專(zhuān)利樣本的仔細(xì)閱讀與分析，吸嘴專(zhuān)利的申請(qǐng)主要集中在以下幾種類(lèi)型：吸掃式單吸口干式吸嘴、純吸式單吸口干式吸嘴、純吸式雙吸口吸嘴、純吸式多吸口吸嘴和濕式吸嘴。

2.2 掃路車(chē)吸嘴技術(shù)發(fā)展過(guò)程

最初的掃路車(chē)吸嘴的形式主要是純吸式單吸口吸嘴、吸掃式單吸口的吸嘴和濕式吸嘴，分析其原因在于：①掃路車(chē)發(fā)展處于萌芽階段，研究者對(duì)吸嘴的研究不多，大多數(shù)吸嘴都是以吸為主來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的；②沙塵及垃圾會(huì)堵塞吸嘴，設(shè)置為濕式吸嘴可以使清掃吸塵的效果保持穩(wěn)定。

1977-2014年經(jīng)過(guò)40a的發(fā)展，掃路車(chē)吸嘴的形式從純吸式單吸口發(fā)展為純吸式雙吸口，甚至發(fā)展成為組合吸嘴。但是，此時(shí)的純吸式單吸口的結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)與40a前的純吸式單吸口的結(jié)構(gòu)形式存在本質(zhì)性區(qū)別。

3 主要申請(qǐng)人的研發(fā)方向

表1表示的是掃路車(chē)吸嘴技術(shù)領(lǐng)域前5名的申請(qǐng)人排序，其中中聯(lián)重科股份有限公司專(zhuān)利申請(qǐng)比較多，位居首列。中聯(lián)重科股份有限公司對(duì)掃路車(chē)吸嘴的申請(qǐng)量遠(yuǎn)大于其他申請(qǐng)人，有必要對(duì)其申請(qǐng)的專(zhuān)利進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)所在。

表1 掃路車(chē)吸嘴主要申請(qǐng)人

在吸嘴的結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置反吹風(fēng)口，根據(jù)反吹風(fēng)口的結(jié)構(gòu)又可以分為直吹式、左側(cè)反吹、后側(cè)反吹、多口反吹式［1-2］。隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)成為分析流場(chǎng)的重要工具，用來(lái)分析吸嘴內(nèi)部的能量損耗。分析專(zhuān)利樣本，中聯(lián)重科股份有限公司自2009年起著手對(duì)掃路車(chē)吸嘴進(jìn)行研究，其研究的重點(diǎn)方向在于純吸式單吸口干式吸嘴，中聯(lián)重科主要依據(jù)為流體力學(xué)原理，通過(guò)對(duì)吸嘴結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提高氣流的夾帶力，減少壓力損失并提高吸附效率。經(jīng)過(guò)對(duì)專(zhuān)利樣本的分析，純吸式單吸口干式吸嘴的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)主要分為以下3個(gè)。

3.1 技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)一

傳統(tǒng)用的掃路車(chē)吸嘴如圖1（a）所示，現(xiàn)有的一種道路清潔車(chē)輛的吸嘴包括由前擋板、2塊側(cè)板及后擋板圍成的矩形框體，部分覆蓋該矩形框體頂部的頂板，部分覆蓋該矩形框體底部的底板，以及設(shè)置在頂板和底板之間、頂端與頂板相接、底端與底板相接的隔板。隔板兩端連接到前擋板兩端，其中部向吸筒口聚攏，從而定義出截面大致呈三角形的空間，其前部較寬，而后部較窄，并且吸筒口即位于該空間較窄的后部。通過(guò)分析道路清潔車(chē)輛工作時(shí)吸嘴周?chē)臀靸?nèi)通過(guò)的氣流情況，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入吸口的氣流中貼近地面的一部分起到了夾帶沙土、石子、垃圾進(jìn)入吸筒的作用，而流經(jīng)吸口較高處的大部分氣流都沒(méi)有做功，而且氣流從吸嘴周?chē)M(jìn)入吸嘴腔，再進(jìn)入吸筒，其流動(dòng)方向突變90°，使氣流流動(dòng)阻力較大，壓力損失嚴(yán)重，吸附效率較低。為了解決這種問(wèn)題，中聯(lián)重科股份有限公司在吸嘴處設(shè)置了中間導(dǎo)流板13，如圖1（b）所示，采用這種道路清潔車(chē)輛的吸嘴，氣流不需要流經(jīng)吸口較高處，而直接進(jìn)入吸筒口，并且氣流流動(dòng)方向不存90°的突變，可明顯減少流動(dòng)阻力和壓力損失。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)垃圾吸附的多相流動(dòng)特性，將中間導(dǎo)流板19同樣傾斜地設(shè)置在頂板13’和底板14’所在的平面之間，如圖1（c）所示，中間導(dǎo)流板19和地面之間又形成一個(gè)扁平空間，在道路清潔車(chē)輛行進(jìn)時(shí)，前導(dǎo)流板17’和中間導(dǎo)流板19構(gòu)成的前層吸口先到達(dá)某固定清掃區(qū)域的垃圾層上方，開(kāi)始對(duì)較厚的上層垃圾層進(jìn)行吸附，隨后中間導(dǎo)流板19和后導(dǎo)流板18’構(gòu)成的后層吸口，從而實(shí)現(xiàn)高效的“分層吸附”功能。

圖1 掃路車(chē)吸嘴結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)二

在對(duì)單個(gè)吸塵通道進(jìn)行充分研究的情況下，中聯(lián)重科股份有限公司發(fā)現(xiàn)單個(gè)吸塵通道的吸塵效率，已經(jīng)不能達(dá)到其想要的抽吸效率，因此將吸嘴設(shè)置為V形的吸塵通道。在此基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)一步改進(jìn)，通過(guò)在吸嘴主體的抽吸腔后方設(shè)置補(bǔ)氣通道，可以對(duì)吸嘴抽吸腔的后部具有氣流補(bǔ)償?shù)淖饔?，提供一種既能減少垃圾顆粒從吸嘴后方的泄漏，還能對(duì)未被吸收的垃圾顆粒起到反吹作用，使其被重新吸收的吸嘴；另外，設(shè)置例子彈跳板，粒子碰撞到彈跳板時(shí)，將被反彈向上跟隨氣流吸入口。即便粒子沒(méi)有被從吸口的前端進(jìn)氣的氣流吸入，從彈跳板上掉落下來(lái)時(shí)，粒子的x方向速度將與行車(chē)速度基本相同，即粒子相對(duì)吸嘴速度v很小，這將增加從吸口的后端進(jìn)氣的氣流提升粒子的時(shí)間，有利于粒子吸入吸口。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)對(duì)掃路車(chē)吸嘴的研究，審查員對(duì)掃路車(chē)吸嘴的發(fā)展具有了清晰的認(rèn)識(shí)，具體總結(jié)如下。一是掃路車(chē)吸嘴的發(fā)展技術(shù)大體經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：純吸式單吸口吸嘴、吸掃式單吸口的吸嘴和濕式吸嘴，純吸式單吸口，純吸式雙吸口，組合吸嘴。二是掃路車(chē)吸嘴的研究在我國(guó)的發(fā)展是最迅速的，其中我國(guó)中聯(lián)重科股份有限公司對(duì)掃路車(chē)吸嘴的研究最為充分，對(duì)掃路車(chē)吸嘴的研究貢獻(xiàn)最大，主要依據(jù)為流體力學(xué)原理，通過(guò)對(duì)吸嘴結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，提高氣流的夾帶力，減少壓力損失并提高吸附效率。三是中聯(lián)重科股份有限公司對(duì)掃路車(chē)吸嘴的研究主要分為以下2個(gè)方向：①設(shè)置中間導(dǎo)流板，根據(jù)垃圾吸附的多相流動(dòng)特性，對(duì)垃圾進(jìn)行分層吸附；②申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)一個(gè)吸塵通道的抽吸效率不如V形通道的抽吸效率高，因此，將吸嘴具有V形的吸塵通道，進(jìn)而通過(guò)在吸嘴主體的抽吸腔后方設(shè)置補(bǔ)氣通道或是彈跳板，以增加垃圾的抽吸效率。

［1］姜兆文，成凱，耿宇明.吸掃式掃路車(chē)吸嘴流場(chǎng)性能分析［J］.專(zhuān)用汽車(chē)，2012（6）：92-94.

［2］黃險(xiǎn)峰，彭克立，王曙輝.濕式掃路車(chē)吸嘴抗泥土堵塞能力的研究［J］.工程機(jī)械，2008（2）：6，29-31.

Review on the Patent Technology of Nozzle for Vehicle

Xu Jing

（Patent Examination Cooperation Jiangsu Center of the Patent Office，SIPO，Suzhou Jiangsu215011）

The nozzle is an important working device of the sweeper.This paper analyzed the development of the suc?tion nozzle of the sweeping vehicle from the patent point of view.The industry situation for nozzle was teased out, which provides an important reference for technology research and development,and patent application of enterprises.

nozzle；vehicle；patent；actuality

U418.3

A

1003-5168（2017）02-0065-02

2017-01-23

許靜（1987-），女，碩士，實(shí)習(xí)研究員，研究方向：橋面鋪裝。