張楊
國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心
其中,帶式輸送機(jī)和鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)一般屬于大型輸送機(jī)械,常用于工廠、碼頭和大型倉庫的散貨輸送,例如帶式輸送機(jī)用于糧食、煤粉、化肥等粉狀、顆粒狀散貨的輸送,鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)相對帶式輸送機(jī),其輸送承載面具有較高的強(qiáng)度和抗沖擊性,突出運載能力,一般用于對輸送承載量要求較高的場景中,且能夠輸送煤塊、石料等塊狀散貨,在結(jié)構(gòu)方面而言,帶式輸送機(jī)和鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的驅(qū)動方式、傳動組件、張緊度調(diào)節(jié)等結(jié)構(gòu)是相似的,且能夠相互借鑒。
輥道輸送機(jī)一般應(yīng)用于具有固定形狀或包裝的輸送,如箱、袋等,其特點是在輸送過的過程中,根據(jù)實際生產(chǎn)需求,進(jìn)行輸送的分流、合流,并且能夠?qū)崿F(xiàn)在輸送過程中對貨物進(jìn)行分類、分揀,并且軌道輸送機(jī)組合式方便快捷,其在結(jié)構(gòu)上主要體現(xiàn)于輥筒/滾子結(jié)構(gòu)、輥筒/滾子的布局及驅(qū)動設(shè)置。
其中,螺旋輸送機(jī)一般應(yīng)用于粉料、顆粒狀散貨的輸送,其特點是在輸送過程中能夠精細(xì)化控制物料的輸送量,以及在輸送過程中不會產(chǎn)生堵料的現(xiàn)象,既可以進(jìn)行開放式的物料輸送,也可以進(jìn)行密封式的物料輸送,其主要特點在于螺旋桿結(jié)構(gòu)、與螺旋桿配合的殼體結(jié)構(gòu)、以及螺旋桿的支撐傳動結(jié)構(gòu)。[1]
振動輸送機(jī)一般應(yīng)用于對零件、散料的分揀和篩分,其特點是在輸送過程中能將非正常狀態(tài)的零件自動剔除或?qū)ι⒘线M(jìn)行篩分,也能夠根據(jù)振動的頻率設(shè)置,控制物料的輸送節(jié)奏,其主要特點在于振動裝置的設(shè)置,如電磁式、磁鐵式、機(jī)械配重式、液壓/氣壓式等,以及與振動裝置相配合的柔性基座,如彈簧支架、液壓支架等。
本文將以螺旋輸送機(jī)為例進(jìn)行分析,通過分析結(jié)果來對螺旋輸送技術(shù)的專利申請趨勢進(jìn)行深一步的解讀。
下面就螺旋輸送技術(shù)的全球申請趨勢以及領(lǐng)域重要申請人的布局進(jìn)行詳細(xì)分析。
可以從圖1看出,2009年以前全球螺旋輸送領(lǐng)域?qū)@暾埩枯^為平穩(wěn),每年維持在400件左右,從2009年開始出現(xiàn)大幅增長態(tài)勢,2016年更是突破了1200件的申請量。說明2009年以前螺旋輸送領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展較為平穩(wěn),技術(shù)突破性和市場發(fā)展都較為平穩(wěn),2009年后技術(shù)上有了較大突破,而且在市場發(fā)展中也重新煥發(fā)活力。
圖1 全球螺旋輸送公開趨勢
在中國螺旋輸送領(lǐng)域,純授權(quán)狀態(tài)比例50.43%,權(quán)利終止?fàn)顟B(tài)比例29.17%,實質(zhì)審查狀態(tài)比例7.82%,純公開狀態(tài)比例3.11%。通過這種宏觀大數(shù)據(jù)統(tǒng)計,可以粗略測算出中國螺旋輸送領(lǐng)域總體的專利申請授權(quán)率。具體測算方法如下:
將純授權(quán)狀態(tài)比例和權(quán)利終止?fàn)顟B(tài)比例相加,即50.43%+29.17% =79.61%,以此作為經(jīng)過實質(zhì)審查案件的授權(quán)比例。而后將實質(zhì)審查狀態(tài)比例和純公開狀態(tài)比例相加,即7.82%+3.11% =10.93%,將此部分案件按照上述得到的經(jīng)過實質(zhì)審查案件的授權(quán)比例測算出可能轉(zhuǎn)化為授權(quán)的比例,即10.93%*79.61% =8.70%。這樣將兩部分案件授權(quán)的比例相加,即79.61%+8.70% =88.31%,就能粗略測算出中國螺旋輸送領(lǐng)域總體的專利申請授權(quán)率為88.31%。
螺旋輸送是一種通過螺旋葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)而推動物料進(jìn)行輸送的典型輸送形式,其在流體狀物料的輸送領(lǐng)域具有極大的優(yōu)勢。其中,無軸螺旋輸送機(jī)具有更高的運用前景,其相對于有軸螺旋輸送機(jī)具有輸送容積更大,輸送環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng),輸送阻力更小的優(yōu)勢。接下來,我們將對該種類的螺旋輸送機(jī)進(jìn)行重點分析。
與在整個螺旋輸送領(lǐng)域類似,早期在無軸螺旋輸送領(lǐng)域?qū)@暾埩亢苌?。但不同的是,整個無軸螺旋輸送領(lǐng)域從2006年開始顯著增加,而后除了2008年受金融危機(jī)影響,整體呈高速上升態(tài)勢。直到2016年申請量達(dá)到最高峰,而后呈緩慢下滑趨勢。可見,對輸送帶材質(zhì)的研究目前已經(jīng)進(jìn)入相對成熟期,技術(shù)發(fā)展較為成熟穩(wěn)定。
從圖2中可以看出,國外對于無軸螺旋輸送機(jī)的申請保護(hù)有著很強(qiáng)的趨向,其中共有三位外國申請人進(jìn)入了申請量的前十位,分別位于第二、第四和第七位,而第一位則由中國申請人錢堯翎占據(jù),中國申請人在無軸螺旋輸送領(lǐng)域具有較強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢,說明中國以前在該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展雖然緩慢,但是經(jīng)過近幾年的科技研究投入,中國已經(jīng)在該領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位。
圖2 無軸螺旋輸送機(jī)全球申請人排名
2004年以前,全球范圍內(nèi)日本為主要申請國,而2004年以后中國申請量激增,一躍超過日本成為全球申請量第一,而后每年一直呈上升趨勢,始終領(lǐng)跑全球各國。由此可見,2004年開始中國大力研發(fā)和應(yīng)用螺旋輸送,在全球螺旋輸送領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位,相信在不久后中國在螺旋輸送領(lǐng)域的申請量將超越日本成為第一。
在中國螺旋輸送領(lǐng)域,申請人專利申請量排名前十名中均是中國申請人,說明我國申請人在中國螺旋輸送領(lǐng)域具有較高的競爭力,在專利申請量上具有較大優(yōu)勢。其中,錢堯翎以申請量56件位于榜首,無錫錫東能源科技有限公司以42件位于第二,上述兩位申請人在螺旋輸送領(lǐng)域上的技術(shù)研發(fā)能力最強(qiáng),第三到十位申請人在該領(lǐng)域的研發(fā)傾向低于前兩位申請人。從整體上來看,前十名申請人的專利申請量相差不多,說明中國螺旋輸送領(lǐng)域技術(shù)均布性較好,并不存在明顯的壟斷情況。
中國在無軸螺旋輸送領(lǐng)域的申請從早期的寥寥無幾,到2005年起的快速增長,經(jīng)歷了2010年的短期回落后,再次快速增長,到2016年爆發(fā)式增長后開始緩慢回落。[2]中國在無軸螺旋輸送機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了十分成熟且先進(jìn)的水準(zhǔn),為全國甚至全球在該領(lǐng)域的科技發(fā)展作出了突出而卓越的貢獻(xiàn)。
國內(nèi)在無軸螺旋輸送機(jī)方面的靠前申請均為中國申請人,申請量除了排名第一位的錢堯翎之外,分布較為平均,說明在該領(lǐng)域的科研投入較為普及。
我國申請人的省市排名前十位為浙江、江蘇、山東、北京、天津、福建、安徽、湖北、上海、河南。說明在該技術(shù)領(lǐng)域,上述省市的科研實力更具有優(yōu)勢,其中就浙江、江蘇尤為突出,進(jìn)一步說明了該地區(qū)對于專利申請的極高活躍度。
我國在無軸螺旋輸送領(lǐng)域的專利有效率為52.43%,失效率為36.83%,在審中為10.74%,考慮到一部分授權(quán)后專利失效的情況,在無軸螺旋輸送領(lǐng)域的專利有效性與整體的螺旋輸送領(lǐng)域的專利申請的有效率相當(dāng),說明我國在無軸螺旋輸送領(lǐng)域具有較高的科技研發(fā)效果,取得的科研成果比較顯著。
通過之前的國內(nèi)申請人排名可以看出,錢堯翎在無軸螺旋輸送領(lǐng)域具有極其大的申請量,遠(yuǎn)超排名第二位的長興日月環(huán)保機(jī)械有限公司,且該申請人在無軸螺旋輸送機(jī)的研發(fā)覆蓋面也較為廣闊,具有一定的分析價值。
在無軸螺旋輸送機(jī)領(lǐng)域,錢堯翎作為全球和全國申請量均較超前的申請人,且其文獻(xiàn)被引用次數(shù)也較多,能夠說明書該申請人在該領(lǐng)域具有較大的科研發(fā)展能力,具有較強(qiáng)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位,現(xiàn)按照其技術(shù)發(fā)展路徑繪制如下技術(shù)路線圖。
從圖3分析可知,當(dāng)前無軸式螺旋輸送機(jī)的研究方向主要分布在以下幾個方向。
圖3 技術(shù)路線圖
1.防跳、防起拱
無軸式螺旋輸送機(jī)在具有輸送容量更大的優(yōu)點的同時,因為其在結(jié)構(gòu)上缺少輸送軸的支撐,其在整體強(qiáng)度上不具有優(yōu)勢,更容易出現(xiàn)葉片起跳或者物料起拱的情況。申請人于2006年提出了采用三向接觸式壓輥(托輥)對葉片進(jìn)行軸向的全方位支撐,從而避免葉片起跳,但可以看出該申請實質(zhì)上占用了較大的輸送空間;因此,申請人在2007提出了采用在葉片表面開孔,并采用加強(qiáng)筋貫穿葉片開孔的方式來提高葉片的整體強(qiáng)度,進(jìn)而降低葉片起跳的風(fēng)險,該方案在加強(qiáng)葉片強(qiáng)度的同時,占用了較小的輸送空間,但是因為加強(qiáng)筋與葉片表面很近,會出現(xiàn)物料輸送阻力變大的情況;隨后,申請人在同一年提出了在葉片沿輸送方向的兩側(cè)設(shè)置半弧形的防跳塊單元的技術(shù)方案,其能夠保證在占用小的輸送空間的同時降低葉片起跳的風(fēng)險,并且對于物料輸送的阻力降低也有一定的貢獻(xiàn);之后,申請人于2011年提出了在葉片的上方設(shè)置具有彈性的封料板的技術(shù)方案,其通過葉片起跳和物料起拱通常是向上方的情況,在上方設(shè)置彈性的封料板,大大的增強(qiáng)了物料的輸送空間,同時對物料的起拱起到了較好的抑制作用。[3]
2.防堵
無軸螺旋輸送機(jī)因其不具有輸送軸而在物料輸送時堵塞的風(fēng)險更高,申請人在2006年分別提出了采用彈性擋條和反向螺旋多點卸料的技術(shù)方案來解決無軸螺旋輸送機(jī)的堵塞問題;隨后,在2008年,申請人又提出了通過多點進(jìn)料、多點出料并行的方式,進(jìn)一步解決無軸螺旋輸送機(jī)的堵塞問題;并在隨后同一年分別提出了等直徑、變螺距和變直徑、變螺距的技術(shù)方案來解決上述問題,該方案在保證了較小輸送阻力的同時避免了物料的堵塞問題;之后,申請人于2011年提出了在葉片上方設(shè)置彈性封料板的技術(shù)方案,解決了物料因起拱最后導(dǎo)致堵塞的問題。
3.防纏繞
無軸螺旋輸送機(jī)較于有軸螺旋輸送機(jī)具有強(qiáng)大的防纏繞能力,但是在一些情況下,物料仍有可能對無軸螺旋輸送機(jī)的葉片進(jìn)行纏繞,從而導(dǎo)致機(jī)器故障發(fā)生。申請人在2006年提出了采用平行設(shè)置的螺旋葉片的方案,在針對大流量物料輸送時,有效的降低了葉片因運輸力不足而導(dǎo)致的纏繞問題;隨后,申請人在2008年提出了采用L型截面的葉片并在葉片表面設(shè)置弧形過渡段的技術(shù)方案,通過降低葉片與物料之間的多余應(yīng)力的方式,降低葉片被纏繞的風(fēng)險。
4.耐磨性
無軸螺旋輸送機(jī)在作業(yè)時其葉片或殼體通常會發(fā)生磨損,申請人針對該技術(shù)問題,在2006年和2007年提出了采用在殼體內(nèi)壁設(shè)置耐磨襯板來提高無軸螺旋輸送機(jī)的使用壽命的技術(shù)方案,隨后,在2008年提出采用拼接式的耐磨襯板設(shè)置于葉片下部的殼體內(nèi)壁上,提高了襯板的拆裝便捷性,也保證了無軸螺旋輸送機(jī)較長的使用壽命。
螺旋輸送技術(shù)通過不斷的發(fā)展,其基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。國外在近些年對于螺旋輸送機(jī)逐漸降低了申請投入,但是在國內(nèi),隨著我國工業(yè)化的發(fā)展速度持續(xù)進(jìn)步,我國的申請人在螺旋輸送機(jī)方面的申請趨勢一直保持著穩(wěn)定的提升,同時,在對于螺旋輸送機(jī)的研究分析上也呈現(xiàn)了多方向的發(fā)展勢頭。相信在不久的將來,我國在螺旋輸送技術(shù)上能夠獲得大量穩(wěn)定的專利技術(shù),一旦合理地投入市場運營中,其勢必將大大的推動我國市場的繁榮,并有力地保障我國申請人的合理利益。