掃路車吸嘴專利技術綜述

許靜

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州 215011）

掃路車吸嘴專利技術綜述

許靜

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州 215011）

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

吸嘴；掃路車；專利；現(xiàn)狀

吸嘴結構、性能的好壞直接影響到掃路車的吸塵效果。本文以掃路車的專利數(shù)據(jù)為分析樣本，從專利的申請時間分布、主要申請人、吸嘴外部結構、吸嘴內部流場等多角度剖析掃路車吸嘴的整體狀況，從專利角度對掃路車吸嘴的發(fā)展進行梳理。

1 專利分析

1.1 專利申請國家分布情況

經(jīng)對掃路車吸嘴專利的國內外專利國家分布情況進行統(tǒng)計，得出從專利申請地區(qū)分布情況來看，中國的專利申請占79%，日本專利申請占12%，德國、英國和法國專利申請量總體占12%，這表明掃路車吸嘴申請量差距比較大，專利申請比較集中，主要集中在中國，反映出我國相關單位已經(jīng)充分意識到掃路車吸嘴在整個掃路車中的重要性，通過對傳統(tǒng)吸嘴的改進，使其能適應各種不同的道路條件，提高整車的使用性能和經(jīng)濟效益。

1.2 專利申請時間分布情況

國內專利時間分布情況，截至2014年掃路車吸嘴專利申請量為126件，在1975年之前專利申請量為0，1977-2005年該專利申請量較少，增長緩慢，年申請量均低于5件，至2010年申請量大幅度增加，年申請量達到經(jīng)過對專利樣本的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)2014年掃路車吸嘴的申請量遠遠超出了之前的申請量。分析原因發(fā)現(xiàn)，這與人們生活水平的提高有密切關系，人們對環(huán)境污染問題越來越重視，對環(huán)保的要求也日益提高。

2 技術發(fā)展過程

2.1 專利申請主題分類

根據(jù)本文的專利樣本情況，對國內外吸嘴的專利情況從吸嘴的技術脈絡著手進行梳理，進而根據(jù)專利數(shù)量對2個大技術脈絡的發(fā)展進行具體的分類。通過對專利樣本的仔細閱讀與分析，吸嘴專利的申請主要集中在以下幾種類型：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 掃路車吸嘴技術發(fā)展過程

最初的掃路車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掃路車發(fā)展處于萌芽階段，研究者對吸嘴的研究不多，大多數(shù)吸嘴都是以吸為主來進行設計的；②沙塵及垃圾會堵塞吸嘴，設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40a的發(fā)展，掃路車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，此時的純吸式單吸口的結構形式已經(jīng)與40a前的純吸式單吸口的結構形式存在本質性區(qū)別。

3 主要申請人的研發(fā)方向

表1表示的是掃路車吸嘴技術領域前5名的申請人排序，其中中聯(lián)重科股份有限公司專利申請比較多，位居首列。中聯(lián)重科股份有限公司對掃路車吸嘴的申請量遠大于其他申請人，有必要對其申請的專利進行研究，發(fā)現(xiàn)其技術創(chuàng)新的重點所在。

表1 掃路車吸嘴主要申請人

在吸嘴的結構內部設置反吹風口，根據(jù)反吹風口的結構又可以分為直吹式、左側反吹、后側反吹、多口反吹式［1-2］。隨著計算流體力學的發(fā)展，計算流體力學成為分析流場的重要工具，用來分析吸嘴內部的能量損耗。分析專利樣本，中聯(lián)重科股份有限公司自2009年起著手對掃路車吸嘴進行研究，其研究的重點方向在于純吸式單吸口干式吸嘴，中聯(lián)重科主要依據(jù)為流體力學原理，通過對吸嘴結構的改進，提高氣流的夾帶力，減少壓力損失并提高吸附效率。經(jīng)過對專利樣本的分析，純吸式單吸口干式吸嘴的技術發(fā)展脈絡主要分為以下3個。

3.1 技術演進脈絡一

傳統(tǒng)用的掃路車吸嘴如圖1（a）所示，現(xiàn)有的一種道路清潔車輛的吸嘴包括由前擋板、2塊側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。通過分析道路清潔車輛工作時吸嘴周圍和吸嘴內通過的氣流情況，發(fā)現(xiàn)進入吸口的氣流中貼近地面的一部分起到了夾帶沙土、石子、垃圾進入吸筒的作用，而流經(jīng)吸口較高處的大部分氣流都沒有做功，而且氣流從吸嘴周圍進入吸嘴腔，再進入吸筒，其流動方向突變90°，使氣流流動阻力較大，壓力損失嚴重，吸附效率較低。為了解決這種問題，中聯(lián)重科股份有限公司在吸嘴處設置了中間導流板13，如圖1（b）所示，采用這種道路清潔車輛的吸嘴，氣流不需要流經(jīng)吸口較高處，而直接進入吸筒口，并且氣流流動方向不存90°的突變，可明顯減少流動阻力和壓力損失。在此基礎上，根據(jù)垃圾吸附的多相流動特性，將中間導流板19同樣傾斜地設置在頂板13’和底板14’所在的平面之間，如圖1（c）所示，中間導流板19和地面之間又形成一個扁平空間，在道路清潔車輛行進時，前導流板17’和中間導流板19構成的前層吸口先到達某固定清掃區(qū)域的垃圾層上方，開始對較厚的上層垃圾層進行吸附，隨后中間導流板19和后導流板18’構成的后層吸口，從而實現(xiàn)高效的“分層吸附”功能。

圖1 掃路車吸嘴結構示意圖

3.2 技術演進脈絡二

在對單個吸塵通道進行充分研究的情況下，中聯(lián)重科股份有限公司發(fā)現(xiàn)單個吸塵通道的吸塵效率，已經(jīng)不能達到其想要的抽吸效率，因此將吸嘴設置為V形的吸塵通道。在此基礎上，對其進一步改進，通過在吸嘴主體的抽吸腔后方設置補氣通道，可以對吸嘴抽吸腔的后部具有氣流補償?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，設置例子彈跳板，粒子碰撞到彈跳板時，將被反彈向上跟隨氣流吸入口。即便粒子沒有被從吸口的前端進氣的氣流吸入，從彈跳板上掉落下來時，粒子的x方向速度將與行車速度基本相同，即粒子相對吸嘴速度v很小，這將增加從吸口的后端進氣的氣流提升粒子的時間，有利于粒子吸入吸口。

4 結語

經(jīng)過對掃路車吸嘴的研究，審查員對掃路車吸嘴的發(fā)展具有了清晰的認識，具體總結如下。一是掃路車吸嘴的發(fā)展技術大體經(jīng)歷了以下幾個階段：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。二是掃路車吸嘴的研究在我國的發(fā)展是最迅速的，其中我國中聯(lián)重科股份有限公司對掃路車吸嘴的研究最為充分，對掃路車吸嘴的研究貢獻最大，主要依據(jù)為流體力學原理，通過對吸嘴結構的改進，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掃路車吸嘴的研究主要分為以下2個方向：①設置中間導流板，根據(jù)垃圾吸附的多相流動特性，對垃圾進行分層吸附；②申請人發(fā)現(xiàn)一個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，進而通過在吸嘴主體的抽吸腔后方設置補氣通道或是彈跳板，以增加垃圾的抽吸效率。

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

［2］黃險峰，彭克立，王曙輝.濕式掃路車吸嘴抗泥土堵塞能力的研究［J］.工程機械，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，實習研究員，研究方向：橋面鋪裝。