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      基于專利信息的對輥成型機(jī)技術(shù)路線圖分析

      2012-10-21 01:53:56河南省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心李勇敢
      河南科技 2012年12期
      關(guān)鍵詞:成型機(jī)褐煤專利權(quán)人

      河南省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 李勇敢

      基于專利信息的對輥成型機(jī)技術(shù)路線圖分析

      河南省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 李勇敢

      一、對輥成型機(jī)技術(shù)分析背景

      我國是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國。褐煤儲量占總體儲量的13%。近年來,由于能源緊張,煤炭價(jià)格大幅度上漲,價(jià)格相對低廉的褐煤開發(fā)利用開始被重視起來。由于褐煤含水量高、發(fā)熱量低而且易碎裂和氧化自燃,不利于長途運(yùn)輸,要大規(guī)模開發(fā)利用必須對其加工提質(zhì)。對褐煤的開發(fā)利用大致可以分成以下幾個(gè)方面:一是煤化工,即把褐煤作為化工原料,生產(chǎn)深加工產(chǎn)品,提升產(chǎn)品的附加值,如液化、氣化等。二是經(jīng)過干燥提質(zhì)后直接作為動(dòng)力煤。三是干燥后生產(chǎn)型煤,以利于保存和長途運(yùn)輸。褐煤提質(zhì)后穩(wěn)定性增加,水分含量大大降低,熱值可提高20% ~ 50%,達(dá)到煙煤的水平,由低熱值褐煤提升成為中高熱值動(dòng)力用煤。采用成型技術(shù)可將原來高水分的褐煤經(jīng)過快速加熱脫水、干燥后,在無黏結(jié)劑條件下迅速壓制成型。成型后的“型煤”具有發(fā)熱量高、強(qiáng)度高、防水性好等特點(diǎn),并且可以大大降低直接燃燒時(shí)對環(huán)境的嚴(yán)重污染,使褐煤得到高效清潔地利用。因此,褐煤成型技術(shù)是一種重要的潔凈煤技術(shù)。高壓對輥成型機(jī)就是將褐煤加工成型煤的重要技術(shù)設(shè)備。目前,高壓對輥成型機(jī)的研究和攻關(guān),正在成為褐煤提質(zhì)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。為使研發(fā)企業(yè)能夠充分借鑒已有的技術(shù),避免研發(fā)的重復(fù)投資,提高研發(fā)的起點(diǎn)和效率,本文,筆者利用公開的專利信息,對高壓對輥成型機(jī)進(jìn)行了研究,對近年來高壓對輥成型機(jī)的技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行了探討。

      文中,筆者檢索的專利信息資源主要來源于德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(DERWENT WORLD PATENT INDEX)、DIALOG美國專利全文數(shù)據(jù)庫(U.S. PATENTS FULLTEXT)、DIALOG歐洲專利全文數(shù)據(jù)庫(EUROPEAN PATENTS FULLTEXT)、中國專利文摘檢索系統(tǒng)。利用的關(guān)鍵詞有國際專利分類號、國內(nèi)外從事高壓對輥成型機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)的重要企業(yè),其中,中文關(guān)鍵詞包括但不限于對輥成型機(jī)、雙輥成型機(jī)、輥壓成型機(jī)、煤球機(jī)、型煤機(jī)、壓球機(jī)、煤條機(jī)、煤成形機(jī)、煤粉壓塊機(jī)、成型壓力、對輥轉(zhuǎn)速、加速調(diào)節(jié)、減速調(diào)節(jié)、外徑速度、壓力調(diào)控;英文關(guān)鍵詞包括但不限于roller form ing machine,coal briquet machine,briquet making machine,shaped coal machine,ball press,roll former,coal briquet form ing machine,shaped coal former,coal form ing device,coal briquette,honeycomb briquette,block making machine、compress pressure,pressure control,accelerator,reductor,reducer,deceleration,rotation rate。檢索的專利分類號包括但不限 于B30B003/00,B30B011/00,B30B015/00,B28B003/00,B28B005/00,B28B011/00,B28B013/00,B 28B017/00,C10B001/00,C10B003/00,C10L005/04,C10L005/06,C10G001/00,C10J003/00(各專利分類號所對應(yīng)的含義參見《IPC國際專利分類》)。通過構(gòu)建專利檢索表達(dá)式,利用專利檢索表達(dá)式在上述專利數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索,中文數(shù)據(jù)檢索年限為1985年至2009年,外文數(shù)據(jù)檢索年限為1963年至2009年,通過對檢索到的專利進(jìn)行閱讀、標(biāo)引和加工,利用專業(yè)的專利信息分析系統(tǒng)對檢索出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理和分析,得到如下結(jié)果和分析結(jié)論。

      二、對輥成型機(jī)技術(shù)國際專利分析

      成型機(jī)技術(shù)起步較早,從專利申請數(shù)量上來看,其發(fā)展歷程較為起伏,在最近幾年出現(xiàn)回暖跡象,技術(shù)力量快速增長。成型機(jī)技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的國家有德國、前蘇聯(lián)和中國。德國的技術(shù)起步早,但受其煤炭政策影響,近年來,相關(guān)研究較為停滯;前蘇聯(lián)的多數(shù)專利申請日期較早,但在該領(lǐng)域仍保持技術(shù)開發(fā);中國的對輥成型機(jī)技術(shù)近年發(fā)展較快,但相關(guān)技術(shù)還不夠成熟,體現(xiàn)為核心技術(shù)專利較少,缺乏研發(fā)實(shí)力雄厚的專利權(quán)人。在技術(shù)研發(fā)上,國內(nèi)外都較為關(guān)注成型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型機(jī)調(diào)節(jié)技術(shù)以及成型輥設(shè)計(jì)等,并以此來達(dá)到提高型煤品質(zhì)和產(chǎn)量的目的。

      1. 對輥成型機(jī)專利發(fā)展趨勢。一項(xiàng)技術(shù)的專利申請數(shù)量可以反映該技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。圖1是根據(jù)專利申請數(shù)繪制的褐煤提質(zhì)技術(shù)發(fā)展趨勢。

      由圖1可以看出,該技術(shù)在20世紀(jì)70年代就已出現(xiàn),80年代技術(shù)發(fā)展進(jìn)入高峰期,90年代后其的研發(fā)趨勢開始下降,但2004年后褐煤提質(zhì)技術(shù)開始復(fù)蘇,近幾年技術(shù)一直保持快速增長。

      在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展早期,煤炭一直是主要的能源來源。但隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,石油產(chǎn)品、燃?xì)獾饶茉吹睦靡约靶屡d能源開發(fā)在很大程度取代了主要以煤炭供能的方式,使煤炭利用相關(guān)研發(fā)趨勢在20世紀(jì)90年代回落,但近年來隨著能源供求緊張,對于煤炭尤其是一些低質(zhì)煤如褐煤、粉煤的綜合開發(fā)利用,越來越受到世界各國的重視。

      2.對輥成型機(jī)技術(shù)各國技術(shù)實(shí)力對比。專利優(yōu)先權(quán)是指專利申請人就其發(fā)明創(chuàng)造第一次在某國提出專利申請后,在法定期限內(nèi),又就相同主題的發(fā)明創(chuàng)造提出專利申請。一般初次申請的國家為該技術(shù)的發(fā)明國家,所以根據(jù)一個(gè)國家專利優(yōu)先權(quán)的數(shù)量可以看出該國的技術(shù)實(shí)力。根據(jù)已檢索到的專利信息,選取各國擁有的專利權(quán)和專利優(yōu)先權(quán)數(shù)量對各國在對輥成型機(jī)技術(shù)方面的實(shí)力進(jìn)行對比。數(shù)據(jù)顯示,德國有關(guān)于成型機(jī)技術(shù)的專利54件,位居第1。其次是前蘇聯(lián)和中國,各有43件和33件。日本和美國分別為29件和9件。

      德國的煤炭儲量豐富,是世界上煤炭和褐煤儲量最大的國家之一,在20世紀(jì)煤炭是德國主要的日常生活和工業(yè)能源,其煤炭利用技術(shù)和設(shè)備開發(fā)都具備很強(qiáng)實(shí)力;前蘇聯(lián)的煤炭資源也十分豐富,但其中的優(yōu)質(zhì)煤含量較少,對成型技術(shù)較為注重;中國對型煤技術(shù)也十分重視,雖然其實(shí)力還有待于進(jìn)一步加強(qiáng),但已具備一定基礎(chǔ)。

      3.對輥成型機(jī)技術(shù)實(shí)力排名前3的國家進(jìn)行發(fā)展趨勢分析。

      (1)德國。德國是對輥成型機(jī)技術(shù)研究起步最早的國家之一,20世紀(jì)70年代的專利申請量為5件,80年代為33件,90年代為10件,2000年至2009年為2件。其早期研制的對輥成型機(jī),生產(chǎn)能力為150 t/h,是當(dāng)時(shí)世界上單機(jī)生產(chǎn)能力最高的。但德國在20世紀(jì)90年代后其技術(shù)研發(fā)大幅縮減,近年已基本停止。德國近年的煤炭開采大幅減少,是導(dǎo)致對輥成型機(jī)技術(shù)研發(fā)下降的原因之一。

      (2)前蘇聯(lián)。前蘇聯(lián)對輥成型機(jī)技術(shù)起步較早且技術(shù)發(fā)展較為持續(xù),從20世紀(jì)70年代到90年代,每段時(shí)期的專利數(shù)量都很接近,20世紀(jì)70年代共申請專利12件,80年代申請專利11件,90年代申請專利13件,2000年至2009年的數(shù)量為6件,2000年至今技術(shù)水平從專利數(shù)量上顯示有所下降,與專利尚未完全公布有關(guān)。前蘇聯(lián)近幾年的技術(shù)研發(fā)以提高成型機(jī)的性能為主,如降低成型機(jī)消耗功率、提高成型機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性及產(chǎn)量等。

      (3)中國 。中國在對輥成型機(jī)技術(shù)方面的起步相對較晚,1990年后才出現(xiàn)技術(shù)申請,1991,1994,1995,1996,1999,2000,2005,2007,2008,2009年分別申請專利1,2,1,3,1,1,2,5,12,5件,技術(shù)起步初期的發(fā)展也較為緩慢,但2000年后技術(shù)增長加快。隨著近年中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的提高,對能源的需求也日益增加。型煤技術(shù)不僅提高能源利用率,而且有利于環(huán)境保護(hù),符合中國現(xiàn)階段的能源發(fā)展策略。

      4. 對輥成型機(jī)專利技術(shù)分類。對對輥成型機(jī)專利申請的類別進(jìn)行歸納整理,其中,屬于特殊用途壓力機(jī)的專利申請有3件,屬于壓力機(jī)生產(chǎn)型煤及所用壓力機(jī)有4件,壓力機(jī)的零部件或附件有7件,固體燃料制塊工藝有22件,而用于細(xì)粒材料成型的壓力機(jī)則有79件。

      5.對輥成型機(jī)技術(shù)重要專利權(quán)人分析。對輥成型機(jī)領(lǐng)域?qū)@麛?shù)量最多的專利權(quán)人是蘇聯(lián)的COKE CHEM ENG CONS公司,共有14件。排名第二的是NIPPON STEEL CORP是日本鋼鐵公司,有5件相關(guān)技術(shù)專利。克羅克納—霍姆伯特—道銥茨股份有限公司(KLOECKNER-HUMBOLDT-DEUTZ)和METALLGESELLSCHAFT也是兩家德國公司,各有3件和2件專利申請。

      (1)對輥成型機(jī)專利權(quán)人發(fā)展趨勢。COKE CHEM公司技術(shù)主要出現(xiàn)在20世紀(jì)70—80年代,目前相關(guān)技術(shù)研發(fā)已基本停止。日本鋼鐵公司(NIPPON STEEL CORP)的研究起步較早,對該技術(shù)的關(guān)注有上升趨勢。克羅克納—霍姆伯特—道銥茨股份有限公司(KLOECKNER-HUMBOLDT-DEUTZ)的技術(shù)高峰期在20世紀(jì)80年代,最近20年已終止了對該技術(shù)的研究。

      (2)對輥成型機(jī)專利權(quán)人的技術(shù)分布。

      COKE CHEM公司。該公司較為關(guān)注的技術(shù)是如何提高成型機(jī)生產(chǎn)力,如成型后型煤的快速移出、增加成型輥和螺旋輸送器數(shù)量等;其次是關(guān)于成型工藝和成型機(jī)運(yùn)行參數(shù)兩部分,這兩部分比重達(dá)到21%;其他關(guān)于成型機(jī)結(jié)構(gòu)配置和成型機(jī)零部件的專利內(nèi)容占29%。

      NIPPON STEEL CORP公司。首先是該公司關(guān)于對輥成型機(jī)的技術(shù)申請包括成型工藝,共有3項(xiàng);其次是成型輥設(shè)計(jì)和成型機(jī)運(yùn)行參數(shù),各有1項(xiàng)專利申請。而最近的一項(xiàng)專利是在2007年申請的,內(nèi)容是關(guān)于控制成型機(jī)的螺旋給料速度。

      KLOECKNER-HUMBOLDT-DEUTZ公司。該公司關(guān)于對輥成型機(jī)技術(shù)共有3項(xiàng)專利,分別是關(guān)于成型機(jī)聯(lián)軸器設(shè)計(jì)以及成型工藝和成型過程中的成型參數(shù)。

      三、對輥成型機(jī)技術(shù)的國內(nèi)專利分析

      1. 中國對輥成型機(jī)技術(shù)時(shí)間發(fā)展趨勢。圖2、圖3分別為為中國對輥成型機(jī)技術(shù)專利數(shù)量的歷年分布。

      從圖2、圖3可以看出,中國對輥成型機(jī)技術(shù)趨勢雖有起伏,但總體呈上升態(tài)勢,基本是隔年出現(xiàn)一個(gè)專利申請的高峰,表明該技術(shù)開發(fā)周期可能為2年,且近年有升溫跡象。

      2. 中國對輥成型機(jī)技術(shù)地域分布。中國對輥成型機(jī)技術(shù)地域分布較為集中,主要集中在河南省、遼寧省、山東省、北京市、上海市、河北省、浙江省、黑龍江省和江蘇省,分別為23,8,6,6,4,4,4,4,4件。

      3. 中國對輥成型機(jī)技術(shù)分布。中國對輥成型機(jī)技術(shù)分布也較為集中,其中屬于細(xì)粒材料成型壓力機(jī)的專利申請有50件,使原料顆粒化的方法或裝置、壓力機(jī)的零部件以及成型制品生產(chǎn)及所用壓力機(jī)的專利申請分別有5,4,4件。

      4. 中國對輥成型機(jī)的專利權(quán)人分析。

      (1)武光川。武光川對輥成型機(jī)專利共有3件,分別為四輥二次加壓式壓球機(jī)(文獻(xiàn)號為CN2673632)、軋輥總成錐度裝配結(jié)構(gòu)(文獻(xiàn)號為CN2782375)、對輥式壓球機(jī)的可調(diào)整斜鐵承壓機(jī)構(gòu)(文獻(xiàn)號為CN2654338),3項(xiàng)專利均處于有效期。

      (2)趙純正。趙純正共有對輥成型機(jī)技術(shù)申請專利4件,分別為對輥成型機(jī)(文獻(xiàn)號為CN1657270)、振動(dòng)對輥成型機(jī)(文獻(xiàn)號為CN2772809)、振動(dòng)壓球機(jī)(文獻(xiàn)號為CN2868660)、用于壓球機(jī)的軋輥(文獻(xiàn)號為CN2843823),4件專利均為有效專利。

      (3)中國礦業(yè)大學(xué)。中國礦業(yè)大學(xué)有對輥成型機(jī)技術(shù)申請專利3件,分別為高壓對輥成型機(jī)(文獻(xiàn)號為CN2171474)、可控式老年褐煤連續(xù)自動(dòng)成型機(jī)(文獻(xiàn)號為CN2202029)、對輥式粉末成型機(jī)(文獻(xiàn)號為CN2279262),3件專利的專利權(quán)均已終止,即為失效專利,已屬公知公用技術(shù)。

      中國礦業(yè)大學(xué)的技術(shù)都在20世紀(jì)90年代申請,而其他2位專利權(quán)人的技術(shù)均自2004年開始出現(xiàn)。武光川和趙純正是近年來比較活躍的專利權(quán)人。趙純正有1項(xiàng)發(fā)明專利申請,其他申請為實(shí)用新型,其技術(shù)主要關(guān)于成型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),調(diào)節(jié)成型壓力負(fù)載。武光川的3項(xiàng)專利為實(shí)用新型申請,內(nèi)容是關(guān)于成型輥結(jié)構(gòu)使之便于拆裝及改善成型效果。中國礦業(yè)大學(xué)的3項(xiàng)實(shí)用新型申請包括成型機(jī)加料裝置和加壓裝置設(shè)置、成型機(jī)的自動(dòng)化及調(diào)節(jié)和球窩對中技術(shù),以上3項(xiàng)專利在公告后短期內(nèi)均因費(fèi)用問題而終止,相關(guān)技術(shù)企業(yè)可以直接借鑒利用而不必?fù)?dān)心有侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

      5.對輥成型機(jī)中國專利類型分析。中國對輥成型機(jī)的專利數(shù)量共有80件,其中實(shí)用新型有70件,占總數(shù)的88%,發(fā)明專利僅有9件,占總數(shù)的11%,表明對輥成型機(jī)專利申請的技術(shù)含量不高,技術(shù)還不夠成熟,專利深度需進(jìn)一步挖掘。

      四.對輥成型機(jī)技術(shù)路線圖

      技術(shù)路線圖繪制的依據(jù),主要是該技術(shù)的專利申請?jiān)跁r(shí)間序列上的排列。通過比對各項(xiàng)專利的申請時(shí)間、被引證次數(shù)以及專利本身的技術(shù)內(nèi)容,找到每一時(shí)間點(diǎn)上的核心專利,并將這些專利按照申請順序在時(shí)間軸上繪制出來,即形成該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)路線圖。

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