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      離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望

      2016-07-15 23:44崔津邊紹平
      科技傳播 2016年10期

      崔津+邊紹平

      摘 要 離心式流體機(jī)械中擴(kuò)壓器的作用是將從葉輪流出流體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?,使流體速度降低,壓力進(jìn)一步提高,從而提高流體機(jī)械的效率,因此廣泛應(yīng)用于離心式流體機(jī)械領(lǐng)域。本文首先研究了離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器相關(guān)技術(shù)在中國的專利申請情況,探討我國離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器的發(fā)展趨勢;再重點(diǎn)對4個技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行分析,并研究了其技術(shù)發(fā)展趨勢;最后對我國離心式流體機(jī)械擴(kuò)壓器領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)行了展望。

      關(guān)鍵詞 流體機(jī)械;擴(kuò)壓器;有葉;無葉

      中圖分類號 TH6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)163-0209-02

      離心式流體機(jī)械將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的能量,用于對流體進(jìn)行增速或增壓,是流程工業(yè)中的重要設(shè)備。離心式流體機(jī)械主要包括流體進(jìn)入通道、葉輪、擴(kuò)壓器以及流體出口蝸殼等。擴(kuò)壓器的主要作用是使從葉輪出來的具有較大動能的流體減速,使動能有效的轉(zhuǎn)化為壓力能[1]。在完成動能向壓力能轉(zhuǎn)化時,損失的有用能量占損失的比例較大,因此,對擴(kuò)壓器的設(shè)計水平的優(yōu)劣直接影響離心式流體機(jī)械的性能指標(biāo),對擴(kuò)壓器中結(jié)構(gòu)特征以及流體流動損失情況分析研究意義重大。

      1 擴(kuò)壓器專利申請總體分析

      1.1 專利發(fā)展趨勢

      自1985年中國實施專利法以來,擴(kuò)壓器專利申請的技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了3個重要階段:1997年以前為第1階段,這一階段是擴(kuò)壓器在中國的初步發(fā)展時期,由于中國剛剛開始實施專利制度,擴(kuò)壓器的專利申請量全部為國外申請,并沒有國內(nèi)相關(guān)申請;1997—2005年為第2階段,這一階段是擴(kuò)壓器在中國逐漸增長發(fā)展的時期,擴(kuò)壓器在技術(shù)上有些突破,市場需求增加,各廠商的技術(shù)研發(fā)加強(qiáng),并取得了較大的技術(shù)進(jìn)步,國內(nèi)申請人開始逐步涉足該領(lǐng)域;2005年后為第3階段,這一階段是擴(kuò)壓器申請量大幅度增長的階段,專利申請總體呈現(xiàn)出高速增長的趨勢,市場需求急劇擴(kuò)大,激發(fā)各國廠商加大研發(fā)力量,加速占領(lǐng)中國的市場,加上十年左右技術(shù)發(fā)展所積累的優(yōu)勢,其技術(shù)發(fā)展取得了關(guān)鍵性的突破;國內(nèi)申請人的申請量增長速度很快,并快速超越國外申請人,占領(lǐng)了大部分的市場份額。

      1.2 國內(nèi)申請分布

      圖1為中國專利申請量省份分布,江蘇、廣東、遼寧和山東等沿海省份在擴(kuò)壓器領(lǐng)域較發(fā)達(dá),申請量較多,而中西部地區(qū)發(fā)展較弱,申請量小,這與我國經(jīng)濟(jì)區(qū)域發(fā)展?fàn)顩r相匹配。

      1.3 國外申請分布

      圖2為國外申請人在中國的專利申請量分布情況,在流體機(jī)械擴(kuò)壓器領(lǐng)域,外國申請人主要集中在日本和美國,日本和美國的壓縮機(jī)和泵等流體機(jī)械技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位,因此,日本和美國的擴(kuò)壓器技術(shù)發(fā)展很快,在中國的申請量也比較大。

      2 擴(kuò)壓器主要技術(shù)發(fā)展路線

      根據(jù)工作機(jī)輸送介質(zhì)的不同,擴(kuò)壓器可用于離心壓縮機(jī)和離心泵兩大類。因此,可以將擴(kuò)壓器分為無葉氣體擴(kuò)壓器、導(dǎo)葉氣體擴(kuò)壓器、無葉液體擴(kuò)壓器以及導(dǎo)葉液體擴(kuò)壓器4個技術(shù)分支,在圖3中列出了各技術(shù)分支的重要專利申請,并著重研究了用于離心壓縮機(jī)的擴(kuò)壓器的發(fā)展。

      2.1 無葉氣體擴(kuò)壓器的發(fā)展

      圖4表明無葉氣體擴(kuò)壓器技術(shù)專利申請始于1991年,2006年之前關(guān)于無葉氣體擴(kuò)壓器技術(shù)的專利申請的申請人雖有少量的國內(nèi)申請,但主要還是外國企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢,2006年之后,中國的無葉氣體擴(kuò)壓器技術(shù)快速發(fā)展,相關(guān)專利申請量急劇增加。作為壓縮機(jī)中的核心部件,擴(kuò)壓器的關(guān)鍵技術(shù)直接影響整臺壓縮機(jī)的工作效率,2006年以后,隨著我國重工業(yè)過程裝備需求的增加,壓縮機(jī)相關(guān)技術(shù)有了快速發(fā)展,無葉擴(kuò)壓器對提高壓縮機(jī)的工作范圍具有重要作用,隨之我國壓縮機(jī)相關(guān)企業(yè)對此技術(shù)的研究成為熱點(diǎn),進(jìn)而國內(nèi)申請量迅速增加。

      2.2 導(dǎo)葉氣體擴(kuò)壓器的發(fā)展

      圖5表明有導(dǎo)葉氣體擴(kuò)壓器技術(shù)專利申請始于1989年,與無葉氣體擴(kuò)壓器技術(shù)專利發(fā)展類似,2006年之前關(guān)于導(dǎo)葉氣體擴(kuò)壓器技術(shù)的專利申請的申請量主要還是外國企業(yè)占據(jù)優(yōu)勢,2006年之后,中國的導(dǎo)葉氣體擴(kuò)壓器技術(shù)快速發(fā)展,相關(guān)專利申請量急劇增加。尤其在2010年以后,國內(nèi)申請量牢牢占據(jù)主導(dǎo)地位,出現(xiàn)擴(kuò)壓器的研究熱潮,這與壓縮機(jī)行業(yè)的發(fā)展趨勢也是密不可分的。

      3 結(jié)論

      隨著我國重工業(yè)的發(fā)展,諸如壓縮機(jī)和泵等過程設(shè)備在石油、化工和發(fā)電等很多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用,因此,我國的擴(kuò)壓器技術(shù)也得到了快速發(fā)展,取得了一些成果,但與國外擴(kuò)壓器的擴(kuò)壓技術(shù)相比還存在較大差距,縱觀目前擴(kuò)壓器技術(shù)的研究現(xiàn)狀,對今后的發(fā)展方向歸納為:1)加強(qiáng)對擴(kuò)壓器的理論技術(shù)研究,尋求新的技術(shù)突破點(diǎn),進(jìn)一步提高自主創(chuàng)新能力;2)根據(jù)市場需求,進(jìn)一步加大導(dǎo)葉可調(diào)式擴(kuò)壓器的研究力度,提高壓縮機(jī)的工作效率;3)加強(qiáng)國內(nèi)市場占有率的同時,逐漸進(jìn)入海外市場,逐步形成參與國際競爭的優(yōu)勢。

      參考文獻(xiàn)

      [1]譚佳健.離心式壓縮機(jī)可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉研究綜述[J].風(fēng)機(jī)技術(shù),2006(3):44-48.

      [2]珠海格力電器股份有限公司.可調(diào)擴(kuò)壓器結(jié)構(gòu)及具有該可調(diào)擴(kuò)壓器結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)[P].CN:103075370B,2015.

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