磁流体密封国内重点申请人专利技术综述

磁流体密封国内重点申请人专利技术综述
 国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心
摘要:本文通过对磁流体密封国内重点申请人专利技术申请文献的检索、统计和分析,介绍了国内重点申请人专利申请趋势分析,针对国内重点申请人专利申请进行了技术分支。
关键词:磁流体 密封 中国 申请人 专利 分析
引言
在机械设备中普遍存在着泄漏问题,泄漏不仅造成能源浪费和环境污染,严重的还会危及人身安全,带来巨大经济损失。密封是防止机械设备泄漏不可缺少的,传统密封如垫片密封、机械密封、填料密封和迷宫密封等,虽然它们结构简单、成本低廉,但是它们有的易磨损、功耗大,有的寿命低、易污染;尤其在轴以高速旋转时,传统密封很难达到密封要求;而磁流体作为一种新型材料用于密封能够克服传统密封的上述一些不足。人类对于磁流体密封的研究始于上个世纪,1948年,美国人Rosensweig向美国国家专利局申请了世界上第一个关于磁性流体密封的专利,国内对磁流体密封技术的研究相对于西方国家较晚,
但经过数十年的潜心研究和探索也已取得较快的发展,尤其在近五年内研究较为活跃,提交了较多专利申请。因此,本文针对磁流体密封的国内重点申请人专利申请做了系统的分析。
1国内重点申请人专利申请趋势分析
1.1国内重点申请人专利申请趋势
在磁流体密封技术领域,目前国内主要申请人以高校申请为主,其次是企业、个人、科研单位。在国内申请中,广西科技大学、北京交通大学和清华大学的申请量远远超出其它申请人的申请量,其次是国内企业,个人申请、科研单位和机关团体的申请量相对较少。由于磁流体密封技术在国内专利申请起步属于较晚,因而研发主力主要集中于高校。广西科技大学、北京交通大学和清华大学为磁流体密封领域的国内重点申请人。目前国内重点发明人主要有李德才、杨小龙、陈帆、孙彭、郝付祥等。其中李德才是北京交通大学和清华大学专利申请的发明人,杨小龙、陈帆、孙彭、郝付祥是广西科技大学专利申请的发明人。李德才曾经是北京交通大学副教授,现为清华大学机械系长聘教授、博士生导师;杨小龙为广西科技大学副教授、硕士生导师;因而,李德才教授和杨小龙教授是国内磁流体
密封技术领域的领军发明人。
广西科技大学在2002年-2015年申请量较少,2015年-2018年申请较集中,申请量较多,属于技术迅猛发展期,而在2019年以后申请开始减少;对专利申请进行分析和梳理,可知清华大学和北京交通大学的主要发明人均是李德才,因而把北京交通大学和清华大学整体作为其中一个国内重点申请人进行分析。北京交通大学在2002年-2009年属于技术起步期,申请较少,在2009年-2016年申请量增多,这个时期是李德才教授在北京交通大学任教期间,自2015年开始在清华大学任教,北京交通大学的申请量开始逐年减少,而清华大学的专利申请量开始逐年增多,在2020年达到爆发,该年申请量达到80多件。本文主要对北京交通大学和清华大学以及广西科技大学这两个国内重点申请人进行分析。
1.2国内重点申请人专利申请分析
1.2.1北京交通大学和清华大学专利申请技术分支
通过对目前公开的北京交通大学和清华大学专利申请进行分析和梳理,得出磁流体密封的一级技术分支包括:提高耐压能力、提高使用寿命、应用、装配加工、液体密封、试验六
个分支。其中,以提高耐压能力相关专利研究最多,影响耐压能力主要有磁流体的性能(如磁饱和强度、粘度等物理化学磁学性能)、磁极极齿的机构参数、磁场大小及分布、工作条件(如温度、载荷等)、密封间隙等,因而提高耐压能力主要通过使磁液均匀分布、防止泄漏、减小密封间隙等手段;提高使用寿命的手段有防止极齿破坏、自清洁、防尘、冷却散热、防止泄漏等;应用包括应用于氢气、氟利昂、有毒气体等密封、反应釜、镀膜机、鼓风机、无框直驱电机、阀、真空式和面机等的密封以及各种密封如软填料、水帘密封、双螺旋密封、机械密封、浮环密封等密封效果不佳的情况下引入磁流体密封;装配、加工方面通过分瓣式解决整体式不好装卸的问题、在永磁体上加工极齿以解决在极靴或轴套不好加工的问题以及一些新的注入方法;液体密封主要存在被密封液体与磁流体接触界面不稳定、被密封液体对磁流体造成冲击等问题,因而专利申请主要集中设置液体补充件以防止被密封液体冲击磁液造成流失、以及通气体或者组合其它密封以隔断被密封液体与磁流体等方面;而在试验方面,主要集中在密封过程研究、密封性能在线监测、磁液分布情况研究、磁流体流变特性测量。
1.2.2广西科技专利申请技术分支
通过对目前公开的广西科技大学专利申请进行分析和梳理,广西科技大学的专利申请中与发明同日申请的实用新型较多。此外,该学校主要针对磁流体密封的耐压能力进行研究,对其它方面如使用寿命、应用、装配加工、液体密封等方面有涉及但涉及较少。在提高耐压能力方面的研究,涉及高速重载、大直径、大间隙、轴径向跳动、转轴偏心、分瓣式、单级、单磁源等耐压性低的技术问题,而改进方法主要通过对磁流体密封的结构改进来进一步提高耐压能力。
3结束语
通过对磁流体密封领域的国内重点申请人的专利申请的分析,可以看出北京交通大学、清华大学以及广西科技大学是国内重点申请人。其中,由李德才教授领头的北京交通大学和清华大学,其在磁流体密封领域专利申请涉及方面较广,涉及提高耐压能力、提高使用寿命、应用、装配加工、液体密封和试验六个方面,而广西科技大学起步较晚,申请集中于提高磁流体密封的耐压能力。并且国内重点申请人对于磁流体密封的专利申请大都是用于气体密封,对于液体密封的研究相对来说还较少。虽然磁性流体应用于密封液体的技术目前尚未达到实用化的阶段,但是由于这种密封技术所具有的零泄漏特性,在防止固体和液
体的阻隔密封中,有极大的应用价值,期待在未来的发展中国内对于磁流体密封的研究越来越深入、涉及的范围越来越广。
参考文献
[1] 付亚萍、李锟. 磁流体密封技术的发展概况. 农机使用与维修,2013.
[2] 杨铁军,产业专利分析报告(农业机械),北京:知识产权出版社,2013.
[3] 邹继斌等. 磁性流体密封及其发展现状. 摩擦学学报,1994.

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