扫路车吸嘴专利技术综述

许静

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215011）

扫路车吸嘴专利技术综述

许静

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州 215011）

吸嘴是扫路车的一个重要工作装置，本文从专利角度分析扫路车吸嘴的发展，梳理出其行业现状，为企业的技术研发、专利申请提供参考。

吸嘴；扫路车；专利；现状

吸嘴结构、性能的好坏直接影响到扫路车的吸尘效果。本文以扫路车的专利数据为分析样本，从专利的申请时间分布、主要申请人、吸嘴外部结构、吸嘴内部流场等多角度剖析扫路车吸嘴的整体状况，从专利角度对扫路车吸嘴的发展进行梳理。

1 专利分析

1.1 专利申请国家分布情况

经对扫路车吸嘴专利的国内外专利国家分布情况进行统计，得出从专利申请地区分布情况来看，中国的专利申请占79%，日本专利申请占12%，德国、英国和法国专利申请量总体占12%，这表明扫路车吸嘴申请量差距比较大，专利申请比较集中，主要集中在中国，反映出我国相关单位已经充分意识到扫路车吸嘴在整个扫路车中的重要性，通过对传统吸嘴的改进，使其能适应各种不同的道路条件，提高整车的使用性能和经济效益。

1.2 专利申请时间分布情况

国内专利时间分布情况，截至2014年扫路车吸嘴专利申请量为126件，在1975年之前专利申请量为0，1977-2005年该专利申请量较少，增长缓慢，年申请量均低于5件，至2010年申请量大幅度增加，年申请量达到经过对专利样本的统计分析，发现2014年扫路车吸嘴的申请量远远超出了之前的申请量。分析原因发现，这与人们生活水平的提高有密切关系，人们对环境污染问题越来越重视，对环保的要求也日益提高。

2 技术发展过程

2.1 专利申请主题分类

根据本文的专利样本情况，对国内外吸嘴的专利情况从吸嘴的技术脉络着手进行梳理，进而根据专利数量对2个大技术脉络的发展进行具体的分类。通过对专利样本的仔细阅读与分析，吸嘴专利的申请主要集中在以下几种类型：吸扫式单吸口干式吸嘴、纯吸式单吸口干式吸嘴、纯吸式双吸口吸嘴、纯吸式多吸口吸嘴和湿式吸嘴。

2.2 扫路车吸嘴技术发展过程

最初的扫路车吸嘴的形式主要是纯吸式单吸口吸嘴、吸扫式单吸口的吸嘴和湿式吸嘴，分析其原因在于：①扫路车发展处于萌芽阶段，研究者对吸嘴的研究不多，大多数吸嘴都是以吸为主来进行设计的；②沙尘及垃圾会堵塞吸嘴，设置为湿式吸嘴可以使清扫吸尘的效果保持稳定。

1977-2014年经过40a的发展，扫路车吸嘴的形式从纯吸式单吸口发展为纯吸式双吸口，甚至发展成为组合吸嘴。但是，此时的纯吸式单吸口的结构形式已经与40a前的纯吸式单吸口的结构形式存在本质性区别。

3 主要申请人的研发方向

表1表示的是扫路车吸嘴技术领域前5名的申请人排序，其中中联重科股份有限公司专利申请比较多，位居首列。中联重科股份有限公司对扫路车吸嘴的申请量远大于其他申请人，有必要对其申请的专利进行研究，发现其技术创新的重点所在。

表1 扫路车吸嘴主要申请人

在吸嘴的结构内部设置反吹风口，根据反吹风口的结构又可以分为直吹式、左侧反吹、后侧反吹、多口反吹式［1-2］。随着计算流体力学的发展，计算流体力学成为分析流场的重要工具，用来分析吸嘴内部的能量损耗。分析专利样本，中联重科股份有限公司自2009年起着手对扫路车吸嘴进行研究，其研究的重点方向在于纯吸式单吸口干式吸嘴，中联重科主要依据为流体力学原理，通过对吸嘴结构的改进，提高气流的夹带力，减少压力损失并提高吸附效率。经过对专利样本的分析，纯吸式单吸口干式吸嘴的技术发展脉络主要分为以下3个。

3.1 技术演进脉络一

传统用的扫路车吸嘴如图1（a）所示，现有的一种道路清洁车辆的吸嘴包括由前挡板、2块侧板及后挡板围成的矩形框体，部分覆盖该矩形框体顶部的顶板，部分覆盖该矩形框体底部的底板，以及设置在顶板和底板之间、顶端与顶板相接、底端与底板相接的隔板。隔板两端连接到前挡板两端，其中部向吸筒口聚拢，从而定义出截面大致呈三角形的空间，其前部较宽，而后部较窄，并且吸筒口即位于该空间较窄的后部。通过分析道路清洁车辆工作时吸嘴周围和吸嘴内通过的气流情况，发现进入吸口的气流中贴近地面的一部分起到了夹带沙土、石子、垃圾进入吸筒的作用，而流经吸口较高处的大部分气流都没有做功，而且气流从吸嘴周围进入吸嘴腔，再进入吸筒，其流动方向突变90°，使气流流动阻力较大，压力损失严重，吸附效率较低。为了解决这种问题，中联重科股份有限公司在吸嘴处设置了中间导流板13，如图1（b）所示，采用这种道路清洁车辆的吸嘴，气流不需要流经吸口较高处，而直接进入吸筒口，并且气流流动方向不存90°的突变，可明显减少流动阻力和压力损失。在此基础上，根据垃圾吸附的多相流动特性，将中间导流板19同样倾斜地设置在顶板13’和底板14’所在的平面之间，如图1（c）所示，中间导流板19和地面之间又形成一个扁平空间，在道路清洁车辆行进时，前导流板17’和中间导流板19构成的前层吸口先到达某固定清扫区域的垃圾层上方，开始对较厚的上层垃圾层进行吸附，随后中间导流板19和后导流板18’构成的后层吸口，从而实现高效的“分层吸附”功能。

图1 扫路车吸嘴结构示意图

3.2 技术演进脉络二

在对单个吸尘通道进行充分研究的情况下，中联重科股份有限公司发现单个吸尘通道的吸尘效率，已经不能达到其想要的抽吸效率，因此将吸嘴设置为V形的吸尘通道。在此基础上，对其进一步改进，通过在吸嘴主体的抽吸腔后方设置补气通道，可以对吸嘴抽吸腔的后部具有气流补偿的作用，提供一种既能减少垃圾颗粒从吸嘴后方的泄漏，还能对未被吸收的垃圾颗粒起到反吹作用，使其被重新吸收的吸嘴；另外，设置例子弹跳板，粒子碰撞到弹跳板时，将被反弹向上跟随气流吸入口。即便粒子没有被从吸口的前端进气的气流吸入，从弹跳板上掉落下来时，粒子的x方向速度将与行车速度基本相同，即粒子相对吸嘴速度v很小，这将增加从吸口的后端进气的气流提升粒子的时间，有利于粒子吸入吸口。

4 结语

经过对扫路车吸嘴的研究，审查员对扫路车吸嘴的发展具有了清晰的认识，具体总结如下。一是扫路车吸嘴的发展技术大体经历了以下几个阶段：纯吸式单吸口吸嘴、吸扫式单吸口的吸嘴和湿式吸嘴，纯吸式单吸口，纯吸式双吸口，组合吸嘴。二是扫路车吸嘴的研究在我国的发展是最迅速的，其中我国中联重科股份有限公司对扫路车吸嘴的研究最为充分，对扫路车吸嘴的研究贡献最大，主要依据为流体力学原理，通过对吸嘴结构的改进，提高气流的夹带力，减少压力损失并提高吸附效率。三是中联重科股份有限公司对扫路车吸嘴的研究主要分为以下2个方向：①设置中间导流板，根据垃圾吸附的多相流动特性，对垃圾进行分层吸附；②申请人发现一个吸尘通道的抽吸效率不如V形通道的抽吸效率高，因此，将吸嘴具有V形的吸尘通道，进而通过在吸嘴主体的抽吸腔后方设置补气通道或是弹跳板，以增加垃圾的抽吸效率。

［1］姜兆文，成凯，耿宇明.吸扫式扫路车吸嘴流场性能分析［J］.专用汽车，2012（6）：92-94.

［2］黄险峰，彭克立，王曙辉.湿式扫路车吸嘴抗泥土堵塞能力的研究［J］.工程机械，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

许静（1987-），女，硕士，实习研究员，研究方向：桥面铺装。