混凝土输送泵车领域专利技术现状.pdf

-27-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024中国科技信息 2024 年第 6 期专利分析混凝土输送泵车是利用压力将混凝土通过泵管连续输送到施工作业面的施工机械。其是通过将混凝土泵安装到汽车底盘上。汽车底盘上安装有传送系统、搅拌系统、泵送系统等。泵送混凝土的动力来源于发动机。与普通的混凝土输送泵相比，混凝土的泵车特点是方便移动，泵送混凝土快捷方便，能在相对狭小空间作业。混凝土泵发明于 20 世纪初，1907 年德国首先申请混凝土泵的专利。1920 年美国制造出第一台混凝土泵。20 世纪 60 年代，液压混凝土泵迅速发展，德国、意大利、美国、日本均成为重要的混凝土泵生产国。20 世纪 90 年代，包括我国在内的世界各地出现了更多的混凝土输送泵车生产制造厂家。针对混凝土输送泵车领域的专利分析，基于从专利数据库筛选的相关专利申请文件公开的内容，从一定年限专利申请的相关数量、世界范围内申请量较多的国家申请专利的情况、基于分类号统计和混凝土输送泵车相关的技术领域分布情况、世界范围内主要申请人、中国专利目前所处的法律状态、混凝土输送泵车目前发展应用的情况等方面，分析得出混凝土输送泵车领域的技术现状与发展。本文选择的关键词主要是为混凝土、泵车、天泵、臂 架 泵 等，选 择 分 类 号 为 E04G21/02、E04G21/04、F04B51/00。利用 incoPat，以全球库中检索出的专利申请为基础进行统计分析。本文仅针对发明和实用新型进行分析。选取的申请文件为，申请日在 2002 年 1 月 1 日之后，公开（公告）日在 2023 年 12 月 28 日之前，在数据库中检索到2 072 项实用新型和发明专利申请文件。专利申请数量通过分析实用新型和发明专利申请历年申请量曲线，能够了解世界范围内各个国家在 20022023 年期间的专利申请数量，图 1 所示的三条曲线分别为世界各个国家实用新型和发明专利申请量、中国的实用新型和发明专利申请量和其他国家专利申请量每年的分布情况。从图 1 中可以看出，全球和中国的申请量两条曲线极为接近，可见混凝土输送泵车领域全球的专利申请主要是由中国的申请人申请的，其他国家申请量相对较少，而且除了个别年份，基本上变化不大。2023 年的申请文件有一部分还未公开，故只分析 20022022 年之间的专利申请文件。自 20022009 年间，全球专利申请量稳定维持在 1060 件之间，属于缓慢发展期，20102014 年间迅速发展，申请量维持在高位，其中 2011年 222 件，2013 年 221 件，2015 年 迅 速 回 落，2020行业曲线开放度创新度生态度检索量持续度可替代度影响力行业关联度混凝土输送泵车领域专利技术现状孙国忠 岳媛媛孙国忠 岳媛媛（等同第一作者）国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心孙国忠（1983），山东莱州，本科，工程师，副研究员，研究方向：建筑工程。岳媛媛（1983），女，硕士，副研究员，研究方向：建筑工程。中国科技信息 2024 年第 6 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024-28-专利分析2022 年申请量又抬升至高。2009 年以后至 2014 年的申请量提升与北京奥运会后国家加大基础设施建设、房地产投资旺盛有关，2015 年回落，是因为当年中国出台调控房地产去库存政策，建筑行业迎来政策拐点。20202022 年申请量显著提升，是由于 2020 年政府出台多项支持房地产和基础设施建设的政策，对促进建筑业市场的稳定和发展起到很大的作用，但是由于新冠肺炎疫情的影响，申请量不及20102014 年。世界技术领域分布混凝土输送泵车属于建筑领域的施工设备，因此在大的分类上，主要属于 E04G（施工用具或辅助设备），大多数分在 E04G21/04（既能用于输送又能用于布配的设备）。此外涉及 F15B（一般流体工作系统），部分申请涉及混凝土输送泵车的构成部件，会分在 F15B15/20（其他零件）；有一部分涉及 F04B（液体变容式机械；泵），多数申请分在 F04B15/00（适于输送特殊流体的泵）和 F04B15/02（流体是黏性的或非均匀的）；另外，由于混凝土输送泵车属于车辆，还会分在 B60P（适用于货运或运输、装载或包容特殊货物或物体的车辆），主要分在 B60P3/16（用于载运搅拌好的混凝土）；还有部分申请涉及混凝土输送泵车的支撑腿，会分在 B60S9/00（用于全部或部分支承、举升或调试车辆的地面接车装置），B60S9/02（仅用于举升或支承的），B60S9/10（用液压的）；还有少部分申请分在 B28C5/00（制造水泥与其他材料混合物的设备或方法），B28C5/42（专门适用于装在车上用于在运输时搅拌的装置）。另外，还有很少部分申请分在 F16L57/00（防止管子或类似件的内部或外部的损害或磨损）和 B60P3/00（适用于货运或运输、包装或包容特殊货物或物体的车辆）。中国在混凝土输送泵车申请领域起步较晚，20022007 年之间仅有 27 件申请，属于缓慢发展期。20082013 年，申请量迅猛增加，2013 年达到 202 件，占当年世界申请量的 91.4%。受宏观政策调控，后续几年申请量逐年下降，2019 年申请量开始增加，20202022 年 3 年，每 年 申 请 量 均 为 130 多 件。20132014 年，2017 年，20202022 年，中国各个申请人提交的实用新型与发明的专利申请量每年都占到世界各国专利申请量的 90%甚至更多的份额，由此也可以看出在世界范围内，中国聚集了较多的混凝土输送泵车生产和研发机构。从专利申请人分布地域图能够看出，在 20072022年，除了中国之外的其他国家专利申请数量曲线比较平稳，起伏不大，申请量比较均衡，只有中国申请量在不断增加。中国在 2007 年以前的申请量与韩国、日本、德国相差不多。2010 年突破 100 件，之后一路上扬，至 2013 年达到最高峰，超过 200 件，后突然减少，低位徘徊，至 2019 年开始增加，20202022 年申请量均突破 130 件。韩国的申请量在 20042005 年达到两位数，其余几年波动不大。日本的申请量在 2004 年和 2011 年超过 10 件，其他几年申请量不多。20102011 年欧洲各国在混凝土输送泵车领域专利申请量较少。世界主要国家申请量分布通过专利申请地域图分析之后，可以看出在混凝土输送泵车领域，不同国家的专利申请数量的分布情况，经济实力靠前的国家和地区，申请量也比较多，分别为亚太地区的中国、韩国、日本，欧洲和北美的美国。由于历史原因，中国各生产厂家进入混凝土输送泵车等施工机械领域较晚，但是随着建筑业的发展，近十几年关于混凝土输送泵车的申请量不断持续大量增加，总申请量为世界第一。申请人分析世界申请人前 10 排名中，除了一家韩国企业之外，其图 4 专利申请人分布地域图图 3 20022023 年专利申请趋势地域图图 2 世界技术领域分布图图 1 申请量年度分布图-29-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2024中国科技信息 2024 年第 6 期专利分析余 9 家均为中国企业，其中最大的是三一重工和中联重科。可见在混凝土输送泵车领域，中国企业具有绝对的领先优势。三一集团有限公司的历史可以追溯到 1989 年。1995 年三一推出了型号为 60A 的混凝土拖泵，该拖泵配备了自主研制的集流阀组。1998 年三一重工自主研制出中国第一台 30m 以上的长臂架泵车-37m 青泵车。2002 年三一重工在香港国际金融中心创造了 406m 单泵垂直泵送的世界纪录。2012年公司跨国并购了“世界混凝土机械第一品牌”德国普茨迈斯特。可见三一重工一直聚焦技术创新，同时并购德国普茨迈斯特又增加了技术积累。三一重工已经成为世界范围内优秀的制造业企业，并且在专利布局方面也走在了前列。中国专利法律状态由于技术等方面因素影响，混凝土输送泵车领域授权率约为 53.20%，驳回率为 4.32%，撤回率为 3.67%。混凝土输送泵车发展现状我国城市建设的快速发展和基础设施投资的不断扩大，带动了混凝土输送泵车等相关施工机械的快速发展。混凝土输送泵车能够有效提高施工效率，加快施工进度，缩短施工周期，改善施工造成的环境污染。目前国内混凝土输送泵车的生产企业主要有三一重工、中联重科、徐工集团、北汽福田等。经过 30 多年发展，我国混凝土输送泵车已经从之前完全依赖进口逐步实现了设计与制造国产化，国内的很多生产厂家在技术上不断探索突破，发展很快。尤其是在控制系统、液压系统、底盘、泵送管件、臂架等方面都取得了较大的发展。在臂架方面，徐工集团工程机械股份有限公司发明了一种臂架，臂包括中空的箱状主体，箱状主体包括能够密闭的充气室，每个充气室能够充入预定压力的气体，箱状主体会处于张紧状态。该臂架在保证整体强度的同事减轻了重量，降低了制造成本。在液压系统方面，北汽福田汽车股份有限公司发明了一种搅拌液压系统，该液压系统设有两个搅拌马达，混凝土的搅拌阻力较小时，搅拌液压系统能够选择只开启一个搅拌马达，混凝土的搅拌阻力较大时，搅拌液压系统能够选择开启两个搅拌马达，提高了泵车搅拌系统的对于不同施工情况的适应能力。在混凝土输送泵车料斗方面，中联重科股份有限公司申请了一种混凝土输送泵车的料斗，料斗本体的内壁上设有耐磨层，料斗本体的外壁上设有防止粘涂层。这种料斗能够提高自清洁能力，减少混凝土的粘连，便于料斗清洁，便于泵车的持续作业，也延长料斗的使用寿命。在混凝土输送泵车流量控制装置方面，汉马科技集团股份有限公司申请了一种混凝土输送泵车用蓄能器的流量控制装置，该装置设有通液结构，通液结构连通在蓄能器与液压系统之间，还设有流量调节管，流量调节管与通液管并联布置，流量调节阀安装在流量调节管上。当需要较少流量的压力油时，可以只通过通液管向液压系统供液。通过将通液管与流量调节管并联布置，能够根据实际需要来调节调节在单位时间内蓄能器输出的流量，确保混凝土输送泵车的整车液压系统的稳定性。在满足泵送需求的同时流量控制装置能够提高混凝土输送泵车液压配件的使用寿命。在控制系统方面，三一重工股份有限公司发明了一种搅拌筒转速控制系统，包该控制系统括变量泵、液压马达和排量控制单元，该液压马达用于驱动搅拌筒运动，该控制系统能够防止搅拌筒的转速变化过大，能够有效提升混凝土的搅拌质量。未来随着技术的进步，未来混凝土输送泵车的发展方向设计更有效更节能的运行与控制系统，使混凝土输送过程更平稳，设计更合理的桥长比。随着市场的需求和泵车技术的不断积累和发展，未来混凝土输送泵车在智能化控制方面，尤其是防止支撑不稳翻倒，防止混凝土骨料堵管，实时监测车辆故障等方面会有更多的突破和创新，在混凝土的泵送高度、输送距离方面会有提升，在适应旧城区改造的小型化方面也会有所进步。随着技术的不断更新迭代，混凝土输送泵车将在工业和民用建筑发展中发挥更大的作用。图 7 中国专利法律状态图 6 中国申请人前 10 排名图 5 世界申请人前 10 排名