气体粉碎专利技术分析
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【摘 要】本文利用专业数据库，从申请区域分布、重要申请人、技术演进几个方面对气体粉碎领域的技术情况进行分析，展现了该行业的技术发展趋势。
【关键词】气体;粉碎;专利
中图分类号：TQ029.1 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）12-0080-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.038
【Abstract】Based the professional database，this paper analyzed the technical situation of the airflow grinding technology from the aspects，which include regional distribution，key applicants，technological evolution，and showed the development trend of the technology.
【Key words】Airflow;Grinding;Patents
粉体学科在工业技术中发挥出了重要作用，而研究粉体学科，首先需要研究制备粉体的技术——粉碎技术，粉碎是指将物料颗粒通过一定手段进行细化粉末化的过程，根据粉碎手段不同，粉碎技术包含球磨、冲击、振动、挤压以及气体粉碎等，而气体粉碎因为其粉碎能力强、粉碎时间短、粉碎纯度高等特点，成为不可替代的粉碎技术[1-2]。
1 气体粉碎的基本分类
气体粉碎是利用高速气流使颗粒摩擦或产生冲击实现颗粒粉末化的技术，在工作过程中需要进行颗粒分级，以将合格颗粒筛选出机器，从而提高粉碎效率、节约能耗。根据对气体粉碎技术的分析，并结合相关文献及分类规则，将气体粉碎专利技术分支进行如下总结，参见表1。
2 技术发展概况
本文选择中国专利文摘数据库（CNABS）以及德温特世界专利数据库（DWPI）的专利数据进行专利检索，从申请区域分布、重要申请人、技术演进等方面进行了重点分析。
2.1 专利申请区域分布
对专利申请区域分布进行分析可知，中国、日本、美国、德国、前苏联和韩国是该领域的重要专利申请国家，可见气流粉碎领域的专利申请主要集中在几个重要的工业技术强国。值得注意的是，中国专利数量排在第一位，说明了在国家大力发展专利事业，以及工业技术不断提高的背景下，我国该领域技术研发位居世界前列，也反映了我国专利保护技术意识大大提高。
2.2 重要申请人分析
如气泡图1所示，该领域的重要申请人集中在日本、美国、德国三个工业强国中，这和工业化水平化程度相符合。气流粉碎领域的申请人的专利申请均比较少，一定程度上反映出该领域不存在明显技术优势的行业巨头，申请人技术比较分散。德国Cement公司和美国Fliud Energy公司的专利分布的技术分支较多，在每个技术分支的专利数量比较平均，说明这两个申请人在该领域的创新研究较为全面;美国DU PONT公司的專利主要集中在扁平式气体粉碎机，也有少量的靶式气体粉碎机专利申请分布;日本的申请人CANON KK公司 和RICOH KK公司的专利则集中在靶式和流化床式。这五位重要申请人的专利布局基本涵盖气体粉碎的所有技术分支，反映了气体粉碎技术分支已经基本成型，技术也已经较为成熟。重要申请人中没有出现中国申请人，这反映我国在气体粉碎领域的技术含金量不高，总体呈现的是一种大而不强的形态。
2.3 专利技术发展演进
20世纪70年代以前的该领域的专利申请主要集中在扁平式和循环管式，这两种形式的气流粉碎机结构简单，以物料和内壁、物料和物料之间的冲击实现粉碎过程，通过喷射气流带动物料形成涡流，能够进行自分级，但是这两种类型缺点也很明显：气流能耗高，容易磨损内壁，分级效率不高。
70年代至90年代是气体粉碎的技术分支高速发展期，随着工业化水平的发展，以及人们对物料粉碎的要求的提高，气体粉碎原理不再局限于单一的涡流类型，出现了靶式、对撞式以及流化床式多种类型的气体粉碎机，丰富了气流粉碎的类型，也拓宽了粉碎方式的选择。进入80年代末，由于不同类型的气流粉碎机各有优缺点，技术侧重点不同，本领域开始尝试将不同类型的气流粉碎机进行结合实现粉碎，其中特罗斯特型气流粉碎机将对撞式和扁平式相结合，下部区通过对撞式实现粉碎过程，粉碎物料进入上部区，通过扁平式涡流分级区进行分级;此外研究者还将靶式和气流冲击相结合，首先通过喷射气流冲击靶进行第一次粉碎，然后通过气流冲击进行第二次粉碎，大大提高了粉碎效果;将流化床式和靶式结合，在粉碎室内使物料处于流态化，在多组喷嘴的中心汇聚点设置冲击靶，高速气流喷射冲击靶实现粉碎，不但提高了粉碎效率，还能降低能耗。
进入90年代，由于气体粉碎技术已经较为成熟，其发展基本集中在对现有技术的改进上。在传统的扁平式气体粉碎机的粉碎腔设置多个流道，延长了粗颗粒的粉碎时间，提高了粉碎效果;为了解决扁平式气体粉碎机容易磨损的问题，尝试在内壁设置新耐磨材料以增强耐磨性能;在循环管式气体粉碎机的循环管上设置外置分级器，大大提高了分级性能;靶式气体粉碎机的技术改进主要集中在冲击靶的结构改进;喷嘴是影响粉碎性能的关键部件，对喷嘴进行改进是本领域重要的研究方向，例如采用超音速喷嘴进行超微粉碎，或者在喷嘴前设置混合管聚集喷射气流，防止气流能量的耗散，这些改进都实现了更佳的粉碎效果。
3 结语
本文通过对气体粉碎领域的专利技术进行梳理分析，从多个方面介绍了气体粉碎的发展状况，有助于充分了解该领域的技术发展脉络和发展水平，并对行业内企业的发展提供一定的指导意义。
【参考文献】
[1]崔岩.气体粉碎过程的破碎理论研究及计算机仿真系统开发[D].华东理工大学，2011.
[2]王明礼，胡永强.超细粉碎技术的研究与应用[J].青海科技，1996（3）：19-21.作者简介：刘攀（1990—），男，硕士，研究方向为破碎加工。
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