挤压机专利技术发展研究与分析

吴贺贺　刘翠　刘海龙

【摘要】本文对挤压机的国内外专利申请情况进行分析，从历年申请量以及专利申请主要改进之处等方面分别进行研究分析，在此基础上阐述了近年来挤压机的发展状况和趋势。

【关键词】挤压机；螺杆；专利申请；分析；发展

引言

挤压机及挤压技术广泛应用于交通、航空、生活、制造等各个领域，挤压机按挤压材料的不同可分为金属挤压机和塑料挤压机。本文对挤压机技术领域的专利申请进行分析，从国内、国外的专利申请量、专利申请改进之处进行了分析，阐述了挤压机技术领域的专利申请发展趋势，追踪了挤压机技术领域的重点发展技术。

1、挤压机领域国内专利申请情况

在中国，挤压机从1985年开始有了专利申请，国内挤压机相关的专利申请量总体呈逐年上升趋势，且可划分为以下三个阶段：1）技术起步期（1985-1997），专利申请量较少且无明显增长趋势，说明此时国内挤压机技术刚刚兴起，尚处于起步阶段，市场需求不大；2）初步发展期（1997-2004），专利申请量较上一阶段出现第一次明显增长，标志着挤压机技术进入发展阶段；3）迅猛发展期（2004-2010），专利申请量在总体上呈现大幅上升趋势，说明国内挤压机技术得到了快速且有利的发展，这与市场需求是密不可分的。从数据获取的准确性来说，2010年后，由于专利从申请到公开/公告需要一定的审查周期，许多专利仍处于未公布状态。从1989年中国国内挤压机的专利申请才开始出现，在这之前国内的挤压机大多靠进口，国内挤压机市场被外国占领，随着挤压技术的发展，国内开始自主研发设计挤压机，但是从1985年到2001年专利申请量都不大，直到2001年以后，挤压机的专利申请量爆发式地增长，因为这期间正是我国铝型材蓬勃发展时期，也是中国经济快速发展的时期，因此不论是来华专利申请量还是国内专利申请量都有飞速的增长。

2、挤压机领域国外专利申请情况

国外挤压机领域的专利申请开始于1963年，从1963年至1969年是挤压机技术发展的起步阶段，到了20世纪70年代，挤压机专利申请量有了突飞猛进的增长势头，说明国外在这一阶段的经济发展比较迅猛，挤压机技术在这一阶段也越来越先进，到了1981年，挤压机专利申请量开始下降，说明挤压机技术发展到了成熟阶段。而中国的挤压技术在20世纪80年代才开始发展，80年代中国的挤压机市场被国外挤压机厂商占领也就不稀奇了。

3、挤压机领域专利技术发展

由于国外的挤压机技术发展历史较悠久，笔者主要对国外的挤压技术中的一个小分支作了技术路线分析，由于国外在挤压机领域的技术在20世纪80年代处于蓬勃发展期，因此笔者仅列举这期间的技术路线，下面主要对挤压机的出料装置以及螺杆的改进路线作了一些分析。

3.1挤压机的出料装置

模具历来都是作为工业发展的先行者，拥有了模具才会有相应的产品，挤压机也不例外，1965年Francis.J研制出了挤压机出料装置所用的模具（US3390563A），模具上具有相互咬合的牙，牙之间具有间隙，这样制造出来的出料装置就可使物料按照一定轨迹挤压出来；1971年LeunaWerke设计出第一款在齿轮上带孔的出料装置，在齿轮的齿槽中设计出料孔，使物料在经过齿轮的啮合时受挤压，在出料过程中再受出料孔的挤压，挤压得到的产品致密度高；之后出现大量带有出料孔的出料盘或辊子，也有人通过在出料辊上设计凸起，既能将物料卷入辊子的凸起之间进行挤压，也解决了干草不容易进入料辊的问题（US3859026A）；Richard在1980年设计出了在两个相向转动的辊子上设计出料孔，并在两个辊子的圆周内部设置切断刀具，刀具将挤出的条状物料切成一定尺寸的颗粒；1991年Louis直接在挤出装置末端设置出料盘，出料盘上再设置出料孔，省去了转动的辊子，直接使用螺杆转动推进物料，最终使物料通过出料盘挤出并呈特定尺寸。

3.2挤压机的螺杆装置

挤压机中常用的送料部件就是螺杆，在挤压机发展初期，采用单螺杆方式送料，但是随着时间推移和技术进步以及问题的出现，例如单螺杆挤压机的输送性能差，只靠物料在螺杆与筒体之间的摩擦力被挤压向前，有时容易堵塞，也容易产生物料回流。在市场的迫切需求下便出现了双螺杆挤压机，双螺杆挤压机靠两根螺杆啮合，强迫输送物料，物料输送时不容易堵塞也不容易倒流，且双螺杆挤压机有较好的自洁作用，运行平稳可靠，生产能力较大，适应性广泛，含油含水的物料都适用，可加工出多种产品[1]。下面就国外在挤压机螺杆的发展技术方面作简单分析：

1998年VAN ROEKEL G J发明了一种用于挤压木材和蔬菜纤维的双螺杆挤压机（EP0979895A1），该挤压机能将纤维挤压成尺寸很短的纤维，且双螺杆上螺纹方向的设置使得二者相互促进旋转。2002年Satoru Yamaguchi发明了一种双螺杆不在同一腔的挤压机（US2002/0015750A1），该挤压机用于挤压陶瓷材料，以往的单螺杆或者双螺杆挤压机挤压速度慢，为了提高挤压速度，申请人将螺杆设置在不同的腔，先对陶瓷材料进行一次挤压，然后落入下一次挤压的料筒内，由于有了一次的预挤压，下一次挤压速度自然会变快。

4、小结

综上所述，挤压机技术在德美日三国于20世纪六七十年代开始发展，之后便是春笋般的各种挤压技术改进，国外的挤压机技术正是在20世纪八十年代迅猛发展，随之带动的就是欧美国家的工业发达水平迅速提高、经济快速发展，挤压机技术发展到成熟阶段；而中国的挤压机技术在20世纪八十年代才开始发展，工业发展才刚刚起步，因此挤压机技术落后于国外，一开始只能依靠进口国外挤压机，隨着技术的发展，中国的挤压机也越来越先进，才占领了国内市场，中国的挤压机技术距离成熟期还需要一段路要走，期待它走的更快更好，随之带动中国经济，使中国经济发展迈上一个新的台阶。

参考文献

[1]Philip K. Freakley，Screw Extrusion and Continuous Mixing [J]. rubber processing and production organization，1985，19（2）：69-109.

注释：第二作者所做的贡献与第一作者相同，但限于版面设计，被列为第二作者。