磁流体密封中国专利申请技术综述

磁流体密封中国专利申请技术综述

韩兰兰,谢婷婷

国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心

摘要：本文通过对磁流体密封中国专利技术申请文献的检索、统计和分析，介绍了中国专利申请趋势分析，并结合实际专利申请案例，从新材料开发的角度展示了磁性液体用于液体密封近期的一个发展方向。

关键词：磁流体 密封 中国 专利 分析

引言

磁流体密封技术是一种利用新型的纳米材料磁性液体实现密封功效的技术，具有零泄漏、低磨损、高可靠性、完全无污染、能承受高转速、最佳的扭矩传递、低的粘性摩擦等优点,被广泛应用于防尘密封、气体密封、真空密封以及自由控制进给的装置上。即使是气压高达10Pa的几倍, 也可以通过布置多级密封来实现。到目前为止, 磁流体密封已成功地应用于计算机磁盘驱动器、单晶炉真空旋转轴、气体激光器等的密封中。在密封液体上的应用目前尚未达到实用化的阶段，但是具有极大的使用价值。

1中国专利申请趋势分析

1.1中国专利申请量年度分布趋势

国内磁流体密封技术起步较晚，相关的专利申请量总体呈逐年上升趋势，可划分为以下三个阶段：（1）技术起步期（2002-2009），专利申请量较少且无明显增长趋势，说明此时国内磁流体密封技术刚刚兴起，尚处于起步阶段，市场需求不大；（2）初步发展期（2009-2015），专利申请量较上一阶段出现两个峰点（2010、2014），标志着磁性液体密封用于液体密封技术进入发展阶段；（3）迅猛发展期（2015-2022），专利申请量在总体上呈现大幅上升趋势，说明国内磁流体密封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，2023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，因此上述数据并不能准确代表2021年实际的专利申请量。

1.2国内专利申请省份分布

在磁流体密封技术领域，目前国内各省份申请中，北京、广西、江苏、浙江申请量居多，申请集中于高校所在省份以及经济较发达地区。

2审查实践中的应用

通过对磁流体密封技术的专利文献进行检索、阅读和梳理，审查员了解了该领域专利技术的分布特点和发展脉络，有效提高了审查员在对于专利申请发明构思的把握能力，尽快成为本领域专业技术人员，为后续的审查实践提供指导和借鉴。以下以审查专利申请为例进行具体阐述：

【案例】

申请号：2017113268642

发明名称：一种用于同心双轴的磁流体密封结构

分类号：F16J15/43

背景技术：提高大间隙下磁性流体密封耐压性能的方法之一是通过改进磁性流体密封结构，如中国专利CN206320304U和CN203348559U所述的密封装置。尽管以上专利文献所述的两种密封装置相对普通磁性流体密封性能得到极大的提高，但其密封性能仍旧达不到真空等特殊工况的高密封性能要求。

本申请提供两组动力的内、外轴均采用阶梯轴的形式设计，由于有台肩阻挡，一旦失效磁流体也不会完全泄漏，减少了在密封失效时磁性流体的损失。采用多级密封，增加了导磁能力，相对现有技术大大增加了密封耐压能力，且第一永磁体和第二永磁体相互提供磁源，互相配合增加磁流体密封的可靠性。

权利要求：1. 一种用于同心双轴的磁流体密封结构，包括中空的壳体（2）、设置于壳体（2）内腔的内轴（16）及中空的外轴（1）；内轴（16）与外轴（1）通过轴承装配连接，外轴（1）与壳体（2）通过轴承装配连接，其特征在于：所述外轴（1）和内轴（16）均为阶梯轴；

在内轴（16）外表面与外轴（1）内壁之间的径向方向上设有至少一个第一永磁体（7），每一个第一永磁体（7）两侧分别设有第一极靴（6）；

第一极靴（6）与内轴（16）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体；

在外轴（1）外表面设有多级阶梯，在外轴外表面与壳体（2）内壁之间的径向方向上设有至少一个第二永磁体（22），每一个第二永磁体（22）两侧分别设有第二极靴（20），且每一个第二极靴（20）均正对其中一级阶梯布置；

第二极靴（20）与外轴（1）外表面之间存在间隙，间隙处注有磁流体。

审查员对该专利申请进行阅读，该发明专利为一种用于同心双轴的磁流体密封结构，申请人为广西科技大学，申请日为2017年12月13日，通过第二章和第三章对于国内重点申请人的专利申请分析，可以知道广西科技大学在磁流体密封领域专利申请较北京交通大学起步较晚，因而审查员首先对北京交通大学进行专利检索，结合准确的关键词：双轴，即获得了好用的对比文件1（CN101749433A），公开了双轴磁性液体密封结构，其实质为一种用于同心双轴的磁流体密封结构，并具体公开了：包括中空的外套28（相当于壳体）、设置于外套28内腔的轴2（相当于内轴）及中空的由非导磁套7和导磁套14组成的外轴；轴2和外轴通过第一轴承4、第二轴承29装配连接，外轴与外套28通过第三轴承18、第四轴承27装配连接，轴2和外轴均为阶梯轴；在轴2外表面与外轴内壁之间的径向方向上设有一个第一永磁铁10（即第一永磁体），第一永磁铁10两侧分别设有丢一极靴8、第二极靴11；第一极靴8、第二极靴11与轴2外表面之间存在间隙，间隙处注有磁性液体（即磁流体）；在外轴外表面与外套28之间的径向方向上设有一个第二永磁铁23（即第二永磁体），第二永磁铁23两侧分别设有第三极靴22、第四极靴24；第三极靴22、第四极靴24与外轴外表面之间存在间隙，间隙处注有磁性液体（即磁流体）。 对于其余不涉及发明点的细节特征，又结合了两篇对比文件，最终三篇对比文件评述了本申请的创造性，并在二通后做出了驳回决定，目前该案件处于驳回失效状态，通过对国内重点申请人的专利进行分析、梳理，有效地提高了检索效率。

3结束语

通过对磁流体密封领域的国内专利申请的分析，可以看出专利申请量在总体上呈现大幅上升趋势，说明国内磁流体密封技术得到了快速且有利的发展，国内各省份申请中，北京、广西、江苏、浙江申请量居多，申请集中于高校所在省份以及经济较发达地区。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.