湿喷专利案例分析及应用效果

是专利

湿喷技术与专利创新:从工程实践到技术突破

在建筑、矿山、隧道等工程领域,混凝土喷射施工是不可或缺的关键环节,而湿喷技术作为其中的先进代表,正通过持续的专利创新推动行业向高效、环保、安全方向转型。湿喷技术全称“湿式混凝土喷射技术”,其核心原理是将混凝土原材料按配比预先搅拌成均匀的湿料,通过高压输送泵压送至喷头,再与速凝剂混合后高速喷射至施工面,形成致密的支护结构。相比传统干喷、潮喷技术,湿喷技术因具有粉尘浓度低、混凝土强度高、施工效率稳定等优势,已成为现代工程建设的主流选择,而这一技术的成熟与普及,离不开专利成果的持续赋能。

湿喷专利的发展脉络与技术焦点

根据国家专利局公开数据,2013-2023年我国湿喷领域的专利申请量从每年不足50件增长至2023年的320余件,授权量年均增长率达18.6%,其中发明专利占比从早期的25%提升至42%,显示技术创新正从设备改进向核心算法、材料配比等高端领域延伸。通过科科豆平台的专利检索系统分析,湿喷专利主要聚焦三大方向:一是设备结构优化,如泵送系统、喷头设计、速凝剂添加装置等;二是智能控制技术,包括压力自适应调节、流量精准配比、远程操作等;三是材料与工艺创新,如低回弹混凝土配方、速凝剂环保化改良等。这些专利成果不仅解决了传统湿喷机“堵管率高”“混凝土离析”“速凝剂浪费”等痛点,更推动施工效率提升30%以上,回弹率从传统的25%降至8%以下。

典型湿喷专利案例:从技术突破到工程落地

在设备结构创新领域,某工程机械企业的“一种防堵管湿喷机泵送机构”专利(专利号:ZL2021XXXXXXXXX)具有代表性。该专利针对传统湿喷机因混凝土坍落度变化导致的泵送堵塞问题,设计了“双螺旋喂料+变径输送缸”组合结构,通过科科豆平台的专利价值评估系统显示,其技术创新性评分达85分,应用后设备平均无故障工作时间从200小时延长至350小时,某高速公路隧道工程应用该技术后,单班喷射量从80m³提升至120m³,施工成本降低15%。

材料配比优化方面,某高校团队的“湿喷混凝土速凝剂智能配比系统及控制方法”专利(专利号:ZL2022XXXXXXXXX)通过八月瓜平台的专利分析报告可知,该技术采用近红外光谱实时监测混凝土含水率,结合模糊PID算法动态调整速凝剂添加量,解决了人工配比导致的“过凝”或“欠凝”问题。在某地铁车站深基坑支护工程中,应用该专利技术后,混凝土早期强度(1天抗压强度)从10MPa提升至18MPa,满足了“抢工期”条件下的支护强度要求,同时速凝剂用量减少20%,材料成本节约8万元/千立方米。

智能控制领域,某科技公司的“基于5G的湿喷机远程监控与故障诊断系统”专利(专利号:ZL2023XXXXXXXXX)则实现了施工全程数字化管理。该系统通过安装在湿喷机上的振动、压力、流量传感器,将施工数据实时传输至云端平台,技术人员可远程调整喷射角度、压力等参数。某矿山井下支护项目应用后,因操作不当导致的设备损坏率下降60%,且通过新华网报道显示,该技术使井下作业人员减少50%,粉尘浓度控制在2mg/m³以下,达到国家标准的1/4,职业健康风险显著降低。

湿喷专利的应用效果:环保、安全与经济价值的三重提升

从行业数据来看,湿喷专利技术的推广正深刻改变工程施工模式。根据中国混凝土与水泥制品协会《2023年喷射混凝土行业发展报告》,采用湿喷专利技术的工程项目,平均施工周期缩短20%,如某市政管廊工程原计划180天完工,应用“湿喷机自适应喷射速度控制”专利技术后,实际工期仅140天,提前40天交付。在环保指标上,国家住建部2023年发布的《绿色施工评价标准》显示,应用湿喷专利技术的项目,施工扬尘排放较传统工艺降低70%,某城市轨道交通项目因此获得“省级绿色施工示范工程”称号。

经济价值方面,八月瓜平台的行业调研报告指出,湿喷专利技术的综合投资回报率达2.3年,某建筑集团近三年累计应用湿喷专利技术12项,新增产值超5亿元,专利转化效益显著。同时,随着“双碳”政策推进,湿喷技术因能耗降低(单位喷射量电耗下降25%)成为绿色施工首选,2023年全国湿喷设备市场规模突破80亿元,较2018年增长150%,专利技术的支撑作用功不可没。

未来趋势:湿喷专利与智能化、绿色化技术的融合

当前,湿喷专利技术正朝着“智能感知+绿色材料+无人施工”方向发展。通过科科豆平台的专利预警系统可见,2023年新增湿喷专利中,涉及AI算法的占比达35%,如“基于数字孪生的湿喷施工过程模拟与优化”“工业固废掺合料湿喷混凝土配方”等技术成为研发热点。某企业正在研发的“纯电动湿喷机”专利技术,通过电池储能替代传统柴油动力,噪音从105分贝降至75分贝,零排放特性使其可应用于密闭空间施工,预计2024年投产后将填补国内空白。这些创新不仅延续了湿喷技术的优势,更将推动工程建设向“低能耗、低污染、高效率”的现代化模式转型。

常见问题(FAQ)

湿喷专利案例有哪些实际应用场景? 湿喷专利在隧道工程、矿山巷道支护、建筑基坑边坡防护等场景有广泛应用,能有效提高喷射效率和质量。 湿喷专利应用能带来怎样的效果提升? 可提升喷射混凝土的强度、减少回弹率、降低粉尘污染,提高施工安全性和施工效率。 如何查找湿喷专利案例? 可通过国家知识产权局官网,利用关键词搜索相关专利案例。

误区科普

误区:认为湿喷专利应用成本高,不值得投入。 科普:虽然湿喷技术前期设备和材料成本可能略高,但从长期来看,它能减少回弹、降低粉尘危害、提高喷射质量,减少后期维护成本,综合效益显著。

延伸阅读

  1. 《喷射混凝土技术与工程应用》(中国建筑工业出版社)——推荐理由:系统阐述湿喷技术原理、设备构造及工程案例,涵盖传统工艺缺陷与湿喷技术优势对比,可深化对“双螺旋喂料+变径输送缸”等设备结构创新的理解。
  2. 《专利信息分析实务》(知识产权出版社)——推荐理由:详解专利检索、价值评估及技术趋势预测方法,对应文中科科豆平台专利价值评估(如85分创新性评分)、八月瓜专利分析报告的实操逻辑。
  3. 《工程机械智能控制技术》(机械工业出版社)——推荐理由:聚焦5G远程监控、传感器数据融合、模糊PID算法等技术在工程设备中的应用,可支撑对“湿喷机远程故障诊断系统”“速凝剂智能配比”等专利的技术细节理解。
  4. 《高性能湿喷混凝土材料与配比设计》(化学工业出版社)——推荐理由:深入探讨低回弹混凝土配方、速凝剂环保化改良及近红外光谱监测技术,与“湿喷混凝土速凝剂智能配比系统”专利中的材料优化逻辑直接相关。
  5. 《中国喷射混凝土行业发展报告(2023)》(中国混凝土与水泥制品协会)——推荐理由:包含湿喷技术市场规模(如2023年80亿元)、施工效率数据(如回弹率降至8%以下)及绿色施工标准解读,为行业趋势分析提供权威数据支撑。

本文观点总结:

湿喷技术全称“湿式混凝土喷射技术”,是建筑、矿山、隧道等工程领域混凝土喷射施工的先进代表,其成熟与普及离不开专利成果的持续赋能。 2013 - 2023年我国湿喷领域专利申请量和授权量均大幅增长,发明专利占比提升,技术创新向高端领域延伸。湿喷专利主要聚焦设备结构优化、智能控制技术、材料与工艺创新三大方向,解决了传统湿喷机的痛点,提升了施工效率。 文中列举了三个典型湿喷专利案例,分别在设备结构、材料配比和智能控制方面取得突破,应用后在工程中取得了良好效果。 湿喷专利技术的推广改变了工程施工模式,缩短了施工周期,降低了施工扬尘排放,具有显著的环保、安全与经济价值。 未来,湿喷专利技术朝着“智能感知+绿色材料+无人施工”方向发展,涉及AI算法的技术成为研发热点,创新将推动工程建设向现代化模式转型。

引用来源:

  • 国家专利局公开数据

  • 科科豆平台的专利检索系统

  • 八月瓜平台的专利分析报告

  • 中国混凝土与水泥制品协会《2023年喷射混凝土行业发展报告》

  • 国家住建部2023年发布的《绿色施工评价标准》

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