T形管接头成型专利技术综述
贾炎歌 史茜茜
国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心 河南 郑州 450000
摘 要 本文从专利文献的角度对T型管接头成型技术的发展现状进行了分析，具体从T型管接头成型的专利申请量、重要申请人分布入手进行了详细分析，同时对焊接、顶拉和胀形三个技术分支的重点专利申请进行了梳理。
关键词 T形管接头；支管；胀形；顶拉；焊接
概述
T型管接头是一种重要的实现管道与管道之间连接的工具。目前T型管接头的成形方式主要包括铸造、锻造、焊接、顶拉以及胀形[1]等。 其中，采用铸造成形难以控制金属的凝固过程，不能较好的保证管接头的质量，而采用锻造成形虽然能达到锻件流线分布合理和力学性能高的要求，但是对产品性能没有特别大要求时，采用锻造方式无疑增加了制造成本，可见铸造成形和锻造成形的使用具有局限性，并不能满足所有T型管接头的成形需要。本文主要基于专利检索与服务系统，重点统计分析了焊接、顶拉以及胀形在T型管接头成形领域的专利文献，以揭示T型管接头成形专利技术的现状。
1 专利申请现状分析
本文使用的专利文献样本选自CNABS数据库和DWPI数据库。以专利的申请时间为界限，获得2019年7月17日之前的所有专利。在CNABS数据库中，主要采用分类号B21D26/037、B21C37/29以及关键词管接头、支管、三通管、T型管、branch、junction等进行检索，经过筛选总共获得中文专利257篇；在DWPI数据库，采用B21D26/037 、B21C37/29、B21C37/292、B21C37/294、B21C37/296、B21C37/298等分类号共获得721篇外文专利。下面将对这978件专利进行分析。
1.1 专利申请量
图1 T形管接头成形技术在国内外申请量变化趋势
图1为T形管接头成形技术在国内外申请量随时间分布情况。由国外申请量的年度曲线可知，在20世纪60年代，国外就已经出现了对T形管接头成形技术的研究，但是从1961年到1970年，年申请量一直处于较低水平，然而，随着技术的不断发展进步，经验得到积累、研究更加深入，自1970年开始，T形管接头成形技术在国外申请量迅速增长，并且在1976年达到第一个峰值，随后在长达四十多年的时间里一直处于一个比较平稳的水平。由国内申请量的年度曲线可知，T形管接头成形技术的研究以及专利申请起步较晚，一直到1995年我国才开始对该技术进行研究并申请专利，这可能是由于我国专利制度尚未完善，知识产权保护意识欠缺，同时该技术相对落后，相关科研队伍薄弱，因此T形管接头成形技术的研究并未取得太大突破，在1995年至2011年期间，专利年均申请量小于5件；2012年以后，随着国家对知识产权保护的重视、全民知识产权保护意识的提升以及该技术的不断发展，T形管接头成形技术专利申请量稳步上升，并在2015年达到一个高峰值，年度申请量达到49件，远远超越了国外专利申请量。近几年该领域专利申请量之所以有所回落，一部分原因可能是部分专利申请还未公开，另一部分原因则可能是该领域的技术已经日趋成熟，想要继续突破比较困难。
1.2 专利申请的地域分布
（1）国外重要申请人
由于“现代性”的冲击与侵入，社会转型的加快，不少乡村的传统社会结构开始解体与崩塌，面临着价值理念内向化、虚无化，人际关系疏离化、理性化，乡村治理高成本、碎片化的事实，［2］乡村传统的人际结构和社会生态逐渐变形和扭曲，村民的原子化趋势和不信任感加剧。而农村基层自治组织文化的涵养与培育，村民自治制度的完善和健全以及基层治理格局的优化无疑将有助于重构村民之间的社会联结，增强村民之间的利益纽带，建构乡村共同体意识，从而修补乡村社会生态，增加乡村社会资本。
内推顶成形的代表专利为CN109877183A（参见图6），其首先在主管道管壁的预设位置开孔形成侧壁孔，然后在主管道内置入球形的扩孔模体，并在主管道的两端分别插入第一冲头、第二冲头，第一冲头、第二冲头两者中至少一者的插入主管道内的前端呈倾斜于主管道轴向的倾斜面，驱动第一冲头、第二冲头两者在主管道内靠近并挤压推动扩孔模体向侧壁孔移动，扩孔模体对侧壁孔进行扩孔成型加工得到支管接头。
图2 国外申请量地域分布
采用顶拉成形T形管接头技术的发展，大大弥补了焊接成型所存在的管接头力学性能不稳定、使用局限性等不足，为T形管接头的成型开辟了一片新领域，大大提高了生产效率和材料利用率。顶拉成形主要分为两大类:①推顶成型，该成型方法根据推顶工具是从管材内部向外推顶还是从管材外部向内推顶又可分为:内推顶成形和外推顶成形；②拉拔成型，其利用刚性成型工具在管壁上拉拔得到管接头。
图3 国外重要申请人分布
对国内T形管接头成形技术专利申请的重要申请人前十名进行统计，得到图4的数据分布。由图4可知，在T形管接头成形技术领域，国内排名前四位的申请人分别是广东工业大学、南昌航空大学、佛山市燉煌五金塑料实业有限公司和哈尔滨工业大学，其中有三位申请人都是高校，可以看出国内的T形管接头成形技术研究主要集中在高校。其中，位居榜首的是广东工业大学，申请量为7件，在我国T形管接头成形技术领域具有一定的竞争实力。与外国相比，我国重要申请人的申请数量明显低于国外申请人在该领域的申请量，这是由于国内的研究起步较晚，掌握的核心技术较少，国内的专利保护和布局意识不够强，但是另一方面也说明，我国已经开始逐步研究T形管接头成形技术，逐步掌握该领域的核心技术，同时也逐步重视专利的申请。
（2）国内重要申请人
图4 国内重要申请人分布
2 T形管接头成形技术分析及代表专利
2.1 基于焊接成形T形管接头技术
综上所述，药学类研究生国际化公开课是指在全球化观念的指引下，把国际的、跨文化的观念与前沿的药学相关知识融合到药学类研究生课程中，由国际药学领域知名专家与学者采用开放的、高质量的授课方式，以此培养学生的国际观念、视野和技能的教育、教学活动的系统。
T形管接头焊接成形技术是一种比较古老、落后的成形方式，该技术主要集中在国外的早期专利申请中，具有代表性的两种成型方法是:①从主管无变形壁的开口上并借助一个辅助管制造分支管，主要是在主管路的管体上通过打孔开口，将支管通过扦插的方式插接在开口处，然后利用焊接的方式进行牢固的成型方法；②利用条材制造分支部件，主要是将两个板材弯曲成形的半管体，通过焊接的方式连接成整体的成型方法。
随着科学技术与生产力的提高，制造业向智造业的发展与进步，通过焊接和顶拉成型T形管接头的技术已经远远不能满足制造行业优品质轻量化、精密净形化和多学科复合化的要求[2]，胀形成形T形管接头技术应运而生。胀形成型是通过压缩流体或可缩性或弹性体在管上形成凸缘，其依靠材料的塑性变形能力，在内压力作用下使直径较小的管坯沿径向向外扩张，是一种塑性成型方法，材料通过塑性变形得到与模具型腔相一致的制品[3]。
图5 专利US4370790A附图
2.2 基于顶拉成形T形管接头技术
国外T形管接头成形技术专利申请的重要申请人前十名如图3所示。在T形管接头成形技术领域，国外排名前三位的申请人分别是LENGD KALININ POLY、DAIMLERCHRYSLER AG和NIPPON STEEL CORP，其中，国外申请量最高的申请人是LENGD KALININ POLY，申请量为30件，是排在第二位的DAIMLERCHRYSLER AG申请量的2.3倍，占据国外前十名申请人申请总量的27.8%。
国外T形管接头成形技术专利申请最活跃的国家包括:苏联、日本、德国和美国，其中，苏联和日本的申请量分别为20%和17%，德国和美国的申请量也都占到了10%以上，四者的申请总量超过了国外总申请量的60%以上 。这是由于T形管接头成形过程实际上是通过二次加工的方式使铸钢、碳钢、合金钢、不锈钢等材料发生塑性变形，属于重工业领域中对工业原材料进行再加工制造的工业，苏联、德国和美国在加工工业中起步早、发展快，已有上百年的历史，垄断了许多先进的工艺和技术，是传统的工业强国，而日本作为岛国资源匮乏，其加工工业凭借技术密集型和高技术化，不断开发新产品，确立了自己的技术体系，工业得到了迅速的发展。
图6 专利CN109877183A附图
拉拔成型T形管接头，首先需要将拉杆伸入到管体上预先打好的小孔内，然后将刚性成型工具安装至拉杆伸进管体内的端部，接着采用拉杆带动刚性成型工具向管体外运动将管材上预打孔的位置扒出来一个口，由于刚性成型工具比预打的孔的直径大，刚性成型工具向下运动的过程会将预打孔边部的材料给向外翻折出来，比较具有代表性的专利为JPS5919025A（参见图7）。
图7 专利JPS5919025A附图
2.3 基于胀形成形T形管接头技术
第二种成型方法的代表性专利为US4370790A，其用金属板剪切出一个型板，该型板大体包括一个在各边上具有两两相对的两对延伸部的矩形；将第一对相对的延伸部的边缘弯曲在一起以便形成一个坯体；将弯曲成型的坯体向上弯折对接；通过焊接的方式将所有的接缝焊接在一起得到T型接头，参见图5。
弹性介质胀形成型是通过胀形模具的台阶形结构冲头，对管体内的弹性介质施压，使支管模腔对应管壁隆起产生胀形。液体介质胀形成型与弹性介质胀形成型的不同之处在于将填充在管体内部的弹性介质替换为液体介质，通过向管体内部通入液体介质，在左右冲头和平衡冲头的共同作用下，借助液体的高压静水压力实现支管接头的成型，代表性专利为CN105537364 A（参见图8）。
图8 专利CN105537364 A附图
3 结束语
本文通过对T 形管接头成形专利技术进行分析和整理，总体来看，我国对T形管接头成形的研究起步较晚，但是，随着我国在机械、钢铁、有色冶金、风电核能、航空航天等行业的快速发展，对T形管接头成形等相关技术的研究日益剧增，我国已经成为该领域的新起之秀。目前，我国对T形管接头成形的研究最为广泛，特别是一些高校已经投入了大量资源进行深入研究。其中基于胀形成形T形管接头技术，由于其克服了焊接与推拉成型的技术缺陷，同时其具有高效、节能、环保等顺应时代需求的优点，是我国乃至全球未来的重点研究方向。（第二作者对本文贡献等同于第一作者）
本文将对氧化石墨烯复合材料的研究进行综述，着重对其制备类型、在有机污染物处理中的应用等方面进行介绍，并根据现状分析目前研究中尚存在的问题，及对今后的研究工作提出一些建议。
如图2所示，在满足隐意产生的诸条件的前提下，话语表达的所言先以语义确定得以解码，传递给听话者并匹配其交际期待。然后，听话者通过补足、扩展或转移，进行进一步的语用加工，在认知语境和具体语境的作用下获得隐意。在此过程中，在合作原则指导下，听话者相信说话者有诚意通过话语表达某种意图，且听话者知道说话者相信听话者有能力根据语境推导出话语的隐含意义。听话者依据关联认知原则，对话语可能表达的隐意进行推理加工，直至找到最佳关联。如果隐意满足不了听话者的交际期待，他将继续通过语用推理获得含意，最终完成交际过程。
并且在工程施工过程中，需要涉及到很多的专业工序，所以要组织施工人员进行培训，做到对一些新型材料和施工工艺深入了解，在分配工程施工任务时，要根据施工人员的自身优点，合理的进行分工，使他们能发挥各自的优势，确保土建工程的质量。
参考文献
[1] 胡美娟.油气管道用三通管件的研究[J].石油管材与仪器,2018,(4):1-4.
[2] 贺腾.三通管冷翻边成形有限元分析与实验研究[D].济南:山东建筑大学,2014.
[3] 李松.塑料三通管挤胀成型过程的参数化模拟及优化[D].北京:北京化工大学,2004.