发明创造名称：减轻劳动强度的球阀的球体表面喷焊装置
外观设计名称：
决定号：182056
决定日：2019-05-09
委内编号：1F251077
优先权日：
申请（专利）号：201510331664.0
申请日：2014-08-27
复审请求人：江苏神通阀门股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王子瑜
合议组组长：倪永乐
参审员：李家刚
国际分类号：C23C4/12
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求所要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，并且该区别特征为被其他对比文件所公开的技术手段，或者为常规技术手段，且该技术手段所起的作用与该区别特征在要求保护的发明中为解决重新确定的技术问题所起的作用相同，则认为该技术方案相对于现有技术是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510331664.0，名称为“减轻劳动强度的球阀的球体表面喷焊装置”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为江苏神通阀门股份有限公司，申请日为2014年8月27日，公开日为2015年10月7日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年4月10日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1相对于对比文件1（CN201538809U，公开日期2010年8月4日）、对比文件2（CN202297751U，公开日期2012年7月4日）和本领域常用技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为分案申请提交日2015年6月16日提交的说明书摘要、说明书第1-20段、说明书附图、摘要附图，2017年12月16日提交的权利要求第1项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种减轻劳动强度的球阀的球体表面喷焊装置在球阀的球体表面喷焊中的应用，其特征是：所述球阀的球体表面喷焊装置包括温控箱、减速箱、尾架、喷枪和喷枪摆动机构，温控箱包括上箱体和下箱体，上箱体或上箱体上设有喷枪门，上箱体盖在下箱体上，温控箱中设有放置球体的空腔，弹性形式的芯轴穿过球体的孔、并与球体紧配合；芯轴两端分别通过减速箱前端卡盘及尾架顶紧；喷枪门外侧设置喷枪，喷枪与喷枪摆动机构连接；所述摆动机构包括与喷枪座固定连接的支撑板，支撑板的一端套装在支撑轴上，支撑板的另一端与由减速箱驱动的齿轮固定连接，齿轮与弧形齿条的弧形面啮合，由齿轮在弧形齿条弧形面上的转动，来带动支撑板以支撑轴为支点进行摆动，进一步带动喷枪的摆动；
工作方法：将球阀的球体表面，除去氧化皮及油污，并放入温控箱中。将芯轴穿过球体的孔，芯轴为具有弹性形式、并与球体紧配合；芯轴两端分别通过减速箱前端卡盘及尾架顶紧，芯轴在减速箱带动下，带动球体转动；盖上温控箱上盖和温控箱上的喷枪门，温控箱加热，5分钟升温至150～400℃，其中球体为不锈钢材料，升温至200～400℃；保温，然后打开温控箱上的喷枪门，用喷枪对着喷枪门对球体进行喷涂金属粉，喷涂厚度为0.5～1.5mm；然后关闭喷枪门，温控箱升温，5～30分钟升温至重熔温度，保温，然后随温控箱一起冷却；球体为奥氏体不锈钢，随温控箱一起冷却到150～250℃后再空冷；金属粉为Ni50，重熔温度在850～950℃；
所述支撑轴的轴心线与温控箱中心线重合；且支撑轴装于基座凹槽中，减速箱和尾架装于基座上；
支撑板上设置腰形槽，喷枪座固定在腰形槽中，呈可在腰形槽中移动调节位置的形式。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年5月5日向国家知识产权局提出了复审请求，但未修改申请文件。复审请求人认为：1.对比文件1中仅有保温盖，而缺少喷枪门，对比文件1的喷枪是直接伸入固定在电热炉中，这样的结构形式，是的喷枪始终处在高温下，极易损伤，影响使用性能；另外，对比文件2也没有喷枪门。2.“摆动机构包括与喷枪座固定连接的支撑板，支撑板的一端套装在支撑轴上，支撑板的另一端与由减速箱驱动的齿轮固定连接，齿轮与弧形齿条的弧形面啮合，由齿轮在弧形齿条弧形面上的转动，来带动支撑板以支撑轴为支点进行摆动，进一步带动喷枪的摆动”的特征未被对比文件2公开，且上述特征使得喷涂均匀；本申请中的支撑轴裝于基座凹槽中，且不同意审查认定的对比文件2中支撑板与电机之间相连接的部分相当于本申请的支撑轴，且对比文件也缺少“支撑板的另一端与由减速箱驱动的齿轮固定连接”的技术特征。驳回决定所列出的弧形摆动机构的对比文件，均与本申请球阀喷涂不属于同一技术领域，本领域技术人员不能从中得到本申请的技术内容和启示。3. 本申请“芯轴为具有弹性形式、并与球体紧配合”，这保证了球体的紧密安装效果。4.“温控箱加热，5分钟升温至150～400℃，其中球体为碳钢材料，升温至150～350℃；保温，然后打开温控箱上的喷枪门，用喷枪对着喷枪门对球体进行喷涂金属粉，喷涂厚度为0.5～1.5mm；然后关闭喷枪门，温控箱升温，5～30分钟升温至重熔温度，保温，然后随温控箱一起冷却；所述金属粉为Ni60，重熔温度在1000～1100℃”的特征给本申请带来了优异的技术效果。5.对比文件未公开“支撑板上设置腰形槽，喷枪座固定在腰形槽中，呈可在腰形槽中移动调节位置的形式”。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年5月24日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。合议组于2019年4月24日向复审请求人发出复审通知书，指出：1.对比文件2公开了喷涂球阀时喷枪绕着球阀做圆弧往返运动，且本领域技术人员能够认识到喷枪相对于球阀运动时喷涂更加灵活可控，由此本领域技术人员容易想到将对比文件1中的喷枪改进为绕着球阀圆弧往返运动，此时喷枪就不能如对比文件1所述的固定在箱体上，就必须在箱体上开设喷枪门以引入喷枪。并且对比文件1公开了预热和重熔步骤，本领域技术人员可以知道预热和重熔步骤需要保温，因此本领域技术人员也容易想到在箱体上开设喷枪门以使得在非喷涂步骤时防止热量流失。2. 公知常识证据1（《自动化机构图例》，第十设计研究院编译，国防工业出版社，1982年6月，第219页）和公知常识证据2（《角度计量》，角度计量编写组，中国标准出版社，1984年1月，第299-300页）均公开了齿轮与弧形齿条的弧形面啮合，由齿轮在弧形齿条弧形面上的转动以驱动摆动件弧形往返摆动。而齿轮连接减速箱以控制齿轮运动速度是本领域的常规技术手段，本领域技术人员容易想到采用齿轮与弧形齿条的弧形面啮合的方式实现喷枪的摆动，并且支撑轴裝于基座凹槽中或突出于基座之上均是本领域的常规技术手段。而将机械领域公知的齿轮与弧形齿条的弧形面啮合的方式应用于喷枪领域不需要克服技术上的障碍，因此驳回决定中所列举的证据并非喷焊领域并不影响其可以证明齿轮与弧形齿条的弧形面啮合为公知的可以实现绕轴转动的传动方式。此外支撑板套装在支承轴上是常见的支撑板与支承轴固定连接的方式。而对于支撑轴位置的选择，本领域技术人员可以知道支撑轴的设置是为了使得喷枪围绕球阀旋转，因此也容易想到将喷枪的旋转轴设置为与球阀的对称轴重合，此时支撑轴的轴心线即与温控箱中心线重合。3.对于芯轴，对比文件1已经公开了采用锁紧固定装置（相当于本申请的芯轴）固定球体，且有附图可见锁紧固定装置与球体紧密配合，而具体选择芯轴的材质时，选择具有弹性的材料可以保证芯轴和球阀之间产生过盈配合，从而保证了芯轴与球阀配合紧密，这是本领域的常规技术手段。并且公知常识证据3(《机械加工工艺与窍门精选》，梁炳文主编，机械工业出版社，1997年8月，第297-300页)公开了弹性芯轴也是本领域固定内圆用的常用夹具，本领域技术人员可以知道为了更好的固定球阀而选用弹性芯轴。4.对于上述具体喷涂的方法，参见上述对权利要求1的评述，公知常识证据4(《车辆修理学》，卢黎明等编著，西安交通大学出版社，2011年9月,119-124页)公开了不锈钢预热温度为350-400℃。喷粉和重熔处理可以分两步进行。喷涂后处理是根据具体情况采用不同的冷却措施。奥氏体不锈钢在冷却过程中不需要特殊处理（即直接空冷即可），工件刚性较大时，喷焊层急剧冷却易出现裂纹，因而应当缓冷。另外，实际上权利要求1限定的金属粉为Ni50,重熔温度在850-950℃，公知常识证据5(《热喷涂工程师指南》，王海军主编，国防工业出版社，2010年8月，第351-353页)公开了用于火焰喷焊的镍基喷焊合金粉末有Ni50，熔点为1050℃。本领域技术人员能够根据需要选择合适的喷涂粉末，并且根据其熔点选择合适的重熔温度。而采用随温控箱一起冷却到150～250℃后再空冷可以减少喷焊层急剧冷却出现的裂纹也是容易想到的。并且说明书中也没有提到重熔温度的选择可以影响到喷涂层的硬度和耐剥落性。而本申请说明书中记载的“表面完全充分的冶金结合，杜绝了剥落现象；随箱冷却，所有表面硬度均匀，加工效率高，质量好”的效果，是由喷涂后加热重熔和随箱冷却的处理方法带来的，而对比文件1中已经公开了喷涂后加热重熔和之后的随箱冷却，由此对比文件1同样能够实现“表面完全充分的冶金结合，杜绝剥落现象；随箱冷却，所有表面硬度均匀，加工效率高，质量好”的效果。此外复审请求书中提到的工艺参数并非权利要求1中所限定的工艺参数。5.为了可以控制喷枪靠近或远离球阀而设置可以使得喷枪在径向移动的腰形槽。腰形槽的设置以及支撑轴的位置的选择均为本领域常规设置，并且其技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的。
复审请求人于2019年4月27日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：对比文件与本申请具有明显的区别，这种区别并非常规技术手段或容易想到，是发明人创造性劳动得到，因此希望撤销驳回决定。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本
分案申请提交日2015年6月16日提交的说明书摘要、说明书第1-20段、说明书附图、摘要附图，2017年12月16日提交的权利要求第1项。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果权利要求所要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，并且该区别特征为被其他对比文件所公开的技术手段，或者为常规技术手段，且该技术手段所起的作用与该区别特征在要求保护的发明中为解决重新确定的技术问题所起的作用相同，则认为该技术方案相对于现有技术是显而易见的，不具备创造性。
1、权利要求1不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。
权利要求1要求保护一种减轻劳动强度的球阀的球体表面喷焊装置在球阀的球体表面喷焊中的应用，对比文件1公开了一种球体表面钴基合金镀层喷涂设备，并具体公开了以下内容（参见说明书第[0005]-[0011]段，附图1）：本实用新型采用以下技术方案，钴基合金粉末喷涂枪1（相当于权利要求1中的喷枪）、锁紧固定装置2（相当于权利要求1中的减速箱前段卡盘）、传动装置3（相当于权利要求1中的减速箱）、封闭式保温加热电炉4（相当于权利要求1中的温控箱）、旋转臂5、圆球坯体6（相当于权利要求1中的球体）、可移动密封保温盖7（相当于权利要求1中的温控箱的上箱体）组成，可移动密封保温盖7设置在封闭式保温加热电炉4的上方，与封闭式保温加热电炉4结合可构成密闭的保温加热环境；首先通过电能使封闭式保温加热电炉4整体升温到一定的温度，通过锁紧固定装置2将已加工好的圆球坯体6固定，锁紧固定装置2与传动装置3连接，通过电能驱动传动装置3，使圆球坯体6匀速缓慢旋转（相当于权利要求1中芯轴在减速箱带动下带动球体转动），旋转的速度为2转到25转每分钟，之后转动旋转臂5，盖上旋转臂支撑的可移动密封保温盖7，封闭式保温加热电炉4逐渐升温（温控箱加热）；当圆球坯体6升温到450℃到550℃时，转动旋转臂5，移开旋转臂支撑的可移动密封保温盖7，用钴基合金粉末喷涂枪1将钴基合金粉末均匀地喷涂在转动的圆球坯体6基体上（即权利要求1中用喷枪对球体进行喷涂金属粉），直到球体表面的喷涂层达到1.1毫米到1.6毫米（与权利要求1中厚度范围0.5-1.6mm部分重叠）厚度时停止喷涂。在加温受热喷涂过程中，其球体的表面温度控制在1200℃至1300℃（相当于重熔步骤）。当圆球坯体6喷涂完成后，关闭封闭式保温加热电炉4电源，转动旋转臂5，盖上旋转臂支撑的可移动密封保温盖7，使喷涂完毕的圆球坯体6保温并缓慢冷却至常温（相当于保温，然后随温控箱一起冷却），保温冷却时间控制在18小时至26小时之间。本实用新型的操作比较方便，喷涂出的球体可作为球阀的阀芯使用，不但具有耐磨、耐腐、耐高温和耐冲刷等特点，而且使用寿命较长，可达15万次以上，是石油、煤炭工业、化工行业、天然气行业最佳选择的球阀。本实用新型使用过程中，由于采用封闭式保温加热电炉，具有节能环保功能。即对比文件1公开了一种加工效率高的表面喷焊装置在球阀的球体表面喷焊中的应用。
权利要求1的技术方案与对比文件1公开的上述内容相比，区别在于：（1）关于喷焊装置的结构方面：权利要求1限定了上箱体或上箱体上设有喷枪门，芯轴为弹性形式，还包括喷枪摆动机构，摆动机构包括与喷枪座固定连接的支撑板，支撑板的一端套装在支撑轴上，支撑板的另一端与由减速箱驱动的齿轮固定连接，齿轮与弧形齿条的弧形面啮合，由齿轮在弧形齿条弧形面上的转动，来带动支撑板以支撑轴为支点进行摆动，进一步带动喷枪的摆动。支撑轴的轴心线与温控箱中心线重合；且支撑轴装于基座凹槽中，减速箱和尾架装于基座上；支撑板上设置腰形槽，喷枪座固定在腰形槽中，呈可在腰形槽中移动调节位置的形式。（2）限定了将球体表面除去氧化皮及油污，喷焊操作中预热的温度和时间，重熔的温度和时间，球体以及金属粉的种类，以及冷却方式。基于上述区别，确定本申请实际要解决的技术问题是优化球体表面喷涂工艺。
对于上述区别（1），对比文件2公开了内容（参见说明书第[0015]-[0016]段和附图1-2）：一种球阀喷涂机构，由主轴变频电机1、主轴动力头2、球阀夹持机构3依次连接，球阀4通过球阀夹持机构3固定在工装上，由触摸屏和可编程控制器控制变频器，使变频器工作，由主轴变频电机1带动主轴动力头2旋转，从而带动球阀4旋转；伺服电机7、减速器8、喷枪夹持机构9（相当于权利要求1中的喷枪摆动机构）依次连接并设于机床6上，喷枪5通过喷枪夹持机构9固定，由触摸屏和可编程控制器控制伺服电机驱动器，伺服电机7通过减速器8带动喷枪5绕球阀4做圆弧往返运动工作（相当于权利要求1中喷枪与喷枪摆动机构连接，减速箱驱动喷枪摆动机构，进而带动喷枪摆动），主轴旋转和喷枪运动都是变速运动，以保证喷涂涂层的均匀性。
首先，对于喷枪门，对比文件2公开了外置喷枪，本领域技术人员为了防止热量损失，有动机在腔体上设置一个喷枪门以防止在重熔过程中损失热量。
其次，对于摆动机构的具体结构以及支撑轴中心线位置的选择，对比文件2给出了在喷焊装置中设置喷枪摆动机构，从而使球体进行喷涂的过程中，喷枪进行摆动，即上述内容在对比文件2中所起的作用与其在本发明中为解决其技术问题所起的作用相同，都是使球体表面喷涂均匀，即对比文件2给出了将上述内容用于对比文件1中以解决其技术问题的启示。并且齿轮和齿条相互结合以实现摆动是本领域常规的技术手段，例如公知常识证据1公开了扇形齿轮（即弧形齿条）和齿轮之间实现摆动机构，公知常识证据2公开了扇形板3通过小齿轮与尺座1上的弧形齿条(在尺背面，图上未示出)啮合，而能在尺座1上移动，本领域技术人员可以理解公知常识证据2中的在尺座上移动即为绕途中的弧形尺的圆心转动。本领域技术人员为了选择一种实现对比文件2中的摆动的方式，有动机从常规的实现绕固定轴摆动的机械装置中选择齿轮和弧形齿条配合的方式实现摆动。而对于支撑轴位置的选择，本领域技术人员可以知道支撑轴的设置是为了使得喷枪围绕球阀旋转，因此也容易想到将喷枪的旋转轴设置为与球阀的对称轴重合，此时支撑轴的轴心线即与温控箱中心线重合。
第三，对于弹性芯轴，公知常识证据3开了弹性芯轴也是本领域固定内圆用的常用夹具，为了更好的固定球阀，本领域技术人员会有动机选用弹性芯轴。
第四，支撑轴装于基座凹槽中，是为了保证支撑轴摆动的稳定性，属于本领域惯用手段，减速箱和尾架装于基座也是本领域惯用手段。
第五，对于腰形槽的设置，本领域技术人员可以根据实际喷枪需要移动的范围选择所绕的轴的位置，并且为了可以控制喷枪靠近或远离球阀而设置可以使得喷枪在径向移动的腰形槽。
对于上述区别（2），首先，工作过程中将球阀球体表面进行清洗属于本领域技术人员的常规技术手段。
其次，对于预热温度和冷却方式和温度的选择，公知常识证据4公开了喷焊采用喷枪将自熔性合金粉末喷涂在工件表面，并继续加热实质熔融而与基体形成冶金结合。重熔处理时采用合金粉的熔点为980-1150℃。喷焊工艺需要预热，一般碳钢预热温度为250-300℃，对膨胀系数大抗氧化性好的镍铬不锈钢为350-400℃。喷粉和重熔处理可以分两步进行。喷涂后处理是根据具体情况采用不同的冷却措施。普通低碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢在冷却过程中不需要特殊处理（即直接空冷即可），工件刚性较大时，喷焊层急剧冷却易出现裂纹，因而应当缓冷。公知常识证据给出了为了避免喷焊层裂纹而选择缓冷的技术启示，而随温控箱冷却是本领域常用的缓冷方式，本领域技术人员可以根据球阀的材料通过有限的实验选择升温速度和冷却方式。
第三，对于喷涂粉末的选择和重熔温度，公知常识证据5公开了用于火焰喷焊的镍基喷焊合金粉末有Ni50，Ni55AA和Ni60，熔点分别1050℃，1040℃和1040℃。公知常识证据5给出了根据基体的种类选择预热温度和冷却温度的冷却方式的技术启示，对比文件2公开了Ni50，Ni55AA和Ni60为常见的自熔性喷涂粉末，本领域技术人员能够根据需要选择合适的喷涂粉末，并且根据其熔点选择合适的重熔温度。并且升温速度和预热、重熔时间也是本领域技术人员可以根据需要通过有限的实验选择的。并且说明书中也没有提到重熔温度的选择可以影响到喷涂层的硬度和耐剥落性。
由此可见，在对比文件1的基础上结合对比文件2、本领域常规技术手段得到权利要求1的技术方案，对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，权利要求1不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2 关于复审请求人的意见陈述
复审请求人认为：对比文件与本申请具有明显的区别，这种区别并非常规技术手段或容易想到，是发明人创造性劳动得到，因此希望撤销驳回决定。
对此，合议组经过合议和审查后认为，参见对权利要求1不具备创造性的评述，权利要求1与对比文件1的区别特征被对比文件2公开或者是常用技术手段，其技术效果也是本领域技术人员可以合理预期的。因此复审请求人的意见陈述不具有说服力。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年4月10日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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