一种压裂泵液压系统和压裂车-复审决定


发明创造名称:一种压裂泵液压系统和压裂车
外观设计名称:
决定号:190261
决定日:2019-09-12
委内编号:1F245642
优先权日:
申请(专利)号:201510368668.6
申请日:2015-06-29
复审请求人:三一石油智能装备有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:闫周
合议组组长:方华
参审员:韩薇
国际分类号:F15B11/17(2006.01);F15B13/06(2006.01);F15B21/04(2006.01);E21B43/26(2006.01)
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:在创造性判断中,对比文件公开的系统或结构所能实现的功能或作用是由其结构本身决定的,如果发明的技术方案是本领域技术人员在对比文件公开的系统或结构的基础上,结合本领域的常规需求可以得到的,则该发明是显而易见的,不具备突出的实质性特点,进而不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510368668.6,名称为“一种压裂泵液压系统和压裂车”的发明专利申请(下称“本申请”)。本申请的申请人原为“三一重型能源装备有限公司”,后变更为“三一石油智能装备有限公司”,本申请的申请日为2015年06月29日,公开日为2015年10月21日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2017年11月28日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是权利要求1-9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:申请日2015年06月29日提交的说明书第1-37段(即第1-7页)、说明书附图图1(即第1页)、说明书摘要、摘要附图以及2017年08月10日提交的权利要求第1-9项。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种压裂泵液压系统,其特征在于,包括油箱(4)、至少一个主油泵(1)、至少一个主阀(10)、至少一组油缸、第一副油泵(3);每组油缸包括第一油缸(11)和第二油缸(13);第一油缸(11)和第二油缸(13)的第一腔油口通过连通腔油路连接;第一油缸(11)和第二油缸(13)的第二腔油口分别与相应主阀(10)的两个工作油口(A、B)连接;主油泵(1)的出油油路(22)与相应主阀(10)的进油口(P)相连,主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连;第一副油泵(3)的吸油口与油箱(4)相连接,第一副油泵(3)通过第一补油油路(23)向主油泵(1)的吸油油路(20)补油;
包括背压阀(5),背压阀(5)的进油口与主油泵(1)的吸油油路(20)相连接,背压阀(5)的出油口与油箱(4)相连接。
2. 根据权利要求1所述的压裂泵液压系统,其特征在于,在第一补油油路(23)中设置有液压散热器马达(8)和液压散热器(9),第一副油泵(3)向液压散热器马达(8)供油,液压散热器马达(8)的出油口与液压散热器(9)的进油口相连接,液压散热器(9)的出油口与主油泵(1)的吸油油路(20)相连接。
3. 根据权利要求2所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括第二副油泵(2),在第一补油油路(23)中设置有发动机散热器马达(7),第二副油泵(2)向发动机散热器马达(7)供油,发动机散热器马达(7)的出油口与液压散热器(9)的进油口相连接。
4. 根据权利要求2所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括第一溢流阀(6),第一溢流阀(6)的进油口与主油泵(1)的出油油路(22)相连接,第一溢流阀(6)的出油口与液压散热器(9)的进油口相连接。
5. 根据权利要求1所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括第二溢流阀(12),第二溢流阀(12)的进油口与连通腔油路连接。
6. 根据权利要求1所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括第二补油油路(24),主油泵(1)的出油油路(22)中的压力油从第二补油油路(24)向第一油缸(11)的第一腔油口补油。
7. 根据权利要求6所述的压裂泵液压系统,其特征在于,在第二补油油路(24)中依次设置有控制阀(17)、阻尼孔(18)、单向阀(19)。
8. 根据权利要求1至7任意一项所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括至少两个主油泵(1)、至少两个主阀(10)、至少两组油缸,所有主油泵(1)的吸油油路(20)相互连通,所有主油泵(1)的泄油油路(21)均回油箱(4),所有主油泵(1)均为开式泵。
9. 一种压裂车,其特征在于:包括车辆底盘和如权利要求1至8任意一项所述的压裂泵液压系统,在车辆底盘上安装有泵体,在泵体内设置柱塞(14),第一油缸(11)和第二油缸(13)分别连接有柱塞(14)。”
驳回决定引用的对比文件如下:
对比文件1:US4470771A,公告日为1984年09月11日;
对比文件3:CN2641317Y,公告日为2004年09月15日。
驳回决定认为,独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征是:(1)主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连;(2)包括背压阀(5),背压阀(5)的进油口与主油泵(1)的吸油油路(20)相连接,背压阀(5)的出油口与油箱(4)相连接。上述区别技术特征(1)被对比文件3公开,区别技术特征(2)属于本领域的常规技术手段,因此独立权利要求1相对于对比文件1、3和本领域常规技术手段的结合不具备创造性。从属权利要求2-4、8的附加技术特征的一部分被对比文件1公开,另一部分是本领域技术人员容易想到的,因此从属权利要求2-4、8也不具备创造性。独立权利要求9引用权利要求1时,其技术方案与对比文件1的区别技术特征是:(1)本申请为压裂车,包括车辆底盘,在车辆底盘上安装有泵体,在泵体内设置柱塞,压裂泵液压系统中主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连;(2)包括背压阀(5),背压阀(5)的进油口与主油泵(1)的吸油油路(20)相连接,背压阀(5)的出油口与油箱(4)相连接。上述区别技术特征(1)的一部分被对比文件3公开,另一部分属于本领域的常规技术手段,区别技术特征(2)也属于本领域的常规技术手段,因此独立权利要求9引用权利要求1时相对于对比文件1、3和本领域常规技术手段的结合不具备创造性。基于前述审查意见,独立权利要求9引用权利要求2-4、8时也不具备创造性。驳回决定的“其他说明”部分还指出,从属权利要求5的附加技术特征被对比文件1公开,从属权利要求6-8的附加技术特征的一部分被对比文件1公开,另一部分是本领域技术人员容易想到的,因此从属权利要求5-7不具备创造性,从属权利要求8引用权利要求5-7时也不具备创造性。基于前述审查意见,独立权利要求9引用权利要求5-7时不具备创造性,独立权利要求9引用权利要求8、且权利要求8引用权利要求5-7时也不具备创造性。
申请人(下称“复审请求人”)对上述驳回决定不服,于2018年02月28日向国家知识产权局提出复审请求,并提交了权利要求书修改替换页,将原从属权利要求6的附加技术特征补入独立权利要求1中,并删除了原从属权利要求6。
复审请求人在复审请求书中认为:
(1)修改后的权利要求1与对比文件1相比,区别特征如下:A、主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连。B、包括背压阀(5),背压阀(5)的进油口与主油泵(1)的吸油油路(20)相连接,背压阀(5)的出油口与油箱(4)相连接。C、包括第二补油油路(24),主油泵(1)的出油油路(22)中的压力油从第二补油油路(24)向第一油缸(11)的第一腔油口补油。对技术特征A和C而言,其作用为有效地节约油箱容积,减少整机重量。针对开式液压系统油箱容积大的缺点,通过将主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连,使得液压系统的液压油在主油泵的吸油油路与出油油泵之间循环,大大节约了油箱容积。而且,本申请为了向第一油缸的第一腔油口补油,主油泵(1)的出油油路(22)中的压力油从第二补油油路(24)向第一油缸(11)的第一腔油口补油。
(2)对比文件1中采用了两个油泵,即主油泵和小泵,这样设计导致液压管路多,整车空间布置困难,且整机重量大,其设计与本申请的设计背道而驰。
(3)对比文件1中公开的小泵P2直接与油箱T1连接,而本申请的第二补油油路(24)连接在主油泵(1)的出油油路(22)中,因此,对比文件1中的小泵P2设计只会增加整机重量,同时还会造成油箱容积增大的技术缺陷。
(4)对比文件3并未记载其液压泵为开式泵,因此也就不能解决本申请“如何在开式液压系统中实现节约油箱容积”的技术问题。本领域技术人员在面对此情况时,通常会根据系统流量选择更换不同容积的油箱,尤其是针对开式液压系统而言,其油箱的容积约为系统总流量的1-2倍。本领域技术人员没有动机将对比文件3的技术方案应用在对比文件1中。因此,对比文件3对本申请不存在任何技术启示。
(5)根据本申请说明书第0032段的记载,背压阀的设置可以更好地补偿因吸油管路直径较小造成的压力损失,使得管路布局更加合理、美观,保证吸油的顺畅。对比文件1-3中没有公开任何有关背压阀的内容,而且本申请背压阀是与吸油油路相配合使用,因此,通过对吸油油路的压力控制,还能够防止空气渗入于管路系统中。
(6)本申请将上述各个技术特征创造性地结合在一起,通过各个部分的协调作用,构成一套完整的压裂泵液压系统,可有效节约油箱容积,防止空气渗于系统中和改善主油泵的吸油效率。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年04月08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认为:(1)现有技术的开式系统由于吸油管路和回油管路分开,液压泵从液压油箱吸油,回油和泄油回到油箱中,因而油箱容积大导致整机重量大。为了解决上述技术问题,本申请通过将主油泵的吸油油路与相应主阀的回油口相连,使得该液压系统的液压油在吸油油路和出油油泵之间循环,节约了油箱容积,而上述技术手段被对比文件3公开,对比文件3中液压泵22的吸油油路同样与二位四通电磁换向阀16的回油口相连,能够使得液压系统的液压油在吸油油路和出油油泵之间循环,因而也同样能够减小油箱容积进而减少整机重量,即本申请的发明构思被对比文件3公开。至于复审请求人关于对比文件3并未记载其液压泵为开式泵的说法,本领域技术人员公知开式液压系统与闭式液压系统的区别,其中闭式液压系统是指液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连,工作液体在系统的管路中进行封闭循环;而开式液压系统指液压泵从油箱吸油,油经各种控制阀后驱动液压执行元件,回油再经过换向阀回油箱;由上述两者的定义结合对比文件3的液压系统可以明确的得出,对比文件3中的液压系统为开式,其液压泵为开式泵,因而能够解决“如何在开式液压系统中实现节约油箱容积”的技术问题。至于技术特征C,根据说明书第0035段的记载,其所起的实际作用是补偿油缸的内泄露,虽然对比文件1是通过小泵P2补油,而本申请直接通过主泵补油,但是这两种补油手段都是本领域常见的,当采用主泵补油的方式替代对比文件1中的小泵补油的方式时,自然能够相应的带来整机重量有所下降的技术效果。(2)通过在吸油油路上设置单向阀以改善补油效果,如补偿压力损失、防止空气渗入管路,这属于本领域的常规技术手段;例如现有技术CN204239355U公开了背压阀11,背压阀11的进油口与主油泵9的吸油油路相连接,背压阀11的出油口与油箱相连接,即公开了在泵的吸油油路上设置背压阀;现有技术CN1417486A同样公开了在泵5的吸油油路上设置单向阀8,其具备一定的开启压力,相当于本申请的背压阀;现有技术CN201187300Y也公开了在泵2的吸油油路上设置有单向阀1,其具备0.5bar的开启压力,相当于本申请的背压阀;上述三篇现有技术均证明了在吸油油路上设置背压阀属于本领域的常规技术手段。综上,原审查部门坚持驳回意见。
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2018年12月19日向复审请求人发出复审通知书,指出权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的复审请求理由,合议组还指出:
(1)对于复审请求人所说的技术特征A,对比文件3同样是通过将液压泵/主油泵的吸油油路与相应阀的回油口相连,使得液压系统的液压油在泵的吸油油路与泵之间循环,仅在液压系统由于渗漏而油压降低时才利用补油箱向液压系统补油,因此对比文件3同样节约了油箱容积、改善了泵的吸油效率。对于复审请求人所说的技术特征C,其作用是为油缸补油,其与节约油箱容积无关。
(2)对比文件1包括主油泵和小泵,而本申请的权利要求1中包括主油泵(1)、第一副油泵(3),因此复审请求人所说的“对比文件1中采用了两个油泵即,主油泵和小泵,这样设计无疑导致液压管路多,整车空间布置困难,且整机重量大。对比文件1中的小泵P2设计只会增加整机重量”不能证明本申请具有创造性。
(3)关于复审请求人所说的“本申请的第二补油油路(24)连接在主油泵(1)的出油油路(22)中”,对比文件1公开了利用先导泵2进行补油,在此基础上,本领域技术人员在面对如何对油缸补油的技术问题时,容易想到利用同样能够供油的主油泵P1进行补油,即利用主油泵的出油油路中的压力油向油缸补油,从而解决对油缸补油的技术问题,“第二补油油路(24)连接在主油泵(1)的出油油路(22)中”对于本领域技术人员来说是容易想到的。关于复审请求人所说的“对比文件1中公开的小泵P2直接与油箱T1连接,会造成油箱容积增大的技术缺陷”,对比文件3已经公开了将液压泵/主油泵的吸油油路与相应阀的回油口相连,仅在液压系统由于渗漏而油压降低时才利用补油箱向液压系统补油,因此对比文件3给出了通过将液压泵/主油泵的吸油油路与相应阀的回油口相连从而解决节约油箱容积的技术问题的技术启示。
(4)本申请权利要求1中并未限定其液压泵为开式泵。对比文件3已经公开了将液压泵/主油泵的吸油油路与相应阀的回油口相连,仅在液压系统由于渗漏而油压降低时才利用补油箱向液压系统补油,因此对比文件3给出了通过将液压泵/主油泵的吸油油路与相应阀的回油口相连从而解决节约油箱容积的技术问题的技术启示。而且,对比文件3的“泵22-阀16-泵22”的液压循环与本申请的“泵(1)-阀(10)-泵(1)”的液压循环方式相同。
(5)根据本申请说明书第0032段的记载,可以理解背压阀的作用是调节吸油油路中的压力。对比文件1的减压旁通阀V3设置在主油泵的出油油路上用于调节出油油路中的压力,在此基础上,本领域技术人员在面对如何调节吸油油路中的压力的技术问题时,容易想到将减压旁通阀/背压阀设置在主油泵的吸油油路上,即减压旁通阀/背压阀的进油口与主油泵的吸油油路相连接,从而调节吸油油路中的压力。即,减压旁通阀/背压阀的进油口与油路连接,减压旁通阀/背压阀的出油口与油箱连接,即可起到调节油路中压力的作用,对比文件1已经给出了利用减压旁通阀/背压阀调节油路中压力的技术启示。根据本申请说明书第0032段以及说明书其余部分的记载,不能推知“背压阀的设置可以更好地补偿因吸油管路直径较小造成的压力损失,使得管路布局更加合理、美观,保证吸油的顺畅,防止空气渗入于管路系统中”的技术效果,合议组对于该技术效果不予认可。
(6)本申请权利要求1中的技术特征A、B、C各自以其常规的方式工作,其总的技术效果是各组合部分效果之总和,组合后的各技术特征之间在功能上无相互协调的作用关系,仅仅是一种简单的叠加,这种组合发明不具备创造性。
复审请求人于2019年01月29日提交了意见陈述书和权利要求书修改替换页,对权利要求书所作修改包括:在独立权利要求1中增加技术特征“所述主油泵(1)为开式泵”,删除从属权利要求7的附加技术特征中的“所述主油泵(1)均为开式泵”。
复审请求人在2019年01月29日提交的意见陈述书中认为:
(1)如对比文件1背景技术及发明内容可知,对比文件1所涉及的技术问题与本申请要解决的技术问题不相同,并且对比文件1中并未提及上述技术问题,本领域技术人员并未进行对上述技术问题进行研究,没有证据显示上述技术问题为本领域常规的技术问题,本领域技术人员无法从现有技术中获得对比文件1中存在上述技术问题的启示,本领域技术人员也就没有动机去寻找相关技术并从相关技术中获得解决上述技术问题的启示。
(2)对比文件1中能够通过蓄能器45容纳一定量的液压油,在一定程度上分担了油箱的容量,进而能够减小油箱的大小。由此可知,对比文件1中采用了与区别技术特征1不同的技术方案减小了油箱的容积,这使得本领域技术人员没有动机再采用其他技术方案去解决上述技术问题,本领域技术人员很难从对比文件3中获得采用上述区别技术特征1去解决上述技术问题的启示。
(3)对比文件1要解决的问题包括如何避免高温使密封件和其他部件损坏并避免由于高温导致的油变质,以及如何尽可能避免能量以热量形式损失。对比文件3中液压泵的吸油口和液压泵的出油口均与二位四通电磁换向阀16连接使工作介质油循环使用,工作过程中工作介质油几乎不回流到油箱,这使油温容易升高,进而容易产生高温使密封件和其他部件损坏并可能导致油变质,并使能量以热量形式损失,这与对比文件1要解决的技术问题相违背;而如采用对比文件3说明书第6页第1段所述“液压泵22的吸油口与二位四通电磁换向阀16的回油口间接有油冷却器20,……。油冷却器20可使循环工作介质油得到冷却”,则会通过油冷却器20加速了工作介质油的热量散失,同样与对比文件1所要解决的问题背道而驰。因此,本领域技术人员在看到对比文件3时,并不会想要将其技术方案应用到对比文件1中,本领域技术人员无法从对比文件3中获得采用上述区别技术特征1解决上述技术问题的启示。
(4)由对比文件3背景技术可知,对比文件3针对的技术问题和相应实现的效果与本申请采用区别技术特征1所解决的技术问题及相应效果完全不同,而且在对比文件3中并未记载本申请的技术问题及相应的效果,本领域技术人员在看到本申请之前,很难从对比文件3中获知采用区别技术特征1能够解决上述技术问题。因此,本领域技术人员无法从对比文件3中获得采用上述区别技术特征1解决上述技术问题的启示。
(5)由本申请说明书第6页倒数第2段所述“在本系统中,当吸油油路中的压力比设定压力小时,背压阀关闭;当吸油油路中的压力比设定压力大时,背压阀打开,吸油油路中的油液通过背压阀流至油箱中”可知,本申请采用区别技术特征2能够防止空气伸入管路系统中。
(6)本申请的区别技术特征3通过主油泵(1)采用出油油路(22)向第一油缸(11)的第一腔油口补油,而非如对比文件1在主泵P1外另设小泵P2向有杆腔补油,因此,本申请采用区别技术特征3能够解决对比文件1中为了向油缸补油另外设置油泵所造成的液压管路多,整车空间布置困难,且整机重量大的技术问题。
(7)由本申请说明书第5页第4段所述“目前,闭式泵成本远远大于开式泵成本”可知,相对于对比文件1和3,本申请采用区别技术特征4能够大大降低生产成本,由于本申请采用区别技术特征4解决了对比文件3中存在的技术问题,进而本领技术人员无法从对比文件3中获得采用区别技术特征4实现降低生产成本的技术问题。
复审请求人于2019年01月29日提交的权利要求书如下:
“1. 一种压裂泵液压系统,其特征在于,包括油箱(4)、至少一个主油泵(1)、至少一个主阀(10)、至少一组油缸、第一副油泵(3);每组油缸包括第一油缸(11)和第二油缸(13);第一油缸(11)和第二油缸(13)的第一腔油口通过连通腔油路连接;第一油缸(11)和第二油缸(13)的第二腔油口分别与相应主阀(10)的两个工作油口(A、B)连接;主油泵(1)的出油油路(22)与相应主阀(10)的进油口(P)相连,主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连;第一副油泵(3)的吸油口与油箱(4)相连接,第一副油泵(3)通过第一补油油路(23)向主油泵(1)的吸油油路(20)补油;
包括背压阀(5),背压阀(5)的进油口与主油泵(1)的吸油油路(20)相连接,背压阀(5)的出油口与油箱(4)相连接;
包括第二补油油路(24),主油泵(1)的出油油路(22)中的压力油从第二补油油路(24)向第一油缸(11)的第一腔油口补油;
所述主油泵(1)为开式泵。
2. 根据权利要求1所述的压裂泵液压系统,其特征在于,在第一补油油路(23)中设置有液压散热器马达(8)和液压散热器(9),第一副油泵(3)向液压散热器马达(8)供油,液压散热器马达(8)的出油口与液压散热器(9)的进油口相连接,液压散热器(9)的出油口与主油泵(1)的吸油油路(20)相连接。
3. 根据权利要求2所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括第二副油泵(2),在第一补油油路(23)中设置有发动机散热器马达(7),第二副油泵(2)向发动机散热器马达(7)供油,发动机散热器马达(7)的出油口与液压散热器(9)的进油口相连接。
4. 根据权利要求2所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括第一溢流阀(6),第一溢流阀(6)的进油口与主油泵(1)的出油油路(22)相连接,第一溢流阀(6)的出油口与液压散热器(9)的进油口相连接。
5. 根据权利要求1所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括第二溢流阀(12),第二溢流阀(12)的进油口与连通腔油路连接。
6. 根据权利要求1所述的压裂泵液压系统,其特征在于,在第二补油油路(24)中依次设置有控制阀(17)、阻尼孔(18)、单向阀(19)。
7. 根据权利要求1至6任意一项所述的压裂泵液压系统,其特征在于,包括至少两个主油泵(1)、至少两个主阀(10)、至少两组油缸,所有主油泵(1)的吸油油路(20)相互连通,所有主油泵(1)的泄油油路(21)均回油箱(4)。
8. 一种压裂车,其特征在于:包括车辆底盘和如权利要求1至7任意一项所述的压裂泵液压系统,在车辆底盘上安装有泵体,在泵体内设置柱塞(14),第一油缸(11)和第二油缸(13)分别连接有柱塞(14)。”
合议组于2019年04月11日向复审请求人发出第二次复审通知书,指出权利要求1-8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见陈述,合议组还指出:
(1)对比文件1的背景技术记载的技术问题仅是对比文件1中涉及的部分技术问题,对比文件1所能解决的技术问题及对比文件1所提供的技术启示并不限于背景技术部分涉及的问题。
(2)复审请求人认为对比文件1已经给出解决某技术问题的技术方案后,本领域技术人员没有动机再采用其他技术方案去解决该技术问题。合议组认为,如果多个技术方案都能解决同一技术问题,只要这些技术方案不互相冲突,完全可以同时采用这些技术方案来解决同一技术问题。本领域技术人员有动机追求更优的技术效果,在已有技术方案解决了技术问题的情况下,本领域技术人员仍有动机继续采取其他技术方案来进一步更好地解决同一技术问题,获取更优的技术效果。具体来说,在对比文件1和对比文件3都给出了减小油箱容积的技术方案、且两者不互相冲突的情况下,本领域技术人员有动机将对比文件1和对比文件3结合,以进一步减小油箱容积,获取更好的技术效果。
(3)对比文件1和对比文件3均涉及利用热交换器/冷却器对液压流体进行冷却,两者结合并无障碍。此外,对比文件1、对比文件3涉及的散热和冷却问题与所述各区别技术特征涉及的技术问题无关。
(4)对比文件3的背景技术记载的技术问题仅是对比文件3中涉及的部分技术问题,对比文件3所能解决的技术问题及对比文件3所提供的技术启示并不限于背景技术部分涉及的问题。对比文件3公开了(参见说明书第2页倒数第3行-第3页第17行,附图3):一种往复式气体压缩装置,所述往复式气体压缩装置包括液压泵22,二位四通电磁换向阀16(相当于本申请的相应的主阀),液压泵22的吸油油路(油冷却器20所在的油路)与二位四通电磁换向阀16的回油口相连,该技术特征在对比文件3中所起的作用与其在本申请中所起的作用相通,都是通过将阀的回油口排出的油输送至泵的吸油端从而节约油箱容积、改善泵的吸油效率,即对比文件3给出了通过将泵的吸油油路与相应阀的回油口相连从而节约油箱容积、改善泵的吸油效率的技术启示,本领域技术人员有动机将上述技术特征应用到对比文件1中,以解决如何节约油箱容积、改善主油泵吸油效率的技术问题。
(5)对于区别技术特征2,根据本申请说明书第0032段的记载,可以理解背压阀的作用是调节吸油油路中的压力。对比文件1的减压旁通阀V3设置在主油泵的出油油路上用于调节出油油路中的压力,在此基础上,本领域技术人员在面对如何调节吸油油路中的压力的技术问题时,容易想到将减压旁通阀/背压阀设置在主油泵的吸油油路上,即减压旁通阀/背压阀的进油口与主油泵的吸油油路相连接,从而调节吸油油路中的压力。即,减压旁通阀/背压阀的进油口与油路连接,减压旁通阀/背压阀的出油口与油箱连接,即可起到调节油路中压力的作用,对比文件1已经给出了利用减压旁通阀/背压阀调节油路中压力的技术启示。根据本申请说明书第0032段以及说明书其余部分的记载,不能推知背压阀具有“防止空气渗入管路系统中”的技术效果,合议组对于该技术效果不予认可。
(6)对于区别技术特征3,对比文件1利用先导泵P2进行补油,在此基础上,本领域技术人员在面对如何对油缸补油的技术问题时,容易想到利用同样能够供油的主油泵P1进行补油,即利用主油泵的出油油路中的压力油向油缸补油,从而解决对油缸补油的技术问题。通过减少部件数量来解决部件数量多带来的固有问题,属于本领域技术人员的常规知识,例如,将两个油泵的功能合并到一个油泵中来执行,以解决两个油泵相比一个油泵造成的管路多、布置困难、整体重量大的问题对于本领域技术人员来说是显而易见的,这对于本领域技术人员来说不存在技术障碍,也不需要付出创造性的劳动。
(7)对比文件1的主油泵P1属于开式泵,本申请修改后的权利要求1与对比文件1相比并不存在所谓的“区别特征4”。对比文件1同样是从油箱T1吸油,系统工作完成后液压油返回油箱T1,对比文件1与本申请一样可以发挥油箱的散热和沉淀杂质作用。至于从经济和成本角度出发,从开式泵和闭式泵中选择成本较低的一种以解决降低成本的问题,这是本领域技术人员的常规选择,从已知的两种部件中选择成本较低的部件对于本领域技术人员来说不存在技术障碍,也不需要付出创造性的劳动。
复审请求人于2019年05月27日提交了意见陈述书,未对申请文件进行修改。复审请求人在意见陈述书中认为:
(1)权利要求1与对比文件1相比,至少具有如下区别技术特征1:主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连。基于该区别技术特征1,权利要求1实际解决的技术问题为:如何在开式液压系统中实现节约油箱容积,减少整机重量。对比文件1背景技术和其他部分并未记载上述技术问题。从复审通知书中不能得到以下问题的明确答案,即,本领域技术人员是如何通过对比文件1中所记载的内容获知对比文件1存在上述技术问题的、本领域技术人员是如何通过对比文件1中所记载的内容获知对比文件1能够解决上述技术问题的,或者,本领域技术人员如何从对比文件1中获得对比文件1中存在上述技术问题的启示的。另外,复审通知书中也未给出证据,以证明本领域技术人员能够从对比文件3或其他现有技术中获得对比文件1中存在上述技术问题的启示。综上,本领域技术人员没有动机去寻找相关技术并从相关技术中获得解决上述技术问题的启示。
(2)对比文件3背景技术中所记载的其要解决的技术问题与上述技术问题不同,对比文件3的其他内容中并未明确记载其解决了上述技术问题,且并未记载减小油箱容积这一效果,即,对比文件3中并未对采用其技术方案后油箱容积是否产生变化进行说明,在本领域技术人员无法从现有技术中获知对比文件1存在上述技术问题的同时,本领域技术人员也无法单从对比文件3中记载的内容获知对比文件3中的油箱容积发生了任何变化,本领域技术人员难以获得采用对比文件3中技术去实现减小油箱容积以减少整机重量进而解决对比文件1中的问题。
(3)对比文件1要解决的问题包括如何避免高温使密封件和其他部件损坏并避免由于高温导致的油变质,以及如何尽可能避免能量以热量形式损失,虽然背景技术中记载的技术问题仅是对比文件1解决的部分技术问题,但其为本领域技术人员研发对比文件1中技术方案最主要的原因,也就是说,本领域技术人员研发对比文件1是要实现相应技术效果,而不会想要采用削弱相应效果的技术方案。对比文件3中“液压泵的吸油口和液压泵的出油口均与二位四通电磁换向阀16连接使工作介质油循环使用”,工作过程中工作介质油几乎不回流到油箱,这必然导致部分能量转化为热量,如果不采用油冷却器20的话,就会容易产生高温使密封件和其他部件损坏并可能导致油变质,但如果采用油冷却器20时又会加速能量以热量形式散失,由于对比文件1中采用了热交换器30,当对比文件1中采用“液压泵的吸油口和液压泵的出油口均与二位四通电磁换向阀16连接使工作介质油循环使用”时,也必然会加速能量以热量形式散失,也就是说,对比文件1中采用“液压泵的吸油口和液压泵的出油口均与二位四通电磁换向阀16连接使工作介质油循环使用”,要么会导致“容易产生高温使密封件和其他部件损坏并可能导致油变质”的问题,要么会导致“加速能量以热量形式散失”的问题,必然会削弱对比文件1所要实现的最主要的技术效果。如果对比文件1采用对比文件3中的技术方案去解决本申请采用对比文件1所解决的技术问题,必然会削弱对比文件3所要实现的最主要的技术效果,本领域技术人员难以从对比文件3中获得解决上述技术问题的启示。另外,由于本领域技术人员无法获知对比文件1中是否存在上述技术问题,在没有明确目的的情况下,又获知采用“液压泵22的吸油油路与二位四通电磁换向阀16的回油口相连”会削弱对比文件3所要实现的最主要的技术效果,本领域技术人员不会想要将“液压泵22的吸油油路与二位四通电磁换向阀16的回油口相连”应用到对比文件1中,难以从对比文件3中获得解决上述技术问题的启示。
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
审查文本的认定
复审请求人在答复第一次复审通知书时对权利要求书进行了修改,在独立权利要求1中增加技术特征“所述主油泵(1)为开式泵”,删除从属权利要求7的附加技术特征中的“所述主油泵(1)均为开式泵”,经查,该修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条的规定,复审请求人在答复第二次复审通知书时未对申请文件进行修改。因此,本复审请求审查决定所针对的审查文本为:2019年01月29日提交的权利要求第1-8项以及申请日2015年06月29日提交的说明书第1-7页、说明书附图第1页、说明书摘要、摘要附图。
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,该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1关于独立权利要求1
独立权利要求1请求保护一种压裂泵液压系统。对比文件1公开了如下技术特征(参见对比文件1的说明书第2栏第59行-第7栏第38行,附图):一种泵液压系统,泵可用于油井压裂(参见对比文件1的说明书第4栏第12-26行),液压系统包括油箱T1、一个(属于至少一个的数值范围)主油泵P1、两个(属于至少一个的数值范围)阀50、51(相当于本申请的主阀)、两组油缸(油缸20、21为一组,油缸22、23为一组)、泵P3(相当于本申请的第一副油泵);每组油缸包括第一油缸20、22和第二油缸21、23;第一组油缸中的第一油缸20和第二油缸21的有杆腔油口(相当于本申请的第一腔油口)通过管30(相当于本申请的连通腔油路)连接,第二组油缸中的第一油缸22和第二油缸23的有杆腔油口(相当于本申请的第一腔油口)通过管32(相当于本申请的连通腔油路)连接;第一组油缸中的第一油缸20和第二油缸21的无杆腔油口(相当于本申请的第二腔油口)分别与阀50的两个工作油口2、3连接,第二组油缸中的第一油缸22和第二油缸23的无杆腔油口(相当于本申请的第二腔油口)分别与阀51的两个工作油口2、3连接;主油泵P1的出油油路与相应主阀50、51的进油口1相连;泵P3(相当于本申请的第一副油泵)的吸油口与油箱T1相连接,泵P3通过从油箱T1延伸出的油路(相当于本申请的第一补油油路)向主油泵P1的吸油油路补油;包括管47(即本申请的第二补油油路),先导泵P2的出油油路中的压力油从管47向第一油缸20、22的有杆腔油口(相当于本申请的第一腔油口)补油;主油泵P1为开式泵。
权利要求1的技术方案与对比文件1的区别技术特征是:(1)主油泵的吸油油路与相应主阀的回油口相连;(2)包括背压阀,背压阀的进油口与主油泵的吸油油路相连接,背压阀的出油口与油箱相连接;(3)本申请利用主油泵对第一油缸补油,对比文件1利用先导泵P2对第一油缸补油。
基于上述区别技术特征,权利要求1实际解决的技术问题是:如何节约油箱容积、改善主油泵吸油效率,如何调节吸油油路中的压力,如何对油缸补油。
对于区别技术特征(1),对比文件3公开了(参见说明书第2页倒数第3行-第3页第17行,附图3):一种往复式气体压缩装置,所述往复式气体压缩装置包括液压泵22,二位四通电磁换向阀16(相当于本申请的相应的主阀),液压泵22的吸油油路(油冷却器20所在的油路)与二位四通电磁换向阀16的回油口相连,该技术特征在对比文件3中所起的作用与其在本申请中所起的作用相通,都是通过将阀的回油口排出的油输送至泵的吸油端从而节约油箱容积、改善泵的吸油效率,即对比文件3给出了通过将泵的吸油油路与相应阀的回油口相连从而节约油箱容积、改善泵的吸油效率的技术启示,本领域技术人员有动机将上述技术特征应用到对比文件1中,以解决如何节约油箱容积、改善主油泵吸油效率的技术问题。
对于区别技术特征(2),对比文件1公开了(参见说明书第3栏第47-54行、第5栏第4-8、23-30行,附图):液压系统包括用于控制主油泵P1的输出液压压力的减压旁通阀V3(即本申请的背压阀),减压旁通阀V3的进油口与主油泵P1的出油油路相连接,减压旁通阀V3的出油口与油箱T1相连接。对比文件1的减压旁通阀V3设置在主油泵的出油油路上用于调节出油油路中的压力,在此基础上,本领域技术人员在面对如何调节吸油油路中的压力的技术问题时,容易想到将减压旁通阀/背压阀设置在主油泵的吸油油路上,即减压旁通阀/背压阀的进油口与主油泵的吸油油路相连接,从而调节吸油油路中的压力。
对于区别技术特征(3),对比文件1公开了(参见说明书第3栏第59-66行):主油泵P1的先导泵P2的出油油路中的压力油从管47(即本申请的第二补油油路)向第一油缸20、22的有杆腔油口(相当于本申请的第一腔油口)补油。也就是说,对比文件1利用先导泵P2进行补油,在此基础上,本领域技术人员在面对如何对油缸补油的技术问题时,容易想到利用同样能够供油的主油泵P1进行补油,即利用主油泵的出油油路中的压力油向油缸补油,从而解决对油缸补油的技术问题。
因此,在对比文件1的基础上结合对比文件3及本领域的常规技术手段,得到权利要求1要求保护的技术方案,对本领域技术人员来说是显而易见的。因此,权利要求1要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步,因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2关于从属权利要求2
权利要求2对权利要求1作了进一步的限定。对比文件1还公开了(参见说明书第3栏第44-46行、第4栏第27-41行,附图):在补油油路中设置有热交换器30(相当于本申请的液压散热器),泵P3向热交换器30供油,热交换器30的出油口与主油泵P1的吸油油路相连接;至于其余未被公开的技术特征,在本领域中,通过液压散热器马达带动液压散热器运转属于本领域的常规技术手段,因而本领域技术人员容易想到在补油油路中设置液压散热器马达,由油泵向液压散热器马达供油,并使液压散热器马达的出油口与液压散热器的进油口相连接,利用液压散热器对液压油进行冷却。因此,在被引用的权利要求1不具备创造性的情况下,从属权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3关于从属权利要求3
权利要求3对权利要求2作了进一步的限定。为了对发动机进行散热而设置发动机散热器马达属于本领域的常规技术手段,将发动机散热器马达设置在液压油路中,利用油泵对该马达供油并将该马达的出油口连接在液压油路中已有的液压散热器进油口是本领域技术人员容易想到的,而且没有产生预料不到的技术效果。因此,在被引用的权利要求2不具备创造性的情况下,从属权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4关于从属权利要求4
权利要求4对权利要求2作了进一步的限定。对比文件3公开了(参见说明书第2页倒数第3行-第3页第17行,附图3):包括溢流阀23(即本申请的第一溢流阀),溢流阀23的进油口与液压泵22(即本申请的主油泵)的出油油路相连接,溢流阀23的出油口与液压泵22的进油口连接。虽然对比文件3未公开“第一溢流阀(6)的出油口与液压散热器(9)的进油口相连接”,但是为了对来自第一溢流阀的液压油进行冷却,使得第一溢流阀的出油口与液压散热器的进油口相连属于本领域的常规技术手段。因此,在被引用的权利要求2不具备创造性的情况下,从属权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5关于从属权利要求5
权利要求5对权利要求1作了进一步的限定,其附加技术特征已被对比文件1公开(参见附图):包括溢流阀V16、V17(相当于本申请的第二溢流阀),溢流阀V16、V17的进油口与连通腔油路连接。因此,在被引用的权利要求1不具备创造性的情况下,从属权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6关于从属权利要求6
权利要求6对权利要求1作了进一步的限定,对比文件1还公开了(参见说明书第3栏第59-66行、附图):包括先导泵P2、油路47(相当于本申请的第二补油油路),先导泵P2的出油油路中的压力油从油路47向油缸20、22的有杆腔油口补油;油路47中依次设置有阻尼孔V12、单向阀V13;也就是说,对比文件1利用先导泵P2进行补油,在此基础上,本领域技术人员在面对如何对油缸补油的技术问题时,容易想到利用同样能够供油的主油泵P1进行补油,即利用主油泵的出油油路中的压力油向油缸补油,从而解决对油缸补油的技术问题。此外,利用控制阀对油路实施控制属于本领域的常规技术手段。因此,在被引用的权利要求1不具备创造性的情况下,从属权利要求6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7关于从属权利要求7
权利要求7对权利要求1-6任意一项作了进一步的限定。对比文件1还公开了(参见附图):包括两个(落入了至少两个的数值范围内)阀50、51(相当于本申请的主阀)、两组(落入了至少两组的数值范围内)油缸(油缸20、21为一组,油缸22、23为一组),一个主油泵P1;对比文件3公开了(参见图3)液压泵(相当于本申请的主油泵)的泄油油路通过闸阀19连通到补油箱17。虽然对比文件1中的两组油缸采用一个主泵供油,但是主泵的数量是本领域技术人员可以灵活设置的,一组油缸对应一个主泵的设置方式是本领域技术人员容易想到的;而所有主油泵的吸油油路相互连通、所有主油泵的泄油油路均回油箱,这些设置方式均属于本领域的常规技术手段。因此,在被引用的权利要求1-6不具备创造性的情况下,从属权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.8关于独立权利要求8
独立权利要求8请求保护一种压裂车。对比文件1公开了一种流体泵送液压系统,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第1栏第49-55行、第2栏第59行-第3栏第30行、第4栏第12-26行、附图):一种油井液压泵送装置,可用于油井压裂(即公开了一种压裂泵液压系统),包括泵体10、11,泵体10、11内分别设置柱塞10A、11A,第一油缸20、第二油缸21分别连接有柱塞10A、11A。对于其余的技术特征,对比文件1还公开了(参见说明书第3栏第47-48行)泵P1由柴油机35驱动,本领域技术人员容易想到,柴油机是工程车辆的常见动力源,因此为了便于移动工作,可以将压裂泵液压系统设置在具有柴油机的车辆(该车辆即具有压裂功能的压裂车)上,并在车辆的底盘上安装泵体,因此“一种压裂车,包括车辆底盘和压裂泵液压系统,在车辆底盘上安装有泵体”是本领域技术人员容易想到的。由于权利要求1至7任意一项所述的压裂泵液压系统不具备创造性,因此权利要求8要求保护的包括如权利要求1至7任意一项所述的压裂泵液压系统的压裂车显然不具备突出的实质性特点和显著的进步,因此权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见陈述
合议组认为:
(1)设计液压系统时必然要涉及确定油箱容积,本领域技术人员熟知,油箱容积过小将不足以满足系统油量需求,油箱容积过大则会导致浪费油箱制造材料、占用空间大的明显缺点,因此油箱容积设计的原则是即要满足系统油量需求又不应过大,在满足系统油量需求的前提下尽量减小油箱容积是设计液压系统时的常规原则,复审请求人所说的“由于对比文件1、3都未记载减小油箱容积的问题或效果所以本领域技术人员就没有动机去减小油箱容积”并不成立。
(2)对比文件3的说明书第2页倒数第3行-第3页第17行和图3公开了如下技术特征:一种往复式气体压缩装置,包括液压泵22,二位四通电磁换向阀16(相当于本申请的相应的主阀),液压泵22的吸油油路(油冷却器20所在的油路)与二位四通电磁换向阀16的回油口相连;当本装置在使用一段时间后,液压系统会有一定的渗漏,由于渗漏使液压系统的油压降低时,补油箱17会打开单向阀18,向液压系统自动补油。由此可见,对比文件3中,阀16的回油口排出的油输送至泵22的吸油端,油箱17起到补油作用,供给泵22的油大部分来自阀16的回油,只有少量补油来自油箱17,相比于泵直接从油箱吸油的情况来说,对比文件3具有减小油箱容积的效果。本申请的技术特征“主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连”也是通过将阀的回油口排出的油输送至泵的吸油端从而节约油箱容积。此外,本申请同样是主油泵从阀的回油口吸油而不直接从油箱吸油,通过从油箱4出发的补油油路23为主油泵1补油,从而减小油箱容积。本申请的油箱与对比文件3的油箱作用相同,实质上都属于补油油箱。对比文件3公开的相关技术特征在对比文件3中所起的作用与本申请的技术特征“主油泵(1)的吸油油路(20)与相应主阀(10)的回油口(T)相连”在本申请中所起的作用相同,都是通过将阀的回油口排出的油输送至泵的吸油端从而节约油箱容积、以及由此带来的减小整机重量,即对比文件3给出了通过将泵的吸油油路与相应阀的回油口相连从而节约油箱容积、减小整机重量的技术启示,本领域技术人员有动机将对比文件3公开的技术特征应用到对比文件1中,以解决节约油箱容积、减小整机重量的技术问题。
(3)复审请求人认为:对比文件1要解决的技术问题包括避免高温使密封件损坏和油变质,以及尽可能避免热量损失,如果带有油冷却器20的对比文件3与对比文件1结合,那么油冷却器就会导致能量以热量形式散失,如果不采用油冷却器,那么对比文件3由于介质油几乎不回流油箱因此热量产生高温会使密封件损坏和油变质。合议组认为,本领域技术人员进行系统设计时,有能力在互相冲突的因素之间进行平衡和取舍,例如,本领域技术人员很容易想到在“避免高温使密封件损坏和油变质”和“避免过度进行散热/冷却以避免热损失”之间取得平衡和取舍,即,本领域技术人员有能力确定适当的工作油温,使得既不会由于高温使密封件损坏和油变质,又不至于导致过量的热损失。对比文件1的说明书第3栏第44-46行公开了热交换器30用于去除液压系统中过多的热量,对比文件3的说明书第3页第11行公开了油冷却器20可使循环的工作介质油得到冷却,对比文件1、3中热交换器/冷却器的作用相同,都能够在液压油温度过高时对液压油进行散热/冷却,将带有油冷却器20的对比文件3与对比文件1相结合并不存在技术障碍。如上文所述,对比文件3给出了通过将泵的吸油油路与相应阀的回油口相连从而节约油箱容积的技术启示,当对比文件3结合到对比文件1中时,对比文件1的阀50、51(相当于本申请的主阀)的出油口连接到油箱T1被改造为像对比文件3那样阀的出油口连接到油泵的进油端,即对比文件1被改造为供给主油泵的油大部分来自阀50、51的回油,油箱仅起补油作用,从而对比文件1也能取得减小油箱容积的技术效果。
因此,复审请求人的主张缺少必要的事实依据和法律依据,不能成立。
综上所述,本案合议组依法作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年11月28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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