发明创造名称：一种转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法
外观设计名称：
决定号：200220
决定日：2020-01-10
委内编号：1F270126
优先权日：
申请（专利）号：201611173432.8
申请日：2016-12-19
复审请求人：内蒙古包钢钢联股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：何卿
合议组组长：于德华
参审员：于辉
国际分类号：F04B49/06（2006.01）；C21C5/38（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
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术相比存在区别技术特征，但这些区别技术特征的一部分被其他现有技术公开并启示得出，其余部分属于本领域的常用技术手段，则该项权利要求的技术方案是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611173432.8，名称为“一种转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为内蒙古包钢钢联股份有限公司。本申请的申请日为2016年12月19日，公开日为2017年06月13日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月09日以本申请权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由发出驳回决定，驳回决定所依据的文本为2016年12月19日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-29段（第1-4页）、说明书附图图1-2（第1页）、权利要求第1-4项。驳回决定引用了如下对比文件：
对比文件1：CN202746166U, 公告日2013年02月20日；
对比文件2：CN202746165U, 公告日2013年02月20日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法，其特征在于，所述方法为：在中压泵、低压泵的自动控制系统中增设变频器，用于改变中压泵、低压泵的电机频率，中压泵、低压泵的电机频率的控制过程包括初始过程控制及正常运行过程控制；
转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，在T1时间内，当自动控制系统接收到兑铁信号时，自动控制系统执行正常运行过程控制；
正常运行过程控制的控制过程为，自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程。
2. 如权利要求1所述的转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法，其特征在于，所述T1为60分钟。
3. 如权利要求2所述的转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法，其特征在于，所述自动控制系统为中压泵自动控制系统，T2为10秒，T3为25秒，F1为35赫兹，F2为45赫兹，F3为40赫兹。
4. 如权利要求2所述的转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法，其特征在于，所述自动控制系统为低压泵自动控制系统，T2为10秒，T3为25秒，F1为25赫兹，F2为37.5赫兹，F3为30赫兹。”
驳回决定指出：独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：中压泵、低压泵的电机频率的控制过程包括初始过程控制及正常运行过程控制：转炉汽化系统开始运行时，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，在T1时间段内，当自动控制系统接收到兑铁信号时，自动控制系统执行正常运行过程控制；正常运行过程控制的控制过程为，自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程。上述区别技术特征部分被对比文件2公开、部分属于常用技术手段，权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和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。从属权利要求2-4的附加技术特征属于常规设计或公知常识，从属权利要求2-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对申请人的意见陈述，进一步指出：对比文件1已经公开依据测温系统数据对电机频率的精准控制，其与本申请的区别在于调频控制的时间设定，以及转炉炼钢的兑铁和出钢这两个阶段的变频控制，而对比文件2已经公开了转炉炼钢的兑铁和出钢这两个阶段的变频控制，给出了相应的技术启示；本领域技术人员可以针对不同的温度下变频运行的时间进行计时，根据记录的每个阶段对应的变频运行时间，从而对每个阶段的变频运行时间进行变频控制，以代替对比文件1公开的测温调频，这属于常规的技术变形。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月02日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改文本。复审请求人认为：基于权利要求1与对比文件1的区别，本申请实际解决的技术问题是如何实现电机的平滑调速功能，减少电机、水泵阀门的故障时间和次数，延长了设备的使用寿命。对比文件2是通过快速提升水泵转速提高水循环能力，实现降温；通过电机快速降速，实现节能。而本申请实现电机的低频、低电流软启动和平滑调速功能，使对电机、水泵和阀门的机械冲击显著降低。对比文件2的技术方案与本申请是相反的。权利要求1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月09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，对比文件1与本申请解决的技术问题相同，都采用了在炼钢过程中冷却水泵变频调速的技术手段，也达到了相近的技术效果，区别仅在于炼钢过程中兑铁、出铁两个阶段对应不同的电机频率。而对比文件2给出了对于炼钢过程中兑铁、出钢两个阶段分别控制冷却水泵采用不同调速频率进行控制的技术启示。对比文件2中不存在相反的技术启示。在本领域中，水泵采用变频调速，初始化过程通常采用变频软启动，属于常规控制，针对初始化的时长设计、收到兑铁信号和出钢信号的延时时长控制等都是常规设计。因而坚持原驳回决定。
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10月09日向复审请求人发出复审通知书，指出：独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：电机频率的控制过程包括初始过程控制及正常运行过程控制：转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，在T1时间段内，当自动控制系统接收到兑铁信号时，自动控制系统执行正常运行过程控制；正常运行过程控制的控制过程为，自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程。上述区别技术特征中部分被对比文件2公开，部分属于常用技术手段，权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和常用技术手段的结合不具备创造性。从属权利要求2-4的附加技术特征属于常用技术手段，从属权利要求2-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。关于复审请求人的意见陈述，合议组认为：对比文件2公开了转炉炼钢过程中兑铁，出钢的不同阶段电机的频率变化，给出了将上述特征与对比文件1相结合的启示。在转炉汽化系统的水泵电机频率的控制过程中，本领域技术人员将控制过程设置为低频软启动的初始过程控制及正常运行过程升降频率控制是公知常识。而软启动过程具体的频率和时长是根据转炉汽化系统的生产需要进行的合理设置。当接收到不同工作阶段需要升频的信号（如兑铁信号）再变频是为了平滑调速和降低水泵和电机故障的常用技术手段。用控制器如PLC控制变频器时为了避免大的电流冲击或避免误判，本领域通常采用延时变频。低频低电流的软启动和平滑调速与对比文件2并不矛盾。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年11月14日提交了意见陈述书和修改的权利要求书，所进行的修改为将从属权利要求2-4补入权利要求1中。
修改的权利要求书如下：
“1. 一种转炉汽化系统中压泵及低压泵控制方法，其特征在于，所述方法为：在中压泵、低压泵的自动控制系统中增设变频器，用于改变中压泵、低压泵的电机频率，中压泵、低压泵的电机频率的控制过程包括初始过程控制及正常运行过程控制；
转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，在T1时间内，当自动控制系统接收到兑铁信号时，自动控制系统执行正常运行过程控制；
正常运行过程控制的控制过程为，自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程；
其中所述T1为60分钟；
当所述自动控制系统为中压泵自动控制系统时，T2为10秒，T3为25秒，F1为35赫兹，F2为45赫兹，F3为40赫兹；
当所述自动控制系统为低压泵自动控制系统时，T2为10秒，T3为25秒，F1为25赫兹，F2为37.5赫兹，F3为30赫兹。”
复审请求人认为：权利要求1与对比文件1相比主要的区别为：中压泵、低压泵的电机频率的控制过程包括初始过程控制及正常运行过程控制；转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，在T1时间内，当自动控制系统接收到兑铁信号时，自动控制系统执行正常运行过程控制；正常运行过程控制的控制过程为，自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程。同时具体限定了各参数的具体数值。
基于以上主要区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是如何实现电机的平滑调速功能，减少电机、水泵和阀门的故障时间和次数，延长了设备的使用寿命。对比文件2是通过快速提升水泵转速提高水循环能力，实现降温的技术效果；另外通过电机达到快速降速，来实现节能的效果。而本申请采用中、低压循环泵采用变频器控制，实现电机的低频、低电流软启动和平滑调速功能，使对电机、水泵和阀门的机械冲击显著降低。对比文件2是使用一个水泵，通过多次变频处理来提速或者降速，而本申请是使用中、低压两个循环泵，通过自动控制系统中的变频器控制，改变中压泵、低压泵的电机频率。权利要求1具备创造性。
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2019年11月14日答复复审通知书时提交了权利要求书的修改替换页，其修改符合专利法第33条以及专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审请求审查决定所针对的文本如下：申请日2016年12月19日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-29段（第1-4页）、说明书附图图1-2（第1页）和2019年11月14日提交的权利要求第1项。
2、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。
权利要求1请求保护一种转化炉系统中压泵及低压泵控制方法，对比文件1公开了一种炼钢厂转炉烟罩冷却水循环节能管控系统（参见说明书第2段至第11段、图1），并具体公开了一种转炉汽化系统中压泵及低压泵的控制方法，该方法为：在中压泵、低压泵的自动控制系统中增设快速变频装置（相当于变频器），用于改变中压泵、低压泵的电机频率，中压泵、低压泵的电机频率的控制过程包括出钢到兑钢阶段的过程控制，中控单元（相当于自动控制系统）采集测温装置检测的温度信息分析得到烟罩温度信息和转炉信息，计算出水泵转速，控制变频装置3提升电机频率。
权利要求1与对比文件1的区别是：电机频率的控制过程包括初始过程控制及正常运行过程控制；转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，在T1时间内，当自动控制系统接收到兑铁信号时，自动控制系统执行正常运行过程控制；正常运行过程控制的控制过程为，自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程；其中所述T1为60分钟；当所述自动控制系统为中压泵自动控制系统时，T2为10秒，T3为25秒，F1为35赫兹，F2为45赫兹，F3为40赫兹；当所述自动控制系统为低压泵自动控制系统时，T2为10秒，T3为25秒，F1为25赫兹，F2为37.5赫兹，F3为30赫兹。基于上述区别，本申请实际解决的技术问题是在转炉冶炼的不同阶段控制电机频率变化，以及设置电机软启动和平滑调速，设置延时的时间和升降频的具体频率值。
对比文件2公开了一种炼钢厂转炉冷却水泵用快速变频装置（参见说明书第3段第17段、图1-2），并具体公开了兑铁完成时水泵的一次变频器1进行一次变频，二次变频器2进行二次变频，从而快速提升水泵转速，电机频率达到某频率值（相当于电机频率变为F2），出钢过程，水泵的一次变频器1进行一次变频，二次变频器2进行二次变频，从而实现快速降频，使电机频率达到另一频率值（相当于电机频率变为F3）。可见对比文件2公开了部分区别技术特征，其在对比文件2中起的作用与其在本申请所起的作用相同，都是实现兑铁，出钢不同阶段电机频率变化，因此，对比文件2给出了将上述特征与对比文件1相结合以解决其技术问题的启示。用控制器如PLC控制变频器时为了避免大的电流冲击或避免误判，本领域通常采用延时变频。本领域技术人员将冶炼的正常运行过程的控制过程设计为自动控制系统接收到兑铁信号，延时T2后，电机频率变为F2，自动控制系统接收到出钢信号，延时T3后，电机频率变为F3，直至自动控制系统再次接收到兑铁信号，重复上述控制过程是设计变频过程的常用技术手段。
而变频系统在水泵变频运行过程中设置变频软启动，延长启动时间，能有效减少大电流的冲击，减少对电机和电网的冲击，延长泵和电机的寿命降低故障率属于本领域的公知常识（参见公知常识证据：《变频调速系统设计与维护》，周志敏等，中国电力出版社，2007年11月31日，第7章变频器的工程应用 第265-266页）。因此，在转炉汽化系统的水泵电机频率的控制过程设置为包括低频软启动的初始过程控制及正常运行过程的升降频率控制是本领域技术人员的公知常识。则本领域技术人员将软启动过程具体的频率和时长设置为转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为初始频率F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，当接收到不同工作阶段需要升频的信号如兑铁信号再变频是常用技术手段，其平滑调速和降低水泵和电机故障的技术效果是可以预料的。
而将水泵变频软启动的时长设置为60分钟是本领域技术人员根据转炉汽化系统的生产要求进行的合理设置，是常用的技术手段。而本领域技术人员会根据转炉汽化系统的生产要求进行的合理设置，经过有限试验后确定T2为10秒，T3为25秒，F1为35赫兹，F2为40赫兹或T2为10秒，T3为25秒，F1为25赫兹，F2为30赫兹都是不需要付出创造性劳动的。因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和上述本领域常用技术手段对本领域技术人员来说是显而易见的，该权利要求不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、针对复审请求人的意见陈述
合议组认为：对比文件1公开了一种炼钢厂转炉烟罩冷却水循环节能管控系统，在第[0002]段中记载了转炉烟罩冷却水循环系统中包括低压泵和高压泵，低压泵和高压泵都是全速运行影响转炉寿命，浪费电能；在实施例中记载了为了节能设置转炉水泵的快速提频变频装置的技术方案。从上述内容可以得出对比文件1公开的炼钢厂转炉烟罩冷却水循环节能管控系统是一种转炉汽化系统中压泵及低压泵的控制方法，该方法为在中压泵、低压泵的自动控制系统中增设快速变频装置，改变中压泵、低压泵的电机频率。可见对比文件1已经公开了控制中压泵、低压泵的电机频率。
对比文件2公开了转炉炼钢过程中兑铁，出钢的不同阶段水泵电机的频率变化，给出了将水泵电机变频控制应用于对比文件1的低压泵和中压泵的变频控制的技术启示，从而形成转炉汽化系统中低压泵和中压泵的变频控制具体为：兑铁完成时变频，快速升频达到某频率值，出钢过程再变频，快速降频使电机频率达到另一频率值。其取得延长电机等设备的使用寿命，转炉汽化系统运行安全稳定节能的技术效果是可以预料的。
而变频系统在水泵变频运行过程中设置变频软启动，延长启动时间，能有效减少大电流的冲击，减少对电机和电网的冲击，延长泵和电机的寿命降低故障率属于公知常识（参见《变频调速系统设计与维护》，周志敏等，中国电力出版社，2007年11月31日，第7章变频器的工程应用 第265-266页）。因此，在转炉汽化系统的水泵电机频率的控制过程中，本领域技术人员将控制过程设置为低频软启动的初始过程控制及正常运行过程升降频控制是公知的常识。而软启动过程具体的频率和时长是本领域技术人员可根据转炉汽化系统的生产需要进行的合理设置，通常软启动频率较低，并保持一定时长。则本领域技术人员设置为转炉汽化系统开始运行，自动控制系统执行初始过程控制，电机频率变为初始频率F1，自动控制系统开始计时，自动控制系统计时时间为T1，当接收到不同工作阶段需要升频的信号（如兑铁信号）再变频是为了平滑调速和降低水泵和电机故障的常用技术手段，其技术效果是可以预料的。用控制器如PLC控制变频器时为了避免大的电流冲击或避免误判，本领域通常采用延时变频。设置延时的时间和升降频的具体频率值也是本领域技术人员经过有限的试验就能确定的，不需要付出创造性劳动。
对比文件2在正常工作之前并未排除初始控制阶段的软启动，因为要减少泵的惯性扭矩，有效减少对电机和电网的冲击，延长泵和电机的寿命，降低故障率的需要都是本领域一直存在的技术需求，本领域技术人员有动机将对比文件2的电机也采用低频低电流软启动和平滑调速，其实现电机平滑调速，减少电机、水泵和阀门的故障时间和次数的技术效果是可以预期的。因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力。
根据以上事实和理由，本案合议组依法作出以下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月09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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