Институт Инновационного Проектирования | И. М. Кондраков КРУТИТСЯ-ВЕРТИТСЯ ШАР ГОЛУБОЙ
 
Гл
Пс
Кс
 
Изобретателями не рождаются, ими становятся
МЕНЮ
 
   
ВХОД
 
Пароль
ОПРОС
 
 
    Слышали ли Вы о ТРИЗ?

    Хотел бы изучить.:
    Нет, не слышал.:
    ТРИЗ умер...:
    Я изучаю ТРИЗ.:
    Я изучил, изучаю и применяю ТРИЗ для решения задач.:

 
ПОИСК
 
 



 


Все системы оплаты на сайте








ИННОВАЦИОННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сертификация инноваторов
инновационные технологии
БИБЛИОТЕКА ИЗОБРЕТАТЕЛЯ
Это интересно
ПРОДУКЦИЯ
 

 


Инновационное
обучение

Об авторе

Отзывы
участников

Программа
обучения

Вопрос
Ю.Саламатову

Поступить на обучение

Общественное
объединение



Молодому инноватору

FAQ
 

Сертификация
специалистов

Примеры заданий

Заявка на
сертификацию

Аттестационная
комиссия

Список
аттестованных
инноваторов

Инновационное
проектирование

О компании

Клиенты

Образцы проектов

Заявка
на проект

Семинары

Экспертиза проектов

   

Книги и статьи Ю.Саламатова

Теория Решения Изобретательских Задач

Развитие Творческого Воображения

ТРИЗ в нетехнических областях

Инновации 
в жизни науке и технике

Книги по теории творчества

Архивариус РТВ-ТРИЗ-ФСА

Научная Фантастика
 
 
Статьи о патентовани
   

Наука и Техника

Политика

Экономика

Изобретательские блоги 

Юмор 
 
Полигон задач

ТРИЗ в виртуальном мире
медиатехнологий
       

Книги для
инноваторов

CD/DVD видеокурсы для инноваторов

Програмное обеспечение
инноваторов

Покупка
товаров

Отзывы о
товарах
           

И. М. Кондраков КРУТИТСЯ-ВЕРТИТСЯ ШАР ГОЛУБОЙ

 

1. Введение
1.1. В песенке, из которой взяты эти слова, не объяснено, почему голубой шар крутится-вертится. Вот если бы речь шла о полушарии...
Задача о голубом (или желтом все равно) полушарии. В ящик, заполненный формовочной смесью (песок, пропитанный клейкой жидкостью), вдавливают деревянную модель — полушарие. Образуется слепок, в который можно залить металл. Чтобы поверхность отливки получилась гладкой, надо при формовании слепка сдавить, подпрессовать смесь. Но при этом смесь прилипает к модели. Как быть? Немного статистики. Задача была предложена группе инженеров, приступающей к изучению ТРИЗ. Сданы 27 работ, ни одного правильного ответа. Записи: «Для решения этой задачи нужны эксперименты, ...не знаю всех тонкостей литейной технологии, ...нет данных о составе формовочной смеси». Много было идей, выдвинутых наугад: подвергать вибрации, нагревать, пропускать электрический ток... Та же задача и та же группа, но слушатели имеют «Указатель применения физэффектов». Сданы 22 работы, правильный ответ в 16: «Надо вращать систему вокруг оси, совпадающей с осью модели. Центробежная сила отожмет смесь от стенок модели и в то же время будет способствовать прессованию смеси».
1.2. Вепольная запись решения:

 Даны плохо взаимодействующие вещества В1 (смесь) и В2 (модель). Решение состоит в достройке веполя.
В задаче упоминается и сила прессования, поэтому можно сделать более точную запись:

 Центробежная сила (ЦбС) позволяет достраивать невепольные системы и надстраивать системы вепольные, не вводя при этом новых веществ и действуя на любые вещества, независимо от их природы.
1.3. И еще. ЦбС часто может быть получена «бесплатно» — за счет уже имеющихся в системе механических полей. Как, например, отделить пузырьки газа из струи жидкости? Или как отделить порошок из струи газа? В обоих случаях имеется поток вещества, нужно только закрутить его, и возникшая ЦбС сама разделит вещества.

2. Создание и измерение усилия

2.1. Поле ЦбС позволяет получать значительные усилия и давления: для этого достаточно вращать систему или ее часть. Так, по а. с. 533454 во вращающемся шпинделе цанга сама зажигает деталь под действием ЦбС, а при остановке шпинделя отпускает ее. По а. с. 707688 избыточное давление на жидкий металл создают вращением металла в тигле.
2.2. ЦбС зависит от расстояния до центра вращения, массы тела и скорости вращения. Параметры взаимосвязаны. На этом основано применение ЦбС в различного рода регуляторах и приборах.
2.3. Задача о герконе (герметичном контакте). Как измерить силу прижатия контактов, не разрушая стеклянную оболочку геркона?
А. с. 487336 предлагает изящное решение: геркон вращают, и о силе прижатия контактов судят по угловой скорости, при которой контакты размыкаются. ЦбС всепроникающа — это одно из ценнейших ее качеств.
2.4. ЦбС легко поддается управлению. Отсюда обилие технических решений, основанных на изменении «дозирования» ЦбС путем изменения скорости вращения. Пример: «Способ центробежного литья чугунных труб, отличающийся тем, что с целью повышения качества отливаемых труб заливку раструбной части производят при скорости вращения изложницы в 1,2—1,8 раза больше скорости вращения изложницы во время заливки ствольной части» (а. с. 789226).
2.5. Вращающаяся жидкость давит на стенки сосуда. Но если использовать две жидкости с разными удельными весами, можно создать систему, в которой разность двух центробежных сил направлена от стенок к оси вращения (а. с. 643776).
3. Управление формой поверхности жидкости
3.1. Раскрученная в сосуде жидкость под действием ЦбС поднимается вдоль его стенок, образуя параболический мениск. По а. с. 282450 это явление использовано для получения изделий с параболической поверхностью: «...в качестве формовочного материала используют жидкость с большим удельным весом, на которую наносят жидкость с меньшим удельным весом, затвердевающую при вращении».
3.2. Как регулировать напор жидкого металла, вытекающего из отверстия в дне тигля? Один из способов такой регулировки состоит во вращении расплава: в зависимости от скорости вращения меняется высота расплава над отверстием и, следовательно, изменяется гидростатический напор (а. с. 275331).
3.3. Винт, размещенный под водой на глубине 1—2 м, создает искусственную воронку, в которую стекает нефть, плавающая по поверхности (а. с. 268277).

Получение металлических шариков по патенту Франции

Получение металлических шариков по патенту ФРГ
4. Капли, шарики, дробинки...

4.1. Итак, раскручиваемая в сосуде жидкость изгибается и наползает на стенки. Увеличим скорость вращения. Что будет, если жидкость доползет до края стенок? Ответ очевиден: вырвавшаяся на свободу жидкость раздробится на капли. В а. с. 531635 это явление использовано для охлаждения металла.
4.2. Патент Франции 1551368 предлагает красивый способ получения металлических шариков. В расплавленный металл опускают полый шпиндель. При вращении шпинделя расплав под действием центробежной силы поднимается по внутренней полости, проходит в наклонные каналы и выбрасывается наружу в виде тонких струек, тут же распадающихся на сферические капли, застывающие в шарики, дробинки. Меняя глубину погружения шпинделя, скорость вращения и сечение наклонных каналов, можно получать шарики различных размеров.
4.3. Решение, зафиксированное французским патентом, — типичный случай достройки веполя: дано вещество (расплав), введено второе вещество (шпиндель) и поле ЦбС. В ФРГ ту же задачу решили надстройкой веполя. Перевернем шпиндель и будем подавать металл сверху. Чтобы расплав не вылился из наклонных каналов, разместим в них пористые вставки, они будут удерживать расплав силами поверхностного натяжения. Капли образуются лишь тогда, когда ЦбС преодолевает силу поверхностного натяжения, и расплав пройдет сквозь поры. Преимущество такой системы — очень высокая точность: от шпинделя отрываются не струйки, а капли, причем все они имеют одинаковые размеры.
5. Перемещение жидкостей

5.1. Задача об окраске баллончиков. Нужно быстро и аккуратно (тонким слоем, без подтеков) окрашивать баллончики. Краскораспылители не обеспечивают требуемого сочетания производительности и точности.

 Эта задача долго входила в учебные курсы ТРИЗ, по ней накопилась огромная статистика. Начинающие с этой задачей не справляются — во всяком случае, в течение нескольких дней попытки решения не дают никаких результатов. В группах, прошедших обучение, задачу решают почти все: нужно окунуть баллончик в бак с краской, а затем раскрутить баллончик, чтобы ЦбС сбросила избыток краски (а. с. 242714).
5.2. Поднимаясь между стенками двух вращающихся сосудов, жидкость последовательно замыкает электроды. Такой реостат описан в а. с. 530355.
6. Разделение смесей, смешивание
6.1. Это, пожалуй, самое традиционное применение ЦбС. Пример: а. с. 283885 — удаление пузырьков газа из порошка. По а. с. 415036 ЦбС ускоряет смешивание компонентов для хроматографии.
6.2. Давно известно, что ЦбС заставляет разные частицы разлетаться по разным траекториям, зависящим от их массы. На этом основан масс-спектрограф, сортирующий молекулы и атомы. А совсем недавно этот же принцип использован для отделения щепы древесины от частиц коры.
6.3. Эффективность разделения веществ ЦбС может быть повышена путем перехода к двойным веполям — если одно из разделяемых веществ чувствительно к магнитному полю. В этом случае для сепарации используют одновременно две силы — ЦбС и магнитную.
7. В чем сила центробежной силы!
7.1. Почти в каждом выпуске «Бюллетеня изобретений» можно встретить, по крайней мере, десяток новых технических решений, так или иначе связанных с применением ЦбС. Очень уж привлекательна эта сила: ее легко получать и легко регулировать, она способна проникать в глубины любого вещества, любой технической системы. ЦбС позволяет строить простые и двойные веполи, не вводя в систему новых веществ, — это очень важно. Особенно ценно то, что ЦбС способна легко образовывать двойные веполи и работать «в паре» с другими полями.
«Если в системе что-то не ладится, ее надо закрутить»,— в этой шутке немалая доля инженерного смысла... Теперь, пожалуй, понятно, почему крутится-вертится шар голубой. Вращение создает ЦбС, для которой можно найти множество полезных применений...
8. Разбор типичной задачи
8.1. Капиллярные силы помогают припою при пайке проникать в едва заметные зазоры между деталями. Но те же силы вредны, когда нужно припаять к внутренней поверхности втулки пористую вставку. Припой проникает в поры и закрывает их. Как быть?
Дан плохо управляемый веполь: припой (B1), пористая вставка (В2) и поле капиллярных сил (П). Для построения управляемой системы перейдем к двойному веполю — введем Пцбс, действующее на B1. Если втулку при пайке вращать, ЦбС отожмет припой от пористой втулки, не даст припою проникнуть в поры.
9. Задачи
9.1. Для обезвреживания токсичных газов, выводимых через трубы металлургических предприятий, в газоходах устанавливают решетки, покрытые катализатором. Однако газовый поток содержит пылинки, которые довольно быстро покрывают поверхность катализатора, вследствие чего катализатор перестает обезвреживать ядовитые газы. Как быть?
Следует отметить, что газы — до поступления в газоход — проходят через различные фильтры: дальнейшая очистка от пыли уже практически невозможна. Поэтому задачу нельзя решить установкой перед решеткой еще одного фильтра. Технически нерационально использовать электростатические силы. Нельзя периодически смывать пыль с поверхности решетки — в газоходе очень высокая температура.
9.2. При шлифовке криволинейных вогнутых поверхностей абразивную ленту прижимают к обрабатываемой поверхности с помощью контактного копира. Однако при шлифовке выпуклых поверхностей лента отходит от поверхности копира. Как быть?

Таблица возможных применений центробежной силы

 

Разделы

Создание усилий, давлений. Деформация

1.1, 2.1, 2.4, 2.5

Измерение усилий. Регулировка и измерение скорости вращения

2.2, 2.3

Управление формой поверхности жидкости. Регулирование гидростатического напора

3.1, 3.2, 3.3

Получение тел сферической формы (шарики, дробинки и т. д.)

4.2, 4.3

Перемещение жидкостей

3.3, 4.1, 8.1, 5.1, 5.2

Разделение смесей. Смешивание

6.1, 6.2, 6.3

 


Записаться на тренинг ТРИЗ по развитию творческого, сильного мышления от Мастера ТРИЗ Ю.Саламатова >>>

Новости RSSНовости в формате RSS

Статьи RSSСтатьи в формате RSS

Рейтинг – 376 голосов


Главная » Это интересно » Теория решений изобретательских задач (ТРИЗ) » И. М. Кондраков КРУТИТСЯ-ВЕРТИТСЯ ШАР ГОЛУБОЙ
© Институт Инновационного Проектирования, 1989-2015, 660018, г. Красноярск,
ул. Д.Бедного, 11-10, e-mail
ysal@triz-guide.com, info@triz-guide.com
 
 

 

Хочешь найти работу? Jooble