Институт Инновационного Проектирования | Как стать изобретателем. Выпуск 18.
 
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
           

Как стать изобретателем. Выпуск 18.

 

Дорогой друг! 

 

Сегодня в выпуске:

 

 

РЕШИ ЗАДАЧУ

Задача 117. Выхлопные газы автомобилей в глубоком карьере.

Как всегда надо достраивать веполь.
Есть В1 – выхлопные газы, больше ничего нет.

 

В правой части формулы полный веполь, к В1 добавились В2 и поле П.
Линии-связи между элементами здесь не стрелки, это веполь в общем виде.
Чтобы он начал работать необходимо связи превратить в стрелки, указывающие направления действия каждого элемента.
Здесь В1 это изделие, которое надо обработать (собрать, поглотить, удержать от сброса в атмосферу).
Т.е. В2 (инструмент) должен собирать и удерживать В1.
В2 создает некое поле П, которое собирает (поглощает) газы и удерживает их. На ум сразу приходят варианты каких-то химических поглотителей. В принципе, это решаемая задача, стоит только порыться в справочниках, подобрать составы веществ-поглотителей. А дальше что? Любой фильтр-поглотитель имеет свою предельную емкость, после чего его следует заменить, а состав-поглотитель утилизировать. Сотни тяжелых самосвалов, нужно создать целую службу по хранению, установке и утилизации фильтров… Надо бы что-то попроще.
Еще одно типовое решение: дожигание выхлопных газов на специальных устройствах – каталитических дожигателях, где на выходе в атмосферу только углекислый газ и вода. Да, так делается на легковых автомобилях с высокооктановым бензином. А здесь топливо – солярка. Да и дорогие эти устройства, в них используются платиновые или палладиевые катализаторы.

 

Стрелка между В1 и В2 показывает на взаимодействие, т.е. непосредственный контакт.
Подумаем, что может представлять из себя В2 (инструмент).
В условиях задачи сказано, что это должен быть простейший дешевый и полностью изолирующий эти газы от атмосферы инструмент.
Нет ничего проще… мешка.
Вот что предлагается в пат РФ 2125653.
Удаление выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания осуществляется путем соединения выхлопной системы двигателя с сосудами изменяемого объема (типа оболочек аэростатов), сбора в них выхлопных газов и последующего выпуска выхлопных газов из сосудов в атмосферу вне карьера.
Такой способ удаления выхлопных газов обеспечивает независимое от погодных условий, энергосберегающее, технологически простое, недорогое и, при наличии требований, экологически чистое удаление выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания из карьерного пространства.
Энергозатраты на транспортировку выхлопных газов от отдельных двигателей в сосудах изменяемого объема несоизмеримо малы по сравнению с затратами на проветривание карьера через воздуховоды или свободными струями. Технологическая простота способа достигается тем, что нет необходимости учитывать ни направление воздушных потоков в карьере, ни конфигурацию карьера, ни колебания мощности двигателя, для процесса заполнения сосудов это безразлично.
Низкий уровень затрат денежных средств на осуществление способа обеспечивается тем, что в качестве основного оборудования - сосудов изменяемого объема могут применяться оболочки аэростатов и других пневмоконструкций, стоимость которых мала по сравнению с затратами на вентиляторное оборудование, воздуховоды, специальные сооружения и устройства, используемые для удаления загрязненных воздушных масс из карьерного пространства.

Во время работы двигателя внутреннего сгорания 1 выхлопные газы, проходя через выхлопную систему 2, соединенную через многопозиционный кран 3, трубные разъемы 4, шланги 5, обратные клапаны 6 с сосудами изменяемого объема 7, собираются в них. При этом сосуды изменяемого объема 7 увеличиваются в объеме. При наполнении выхлопными газами сосуды 7 разворачиваются в рабочее положение самостоятельно за счет давления выхлопных газов или с использованием механизмов выпуска-уборки 8.
В случае размещения двигателя 1 на самоходном объекте 9, например карьерном самосвале, заполнение и. соответственно, увеличение объема сосудов 7 происходит одновременно с их перемещением в карьере. При выходе самоходного объекта 9 из карьера или в другое предназначенное для выпуска выхлопных газов место открываются выпускные клапаны 10, через которые выхлопные газы выпускаются в атмосферу или, при наличии экологических требований, - в газоочистную установку одновременно, с выпускными клапанами 9 включается механизм выпуска-уборки 8 сосудов 7 в нерабочее положение 11, многопозиционный кран 3 переключается на подачу выхлопных газов в атмосферу.
Стропы изменяемой длины 12, при соответствующем их закреплении и изменении длин, обеспечивают перемещение сосудов изменяемого объема 7 из зоны загрузки, например, путем отвода их в сторону от кузова самосвала или отклонения в вертикальной плоскости.
Каков объем сосудов?
Например, карьерный самосвал БелАЗ-75214, грузоподъемностью 180 т, который имеет габариты: 14,6х7,7х6,4 м и выделяет за 1 ч, время, достаточное для одного рейса в карьер и доставки на поверхность горных пород, около 2000 куб. м выхлопных газов, которые можно заключить в сосуд изменяемого объема, например оболочку аэростата с максимальными габаритами: 20х10х10 м, доступный для перевозки указанным автомобилем.


Задача 118. Как сделать легкий газобетон прочным.

Все мы знаем, что бетон это самый дешевый, очень прочный и… очень тяжелый строительный материал. Но для малоэтажных зданий (и множества других сооружени) такая прочность (и вес!) не нужны. Давно придумали как сделать бетон легким: надо сделать его пористым. А в качестве газа-порообразователя лучше всего использовать углекислый газ.
И как же развивался этот способ? Что тут напридумывали изобретатели?
Кратко расскажем о нескольких типовых решений.
1. Способ изготовления бетонных изделий по а.с. СССР 571453 (1977) путем приготовления бетонной смеси в герметическом смесителе с распылением углекислого газа под давлением 2,6 атм. и температурой 80-100oC.
Главный недостаток: низкая прочность затвердевшего газобетона из-за большого разброса размеров пузырьков углекислого газа и крайней неравномерности их распределения по объему бетонного изделия.
2. Способ изготовления пористого строительного материала по а.с. СССР 73195 (1964) путем перемешивания твердой углекислоты с вяжущим материалом (цемент или гипс) и водой.
Недостаток тот же: низкая прочность из-за крайней полидисперсности размеров пузырьков углекислого газа и неравномерности их распределения по объему строительного материла.
3. Способ изготовления пористого строительного материала по а.с. СССР (1978) путем совмещения твердой углекислоты с вяжущим (цемент или гипс)  и водой, при этом перед совмещением твердую углекислоту измельчают до крупности менее 1 мм, смешивают с вяжущим и затем полученную смесь вводят в воду, нагретую до 30-40oC.
И снова тот же недостаток: недостаточная прочность получаемого строительного материала из-за неодинакового размера пузырьков углекислого газа и их коалесценции (слипания) при смешении сначала с вяжущим, а затем в нагретой воде затворения. Кроме того, из-за длительности подготовительных операций измельчения твердой углекислоты, отбора просеянных частиц размером менее 1 мм и их смешения с вяжущим и водой звтворения большая часть углекислоты испаряется до формирования пористого строительного материала, что приводит к повышенному ее расходу и снижению пористости.

Вот, оказывается, в чем задача: как обеспечить одинаковый размер пор (тогда и прочность будет достаточно высокая)? Для этого размеры кристалликов углекислоты должны быть одинаковы и их надо быстро смешать с вяжущим материалом и водой (т.е. для сортировки кристалликов времени нет).

Что бы вы предложили?
Тут нужно применить физэффект, который мы уже рассматривали в одной из задач.

НОВЫЕ ИДЕИ, ТЕХНОЛОГИИ, МАТЕРИАЛЫ

Британец изобрёл извивающийся эскалатор

Эскалаторы появились в конце XIX века, но до сих пор их устройство корректируется, а иногда и вовсе пересматривается фактически с нуля, как в данном агрегате (фото с сайта dailymail.co.uk).

Машина под названием Levytator не только по начинке, но и внешне отличается от традиционного эскалатора: её ветви могут совершать по мере восхождения или спуска несколько поворотов разной крутизны.
Как сообщает Mail Online, автор "левитатора", Джек Леви (Jack Levy) из университета Лондона (City University in London), пришёл к идее после путешествия по метро и наблюдения за работой обычных, прямолинейных эскалаторов. Однако некоторые комментаторы усмотрели в "левитаторе" сходство с конвейером, который доставляет тарелочки с суши посетителям японских ресторанов, из-за чего новацию прозвали "сушилатором".
Ступени в новом аппарате представляют собой изогнутые полумесяцем блоки, способные одновременно смещаться друг относительно друга по вертикали и горизонтали. Это позволяет полотну совершать повороты во время движения, следуя любому капризу архитектора.
На этом достоинства изобретения Леви не заканчиваются. Дойдя, к примеру, до верхнего уровня, лента не ныряет в подпол, чтобы вернуться к исходной точке, а делает поворот и начинает спуск по соседнему "пути". Фактически один "левитатор" заменяет два обычных эскалатора, в которых возвращающиеся ступени спрятаны, а значит, не работают полдороги.

"Левитатор" может быть поставлен в таких местах, где прямой эскалатор не поместится (иллюстрация с сайта dailymail.co.uk)


Джек построил действующую масштабную модель "левитатора". Технология уже запатентована в Великобритании, Европе, США и Китае. В настоящее время университетская команда специалистов занимается коммерциализацией изобретения. Если всё будет нормально, через год-два такие эскалаторы могут появиться в торговых центрах и других общественных зданиях. (Почитайте заодно об эскалаторах-спиралях и самом безопасном эскалаторе.)

 

Дизайн новых материалов

10 лекций химика Артема Оганова о современных исследовательских подходах в химии и материаловедении

http://cdn.postnauka.netdna-cdn.com/img/2015/01/design-of-new-materials.jpg

Дизайн новых материалов — это революция в материаловедении, в физике и в химии. До недавнего времени материалы открывались методом проб и ошибок или с помощью каких-то счастливых происшествий. Надеяться на такие способы легкомысленно, если мы хотим открывать материалы, которые обладают нужными для нас свойствами, и открывать их систематически и быстро. В этой связи интересна возможность прогнозирования новых материалов на компьютере. Данный курс будет посвящен именно этому. Основной акцент уделяется методам предсказания с помощью компьютера различных типов материалов для практических применений, а также новых типов химических веществ и вещества планетных недр. Все эти темы в совокупности опираются на одно и то же — на революционные методы прогнозирования состояния вещества только с помощью компьютера.


5 книг о теоретическом материаловедении

Что читать о движении атомов в кристаллах, молекулярной динамике и структуре твердых материалов рекомендует PhD in Crystallography Артем Оганов
http://cdn.postnauka.netdna-cdn.com/img/2014/09/materials.jpg

 

 

 

Теоретическое материаловедение — революционная область, которая сейчас переживает бурный рост. Что делает эту область особо интересной и непростой — это ее широта, в ней переплетаются многочисленные дисциплины. Поэтому молодому специалисту необходимо овладеть огромным объемом информации, и 5 книг совершенно недостаточно. Я привожу лишь некоторые из моих любимых книг, подобранные так, чтобы по возможности освещать разные стороны этой области. Все эти книги из разряда «нестареющих». Возможно, в этом выборе есть и фактор моей ностальгии — по этим книгам я сам учился.

1

загруженное (1)Adrian P. Sutton. Electronic structure of materials
Как решить квантовомеханическую задачу для твердого тела? Как описать электронную структуру твердых материалов? Что из себя представляют электронные орбитали в твердом теле? Что такое зонная теория и каковы ее ограничения? Как физические свойства связаны с электронной структурой? Почему одни вещества — металлы, а другие — полупроводники и диэлектрики? Все эти и многие другие вопросы освещаются в этой небольшой, но крайне полезной книге.
Книга сочетает великое педагогическое мастерство (ведущее читателя от самых основ до передовых вопросов современной физики) с глубиной и обсуждением самых горячих вопросов. Книга пережила уже два десятилетия, не состарившись — что редко в такой быстро развивающейся области. Я всегда рекомендую эту книгу моим студентам, и она получает от них самые восторженные отзывы.

2

9780511619885iMartin T. Dove. Introduction to lattice dynamics
Еще один педагогический шедевр. На очень простом уровне и крайне элегантным образом обсуждаются очень сложные темы, и книга изобилует материалом, который трудно найти в других источниках. Как движутся атомы в кристаллах? Как это движение связано с термодинамическими свойствами? Как рассчитать колебательные частоты решетки, измеряемые в эксперименте, и в чем принципы экспериментальных методов? Как колебания решетки связаны с фазовыми превращениями и что такое ангармонизм? Как теория Ландау связана с динамикой решетки?

3

the-physics-and-chemistry-of-solids-s-r-elliottStephen R. Elliott. The physics and chemistry of solids
Эта книга похожа на энциклопедию — в ней можно найти детальную информацию почти по всем аспектам физики и химии твердого тела. Подавляющее большинство книг по теории твердого тела сфокусированы либо на физике, либо на химии, и такое искусственное разделение вредит полноценному пониманию предмета. В книге Эллиотта эта исторически сложившаяся проблема блестяще преодолена. Книга совсем не похожа на один из бесчисленных перепевов старых учебников по физике твердого тела. Особо радует присутствие новейших (на год издания книги) научных результатов.

4

5668Michael P. Allen and Dominic J. Tildesley. Computer simulation of liquids 
Долгие годы эта книга была «библией» ученых, занимавшихся молекулярной динамикой и методами Монте Карло. Это — классика, и хотя со времени написания книги эта область существенно расширилась, книга по-прежнему является крайне полезной. В книге обсуждается огромное число идей, великолепно подобрана библиография, которая позволит читателю сориентироваться в предмете. Следующим словом в обзорной литературе по методам молекулярной динамики и Монте Карло является (переведенная на русский язык) книга Д. Френкеля и Б. Смита «Принципы компьютерного моделирования молекулярных систем».

5

10261670_879390702073587_2118725519_nЛев Д. Ландау, Евгений М. Лифшиц «Курс теоретической физики»
Этот многотомник — из разряда вечного, гениального. Лучший пример того, как красивы могут быть формулы. Мой любимый том — пятый, «Статистическая физика». Ничего сопоставимого я до сих пор не встречал. Очень надеюсь, что когда-нибудь найдутся люди, способные добавить к книгам этой серии столь же гениально написанные главы о том, что произошло в физике за прошедшие десятилетия. Но даже без этого многотомник Ландау+Лифшиц является одной из высочайших вершин научной литературы и необходимым элементом образования современного ученого.
http://author.postnauka.ru/img/oganov.jpg

Артем Оганов

Habilitation in Crystallography, PhD in Crystallography, Full Professor, State University of New York at Stony BrookA

 

Фонтан (варианты) ( № 105600)

Классы МПК:
B05B17/08   
Патентообладатель(и):
Зибарев Михаил Викторович (RU)
Приоритеты:
начало действия патента:
10.02.2011
публикация патента:
20.06.2011
Полезная модель относится к демонстрационным устройствам и, в частности, к наглядным пособиям для изучения законов физики, а также может быть использовано как сувенирная продукция. Устройство относится к фонтанам периодического действия, не снабженным внешним источником энергии для приведения в действие. В устройстве применен принцип действия фонтана Герона Александрийского. Предложено пять вариантов конструкции фонтана.
         
Полезная модель относится к демонстрационным устройствам и, в частности, к наглядным пособиям для изучения законов физики, а также может быть использовано как сувенирная продукция.
Устройство относится к фонтанам периодического действия, не снабженным внешним источником энергии для функционирования (работы). В устройстве применен принцип действия фонтана Герона Александрийского.
Фонтан Герона Александрийского известен уже две тысячи лет, но не всякий человек, который волей судьбы связан с физикой, знаком с древнегреческим чудом. Этот фонтан в отличие от всех других фонтанов уникален. Он создает впечатление вечного фонтана!
Одним из устройств, описанных ученым древней Греции Героном Александрийским, был волшебный фонтан. Удивительным было то, что вода из фонтана била сама, без использования какого-либо внешнего источника воды. Вот поэтому на фонтан Герона Александрийского мы обратили внимание.
Актуальность нашей работы заключается в теоретическом и практическом характере решения проблемы: доскональное изучение принципа действия фонтана Герона Александрийского позволит лучше понять процессы, происходящие в нем, убедиться в справедливости закона сохранения энергии, увидеть цепочку причинно-следственных связей, приводящих к наблюдаемому эффекту «вечного фонтана». Все это поможет формировать научное мировоззрение.
Известны устройства, позволяющие воплотить указанный принцип путем соединения трубопроводами сосудов, имеющихся в составе школьного набора для демонстрации физических опытов, например, www.rascaz.com или www.steampunker.ru (см. фиг.1).
Описание графического материала
На фиг.1 изображена конструкция прототипа в двух вариантах исполнения.
На фиг.2 изображено устройство фонтана в соответствии с первым вариантом.
На фиг.3 изображено устройство фонтана в соответствии со вторым вариантом.
На фиг.4 изображено устройство фонтана в соответствии с третьим вариантом.
На фиг.5 изображено устройство фонтана в соответствии с четвертым вариантом.
На фиг.6 изображено устройство фонтана в соответствии с пятым вариантом.
Принятые обозначения.
1 - верхняя емкость.
2 - средняя емкость.
3 - нижняя емкость.
4 - трубопровод с форсункой.
5 - трубопровод из верхней емкости в нижнюю.
6 - трубопровод из нижней емкости в среднюю.
7 - герметичная пробка.
h - высота столба воды.
h1 - высота столба воды между уровнями в верхней емкости и средней емкости.
h2 - высота столба воды между уровнями в верхней емкости и нижней емкости.
p - давление.
pизб. - избыточное давление.
p - плотность.
g - коэффициент пропорциональности (гравитационная постоянная).
Подробное описанеие устройств
Недостатком известных устройств является недостаточная зрелищность.
Для получения более зрелищного воплощения разработано несколько вариантов устройства.
Согласно первому варианту, фонтан состоит из верхней емкости, средней емкости и нижней емкости. Верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью. Нижняя емкость соединена трубопроводом со средней емкостью. Нижняя и средняя емкости герметично закрыты. Средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости.
Особенностью конструкции является то, что
- средняя емкость помещена внутрь трубопровода, соединяющего верхнюю и нижнюю емкости;
- соединительный трубопровод между верхней и нижней емкостью является несущим (силовым) элементом конструкции
- корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
- для начального заполнения средняя и нижняя емкости снабжены герметичными пробками.
Согласно второму варианту, фонтан состоит из верхней емкости, средней емкости и нижней емкости. Верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью. Нижняя емкость соединена трубопроводом со средней емкостью. Нижняя и средняя емкости герметично закрыты. Средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости.
Особенностью конструкции является то, что
- средняя емкость помещена внутрь верхней емкости;
- нижняя емкость является основанием конструкции;
- соединительные трубопроводы являются несущими (силовыми) элементами конструкции
- корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции.
- для начального заполнения средняя и нижняя емкости снабжены герметичными пробками.
Согласно третьему варианту, фонтан состоит из верхней емкости, средней емкости и нижней емкости. Верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью. Нижняя емкость соединена трубопроводом со средней емкостью. Нижняя и средняя емкости герметично закрыты. Средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости.
Особенностью конструкции является то, что
- средняя емкость конструктивно соединена с верхней емкостью и помещена под верхней емкостью;
- нижняя емкость является основанием конструкции;
- соединительные трубопроводы являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
- корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
- среднюю и нижнюю емкости соединяют два или более трубопровода;
- средняя емкость содержит два или более трубопровода с форсункой для формирования струи жидкости;
- для начального заполнения средняя и нижняя емкости снабжены герметичными пробками.
Согласно четвертому варианту, фонтан состоит из верхней емкости, средней емкости и нижней емкости. Верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью. Нижняя емкость герметично закрыта. Средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости.
Особенностью конструкции является то, что
- средняя емкость находится внутри нижней емкости;
- средняя емкость открыта сверху;
- корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
- для начального заполнения и удаления жидкостей нижняя емкость снабжена герметичной пробкой.
Согласно пятому варианту, фонтан состоит из верхней емкости, средней емкости и нижней емкости. Верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью. Нижняя емкость герметично закрыта. Средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости.
Особенностью конструкции является то, что
- средняя емкость находится внутри нижней емкости;
- средняя емкость открыта сверху;
- трубопровод из средней емкости проложен внутри трубопровода, соединяющего верхнюю и нижнюю емкости;
- корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются, несущими (силовыми) элементами конструкции;
- для начального заполнения и удаления жидкостей нижняя емкость снабжена герметичной пробкой.
Принцип работы всех устройств одинаковый. Устройства работают следующим образом.
Фонтан Герона состоит из открытой верхней емкости и двух герметичных емкостей расположенных под верхней. Из верхней емкости в нижнюю емкость идет герметичная трубка. Если налить в верхнюю емкость воды, то она по трубке начнет стекать в нижнюю емкость, вытесняя оттуда воздух. Нижняя емкость полностью герметична. Воздух, выталкиваемый водой, по герметичной трубке, передаст воздушное давление в среднюю емкость. Давление воздуха в средней емкости будет выталкивать из нее воду, и фонтан начнет работать, достигнув высоты, большей чем h2.
Для начала работы, в верхнюю чашу требуется налить воды. В дальнейшем, для работы фонтана используется вода, выходящая из средней емкости. Подъем воды происходит на гораздо большую высоту, что, на первый взгляд, кажется невозможным. Ведь на это должно потребоваться гораздо большее давление. Фонтан, казалось бы, не должен работать. Герон догадался передавать давление воды из нижнего сосуда, в средний сосуд не водой, а воздухом. Поскольку вес воздуха значительно ниже веса воды, потери давления на этом участке получаются очень незначительными, и поэтому вода из средней емкости поднимается на высоту h2+hc. Высота h2+h c, без учета потерь давления в трубках, будет равна высоте напора воды h1.
Избыточное статическое давление, когда сопло закрыто, равно разности давлений, создаваемых столбами воды h1 и h2: pизб. =pgh1-pgh2=pg(h1-h2 ), p - давление, p - плотность, g - коэффициент пропорциональности (гравитационная постоянная), h - высота столба воды.
Таким образом, чтобы струя била максимально высоко (hc =max), необходимо, чтобы h1>>h2, то есть как можно выше поднять среднюю емкость. Вода из верхней емкости, под действием гравитации стекает в нижнюю емкость. Время работы подобных фонтанов не бесконечно, в итоге вся вода из верхнего сосуда перетечет в нижний, и фонтан перестанет работать.
Устройство промышленно применимо, поскольку состоит из промышленно производимых частей и может выпускаться в промышленных масштабах.

ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
1. Фонтан, включающий верхнюю емкость, среднюю емкость и нижнюю емкость, верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью, нижняя емкость соединена трубопроводом со средней емкостью, нижняя и средняя емкости герметично закрыты, средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости, отличающийся тем, что
средняя емкость помещена внутрь трубопровода, соединяющего верхнюю и нижнюю емкости;
соединительный трубопровод между верхней и нижней емкостью является несущим (силовым) элементом конструкции;
корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
для начального заполнения средняя и нижняя емкости снабжены герметичными пробками.
2. Фонтан, включающий верхнюю емкость, среднюю емкость и нижнюю емкость, верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью, нижняя емкость соединена трубопроводом со средней емкостью, нижняя и средняя емкости герметично закрыты, средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости, отличающийся тем, что
средняя емкость помещена внутрь верхней емкости;
нижняя емкость является основанием конструкции;
соединительные трубопроводы являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции.
для начального заполнения средняя и нижняя емкости снабжены герметичными пробками.
3. Фонтан, включающий верхнюю емкость, среднюю емкость и нижнюю емкость, верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью, нижняя емкость соединена трубопроводом со средней емкостью, нижняя и средняя емкости герметично закрыты, средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости, отличающийся тем, что
средняя емкость конструктивно соединена с верхней емкостью и помещена под верхней емкостью;
нижняя емкость является основанием конструкции;
соединительные трубопроводы являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
среднюю и нижнюю емкости соединяют два или более трубопровода;
средняя емкость содержит два или более трубопровода с форсункой для формирования струи жидкости;
для начального заполнения средняя и нижняя емкости снабжены герметичными пробками.
4. Фонтан, включающий верхнюю входную емкость, нижнюю емкость и среднюю емкость, верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью, нижняя емкость герметично закрыта, средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости, отличающийся тем, что
средняя емкость находится внутри нижней емкости;
средняя емкость открыта сверху;
корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
для начального заполнения и удаления жидкостей нижняя емкость снабжена герметичной пробкой.
5. Фонтан, включающий верхнюю входную емкость, нижнюю емкость и среднюю емкость, верхняя емкость соединена трубопроводом с нижней емкостью, нижняя емкость герметично закрыта, средняя емкость содержит один или более трубопровод с форсункой для формирования струи жидкости, отличающийся тем, что
средняя емкость находится внутри нижней емкости;
средняя емкость открыта сверху;
трубопровод из средней емкости проложен внутри трубопровода, соединяющего верхнюю и нижнюю емкости;
корпус верхней емкости и корпус нижней емкости являются несущими (силовыми) элементами конструкции;
для начального заполнения и удаления жидкостей нижняя емкость снабжена герметичной пробкой.

Пластырь-хамелеон, который сливается с кожей
Что вы обычно делаете, если вдруг порезали палец или натерли мозоль? Наклеиваете на ранку пластырь, не так ли? Ведь это довольно простая и полезная штука, а главное что он практически всегда есть в каждой аптечке.
А вы знали что пластырь был изобретен в конце ХІХ века, и на протяжении дух веков он практически не изменился на вид? Но в ХХІ столетии абсолютно все начинает выглядеть по-новому. По-другому стали выглядеть и пластыри: их начали инкрустировать драгоценными камнями. К сожалению, было выпущено ограниченное количество таких гламурных пластырей, и не все желающие смогли приобрести этот стильный аксессуар.
http://www.fainaidea.com/wp-content/uploads/1942.jpg
http://www.fainaidea.com/wp-content/uploads/1952.jpg
Но как известно, практичные вещи всегда пользуются бОльшим спросом, нежели красивые. И в то время, когда одни производители пытаются сделать из пластыря стильное украшение, другие изготовляют пластыри, которые можно использовать по своему прямому назначению. Ведь важно, когда пластырь не привлекает к себе внимания, и тем самым не вызывает лишних вопросов.
http://www.fainaidea.com/wp-content/uploads/1962.jpg
http://www.fainaidea.com/wp-content/uploads/1972.jpg
http://www.fainaidea.com/wp-content/uploads/1982.jpg
Пластырь-хамелеон создан специально для того, чтобы выполнять свою прямую функцию: закрывать рану и предотвращать попадание бактерий. Но главная особенность этого пластыря заключается в том, что после наклеивания он становится невидимым. Пластырь приобретает цвет кожи, независимо от того светлая она или темная. Благодаря этой особенности пластырь обрел свое название – хамелеон. Скорее всего, он меняет свой цвет под воздействием какой-то химической реакции, но производители не спешат комментировать данный вопрос и раскрывать все секреты производства. И хотя тайна пластыря-хамелеона пока остается нераскрытой, он продолжает приобретать все большую популярность среди потребителей. Теперь такой пластырь можно смело наклеивать даже на лицо или шею и абсолютно не беспокоится, что его кто-то заметит. Да, такой пластырь наверняка не будет лишним в любой аптечке.

Умная вилка HAPIfork, помогающая худеть, доступна для предзаказа за $99

Hapilab Smart Fork
Весной этого года мы писали про довольно забавное устройство — вилкуHAPIfork, которая помогает лучше следить за своим питанием. Ребята изHapilabs в то время искали средства для реализации своего проекта и запустили на Kickstarter кампанию по сбору средств. Недавно стало известно, что «умная» вилка HAPIfork уже готова к производству и уже можно оформить предварительный заказ на это устройство.
Стоимость гаджета по предварительному заказу составит $99. Кампания на Kickstarter позволила собрать порядка $134 000 для заключительной части проекта и старта производства HAPIfork. Ребятам же для старта требовалось даже меньше средств — «всего» 100 тысяч. По видео в конце статьи можно понять функциональность этого пока не очень привычного, но уже интересного многим столового прибора.
HAPIfork laptop
hapifork
HAPIfork — это революция! Она поможет миллионам людей есть более правильно, медленно, тщательно пережевывая пищу, привыкать к правильным вещам в питании, терять вес и чувствовать себя лучше! К тому же, пользователь вместе с HAPIfork получает платформу HAPI.com, которая работает с вебом и мобильными устройствами. Наша кросс-девайс платформа позволит избавиться от плохих привычек легко и весело. В ней реализована обучающая программа, которая расскажет о правильном питании, а также даст полезные советы насчет здорового образа жизни. Также в ней предусмотрены мотивирующие социальные игры, которые помогут придерживаться новых хороших привычек в питании.

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Зеркальная пленка из сплава гадолиния и магния при диффузии Н2 становится прозрачной. Процесс обра­тим Наука в России, 1999, №20

Идеи, опередившие время

Генри Бессемер запатентовал идею непрерывного литья рас­плавленного металла в 1865 го­ду. Идея претворилась в жизнь только после второй мировой войны, но, по вполне понятной причине, Бессемер не успел получить за нее ни гроша.
Но ведь должно быть какое-то различие между идеей, реа­лизуемой в принципе, и идеей, реализованной на практике!
А.Пилкингтон в 1953 году на­шел новый способ получения листового стекла путём литья его на жидкую основу. Идея возникла у изобретателя, когда он случайно увидел, как засты­вает жир на поверхности воды, в которой его жена мыла посу­ду. Нижняя поверхность жира оказалась идеально гладкой. Осталось подменить жир стек­лом,  а  воду — подходящей жидкой основой, и высокопер­спективное изобретение было совершено. Сейчас на различ­ные варианты этого способа литья имеется уже около 100 патентов. Изобретатель не знал, что мысль отливать листовое стекло на жидкой основе была запатентована в США и Вели­кобритании еще в 1902 году. Уменьшает ли это значение на­ходки Пилкингтона? Его науч­ной группе понадобилось 7 лет поисков и около 7 млн. фунтов стерлингов,чтобы разработать компоненты   и   технологию литья. Могло ли знание патента 1902 года сэкономить эти мил­лионы? Нет. Чего стоили одни поиски жидкой основы! (Наи­лучшей оказалось жидкое оло-
во, но о нем в патенте 1902 го­да не говорится ни слова.)
Тот, кто всерьез занимается патентами  и изобретениями, вскоре понимает, что даже са­мые «новые» идеи столь же стары, как земля. Они новы только потому, что могут быть реализованы при современном развитии техники и технологии. Производство маргарина и маг­нитофонная запись были запа­тентованы  соответственно в1869 и 1886 годах — насколько же новы современные сорта и типы маргарина и звукозаписы­вающей аппаратуры? Много оригинальных идей в области телевидения появилось еще в конце XIX и начале XX века. Вся стереоаппаратура, сущест­вующая сейчас, обязана своим существованием патенту 1931 года, и даже заднее располо­жение двигателя у автомобиля было предварено патентом 1904 года, согласно которому ло­шадь впрягалась в повозку сзади.
Иногда подобные опереже­ния имеют удивительные по­следствия. Немецкий химиче­ский концерн в наши дни не смог запатентовать идею подъ­ема затонувших кораблей с помощью гигантских надувных пластмассовых подушек..Эксперт, рассматривавший заявку, отказал по той причине, что не­задолго   перед  тем видел фильм Диснея, где подобная операция была произведена с помощью шарика от настольного тенниса. Но если когда-либо корабли будут поднимать со дна морского на пластмас­совых надувных подушках, будет и изобретателем способа считаться Уолт Дисней, автор мультипликационных фильмов?
Незапатентованными   оста­лись многочисленные ориги­нальные идеи Леонардо да Вин­чи, относящиеся к летательным аппаратам тяжелее воздуха. В 1842 году англичане Стрингфеллоу и Джонсон получили патент на модель двухвинтового само­лета — за 60 лет до первого по­лета братьев Райт. В 1867 году был выдан патент на летательный аппарат с реактивным дви­гателем. Словом, идеи, опреде­лившие лицо современной ави­ации, имеют минимум столет­нюю давность. Авторы этих идей остались без вознаграж­дения.
Массу неожиданностей таит история телефона и граммофо­на. Американский гражданский суд располагает подробностями о том, что еще за 76 лет до па­тента Белла, выданного в 1875 году, схему телефона предла­гал американец по имени Дробау. Но только Белл смог тех­нически реализовать идею те­лефона и добиться промышлен­ного успеха, и потому именно ему и принадлежит слава пер­вооткрывателя. Аналогичная си­туация с изобретением граммо­фона. Достоверно известно, что француз Шарль Кро предоставил реально разработанную схему фотомеханической эвуко-записи Французской академии наук на 6 месяцев раньше Эди­сона. Но создателем фоногра­фа вполне правомерно счита­ется именно Эдисон, ибо oн первым создал работающий аппарат. Эдисон также запатентовал идею о возможности записывать звук не на цилиндр, а на диск (пластинку). Но идея осталась им не реа­лизованной, и она нисколько не повредила репутации Берлинера как первооткрывателя грам-мофонных пластинок.
И  здесь  уместно задать вопрос: многим ли невопло­щенные в свое время патенты отличаются  от предсказаний будущего? Где грань, отделя­ющая такой патент от предска­зания? Общество не оплачива­ет предсказания — не потому ли оно не оплачивает и неосу­ществленные изобретения?
Показательна ситуация с из­вестным автором научной фан­тастики   Артуром   Кларком. В октябре 1945 года он опубли­ковал тщательнейшим образом разра6отанную  концепцию о глобальной связи через спут­ники Земли. Ныне это осущест­влено, но никому, и прежде всего самому Кларку, не при­ходит в голову требовать воз­награждения  за реализацию этой концепции от США или Советского Союза. Ибо техни­ческая идея — это одно, а ее реализация — нечто   другое. Техника зиждется на послед­нем.
Общество не может вознаг­раждать тех изобретателей, ко­торые спешат застолбить идею, но не могут довести ее до тех­нического воплощения. При­чем, как показывает история, в большинстве случаев такие изо­бретатели лишаются не только материального, но и морально­го, пусть даже посмертного, вознаграждения.

ПО КОМ МОЛЧИТ КОЛОКОЛ

Реквием

'Общество, пытающееся обойтись без изобретателей,
обречено на вымирание'
Роберт Федосеев

Кто колесо создал когда-то?
Скажите, знаете ли вы?
За это чудо и богатство
Нельзя придумать похвалы.

А парус? Мы под парусами
Скользим на водах тысьчи лет.
Ни двигателями, ни винтами
Не упразднили парус, нет!

Огонь, вино, одежду, ложку,
Стакан, топор, пилу, косу
Придумал предок наш Алешка?
А может, Джон? Или Дэрсу?

В какой земле, в каком народе
Смельчак раздул воздушный шар?
Шар не нуждался в переводе,
Над всей Землёй он пролетал.

Копировать умеет каждый –
Заполнить дымом бычий пуп,
Как сделал тот смельчак
однажды.
Кто лишь копирует, тот глуп?

Но так ли глуп? На фантазёрство
Жизнь израсходует смельчак,
А копировщик (вот 'геройство')
Присвоит твой победный шаг.

Кто рукописно книги множил,
Тот автором себя считал.
Копируя, он лез из кожи,
Сколачивая капитал.

А те, кто шёл к великой цели,
Кто увидал огонь вдали,
Не все в преданьях уцелели,
Не все в историю вошли.

Их скопом мы упоминаем,
Как неизвестных тех солдат.
Огонь им вечный зажигаем:
Пускай могилы их роднят.

Изобретатели, простите,
Не каждому - мемориал;
Изобретение - носитель
Признания, о вас сигнал.

О, вы, безвестные герои,
По ком колокола молчат,
Мы вспомним, вспомним вас порою,
Смотря в огонь могил солдат.

Изобретатель Федосеев Роберт Юрьевич

http://intellkaprobert.narod.ru

«Я тучи разведу руками…»

Активные воздействия на атмосферу, а именно так правильно называется то, что мы в просторечии именуем «разгон облаков», тема актуальная не только с научной точки зрения, но и с экономической.

Кто-то интересуется в первую очередь политическими новостями, кто-то спортивными, но прогноз погоды, безусловно, волнует большинство из нас. Погода влияет на наши планы, на настроение, здоровье, и кто бы отказался от возможности управлять ею по своему вкусу?

Предпремьерный показ фильма «Продам безоблачное небо» Татьяны Прямиловой, снятый на киностудии «Леннаучфильм», прошел в рамках программы «Научное кино в музее» и стал поводом для дискуссии между экологами и метеорологами о целесообразности вмешательства в дела «небесной канцелярии». Научным консультантом фильма стал доктор технических наук Андрей Александрович Синькевич, специалист в области физики облаков и активных воздействий, главный научный сотрудник Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова (Санкт-Петербург). Он прокомментировал фильм и рассказал собравшимся об истории, настоящем и возможном будущем практической метеорологии. В фильме речь идет о том, как на практике происходит активное воздействие на атмосферу, и вопрос, стоит ли регулировать погоду, остается открытым. По словам Татьяны Прямиловой, авторы старались быть беспристрастными, чтобы зритель сам сделал выводы.

В самом деле, стоит ли тратить средства только для того, чтобы во время какого-то важного события гости не прятались под зонтиками? Или лучше придерживаться принципа «у природы нет плохой погоды, каждая погода – благодать»? Обычно о разгоне облаков заговаривают накануне больших праздников в теплое время года, когда чистое небо позволяет большому числу людей присутствовать на мероприятиях под открытым небом. Облака разгоняли на праздновании 50-летия Победы, при открытии и закрытии Всемирных юношеских игр в 1998 году, во время празднования 850-летия Москвы. А вот праздник выпускников «Алые паруса-2012» запомнился петербуржцам проливным дождем. Несмотря на довольно высокие цены, можно заказать хорошую погоду и в частном порядке: есть компании, предоставляющие подобные услуги, правда, по словам специалистов, действуют они без соответствующих лицензий и разрешений. 

Но если разгон облаков сейчас используется, как правило, чтобы украсить праздники, то вот обратный процесс – вызов осадков, может быть крайне необходим и в суровые будни. Вспомнить хотя бы лесные пожары 2010 года, охватившие почти всю страну. Вот бы где пригодились искусственно вызванные осадки, равно как и для борьбы с засухой. Тут польза от вмешательства в естественный ход событий очевидна. 

История активных научных воздействий на атмосферу началась в 1891 году, когда в США первый раз попробовали расстрелять дождевые облака углекислотой из пушки. А в начале прошлого века американец Чарльз Хатфилд преуспел на ниве вызова дождя с помощью разнообразных химических смесей. Масштабные исследования возможных воздействий на атмосферу начались в разных странах в середине прошлого века. Работы по регулированию твердых осадков были начаты еще в 70-е годы прошлого века в Институте экспериментальной метеорологии, где ученые исследовали возможность уменьшения твердых осадков в Москве. В 80-е годы в столице была создана уже не научная, а производственная лаборатория, которая была готова поставить на промышленную основу избавлении е города от нежелательных осадков. Благодаря усилиям ученых, с 1985 по 1990 годы в Ленинграде все большие праздники, если того требовали метеоусловия, были обеспечены хорошей погодой. Городские власти к этим действиям относились очень серьезно, была проведена экономическая оценка метеозащиты, и в 1990 году принято решение о создании в городе специального подразделения, которое бы с помощью активных воздействий уменьшило количество твердых осадков. Но в силу политических преобразований в стране идея так и осталась на бумаге. 

В силу того, что эксперименты были довольно дорогостоящими (задействовали от 3 до 10 самолетов, которые в течение 2-3 часов распыляли несколько тонн реагентов на облака), экспериментальных данных было накоплено не очень много. Однако ученые уверены, что при благоприятных условиях можно было бы довести технологию до коммерческого варианта и тем самым избавить большие города от снега. Что касается экономической составляющей, то по словам Андрея Синькевича, на рубль затрат приходится 10 рублей экономии. По другим оценкам экономия еще больше. Если говорить об абсолютных цифрах, то приводятся такие данные: уборка снега и льда традиционными средствами обошлась Петербургу в 2011 году в 2,5 млрд. рублей, а авиация справилась бы за 100 миллионов. 

Принципы искусственного воздействия на гидрометеорологические процессы основаны в основном на том, что атмосферные системы довольно неустойчивы. Чтобы предотвратить выпадение как твердых, так и жидких осадков на определенной территории, используются два подхода: преждевременное выпадение осадков, так что городу, к примеру, достается лишь «тень осадков», и так называемый «перезасев» облаков, когда образование осадков замедляется из-за слишком большой концентрации ядер кристаллизации. Как правило, второй метод применяется в отношении фронтальной облачности. «Засеивание» в случае очистки неба для проведения какого-то события происходит за час-полтора до начала, когда облако находится на расстоянии 50-100 км от места события. Для разгона облаков используются йодистое серебро, жидкий азот, сухой лед и другие вещества. Против разного вида облаков используются различные реагенты. Например, при слоистых формах нижнего облачного слоя с самолетов с высоты в несколько тысяч метров рассыпают гранулы сухого льда, то есть твердого углекислого газа. Влага, содержащаяся в облаке, кристаллизуется на частицах углекислоты, температура в облаке падает и оно постепенно рассасывается. А для борьбы с кучево-дождевыми облаками очень эффективен … обычный цемент марки М-500. Он укладывается в коробки, которые устроены таким образом, чтобы при сбрасывании их с самолета они раскрылись, и содержимое высыпалось на облако.

«Цементирование» проводят, когда нужно избавиться от облаков, которые растут в небе высокими башнями. Грубодисперсный порошковый реагент со свойствами адсорбента падающий сверху оказывает противодействие растущему снизу облаку. Долетая до земли вместе с каплями воды, цемент практически не оставляет следов. Экологи, правда, опасаются, что цементные дожди могут пагубно сказаться на здоровье. Но геофизики уверяют, это воздействие ничтожно по сравнению с городским смогом и пылью, что поднимают на дорогах автомобили. К тому же сезонные неудобства от применения снегоуборочной техники – пробки, соль и химические реагенты на дорогах, испорченная обувь и аллергии – могли бы быть значительно меньше, если бы технологии по активному воздействию на снежные облака применялись бы регулярно.

Несколько лет назад ученые из Университета Барселоны решили проверить, правда ли что летом вероятность дождя повышается к выходным, даже если всю неделю стоит хорошая погода. Проанализировав данные с 1961 по 2004 год, они пришли к выводу, что, скорее всего, причина в загрязнении окружающей среды. Сажа копится всю неделю и к выходным в воздухе оказывается столько частиц, что они вполне могут сыграть роль центров кристаллизации и стать причиной выпадения осадков.

Иллюстрации:

1. Кучево-дождевое облако.
http://www.nkj.ru/upload/iblock/e11/e11520f399c2b34d64d3c5ebc28b5669.jpg
2. Без активных воздействий на атмосферу праздники проходят под зонтиками (Известия). 
http://www.nkj.ru/upload/iblock/121/121404905ab717a61a3417ea921daf32.jpg
3. Этой зимой на улицах Москвы в уборке снега было задействовано 15 тысяч единиц техники (ИТАР-ТАСС). 
http://www.nkj.ru/upload/iblock/6bf/6bf25f29ff05572f15e2c79c625eb664.jpg
4. Так выглядели улицы Петербурга зимой 2009 года (РИА Новости). 
http://www.nkj.ru/upload/iblock/9c9/9c93375814a7df59f414afe6a895a1d9.jpg
Автор: Юлия Смирнова

 

Электричество из САХАРА!

 

Плащ-невидимка (Invisible men)


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 – 473 голосов


Главная » Это интересно » Теория решений изобретательских задач (ТРИЗ) » Как стать изобретателем. Выпуск 18.
© 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