540

На практике для снижения затрат на борьбу с солевой инкрустацией может использоваться только часть приемов предложенной комбинации.

9.4.3. Использование метода Г. Альтшулера

Задача. Используя метод Г. Альтшулера, разработать лучшие способ и устройство для ликвидации загрязнений нефтепродуктами акватории морских и речных портов после аварии нефтеналивных танкеров. Составить формулу изобретения на предложенные технические решения.

1. Аналитическая стадия.

1.1.Уяснить и уточнить задачи, выявить ограничительные условия, особенности проблемы и объекта, причины возможных осложнений, препятствующих решению проблемы.

После аварии нефтеналивных танкеров нефть тонким слоем растекается по поверхности воды. Нефтяное пятно расширяется и в зависимости от погодных условий может разделиться на несколько частей. Сбор и ликвидация нефти

споверхности акватории должны производиться с плавающих средств передвижения только при спокойной погоде. Средства сбора нефти должны обеспечивать высокую производительность (для снижения экологических последствий загрязнения флоры и фауны акватории).

1.2.Представить себе идеальный конечный результат решения технической проблемы:

– локализация места аварии, исключающая распространение нефти по поверхности;

– получение после очистки очищенной воды и концентрированной эмульсии собранной нефти;

– отсутствие экологических последствий;

– минимальные затраты на очистные работы;

– высокая скорость очистных работ.

Этот этап позволяет представить, каким должно быть конечное решение проблемы, что в свою очередь укажет путь ее решения.

311

1.3.Определить, что мешает достижению результата, выявить противоречия, существующие в самой технической проблеме:

– неблагоприятные погодные условия (шторм, ветер, проливной дождь, град);

– свойства нефти: большая текучесть, тонкий слой, большая площадь растекания.

Такой анализ даст возможность впоследствии устранить мешающие факторы.

1.4.Выявить причину, мешающую решению проб-

лемы.

Высокая текучесть нефти приводит к ее диспергации

иусложняет локализацию и сбор нефти с поверхности воды. Изменение свойств транспортируемой нефти позволяет найти кардинальный путь решения проблемы.

1.5.Определить условия, способствующие достижению результата.

Если вводить специальные добавки в нефть перед ее транспортировкой, превращающие ее в гелеобразное состояние и снижающие текучесть, то последствия аварий резко снижаются. Такой вариант решения проблемы позволяет выявить эффективный путь достижения результата, однако на данном этапе развития науки и техники он сопряжен с высокими затратами на добавки. Это не соответствует предложенному идеальному конечному результату. Поэтому рассмотрим другие варианты.

2. Оперативная стадия. На этой стадии предлагаются различные варианты решения проблемы и изменения в решаемую проблему.

2.1.Предлагается сократить площадь растекания нефтяного пятна за счет поплавковых ограждений, связанных между собой в виде поплавков рыбацких сетей, и собирать нефть из локализованного пространства насосами, поглотителями, фильтрами.

2.2.Сбор нефти насосами осуществлять путем:

– прокачки водно-нефтяной эмульсии под давлением через пористые фильтры;

312

–отстаивания водно-нефтяной эмульсии в отстойниках, помещенных на корабле, с последующим разделением нефти и воды за счет расслаивания (рис. 9.1);

–фугования водно-нефтяной эмульсии на высокопроизводительных центрифугах отстойного типа.

Поплавковые	Отстойник
ограждения	Насос
	Нефть

Трубопровод Слив воды

Корабль

Нефтяное пятно

Рис. 9.1. Принципиальная схема сбора нефти с использованием насоса и отстойников

2.3.Для сбора нефти поглотителями использовать разбрасывание измельченного плавающего поглотителя с вертолета с последующим сбором поглотителя специальными ловушками и отжимом поглотителя на пресс-валках, сбором и разделением водно-нефтяной эмульсии. В качестве дешевых поглотителей нефти могут использоваться древесные стружки, опил, кусочки пемзы, поролона, полиэтилена.

2.4.Для сбора нефти с поверхности воды можно также использовать свойство нефти прилипать к поверхности смачиваемых нефтью материалов, например к ткани, поролону. Для этого может использоваться устройство, основанное на принципе ленточного транспортера с движущейся по роликам лентой из впитывающего нефть материала (рис. 9.2). Для сбора нефти транспортер одним концом

313

должен быть погружен под воду, а для отжима нефти лента на другом конце транспортера должна проходить через прижимной ролик, обеспечивающий отжим нефти из пористой ткани в сборник нефти.

Поплавковые		Прижимной
ограждения	Ролики
		ролик
	Нефть
	Транспортер с лентой	Корабль
Нефтяное пятно	из впитывающего мате-
	риала

Рис. 9.2. Принципиальная схема сбора нефти с использованием ленточного транспортера

2.5. Исследовать возможности использования известных аналогов из других областей техники.

Анализ патентной и научно-технической литературы показал, что для сбора диспергированных частиц с твердых поверхностей или с поверхности жидкостей используются устройства типа пылесосов, имеющие: раструб для сбора дисперсных частиц, транспортирующую трубу; всасывающую турбинку с быстроходным электродвигателем; фильтр или жидкостной отстойник.

Также известен способ сбора нефти с поверхности воды, включающий в себя локализацию площади поверхности растекания нефти за счет использования поплавковых ограждений, закачивание нефтяной эмульсии насосом в сепаратор, отстаивание и разделение нефти и воды. Приведенные аналоги могут быть использованы для разработки формулы изобретения.

314

3. Синтетическая стадия.

3.1. Внести изменения в объект, предложить окончательное решение.

Для внесения изменений в объект и разработки окончательного решения целесообразно рассмотреть признаки прототипа и нового способа и устройства. Например:

	Признаки прототипа				Признаки изобретения
Признаки способа:				Признаки способа:
1.	Локализация	площади		1.	Локализация площади
поверхности растекания неф-				поверхности растекания неф-
ти за счет использования по-				ти за счет		использования
плавковых ограждений.				поплавковых ограждений.
2.	Сбор нефти путем отка-			2.	Сбор нефти путем кон-
чивания поверхностного слоя				такта нефти со смачиваемой
нефтяной эмульсии.				ею пористой поверхностью,
3.	Разделение водно-нефтя-			выполненной
ной эмульсии путем отстаи-				в виде движущейся ленты.
вания.				Признаки устройства:
Признаки устройства:				3.	Транспортер с		движу-
4.	Труба.			щейся лентой из пористого
5.	Насос.			материала.
6.	Отстойник.			4.	Лента транспортера со-
7.	Сборник нефти.			пряжена с прижимным ро-
				ликом, обеспечивающим от-
				жим	нефти	из	ленты
				в сборник нефти.
				5.	Материал ленты транс-
				портера – бязь, поролон,
				пористая резина.
				6.	Сборник нефти.
Недостаток:		при	сборе	Преимущество:			высокая
нефти захватывается большое				производительность			устрой-
количество воды, что снижа-				ства.
ет производительность			спо-
соба и устройства.

315

Из анализа существенных признаков прототипа и заявляемого способа следует, что общими признаками являются локализация площади поверхности растекания нефти за счет использования поплавковых ограждений, а отличительным признаком нового способа является то, что сбор нефти осуществляют путем контакта нефти со смачиваемой ею пористой поверхностью, выполненной в виде движущейся ленты.

Общими признаками устройства сбора разлитой нефти является наличие поплавковых ограждений и приспособление для подачи водно-нефтяной эмульсии в сборник нефти. Новое устройство отличается тем, что устройство сбора и подачи водно-нефтяной эмульсии выполнено в виде транспортера с движущейся лентой из пористого материала, причем лента транспортера сопряжена с прижимным роликом, обеспечивающим отжим нефти из ленты в сборник нефти.

Примем название изобретения «Способ и устройство сбора разлитой нефти с поверхности воды». Формула изобретения будет выглядеть следующим образом:

1.Способ сбора разлитой нефти с поверхности воды, предусматривающий локализацию площади поверхности растекания нефти за счет использования поплавковых ограждений, отличающийся тем, что сбор нефти осуществляют путем контакта нефти со смачиваемой ею пористой поверхностью в виде движущейся ленты.

2.Устройство сбора разлитой нефти с поверхности воды, включающее поплавковые ограждения и устройство сбора и подачи водно-нефтяной эмульсии в сборник нефти, отличающееся тем, что оно выполнено в виде транспортера

сдвижущейся лентой из пористого материала, причем лента транспортера сопряжена с прижимным роликом, обеспечивающим отжим нефти из ленты в сборник нефти.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в качестве впитывающего материала для ленты транспортера используют бязь, поролон, пористую резину.

316

3.2. Проверить применимость найденного принципа решения к решению новых технических задач.

Предложенный принцип сбора нефти может быть использован, например, при конструировании машин для санитарной уборки загрязнений с твердых поверхностей. Для этого должна быть составлена другая формула изобретения.

9.5. Варианты изобретательских задач

Задача 1. В производстве металлического магния путем электролиза расплава хлорида магния образуется хлорсодержащий газ (30 % Cl2, 60 % N2, 10 % O2). Используя метод контрольных вопросов, найдите эффективный способ превращения хлора в хлористый водород. Разработайте устройство для получения НС1 из хлора. Напишите формулу изобретения на способ и устройство.

Задача 2. При термической обработке каменного угля без доступа воздуха получают коксовый газ, содержащий H2, CH4, CO2, CO, NH3 и ароматические углеводороды. С помощью морфологического анализа найдите эффективный способ очистки коксового газа от ароматических углеводородов. Составьте формулу изобретения на лучшие способ и устройство для очистки коксового газа от ароматических углеводородов.

Задача 3. В производстве сульфата калия из хлорида калия образуются сточные воды (до 50 м3/ч), содержащие примеси в пересчете на соли (%): КСl – 8,89; NaCl – 0,40; MgCl2 – 0,0078; CaCl2 – 0,027; NH4Cl – 15,05; К2SO4 – 4,12.

Найдите дешевый и эффективный способ очистки сточных вод от ионов аммония. Составьте формулу изобретения на лучшие способ и устройство для очистки сточных вод.

Задача 4. В калийной промышленности при обогащении сильвинитовых руд образуются большие объемы сточных вод (более 1 млн м3), содержащих до 25 г/л хлоридов натрия, калия и магния. С помощью понравившегося вам способа решения изобретательских задач найдите дешевый

317

и эффективный способ очистки сточных вод от указанных компонентов до остаточного содержания 0,05 г/л или способ утилизации сточных вод. Составьте формулу изобретения на лучший способ очистки или утилизации сточных вод.

Задача 5. Проведите анализ недостатков технологии, изучаемой на практике. Затем с помощью метода морфологического анализа найдите варианты совершенствования технологии и/или снижения выбросов и/или улучшения экологической обстановки в цехе и/или снижения себестоимости продукции. Выразите предложенное техническое решение в виде формулы изобретения. Составьте заявку на изобретение.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Каталог Библиотеки Конгресса США. – Режим дос-

тупа: http://catalog.loc.gov.

2.Каталог Британской библиотеки.– Режим доступа: http://blpc.bl.uk.

3.Электронная библиотека издательства Elsevier. –

Режим доступа: http://wwwsciencedirect.com.

4.Руководство пользователя для ресурса ScienceDirect. –

Режим доступа: http://www.info.sciencedirect.com/user_help/ user_guides/sd_userguide_russisn.pdf.

5.Электронная библиотека издательства SpringerVerlag. – Режим доступа: http://www.springerlink.com.

6.Электронная система управления доступом Athens. –

Режим доступа: http://www.athensams.net.

7.Егоров В.С. Каталог поступлений НТЛ как источник новых форм обслуживания потребителей информационных ресурсов ВИНИТИ / В.С. Егоров, А.В. Шапкин // Информационное общество. Интеллектуальная обработка информации. Информационные технологии: материалы 6 Международ. конф. Москва, 16–18 октября 2002 г. – М.: ВИНИТИ, 2002.

8.Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера / В.П. Леонтьев. – М.: Олма-Пресс, 1999.

318

9. Проведение патентного поиска: метод. рекомендации / сост. В.Г. Каменских; Перм. политехн. ин-т. – Пермь, 1984.

10.Информационно-поисковая система STN International. – М., 1999. – Режим доступа: http://www.chem.msu. su:8081/rus/chinfo/ca/introd.html.

11.About QPAT-US. – Вашингтон, 1999. – Режим доступа: http: //www.qpat2.qpat.com.

12.Полное руководство по поиску информации на сай-

те ФИПС. – М., 2000. – Режим доступа: http://www.fips.ru.

13.Международная патентная классификация (7-я редакция) // Web-сайт Всемирной организации интеллектуальной собственности (WIPO). – М., 2000.

14.Информационные и патентные исследования: метод. указания для студ. хим. спец. / В.З. Пойлов; Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 2001.

15.Романенко В.Н. Книга для начинающего исследо- вателя-химика / В.Н. Романенко, А.Г. Орлов, Г.В. Никити-

на. – Л.: Химия, 1987.

16.Бэйнз А. Организация исследований в химической промышленности / А. Бэйнз, Ф. Бредбери, С. Саклинг. – М.:

Химия, 1974.

17.Карманов В.В. Экологическое аудирование: учеб. пособие / В.В. Карманов, Н.Е. Ерхова, С.В. Карманова. –

Пермь, 2006.

18.Пилипенко А.Т. Аналитическая химия: в 2 кн. / А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий. – М.: Химия, 1990. – Кн. 1.

19.Основы аналитической химии: практ. руководство / под ред. Ю.А. Золотова. – М., 2001.

20.Батунер Л.М. Математические методы в химической технике / Л.М. Батунер, М.Е. Позин. – Л.: Химия, 1971.

21.Гармаш А.В. Введение в хемометрику и химическую метрологию. Лекции на химическом факультете МГУ / А.В. Гармаш. – М., 2007. – Режим доступа: http://www.chemstat.com.ru.

22.Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анализа / А.К. Чарыков. – Л.: Химия, 1984.

319

23.Патентный закон Российской Федерации: федер. закон от 23.09.92 № 3517-1: с изм. и доп., внесенными федер. законом от 07.02.03 № 22-ФЗ / Информ.-изд. Роспатен-

та. – М., 2005.

24.Зенкин Н.М. Инженеру об изобретении / Н.М. Зенкин, М.Н. Казанский. – М.: Атомиздат, 1976.

25.Правила составления и подачи заявки на выдачу патента на изобретение // Изобретатель и рационализатор. – 1993. – № 8–9.

26.Памятка студенту-рационализатору: метод. рекомендации / сост. Г.Г. Пугачева, Н.В. Ведерникова; Перм. политехн. ин-т. – Пермь, 1988.

27.О пошлинах за патентование изобретений, полезных моделей, промышленных образцов, регистрацию товарных знаков, знаков обслуживания, наименований мест происхождения товаров, предоставление права пользования наименованиями мест происхождения товаров: Положение СМ РФ от 12.08.1993 № 793. – М., 1993.

28.А.с. 1101409 СССР, МКИ C01D 3/08; C01F 5/30.

Способ получения искусственного карналлита / В.З. Пой-

лов [и др.]. Опубл. 26.08.82. Бюл. № 12.

29.А.с. 1316184 CCCР, МКИ С01F5/30. Способ полу-

чения синтетического карналлита / В.З. Пойлов [и др.].

Заявл. 26.10.85.

30.Пат. РФ №2176621, МКИ С02F1/58. Способ очистки сернокислых сточных вод ванадиевого производства /

В.З. Пойлов [и др.]. Опубл. 5.09.2000. Бюл. № 34.

31.Пат. 2100326 РФ, МКИ С05С9/00; С05D1/00. Спо-

соб получения азотно-калийных удобрений / В.З. Пойлов, М.В. Тимаков. Опубл. 2.08.1995. Бюл. № 36.

32.Альтшулер Г.С. Алгоритм изобретения / Г.С. Альтшулер. – М.: Московский рабочий, 1973.

33.Альтшулер Г.С. Творчество как точная наука / Г.С. Альтшулер. – М.: Советское радио, 1979.

34.Буш Г.О. Основы эвристики для изобретателей / Г.О. Буш. – Рига: Зинатне, 1977.

35.Буш Г.О. Рождение изобретательских идей / Г.О. Буш. – Рига: Лиесма, 1976.

320