Алгоритм решения изобретательских задач

2. СТРУКТУРА АРИЗ

Задача 1.26. Окраска баллончиков (продолжение).

1. Поверхностное противоречие (ПП).

Сформулируем для данной задачи два ПП.

ПП1: Нужно не допустить нанесение избытка краски на баллончик. Нежелательный эффект - анти А (избыток краски). Требование А – нужное количество краски.

ПП2: Нужно быстро (производительно) окрашивать баллончик. Требование Б – быстрое (производительно)

нанесение краски на баллончик.

2.Углубленное противоречие (УП).

2.1. УП1: Если струя краски сильная, то баллончик

окрашивается быстро, но при этом наносится избыток

краски.

Б – анти А.

Требование Б – быстрая окраска баллончика. Требование анти А – нанесение избытка краски.

2.2.УП2: Если струя краски слабая, то наносится нужный слой краски на баллончик, но при этом окрашивание

происходит медленно. А – анти Б.

Требование А - нужное количество краски. Требование – анти Б – окрашивание происходит медленно.

3. Идеальный конечный результат (ИКР).

Быстрое нанесение (Б) нужного слоя краски (А).

4.Обостренное противоречие (ОП).

4.1.Обостренное противоречие (ОП1).

Струя краски должно быть сильной (свойство С1), чтобы

обеспечить быструю окраску (Б), и должно быть слабой

(анти-С1), чтобы не наносить избыток краски на баллончик

(А).

4.2.Краткая формулировка (ОП2).

Струя краски должна быть (С2) и струя краски не

должна быть (анти-С2).

4.3.ОП3. Для обеспечения свойства С2 должна быть сила направленная к баллончику, а для обеспечения свойства

анти-С2 должна быть сила направленная от баллончика

5.Решение задачи (РЗ).

Copyright ©1976-1999 by Vladimir Petrov

91

1.6. Практика по формулированию противоречий

Разделение противоречивых свойств (ОП) в пространстве.

Сила, направленная к баллончику, должна быть только для слоя 1 (рис. 1.28), а для всех остальных слоев (2, 3, 4 и т.д.)

должна быть сила нулевая или направленная в противоположную сторону - от баллончика. Слой 1 –

минимально необходимый слой.

1 2 3 4

Рис. 1.28

5.1. Разделение противоречивых свойств (ОП) во времени. До нанесения слоя 1 сила должна быть направлена к баллончику, после нанесения слоя 1 (слои 2, 3, 4 и т.д.) должна

быть направленная от баллончика.

5.2. Разделение противоречивых свойств (ОП) в структуре. В данной задаче этот шаг не используется.

Вводим новые виды разделения противоречий (использование ресурсов и использование технологических эффектов).

5.3.Разделение противоречивых свойств (ОП) за счет использование ресурсов.

В данной задаче необходимо использование сил (полей), поэтому мы, прежде всего, должны выявить полевые ресурсы. В качестве полевых ресурсов имеются струя краски (движение частиц краски с помощью сжатого воздуха) и поле вращения баллончика.

Струя краски уже использована для нанесения необходимого слоя на баллончик (сила направленная к

92	Петров В. АРИЗ

2. СТРУКТУРА АРИЗ

баллончику). Необходимо создание силы, направленной от баллончика. Такую силу могут создать центробежные силы.

Контрольный ответ. Баллончик окрашивают большой струей краски (окунают в краску) и вращают. Центробежная сила сбрасывает лишнюю краску. Толщиной слоя управляют, регулируя скорость вращения баллончика51.

Задача 1.27. Разлив металла (продолжение).

1. Поверхностное противоречие (ПП).

ПП: Разлив жидкого металла через донное отверстие из ковша осуществляется неравномерно.

Нежелательный эффект - анти А (неравномерный

разлив). Требование А – равномерный разлив.

2. Углубленное противоречие (УП).

УП: Жидкий металл выливается самостоятельно (с помощью силы гравитации), но неравномерно.

Б – анти А

Требование Б – самостоятельный вылив металла.

Требование анти А – неравномерный разлив.

3. Идеальный конечный результат (ИКР).

Жидкий металл выливается самостоятельно (Б) и

равномерно (А).

4.Обостренное противоречие (ОП).

4.1.ОП1: Толщина металла (высота столба жидкого металла)

должна быть постоянной (свойство С), чтобы разлив был равномерный (А), и должна быть переменной (свойство анти С), так как металл выливается самостоятельно (Б) (через донное отверстие).

4.2. Краткая формулировка (ОП2).

ОП2: Высота столба жидкости должен быть постоянной и переменной.

5.Решение задачи (РЗ).

5.1. Разделение противоречивых свойств во времени.

51 А.с. № 242 714

Copyright ©1976-1999 by Vladimir Petrov

93

1.6. Практика по формулированию противоречий

Во время разлива высота столба жидкого металла должна быть постоянной.

5.2.Разделение противоречивых свойств (ОП) в

пространстве.

Над донным отверстием высота столба жидкого металла должна быть постоянной.

5.3. Разделение противоречивых свойств в структуре. Чтобы сделать разлив равномерным необходимо

компенсировать действие силы гравитации, т.е. воздействовать на жидкий металл другим (не гравитационным) полем.

5.4.Разделение противоречивых свойств (ОП)

использованием физических эффектов.

Контрольный ответ 1: Высоту металла над отверстием разливочного ковша (гидростатический напор) можно регулировать с помощью центробежных сил. Т.е. необходимо вращать металл в ковше. Это можно осуществить или механически, вращая ковш или металл электромагнитным полем. Легче вращать металл, чем вращать тяжелый ковш.

Задача 1.28. Абразивная обработка (продолжение).

1. Поверхностное противоречие (ПП).

ПП: Сопло быстро изнашивается, и его приходится менять

Нежелательный эффект - анти А (износ сопла).

Требование А – сопло не изнашивается.

2.Углубленное противоречие (УП).

УП: Сопло направляет поток абразива (формирует струю), но из-за трения абразива о стенки сопла оно быстро изнашивается.

Б – анти А Требование Б – направление потока абразива.

Требование анти А – износ сопла.

3. Идеальный конечный результат (ИКР).

Сопло направляет поток абразива (формирует струю) (Б) и не изнашивается(А).

4.Обостренное противоречие (ОП).

4.1.ОП1: Сопло должно соприкасаться (свойство С)

со струей абразива, для формирования

94	Петров В. АРИЗ

2. СТРУКТУРА АРИЗ

струи (Б), и не должно соприкасаться

(свойство анти С) со струей абразива, чтобы

не изнашиваться (А).

4.2. Краткая формулировка (ОП2).

ОП2: Контакт между соплом и абразивом должен быть и не должен быть.

5.Решение задачи (РЗ).

5.1. Разделение противоречивых свойств во времени. Не разрешается.

5.2.Разделение противоречивых свойств (ОП) в

пространстве.

Не разрешается.

5.3. Разделение противоречивых свойств в структуре.

Контакт должен осуществляться через посредник или не осуществляться совсем

Опишем некоторые из возможных решений52. Таким образом, имеется два направления решения:

1. Сопло должно удерживать на внутренней поверхности частицы абразива

1.1.Частички удерживаются с помощью вакуума. Контрольный ответ 1. Сопло представляет собой сетку, на

которой создается отсос (вакуум). Частички абразива притягиваются к сетке (рис.1.29)53. Теперь сопло (сетка) "защищены" частичками абразива. Когда эти частички изнашиваются, на их месте появляются новые из потока.

Вакуум в данном изобретении создается за счет имеющегося потока воздуха. Для этого сделан канал 8. Схема действия этого физического явления показана на рис. 1.30. Поток газа или жидкости, походящий перпендикулярно концу трубки создает в ней отсос (вакуум).

52Описаны некоторые из изобретений В.Петрова, относящиеся к данной задаче.

53А.с. № 971 639

Copyright ©1976-1999 by Vladimir Petrov

95

1.6. Практика по формулированию противоречий

1 - корпус,

2 - воздушное сопло,

3 - вставка (выполнена из сетки),

4- втулка,

5- гайка,

6- камера разряжения,

7- трубопровод,

8- канал,

9- смесительная камера.

Рис. 1.29.

96	Петров В. АРИЗ

2. СТРУКТУРА АРИЗ

Поток газа или жидкости

Отсос

Трубка

Рис. 1.30.

1.2.Частички удерживаются с помощью магнитного поля. Контрольный ответ 2. Абразив может быть выполнен

ферромагнитным, например, спечен с ферромагнитными частицами. Сопло выполняется магнитным. Частички притягиваются к соплу. Остальное аналогично п. 1.1.

1.3.Частички удерживаются за счет сил гравитации и трения. Контрольный ответ 3.В сопле могут быть сделаны

"кармашки" 10 для абразива54 (рис. 1.31). Тогда струя абразива будет тереться о частицы застрявшего абразива, и застрявшие частицы будут предохранять сопло от истирания (рис. 1.32). Остальное аналогично п.1.1.

Струя абразива Частицы абразива

"Кармашки"

	Рис. 1.31	Рис. 1.32
		Контрольный ответ 4. В
	54 А.с. № 1 184 653.

Copyright ©1976-1999 by Vladimir Petrov

97

1.6. Практика по формулированию противоречий

стенках сопла имеются направляющие для сжатого воздуха. Они расположены тангенциально с наклоном к выходу сопла (рис. 1.33). Через направляющие подается сжатый воздух, который отталкивает частички абразива от стенок сопла.

A - A

Направляющие для воздуха

A A

Рис. 1.33.

Кроме того, струи воздуха закручивают поток абразива и формируя струю. При определенной конструкции и давлении воздуха, можно отказаться от основной струи воздуха.

Контрольный ответ 5.Проще всего поменять местами воздух и абразив (рис. 1.34).

Абразив

Воздушный

поток

Сопло

Струя абразива

Рис. 1.34.

1.29. Подводное крыло (продолжение).

1. Поверхностное противоречие (ПП).

98	Петров В. АРИЗ

2. СТРУКТУРА АРИЗ

ПП: Поток воды портит подводное крыло, и его приходится ремонтировать

Нежелательный эффект - анти А (портит крыло).

Требование А – крыло не изнашивается.

2. Углубленное противоречие (УП).

УП: Поток воды с помощью подводного крыла поддерживает судно, но создает кавитацию и портит подводное крыло.

Б – анти А Требование Б – поддерживает судно. Требование анти А – портит крыло.

3. Идеальный конечный результат (ИКР).

Поток воды с помощью подводного крыла поддерживает судно (Б) и не изнашивает (А) подводное крыло.

4.Обостренное противоречие (ОП).

4.1.ОП1: Крыло должно соприкасаться (свойство С) с

потоком воды, для поддержания судна (Б), и не должно соприкасаться (свойство анти С) с потоком воды, чтобы не портить крыло (А).

4.2. Краткая формулировка (ОП2).

ОП2: Контакт между крылом и потоком воды должен быть и не должен быть.

5.Решение задачи (РЗ).

5.1. Разделение противоречивых свойств во времени. Не разрешается.

5.2.Разделение противоречивых свойств (ОП) в

пространстве.

Не разрешается.

5.3. Разделение противоречивых свойств в структуре.

Контакт должен осуществляться через посредник или не осуществляться совсем

Контрольный ответ 1: Для предупреждения кавитационной эрозии гидродинамических профилей, например, подводных крыльев, защитный слой создают непрерывным намораживанием на поверхности корки льда (рис. 1.35) По мере ее разрушения от кавитации, толщину защитного слоя поддерживается в

Copyright ©1976-1999 by Vladimir Petrov

99

1.6. Практика по формулированию противоречий

установленных пределах, исключающих оголение поверхности и ее эрозию под действием кавитации55".

Поток воды

Ледяной покров

Подводное крыло

Рис. 1.35.

Контрольный ответ 2: Крыло будем нагревать (рис. 1.36). Вокруг него будет образовываться паровой пузырь (паровая каверна). Каверна позволит не только предохранить крыло от эрозии, но и позволить уменьшить сопротивление движению крылу в воде.

Поток воды

Паровая каверна

Подводное крыло

Рис. 1.36.

Контрольный ответ 3: Может быть использована сама вода. В крыле можно сделать сквозные вертикальные каналы (рис. 1.37).

55 А.с. № 412 062.

100	Петров В. АРИЗ