КЛАСС 2. РАЗВИТИЕ ВЕПОЛЬНЫХ СИСТЕМ
2.1. Переход к сложным веполям
2.1.1. Переход
к цепному веполю
2.1.2.Переход
к двойному веполю
2.2. Форсирование веполей
2.2.1. Переход
к более управляемым полям
2.2.2. Дробление
инструмента
2.2.3. Переход
к капиллярно-пористому веществу
2.2.4. Динамизация
веполя
2.2.5. Структуризация
поля
2.2.6. Структуризация
вещества
2.3. Форсирование согласованием
ритмики
2.3.1. Согласование
ритмики поля и изделия (или инструмента)
2.3.2. Согласование
ритмики используемых полей
2.3.3. Согласование
несовместимых или ранее независимых действий
2.4. Феполи
(Комплексно-форсированные веполи)
2.4.1. Переход
к "протофеполю"
2.4.2. Переход
к феполю
2.4.3.Использование
магнитной жидкости
2.4.4. Использование
капиллярно-пористой структуры феполя
2.4.5. Переход
к комплексному феполю
2.4.6. Переход
к феполю на внешней среде
2.4.7. Использование
физэффектов
2.4.8. Динамизация
феполя
2.4.9. Структуризация
феполя
2.4.10. Согласование
ритмики в феполе
2.4.11. Переход
к эполю - веполю с взаимодействующими токами
2.4.12. Использование
электрореологической жидкости
2.1.
ПЕРЕХОД К СЛОЖНЫМ ВЕПОЛЯМ
Повышение
эффективности веполей может быть достигнуто прежде всего переходом от простых
веполей к сложным - цепным и двойным. Усложнение здесь относительно небольшое,
между тем переход обеспечивает появление новых и усиление уже имеющихся
качеств, прежде всего управляемости системы.
2.1.1. Переход к цепному
веполю
Если нужно повысить эффективность вепольной
системы, задачу решают превращением одной из частей веполя в независимо
управляемый веполь и образованием цепного веполя:
(В3 или В4 в свою
очередь может быть развернуто в веполь.)
Авторское свидетельство № 428119.
Устройство для заклинивания, содержащее клин и клиновую прокладку с
нагревательным элементом, отличающееся тем, что с целью облегчения извлечения клина
клиновая прокладка выполнена из двух частей, одна из которых легкоплавкая.
Авторское свидетельство № 1052351.
Сборный инструмент, в котором корпус состоит из двух концентрично расположенных
втулок (вместо одного цилиндра). Втулки сопряжены между собой с гарантированным
натягом и выполнены из материалов с различным коэффициентом линейного
расширения, выбранных из условия сохранения гарантированного натяга и создания
осевого натяга в инструменте.
Если в технической системе имеется объект,
который движется или должен двигаться под действием силы тяжести вокруг
некоторой оси, и надо управлять движением этого объекта, задача решается
введением в данный объект вещества, управляемо движущегося внутри объекта и
вызывающего своим движением перемещение центра тяжести системы.
Авторское свидетельство № 271763.
Самоходный кран с подвижным противовесом.
Авторское свидетельство № 508427.
Трактор с подвижным центром тяжести для работы на крутых склонах.
Авторское свидетельство № 329441.
Качающийся дозатор имеет ковш, постепенно заполняемый жидкостью, и противовес.
Когда ковш наполняется, дозатор наклоняется и выливает жидкость. Однако такой
дозатор слишком рано начинает подниматься - часть жидкости остается в ковше.
Предложено в противовесе сделать канал, в котором свободно перемещается шарик.
При опрокидывании ковша шарик смещается к оси, передвигает центр тяжести
системы и тем самым удерживает ковш наклонным до полного слива жидкости.
Цепной веполь может образовываться и при
развертывании связей в веполе. В этом случае связь В1 --- В2
встраивается в звено П2 --- В3:
Патент Англии 824047.
Предлагается устройство для передачи вращения с одного вала к другому (муфта),
содержащее наружный и внутренний роторы, охваченные электромагнитом. В зазоре
между роторами находится магнитная жидкость, твердеющая в магнитном поле. Если
электромагнит не включен, роторы свободно вращаются относительно друг друга.
При включении электромагнита жидкость приобретает твердость и жестко связывает
роторы, то есть позволяет передавать вращающий момент.
2.1.2. Переход к двойному
веполю
Если дан плохо управляемый веполь и нужно
повысить его эффективность, причем замена элементов этого веполя недопустима,
задача решается постройкой двойного веполя путем введения второго поля, хорошо
поддающегося управлению:
Авторское свидетельство № 275331.
Способ регулируемого расхода жидкого металла из разливочного ковша,
отличающийся тем, что с целью безаварийной разливки гидростатический напор
регулируют высотой металла над отверстием разливочного стакана, вращая металл в
ковше электромагнитным полем.
ЗАДАЧА 4
Установка для получения искусственных шаровых молний представляет собой реактор
("бочку"), внутри которого находится гелий (давление до 3 атм.). Под
действием мощного электромагнитного излучения в гелии возникает плазменный
шнуровой разряд, стягивающийся в сферический сгусток плазмы. Для удержания
этого сгустка в центральной части "бочки" используют соленоид,
кольцеобразно расположенный вокруг "бочки". Изменились условия опыта
- резко повысилась мощность ЭМ-излучения. Плазма стала горячее и,
следовательно, менее плотной, более легкой. Плазменный шар стал всплывать
вверх. Чтобы удержать молнию в центре "бочки", попробовали повысить
мощность соленоидного кольца. Ничего не получилось: молния поднималась вверх -
только чуть медленнее. Сотрудники П.Л. Капицы предложили демонтировать установку,
строить новую, имеющую значительно более сильную соленоидную систему. Но П.Л.
Капица нашел другое решение. Какое?
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 4 по СТАНДАРТУ 2.1.2:
Дан неэффективный (неуправляемый) веполь: гравитационное поле, плазменный
разряд, газ. Необходимо ввести второе (управляемое) поле. Каким оно может быть?
Гравитационные, тепловые, электромагнитные поля отпадают по условиям задачи.
Остаются различные механические поля, прежде всего - поле центробежных сил.
"Идея заключалась в том, чтобы завертеть
по кругу газ... Вместе с газом завертелся и сам разряд и перестал всплывать...
А заставляли газ непрерывно вращаться самые обычные воздуходувки, хорошо
знакомые всем по домашнему пылесосу. Впрочем, именно пылесос и был использован
на первых порах" ("Химия и жизнь", 1971, № 3, с. 8).
2.2
ФОРСИРОВАНИЕ ВЕПОЛЕЙ
Общая идея шести стандартов, входящих в этот
подкласс, заключается в увеличении эффективности веполей - простых и сложных -
без введения новых полей и веществ. Достигается это форсированным
использованием имеющихся вещественно-полевых ресурсов.
2.2.1. Переход к более
управляемым полям
Если дана вепольная система, ее эффективность
может быть повышена заменой неуправляемого (или плохо управляемого) рабочего
поля управляемым (хорошо управляемым) полем, например, заменой гравитационного
поля механическим, механического - электрическим и т.д.
Авторское свидетельство № 989386.
Способ определения поверхностного натяжения жидкостей методом максимального
давления в капле, выдавливаемой из капилляра, отличающийся тем, что с целью
экономии дорогостоящих материалов, повышения воспроизводимости результатов и
расширения круга исследуемых материалов максимальное давление создают с помощью
центробежных сил, при этом измеряют скорость вращения жидкости в капилляре в
момент выдавливания капли.
Авторское свидетельство № 496146.
Способ очистки электролита в процессе электромеханической обработки, основанный
на отделении продуктов анодного растворения, отличающийся тем, что с целью
повышения качества очистки электролит до входа в рабочий зазор пропускают через
электростатическое поле.
Авторское свидетельство № 1002259.
Способ сгущения биосуспензий путем аэрации и флотации в псевдосжиженном слое
частиц дисперсного материала в присутствии поверхностно активного вещества и
коагулянта, отличающийся тем, что с целью повышения степени сгущения
биосуспензий микроорганизмов активного ила в качестве дисперсного материала в
зоне аэрации используют частицы из ферромагнетиков, а в зоне флотации - из
сегнетоэлектриков.
2.2.2. Дробление инструмента
Если дана вепольная система, ее эффективность
может быть повышена путем увеличения степени дисперсности (дробления) вещества,
играющего роль инструмента:
Пояснения.
1.
Символом
Вм обозначено вещество, состоящее из множества мелких частиц
(песчинки, порошок, дробинки и т. д.).
2.
Стандарт
2.2.1 отражает одну из основных закономерностей развития технических систем -
тенденцию к измельчению инструмента или его части, непосредственно
взаимодействующей с изделием.
Авторское свидетельство № 272737.
При последовательной перекачке разных жидкостей по одному трубопроводу
использовались поршневые и шаровые разделители. Работали они плохо, быстро
истирались, застревали и т. д. Предложено ввести в зону контакта жидкостей
разделитель из дробинок размерами 0,3-
Авторское свидетельство № 354145.
В щите для выемки угольных пластов вместо балок большого диаметра предложено
использовать пучки из тонкомерных стержней. Видна линия дальнейшего развития:
от пучков стержней к пучкам нитей.
2.2.3. Переход к
капиллярно-пористому веществу
Особый случай дробления вещества - переход от
сплошных веществ к капиллярно-пористым. Переход этот осуществляется по линии:
"сплошное вещество -->
сплошное вещество с одной полостью -->
сплошное вещество со многими полостями (перфорированное вещество) -->
капиллярно-пористое вещество -->
капиллярно-пористое вещество с определенной структурой (и размерами) пор".
По мере развития этой линии увеличивается
возможность размещения в полостях-порах жидкого вещества и использования
физических эффектов:
Авторское свидетельство № 243177.
Устройство для передачи усилий от опоры копра на фундамент. Отличается тем, что
с целью обеспечения равномерности давления на фундамент выполнено в виде
плоского замкнутого сосуда, заполненного жидкостью.
Авторское свидетельство № 878312.
Огнепреградитель, содержащий корпус с размещенными между решеток гранулами
насадки, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности работы
огнепреградителя гранулы насадки выполнены полыми из легкоплавкого материала и
заполнены огнетушащим веществом.
Авторское свидетельство № 403517.
Нагревательный стержень-паяльник выполнен не сплошным, а капиллярно-пористым.
Благодаря этому можно отсасывать припой при демонтаже паяных соединений.
Авторское свидетельство № 493252.
Пучок капиллярных трубок (вместо одного крупного баллончика) образует
устройство, аккуратно наносящее клей.
Авторское свидетельство № 713697.
Экструзионная головка, содержащая корпус с рабочим каналом, облицованным
пористым материалом, и со штуцером для подвода смазки в рабочий канал через
облицовку. Отличается тем, что с целью повышения экономичности путем
возможности подачи смазки под сниженным давлением облицовка выполнена
двухслойной, причем наружный слой выполнен с большим размером пор, чем
внутренний, контактирующий с расплавом.
2.2.4. Динамизация веполя
Если дана вепольная система, ее эффективность
может быть повышена путем увеличения степени динамизации, то есть перехода к
более гибкой, быстро меняющейся структуре системы:
Пояснения.
1.
Треугольным
символом с волнистой линией обозначена динамичная вепольная система,
перестраивающаяся в процессе работы.
2.
Динамизация
В2 чаще всего начинается с разделения В2 на две шарнирно
соединенные части. Далее динамизация идет по линии: один шарнир - много
шарниров - гибкое В2.
3.
Динамизация
П в простейшем случае осуществляется переходом от постоянного действия поля
(или П совместно с В2) к импульсному действию.
Авторское свидетельство № 324990.
Опора для шпалерных насаждений, выполненная в виде столба для крепления
шпалерной проволоки, отличающаяся тем, что с целью использования самой опоры
для осеннего пригибания ветвей, подвязанных к проволоке, она выполнена из двух
шарнирно соединенных частей.
Авторское свидетельство № 943392.
Способ обработки тампонажного раствора путем воздействия на него магнитным
полем, отличающийся тем, что с целью повышения качества тампонажного раствора
воздействие магнитным полем ведут в импульсном режиме.
Эффективная динамизация системы может быть
осуществлена за счет использования фазовых переходов первого рода (например,
замерзание воды или таяние льда) или второго рода (например, эффект
"памяти формы").
Авторское свидетельство № 280867.
Способ соединения токоподводящих шин электролизных ванн легкоплавким составом,
помещенным в зазоры между концами шин. Отличается тем, что с целью снижения
окисления сплава и улучшения электрического контакта между шинами количество
тепла, отводимое от контактного соединения, регулируют так, чтобы при работе ванны
поддерживать сплав в твердом состоянии, а при демонтаже и монтаже контактного
соединения - в жидком.
Авторское свидетельство № 710736.
Устройство для гибки петель из проволоки, содержащее смонтированные в корпусе
оправку и гибочный инструмент, отличающееся тем, что с целью упрощения
конструкции оно имеет нагреватель для гибочного инструмента. При этом гибочный
инструмент выполнен из термообработанного материала, например из
титано-никелевого сплава, способного при нагревании принимать полученную в процессе
термообработки конфигурацию, восстанавливаемую до первоначальной при
охлаждении.
2.2.5. Структуризация поля
Если дана вепольная система, ее эффективность
может быть повышена переходом от полей однородных или имеющих неупорядоченную
структуру к полям неоднородным или имеющим определенную пространственную
структуру (постоянную или переменную):
Пояснения.
Значок # над буквой П указывает, что поле имеет определенную пространственно-временную
структуру.
Авторское свидетельство № 504538.
Способ фумигации (окуривания ядовитым газом) помещений на судах. Пункт 1
формулы изобретения: используют звуковое поле. Пункт 3: источники звука
работают в противофазе и создают стоячие волны.
Авторское свидетельство № 715341.
Частицы порошка заряжают разноименным электричеством. Наносят слой одного
порошка на слой другого и перемещают их в неоднородном электрическом поле. При
движении порошки быстро смешиваются.
Авторское свидетельство № 1044333.
Для отделения из потока слабомагнитных тонких фракций предложено использовать
неоднородное магнитное поле, создаваемое рифленой пластиной.
Если веществу, входящему в веполь (или
могущему войти), должна быть придана определенная пространственная структура,
то процесс следует вести в поле, которое имеет структуру, соответствующую
требуемой структуре вещества:
Авторское свидетельство № 536874.
Способ профилирования материала (типа пруткового) путем наложения на заготовку
ультразвуковых колебаний и ее пластической деформации, отличающийся тем, что с
целью получения на заготовке периодического профиля синусоидального характера
заготовку подвергают действию ультразвуковых колебаний так, чтобы расположение
пучностей и узлов ультразвуковой волны соответствовало выступам и впадинам
профиля, после чего осуществляется процесс пластического деформирования
заготовки в осевом направлении.
Если надо перераспределить энергию поля,
например с целью концентрации, или, наоборот, создать зоны, где действие поля
не проявляется, следует перейти к использованию стоячих волн.
Авторское свидетельство № 1085767.
Способ заточки стеклянных микропипеток, установленных под углом к подложке, на
которую помещают свободный абразив, отличающийся тем, что с целью повышения
производительности из абразива посредством возбуждения стоячей волны формируют
валик, в который помещают обрабатываемый кончик микропипетки.
Стандарт 2.2.5 часто используют в сочетании
со стандартом 1.2.5
(отключение магнитных связей).
Авторское свидетельство № 729658.
Способ изготовления ферритовых изделий со сложным магнитопроводом, включающий
прессование ферритовой плиты с последующим обжигом и выполнением в ней
нерабочих зон, отличающийся тем, что с целью повышения механической прочности
изделий нерабочие зоны выполняют с местным нагревом до потери магнитных
свойств.
Авторское свидетельство № 880570.
Способ сборки штампа по чертежу путем размещения на электромагнитной плите
составляющих формообразующих элементов и последующего закрепления их на плите
пропусканием через нее тока. Отличается тем, что с целью повышения
производительности труда формообразующие элементы штампа выполняют из
термомагнитного сплава, размещают их на плоскости электромагнитной плиты
равномерно, посредством инфракрасных лучей проецируют на них изображение
чертежа, нагревают освещенные участки до температуры перехода через точку Кюри,
после чего через электромагнитную плиту пропускают ток.
ЗАДАЧА 5
Предположим, что на одной из планет системы Тау Кита обнаружена жизнь. Правда,
всего лишь в виде планктона. Автоматы доставили на Землю образцы воды с
крохотными (50-100 микрон) комочками живой материи. Сразу же возникла задача:
как наблюдать "инопланетян" в микроскоп, если они находятся в
постоянном броуновском движении? Посмотришь в микроскоп и ничего не разглядишь:
тау-китяне, как сказано у поэта, сто явятся, то растворятся"...
Чтобы вести наблюдение с помощью микроскопа,
объект нужно остановить и некоторое время (1-2 минуты) подержать на месте.
Требуется предложить идею способа фиксирования микрообъектов в жидкости (в
условиях максимально близких к естественным).
Для сведения. Частицы планктона практически
неспособны к самостоятельному передвижению. Они перемещаются вместе с водой,
либо за счет броуновского движения.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 5 по СТАНДАРТУ 2.2.5:
Авторское свидетельство № 523397.
Создают стоячую волну. Частицы фиксируются в узлах.
2.2.6.
Структуризация вещества
Если дана вепольная система, ее эффективность
может быть повышена переходом от веществ однородных или имеющих неупорядоченную
структуру к веществам неоднородным или имеющим определенную пространственную
структуру (постоянную или переменную):
Пояснения.
Значок # над буквой В указывает, что вещество имеет определенную
пространственно-временную структуру.
Авторское свидетельство № 713146.
Способ изготовления пористых огнеупоров: для создания направленной пористости
используют выгорающие шелковые нити.
Если нужно получить интенсивное тепловое
воздействие в определенных местах системы (точках, линиях), в эти места следует
заранее ввести экзотермические вещества.
2.3
ФОРСИРОВАНИЕ СОГЛАСОВАНИЕМ РИТМИКИ
Подкласс 2.3 включает стандарты по
форсированию веполей особенно экономичными способами. Вместо введения или
существенного изменения веществ и полей стандарты подкласса 2.3 предусматривают
чисто количественные изменения - частот, размеров, массы. Таким образом,
значительный новый эффект достигается при минимальных изменениях системы.
2.3.1. Согласование
ритмики поля и изделия (или инструмента)
В вепольных системах действие поля должно
быть согласовано по частоте (или сознательно рассогласовано) с собственной
частотой изделия (или инструмента).
Авторское свидетельство № 614794.
Устройство для массажа синхронно с ударами сердца. В стенку ванны, куда
помещают больного, вмонтирована диафрагма насоса, передающего лечебной жидкости
или грязям импульсы по команде датчика, контактирующего с телом больного.
Авторское свидетельство № 787017.
Способ низведения камней мочеточников путем введения в мочеточник петли,
закрепления ее на камне и приложения тянущего усилия. Отличается тем, что с
целью увеличения числа видов и размеров низводимых камней, а также уменьшения
травмирования мочеточника и болевых ощущений частоту тянущих усилий выбирают
кратной частоте перистальтики мочеточника.
Авторское свидетельство № 317797.
Способ предварительного ослабления угольного пласта путем воздействия на породы
искусственно создаваемых импульсов, отличающийся тем, что с целью повышения
эффективности ослабления на массив, предварительно приведенный в возбужденное
состояние, воздействуют направленными импульсами с частотой, равной частоте
собственных колебаний массива.
Авторское свидетельство № 856706.
Способ дуговой сварки плавящимся электродом, при котором на дугу воздействуют
импульсным высокочастотным магнитным полем, отличающимся тем, что с целью
повышения производительности процесса дуговой сварки магнитное поле генерирует
с частотой пульсации, равной собственной частоте электрода.
Авторское свидетельство № 641229.
Способ работы шлаковой шахты путем сжигания в ее полости топлива, отличающийся
тем, что с целью улучшения вытекания шлака сжигание топлива осуществляют в
пульсирующем режиме с частотой колебаний, равной собственной частоте колебаний
шахты.
Авторское свидетельство № 307896.
Способ безопилочного резания древесины при помощи изменяющего свои
геометрические размеры режущего инструмента, отличающийся тем, что с целью
снижения усилия внедрения инструмента в древесину резание ее осуществляют
инструментом, частота пульсации которого близка к собственной частоте колебаний
перерезаемой древесины.
Авторское свидетельство № 940714.
Способ распускания закристаллизовавшегося в сотах меда, включающий размещение
сотов с медом в электромагнитном поле СВЧ. Отличается тем, что с целью
исключения деформации сотов одновременно с обработкой в электромагнитном поле
СВЧ соты с медом охлаждают, а обработку в электромагнитном поле проводят при
частоте поля равной резонансной частоте диполей воды.
ПРИМЕРЫ на АНТИРЕЗОНАНС:
Авторское свидетельство № 514141.
Уплотнение торцового типа с двумя и более концентрично расположенными торцовыми
парами, отличающееся тем, что с целью повышения надежности при работе в
условиях значительных вибраций торцовые пары выполнены с частотами собственных
колебаний неравными и некратными друг другу.
Авторское свидетельство № 714509.
Провод электропередачи, содержащий один или несколько повивов проволок,
отличающийся тем, что с целью увеличения эксплуатационной надежности провода
путем уменьшения амплитуды колебания провода при гололедно-ветровых нагрузках
диаметр одной из проволок внешнего повива больше диаметра остальных.
ЗАДАЧА 6
В пятом номере бюллетеня "Изобретения. Открытия" за 1985 год на стр.
99 приведена формула авторского свидетельства № 1138511: "Способ
закрепления несвязных пород, включающий нагнетание в породы тампонажного
раствора, отличающийся тем, что с целью снижения затрат путем увеличения
радиуса закрепления пород во время нагнетания тампонажного раствора ему и
окружающим породам сообщают колебания". Спрогнозируйте следующее
техническое решение, закономерно развивающее изобретение по авторскому
свидетельству № 1138511.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 6 по СТАНДАРТУ 2.3.1:
Очевидная аналогия с приведенным выше авторским свидетельством № 317797,
по которому ослабление горной породы достигается нагнетанием жидкости в
резонанс с частотой разрушаемого массива. По авторскому свидетельству №
1138511 надо не ослаблять, а укреплять массив горной породы. Следовательно,
следующее изобретение рассогласует (а может быть, и согласует) частоту
нагнетания тампонажного раствора с собственной частотой горного массива.
2.3.2.
Согласование ритмики используемых полей
В сложных вепольных системах должны быть
согласованы (или сознательно рассогласованы) частоты используемых полей.
Авторское свидетельство № 865391.
Способ обогащения тонкоизмельченных сильномагнитных руд, включающий воздействие
на руду бегущим магнитным полем и вибрациями. Отличается тем, что с целью
повышения эффективности процесса сепарации бегущее поле включают синхронно
вибрациям.
Авторское свидетельство № 521107.
Способ нанесения покрытий электрическими разрядами с использованием наносимого
материала в виде порошка, включающий импульсную подачу тока с наложением
магнитного поля. Отличается тем, что с целью повышения твердости и обеспечения
мелкозернистости структуры покрытий наложение магнитного поля осуществляют
импульсами, причем каждому импульсу магнитного поля соответствует импульс тока.
2.3.3. Согласование
несовместимых или ранее независимых действий
Если два действия, например, изменение и
измерение, несовместимы, одно действие осуществляют в паузах другого. Помните:
паузы в одном действии должны быть заполнены другим полезным действием.
Авторское свидетельство № 336120.
Способ автоматического управления термическим циклом контактной точечной сварки
(преимущественно деталей малых толщин), основанный на измерении
термоэлектродвижущей силы, отличающийся тем, что с целью повышения точности
управления при сварке импульсами повышенной частоты измеряют
термоэлектродвижущую силу в паузах между импульсами сварочного тока.
Авторское свидетельство № 343722.
Способ производства тонких широких листов раскаткой на неподвижной опорной
поверхности, отличающийся тем, что с целью получения повышенной ширины листа
лист по частям раскатывают в поперечном направлении с продольным перемещением
листа во время пауз рабочими движениями валка.
Авторское свидетельство № 778981.
Способ электрохимической обработки деталей импульсным рабочим током с
индукционным нагреванием их в процессе обработки, отличающийся тем, что с целью
повышения производительности труда индукционный нагрев производят в паузах
между импульсами рабочего тока.
2.4 ФЕПОЛИ
(КОМПЛЕКСНО-ФОРСИРОВАННЫЕ ВЕПОЛИ)
Форсирование может идти сразу несколькими
стандартными путями. Наибольшему форсированию поддаются феполи (то есть веполи
с дисперсным ферровеществом и магнитным полем).
2.4.1. Переход к
"протофеполю"
Если дана вепольная система, ее эффективность
может быть повышена путем использования ферромагнитного вещества и магнитного
поля:
Пояснения.
1.
Стандарт
о применении ферромагнитного вещества, не находящегося в измельченном
состоянии. Речь идет о "протофеполях", "полуфеполях" -
структуре на пути к феполям.
2.
Стандарт
применим не только к простым веполям, но и к комплексным, а также к веполям,
включающим внешнюю среду.
Авторское свидетельство № 794113.
Способ укладки дренажа, включающий отрывку траншеи с одновременной укладкой в
нее труб, заделку стыков труб фильтрующим материалом и засыпку траншеи грунтом.
Отличается тем, что с целью повышения качества укладки путем устранения
смещения труб (одна относительно другой) поверхность дренажных труб и
фильтрующий материал перед укладкой в траншею покрывают слоем ферромагнетика и
намагничивают.
Авторское свидетельство № 499898.
Питатель (преимущественно для образования порошково-воздушной смеси),
содержащий герметичную емкость с разгрузочной горловиной, воздухопроводящим и
расходным трубопроводами, смесительную камеру и механизм подачи порошка. Отличается
тем, что с целью повышения ресурса механизма подачи его рабочий орган выполнен
в виде гибкого ферромагнитного элемента, например стального троса, размещенного
по оси разгрузочной горловины, последняя выполнена из парамагнитного материала
между емкостью и смесительной камерой, а привод гибкого элемента осуществлен от
последовательно подключаемых электромагнитов, смонтированных вокруг
разгрузочной горловины с ее наружной стороны.
2.4.2. Переход к феполю
Чтобы повысить эффективность управления
системой, необходимо перейти от веполя или "протофеполя" к феполю,
заменив одно из веществ феррочастицами (или добавив феррочастицы) - стружку,
гранулы, зерна и т. д. - и использовав магнитное или электромагнитное поле.
Эффективность управления повышается с увеличением
степени дробления феррочастиц, поэтому развитие феполей идет по линии:
гранулы -
порошок -
мелкодисперсные феррочастицы.
Эффективность повышается также с увеличением
степени дробления вещества, в которое введены феррочастицы. Развитие здесь идет
по линии:
"твердое вещество -
зерна -
порошок -
жидкость":
Пояснения.
1.
Переход
к феполям можно рассматривать как совместное применение двух стандартов - 2.4.1
(введение ферровещества и магнитного поля) и 2.2.1 (дробление вещества).
2.
Превратившись
в феполь, вепольная система повторяет цикл развития веполей - но на новом
уровне, так как феполи отличаются высокой управляемостью и эффективностью. Все
стандарты, входящие в группу 2.4, можно считать своего рода
"изотопами" нормального ряда стандартов (группы 2.1-2.3). Выделение
"фепольной линии" в отдельную группу 2.4 оправдано (во всяком случае
на этом этапе развития системы стандартов) исключительным практическим
значением феполей. Кроме того, "фепольный ряд" удобен как тонкий
исследовательский инструмент для изучения более грубого "вепольного
ряда" и прогнозирования его развития.
Авторское свидетельство № 1045945.
Распылитель, содержащий емкость для жидкости с патрубками подачи и слива
жидкости и электрод, соединенный с высоковольтным источником, отличающийся тем,
что с целью повышения дисперсности электроаэрозоля и упрощения эксплуатации
распылителя снаружи емкости расположена обмотка из провода, а внутри размещены
гранулы из магнитно-твердого материала, намагниченные в магнитном поле.
Авторское свидетельство № 1006598.
Способ предотвращения образования льда на поверхности водоема, включающий
создание на защищаемой поверхности теплоизоляционного слоя, образованного из
гранул водо-непоглощающего теплоизоляционного материала легче воды. Отличается
тем, что с целью повышения надежности защиты путем ликвидации сноса
теплоизоляционного материала течением теплоизоляционный слой, выполненный из
гранул металлизированного ферромагнетиками материала, размещают между
противоположно направленными магнитными полями.
Авторское свидетельство № 1068693.
Мишень для стрельбы из лука. Выполнена в виде кольцевого электромагнита,
заполненного сыпучим ферромагнитным материалом.
Авторское свидетельство № 329333.
Пневматический дроссель с электромагнитным управлением, в корпусе которого
расположен канал для прохода воздуха, с каналом соединены входной и выходной
штуцеры, электромагнит, обмотка которого соединена с клеммами подачи входных
сигналов, и клапан. Отличается тем, что с целью повышения надежности и
упрощения конструкции дросселя его клапан выполнен в виде ферромагнитного
порошка, расположенного между сетками, установленными в канале.
Авторское свидетельство № 708108.
Способ временного перекрытия трубопровода путем закачки в него композиции,
способной отвердевать до образования герметизирующего тампона, отличающийся
тем, что перед закачкой в трубопровод с целью повышения эффективности в
композицию добавляют дисперсный адсорбент с ферромагнитными свойствами, а в
процессе закачки в зоне формирования герметизирующего тампона на композицию
воздействуют магнитным полем.
Авторское свидетельство № 933927.
Способ разрушения горных пород, заключающийся в том, что разрушение ведут
жидкостью, содержащей ферромагнитные частицы, на которые воздействуют
электромагнитным полем.
ЗАДАЧА 7
Стальную проволоку изготавливают волочением через фильеру. При этом проволока
быстро изнашивает фильеру, диаметр отверстия в ней (а следовательно, и диаметр
проволоки) увеличивается, фильеру приходится часто менять. Как быть?
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 7 по СТАНДАРТУ 2.4.2:
Один из типичных случаев, когда решением является переход от веполя к феполю. А.с.
499912: "Способ бесфильерного волочения стальной проволоки, включающий
деформацию растяжением, отличающийся тем, что с целью получения проволоки
постоянного диаметра без перегибов и нагрева, необходимую деформацию
осуществляют путем протягивания проволоки через ферромагнитную массу,
помещенную в электромагнитное поле".
2.4.3.
Использование магнитной жидкости
Эффективность феполей может быть повышена
путем перехода к использованию магнитных жидкостей - коллоидных феррочастиц,
взвешенных в керосине, силиконе или воде. Стандарт 2.4.3 можно рассматривать
как предельный случай развития по стандарту 2.4.2.
Авторское свидетельство № 1124152.
Устройство для снижения гидравлического сопротивления в трубопроводе,
содержащее средства для создания кольцевого пристеночного слоя маловязкой
жидкости, отличающееся тем, что с целью снижения затрат средство для создания
кольцевого пристеночного слоя выполнено в виде постоянных магнитов,
установленных на внешней поверхности трубопровода на расстоянии равном 0,5-10
их ширины, при этом в качестве маловязкой жидкости используют магнитную
жидкость.
Авторское свидетельство № 1068574.
Плотина с изменяемым агрегатным состоянием, включающая закрепленную на флютбете
замкнутую оболочку из эластичного материала и заполнитель, отличающаяся тем,
что с целью повышения надежности в работе плотины внутри оболочки размещен
каркас из токопроводящей спирали, а в качестве заполнителя принята твердеющая в
магнитном поле ферромагнитная жидкость.
Авторское свидетельство № 438829.
Заглушка, например, для герметизации трубопровода и горловин, выполненная в
виде стакана под уплотнитель, отличающаяся тем, что с целью сокращения времени
установки и снятия заглушки на наружной поверхности стакана установлена
электромагнитная катушка, а в качестве уплотнителя используется ферромагнитная
жидкость.
Авторское свидетельство № 740646.
Магнитное транспортное устройство, преимущественно для транспортировки внутри
герметичных камер, содержащее перемещаемый от привода в немагнитном
трубопроводе ведущий магнитный элемент и связанную с ним через постоянный
магнит ведомую тележку, расположенную вне трубопровода. Отличается тем, что с
целью повышения надежности работы ведущий элемент выполнен из магнитной
жидкости.
Авторское свидетельство № 985076.
Применение магнитной жидкости в качестве закалочной среды.
2.4.4. Использование
капиллярно-пористой структуры феполя
Эффективность феполей может быть повышена за
счет использования капиллярно-пористой структуры, присущей многим фепольным
системам.
Авторское свидетельство № 1013157.
Устройство для пайки волной припоя
выполнено в виде магнитного цилиндра, покрытого слоем ферромагнитных частиц.
Основное назначение - удаление излишков припоя. Одновременно пористая структура
используется для подачи (как фитиль) флюса из внутренней полости цилиндра.
2.4.5. Переход к
комплексному феполю
Если нужно повысить эффективность управления
системой путем перехода к феполю, а замена веществ феррочастицами недопустима,
переход осуществляют построением внутреннего или внешнего комплексного феполя,
вводя добавки в одно из веществ:
Авторское свидетельство № 751778.
Способ транспортирования деталей с помощью грузоподъемного электромагнита,
отличающийся тем, что с целью обеспечения транспортирования немагнитных деталей
последние предварительно засыпают магнитомягкими сыпучими материалами.
2.4.6. Переход к феполю на
внешней среде
Если нужно повысить эффективность управления
системой путем перехода от веполя к феполю, а замена веществ феррочастицами
(или введение добавок в вещества) недопустима, то феррочастицы следует ввести
во внешнюю среду и, действуя магнитным полем, менять параметры среды, а
следовательно, управлять находящейся в ней системой (стандарт 2.4.3):
Авторское свидетельство № 469059.
Способ демпфирования механических колебаний путем перемещения металлического
неферромагнитного подвижного элемента между полюсами магнита, отличающийся тем,
что с целью уменьшения времени демпфирования в зазор между полюсами магнита и
подвижным элементом вводят магнитную жидкость и меняют напряженность магнитного
поля пропорционально амплитуде колебаний.
Если в системе используются поплавки или одна
часть системы является поплавком, то в жидкость следует ввести ферромагнитные
частицы и управлять кажущейся плотностью жидкости. Управление можно также
вести, пропуская сквозь жидкость ток и действуя электромагнитным полем.
Авторское свидетельство № 527280.
Манипулятор для сварочных работ, содержащий поворотный стол и узел, выполненный
в виде поплавкового механизма, шарнирно соединенного со столом через кронштейн
и помещенного в емкость с жидкостью. Отличается тем, что с целью увеличения
скорости перемещения стола в жидкость введена ферромагнитная смесь, а емкость с
жидкостью помещена в электромагнитную обмотку.
В качестве внешней среды могут быть
использованы также электрореологические жидкости, управляемые электрическими
полями.
2.4.7. Использование
физэффектов
Если дана фепольная система, ее управляемость
может быть повышена за счет использования физических эффектов.
Авторское свидетельство № 452055.
Способ повышения чувствительности измерительных магнитных усилителей,
заключающийся в использовании термического воздействия на сердечник магнитного
усилителя. Отличается тем, что с целью снижения уровня магнитных шумов при
работе усилителя поддерживают абсолютную температуру сердечника равной
0,92-0,99 температуры Кюри материала сердечника (использован эффект Гопкинса).
2.4.8. Динамизация феполя
Если дана фепольная система, ее управляемость
может быть повышена путем динамизации, то есть перехода к гибкой, меняющейся
структуре системы:
Авторское свидетельство № 750264.
Устройство для контроля толщины стенок полых изделий из немагнитных материалов,
содержащее индуктивный преобразователь с измерительной схемой и ферромагнитный
элемент, расположенные по разные стороны контролируемой стенки. Отличается тем,
что с целью повышения точности измерения ферромагнитный элемент выполнен в виде
надувной эластичной оболочки, покрытой ферромагнитной пленкой.
Авторское свидетельство № 792080.
Способ имитации почвенной массы в устройствах для испытания рабочих органов
сельскохозяйственных машин, предусматривающий введение в ее состав
ферромагнитных частиц. Отличается тем, что с целью расширения условий испытания
рабочих органов сельскохозяйственных машин на частицы воздействуют
электромагнитным полем, напряженность которого регулируют.
ЗАДАЧА 8
Из описания к а. с. 903090: "Известен способ шлифования деталей
инструментом в виде баллона из эластичного материала, рабочая поверхность
которого покрыта абразивом. Шлифование происходит в условиях постоянного
прижима инструмента к заготовке. Для равномерного прижима абразива к
обрабатываемой поверхности в баллон вводят ферромагнитные частицы, образующие
суспензию, а инструмент прижимают путем воздействия на него постоянным
магнитным полем. Реализация данного способа позволяет повысить равномерность
прижима абразива к обрабатываемой поверхности и точность обработки. Однако
одновременно, вследствие увеличения площади контакта круга с заготовкой, в зоне
резания повышается температура, усиливается затупление абразива, что приводит к
повышению шероховатости обрабатываемых поверхностей и снижает
производительность процесса..." Как быть?
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 8 по СТАНДАРТАМ 2.4.3, 2.4.7, 2.4.8:
Постоянный прижим абразива заменяют переменным, круг вибрирует, трение
уменьшается. С этой целью вводят дополнительное переменное магнитное поле,
действующее на ферросуспензию (динамизация). Чтобы действие магнитного поля на
ферросуспензию было максимальным, частицы суспензии выполняют из материала с
магнитострикционными свойствами (использование физического эффекта).
2.4.9.
Структуризация феполя
Если дана фепольная система, ее эффективность
может быть повышена переходом от полей однородных или имеющих неупорядоченную
структуру, к полям неоднородным или имеющим определенную пространственную
структуру (постоянную или переменную):
Авторское свидетельство № 545479.
Способ магнитной формовки профильных изделий из термопластов. В качестве
пуансона используют ферропорошок, на который налагают температурное поле, превышающее
в местах наименьшей вытяжки точку Кюри:
Если веществу, входящему в феполь (или
могущему войти в феполь), должна быть придана определенная пространственная
структура, то процесс следует вести в поле, со структурой, соответствующей
требуемой структуре вещества:
Авторское свидетельство № 587183.
Способ получения ворса на поверхности термопластического материала, при котором
ворс образуют путем вытяжки поверхностных слоев материала с последующим
охлаждением. Отличается тем, что с целью повышения производительности и
увеличения возможности управления процессом ворсообразования перед операцией
вытяжки в поверхностные слои материала вводят ферромагнитные частицы,
производят нагрев термопластического материала до температуры его плавления, а
вытяжку осуществляют путем извлечения ферромагнитных частиц посредством их
контакта с электромагнитом.
2.4.10. Согласование
ритмики в феполе
Если дана "протофепольная" или
фепольная система, ее эффективность может быть повышена согласованием ритмики
входящих в систему элементов.
Авторское свидетельство № 698663.
Предложено при вибромагнитной сепарации материала вращающееся магнитное поле
реверсировать синхронно с вибрациями. При этом уменьшается сила сцепления между
частицами материала и повышается эффективность разделения.
Авторское свидетельство № 267455.
Способ транспортирования ферромагнитных сыпучих и кусковых материалов путем
сообщения им отрывной вибрации, отличающийся тем, что с целью повышения
скорости транспортирования на вибрируемый материал в начале фазы его отрыва
воздействуют импульсным магнитным полем, бегущим по направлению транспортирования.
Причем длительность магнитных импульсов устанавливают равной фазе отрыва
вибрируемого материала.
2.4.11. Переход к эполю -
веполю с взаимодействующими токами
Если введение ферромагнетиков или
намагничивание затруднены, следует воспользоваться взаимодействием внешнего
электромагнитного поля с контактно подведенными или неконтактно индуцированными
токами или взаимодействием этих токов между собой.
Авторское свидетельство № 994726.
Способ разрушения горных пород: для силового воздействия пропускают импульсный
ток по двум параллельным проводникам.
Авторское свидетельство № 1033417.
Способ захвата и удержания металлических немагнитных изделий, отличающийся тем,
что с целью повышения его надежности в процессе захвата и удержания изделия
через его тело в зоне действия магнитного поля пропускают электрический ток в
направлении, перпендикулярном силовым линиям магнита.
Авторское свидетельство № 865200.
Способ съема ягод со шпалерных культур путем колебания шпалерных проволок с
привязанными к ним побегами, отличающийся тем, что с целью снижения затрат
труда и снижения повреждений шпалерных культур берут магнит с постоянным по
направлению магнитным полем, между полюсами которого располагают шпалерные
проволоки, по ним пропускают переменный электрический ток, а вдоль проволок
перемещают магнит.
Пояснения.
1.
Если
феполи - системы, в которые введены ферромагнитные частицы, то эполи - системы,
где вместо ферромагнитных частиц действуют (или взаимодействуют) токи.
2.
Развитие
эполей - как и развитие феполей - повторяет общую линию:
простые эполи -
комплексные эполи -
эполи на внешней среде -
динамизация -
структурирование -
согласование ритмики.
Материал по эполям
накапливается, его анализ покажет - целесообразно ли выделить стандарты по
эполям в отдельную группу.
3.
Стандарт
на эполи предложен И.Л. Викентьевым (Ленинград).
ЗАДАЧА 9
При распиливании драгоценных камней и чистых кристаллов применяют очень тонкие
пильные полотна: чем тоньше полотно, тем меньше отходов. Привод полотна может
быть любым (ручным, механическим, электромагнитным и т. д.). Сложность состоит
в обеспечении строго постоянной по величине и направлению силы прижатия ко дну
паза (пропила, разреза). Постоянство величины силы обеспечивает однородность
плоскости после разрезания (без помутнений, температурных напряжений и т. д.).
Непостоянство силы по направлению - гарантия сколов. Нужна идея способа,
дающего строго постоянную силу прижатия полотна.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 9 по СТАНДАРТУ 2.4.11:
В приведенном выше авторском свидетельстве № 865200 решается
противоположная задача: обеспечение колебаний шпалерной проволоки (проволока
ничем в принципе не отличается от тонкого пильного полотна). Решение задачи 9
аналогично авторскому свидетельству № 865200, только ток, естественно,
используют не переменный, а постоянный (нужно не возбуждать колебания, а гасить
их). Ответ - авторское
свидетельство № 465311.
2.4.12. Использование
электрореологической жидкости
Особая форма эполей - электрореологическая
суспензия (взвесь тонкого кварцевого порошка, например, в толуоле), с
управляемой вязкостью. Если неприменима феррожидкость, может быть использована
электрореологическая жидкость.
Авторское свидетельство № 425660.
Дебалансный возбудитель колебаний. Дебалансы размещены в электрореологической
жидкости.
Авторское свидетельство № 495467.
Электрореологическая жидкость с изменяемой вязкостью использована в амортизаторе
транспортного средства.
Авторское свидетельство № 931471.
Применение электровязкой суспензии в устройстве для резки материалов - в
качестве зажимающей среды.
Авторское свидетельство № 934143.
Шланг, содержащий внутренний и наружный слои, между которыми расположены слои
электропроводных нитей, разделенные между собой слоем гибкого изоляционного
материала. Отличается тем, что с целью возможности управления жесткостью гибкий
изолирующий материал выполнен пористым и пропитан электрореологической суспензией.
