Основы
теории решения изобретательских задач

6.2.2. Химические эффекты

Использование химических эффектов позволяет осуществлять решение часто более просто, более идеально, чем с помощью физических эффектов.

Пример 6.12. В примере 6.11 всю оправку или ее поверхностный слой можно сделать легкорастворимой или легко уничтожаемой, например, сгораемой. Оправку можно обернуть бумагой, а во время съема поместить оправку с намотанной пружиной в печь.

Пример 6.13. Если в трубе имеется трещина, то обычно сначала определяют, где она находится, а потом ее заделывают. Химические процессы позволяют ликвидировать трещину без определения места расположения. Идеальный процесс определения трещины - это процесс, которого нет, а его функции выполняются. Этот процесс нужен только для того, чтобы знать, в каком месте заделывать трещину. На внешнюю поверхность трубы наносят раствор соли металла, а внутри трубы пропускают газ аммиак (рис. 6.5). Газ просачивается сквозь любую, даже очень малую трещину. В трещине газ соединяется с раствором соли - происходит реакция, в результате которой образуется твердое соединение. Оно само заделывает трещину. Данный процесс близок к ИКР.

Имеется указатель химических эффектов [11]. По своим потенциальным возможностям химические эффекты весьма разнообразны, а по количественному составу, видимо, превышают физические.

6.2.3. Биологические эффекты

Биологические эффекты - это использование биологических объектов (животных, растений, микробов и т.п.) для технологических преобразований.

Применение биологических эффектов позволяет не только расширить возможности технических систем, но и получать результаты, не нанося вреда природе.

С помощью биологических эффектов можно выполнять различные операции: обнаружение, преобразование, генерирование, поглощение вещества и поля и другие операции.

Пример 6.14. В Японии введены биологические стандарты на воду (есть и химические). Для озер, например, существуют четыре стандарта, индикаторами которых являются рыбы. Самому чистому уровню соответствует форель: она не может жить в грязной воде. А карп, наоборот, живет только в грязной воде и, если он появился там, где раньше не обитал, то вода переходит в разряд самой грязной. Этому четвертому уровню соответствует биологический индикатор "карп"⁵.

Пример 6.15. Э.Брумбалек утверждает, что некоторые цитрусовые деревья, испытывая недостаток химических элементов, способны замещать их другими элементами и восстанавливать, таким образом, равновесие в обмене веществ. Например, при нехватке калия, эти растения в первую очередь начинают накапливать золото, а при его отсутствии - серебро и свинец. Недостаток магния заставляет их извлекать уран. Достаточно засадить нужный участок подходящими деревьями, а затем собирать плоды и сжигать их в специальных печах⁶.

Пример 6.16. В бедных металлургических выработках в специальных отстойниках разводится громадная колония тионовых бактерий, переводящих медь в раствор. Раствор, насыщенный бактериями, закачивают в пробуренные скважины и затем поднимают на поверхность. Простой химической обработкой из раствора получают чистую медь. Аналогично используют серобактерии, железобактерии. С помощью литотрофных бактерий в США получают 10% от общего количества всей производимой в стране меди.

Кроме добычи полезных ископаемых, микроорганизмы используются для уничтожения сорняков, очистки сточных вод и т.д.

Как правило, применение биологических эффектов позволяет создать экологически чистые технологии.

6.2.4. Математические эффекты

Среди математических эффектов наиболее разработанные геометрические.

Геометрические эффекты - это использование геометрических форм для различных технологических преобразований.

Широко известно применение треугольника, например, использование клина или скользящих друг по другу двух треугольников.

Пример 6.17. В примере 6.11 оправку можно сделать разборную в виде двух треугольников (см. рис. 6.6).

Применение, например, ленты Мебиуса (рис. 6.7) позволяет использовать обе стороны поверхности у бесконечной ленты.

Это решение применяется в ленте принтера, в которой задействованы сразу две ее стороны.

Пример 6.18. Магнитная лента, выполненная в виде ленты Мёбиуса⁷, позволяет сделать запись в два раза больше без перемотки, так как задействованы сразу две ее стороны.

Пример 6.19. Шлифовальная лента, выполненная в виде ленты Мёбиуса⁸, позволяет использовать две стороны ленты, т.е. использовать ленту в два раза больше (рис. 6.8).

Пример 6.20. Ленточная пила, выполненная в виде ленты Мёбиуса⁹, позволяет использовать две стороны ленты, т.е. использовать ленту в два раза дольше (рис. 6.9).

Много интересных применений имеется у гиперболоида вращения (рис. 6.10).

Мы уже приводили примеры сооружений В.Г.Шухова (см. рис. 3.46 и 3.49).

Пример 6.21. Держатель электрода для ручной дуговой сварки, выполненный в виде гиперболоида вращения, позволяет зажимать электроды любого диаметра (рис. 6.11).

Пример 6.22. Картофелеуборочный комбайн повреждает клубни картофеля. Предложили рабочий орган комбайна делать в виде гиперболоида вращения, который изменяет свою форму при соприкосновении с клубнем (см. рис. 6.12).

Указатель геометрических эффектов разработан И.Л.Викентьевым [12]. В нем подробно описано применение этих и других геометрических эффектов.

Оглавление