|
АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ АРИЗ-85-В
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ЗАДАЧА О ПЕРЕВОЗКЕ ШЛАКАСИТУАЦИЯ
Доменный шлак (температура paсплава 1000 С) перевозят к шлакоперерабатывающей установке в ковшах, установленных на железнодорожных платформах. Из-за действия холодного воздуха на поверхности расплава образуется толстая корка твердого шлака. Теряется около трети перевозимого жидкого шлака. В корке приходится пробивать отверстия для слива шлака, а после удалять затвердевший шлак. Можно предотвратить образование корки, применив теплоизолирующую крышку. Но это существенно затруднит работу: нужно будет снимать и надевать громоздкую крышку. Как быть?
РЕШЕНИЕ
Шаг 1.1. Мини-задача. ТС для перевозки расплавленного доменного шлака включает железнодорожную платформу, ковш, расплавленный шлак. ТП-1: если ковш имеет крышку, не образуется твердой корки застывшего шлака, но обслуживание системы замедляется. ТП-2: если ковш не имеет крышки, обслуживание не замедляется, но образуется твердая корка. Необходимо при минимальных изменениях в системе предотвратить образование твердой корки шлака.
Пояснение 1
По примечанию 4 следует заменить термин "крышка". На первый взгляд, этот термин кажется безобидным, но он связан с представлением о жестком (или почти жестком) покрытии, которое необходимо открывать и закрывать. При решении задачи может оказаться, что крышка жидкая или газообразная и что она служит один раз, потом, например, сгорая... Нам нужна не "крышка", а "теплоудержалка"... В этом учебном разборе мы сознательно оставляем слово "крышка", чтобы не упрощать чрезмерно задачу.
Шаг 1.2. Конфликтующая пара. Изделие - расплавленный шлак. Инструмент - крышка (отсутствующий, присутствующий).
Шаг 1.3. Схемы ТП:
|
ТП-1: Крышка есть
 |
ТП-2: Крышки нет
 | Шаг 1.4. Выбор ТП. Главная цель системы - перевозка шлака. Выбираем ТП-2 (шлак перевозится быстро, но с потерями, так как образуется корка).
Шаг 1.5. Усиление ТП. Нет необходимости усиливать ТП, поскольку уже принято, что крышка отсутствует.
Шаг 1.6. Модель задачи. Даны расплавленный шлак и отсутствующая крышка. Отсутствующая крышка не замедляет обслуживание, но и не препятствует образованию корки. Необходимо найти такой икс-элемент, который, сохраняя способность отсутствующей крышки не замедлять обслуживание, предотвращал бы образование корки.
Шаг 1.7. Применение стандартов
Пояснение 2
Задача четко решается по стандарту 1.2.2 на устранение вредной связи введением видоизмененных B1 и B2. Но мы рассматриваем анализ этой учебной задачи именно по АРИЗ, поэтому отсылку к стандартам не принимаем во внимание.
Шаг 2.1.Оперативная зона. Пространство, ранее занимаемое крышкой, т. е. "пустой" слой над жидким шлаком.
Шаг 2.2. Оперативное время. Т1 - время от начала заливки до окончания слива шлака. Т2 - время до заливки ковша.
Шаг 2.3. Вещественно-полевые ресурсы.
Внутрисистемные ВПР:
- "отсутствующая крышка", т. е. воздух в пустом слое над шлаком;
- жидкий шлак, прилегающий к отсутствующей крышке;
- тепловое поле изделия, т. е. жидкого шлака.
Внешнесистемные ВПР:
- воздух над "отсутствующей крышкой";
- фоновые поля.
Надсистемные ВПР:
- отходов нет,
- "копеечные" - воздух, вода, земля (почва) и т. п.
Шаг 3.1. ИКР-1. Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, предотвращает в течение 0В образование корки, сохраняя способность отсутствующей крышки свободно пропускать шлак при заполнении и опорожнении ковша.
Шаг 3.2. Усиленный ИКР-1. Для усиления формулировки ИКР-1 надо заменить "икс-элемент" словами "слой воздуха".
Шаг 3.3. Макро-ФП. Слой воздуха в 0З должен быть заполнен нетеплопроводным веществом, чтобы уменьшить охлаждение шлака, и не должен быть заполнен веществом, чтобы не мешать заливу и сливу шлака.
Шаг 3.4. Микро-ФП. Cлой воздуха в 03 должен быть заполнен связанными друг с другом частицами, чтобы не проходил холодный воздух, и не должен быть заполнен связанными частицами, чтобы свободно проходил наливаемый и сливаемый шлак.
Шаг 3.5. ИКР-2. Слой воздуха в 03 при заливке шлака должен сам превращаться в нетеплопроводное вещество, которое должно само же исчезать при сливании шлака.
Шаг 3.6. Применение стандартов.
См. запись на шаге 1.7 (пояснение 2).
Шаг 4.1. Метод ММЧ. В этой записи учебной задачи шаг 4.1 опущен из тех же соображений, что и шаги 1.7 и 3.6.
Шаг 4.2. Шаг назад от ИКР. Формально в данном случае шаг 4.2 следует пропустить: мы не знаем, какой должна быть готовая система. Но любопытно использовать и этот шаг, хотя бы в учебных целях.
- ИКР: "готовая система" включает какую-то "крышку", идеально (полностью) отделяющую холодный воздух от горячего шлака.
- Шаг назад от ИКР: появилось сквозное отверстие.
- Устранение дефекта: простейший, очевидный способ - использовать "пробку".
- Переход к общему решению: "крышка" должна состоять из многих "пробок".
- Техническое решение: "пробки", выполненные из ВПР, т. е. из воздуха и шлака, - пористые шлаковые гранулы, пена. Главный ВПР - воздух, следовательно, больше всего подходит пена.
Шаг 4.3. Применение смесей. Воздух и шлак дают ряд структур, обладающих высокими теплоизолирующими свойствами: пористые гранулы, полые гранулы, пена. Больше всего воздуха в пене, а мы проверяем "линию воздуха". Следовательно, первый вероятный ответ - использование пены в качестве "крышки".
Пену образуют, добавляя небольшое количество воды в ковш во время заливки шлака. Таким образом, идею реализуют, не выходя за рамки имеющихся ВПР. Это обусловливает высокое качество решения.
Шаг 4.4. Применение "пустоты". Идея применения шлаковой пены закономерно появляется и на этом шаге.
Контрольный ответ - а. с. 400621: при заливке шлака создают покрытие шлаковой пены - при сливании шлак свободно проходит через такую "крышку". Задача впервые решена преподавателем ТРИЗ М. И. Шараповым (Магнитогорск) и широко внедрена в металлургической промышленности.
Шаг 9.1. Для создания крышки используется шлак. Между тем, шлак - изделие, а не инструмент или внешняя среда. Использование шлака для создания крышки оказалось возможным потому, что расход шлака в данном случае ничтожен.
В ТРИЗ давно используется идея введения добавок - небольших управляемых доз вещества. В задаче о шлаке мы сталкиваемся с применением "антидобавок" - изъята и использована небольшая доза изделия. Видимо, это допустимо во всех случаях, когда изделие "безразмерно" (например, если изделие - поток жидкости или газа).
[ << Таблица 2. ] [ ОГЛАВЛЕНИЕ ] [ >> Приложение 2. ]
|
