Владимир Петров - Стандарты изобретательства

Пример 7.38. Смазочный материал

Описывается двухфазный смазочный материал 124 124 Патент РФ 2 608 736. .

См. Пример 7.33. Консистентные смазки.

Алгоритм применения стандартов показан на рис. 8.1.

Первоначально определяют, к какому классу относится задача — на изменение или измерение (обнаружение).

Если задача на изменение, то определяют, имеет рассматриваемая система вепольную или невепольную структуру. Если структура невепольная, то рассматривают первый класс стандартов. Далее определяют, имеются ли вредные связи. Если нет, то рассматривают подкласс 1.1. Если имеются вредные связи, то рассматривают подкласс 1.2. После завершения работы по первому классу переходят ко второму и третьему или сразу к 5-му классу.

Если система вепольная, то переходят ко 2-му, а затем к 3-му классам. Далее переходят к 5-му классу.

Если задача на измерение, то рассматривается 4 класс. Если можно использовать обходные пути, то рассматривают подкласс 4.1. Рассмотрев стандарт 4.1.1, желательно рассмотреть задачу, начиная с класса 1, или воспользоваться стандартами 4.1.2—4.1.3. После этого можно перейти к подклассам 4.2—4.5. Если невозможно использовать обходные пути, то сразу переходят к подклассам 4.2—4.5. По завершении работы по классу 4 переходят к 5 классу.

Рис. 8.1. Алгоритм применения 76 стандартов на решение изобретательских задач

1. Опишите систему 76 стандартов на решение изобретательских задач.

2. Сколько классов стандартов в системе 76стандартов?

3. Для чего предназначен каждый из классов стандартов? Опишите каждый из классов.

4. Опишите алгоритм использования стандартов.

1. Стандарты в творчестве.

2. Изобретание по стандартам.

3. История развития системы стандартов на решение изобретательских задач.

1. Приведите примеры на:

1.1. Первый класс стандартов.

1.2. Второй класс стандартов.

1.3. Третий класс стандартов.

1.4. Четвертый класс стандартов.

1.5. Пятый класс стандартов.

2. Определите номер стандарта

Ниже приведены примеры, определите, к какому стандарту они относятся.

Пример 9.1. Закладка пустот

Закладка пустот в шахтных выработках заключается в заполнении пустот с помощью гибкой опалубки, представляющей собой герметичнуюгибкую оболочку, сшитую из рукава прочной водонепроницаемой ткани, имеющей форму мешка или пакета, закрытого с обоих концов, в верхних углах которого закладывают клапаны с отверстиями, достаточными с одной стороны для подачи цементно-содержащей смеси в гибкую опалубку, а с другой стороны — для выходавоздуха из заполняемого пространства, при этом гибкую опалубку равномерно укладывают на закрепленное пространство выработки и через один из клапанов закачивают цементно-содержащий материал, при этом через другой клапан выпускается воздух из заполняемого пространства гибкой опалубки (рис. 9.1) 125 125 Патент РФ 2 417 321. .

Рис. 9.1. Закладка пустот. Патент РФ 2 417 321

1 — пенобетонный насос; 2 — гибкий шланг для подачи цементосодержащей смеси; 3 — крепь; 4 — гибкая опалубка с цементосодержащей смесью; 5 — клапан для подачи цементосодержащей смеси; 6 — клапан для выхода воздуха.

Пример 9.2.Самовосстанавливающиеся материалы

Самовосстанавливающиеся материалы очень важны для многих областей и, особенно, для космического оборудования.

Такие полимерные материалы или имеют в своей структуре восстанавливающие компоненты, или самовосстанавливающиеся молекулярные связи.

Восстанавливающие компоненты (целебный агент) помещают в микрокапсулы или полые микроволокна, расположенные в полимерном материале. В полимере диспергирован катализатор. При повреждении материала целебный агент втекает в трещины и, вступая в реакцию с катализатором, ремонтирует их. Аналогично происходит и с полыми волокнами (рис. 9.2) 126 126 R. Das, C. Melchior, K. M. Karumbaiah. Self-healing composites for aerospace applications. Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering: Processing, Properties and Applications. Pages 333—364. URL: http://scitechconnect.elsevier.com/wp-content/uploads/2016/10/self-healing-composites-for-AE.pdf . .

Рис. 9.2. Самовосстанавливающиеся материалы

Восстановление молекулярных связей может быть достигнуто обратимыми ковалентными связями, термообратимыми физическимивзаимодействиями или надмолекулярной химией 127 127 Blaiszik, B.J., Kramer, S.L.B., Olugebefola, S.C., Moore, J.S., Sottos, N.R., White, S.R., 2010. Self-healing polymers and composites. Annual Review of Materials Research 40 (1), 179—211 .

1. Обратимая ковалентная химия подразумеваетковалентные связи, которые могут диссоциировать и перегруппировываться при повреждении. Такие реакции в основном включают равновесие кольцевой цепи. Одним из широко изученных примеров является ретро-реакция DielseAlder (rDA) (рис. 9.3) 128 128 Park, J.S., Kim, H.S., Hahn, H.T., 2009. Healing behavior of a matrix crack on a carbon fiber/ mendomer composite. Composites Science and Technology 69 (7—8), 1082—1087. .

Рис. 9.3. Ретро-реакция DielseAlder (rDA)

2. Исследования по термореверсивным физическим взаимодействиям обширны и в основном сосредоточены на иономерах 129 129 Varley, R.J., van der Zwaag, S., 2008. Towards an understanding of thermally activated self-healing of an ionomer system during ballistic penetration. ActaMaterialia 56 (19), 5737—5750. .

3. Супрамолекулярная химия является перспективной и одним из первых коммерческих применений самовосстанавливающихся полимеров 130 130 Cordier, P., Tournilhac, F., Soulie-Ziakovic, C., Leibler, L., 2008. Self-healing and thermoreversible rubber from supramolecular assembly. Nature 451 (7181), 977—980. . Обратимые надмолекулярные взаимодействия — это низкоэнергетические взаимодействия, которые влияют на общие свойства материала, если они хорошо разработаны. Возможные пути получения этих взаимодействий основаны наводородной связи или координации металлов 131 131 Garcia, S.J., Fischer, H.R., 2014. 9-Self-healing polymer systems: properties, synthesis and applications. In: Aguilar, M.R., Rom_an, J.S. (Eds.), Smart Polymers and Their Applications. WoodheadPublishing, pp. 271—298. .

Пример 9.3. Движение подземных вод

Исследование движения подземных вод осуществляют введением в исследуемый поток индикаторов (изотопов, солей, бактерий, спор и т. д.) и наблюдением, как они разносятся в местах, доступных для отбора проб, или через непосредственное измерение концентрации индикатора в скважинах, родниках и других выходов подземных вод 132 132 Справочное руководство по применению ядерных методов в гидрологии и гидрогеологии. — М.: Недра, 1975. — С. 256. .

Пример 9.4. Технология HEXAGON

По предлагаемой технологии бревенчатые дома строятся из стандартных брусьев шестигранного сечения, укладываемых в необходимые конструкции. Брусья соединяются между собой в строительные блоки с помощью прочных деревянных дюбелей (рис. 9.4).