Александр Селюцкий - Вдохновение по заказу. Уроки изобретательства

— Человечки на одном конце троса должны схватить человечков на другом конце.

— Если представить, что размеры троса Б стремятся к нулю, трос Б свободно пройдет между человечками троса А...»

Шум... С трудом разбираю обрывки фраз: «Магниты... Магнитное сцепление... А если груз тяжелый?..»

Приходится расспрашивать, восстанавливать ход решения. Выясняю, что одни продолжали работать с золотой рыбкой, другие использовали маленьких человечков, третьи— оператор РВС. Приверженцы маленьких человечков вручают мне рисунок: «Тут же все ясно...» Решение у всех одинаковое.

— Правда, похоже на руки? Человечки перехватывают руками верхнюю часть троса...

АРИЗ не стоит на месте. Он постоянно развивается и совершенствуется. Впервые он был опубликован в 1959 году — отсюда название АРИЗ-59. Затем появились АРИЗ-61, АРИЗ-64, АРИЗ-65, АРИЗ-68 и, наконец, АРИЗ-71. Сейчас (пока писалась эта книга) уже создан АРИЗ-75.

Задача 1, которую мы предлагаем вашему вниманию, решалась в 1970 году, естественно, с применением АРИЗ-68. Остальные же задачи решались позднее с применением уже АРИЗ-71. Схема решения и в том и в другом случае одинакова, п читатель, вооруженный знанием АРИЗ-71, легко разберется в решении задачи на основе АРИЗ-68; более того, он поймет, как развивается АРИЗ в целом и, может быть, представит (!), каким будет АРИЗ в будущем.

ЗАДАЧА 1

Повышение производительности бумагоделательных машин достигается увеличением их скорости. Однако простое увеличение скорости машин без конструктивных изменений обезвоживающих элементов сеточной части и технологического режима обезвоживания и формования бумажного полотна приводит к резкому ухудшению качества бумаги. Происходит это вследствие резкой интенсификации процесса обезвоживания полотна на сетке машины и преимущественной в связи с этим ориентации волокон в направлении скорости фильтрации, т. е. перпендикулярно плоскости листа.

Для устранения этого технического противоречия (производительность — качество) была предложена принципиально новая схема формования бумажного полотна напылением, реализуемая на машине типа «Кивач». Основное достоинство этой схемы: процессы обезвоживания и формования бумажного полотна разделяются и, следовательно, исключается влияние резкой интенсификации обезвоживания на качество формования. На рис. I показано, как масса из напускного устройства 1 подается в клин между

сеткой 2 п отжимным валом 3, обезвоживается п в виде факела 5 со сбрасывающего вала 4 напыляется на подвижный экран (сетку) 6 прессовой части.

Такая схема позволила резко (в 5 раз) увеличить производительность машины без ухудшения качества формуемого бумажного полотна.

КРУПНЫЕ ВОЛОКНА

п

бумагоделательных машинах

Наряду с многочисленными достоинствами нового способа формования бумажного полотна обнаружился один существенный недостаток. Вследствие того, что бумажная масса представляет собой полидисперсную систему (волокна различных размеров), а также оттого, что адгезия волокон разных размеров к сетке различна, в факеле напыляемой массы наблюдалась сепарация (фракционирование) волокон. При этом в верхней части факела сосредоточивались крупные и длинные волокна, в нижней — мелкие. Это. в свою очередь, приводит к разносторонности формуемого листа — к градации волокон по толщине листа (рис. И). Правда, и на обычных имется такая разносторонность, но там она менее явно выражена. Причина в том, что в начальный период обезвоживания массы на сетке мелкие волокна проваливаются в ее ячейки до тех пор, пока не образуется фильтрующий слой из более крупных волокон. При этом получается следующая градация волокон на толщине листа (рис. III).

Итак, задача — избежать нежелательной разносторонности полотна (хотя бы в рамках, регламентируемых соответствующими ГОСТами на бумагу).

Решение задачи не было найдено ни на стадии проектирования, ни на стадии экспериментальных исследований нового способа формования, и при защите проекта на научно-техническом совете головного института отрасли (НИИЦМАШ) на этот недостаток было указано как на самый существенный, могущий опорочить многочисленные достоинства нового способа прп выработке массовых видов бумаг.

МЕЛКИЕ ВОЛОКНА

В связи с этим необходимо отметить, что существует целый класс бумаг (обойные, кабельные и пр.), к которым предъявляются противоположные требования —г здесь нужна разносторонность.

ж

В дальнейшем при решении этой задачи было решено использовать АРИЗ.

Первая стадия алгоритма — это выбор задачи и, более конкретно,— рассмотрение следующих вопросов:

Какова техническая цель решения задачи? Очевидно, в нашем случае — устранить сепарацию, так нам тогда казалось.

Какие характеристики объекта заведомо нельзя менять при решении задачи? Во-первых,— сам принцип раздельного обезвоживания и формования (пе только из-за чувства авторского самолюбия, но и из-за многочисленных достоинств метода); во-вторых,— производительность машины (т. е. скорость) .

Проверяем, можно ли достичь той же цели решением «обходной» задачи. Задача должна иметь принципиальное решение. «Обходная» — это более общая задача: лпбо отказаться от принципа напыления и получится обычная плоскосеточная машина, лпбо найти другой способ.

Далее АРИЗ-68 рекомендует сравнить первоначальную задачу с тенденциями развития данной отрасли техники. Но аналога нет, т. е. нет машин, работающих на данном принципе.

Сравнение же «обходной» задачи с тенденциями данной отрасли техники приводит нас к применению способов, могущих уменьшить разносторонность. Это, во-первых, увеличение процентного содержания более однородной фракции — целлюлозы до 100% (кстати, высококачественные сорта бумаг вырабатываются именно из 100%-ной целлюлозы). Во-вторых — замедление обезвоживания в первоначальной стадии, в начале сеточного стола — в результате интенсивная тряска, снижение скорости машины, мокрые отсасывающие ящики, желобчатые регистровые валики, гпдропланки, которые снижают промой волокна и, следовательно» разносторонность.