Генрих Альтшуллер - Крылья для Икара. Как решать изобретательские задачи

Вот мы и «доигрались» в кубики: возникли новые приборы! Попробуем изобразить их схемы (фиг. 2). В конструкциях 3 и 6 жидкость движется снаружи прибора. Может такое быть? Вполне. Например, море за бортом корабля. Правда, прибор не измерит количества воды в море, но зато покажет скорость корабля: чем выше скорость, тем больше электродвижущая сила на электродах. Конструкция 6 обтекаема — это ее достоинство, но она имеет и серьезный недостаток: электроды расположены снаружи электромагнита, а самое «густое» магнитное поле — внутри электромагнита. В конструкции 3 электроды находятся внутри соленоида — такой прибор в десятки раз чувствительнее прибора по схеме 6. Когда впервые возникла идея «сыграть в кубики», были известны только схемы 1 и 6. Четыре другие оказались новыми! И не просто новыми, а имеющими новые полезные качества. Прибор по схеме 3 не только чувствительнее прибора 6, но и лучше охлаждается (магнитная система непосредственно соприкасается с водой), а это очень важно: можно усилить магнитное поле, сделать прибор еще более чувствительным.

м э с з м

т

1_

э м с м э

Ш !

с м э м с

1Л.1

■ы

м с э с м

№

э с м с э

га

й~

с э м э с

' 1м-

Фиг. 2

Прибор по схеме 4 позволяет передвигать электроды по ширине потока — можно измерять скорость жидкости в разных точках. То же самое позволяет делать прибор по схеме 5, но в нем перемещаются не электроды, а магнитные силовые линии: они не вызывают завихрений в потоке, не искажают течения жидкости. Такой прибор не только точнее, но и лучше приспособлен к работе с агрессивными жидкостями.

В обычных расходомерах (схема 1) магнитная система находится снаружи трубы, стенки трубы могут внести помехи в работу прибора. А по схеме 2 все части прибора находятся внутри потока, показания прибора не зависят от материала, из которого сделана труба.

Что ж, теперь можно подвести итог: мы использовали предельно простой прием перестановки частей и оказалось, что этот прием позволяет получать новые изобретения. Попробуйте дать кому-нибудь задачу: «Вот электромагнитный расходомер. Он устроен так-то и так-то. Предложите приборы, основанные на том же принципе, но имеющие новые особенности». Вряд ли найдется много охотников решать эту задачу: очень уж она неопределенна и потому трудна.

Вот и получается, что один прием (всего один!) уже намного больше, чем ничего...

Впрочем, надо еще убедиться в том, что наш прием (перестановка частей) годится для преобразования многих технических объектов, а не только электромагнитного расходомера.

Сыграем теперь в «кубики» с магнитным фильтром. Это очень интересное изобретение. Раньше для очистки горячего газа от пыли использовали фильтры, сделанные из многих слоев металлической ткани. Газ свободно проходил сквозь ткань, а пыль застревала в ячейках ткани. Такие фильтры имели, однако, огромный недостаток: они быстро забивались пылью, переставали пропускать газ, а освободить их от пыли было очень трудно. Приходилось подолгу продувать фильтр чистым воздухом в противоположном направлении, чтобы выбить застрявшие в ткани частицы пыли. И вот был изобретен магнитный фильтр (авторское свидетельство № 156 133). Между полюсами мощного магнита или электромагнита расположены ферромагнитные частицы — крупинки металла. Они образуют пористую массу, через которую пропускают запыленный газ (фиг. 3). Пыль застревает в порах, газ проходит. Освободить такой фильтр от пыли очень легко: достаточно убрать магнит или выключить электромагнит. Фильтр рассыплется, ферромагнитные частицы и пыль упадут вниз. Затем надо снова создать магнитное поле, ферромагнитные частицы займут свое место, а пыль останется внизу. Можно несколько раз повторить эту операцию, стряхивая пыль.

Фиг. 3

Итак, есть магнитный фильтр. Прежде всего рассмотрим его структуру. Снаружи магнитная система М, внутри этой системы

ферромагнитный порошок П, а внутри порошка — поток запыленного газа, т. е. изделие И, которое обрабатывается фильтром. Значит, структуру можно записать так:

мпиипм

Начнем переставлять «кубики», образуются шесть симметричных структур:

1. МПИИПМ

2. ПМИИМП

3. ИМППМИ

4. МИППИМ

5. ПИММИП

6. ИПММПИ

Получились ли у нас новые фильтры? Возьмем хотя бы схему 5. Она похожа на схему 1, вывернутую шиворот-навыворот: .магнит окружен порошком, сквозь который проходит газ. Если обратиться к патентным материалам, можно найти авторское свидетельство № 319 325: «Электромагнитный фильтр для механической очистки жидкостей и газов, содержащий источник магнитного поля и фильтрующий элемент из зернистого магнитного материала, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода электроэнергии и увеличения производительности, фильтрующий элемент размещен вокруг источника магнитного поля и образует внешний замкнутый магнитный контур». Полное соответствие схеме 5! Сделано это изобретение без «кубиков» и потому появилось только через семь лет после изобретения по авторскому свидетельству № 156 133. Можно было бы сразу вывернуть шиворот-навыворот схему первого магнитного фильтра, но никто не догадался этого сделать — вот и пропали семь лет...

Обратите внимание: в формуле изобретения речь идет не только о газах, но и о жидкостях. Действительно, газы и жидкости одинаково свободно проходят сквозь фильтр, задерживаются пылинки, причем только те пылинки, размеры которых больше размера пор в фильтре. А если магнитное поле поплотнее сожмет порошок? Тогда ничто не пройдет: ни пыль, ни жидкость, ни газ. Включили электромагнит — и труба перекрыта «пробкой» из ферромагнитного порошка, выключили—«пробка» исчезла, путь свободен. Фильтр превратился в кран. И вот что интересно: это отдельное изобретение. Изобретатель магнитного фильтра не увидел, что фильтр можно использовать как кран. Прошли годы после изобретения магнитного фильтра, и другие люди получили авторское свидетельство № 256 634 на применение того же самого фильтра в качестве крана. В этом авторском свидетельстве сказано, что магнитный порошок, сжимаемый магнитным полем, применяют «с целью предотвращения при хранении ферромагнитных материалов выхода ферромагнитной пыли из емкости через вентиляционный патрубок...» Но разве это единственное применение такого крана? Разве этим краном нельзя перекрывать потоки других веществ? Через несколько лет изобретатели (снова другие изобретатели!) получили авторские свидетельства (№ 329 333, 372 461 и др.) на использование магнитного крана для регулирования потока самых различных веществ.