Эвристика Методические указания к решению творческих технических задач (стр. 5 )

подаваемого на электроды, управляемой регулятором 9. Для производства ряда работ производительность установки недостаточна. Она могла быть повышена за счет увеличения подаваемого тока или увеличением площади поверхности пластин, ограниченных резиновыми кольцами. Но эти пути могут привести к опасному повышению температуры газовой смеси (допус-кается температура не выше 90оС). Требуется предложить усовершен-ствование установки, обеспечивающее увеличение ее производительности без снижения ее надежности и безопасности.

34. Тиристорный вентиль

Тиристорный вентиль для высокого напряжения состоит из нескольких сотен последовательно включенных тиристоров, установленных на общем металлическом радиаторе. В такой цепочке возможны "скрытые аварии" - пробой отдельных элементов. Это не сказывается на работоспособности вентиля, но с каждым пробитым тиристором повышается опасность пробоя всей цепочки сразу. Как быть?

Подсказка. К радиатору необходимо прикрепить пьезоэлемент, максимум чувствительности которого приходится на колебания, возникающие при пробое. Подключив пьезоэлемент к счетчику, можно судить о количестве пробитых тиристоров и при превышении определенного значения автоматически отключать вентиль.

Вероятное решение. 1-я идея: разработать высоковольтный тиристор, который заменит всю цепочку, таким образом вероятность пробоя уменьшается. 2-я идея: пробой тиристора сопровождается характерным звуком.

35. Дугогасящие реакторы

Дугогасящие реакторы служат для компенсации тока замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ. К этим реакторам предъявляют ряд требований.

- 21 -

Одно из них - это линейность вольтамперной характеристики, которую получают с помощью немагнитного зазора 2. Но зазор очень усложняет процесс изготов-ления магнитопроводов. Желательно использовать старые трехстержневые магнитопровода от трансформато-ров, вышедших из строя.

Рис. 9 Как быть?

Подсказка: Используйте магнитный поток для создания линейности вольт-амперной характеристики.

Вероятное решение. Предложено поменять рабочую обмотку и обмотки

подмагничивания. В результате магнитные потоки, создаваемые рабочими обмотками, компенсируют друг друга в среднем стержне.

36. Приварка микропровода

При приварке микропровода (толщиной 0,04 мм) к контактам на плате его пропускают через капилляр и приваривают к одному контакту. Затем капилляр приподнимают и перемещают к другому контакту. При этом микропровод вытаскивается из капилляра. Далее капилляр опускают вниз и осуществляют приваривание ко второму контакту. При опускании капилляра вниз микропровод приобретает форму дуги между двумя контактами. Для повышения производительности увеличивают скорость перемещения капилляра. В результате трения микропровода о стенку капилляра микропровод интенсивно перегибается на кромке капилляра и после приварки сильно искривляется, из-за чего возможны замыкания между проводами, дорожками и т. д. Использование шаблонов для формирования дуги сильно усложняет работу. Применение изолированного провода недопустимо [13].

Подсказка: прием использование ПНЕВМО - И ГИДРОКОНСТРУКЦИЙ.

Вероятное решение. Решение задачи приводит к идее продувания воздуха через капилляр: воздух, увлекая проволоку вниз, во-первых, предотвращает сильный ее изгиб при вытаскивании из капилляра, а во-вторых, резко снижает ее трение о стенки и кромку капилляра.

37. Закалка стальной ленты

Для закалки стальной ленты в вихревых токах ее пропускают через высоко - частотный индуктор. Наведенные токи нагревают поверхность ленты,

- 22 -

и при ее последующем резком охлаждении происходит процесс закалки. Все было бы хорошо, если бы вихревые токи не сосредотачивались на острых боковых кромках ленты и не проплавляли их. Если уменьшить вихревые токи, то тогда они не прогревают серединную поверхность ленты. Как быть?

Подсказка. Необходимо обеспечить уменьшение нагрева по краям ленты.

Используйте принцип ДРОБЛЕНИЯ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ. Примените ПОСРЕДНИК.

Вероятное решение. Предложено: 1) Разместить особым образом индукторы с разной степенью нагрева ленты (пригодно для широких лент);

2) К торцам ленты прижимать медные бруски, они забирает на себя часть вихревых токов, которые вредно действовали на края ленты.

38. Плата с тысячью точек

Имеется плата с 1 000 контактных точек. Необходимо пристыковать одновременно к каждой из точек по одному контакту в виде иголки. Чтобы проткнуть оксидную пленку, усилие прижатия каждой иголки должно быть не менее 70 г. Для тысячи иголок это усилие чрезвычайно велико. Как обеспечить надежный контакт, применяя минимальное усилие?

Подсказка. Используйте переход к бисистеме.

Вероятное решение. Предложена идея биконтактов из различных мате-риалов, нерабочая поверхность которых выполняет роль протекторной защиты и окисляется, предотвращая окисление их рабочих поверх-ностей (электрохимические ячейки).

39. Электрод из порошка

При контактной шовно-стыковой сварке под роликовые электроды вместе

с листами металла подают фольгу. Но и это не обеспечивает нужное качество шва. Как быть?

Подсказка. Используйте принцип ДРОБЛЕНИЯ.

Вероятное решение. Предложено раздробить фольгу в порошок и наделить его свойствами присадки. Однородный материал также не загрязняет свариваемые изделия. Повышается качество сварного шва, снижается трудоемкость работ по подготовке листов к сварке [13. А. с. 240890].

40. Повреждение диэлектрика конденсатора

Проводящие слои конденсатора микросхемы могут закорачиваться при по-вреждениях диэлектрика. Как быть?

- 23 -

Подсказка. Используйте принцип ЗАРАНЕЕ ПОДЛОЖЕННОЙ ПОДУШКИ.

Вероятное решение. Предложено выполнить слои с проводимостью противоположного типа и во время работы поддерживать на них запирающее напряжение. В результате при повреждении диэлектрика образуется запертый диод с барьерным слоем, который не пропускает ток и не закорачивает проводящие слои конденсатора [13. Заявка

ЕПВ 0219430].

41. Размыкатель постоянного тока

Как обеспечить при необходимости быстрое и надежное размыкание

электрической цепи постоянного тока?

Подсказка. Используйте ПНЕВМО- И ГИДРОКОНСТРУКЦИИ.

Вероятное решение. Предложена конструкция размыкателя, в которой разрушающий элемент выполнен в виде поршня. Он расположен в стволе, под высоким давлением и удерживается защелками в фиксированном положении. При повышении силы тока в цепи поступает сигнал на защелки и поршень с силой ударяет в токоведущий элемент, разрушая его. Цепь размыкается [13. А. с. 537399].

42. Защита цепей электрического тока

Устройства для защиты цепей электрического тока содержат токоограничивающий элемент, находящийся в контакте с наполнителем. Но развиваемые высокие давления приводят к разрыву корпуса, а малая скорость испарения ограничивает быстродействие. Как быть?

Подсказка. Используйте СИЛЬНЫЕ ОКИСЛИТЕЛИ.

Вероятное решение. Предложено токоограничивающий элемент выполнить из нестехиометрического низшего оксида, а наполнитель - из материала, выделяющего при нагревании окислитель. Токи перегрузки вызывают разогревание ограничителя тока и окисление его кислородом. При этом проводимость оксида уменьшается, быстродействие устройства повышается [13. А. с. 378994].

43. Электрический выключатель

Замыкание контактов производится нагретым током веществом, заключен-ным в герметизированную оболочку. Однако плотное прилегание оболоч-ки обеспечивается только к контактам простой геометрической формы. Как быть?

Подсказка. Используйте ГИБКУЮ ОБОЛОЧКУ

и ПРИНЦИП ДРОБЛЕНИЯ.

- 24 -

Вероятное решение. Предложено применять упругодеформируемую герметизированную оболочку с размещенным в ней твердым веществом, нагреваемым током. При нагревании оно выделяет газообразное вещество, обеспечивая замыкание контактов сложной формы, а при остывании поглощает его. Твердое вещество - адсорбент с поглощенным газом или кристаллогидрат соли [13. А. с. 851540].

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ПОИСКА РЕШЕНИЯ

44. Что сделать хозяину?

В свой сельский дом после длительного отсутствия вернулся хозяин. В дом от столба с электропроводами был отвод на керамические изоляторы. Далее скруткой был ввод в дом, где провода через включатель были подключены к счетчику. Хозяин включил счетчик и подключил для проверки наличия напряжения электрическую лампочку. Лампочка не загорелась. Индикаторная отвертка показала, что напряжение есть во всех проводах. Но лампочка не горит. При случайном механическом натяге вводного провода лампочка зажглась. "Ах, вот в чем дело!" - воскликнул хозяин и сделал так, что лампочка горела постоянно. Что сделал хозяин? [15]

45. В чем причина нестабильности?

В прихожей сельского дома постоянно включена электрическая лампочка. Но ведет она себя странно. То загорится, то выключится, то начнет мигать. В чем причина такой нестабильности и что необходимо сделать, чтобы исключить такие явления? [15]

46. Провода под напряжением?

Как человеку, вошедшему в помещение, насыщенное различной электропроводкой, быстро (за секунды) понять, какие провода находятся под напряжением? Под каким - высоким или низким? [16]

47. Сварка в инертном газе

Диффузионная сварка позволяет надежно соединять различные металлы, а также металлы со стеклом, керамикой. Для обеспечения высокого качества требуется практически полное отсутствие кислорода, потому что даже тончайшая оксидная пленка на поверхности металла препятствует диффузии. Существует два способа проведения такой сварки. Первый вакуумный, но требуется откачка воздуха до миллионной доли атмосферы, что очень дорого и трудоемко. А для сварки в инертном газе нужен дефицитный газ высокой очистки, в котором примеси кислорода не превышают миллионной доли, в то время как имеется в любом количестве

обычный инертный газ с примесями в тысячные доли... Как быть?

- 25 -

48. Очистка от смолы

Полюса электрических машин пропитывают эпоксидной смолой и выпекают